面向动力性的液化天然气公交车用发动机控制方法研究

【摘要】：替代燃料车用发动机控制技术是节能与新能源汽车领域中的重要研究方向之一，针对液化天然气（简称LNG）可燃混合气热值低、充气效率低和燃烧速度慢而导致液化天然气车用发动机动力性差、动态响应滞后等难题，论文以良好的动力性为主要目标，研究液化天然气公交车用发动机控制原理及其方法，对促进节能汽车技术发展，具有重要学术价值与实际意义。 论文首先介绍了LNG车用发动机存在动力性差、动态响应滞后的问题以及国内外研究现状；然后，根据内燃机和燃烧学原理，建立了LNG车用发动机模型，研究了LNG公交车用发动机控制原理，分析了压缩比、混合气浓度、点火提前角等燃烧调节参数与LNG公交车用发动机动力性、经济性和排放性关系，在此基础上，提出了面向动力性的LNG公交车用发动机控制方法。接着，以某款LNG公交车用发动机为对象，设计了LNG公交车用发动机控制系统，运用GT-POWER和MATLAB/Simulink软件建立了LNG公交车用发动机控制系统仿真模型，并以此对LNG公交车用发动机进行了燃气喷射阶跃工况、加减速工况和城市客车用运转循环工况的计算机仿真与分析。最后，搭建了基于虚拟仪器的LNG公交车用发动机控制硬件在环实验平台，并以该平台进行了基于城市工况的LNG公交车用发动机硬件在环控制实验，验证了面向动力性的LNG公交车用发动机控制方法的可行性。 【关键词】：LNG公交车用发动机 动力性 发动机控制系统 控制方法
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U464.174
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 LNG 公交车用发动机应用存在的问题11-12
• 1.3 LNG 燃气车用发动机国内外研究现状12-16
• 1.4 论文研究的意义及主要内容16-18
• 第二章 面向动力性的 LNG 公交车用发动机控制方法的研究18-61
• 2.1 LNG 燃料的物化特性18-21
• 2.2 LNG 车用发动机模型21-32
• 2.2.1 LNG 车用发动机整体模型22
• 2.2.2 燃气供给模型22-25
• 2.2.3 气缸燃烧模型25-28
• 2.2.4 动力输出模型28-30
• 2.2.5 尾气排放模型30-31
• 2.2.6 燃气消耗模型31-32
• 2.3 LNG 公交车用发动机性能影响因素研究32-43
• 2.3.1 压缩比对 LNG 公交车用发动机性能的影响32-35
• 2.3.2 混合气浓度对 LNG 公交车用发动机性能的影响35-38
• 2.3.3 点火提前角对 LNG 公交车用发动机性能的影响38-40
• 2.3.4 不同可燃混合气浓度对最佳点火提前角的影响40-42
• 2.3.5 燃气喷射方式对 LNG 公交车用发动机性能的影响42-43
• 2.4 面向动力性的 LNG 公交车用发动机控制方法43-60
• 2.4.1 LNG 公交车用发动机传统控制方法及存在的问题44-45
• 2.4.2 面向动力性的 LNG 公交车用发动机 NNFFP 方法45-60
• 2.5 本章小结60-61
• 第三章 面向动力性的 LNG 公交车用发动机控制系统设计61-80
• 3.1 LNG 公交车用发动机控制系统组成及工作原理61-63
• 3.1.1 LNG 公交车用发动机控制系统组成61-62
• 3.1.2 LNG 公交车用发动机控制系统工作原理62-63
• 3.2 LNG 公交车用发动机控制系统硬件设计63-74
• 3.2.1 控制单元设计64-70
• 3.2.2 传感单元设计70-73
• 3.2.3 执行单元设计73-74
• 3.3 LNG 公交车用发动机控制系统软件设计74-79
• 3.3.1 主程序设计75
• 3.3.2 各子程序设计75-79
• 3.4 本章小结79-80
• 第四章 面向动力性的 LNG 公交车用发动机控制方法仿真分析80-102
• 4.1 面向动力性的 LNG 公交车用发动机控制系统建模80-87
• 4.1.1 LNG 公交车用发动机仿真模型80-82
• 4.1.2 LNG 公交车用发动机控制器模型82-87
• 4.2 面向动力性的 LNG 公交车用发动机控制方法仿真分析87-101
• 4.2.1 燃气喷射阶跃工况仿真分析87-89
• 4.2.2 加减速工况仿真分析89-95
• 4.2.3 城市循环工况仿真分析95-101
• 4.3 本章小结101-102
• 第五章 面向动力性的 LNG 公交车用发动机控制系统硬件在环仿真102-115
• 5.1 LNG 公交车用发动机控制系统硬件在环仿真平台102-104
• 5.2 LNG 公交车用发动机控制系统硬件在环仿真原理104-105
• 5.3 LNG 公交车用发动机控制系统硬件在环仿真与分析105-113
• 5.3.1 行驶状态中的 LNG 公交车用发动机数据采集实验106-108
• 5.3.2 LNG 公交车用发动机控制系统硬件在环仿真108-109
• 5.3.3 LNG 公交车用发动机控制系统硬件在环仿真分析109-113
• 5.4 本章小结113-115
• 全文总结与展望115-117
• 参考文献117-122
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果122-123
• 致谢123-124
• 附件124

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