一种内燃机实验用外部空气压强调节系统技术方案

一种内燃机实验用外部空气压强调节系统，包括一稳压罐，在稳压罐朝外的一侧设置一引入管，在引入管内设置第一节气门，在稳压罐的另外一侧设置气缸，在稳压罐和气缸之间设置有进气歧管，在进气歧管临近稳压罐的一侧设置有第二节气门；还包括一第一节气门控制器，所述第一节气门控制器获取稳压罐压强以及第二节气门的第二开度，并通过稳压罐压强、稳压罐预设压强和第二节气门的第二开度来控制第一节气门的第一开度。本申请设计了内燃机实验用外部空气压强调节系统，有效降低由进气歧管压强波动引起的稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速波动的影响，通过精确控制稳压罐内空气压强，可以准确的模拟了不同海拔下的大气压强。强。强。

【技术实现步骤摘要】
一种内燃机实验用外部空气压强调节系统


[0001]本申请涉及一种内燃机实验用外部空气压强调节系统。

技术介绍

[0002]内燃机在使用时，是采用燃料与外引空气进行燃烧的方式进行。在进行内燃机环境适应性实验时，需要通过控制稳压罐内压强模拟不同海拔下的大气压强，以测试内燃机在不同海拔高度下的性能。而内燃机进气歧管压强存在波动，这使得稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速波动，继而影响到稳压管内空气压强的控制精度。进气歧管压强波动引起稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速波动。现在并没有有效的通过精确控制稳压罐内空气压强，模拟不同海拔下的大气压强的方法。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本申请公开了一种内燃机实验用外部空气压强调节系统，包括一稳压罐，在稳压罐朝外的一侧设置一引入管，在引入管内设置第一节气门，在稳压罐的另外一侧设置气缸，在稳压罐和气缸之间设置有进气歧管，在进气歧管临近稳压罐的一侧设置有第二节气门；还包括一第一节气门控制器，所述第一节气门控制器获取稳压罐压强以及第二节气门的第二开度，并通过稳压罐压强、稳压罐预设压强和第二节气门的第二开度来控制第一节气门的第一开度。本申请设计了内燃机实验用外部空气压强调节系统，有效降低由进气歧管压强波动引起的稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速波动的影响，通过精确控制稳压罐内空气压强，可以准确的模拟了不同海拔下的大气压强。
[0004]优选的，在时间t时第一节气门控制器控制第一节气门的第一开度为φi(t)，
[0005][0006]其中，V
s
是稳压罐容积，m3；
[0007]R是理想气体常数，J/(kgK)；
[0008]T
a
是大气温度，K；
[0009]T
s
是稳压罐内空气温度，K；
[0010]s
i
是大气与稳压罐之间电子节气门阀片面积，m2；
[0011]P
a
是标准大气压强，Pa；
[0012]s
m
是稳压罐与进气歧管之间电子节气门阀片面积，m2；
[0013]φ
m
(t)是稳压罐与进气歧管之间电子节气门阀片开度，deg.；
[0014]P
s
(t)是稳压罐内t时间时的空气压强，Pa；
[0015]γ为噪声抑制水平；
[0016]其中，是P
s
(t)的稳压罐预设压强。本申请的第一开度通过考虑设定压力，以及其他压力、温度和噪声抑制水平的影响，
[0017]优选的，稳压罐内空气压强动态模型为：
[0018]是大气与稳压罐之间电子节气门处空气流速，kg/s；
[0019]是稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速，kg/s。
[0020]优选的，建立大气与稳压罐之间电子节气门处空气流速动态模型：
[0021][0022]优选的，建立稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速动态模型：
[0023][0024]是由进气歧管压强波动引起的稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速波动，kg/s。
[0025]优选的，优选的，
[0026]优选的，选取李雅普诺夫函数
[0027]对V(t)取微分：
[0028][0029]优选的，将φ
i
(t)引入到当中：
[0030]优选的，对积分得到：
[0031]即：
[0032]本申请利用第一节气门的第一开度的控制，能够将由进气歧管压强波动引起的稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速波动对稳压罐内空气压强控制精度的影响抑制在γ之下。
[0033]优选的，所述进气歧管包括扩大管，所述扩大管通过第一子管与稳压罐连通，所述扩大管通过第二子管与气缸相连，所述第二节气门设置在第一子管内。
[0034]本申请能够带来如下有益效果：
[0035]1.本申请设计了内燃机实验用外部空气压强调节系统，有效降低由进气歧管压强波动引起的稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速波动的影响，通过精确控制稳压罐内空气压强，可以准确的模拟了不同海拔下的大气压强
[0036]2.本申请利用第一节气门的第一开度的控制，能够将由进气歧管压强波动引起的稳压罐与进气歧管之间电子节气门处空气流速波动对稳压罐内空气压强控制精度的影响抑制在γ之下。
附图说明
[0037]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0038]图1为本申请的示意图；
[0039]图2为设定值为60000Pa时的稳压罐内空气压强信号；
[0040]图3为设定值为70000Pa时的稳压罐内空气压强信号。
具体实施方式
[0041]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本申请进行详细阐述。
[0042]如图1所示，一种内燃机实验用外部空气压强调节系统，其特征在于：
[0043]包括一稳压罐1，在稳压罐1朝外的一侧设置一引入管2，在引入管2内设置第一节气门3，在稳压罐1的另外一侧设置气缸4，在稳压罐1和气缸4之间设置有进气歧管5，在进气歧管5临近稳压罐1的一侧设置有第二节气门6；
[0044]还包括一第一节气门控制器7，所述第一节气门控制器7获取稳压罐1压强以及第二节气门6的第二开度，并通过稳压罐压强(通过设置在稳压罐1中的压强传感器8获取)、稳压罐预设压强和第二节气门的第二开度来控制第一节气门3的第一开度。
[0045]所述进气歧管5包括扩大管9，所述扩大管9通过第一子管10与稳压罐1连通，所述扩大管9通过第二子管11与气缸4相连，所述第二节气门6设置在第一子管10内。
[0046]在时间t时的第一节气门控制器控制第一节气门的第一开度为φ
i
(t)，
[0047][0048]其中，V
s
是稳压罐容积，m3；
[0049]R是理想气体常数，J/(kgK)；
[0050]T
a
是大气温度，K；
[0051]T
s
是稳压罐内空气温度，K；
[0052]s
i
是大气与稳压罐之间电子节气门阀片面积，m2；
[0053]P
a
是标准大气压强，Pa；
[0054]s
m
是稳压罐与进气歧管之间电子节气门阀片面积，m2；
[0055]φ
m
(t)是稳压罐与进气歧管之间电子节气门阀片开度，deg.；
[0056]P
s
(t)是稳压罐内t时间时的空气压强，Pa；
[0057]γ为噪声抑制水平；
[0058]其中，是P
s
(t)的稳压罐预设压强。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内燃机实验用外部空气压强调节系统，其特征在于：包括一稳压罐，在稳压罐朝外的一侧设置一引入管，在引入管内设置第一节气门，在稳压罐的另外一侧设置气缸，在稳压罐和气缸之间设置有进气歧管，在进气歧管临近稳压罐的一侧设置有第二节气门；还包括一第一节气门控制器，所述第一节气门控制器获取稳压罐压强以及第二节气门的第二开度，并通过稳压罐压强、稳压罐预设压强和第二开度来控制第一节气门的第一开度。2.根据权利要求1所述的一种内燃机实验用外部空气压强调节系统，其特征在于：在时间t时第一节气门控制器控制第一节气门的第一开度为φ
i
(t)，其中，V
s
是稳压罐容积，m3；R是理想气体常数，J/(kgK)；T
a
是大气温度，K；T
s
是稳压罐内空气温度，K；s
i
是大气与稳压罐之间电子节气门阀片面积，m2；P
a
是标准大气压强，Pa；s
m
是稳压罐与进气歧管之间电子节气门阀片面积，m2；φ
m
(t)是稳压罐与进气歧管之间电子节气门阀片开度，deg.；P
s
(t)是稳压罐内t时间时的空气压强，Pa；γ为噪声抑制水平；其中，是P
s
(t)的稳压罐预设压强。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨君，王明杰，王健，周学升，李延骁，于蓬，孔雪艳，侯荣福，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：