基于硬件在环的柴油机排放测评系统开发研究

这是一篇关于柴油机,硬件在环,NOx排放,燃油经济性,CHTC的论文, 主要内容为面对日趋严格的排放法规限值,如何更大限度地提升柴油机性能,降低柴油机排放污染物数值成为了各个汽车企业最为关注的研究热点之一。为缩短柴油机开发及验证周期,降低测试成本,借助于硬件在环测试系统,将柴油机的开发验证工作从物理试验台架转移到虚拟试验台架中,通过对柴油机仿真模型的实时运行来代替柴油机的实际运转实现对排放的控制,其研究具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本文将某款柴油机作为研究对象,基于硬件在环测试系统的原理,并借助于AVL仿真设备,开发一套基于硬件在环的柴油机排放测评系统。首先,对测评系统需要满足的功能条件进行了分析,然后从软件和硬件两点出发对测评系统的各个模块组成及功能进行了研究,并在此基础上设计了测评系统的开发流程,从开环和闭环两个方面对测评系统进行了研究。其次,根据电子控制单元(ECU)的功能构成和开环系统的设计需求,建立了ECU与硬件在环系统之间的I/O列表,以模块化的方式对各类信号进行建模模拟,并对I/O模型接口进行配置,通过自主完成的测试界面对开环系统中的模拟信号进行测试验证,结果表明ECU可以在搭建的虚拟环境中正常工作。再次,建立了柴油机和后处理仿真模型,以模拟真实柴油机与后处理系统的工作过程;基于稳态循环和瞬态循环验证了耦合模型的精度,其在稳态循环下的NOx累积量相对误差为7%,瞬态循环下的NOx累积量相对误差为4.9%;之后将编译后的模型集成到硬件在环系统中,完成柴油机排放测评系统的开发,并对系统进行万有特性测试和世界统一瞬态循环测试。结果表明测评系统在万有特性全过程的NOx排放平均相对误差为6.1%,在世界统一瞬态循环(WHTC)全过程的NOx排放累积量相对误差为0.58%,满足精度与实时性要求。最后,对柴油机排放测评系统进行了应用研究,通过搭建自动化测试流程对中国汽车行驶工况(CHTC-HT)和世界商用车辆瞬态循环工况(C-WTVC)进行了测试研究,对比分析了两种循环的工况特征差异和排放、油耗的不同表现情况,对中国汽车行驶工况来说,其在中速和低速阶段的氮氧化物排放占比较高,高速阶段的燃油经济性较差。

基于硬件在环的柴油机排放测评系统开发研究

这是一篇关于柴油机,硬件在环,NOx排放,燃油经济性,CHTC的论文, 主要内容为面对日趋严格的排放法规限值,如何更大限度地提升柴油机性能,降低柴油机排放污染物数值成为了各个汽车企业最为关注的研究热点之一。为缩短柴油机开发及验证周期,降低测试成本,借助于硬件在环测试系统,将柴油机的开发验证工作从物理试验台架转移到虚拟试验台架中,通过对柴油机仿真模型的实时运行来代替柴油机的实际运转实现对排放的控制,其研究具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本文将某款柴油机作为研究对象,基于硬件在环测试系统的原理,并借助于AVL仿真设备,开发一套基于硬件在环的柴油机排放测评系统。首先,对测评系统需要满足的功能条件进行了分析,然后从软件和硬件两点出发对测评系统的各个模块组成及功能进行了研究,并在此基础上设计了测评系统的开发流程,从开环和闭环两个方面对测评系统进行了研究。其次,根据电子控制单元(ECU)的功能构成和开环系统的设计需求,建立了ECU与硬件在环系统之间的I/O列表,以模块化的方式对各类信号进行建模模拟,并对I/O模型接口进行配置,通过自主完成的测试界面对开环系统中的模拟信号进行测试验证,结果表明ECU可以在搭建的虚拟环境中正常工作。再次,建立了柴油机和后处理仿真模型,以模拟真实柴油机与后处理系统的工作过程;基于稳态循环和瞬态循环验证了耦合模型的精度,其在稳态循环下的NOx累积量相对误差为7%,瞬态循环下的NOx累积量相对误差为4.9%;之后将编译后的模型集成到硬件在环系统中,完成柴油机排放测评系统的开发,并对系统进行万有特性测试和世界统一瞬态循环测试。结果表明测评系统在万有特性全过程的NOx排放平均相对误差为6.1%,在世界统一瞬态循环(WHTC)全过程的NOx排放累积量相对误差为0.58%,满足精度与实时性要求。最后,对柴油机排放测评系统进行了应用研究,通过搭建自动化测试流程对中国汽车行驶工况(CHTC-HT)和世界商用车辆瞬态循环工况(C-WTVC)进行了测试研究,对比分析了两种循环的工况特征差异和排放、油耗的不同表现情况,对中国汽车行驶工况来说,其在中速和低速阶段的氮氧化物排放占比较高,高速阶段的燃油经济性较差。

柴油机ECU硬件在环仿真系统软件研究

这是一篇关于硬件在环仿真,柴油机,电控单元,Labview的论文, 主要内容为柴油机电控系统的控制参数众多、结构复杂,因而对于它的研发工作就变得异常艰巨。硬件在环仿真技术可以有效地减少ECU开发所需的台架试验次数,因而能加快ECU的研发进度。本文所开发的软件系统与硬件组的同学所开发的目标机硬件共同构成了柴油机ECU硬件在环仿真系统。该系统可以方便地对ECU的软硬件进行调试与检测,来发现电控ECU软硬件的设计缺陷,从而能缩短汽车投放市场的时间和避免因电控ECU软硬件设计缺陷而造成的汽车召回事故。本课题所完成的主要研究工作如下:1)在充分考虑国内外柴油机ECU硬件在环仿真技术研究现状和实验室现有条件的基础之上,完成了柴油机ECU硬件在环仿真系统的总方案设计,并确定其具体结构为“宿主机-目标机”的形式。2)以玉柴YC6A260-33柴油机为仿真对象,结合其设计参数,运用模块化建模思想将柴油机仿真模型具体划分为燃油系统子模型、柴油机本体子模型、涡轮增压器子模型和中冷器子模型等部分,并利用Simulink软件依据平均值模型构建出柴油机实时仿真模型并进行离线仿真测试。3)以Labview软件作为开发平台,在宿主机上开发监控系统程序。通过监控系统的界面可以将柴油机仿真模型初始参数发送给目标机,同时还可以从目标机实时接收数据并以文本或图形的形式显示在用户界面上。4)宿主机监控系统、目标机硬件和被测ECU共同组成柴油机ECU硬件在环仿真系统。对硬件在环仿真系统进行了试验调试,并对它的部分功能进行了验证。经过验证,所开发的柴油机ECU硬件在环仿真系统的功能达到预期目标要求,它能够为柴油机ECU提供良好的开发和调试环境。

柴油机ECU硬件在环仿真系统软件研究

这是一篇关于硬件在环仿真,柴油机,电控单元,Labview的论文, 主要内容为柴油机电控系统的控制参数众多、结构复杂,因而对于它的研发工作就变得异常艰巨。硬件在环仿真技术可以有效地减少ECU开发所需的台架试验次数,因而能加快ECU的研发进度。本文所开发的软件系统与硬件组的同学所开发的目标机硬件共同构成了柴油机ECU硬件在环仿真系统。该系统可以方便地对ECU的软硬件进行调试与检测,来发现电控ECU软硬件的设计缺陷,从而能缩短汽车投放市场的时间和避免因电控ECU软硬件设计缺陷而造成的汽车召回事故。本课题所完成的主要研究工作如下:1)在充分考虑国内外柴油机ECU硬件在环仿真技术研究现状和实验室现有条件的基础之上,完成了柴油机ECU硬件在环仿真系统的总方案设计,并确定其具体结构为“宿主机-目标机”的形式。2)以玉柴YC6A260-33柴油机为仿真对象,结合其设计参数,运用模块化建模思想将柴油机仿真模型具体划分为燃油系统子模型、柴油机本体子模型、涡轮增压器子模型和中冷器子模型等部分,并利用Simulink软件依据平均值模型构建出柴油机实时仿真模型并进行离线仿真测试。3)以Labview软件作为开发平台,在宿主机上开发监控系统程序。通过监控系统的界面可以将柴油机仿真模型初始参数发送给目标机,同时还可以从目标机实时接收数据并以文本或图形的形式显示在用户界面上。4)宿主机监控系统、目标机硬件和被测ECU共同组成柴油机ECU硬件在环仿真系统。对硬件在环仿真系统进行了试验调试,并对它的部分功能进行了验证。经过验证,所开发的柴油机ECU硬件在环仿真系统的功能达到预期目标要求,它能够为柴油机ECU提供良好的开发和调试环境。

柴油机拆装多媒体CAI课件设计与开发

这是一篇关于柴油机,拆装,多媒体CAI课件,设计,开发的论文, 主要内容为随着多媒体技术、计算机技术运用到教育领域并产生第一部多媒体 课件以来,优秀的多媒体课件便层出不穷,这对辅助教学产生了极大的 影响,被称为教育界的第四次革命。但由于受到计算机技术、认知学、 教育学发展的制约,多媒体CAI课件的实现技术仍大大落后于CAI理论的 发展,在高等教学方面主要表现在专业基础课和专业课教学的多媒体CAI 课件数量和质量明显不如基础课程。 随着制造工业和柴油机技术的不断发展,柴油机的结构有了较大的 变化,这对我校柴油机拆装实习课教学带来了很大的压力,教学改革势 在必行。柴油机拆装实习多媒体CAI课件的制作被我校列为2003年教学改 革项目。 本文主要研究柴油机拆装多媒体CAI课件的设计与开发技术。在深入 了解多媒体CAI课件的特点、制作理论、制作原则和开发技术、开发流程 的基础上,结合柴油机拆装实习课程的教学特点、目标和要求,对柴油 机拆装多媒体CAI课件进行系统设计;运用3D Max、Flash、Word、 Photoshop等软件采集和制作文本、声音、图形图像、二维、三维动画和 视频等多媒体素材,建立了柴油机零件结构的三维模型库,制作了模拟 柴油机工作过程、工作原理和曲柄连杆机构的拆卸和装配过程的二维、 三维动画;运用Authorware7. 0的功能,实现了交互控制多媒体视频的播 放,开发出交互性强、富有表现力的柴油机拆装实习多媒体CAI课件,最 终可使学习者了解和掌握现代车用柴油机的结构、原理、工作过程与拆 装、维护理论知识。 本文为专业实践课多媒体CAI课件的设计和开发投石问路,亦可供开 发基础课多媒体CAI课件的设计人员进行参考。

基于硬件在环的柴油机排放测评系统开发研究

这是一篇关于柴油机,硬件在环,NOx排放,燃油经济性,CHTC的论文, 主要内容为面对日趋严格的排放法规限值,如何更大限度地提升柴油机性能,降低柴油机排放污染物数值成为了各个汽车企业最为关注的研究热点之一。为缩短柴油机开发及验证周期,降低测试成本,借助于硬件在环测试系统,将柴油机的开发验证工作从物理试验台架转移到虚拟试验台架中,通过对柴油机仿真模型的实时运行来代替柴油机的实际运转实现对排放的控制,其研究具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本文将某款柴油机作为研究对象,基于硬件在环测试系统的原理,并借助于AVL仿真设备,开发一套基于硬件在环的柴油机排放测评系统。首先,对测评系统需要满足的功能条件进行了分析,然后从软件和硬件两点出发对测评系统的各个模块组成及功能进行了研究,并在此基础上设计了测评系统的开发流程,从开环和闭环两个方面对测评系统进行了研究。其次,根据电子控制单元(ECU)的功能构成和开环系统的设计需求,建立了ECU与硬件在环系统之间的I/O列表,以模块化的方式对各类信号进行建模模拟,并对I/O模型接口进行配置,通过自主完成的测试界面对开环系统中的模拟信号进行测试验证,结果表明ECU可以在搭建的虚拟环境中正常工作。再次,建立了柴油机和后处理仿真模型,以模拟真实柴油机与后处理系统的工作过程;基于稳态循环和瞬态循环验证了耦合模型的精度,其在稳态循环下的NOx累积量相对误差为7%,瞬态循环下的NOx累积量相对误差为4.9%;之后将编译后的模型集成到硬件在环系统中,完成柴油机排放测评系统的开发,并对系统进行万有特性测试和世界统一瞬态循环测试。结果表明测评系统在万有特性全过程的NOx排放平均相对误差为6.1%,在世界统一瞬态循环(WHTC)全过程的NOx排放累积量相对误差为0.58%,满足精度与实时性要求。最后,对柴油机排放测评系统进行了应用研究,通过搭建自动化测试流程对中国汽车行驶工况(CHTC-HT)和世界商用车辆瞬态循环工况(C-WTVC)进行了测试研究,对比分析了两种循环的工况特征差异和排放、油耗的不同表现情况,对中国汽车行驶工况来说,其在中速和低速阶段的氮氧化物排放占比较高,高速阶段的燃油经济性较差。

三维可视化柴油机的在线监测技术及系统

这是一篇关于柴油机,状态参数,三维可视化,Android的论文, 主要内容为柴油机作为最常用的动力机械设备,其工作状态的好坏直接影响着机械设备的运行安全,一旦发生故障,将会造成很大的经济损失,因此对柴油发动机的运行状况进行监测及科学评估具有重要意义。当前,计算机三维可视化技术的发展,为柴油机状态参数在线监测的提供了一种新的展现交互途径,使柴油机的在线监测及分析更加立体直观,对柴油机运行状态的数据分析、故障诊断、技术维护等具有重要的意义。本文主要研究了三维可视化柴油机的在线监测技术及系统,对柴油机三维可视化实现进行了系统的研究,确定了柴油机的三维可视化监测方案。同时对柴油机的关键状态参数进行了监测研究,分析了光纤测试数据的网络传输方式,最后基于监测数据和三维可视化模型开发了在线监测软件系统。本文的具体研究内容如下:首先,对柴油机在线监测的理论进行了总结,概述了当前计算机三维交互技术的和在线监测技术的发展状况。其次,介绍了三维可视化的技术原理和实现过程,提出了柴油机三维可视化实现方案,具体是利用Proe软件进行了部分零部件三维建模和模型装配,随后利用3ds max软件进行了数据格式的转换和模型渲染,最后基于Java 3D图形引擎JPCT实现三维模型的二次开发。然后,对柴油机关键状态参数进行了监测分析,阐述了当前光纤传感测试技术,对柴油机温度及振动两个关键参数设计了测试系统,进行了实验测试分析。最后,进行了柴油机监测及分析的软件系统研制,基于J2EE架构,采用Java+MySQL技术实现了柴油机的在线监测平台的搭建,借助JPCT实现了 PC端的三维交互效果。借助Android开发技术,设计了柴油机移动信息管理软件系统,借助JPCT-AE实现了 Android平台的三维模型交互。同时结合GIS技术,实现了手机端的GIS地图服务。通过双平台的搭建实现了柴油机状态参数的立体化、智能化分析管理。论文的最后总结当前的课题研究工作,指出了工作中的不足,对下一步的研究进行了展望。

基于硬件在环的柴油机排放测评系统开发研究

这是一篇关于柴油机,硬件在环,NOx排放,燃油经济性,CHTC的论文, 主要内容为面对日趋严格的排放法规限值,如何更大限度地提升柴油机性能,降低柴油机排放污染物数值成为了各个汽车企业最为关注的研究热点之一。为缩短柴油机开发及验证周期,降低测试成本,借助于硬件在环测试系统,将柴油机的开发验证工作从物理试验台架转移到虚拟试验台架中,通过对柴油机仿真模型的实时运行来代替柴油机的实际运转实现对排放的控制,其研究具有十分重要的理论意义和工程应用价值。本文将某款柴油机作为研究对象,基于硬件在环测试系统的原理,并借助于AVL仿真设备,开发一套基于硬件在环的柴油机排放测评系统。首先,对测评系统需要满足的功能条件进行了分析,然后从软件和硬件两点出发对测评系统的各个模块组成及功能进行了研究,并在此基础上设计了测评系统的开发流程,从开环和闭环两个方面对测评系统进行了研究。其次,根据电子控制单元(ECU)的功能构成和开环系统的设计需求,建立了ECU与硬件在环系统之间的I/O列表,以模块化的方式对各类信号进行建模模拟,并对I/O模型接口进行配置,通过自主完成的测试界面对开环系统中的模拟信号进行测试验证,结果表明ECU可以在搭建的虚拟环境中正常工作。再次,建立了柴油机和后处理仿真模型,以模拟真实柴油机与后处理系统的工作过程;基于稳态循环和瞬态循环验证了耦合模型的精度,其在稳态循环下的NOx累积量相对误差为7%,瞬态循环下的NOx累积量相对误差为4.9%;之后将编译后的模型集成到硬件在环系统中,完成柴油机排放测评系统的开发,并对系统进行万有特性测试和世界统一瞬态循环测试。结果表明测评系统在万有特性全过程的NOx排放平均相对误差为6.1%,在世界统一瞬态循环(WHTC)全过程的NOx排放累积量相对误差为0.58%,满足精度与实时性要求。最后,对柴油机排放测评系统进行了应用研究,通过搭建自动化测试流程对中国汽车行驶工况(CHTC-HT)和世界商用车辆瞬态循环工况(C-WTVC)进行了测试研究,对比分析了两种循环的工况特征差异和排放、油耗的不同表现情况,对中国汽车行驶工况来说,其在中速和低速阶段的氮氧化物排放占比较高,高速阶段的燃油经济性较差。

进排气相位及气门特性对柴油机缸内制动影响的数值模拟

这是一篇关于柴油机,缸内制动,排气制动,两级增压系统,变海拔,四冲程/二冲程的论文, 主要内容为制动系统是汽车最重要的系统之一,汽车制动性能的优劣直接关乎到车辆及司乘人员的生命安全。随着社会的发展,我国越来越重视整车行驶安全性,并颁布了一系列的法规,强制汽车制造商在源头提高车辆的主被动安全性。尤其是商用车,由于其使用环境较为恶劣,多拉快跑的运输环境,加上我国西南及青藏地区多山及高海拔地理条件,传统的主动制动系统已不能满足其使用要求。近年来出现了一系列的辅助制动系统,如液力缓速器制动,排气制动,发动机缸内制动等技术运用于商用车辆。尤其是缸内制动技术,由于其制动功率相对较高,可满足重载车辆对制动性能的需求。因此,本文从柴油机进排气系统出发,以增压系统、缸内制动结构、四冲程/二冲程转换作为技术路径,研究其单因子及其协同作用在变海拔条件下,对柴油机制动性能的作用机理,以期推动相关技术协同作用在重型柴油机缸内制动上的应用。本文首先基于一台8.4L单级增压柴油机作为研究对象,进行了原机的万有特性试验及排放特性试验,分析了原机的优点及不足。其次,运用一维热力学仿真软件,基于原机结构及试验数据,构建并验证了原机的热力学模型。基于柴油机热力学模型,首先分析研究了排气制动的作用机理及变海拔工作特性。其次,对缸内制动型线进行了DOE分析设计,优化设计了一组缸内制动型线,并协同增压系统对缸内工作过程及能量分布进行了分析研究。最后,设计了一种进排气门驱动装置,可以实现四冲程工作过程(燃烧状态)、二冲程工作过程(倒拖)及停缸。主要研究内容和结论如下:针对排气制动耦合增压系统变海拔工作过程,研究表明:在2200rpm,相对于倒拖工况,单级增压排气制动工况泵气损失压力PMEP提升395%,两级增压系统排气制动工况泵气损失提升198.8%,这是排气制动提高制动扭矩的主要因素。排气制动工况下制动扭矩显著大于倒拖扭矩,相对于倒拖工况,单级增压排气制动工况提升幅度为1400rpm(134%),1800rpm(150.6%),2200rpm(143.7%);两级增压排气制动工况提升幅度为1400rpm(122.5%),1800rpm(125.4%),2200rpm(99.8%)。排气制动工况下,随着海拔升高PMEP显著降低,从而使得不同增压系统制动功率随海拔升高均出现降低,排气制动技术仍有一定的局限性。针对缸内制动耦合增压系统变海拔研究表明:随着名义开启持续期的由上止点前向上止点后移动时,GIMEP先由3.2bar增加到7.2bar后再降低到5.2bar。且存在一个开启持续期及开启时刻使得GIMEP最大,这也是缸内制动提高柴油机制动功率的关键。基于DOE分析,优化设计了缸内制动型线使得最大制动功率分别达到-167.5k W。相对于单级增压系统,两级增压在1400rpm/1800rpm/2200rpm缸内制动功率分别提升23.1%/17.8%/26.6%;匹配的可调两级增压系统在1400rpm/1800rpm/2200rpm缸内制动功率分别提升61.1%/74%/77.3%。在2200rpm,海拔从海平面升高到4000m,对于单级增压系统,制动功率从167k W降低到127k W;两级增压系统从197k W降低到157k W;可调两级增压系统从278k W降低到196k W。基于对二冲程/四冲程缸内制动及其变海拔工作特性,本文创新性的设计了一种进排气气门驱动机构,并进行了模型构建。仿真结果表明:设计的进排气气门驱动装置可以实现四冲程工作过程(燃烧状态)、二冲程工作过程(倒拖)及停缸。基于设计的进排气驱动装置,同时设计了柴油机进排气制动凸轮型线及进排气制动升程。相对于四冲程柴油机,二冲程柴油机在720度内两次做功使得二冲程柴油机净平均指示压力NIMEP显著大于四冲程柴油机:1400rpm提高28.5%,1800rpm提高38.7%,2200rpm提高41.4%。二冲程柴油机在2200rpm缸内制动功率达到460k W。尤其在中高转速工况,二冲程柴油机制动扭矩显著大于四冲程柴油机,1800rpm(58.9%),2200rpm(65.3%)。相对四冲程柴油机,二冲程柴油机净平均指示压力相对较高,在海拔2000m提升幅度为:1400rpm(43.4%),1800rpm(65.6%),2200rpm(79.5%)。在海拔4000m时提升幅度为:1400rpm(46.5%),1800rpm(74.3%),2200rpm(89.5%)。在2200rpm,海拔从海平面升高到4000m,二冲程制动功率从460k W降低到354k W,但仍高于四冲程在海平面的制动功率。最终,基于优化的缸内制动型线,两级增压缸内制动扭矩及功率大幅提升:1000rpm(647%),1600rpm(460.9%),2200rpm(282.7%),同时,匹配可调两级增压系统,能够进一步提升中高转速时的制动扭矩及功率:1600rpm(669.9%),2200rpm(440.2%)。基于设计的进排气驱动装置及进排气制动凸轮型线,能够进一步提高制动功率,尤其是高转速的制动功率:2200rpm(792.8%)。