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内燃机电子节温器的设计开发与试验验证

王帅  
【摘要】:随着汽车工业的发展和汽车保有量的增加,汽车的能源消耗和环境污染问题越来越受到人们的重视,世界各国“节能减排”的相关法规日趋严格。为了进一步降低内燃机的能耗和排放,需要对内燃机的冷却系统进行精细的设计,智能化和电控化是未来内燃机冷却系统的发展方向。节温器是内燃机冷却系统中控制冷却液流动路径的关键零部件,但是目前绝大多数的节温器都采用石蜡作为感温介质,其存在“响应延迟”和“滞回特性”,无法满足冷却系统精确控制的要求。本文尝试以电动三通比例阀作为执行器,基于模糊控制原理设计一种新型的电子节温器。在设计过程中采用GT-COOL软件建立了发动机冷却系统的一维模型,采用MATLAB/SIMULINK软件建立了电子节温器的模糊控制器模型,并通过两个模型的耦合仿真对电子节温器的控制策略进行了优化。最后开展试验研究,来验证电子节温器控制策略的可行性。 本文完成的主要工作有: 1.以计算流体动力学的基本原理为基础,建立了发动机冷却系统的GT-COOL一维仿真模型,并通过试验对模型的正确性进行了验证。 2.采用电动三通比例阀作为电子节温器的执行机构,并基于模糊控制原理设计了电子节温器的控制策略。 3.采用MATLAB/SIMULINK软件与GT-COOL软件进行耦合仿真计算,对电子节温器的模糊控制策略进行优化。 4.搭建了内燃机冷却系统的模拟试验台架,并将控制策略在嵌入式控制单元中运行,实现了对电动三通比例阀开启角度的实时控制。 5.进行了电子节温器稳态和动态调节过程的试验研究,验证了电子节温器模糊控制策略的可行性。


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