汽油机油膜动态效应及瞬态空燃比控制的研究

对于进气道多点喷射汽油机而言,进气道油膜动态效应是导致瞬态空燃比控制出现偏差的主要原因。研究瞬态油膜动态效应,并在此基础之上展开瞬态空燃比精确控制研究,是改善汽油机瞬态燃烧,提高燃油经济性、动力性以及排放性的关键所在。 为分析附壁油膜动态效应,对某进气道多点喷射汽油机的燃油喷射碰壁及蒸发过程进行模拟。模拟过程中,分别就不同喷射参数、进气道壁面条件以及进气条件展开对比研究。模拟结果表明,喷射锥角、喷射高度、进气道壁温以及进气流速对附壁油膜形状及质量分布、燃油液态颗粒空间分布影响较大。此外通过模拟发现,悬浮燃油颗粒的逐渐沉积是附壁油膜的另外一个重要来源,且即使是一次喷射所形成的附壁油膜完全累积过程和蒸发过程将持续很长时间,是燃油传输迟滞的根本原因。 对油膜现象建模并对模型参数辨识展开研究,结合最小二乘法及夏氏偏差修正法对模型参数进行辨识,辨识对比结果表明夏氏法辨识所得结果离散程度优于最小二乘辨识。在模型参数辨识的基础上,展开油膜模型补偿研究,在Matlab/Simulink环境下对油膜模型仿真标定进行了仿真研究。设计了一种基于BP神经网络的喷油脉宽预测模型,与标定实验所得喷油数据对比结果表明预测误差较小。结合进气系统模型、油膜模型、BP神经网络模型对瞬态空燃比进行了仿真研究,仿真结果表明所建立的空燃比预测系统预测值的最大偏离值小于原始模型,对瞬态空燃比的控制可以发挥有效作用。