【摘要】：發(fā)動機作為汽車的核心部件,其核心技術(shù)之一的爆震控制一直被少數(shù)幾個發(fā)達國家所壟斷,已形成阻礙我國汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平提升的壁壘。本文研究影響汽車發(fā)動機燃燒熱效率提升的其中兩個重要因素—爆震診斷和爆震控制,研究其國際上前沿的核心理論方法。本文的研究以GSX-R600四缸汽油發(fā)動機作為試驗對象。完善了發(fā)動機試驗臺架。對基于振動傳感器的信號檢測系統(tǒng)進行了選型設計。在此基礎(chǔ)上,進行了部分工況的發(fā)動機爆震試驗,為爆震診斷和爆震控制的研究獲取了必要的試驗數(shù)據(jù)。提出了一種較為完善的爆震特征提取、自動識別和爆震診斷算法:(1)對所檢測的信號(利用振動傳感器檢測到的信號)進行離散小波變換,獲得爆震特征信號;(2)利用Hilbert變換對爆震特征信號在包絡窗口內(nèi)取包絡;(3)對包絡線進行擬合;(4)定義一種爆震強度指標,利用此爆震強度指標判定爆震強弱。該方法應用于試驗發(fā)動機,結(jié)果表明所提出的方法能夠?qū)崿F(xiàn)爆震特征的機器自動識別,診斷準確性優(yōu)于常規(guī)爆震診斷方法。利用試驗數(shù)據(jù),對各點火提前角時的爆震強度數(shù)據(jù)進行了相關(guān)性和分布規(guī)律研究。結(jié)果表明,爆震事件是獨立隨機過程。因此,爆震事件應當作為獨立隨機過程來進行控制,選取正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、伽馬分布、Log-logistic分布、t Location-Scale分布和廣義極值分布六種概率密度分布函數(shù)對爆震強度數(shù)據(jù)進行了擬合對比分析。結(jié)果表明,點火提前角較小時,爆震強度數(shù)據(jù)的分布規(guī)律接近t Location-Scale分布;點火提前角較大時,爆震強度數(shù)據(jù)的分布規(guī)律接近對數(shù)正態(tài)分布。建立了爆震強度數(shù)據(jù)的仿真模型,給出了基于有限的爆震強度數(shù)據(jù)仿真出充足、可靠的爆震強度數(shù)據(jù)方法。在此基礎(chǔ)上,建立了常規(guī)爆震控制方法和基于似然比的爆震隨機控制方法的仿真模型,并對兩種控制器進行了優(yōu)化。通過仿真方法,對比分析了常規(guī)爆震控制方法和基于似然比的爆震隨機控制方法的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)控制特性,給出了各自的優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ)上,提出了一種可同時慮及爆震強度大小和爆震事件率的爆震隨機控制方法,簡稱KI-LN爆震隨機控制方法。將KI-LN爆震隨機控制方法應用于試驗發(fā)動機爆震數(shù)據(jù),仿真結(jié)果表明,該方法不但實現(xiàn)了發(fā)動機爆震的隨機控制,而且能夠按照設定的爆震強度閾值,控制發(fā)動機避免發(fā)生較大強度的爆震,從而實現(xiàn)在保證發(fā)動機安全運行的條件下,使發(fā)動機工作在爆震邊緣,以獲得發(fā)動機最佳的動力性和經(jīng)濟性。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U464.171

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本文編號：2719265