автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.02, диссертация на тему:Формирование моделей для управления двигателем по цикловому расходу воздуха

РГБ ОД

2 8 КЮН 200!)

На правах рукописи

ПЕНКИН Дмитрий Владимирович

ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ПО ЦИКЛОВОМУ РАСХОДУ ВОЗДУХА

Специальность 05.04.02 — Тепловые двигатели

АВТОРЕФЕРАТ диссертации иа соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА 2000

Работа выполнена на кафедре «Двигатели внутреннего сгорания» Уфимского государственного авиационного технического университета.

Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент Борисов А.О.

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор Ефремов Б.Д. —доктор технических наук, профессор Куликов Г.Г.

Ведущее предприятие - ГНПП «Мотор» (г.Уфа)

Защита диссертации состоится « В » 2000 года

в /400 часов на заседании диссертационного совета К-063.17.04 по специальности 05.04.02 - «Тепловые двигатели» при Уфимском государственном авиационном техническом университете (450000, г.Уфа, ул. К. Маркса, 12).

С диссертацией можно ознакомиться в технической библиотеке университета.

Автореферат разослан « Ь » 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А. М. Смыслов

ома. •) - п* п

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Как известно, для эффективной работа каталитического нейтрализатора отработавших газов (ОГ) автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС) необходимо обеспечение стехиометрического состава смеси с высокой точностью, причем его отклонения в отдельных циклах более чем на 1,5...2,0 % от заданного приводят к существенному снижению эффективности нейтрализатора. Наблюдения за работой двигателя на режимах разгона ездового цикла (ЕЦ) доказывают, что современные системы регулирования состава смеси не обеспечивают требуемой точности, несмотря на усложнение аппаратной части и совершенствование алгоритмов.

Как свидетельствует опыт, в современных системах регулирования поршневых двигателей не решена проблема разработки инвариантной к внешним возмущениям системы автоматического регулирования (САР) состава смеси. Эта проблема заключается в рассогласовании цикловых расходов воздуха и подач топлива при манипуляциях дроссельной заслонкой, а в ряде случаев (для двухтактных двигателей) - и при неизменном ее положении. На фоне периодического повышения требований к токсичности ОГ двигателей формирование научно-технического задела посредством заблаговременного поиска путей решения этой проблемы является традиционно актуальной задачей.

Цель работы. Разработка методики формирования моделей, позволяющих в реальном масштабе времени определять цикловые расходы воздуха в ДВС на режимах ЕЦ.

Задачи исследования:

1. Выявить причины значительных погрешностей определения расхода воздуха на переходных режимах работы ДВС.

2. Определить требования и допущения к методике формирования моделей цикловых расходов воздуха.

3. Провести анализ регулирующих воздействий на двигатель, характерных для ЕЦ и соответствующих переходных характеристик двигателя.

4. Разработать модель САР ДВС, имитирующей выполнение ЕЦ.

5. Протестировать разработанную методику на примере автомобильного двигателя УЗАМ - 331 -1700.

На защиту выносится методика формирования моделей, позволяющих в реальном времени определять цикловые расходы воздуха в двигателе на режимах ЕЦ.

Научная новизна:

1. Предложена ориентированная на использование имитационного моделирования методика формирования моделей, позволяющих в реальном времени определять цикловые расходы воздуха в ДВС на режимах Европейского ЕЦ с учётом конструктивных параметров, частоты вращения и нагрузки на двигатель, параметров окружающей среды, отличающаяся тем, что для неустановившихся режимов ЕЦ определяется угловое ускорение вала двигателя и фаза изменения положения дросселя по ушу поворота коленчатого ваш (ПКВ).

2. Разработана модель системы автоматического регулирования двигателя имитирующая выполнение ЕЦ, отличающаяся тем, что:

а) позволяет применять модули термогазодинамического расчета рабочегс процесса, имитирующие нестационарное движение газа в газовоздушной тракте (ГВТ), для выявления цикловых расходов воздуха на режимах ЕЦ;

б) адекватность имитации процесса выполнения ЕЦ определяется моделированием процесса обучения оператора (водителя) выполнению цикла;

в) имитация процесса обучения осуществляется постепенной передачей функции регулирования частоты вращения от замкнутого канала каналу регулирования по возмущению по мере выполнения требований к точности и виду переходных характеристик двигателя.

Практическая ценность:

- установлено, что основная доля погрешности определения циклового расхода воздуха через рабочие камеры двигателя на неустановившихся режимах определяется применяемым в системах впрыска топлива способом измерения: регистрацией параметров потока в одном-из сечений системы с распределенными параметрами и преобразованием этой информации без учета начальных условий;

- установлено, что необходимая для эффективной работы нейтрализатора точность определения циклового расхода воздуха на неустановившихся режимах работы двигателя с типовой конструкцией ГВТ принципиально не может быть достигнута повышением точности измерений параметров потока;

- разработана система имитационного моделирования (СИМ) работы ДВС в составе автомобиля на ЕЦ позволяющая производить детальное численное обследование моделируемого двигателя на неустановившихся режимах работы;

- разработана методика, позволяющая формировать модели цикловых расходов воздуха двигателя на режимах ЕЦ;

- модели цикловых расходов воздуха могут быть применены для коррекции в реальном времени дозирования топлива, опережения зажигания и других регулирующих воздействий с целью повышения качества регулирования двигателя;

- установлен минимальный перечень измеряемых параметров, необходимых для определения цикловых расходов воздуха через двигатель на режимах Европейского ЕЦ

Методы и объект исследования. В работе использованы методы численного и физического эксперимента. Численные исследования процессов газообмена ДВС проводились с использованием математических моделей, реализованных в СИМ «Альбея». Физические эксперименты были проведены на специальной одноцикловой экспериментальной установке и на моторном стенде.

Объектами исследования являются ДВС УЗАМ - 331 - 1700 и соответствующая имитационная модель двигателя.

Апробаиия работы. Диссертационная работа изложена и одобрена на расширенном заседании кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» УГАТУ. Результаты работы докладывались на Международном научно-практическом семинаре «Современный автомобиль: управление и материалы» (Тольятти, 1995); НТК с международным участием «Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств» (Суздаль, 1995); Всероссийской молодёжной НТК «Информационные и кибернетические системы управления и их элементы» (Уфа, 1995); Всероссийской молодёжной НТК «Проблемы энергомашиностроения» (Уфа, 1996); VI Международном научно-практическом семинаре «Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС» (Владимир, 1997); Международной НТК «Двигатель-97» (Москва, 1997); Всероссийской НТК «Энергетика и информация. Актуальные проблемы» (Уфа, 1997).

Публикаигш. По результатам работы опубликованы тезисы докладов на конференциях в Москве, Тольятти, Владимире, Суздале, Уфе (4 доклада), статья в сборнике УГАТУ. Материалы диссертационной работы использовались при написании учебного пособия «Система имитационного моделирования "Альбея". Моделирование систем автоматического управления».

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 94 наименований, в том числе 31 на иностранных языках, приложений, изложена на 166 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка, 4 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показано, что на сегодняшний день наиболее эффективным и практически единственным реализованным способом снижения токсичности ДВС является применение каталитического нейтрализатора ОГ, для эффективной работы которого необходимо поддержание состава смеси в узких пределах (а=1,00±1%), что невозможно без применения соответствующей САР.

Обоснована актуальность темы и задачи исследования. Показана научная новизна работы.

В первой главе проведён обзор современных способов определения циклового расхода воздуха в ДВС (G- основного командного параметра САР топливоподачей двигателя. Выявлено, что применяемые сегодня в условиях массового производства ДВС способы не в состоянии обеспечить с требуемой точностью определение массового расхода воздуха в месте установки датчика. Основными причинами этого являются: нестационарный характер движения газа, характерный для ГВТ ДВС (пульсации температуры, давления, скорости и направления потока), измерение датчиками, как правило, одного - двух параметров газового потока, что не определяет величины его массового расхода в месте установки датчиков, тем более - в сечении впускного клапана (В.А. Арефьев, Г.П. Покровский, Б.П. Рудой, Б Л. Черняк, R.W. Weeks, J J. Moskwa).

В тоже время, необходимо отметить, что рассогласование и цикловой подачи топлива в пределах до 10%, как правило, не критично для ездовых качеств автомобиля (отсутствуют провалы мощности).

Таким образом, на неустановившихся режимах работы современные САР топливоподачи ДВС обеспечивают приемлемые ездовые качества автомобиля, но не в состоянии обеспечить требуемую точность регулирования состава смеси с точки зрения токсичности ОГ.

Для улучшения показателей качества работы САР ДВС, в том числе и на переходных режимах работы двигателя, в настоящее время в отечественных и зарубежных источниках рассматриваются возможности управления двигателем по моделям и использования различных способов прогнозирования б«,.

Возможно проведение детального численного обследования двигателя с помощью соответствующей ему имитационной модели, в которой учтены все существенные для рассматриваемой проблемы факторы. Численное моделирование на сегодня является единственным методом получения детальной картины газообмена ДВС на неустановившихся режимах его работы. Однако, достигнутые ресурсы вычислительной техники позволяют производить подобные исследования лишь в модельном времени.

Применение моделей нулевого и первого порядков, естественно, снижает требования к быстродействию аппаратной части, однако в основе таких моделей лежат упрощенные предпосылки, не позволяющие учесть характерные особенности процессов газообмена в поршневом ДВС.

Зависимости коэффициента наполнения (т/у) от обобщенных переменных, содержащих режимные и конструктивные параметры, выявленные б работах Б.П. Рудого и С.Р. Березина для определения цикловых расходов топлива на неустановившихся режимах неприменимы, поскольку они были получены для двигателя с оптимальной схемой ГВТ и установившихся режимов его работы.

Анализ возможностей оперативного прогнозирования позволяет получить вывод с том, что зти методы обеспечивают приемлемую оценку состояния в случае стационарных периодических, а также однозначно протекающих, монотонных, процессов. В случае нестационарных процессов, характерных для ДВС, пмрешность прогноза возрастает настолько, что смысл прогнозирования теряется. Кроме того, используемые методы прогнозирования предполагают в своей детерминированной основе обычные дифференциальные уравнения 1-го порядка, использование которых для описания процессов в ГВТ ДВС на сегодня неприемлемо.

Указанные выше доводы и выявленные противоречия позволили сформулировать рабочую гипотезу: имея в распоряжении современную СИМ работы двигателя, возможно разработать модели циклового наполнения, предназначенные для применения в реальном времени с сохранением характерных особенностей нестационарного процесса газообмена с достаточной для практики точностью.

В плане разработки высказанной гипотезы сформулирована цель работы, и определены задачи исследования.

Вторая глава посвяшена анализу погрешностей и разработке методики определения циклового расхода зоздуха п двигателе.

Общеизвестно, что в системах, где присутствуют элементы с распределёнными параметрами, для однозначного описания движения газа, в общем случае, необходимо определение начальных и граничных условий. Для установившихся режимов работы ДВС начальные условия роли не играют. Поэтому на этих режимах удаётся в процессе испытаний установить однозначную зависимость между параметрами потока воздуха в сечении установки датчика и цикловыми расходами воздуха через рабочие камеры.

Для неустановившихся режимов работы двигателя последовательность цикловых расходов воздуха через рабочие камеры зависит от предыстории явлений в ГВТ и рабочей камере, которая проявляется в виде начальных условий, соответствующих моменту изменения режима работы, и которая не учитывается в современной практике регулирования ДВС.

Для оценки величины возможной погрешности, связанной с неучетом начальных условий, проведён анализ движения газовоздупшой смеси во впускном трубопроводе ДВС методом численного моделирования. Установлено, что для неустановившихся режимов работы ДВС рассогласование интегрального массового расхода воздуха через сечение, в котором установлен датчик, и циклового может достигать 50% (в примере на рис. 1, а - 20%). При этом мгновенные расходы воздуха через указанное сечение и сечение впускного клапана мо-

1" 0,0004 § 0,0003 0,0002 =г 0,0001 и 0

а!

_№ цикла_

б)

Рис. 1. Массовый расход газовоздушной смеси в различных точках впускного канала в случае ступенчатого изменения положения дросселя (в момент начала 41 цикла площадь сечеиия дросселя увеличена в 3 раза):

а - интегральный цикловой расход; б - мгновенный

—РИ ~~ и,..

-ш- а

40 41 42 ' 43 Гй цикла

44

в Интегральный расход на расстоянии 0,24м от клапана о Интегральный расход в сечении клапана

150

Л 130 п

2 ио

а и

э

с.

90

70

50

—в

■-----1----г11 —н

0.3

0,27

024 Б п

о

0,21 с.

о

0,18 <

0,15

20 40 60 80 РеоРОЗПа]

Рве. 2. Сопоставление порции газа, попавшей в ёмкость за время открытия клапана, и среднего давления в трубопроводе

гут различаться на 100% (рис. 1, б).

По результатам численных экспериментов на одноцикловой установке, подтвержденных натурными испытаниями, выявлено, что при практически одинаковом среднем давлении за время открытия клапана цикловой расход воздуха может существенно различаться (в конкретной серии экспериментов - в два раза - см. рис. 2 ).

Таким образом, анализ математической модели движения газа в трубе позволил предположить, а результаты имитационного и физического моделирования подтвердили, что основным источником погрешности определения циклового наполнения в ДВС, имеющем достаточно протяженные элементы ГВТ, является способ его измерения: регистрация параметров потока в одном из сечений системы с распределенными параметрами и преобразованием этой информации без учета начальных условий.

При разработке методики были приняты следующие положения и допущения:

1. Методика ориентирована на использование численного моделирования нестационарных процессов газообмена двигателя.

2. Предполагаются заранее известными характеристики потребителя и тип ЕЦ.

3. Методика должна позволить сформировать модель цикловых расходов воздуха через двигатель в зависимости от набора параметров, поддающихся измерению в реальном масштабе времени с точностью, которая обеспечивается датчиками, применяемыми в современных системах управления ДВС.

4. Методика предполагает формирование искомой модели отдельно по каждому цилиндру двигателя.

5. Моделирование процессов газообмена производится в одномерном приближении.

6. Методика предполагает учитывать возможное влияние на переходную характеристику т/у двигателя соотношения фаз перемещения дросселя и положения коленчатого вала двигателя.

7. Реальный закон перемещения дросселя заменен абстрактным — прямоугольным ступенчатым, в связи с тем, что характерное время изменения положения дроссельной заслонки сопоставимо с периодом рабочего цикла.

8. Тепловое состояние двигателя предполагается нормальным и переходные процессы в системе охлаждения не рассматриваются.

9. Не рассматривается влияние факторов, проявляющихся при длительной эксплуатации ДВС (степень износа основных деталей двигателя, стложегше нагара на стенках камеры сгорания и ГВТ), как не существенное в данном случае.

10. Моделирование рабочего процесса двигателя производится при коэффициенте избытка воздуха а=1 в рабочей камере.

11. Моделирование производится при значениях углов начала горения сру соответствующих оптимальному, с точки зрения работы цикла, расположению индикаторной диаграммы по углу ПКВ на режимах ЕЦ.

Исходя из гипотезы, основных положений, а также учитывая особенности работы двигателя на режимах ЕЦ предложена методика определения циклового расхода воздуха, представленная на рис. 3, где обозначено: ш - угловая скорость коленчатого вала; фд, - положение дроссельной заслонки (угол открытия дросселя); щ - начальное (до изменения положения дросселя) значение коэффициента наполнения: - максимально возможное для сочетания величин (х\,хг, щ) значение /;„ в первом после возмущения циклёГг'ц- номер цикла, отсчитываемый после изменения положения дросселя; фпкв - фаза изменения положения дросселя по углу ПКВ.

Третья глава посвящена разработке модели САР ДВС, имитирующей выполнение ездового цикла (рис. 4).

Необходимость этой разработки обосновывается тем, что проведение полноценного натурного эксперимента представляется затруднительным по причине дороговизны; влияния большого количества регулировочных, эксплуатационных и случайных факторов, устранение и учёт которых значительно увеличивает сложность проведения и оценку результатов эксперимента; сложностей (в ряде случаев принципиальной невозможности) экспериментального замера реальных значений параметров в определённых точках ГВТ ДВС; принципиальной невозможности регистрации наполнения цилиндров двигателя в отдельных циклах даже при стендовых испытаниях; трудности однозначного воспроизведения натурных экспериментов.

Для решения данной задачи СИМ "Альбея" была дополнена моделями и соответствующими программными модулями датчиков режима работы двигателя, блоков управления систем регулирования, сцепления, трансмиссии, потребителя механической энергии двигателя с учётом его инерционных свойств и возможностью приложения тормозного момента.

Для управления работой модели системы «двигатель-автомобиль» по ездовому циклу разработана соответствующая САР (имитирует действия водителя при выполнении программы цикла), которая имеет каналы управления количеством подаваемого в двигатель свежего заряда (фд,), моментом сопротивления (тормоза), передаточным отношением трансмиссии и сцеплением. Подсистема регулирования в свою очередь, является комбинированной и содержит каналы прямого (программного) регулирования и регулирования с

Рис. 3. Методика формирования моделей цикловых расходов воздуха в ДВС. Блок-схема

обратной связью по скорости автомобиля. Такая структура САР обеспечивает выполнение ездового цикла с требуемой точностью и видом переходных характеристик.

Четвёртая глава посвящена тестированию методики на примере автомобильного двигателя УЗАМ - 331 -1700.

Для этого в соответствии с допущениями и пп. 1 и 2 предложенной во 2-ой главе методики была разработана модель 4-х цилиндрового 4-х тактного двигателя с внешним смесеобразованием Vh = 1,7 л с объединенной впускной системой.

В соответствии с п. 3 методики назначена структура модели цикловых расходов воздуха и определены её параметры.

Предполагаемый закон изменения коэффициента наполнения на режимах ездового цикла однозначно определяется значениями конструктивных параметров двигателя и характеристиками потребителя, режима работы и их производными:

где Го» - температура охлаждающей жидкости, характеризующая тепловое состояние двигателя; конструктивные параметры двигателя: V/, - рабочий объём цилиндра; скс - величина, связывающая объем камеры сгорания VKC с V/, выражением ето = (Vh + УксУКс, У--HR- отношение длины шатуна к радиусу кривошипа; Kd = S/D - отношение диаметра цилиндра к ходу поршня; параметры, характеризующие ГВТ: 1т - длина впускного канала; Fm =fixe„) - закон изменения сечения впускного канала по длине; фа„„ - фаза открытия впускных органов; FerLK = /(qv„) - закон изменения площади сечения впускного клапана по Фпкв; Фз.ет. - фаза закрытия впускных органов;

^etyij ^выл

ФО.вЫПУ -¡'выг.к

ßs?/»«). Уз-еып - аналогичные параметры для выпускного канала.

В то же время параметры окружающей среды являются внешними независимыми факторами, текущая регистрация которых, необходимая для вычисления массового циклового расхода воздуха, не вызывает технических проблем.

В соответствии с п.1,2 принятых при разработке методики допущений из числа аргументов последнего соотношения исключаются конструктивные параметры двигателя и характеристики потребителя.

С учётом принятого допущения о характере изменении положения дросселя и однозначной связи начальных условий "до" и "после" ступенчатого возмущения, исключаются из рассмотрения значения фйр,фар...

Европейский ездовой цикл предусматривает режимы движения с постоянной скоростью и режимы движения с постоянным угловым ускорением е = ю = const, что позволяет исключить из рассмотрения значения производных ш более высокого порядка.

Таким образом, интересующий нас закон изменения коэффициента наполнения двигателя представляется в виде:

в.фдр). (2)

На основных режимах работы ДВС его нелинейные статические и динамические характеристики являются непрерывными и дифференцируемыми функциями. Это свойство характеристик ДВС позволяет описать его состояние в окрестности заданного режима линейной моделью. Во всём поле возможных режимов работы целесообразно использовать кусочно-линейное представление.

Согласно предложенной методике, выполнен соответствующий объем численных экспериментов, на основании результатов которых выявлены следующие особенности наполнения цилиндров двигателя:

- невоспроизводимость наполнения одного и того же цилиндра в последовательных циклах работы двигателя на установившемся режиме не превышает в среднем 1% номинального значения, однако, существуют отдельные режимы работы, где эта величина достигает 1,5-5-3%;

- в следующих после ступенчатого открытия дроссельной заслонки 3+5 циклах возможно превышение (заброс) коэффициента наполнения по сравнению со значением в сходственных установившихся циклах до 20 %, в зависимости от сочетания режимных параметров;

- для цикла, непосредственно следующего за возмущением, наполнение изменяется от значения в предыдущем цикле до максимально возможного в данном случае в зависимости от соотношения фазы открытия дросселя и положения вала двигателя; наполнение последующих циклов не зависит от указанного соотношения;

- кроме первых 3-ь5 циклов, следующих после ступенчатого изменения положения дросселя, на режимах, характерных для Европейского ездового цикла, отклонение коэффициента наполнения от значения в сходственном установившемся режиме не превышает 10%.

Для исследуемого двигателя получена кусочно-лилейная зависимость коэффициента наполнения от комбинации параметров =Ла, е, срдр), а также зависимости 7], =Хш, е, фдр, т/уо, /ц), ?7У1ц=У(^1ши. ?Л<>,Фпев), определяющие величину 7„ в циклах, следующих после манипуляций дросселем.

В качестве примера на рис. 5 продемонстрирована зависимость величины т]у] в первом после перемещения дросселя цикле. На рис. 5, а показаны зависимости комплекса 8 ~Дп), связывающего величину щ с величинами щ и ^у1ст (значение в сходственном установившимся цикле при значении фдр после возмущения) соотношением 8 — (_т]у\ - т/чо~ при различных конечных положениях дросселя. На рис. 5, б показана зависимость щ =_Дфпга) при фиксированных значениях фдро, т]м, Фдр1, п.

Для подтверждения достоверности модели коэффициентов наполнения, полученной посредством разработанной методики, на полноразмерном двигателе, являющемся оригиналом численной модели, были проведены следующие эксперименты:

1,4 1,2 со 1,0 0.8 0,6

1000 1500 2000 2500 3000 п [об/мин]

фдр [град]:

-о-11 —о—19 -л-35 43 -о-50

300 360 420 480 540 600 Угол ПКВ [Град.]

- Коэффициент наполнения

■ Пощадь проходного сечения клапана

а) б)

Рпл С Запп^пмпотк гАПпопни и , о пвпипи пя^тта плпея«йп»лвме» гтпллапп Гим »Йа>и*ы1н1«»*ы »V*!« *•>«•<• '/VI м «■»•»'»»«им »»урущущуцц»1 Дциуумш

цикле

- определены значения коэффициента наполнения на установившихся режимах при частичном открытии дросселя - рассогласование по величине интегрального расхода воздуха на исследованных режимах работа в натурных и вычислительных экспериментах не превышает 5% (рис. 6);

- зарегистрированы колебания давления во впускном трубопроводе по углу поворота вала как на установившихся режимах работы двигателя, так и в переходных режимах, вызванных изменением положения дроссельной заслонки со скоростью 200+500 [град/с] - коэффициент согласования кривых давления во впускном трубопроводе, полученных в натурных и вычислительных экспериментах, составляет 0,946+0,962. (рис. 7);

- определены индикаторные диаграммы на холодной прокрутке двигателя на установившихся режимах (%Р = 19°, 35°; к = 1000 + 3600 об/шш) и па переходных режимах, вызванных изменением положения дроссельной заслонки со скоростью 200+500 [град/с] - коэффициент согласования индикаторных диаграмм на исследованных режимах в расчётах и экспериментах составляет

„.-/"0,893+0,947. При этом индикаторные диаграммы хорошо согласуются по :> взаимному расположению по ушу ПКВ (рис. 8).

Кроме того, значения невоспроизводимости наполнения одного и того же цилиндра в последовательных циклах работы двигателя на установившихся режимах, так же, как и в случае вычислительных экспериментов, не превышают в среднем 1% номинального значения, и так же существуют отдельные режимы работы, где амплитуда колебаний достигает 1,5+3%.

Таким образом, разработанная система имитационного моделирования позволяет в модельном масштабе времени с требуемым уровнем детализации выявить существенные для рассматриваемой проблемы особенности газообмена ДВС на режимах ездового цикла с погрешностью не более 5%.

а) б)

Положение дроссельной заслонки [град.]:

—*—15-эксп —л—19-эксп —о— 25-эксп —°—35-эксп

15-расчета —д—19-расчёта -о - 25-расчёта ---о- 35-расчёта Рпс. 6. Скоростные характеристики двигателя УЗАМ - 331 -1700:

а - холодная прокрутка; б - работающий двигатель

90 1*85 ^ 80

аГ75

70 1

гЧ / \ Л

V- \ ХС 1 1

.......Отметка НМХ

-Рдр. (эксперимент)

— Рдр. (расчёт)_

,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 Время [сек]

а)

б)

Рис. 7. Распределение давления во впускном трубопроводе па углу ПКВ: а - установившийся режим, холодная прокрутка; б — перемещение дросселя при постоянной частоте вращения КВ, работающий двигатель

Рис. о. Сопоставление инднка10<шых дна! ¡>яим, иолученвых расчётным и экспериментальным путём в процессе манипуляций дроссельной заслонкой: и = 2400 [об/мпн]; *др0 = 0,00008 [м2]; = 0,00018 [м2]

Сформированная на базе результатов численного моделирования кусочно-линейная зависимость коэффициента наполнения двигателя T]v =Дю, в, фдр) обеспечкьает погрешность но белее 5% и может служить основой для вычисления циклового расхода воздуха на режимах Европейского ездового цикла в реальном времени в бортовых ЭВМ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОД Ы

1. Разработана ориентированная на использование численного моделирования методика, позволяющая сформировать модель цикловых расходов воздуха через двигатель в зависимости от набора параметров, поддающихся измерению в реальном масштабе времени с точностью, которая обеспечивается датчиками, применяемыми в современных системах впрыска топлива.

2. По результатам имитационных и физических экспериментов выявлено, что основной причиной погрешности определения цикловых расходов воздуха на неустановившихся режимах работы двигателя является используемый в системах впрыска способ локального измерения параметров нестационарного воздушного потока в ГВТ, как в системе с распределенными параметрами без учета начальных условий. Дальнейшее увеличение точности определения цикловой дозы свежего заряда на переходных режимах работы двигателя по сигналам датчиков, применяемых в системах впрыска, принципиально невозможно.

3. По результатам анализа регулирующих воздействий на двигатель и соответствующих переходных характеристик для исследуемого двигателя получены

ЗавИСИМОСТИ 7]v =ДШ, Е, ф^), t]v = Дш, б, фдр, t)M, /ц), =А*7у1шш 7*0, фгасв),

определяющие величину коэффициента наполнения на режимах, характерных для ездового цикла. Кроме того, установлено:

- переходная характеристика двигателя как регулируемого объекта по величине коэффициента наполнения, при прочих равных условиях, определяется фазовым соотношением угла поворота коленчатого вала двигателя и момента изменения положения дросселя;

- максимальный заброс коэффициента наполнения в переходных процессах на режимах, характерных для Европейского ездового цикла, достигает 20%;

- кроме первых 3*5 циклов, следующих после изменения положения дросселя, на режимах, характерных для Европейского ездового цикла, отклонение коэффициента наполнения от значения в сходственном установившемся режиме не превышает 10%.

4. Разработанная на базе СИМ "Альбея" модель системы автоматического регулирования ДВС, имитирующая выполнение ездового цикла, позволяет в модельном времени с требуемым уровнем детализации выявить существенные для рассматриваемой проблемы особенности газообмена ДВС на режимах ездового цикла с погрешностью не более 4...5 %.

5. Полученная в соответствии с предложенной методикой кусочно-линейная модель коэффициента наполнения двигателя обеспечивает погрешность не более 5 % и может служить основой для вычисления циклового расхода воздуха на режимах Европейского ездового цикла в реальном времени в борто-выт£ ЭВМ.

6. Измерение параметров окружающей среды, положения дросселя, частоты вращения, углового положения и углового ускорения вала является необходимым для определения цикловых расходов ДВС на режимах ездового цикла с погрешностью не более 4...5 %.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Борисов А.О., Пепкин Д.В., Рудой Б.П. Численное моделирование процессов управления автомобильным двигателем на режимах ездового цикла. // Современный автомобиль: управление и материалы: тез. докл. Международного научно-практического семинара. - Тольятти-Самара. 1995. - С. 17.

2. Борисов А.О., Пенкин Д.В. Численное моделирование процессов управления. // Электротехнические системы транспортных средств и их роботизированных производств: тез. докл. секции «Автомобильная электротехника и электроника» научно-технической конференции с международным участием. - Москва. 1995. - С.32.

3. Пенкин Д.В. Численное моделирование процессов управления автомобильным двигателем. // Информационные и кибернетические системы управления и их элементы: тез. докл. Всероссийской молодёжной научно-технической конференции. - Уфа, УГАТУ. 1995. - С.43.

4. Пенкин Д.В. Управление автомобильным двигателем по модели. Л Проблемы энергомашиностроения: тез. докл. Всероссийской молодёжной научно-технической конференции. -Уфа, УГАТУ. 1996. -С.61.

3. Пенкин Д.В. Информационная технология разработки технического предложения на САУ автомобильным двигателем. // Проблемы энергомашиностроения: тез. докл. Всероссийской молодёжной научно-технической конференции. - Уфа, УГАТУ. 1996. - С.63.

6. Борисов А.О., Пенкин ДВ. Модель системы автоматического управления ДВС на режимах ездового цикла. // Совершенствование мощностных, экономических н экологических показателей ДВС: материалы VI Международного научно-практического семинара. - Владимир, Владимирский государственный университет. 1997 г. - С. 238-240.

7. Борисов А.О., Пенкин ДВ. Модель САУ двигателем внутреннего сгорания на режимах ездового цикла. // «Двигатель-97»: материалы Международной научно-технической конференции. - Москва, МГТУ им. Баумана. 1997. -С. 107-108.

8. Борисов А.О., Пенкин Д.В. Численное моделирование процессов разгона автомобильного двигателя. // «Энергетика и информация. Актуальные проблемы»: тез. докл. Всероссийской научно-технической конференции. — Уфа, УГАТУ.1997. - С.63.

9. А.О. Борисов, Д.В. Пенкин. Система имитационного моделирования "Альбея". Моделирование систем автоматического управления: Учебное пособие // Уфа, УГАТУ. 1997. - 95 с.

10. Борисов А.О., Пенкин ДБ. Численное моделирование разгона автомобильного двигателя на режимах ездового цикла. // «Актуальные проблемы авиа-двигателестроения». Межвузовский научный сборник. - Уфа, УГАТУ. 1998. -С. 221-229.

ПЕНКИН ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ ПО ЦИКЛОВОМУ РАСХОДУ ВОЗДУХА

Специальность 05.04.02 - Тепловые двигатели

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 27.(И.2000. Фермат 60x8-1 1/16. Бумага гтисчзя №1. /

Печать плоская. Гарнитура Times. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.-отг. 0,9. /

Уч.-изд. л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № 790. Бесплатно.

Уфимский государственный авиационный технический университет Уфимская типография №2 Министерства печати и массовой информации Республики Башкортостан 450000, Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12

Принятые сокращения и обозначения.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Способы экспериментального определения циклового расхода воздуха.

1. Электромеханические.

2. Ионизационные.

3. Ультразвуковые.

4. Вихревые.

5. Термоанемометрические.

1.2 Управление по моделям.

1.3 Постановка задач настоящей работы.

2. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦИКЛОВЫХ РАСХОДОВ ВОЗДУХА ЧЕРЕЗ ДВИГАТЕЛЬ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ.

2.1 Рабочий процесс в ГВТ ДВС как объект управления по составу топливовоздушной смеси.

2.2 Движение газовоздушной смеси в ГВТ ДВС.

2.2.1 Оценка возможности использования в качестве главного командного параметра САР топливоподачей сигнала датчика массового расхода воздуха.

2.2.2 Оценка возможности использования в качестве главного командного параметра САР топливоподачей сигнала датчика давления во впускном трубопроводе. Эксперимент на одноцикловой установке.

1. Описание одноцикловой установки.

2. Система экспериментального анализа.

3. Оценка погрешностей измеренных датчиками параметров.

4. Результаты эксперимента на одноцикловой установке.

2.3 Методика формирования модели для определения циклового расхода воздуха через двигатель в реальном времени.

2.3.1 Основные положения и допущения.

2.3.2 Описание методики.

3. СИСТЕМА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ ДВС НА РЕЖИМАХ ЕЗДОВОГО ЦИКЛА.

3.1 Интерактивная система имитационного моделирования «Апьбея». Назначение и возможности системы.

3.2 Структура системы моделирования работы ДВС на режимах

3.3 Двигатель.

3.4 Системы управления двигателем.

3.4.1 Система дозирования топлива.

3.4.2 Система зажигания.

3.5 Модель системы автоматического управления движением автомобиля.

3.5.1 Управление дросселем.

3.5.2 Управление тормозами.

3.5.3 Трансмиссия. Переключение передач.

3.6 Требования к вычислительной технике.

4. ТЕСТИРОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ. АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ НА РЕЖИМАХ ЕЦ.

4.1 Вычислительный эксперимент.

4.1.1 Формирование модели циклового наполнения цилиндров.

4.1.2 Цель, объект и методика вычислительного эксперимента.

4.1.3 Влияние режимных факторов на наполнение цилиндров в последовательных циклах на режимах ездового цикла.

4.2 Эксперимент на полноразмерном ДВС.

4.2.1 Цели и задачи эксперимента.

4.2.2 Объект исследований и аппаратура.

4.2.3 Методика проведения моторного эксперимента.

4.2.4 Результаты экспериментального исследования.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания выпускаются мощностью от десятых долей киловатта до нескольких десятков тысяч киловатт и применяются в самых различных областях деятельности. Благодаря своим особенностям: автономность, высокие удельные эксплуатационные показатели, низкий удельный расход топлива, способность работать в широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов двигатели внутреннего сгорания являются самым распространённым источником механической энергии, а в автомобильном транспорте - практически единственным.

Вместе с тем ДВС обладает рядом недостатков, из которых самым актуальным на сегодняшний день является высокая токсичность отработавших газов. По официальным данным [17, 54] в ряде городов Российской Федерации (Москва, Санкт-Петербург, Краснодар, Омск, Уфа), а в также в отдельных городах Республики Башкортостан (Нефтекамск, Бирск, Агидель и др.) на долю автомобильных двигателей приходится до 70н-90% выбрасываемых токсичных веществ. Загрязнённость воздуха токсичными веществами, например, в центре Москвы превышает норму в 15^30 раз.

Эффективное снижение содержания вредных выбросов ОГ ДВС до норм, предусматриваемых законодательством ряда стран (сейчас или в ближайшем будущем), на сегодняшний день не возможно без применения средств нейтрализации токсичных компонентов. На сегодняшний день наибольшее распространение получил каталитический способ нейтрализации токсичных компонентов [20, 22, 25]. Другие способы нейтрализации [25, 27] недостаточно эффективны либо приводят к большим затратам, неадекватным получаемому эффекту.

Нейтрализатор способен эффективно снижать содержание трёх основных токсичных компонентов (окиси углерода СО, окислов азота 1чЮх и несгоревших углеводородов СН) только при условии поддержания стехиометрического состава смеси [22, 53], отклонения от которого в отдельных циклах более чем на 1,5ч-2,0% приводят к существенному снижению эффективности нейтрализатора.

Современные системы смесеобразования с карбюратором не способны поддержать состав смеси в требуемых узких пределах даже на установившихся режимах. Кроме того, на переходных режимах в ряде случаев наблюдаются рывки и провалы мощности, ухудшающие ездовые качества автомобилей. Поэтому на двигателях применяют системы смесеобразования со впрыскиванием бензина. Иногда применяются системы с карбюратором, отрегулированным на всех режимах на богатую смесь. Необходимый для действия нейтрализатора состав ОГ обеспечивается подачей дополнительного воздуха на входе в нейтрализатор. В любом случае необходима система управления составом смеси.

Наблюдения за работой двигателя на режимах разгона ездового цикла (ЕЦ) показывают, что современные системы регулирования состава смеси не обеспечивают требуемой точности, несмотря на увеличение сложности аппаратной части и совершенствование алгоритмов. Отсюда следует, что в современных системах регулирования поршневых двигателей не решена проблема разработки инвариантной к внешним

30-г/км

20

10

СО м ■ни возмущениям системы автоматического регулирования состава смеси.

Эта проблема заключается в рассогласовании цикловых расходов воздуха и подач топлива при достаточно резких манипуляциях дроссельной за

Ъ слонкой, а в ряде случаев (для двух

СН-»' N0* 9' - 0 5 ^ тактных двигателей) - и при неизмен

1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996 2000 ном ее положении. На фоне периодического (Рис. В1) повышения требова

Рис. В1. Эволюция европейских норм выброса вредных веществ ний к токсичности отработавших газов двигателей формирование научно-технического задела посредством заблаговременного поиска путей решения этой проблемы является традиционно актуальной задачей.

Цель работы заключается в разработке методики формирования модели, которая позволит в реальном времени определять цикловые расходы воздуха в ДВС на режимах ЕЦ.

Задачи исследования:

1. Выявить причины значительных погрешностей определения расхода воздуха на переходных режимах работы ДВС.

2. Определить требования и допущения к методике формирования моделей цикловых расходов воздуха.

3. Провести анализ регулирующих воздействий на двигатель, характерных для ЕЦ и соответствующих переходных характеристик двигателя.

4. Разработать модель САР ДВС, имитирующей выполнение ЕЦ.

5. Протестировать разработанную методику на примере автомобильного двигателя УЗАМ - 331 - 1700.

На защиту выносится методика формирования моделей, позволяющих в реальном времени определять цикловые расходы воздуха в двигателе на режимах ЕЦ.

Научная новизна:

1. Предложена ориентированная на использование имитационного моделирования методика формирования моделей, позволяющих в реальном времени определять цикловые расходы воздуха в ДВС на режимах ЕЕЦ с учётом конструктивных параметров, частоты вращения и нагрузки на двигатель, параметров окружающей среды, отличающаяся тем, что для неустановившихся режимов ЕЦ определяется угловое ускорение коленчатого вала двигателя и фаза изменения положения дросселя по углу ПКВ.

2. Разработана модель системы автоматического регулирования двигателя, имитирующая выполнение ЕЦ, отличающаяся тем, что: позволяет применять модули термогазодинамического расчета рабочего процесса, имитирующие нестационарное движение газа в ГВТ для выявления цикловых расходов воздуха на режимах ЕЦ; адекватность имитации процесса выполнения ЕЦ определяется моделированием процесса обучения оператора (водителя) выполнению цикла; имитация процесса обучения осуществляется постепенной передачей функции регулирования частоты вращения от замкнутого канала каналу регулирования по возмущению по мере выполнения требований к точности и виду переходных характеристик двигателя. Практическая ценность: установлено, что основная доля погрешности определения циклового расхода воздуха через рабочие камеры двигателя на неустановившихся режимах определяется применяемым в системах впрыска топлива способом измерения: регистрацией параметров потока в одном из сечений системы с распределенными параметрами и преобразованием этой информации без учета начальных условий; установлено, что необходимая для эффективной работы нейтрализатора точность определения циклового расхода воздуха на неустановившихся режимах работы двигателя с типовой конструкцией ГВТ принципиально не может быть достигнута повышением точности измерений параметров потока; разработана СИМ работы ДВС в составе автомобиля на ЕЦ, позволяющая производить детальное численное обследование моделируемого двигателя на неустановившихся режимах работы; разработанная методика позволяет формировать модели цикловых расходов воздуха для двигателя на режимах ЕЦ; модели цикловых расходов воздуха могут быть применены для коррекции в реальном времени дозирования топлива, опережения зажигания и

11 других регулирующих воздействий с целью повышения качества регулирования двигателя;

- установлен минимальный перечень измеряемых параметров, необходимых для определения цикловых расходов воздуха через двигатель на режимах Европейского ездового цикла.

Методы и объект исследования

В работе использованы методы численного и физического эксперимента. Численные исследования процессов газообмена ДВС проводились с использованием математических моделей, реализованных в системе имитационного моделирования «Альбея».

Физические эксперименты были проведены на специальной одноцикло-вой экспериментальной установке и на моторном стенде.

Объектами исследования являются ДВС УЗАМ - 331 - 1700 и соответствующая имитационная модель двигателя.

Работа выполнена в Уфимском государственном авиационном техническом университете на кафедре «Двигатели внутреннего сгорания».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработана ориентированная на использование численного моделирования методика, позволяющая сформировать модель цикловых расходов воздуха через двигатель в зависимости от набора параметров, поддающихся измерению в реальном масштабе времени с точностью, которая обеспечивается датчиками, применяемыми в современных системах впрыска топлива.

2. По результатам имитационных и физических экспериментов выявлено, что основной причиной погрешности определения цикловых расходов воздуха на неустановившихся режимах работы двигателя является используемый в системах впрыска способ локального измерения параметров нестационарного воздушного потока в ГВТ, как в системе с распределенными параметрами без учета начальных условий. Дальнейшее увеличение точности определения цикловой дозы свежего заряда на переходных режимах работы двигателя по сигналам датчиков, применяемых в системах впрыска, принципиально невозможно.

3. По результатам анализа регулирующих воздействий на двигатель и соответствующих переходных характеристик для исследуемого двигателя получены зависимости тд, =До), 8, (рдр), тд, =/о), 8, фдр, Щ, /ц), тд,1ц =1Д ?7у1тах> ЦуО, Фпкв)> определяющие величину коэффициента наполнения на режимах, характерных для ЕЦ. Кроме того, установлено:

- переходная характеристика двигателя как регулируемого объекта по величине коэффициента наполнения, при прочих равных условиях, определяется фазовым соотношением угла поворота коленчатого вала двигателя и момента изменения положения дросселя;

- максимальный заброс коэффициента наполнения в переходных процессах на режимах, характерных для Европейского ЕЦ, достигает 20%; кроме первых Зч-5 циклов, следующих после изменения положения дросселя, на режимах, характерных для Европейского ЕЦ, отклонение коэффициента наполнения от значения в сходственном установившемся режиме не превышает 10%.

4. Разработанная на базе СИМ "Альбея" модель системы автоматического регулирования ДВС, имитирующая выполнение ездового цикла, позволяет в модельном времени с требуемым уровнем детализации выявить существенные для рассматриваемой проблемы особенности газообмена ДВС на режимах ЕЦ с погрешностью не более 4.5 %.

5. Полученная в соответствии с предложенной методикой кусочно-линейная модель коэффициента наполнения двигателя обеспечивает погрешность не более 5 % и может служить основой для вычисления циклового расхода воздуха на режимах Европейского ездового цикла в реальном времени в бортовых ЭВМ.

6. Измерение параметров окружающей среды, положения дросселя, частоты вращения, углового положения и углового ускорения вала является необходимым для определения цикловых расходов ДВС на режимах ЕЦ с погрешностью не более 4.5 %.

1. Акатов Е.И., Белов П.М., Дьяченко Н.Х., Мусатов B.C. Работа автомобильного двигателя на неустановившемся режиме. - М., Л.: Машгиз, 1960. - 248 с.

2. Алиев Т.А. Экспериментальный анализ. М.: Машиностроение, 1991г. -272 с.

3. Архангельский В.М., Глушко И.Ф. Исследование работы двигателя ЗИЛ-130 на неустановившемся режиме // Автомобильная промышленность. 1965. - №4. - С. 5-8.

4. Архангельский В.М., Злотин Г.Н. Работа карбюраторных двигателей на неустановившихся режимах -М.: Машиностроение, 1979г. — 152с.

5. Архангельский В.М., Пришвин С.А., Эпштейн С.С. Исследование Наполнения автомобильных двигателей при разгонах на режимах полной мощности // Двигателестроение, Л. 1990. — №2. - С. 5-8.

6. Балабин И.В., Куров Б.А, Лаптев С.А. Испытания автомобилей. М.: Машиностроение, 1988г. - 192с.

7. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления.: М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1975. 768 с.

8. Борисов А.О. Адаптивное регулирование опережения зажигания двигателей по критерию детонации: Дис. . канд. техн. наук. -М.:МАМИ, 1981. -186с.

9. Будыко Ю.И., Духонин Ю.В., Коганер В.Э., Маскенсков K.M. Аппаратура впрыска легкого топлива автомобильных двигателей. -Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. — 144 с.

10. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателей. М: Машгиз, 1962 - 272с.

11. Вихерт М.М., Грудский Ю.Г. Конструирование впускных систем быстроходных дизелей. -М.: Машиностроение, 1982. 151 с.

12. Гирявец A.K. Теория управления автомобильным бензиновым двигателем. -М.: Стройиздат, 1997.- 173с.

13. Гликман Б.Ф. Математические модели пневмогидравлических систем. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1986. 386с.

14. Гликман Б.Ф. Нестационарные течения в пневмогидравлических цепях. -М.: Машиностроение, 1979. 256 с.

15. Горбачев В.Г., Загайко С.А. и др. Система имитационного моделирования «Альбея» (ядро). Руководство пользователя. Руководство программиста: Учебное пособие. Уфа: УГАТУ, 1995. - 112 с.

16. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1997 году». Сокращённый вариант / Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды // Зелёный мир. Специальный выпуск. 1998. - № 25-27.

17. Гришин Д.С. Влияние коэффициента наполнения на индикаторные показатели автотракторного дизеля // Тр. Великолукского СХИ. 1970. -Вып. XIII.-С. 47-54.

18. Гухман A.A. Введение в теорию подобия. Учебное пособие для втузов. -М.: Высшая школа, 1973. 296с.

19. Еникеев Р.Д. Газодинамический наддув двигателей с карбюратором, общим для группы цилиндров: Дис. . канд. техн. наук. Уфа: УАИ, 1987.-161с.

20. Ждановский Н.С., Ковригин А.И., Шкрабак B.C., Соминич A.B. Неустановившиеся режимы поршневых и газотурбинных двигателей автотракторного типа. Л.: Машиностроение, 1974г. - 224с.

21. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. -М.: Транспорт, 1985. 120с.

22. Загайко С.А. «Механические потери в двигателях внутреннего сгорания»: Дис. канд. техн. наук. Уфа: УГАТУ, 1993. - 221 с.

23. Звонов В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. 2-е изд., перераб. - М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.

24. Иващенко H.H. Автоматическое регулирование. Теория и элементы систем. Учебник для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1978. - 736 с.

25. Интеллектуальные системы управления с использованием нечёткой логики: Учебное пособие / В.И. Васильев, Б.Г. Ильясов. Уфа: УГАТУ, 1995. - 80 с.

26. Кондратов В.М., Григорьев Ю.С., Тупов В.В. и др. Двухтактные карбюраторные двигатели внутреннего сгорания. М.: Машиностроение 1990г.-272 с.

27. Круглов М.Г., Меднов A.A. Газовая динамика комбинированныхдвигателей внутреннего сгорания: Учеб. пособие для студентов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания». -М.: Машиностроение, 1988. 360 с.

28. Крутов В.И. Автоматическое регулирование двигателей внутреннего сгорания: Учебное пособие для втузов. 4-е изд., прераб. и доп. -М: Машиностроение, 1979. - 615 с.

29. Крутов В.И. Учёт дискретности работы ДВС при оценке его динамических свойств как регулируемого объекта // Двигателестроение, JI. 1991. -№4. - С. 32-33.

30. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Изд. 5-е, переработанное. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1978 - 736 с.

31. Моделирование механических потерь ДВС в системе имитационного моделирования «Альбея»: Методические указания для бакалавров направления "Энергомашиностроение" / Сост. С.А. Загайко. Уфа: УГАТУ, 1996. - 74 с.

32. Моделирование рабочих процессов двигателей внутреннего сгорания в интерактивной системе имитационного моделирования «Альбея». Методические указания по моделированию . / Сост. Губайдуллин И.С, Загайко С.А. и др. Уфа: УГАТУ, 1996. - 41 с.

33. Насимура Ю. и др. Запаздывание потоков в системе топливоподачи карбюраторного бензинового двигателя / Пер. с японск. Стороженко Н.П. // «Найнэн Кикан» 1980. - Том 19. - №9. - стр. 9-18.

34. Оптимизация многомерных систем управления газотурбинных двигателей летательных аппаратов / A.A. Шевяков, Т.С. Мартьянова,

35. В.Ю. Рутковский и др.: Под общей ред. A.A. Шевякова и Т.С. Мартьяновой. М.: Машиностроение, 1989. - 256 с.

36. Орлин A.C., Круглов М.Г. Комбинированные двухтактные двигатели. -М.: Машиностроение, 1968. 576 с.

37. Острем К.Ю. Введение в стохастическую теорию управления / Пер. с англ. С.А. Анисимова, Н.Е. Арутюновой, A.JI. Дунича / Под ред. Н.С. Райбмана М.: Мир, 1973. - 322 с.

38. Покровский Г.П., Белов Е.А., Драгомиров С.Г. и др. Электронное управление автомобильными двигателями. М.: Машиностроение, 1994. -336 с.

39. Покровский Г.П. Электроника в системах подачи топлива автомобильных двигателей. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: «Машиностроение», 1990. -176 с.

40. Попов Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления: Учеб. пособие для втузов. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. - 304 с.

41. Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. Учебник для вузов. М.: «Высш. школа», 1975. - 320 с.

42. Редкозубов С.А. Статистические методы прогнозирования в АСУ. -М.: Энергоиздат, 1981. 152 с.

43. Рубец Д.А. Смесеобразование в автомобильном двигателе на переменных режимах. М.: Машгиз, 1948. - 150 с.

44. Рудой Б.П. Березин С.Р. Расчет на ЭВМ показателей газообмена ДВС. Учебное пособие. Уфа.: УАИ, 1979. - 101 с.

45. Рудой Б.П. Основы теории газообмена ДВС. Учебное пособие. Уфа.: УАИ, 1977.-103 с.

46. Рудой Б.П. Прикладная нестационарная гидрогазодинамика: Учебное пособие. Уфа.: УАИ, 1988. - 184 с.

47. Рудой Б.П. Теория газообмена ДВС. Учебное пособие. Уфа.: УАИ, 1978.-109 с.

48. Рудой Б.П., Галиев P.A., Даянов С.Б., Никитин Р.В., Рудая Н.В. Расчёт характеристик двигателя внутреннего сгорания. Учебное пособие. Уфа: УАИ, 1986.-107 с.

49. Семёнов В.В. и др. Методы описания, анализа и синтеза нелинейных систем управления: Учеб. пособие /В.В. Семёнов, A.B. Пантелеев, Е.А. Руденко, A.C. Бортаковский. М.: Изд-во МАИ, 1993. - 312 с.

50. Сига X., Мидзутани С. Введение в автомобильную электронику / Пер. с японск. JI.A. Богданова, C.B. Богдасарова, JI.B. Поспелова / Под ред. А.Б. Брюханова. М.: Мир, 1989. - 232 с.

51. Состояние окружающей природной среды Республики Башкортостан в 1998 году. Обзор / Министерство по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям Республики Башкортостан / Под научн. ред. Р.З. Хамитова. Уфа: Экология, 1999. - 36 с.

52. Турчак J1. И. Основы численных методов. М.: Наука, 1987. - 320 с.

53. Черноусов A.A. Определение гидравлических характеристик местных сопротивлений в газовоздушных трактах ДВС вычислительным экспериментом: Дис. канд. техн. наук. Уфа: УГАТУ, 1998. - 158 с.

54. Чуев Ю.В., Михайлов Ю.Б., Кузьмин В.И. Прогнозирование количественных характеристик процессов. М.: «Сов. радио», 1975 -400 с.

55. Устройство регистрации давления впускного воздуха ДВС: пат. 5-40140 Япония: МКИ F02D 45/00. 17.06.1993; Опубл. РЖ 65-19-95. - Л.16.

56. Устройство регистрации давления впускного воздуха ДВС: пат. 5-40141 Япония: МКИ F02D 45/00. 17.06.1993; Опубл. РЖ 65-19-95. - Л. 15.

57. Фалькевич Б.С. Тяговые качества автомобиля при неустановившемся режиме работы двигателя. // Вопросы машиноведения. Сборник статей. -М.: изд. АН СССР, 1950. С. 45-68.

58. Хисматуллин К.А. Взаимосвязь основных конструктивных параметров газовоздушных трактов двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой: Дис. канд. техн. наук. Уфа: УГАТУ, 1996. - 120 с.

59. Храмов Ю.В. Методика экспериментального исследования динамики неустановившихся режимов работы автотракторного дизеля с турбонаддувом // Тр. НАМИ. 1964. - Вып. 70. - С. 61-86.

60. Automotive emissions analysis at the INEL / Idaho National Engineering Laboratory Hybrid & Electric Vehicle Laboratory / George Cole. 1996. - 5p.

61. Ball D.J., Tripp G.E., Socha L.S., Heibel A., Kulkarni M., Weber P.A., Linden D.G. A Comparison of Emissions and Flow Restriction of Thinwall Ceramic Substrates for Low Emission Vehicles // SAE Technical Paper Series, 1999. -№1999-01-0271.-14 p.

62. Berggren P., Perkovic A. Cylinder Individual Lambda Feedback Control in an SI Engine: Master Theses LiTH-ISY-EX-1649, Linkoping University, SE-581 83 Linkoping. - 1996. - 86 p.

63. Betts W.E. Improved Fuel Economy by Better Utilization of Available Octane Quality // SAE Technical Paper Series, 1979. №790940. - 1 Ip.

64. Brown James M., Kaiser Hermann, Olson Jerry A. Fluid flowmeter: Patent 4282751 USA: МКИ G01F 005/00. Issued Aug. 11, 1981. - 12p.

65. Brown R.G. Smoothing Forecasting and Prediction of Discrete Time series. -N.Y. Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1963. 19 p.

66. Brown R.G., Meyer R.F. The Fundamental Theorem of Exponential Smoothing // Oper. Reser. 1961. - V. 9. - No. 5. - P. 673-687.

67. Choi S., Hedrick J.K. An observer-based Control Design Method for Automobile Fuel Injection Systems. ACC Proceedings, 1993. - 28 p.

68. Engine with prediction/estimation air flow determination: Patent 5270935 USA: MKH G06F 15/48; G06F 15/50; G06F 7/70; F02M 51/00. Issued Dec. 14, 1993.- 13 p.

69. Fuzzy logic air/fuel controller: Patent 5524599 USA: MKH F02D 41/14. -1996. Issued Jun. 11, 1996. - 8 p.

70. Hanselmann H. Hardware-in-the-Loop Simulation Testing and its Integration into a CACSD Toolset / The IEEE International Symposium on Computer-Aided Control System Design. September 15-18, 1996, Dearborn, Michigan USA-5 p.

71. Kainz Jeff L., Smith James C. Individual Cylinder Fuel Control with a Switching Oxygen Sensor. Delphi Automotive Systems // SAE Technical Paper Series, 1999. №1999-01-0546. - 8 p.

72. Kao M., Moskwa J.J. Turbocharged Diesel Engine Modeling for Nonlinear Engine Control and State Estimation // ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. Vol. 117. - 1995. - March. - P. 221-235.

73. Kita Toru. Air induction apparatus for use with karman vortex shedding flow meter: Patent 4228768 USA: MKH F02B 003/00; G01F 001/32. Issued Oct. 21, 1980.-8 p.

74. Leone D.M., Dodge L.G., Shouse K.R., Grogan J., Weeks R.W. Model-based control and cylinder-event-based logic for an ultra-low Emissions vehicle. // SAE Technical Paper Series, 1997. -№970531. 13 p.

75. Loesing K.H. a. o. Mass air flow meter design and application // SAE Technical Paper Series, 1989. - №890779. - P. 1-8.

76. Maloney Peter J. An Event-Based Transient Fuel Compensator with Physically Based Parameters // SAE Technical Paper Series, 1999. №1999-01-0553. -lip.

77. Method for predicting a future value of measurement data and for controlling engine fuel injection based thereon: Patent 5274559 USA: MKH G06F 15/20; F02D 41/04; F02D 41/30. Issued Dec. 28,1993. - 36 p.

78. Method of controlling fuel supply to engine by prediction calculation: Patent 4987888 USA: MKH F02D 41/10; F02D 41/12; F02D 43/00. Issued Jan. 29, 1991.-12 p.

79. Moskwa, J. J., Sliding Mode Control of Automotive Engines // ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. Vol. 117. - 1993. -December.-P. 212-228.

80. Motor vehicle engine control method: Patent 5394331 USA: MKH G06F 15/48.-IssuedFeb. 28, 1995.- 15 p.

81. Nyberg M. Model Based Fault Diagnosis: Methods, Theory, and Automotive Engine Applications: Doctoral Theses Linkoping University, ISBN 91-7219521-5, ISSN 0345-7524. - Dissertation No. 591. - 1999.-285 p.

82. Nyberg M., Nielsen L. Model Based Diagnosis for the Air Intake System of the SI-Engine // SAE Paper, 1997. №970209 - 12p.

83. Pfeiffer Jeffrey M., Hedrick J. Karl. Nonlinear Algorithms for Simultaneous Speed Tracking and Air-Fuel Ratio Control in an Automobile Engine. University of California // SAE Technical Paper Series, 1999. №1999-010547 - 6 p.

84. Prediction method for engine mass air flow per cylinder: Patent 5497329 USA: MKH F02B 3/04 Issued Mar. 5, 1993. - 11 p.

85. Predictive spark time method.: Patent 4893244 USA: MKH F02P 5/15. -Issued Jan. 9, 1990. 11 p.

86. Weeks R.W., Moskwa J.J. Automotive Engine Modeling for Real-Time Control Using MATLAB/SIMULINK // SAE Technical Paper Series, 1995. -№950417.-15 p.

87. Weeks R.W., Moskwa J.J. Transient Air Flow Rate Estimation in a Natural Gas Engine Using a Nonlinear Observer. // SAE Technical Paper Series, 1994. -№940759.- 19 p.

88. Weeks R.W. Automotive Engine Control Using MATLAB and SIMULINK. / MATLAB News & Notes, Spring 1995. 2 p.

89. Weeks R.W. implementation Issues in Sliding Mode Automotive Powertrain Controllers: Sc.M. thesis. Department of Mechanical Engineering, M.I.T., 1988.-87 p.

90. Yu A. The future of the microprocessor: history in the making. Intelligence Report / Intel Corporation, 1997. 5 p.