论文部分内容阅读
立足发动机热平衡,燃料燃烧总能量中仅有30%左右输出为有用功,而尾气中蕴含的能量高达30%~35%。因发动机尾气温度最高可达700k~1100K,具有极高的焓值。则有效回收尾气能量,将大幅提高发动机效率和燃油经济性。论文以OPOC发动机为研究对象,搭建一维仿真模型,通过运动学模型将其等效为传统二冲程发动机,以仿真与试验的扭矩、功率对比修正并确保模型的可靠性。分析外特性曲线,得到不同转速下的发动机性能,通过一维模型测得尾气状态参数,运算后得到全负荷相应转速下的尾气能量潜值。分析可知:发动机尾气能量与有效输出功率相当,并略高于有效输出功率。这充分表明,发动机尾气有着极高的回收潜力。假设了三种系统布置方案,随后参考发动机尾气特性,为系统匹配适宜的涡轮机和高速电机。通过仿真实验对比,选择了系统处于催化还原剂(SCR)前的方案。然后分析了不同负荷、不同转速下的尾气能量潜值,由系统前、后的尾气能量差值,可知系统回收利用的尾气能量。结合资料假定系统转化电能的效率50%,可知不同负荷、不同转速下系统可转化生成的电能,最大值12.6kw,最小值2.1kw,平均可达8.5kw。借助GTSuit分析了FTP75和EUDC驾驶循环工况下的系统效率,可知两种驾驶循环下分别可节省油耗5%和3%。针对系统存在的消极因素,探讨了相应的控制策略。通过废气旁通阀的开度控制,调节涡轮机转速、高速电机转速、排气背压,输出电流电压以及电池SOC值。以模糊控制原理实现对废气旁通阀开度的调节,完成参数模糊化处理、模糊论域,模糊论域子集的设定,在Matlab中设计了模糊控制器并编制相应的控制规则,最后借助Mamdani进行了模糊控制的处理,完成对系统废气旁通阀的精确控制。