缸内直喷汽油机轨压控制策略仿真

汽油机缸内直喷技术FSI是Fuel Stratified Injection的词头缩写，意指燃油分层喷射。

燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。

什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：25以上。

大众FSI发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。

它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。

如果稀燃技术的混合比达到25：1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。

通过缸内空气的运动在火花塞周围形成易于点火的浓混合气，混合比达到12：1左右，外层逐渐稀薄。

浓混合气点燃后，燃烧迅速波及外层。

FSI特点是：能够降低泵气损失，在低负荷时确保低油耗，但需要增加特殊催化转换器以有效净化处理排放气体。

下面分别详细阐述：FSI发动机按照发动机负荷工况，基本上可以自动选择2种运行模式。

在低负荷时为分层稀薄燃烧，在高负荷时则为均质理论空燃比（14.6-14.7）燃烧。

在这两种运行模式中，燃料的喷射时间有所不同，真空动作的开关阀进行开启/关闭。

在高负荷中所进行的均质理论空燃比燃烧中，燃油则是在进气冲程中喷射。

理论空燃比的均质混合气易于燃烧，不必借助涡流作用，因此，由于进气阻力减少，开关阀打开。

而在全负荷以外，进行废气再循环，限制泵气损失，由于直喷化而使压缩比提高到12.1，即使在均质理论空燃烧比混合气燃烧中，仍能降低燃油耗。

进一步说，在FSI发动机中，在低负荷与高负荷之间，作为第三运行模式而设定均质稀薄燃烧，在这种运行模式中，燃油在进气冲程喷射，并且由于产生加速稀薄混合气燃烧的纵涡流，开关阀被关闭。

这时，阻碍燃烧的废气再循环（EGR）暂不进行。

与均质理论空燃比燃烧不同的是，吸入空气量超过燃油的喷射量。

如上所述，根据FSI发动机运转状态，在分层稀薄燃烧到均质理论空燃比燃烧过程中，空燃比连续变化。

汽油机燃油控制系统联合仿真邓元望;贾国海;左青松;成伟;朱浩;张邦基【摘要】基于AMESim仿真软件的发动机仿真平台IFP-Engine,建立四缸直喷增压汽油机仿真模型,在Matlab/Simulink仿真软件中建立汽油机燃油量智能控制器,联合AMESim和Simulink仿真软件仿真,实现对汽油机燃油量的精确控制.仿真结果表明:使用燃油量智能控制器,空燃比可维持在14.7左右,汽油机的最大功率提高5.6%,耗油率降低6.6%.%An engine model with four cylinders turbocharged gasoline direct injection was built in the IFP-Engine library of the AMESim simulation software. The gasoline engine controller was built in the Matlab/Simulink software. The co-simulation was made to run the models in two different softwares respectively at the same time and the engine's injection flow rate was effectively controlled. The results show that with the intelligent controller of the gasoline engine fuel control system, the air-fuel ratio fluctuates around 14.7, the maximum power of the gasoline engine is increased by 5.6％ and the fuel consumption is reduced by 6.6％.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(042)002【总页数】7页(P384-390)【关键词】AMESim仿真软件;Matlab/Simulink仿真软件;联合仿真;空燃比;汽油机【作者】邓元望;贾国海;左青松;成伟;朱浩;张邦基【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙,410082;湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙,410082;湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙,410082;湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙,410082;湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙,410082;湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙,410082;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南长沙,410082;湖南大学机械与运载工程学院,湖南长沙,410082【正文语种】中文【中图分类】TK41为满足节能和日益严格环保法规的要求，必须对现有的汽油机燃油控制系统进行改进[1]。

电控汽油缸内直喷系统的研究的开题报告一、选题背景汽油缸内直喷技术是提高发动机燃烧效率、减少排放、降低燃油消耗的关键技术之一。

随着环保需求的提高和汽车行业的发展，越来越多的车型开始采用这种技术，因此探究电控汽油缸内直喷系统的优化方式和控制策略对于燃料经济性和排放性能的提升有着重要的意义。

二、研究目的和内容本文旨在探究电控汽油缸内直喷系统的工作原理、优化方式以及控制策略，以及在实际应用中可能遇到的问题和解决方法。

研究内容包括以下几个方面：1.电控喷油器的控制方式研究。

2.缸内直喷技术优化的方法研究。

3.缸内直喷控制策略研究。

4.电控汽油缸内直喷系统的实际应用研究。

三、研究方法和步骤通过查阅大量文献资料和深入实地考察，选择合适的实验方法和数据采集与分析手段，进行试验和数据处理，得出相关结论。

具体步骤如下：1.理论分析：查阅相关文献，了解电控汽油缸内直喷系统的基本工作原理，分析其优化方式和控制策略。

2.试验设计：根据理论分析结果，设计相应的试验方案。

包括按一定条件进行实验测试、记录典型实验数据等。

3.数据采集：在试验过程中，采用相关工具获取喷油量、点火角、怠速转速等关键数据，并记录每个数据点。

4.数据分析：通过对上述数据进行处理，评价电控汽油缸内直喷系统的工作状态，并总结试验结果。

5.结论和建议：通过对试验结果的总结和分析，提出对电控汽油缸内直喷系统的优化策略与建议，以促进系统性能的提高。

四、预期成果和意义本研究旨在系统研究电控汽油缸内直喷系统的工作原理、优化方式以及控制策略等方面的内容，为汽车制造厂商提供用于生产的参考依据，探究电控汽油缸内直喷技术对汽车燃油经济性和排放性能的优化效应，为提高汽车性能、降低能源消耗和环境污染作出自己的贡献。

高压共轨柴油机轨压控制策略及参数研究
高压共轨柴油机是现代柴油机的一种重要形式，它采用了高压共轨技术，能够实现高效、环保、节能的特点。

其中，轨压控制策略及参数
的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要方向之一。

轨压控制策略是指控制高压共轨中的燃油压力，以满足发动机不同工
况下的燃油需求。

目前，常用的轨压控制策略主要有开环控制和闭环
控制两种。

开环控制是指根据发动机的工作状态，预先设定好轨压值，然后通过
控制高压油泵的输出压力来实现轨压的控制。

这种控制策略简单、实
现成本低，但是对于发动机的工作状态变化较大的情况下，轨压控制
效果不佳。

闭环控制是指通过传感器实时监测发动机的工作状态，然后根据反馈
信号来调整高压油泵的输出压力，以实现轨压的控制。

这种控制策略
能够更加准确地控制轨压，适用于发动机工作状态变化较大的情况下。

除了轨压控制策略外，轨压控制参数也是影响高压共轨柴油机性能的
重要因素之一。

常用的轨压控制参数包括轨压上升时间、轨压下降时间、轨压稳定时间等。

这些参数的设置需要根据发动机的工作状态和
要求进行合理的调整，以实现最佳的燃油经济性和排放性能。

总之，轨压控制策略及参数的研究是高压共轨柴油机技术研究的重要
方向之一。

通过合理的轨压控制策略和参数设置，能够实现高效、环保、节能的特点，为发动机的性能提升和应用推广提供了有力的支持。

缸内直喷汽油机进气道流动特性的数值模拟作者：陈泓张双张宗澜来源：《科技创新与应用》2016年第33期摘要：以一款缸内直喷汽油机的进气道为研究对象，应用计算流体力学软件converge建立了三维稳态流动计算模型；针对不同的网格模型和进气道压差计算边界条件，分别仿真分析了进气道的性能。

研究结果表明，三维稳态模型计算得出的进气道滚流比、流量系数和试验结果吻合较好；而增加网格单元数量和改变进气道压差边界条件对进气道性能计算没有明显影响。

关键词：缸内直喷汽油机；进气道；三维模型；仿真分析前言缸内直喷汽油机的进气过程是非常复杂的三维流动，合理的气体流动组织对充气效率的提升、滚流比的增加、流量系数的增大至关重要。

滚流比和流量系数是评价进气道的两个关键参数。

气体流经进气道所产生的滚流比对决定着发动机燃烧速度的提升能力，而燃烧速度的提升能够有效提高发动机的热效率[1，2]。

对缸内直喷汽油机进气道的滚流比和流量系数等性能参数进行研究具有重要意义[3，4]。

文章采用计算流体力学软件converge对一款缸内直喷汽油机的进气道性能进行了仿真计算研，研究了不同气门升程下进气道滚流比和流量系数的变化趋势，对不同网格单元数量和不同压差计算边界条件的计算结果进行了对比分析。

1 进气道滚流比和流量系数计算方法进气道滚流比和流量系数是评价气道性能的两个基本参数，二者之间存在矛盾的折中关系。

缸内直喷汽油机进气道设计需要保持一定流量系数的同时，尽可能提高滚流比。

进气道滚流比和流量系数的计算方法如式（1）和式（2）所示。

2 进气道三维仿真结果2.1 converge模型建立converge软件专门应用于与发动机相关的多维流动模拟，主要包括发动机气道分析、缸内流动计算与燃烧过程计算等。

文章所建立的converge进气道计算模型（图1和图2）的边界输入条件为：进口压力100000kpa；出口压力97500kpa；初始压力98000kpa；温度293.15K；湍流长度0.001m；初始湍动能1m2/s2。

直接起动阶段直喷汽油机运动特性的模拟曹志成;何邦全【摘要】建立了直喷汽油机的三维数值模型和运动学模型，并进行了试验验证。

模拟了直喷汽油机在直接起动过程中不同喷油策略和点火时刻下的燃烧特性、反转和正转过程的运动特性。

结果表明：与单次喷油相比，采用两次喷油策略时，首个着火气缸内混合气燃烧后的最大气缸压力较大，而且其大小受到点火时刻的影响；首个着火气缸内混合气燃烧后的最大气缸压力较大，则直喷汽油机反转过程中转过的最大角度较大；在各种喷油条件下，第2个着火气缸在反转到其最大转角前2°左右点火，正转过程转速较高，有利于直喷汽油机的直接起动。

%A three-dimensional model and a one-dimensional kinematics model for a direct injec-tion gasoline engine were established and validated through engine experiments.The combustion characteristics in the first firing cylinder and the kinematics characteristics of the engine under the conditions of forward and reverse rotation were simulated when different fuel injection methods and spark ignition timings were employed at direct start.The results show that the peak cylinder pressure in the first firing cylinder after combustion in the cases of split injection is higher than that at single injection.But its magnitude is affected by spark ignition timing.Higher peak cylinder pressure increa-ses the crank angles,which the engine can move in the reverse rotation direction.The engine speed in the forward rotation direction is the largest when the sequent cylinder is ignited at about2°before the biggest reverse crank angles in both single injection and split injection,which is helpful to a successful direct start.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】7页(P178-183,184)【关键词】汽油机;直接起动;运动学;模拟【作者】曹志成;何邦全【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津，300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津，300072【正文语种】中文【中图分类】TK412.3起动-停止(start-stop)技术，即汽车在交通路口遇到红灯时熄火，绿灯亮时直接起动，可以有效地避免汽车在怠速工况下的燃油消耗和尾气排放[1-4]。

高压共轨系统高压管路压力波动特性仿真研究及结构优化一、本文概述随着汽车工业的快速发展，燃油喷射技术作为发动机性能提升的关键技术之一，正日益受到研究者的关注。

其中，高压共轨系统作为一种先进的燃油喷射技术，以其燃油喷射压力高、喷射速率快、喷射控制灵活等特点，在柴油发动机领域得到了广泛应用。

然而，高压共轨系统中的高压管路压力波动问题，一直是制约其性能进一步提升的瓶颈。

因此，对高压共轨系统高压管路压力波动特性的深入研究，以及相应的结构优化，具有重要的理论和实践意义。

本文旨在通过仿真研究，分析高压共轨系统高压管路压力波动的特性，揭示其影响因素和波动规律。

同时，基于仿真结果，对高压管路的结构进行优化设计，以降低压力波动幅度，提高系统的稳定性和燃油喷射精度。

研究内容包括但不限于高压管路的结构设计、材料选择、连接方式、管径大小等因素对压力波动的影响，以及如何通过结构优化来减少压力波动。

本文的研究方法主要包括理论分析和仿真模拟。

通过理论分析，建立高压共轨系统高压管路压力波动的数学模型，为后续仿真研究提供理论基础。

然后，利用专业的仿真软件，对高压管路在不同工况下的压力波动进行模拟分析，以获取详细的压力波动数据。

基于仿真结果，对高压管路的结构进行优化设计，并通过仿真验证优化效果。

本文的研究成果将为高压共轨系统高压管路的设计和优化提供理论支持和实践指导，有助于提升柴油发动机的燃油经济性和动力性能，推动汽车工业的持续发展。

本文的研究方法和成果也可为其他类似系统的设计和优化提供参考和借鉴。

二、高压共轨系统高压管路压力波动特性分析高压共轨系统是现代柴油发动机的核心部分，其高压管路内的压力波动特性对于系统的稳定性和燃油喷射的准确性具有决定性的影响。

为了深入了解这些特性，我们进行了详细的仿真研究。

我们建立了一个高压共轨系统的仿真模型，该模型考虑了燃油泵、高压管路、喷油器以及相关的控制阀等多个组件。

通过模拟发动机在不同工况下的运行，我们观察到了高压管路内压力波动的动态过程。

点火时刻对475G缸内直喷发动机燃烧影响情况的三维仿真分析陈慧志同济大学汽车学院201804摘要：本次研究建立了缸内直喷汽油机模型，利用AVL-FIRE软件进行仿真计算，并对结果进行分析，研究了固定喷油时刻的前提下，不同先后的点火时刻对缸内直喷汽油机均质混合燃烧的影响。

从缸内压力变化曲线、放热率变化曲线、混合气混合情况、燃烧温度状况，以及NO和微粒的生成量,多个方面综合考虑，最佳点火时刻为22°CA BTDC。

关键词：缸内直喷汽油机，点火时刻，AVL-FIRE前言缸内直喷汽油机（GDI）拥有灵活的燃料喷射控制方式，在提高发动机经济性和排放性方面巨大。

大众汽车在GDI这个概念的宣传上功不可没，因为他，越来越多的中国消费者了解到了这门技术。

相关统计数据显示，2007年欧洲汽车厂商开发的新一代车用汽油机，GDI发动机机所占的比例达70%，到2008年这个比例接近100%[1]。

日系车也在中国推广直喷引擎。

本田于2013年开始推广的“地球梦”发动机以及近年马自达全系新车型采用“创驰蓝天”发动机，这些发动机的动力性和经济性相比前代提升将近10%。

它们的共同点是采用GDI技术。

由此可见，GDI汽油机成为将来车用汽油机的主流形式已无疑问。

本文主要利用AVL-FIRE软件，对某475G缸内直喷发动机进行均质当量比燃烧仿真研究，并用台架对仿真的结果进行验证。

本文主要研究步骤如下：（1）利用现成的三维实体造型软件Pro/E绘制的475G动机进排气系统，燃烧室模型；（2）运用AVL FIRE软件软件自带的静，动网格划分模块进行网格划分；（3）输入相对参数边界条件，在一次喷油策略下分析点火时刻对燃烧过程的影响。

1.仿真模型的建立与验证1.1计算模型的选择从原理上看，内燃机的CFD数值模拟实际上就是将发动机的工作过程用数学语言描述出来，其中涉及各种能量方程及流体力学、热力学等多个学科的知识，因此发动机的数值计算模型实际上是基于大量描述物理化学现象的数学模型的上的。

轨压对喷雾特性的影响田维【摘要】The spray characteristics of high pressure common rail diesel engine are directly relevant to the combustion process and emission performance. The rail pressure is one of the main factors that determine the spray characteristics. The spray characteristics under different rail pressure are simulated by using the CFD simulation model that will be identified by experimental results. The result of the spray velocity field simulation show that the higher the rail pressure the better the spray characteristics are and the earlier the maximum velocity appears. However, the maximum velocity decreases and retentivity of velocity becomes worse. The spray characteristics differ much from mixture characteristics, especially around the injection hole.%轨压是影响高压共轨柴油机喷雾形成的主要条件之一,喷雾的好坏直接影响到燃烧过程与排放的好坏.本文在通过实验数据对建立的仿真模型进行验证的条件下,应用CFD软件对不同轨压下的喷雾特性进行了仿真分析.通过对混合气以及绝对喷雾的速度场特性分析得出:轨压越大燃油雾化越好,最高速度出现得越早,然而最高速度值却变小,且保持性变差；单纯的喷雾特性与混合气的特性存在很大的差距,尤其是在喷孔附近对喷雾的影响更大.【期刊名称】《西华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(031)005【总页数】5页(P29-33)【关键词】动力机械及工程;共轨压力;喷雾;速度场;浓度场【作者】田维【作者单位】西华大学交通与汽车工程学院,四川成都610039【正文语种】中文【中图分类】TK421+.4高压共轨喷油系统被认为是内燃机行业20世纪的三大突破之一。

基于GT-Power和Simulink耦合仿真的汽油HCCI发动机全可变气门机构控制策略研究谢辉张岩李楠秦静赵华（天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室，300072，天津）摘要：本文利用GT-Power和Simulink搭建了进排气门升程相位全可变（4V）HCCI发动机仿真平台，其中包括单缸机模型、HCCI燃烧模型、4V机构运动模型、4V机构控制器模型及发动机控制器模型。

在此平台上初步研究了过渡工况下可变气门机构的升程控制和相位对HCCI燃烧的影响，初步讨论了HCCI工况过渡过程中可变气门机构的控制策略。

关键词：汽油HCCI 全可变气门机构过渡过程仿真控制策略1 前言可控自燃（Controlled Auto-Ignition，CAI / Homogeneous Charge Compression Ignition, HCCI）被证明是提高汽油机的燃烧效率、实现汽油机的超低排放的有效途径，也是国际内燃机界目前研究的热点之一。

目前汽油HCCI应用于实际产品发动机遇到的关键问题是着火控制、燃烧速度控制、运行范围拓展以及SI/HCCI模式切换控制等。

汽油机实现均质压燃有多种方式，如进气加热、提高压缩比和内部残余废气等。

进气加热方式在实际产品发动机应用中存在动态响应慢、工况过渡和切换困难等问题，提高压缩比则在大负荷很难避免爆震。

通过可变气门机构（Variable Valve Actuation，VV A）改变发动机气缸内残余废气量（Trapped Residual Gases，TRG）来控制HCCI燃烧过程及进行SI/HCCI燃烧模式切换，被认为是实现车用HCCI汽油机最切实有效的方法 [1][2][3]。

这种方式的关键是如何充分发挥可变气门机构的潜力，采用有效的控制策略，实现HCCI燃烧控制。

尤其在HCCI动态过渡工况以及SI/HCCI 模式切换控制中，对全可变气门机构多个控制变量的动态耦合策略提出更苛刻的要求。