基于LabVIEW的發動機進氣系統仿真研究

宋于莎，蘇鐵熊，呼維俊

（1.中北大學 機電工程學院，山西 太原 030051；2.內蒙古北方重型汽車股份有限公司，內蒙古 包頭 014030）

0 引言

在發動機電控系統研發和測試過程中，運用計算機實現發動機快速建模和仿真尤為重要，而快速、準確地建立進氣系統模型是整個發動機模型實時運算的基礎［1，2］。本文以四缸四沖程點火式汽油機為原型，采用平均值建模方法建立進氣系統的理論模型，運用虛擬儀器軟件LabVIEW搭建進氣系統模型，建立可視化的人工交互界面、多個數據顯示終端和實時監控面板，快速、便捷地生成仿真數據，并對模型加以修正和改進。

1 進氣系統建模

發動機平均值模型是一種基于時間的控制模型，其平均化處理各氣缸，具有較快的動態響應、較短的計算周期和較高的精度［3］。本文基于平均值模型，采用目前普遍運用的速度－密度法［4］建立等壓恒溫條件下的進氣系統模型，此模型無需做大量試驗以獲得回歸分析的試驗數據［5］，且加以改進后可應用于其他發動機。節氣門氣體流量模型、進氣門氣體流量模型和進氣歧管壓力模型分別為［6－8］：

根據式（1）～式（3），利用LabVIEW軟件編程模塊建立模型。發動機進氣系統的平均值模型程序框圖如圖1所示。

2 模型參數辨識

對試驗室一臺直列四缸四沖程發動機進行試驗研究，其排氣量Vd為1.432L、進氣管容積Vi為2L。在試驗臺架上，控制發動機轉速，節氣門開度由小到大，記錄發動機穩態工況下的試驗數據，對柴油機節氣門氣體流量計算模型進行標定，完成參數化配置?！?br>