低压缸内直喷汽油机进气动态特性建模仿真与实验验证.pdf

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1、第44卷第4期小型内燃机与车辆技术2015年8月SMALLINTERNALCOMBUSlfIONENGINEANDVEHICLETECHNIQUEV01．44No．4Aug．2015低压缸内直喷汽油机进气动态特f生建模仿真与实验验证木王齐英胡东宁刘娜(天津大学内燃机研究所天津300072)摘要：根据直喷汽油机的实际工作过程，通过质量守恒方程、理想气体状态方程和速度一密度方程，运用平均值建模方法建立了电控燃油喷射汽油机进气管内空气动态特性模型，并且通过稳态试验数据确定了模型待定参数。然后用Maflab／Simulink对模型做模拟仿真。最后分别在稳态和瞬态工况下将仿真结果

2、与台架试验结果进行对比，分析模型能否满足控制过程的实时性要求。台架试验和仿真结果的对比表明：该模型精度高，无论是在稳态还是在瞬态工况下，都能很准确地预测进气流量，可用到有关空燃比控制的设计中。关键词：直喷汽油机进气空气动态特性进气流量模拟仿真中图分类号：TK411+．24文献标识码：A文章编号：2095—8234(2015)04—0045—04SimulationandExperimentalStudyofIntakeFillingDynamicCharacteristicforaLowPressureDirectInjectionGasolineEngineWangQ

3、iyi呜，HuVon咖g，LiuNaTianjinInternalCombustionEngineResearchInstitute，TianjinUniversity(Tianjin，300072，China)Abstract：AccordingtotheactualworkingprocessofanEFIgasolineengine，amanifoldfillingdynamicmodelWasconstructedbythemassandenergyconservationequation，theidealgaslawandthespeed-densityequ

4、ation．Themodelparameterstobedeterminedwereidentifiedafterthesteadytestdatagotten．ThenthemodelWassimulatedwithMATLAB／Simulink．Finally，thepapercomparesthesimulationresultswiththebenchtestresults．Thecomparisonshowedthattwoassumptionsusedinsimplificationwererightandthemodelhadahighaccuracy．B

5、othinsteadyconditionsortransientconditions，themodelcanpredicttheintakeflowcorrectly．Themodelcanbeusedinthedesignofair-fuelratiocontr01．Keywords：GDIengine，Intakefillingdynamiccharacteristic，Intakeairmassflowrate，Simulation引言随着汽车产量的迅速增长，车辆尾气排放已成为我国大气的主要污染源。将三元催化转化技术应用于电喷汽油机中，能有效减轻机动车的排气污染，

6、满足国家日益严格的排放法规要求。然而三元催化转化器的净化效果取决于汽油机的空燃比，只有当发动机的实际空燃比处于化学当量空燃比时，三元催化转化器才具有较好的汽车尾气催化转化净化率【lI。所以这就要求我们要对发动机的空燃比进行精确控制。在空燃比的精确控制中，每循环吸人气缸空气量的精确检测是整个空燃比精确控制的前提。但是，传统的基于进气压力或流量传感器的进气流量测量方式因进气管内泵气脉动、充排气效应及气体回流·基金项目：天津市科委科技支撑计划项目(12zczDGx03800)。作者简介：王齐英(1990-)，女，硕士研究生，主要研究方向为内燃机电控技术。小型内燃机与车辆技术第

7、44卷等复杂因素的影响，存在很大的局限性，使得测量精度有限。由于存在间歇性进气过程造成的泵气脉动效应，即使汽油机在稳态工况下，进气压力和流量也存在周期性脉动。另外，在传统汽油机节气门与进气口之间有一个较大稳压腔。稳态工况下，由于稳压腔内气体处于平衡状态，节气门处空气流量与实际进气口处空气流量相等。但是在节气门急开急闭的瞬态工况下，稳压腔将会有一个充排气过程，所以采用传统节气门处空气流量作为进气El空气流量这种近似的进气流量检测方式会导致较大的偏差。汽油机进气管内的复杂空气动态特性给进气口空气流量的精确测量带来了困难[21。此外，传统的电控