汽车发动机冷却风扇智能控制系统的研究

在汽车电子快速发展的大背景下,为了保证发动机能够安全、自由灵活的运行,本文设计了一个自身具有故障检测功能的新型智能冷却风扇控制系统.本系统采用PIC16F716单片机作为微处理器芯片,在采集发动机工作环境温度的同时,采集此时发动机送来的工作状态信号,由微处理器综舍运算后,送出PWM输出信号,对冷却风扇进行调速,达到及时且非常可靠的控制效果.另外,本系统还专门设计了检测风扇自身的各种常见故障的硬件电路及其运行程序,以保证冷却风扇能够安全且无故障的运行,并最终为发动机的安全运行提供保障.     

煤矿用防爆柴油机冷却风扇液压驱动系统研究

防爆柴油机是煤炭开采设备使用的主要动力源。当前防爆柴油机冷却系统风扇主要采用传统曲轴定转动比驱动,无法完全适应煤矿井下复杂的工作条件,造成风扇功耗大,冷却效果差,空间布置受限等问题。本文研究了防爆柴油机冷却系统结构,提出了采用液压驱动方式,分别对冷却系统中的不同组成进行独立控制的解决方案,从而改善了系统过热、过冷情况。将风扇与防爆柴油机分开布置,使得系统设计更加灵活,可以适应更多的应用场合。     

中厚板层流冷却基础自动化系统设计

控制冷却技术是生产高质量钢板的有效手段,为满足首钢3500mm中厚板轧机轧后控制冷却设备和工艺的控制要求,采用了基于西门子S7-400PLC的控制冷却基础自动化系统。介绍了首钢3500mm中厚板轧机轧后控制冷却设备及其工艺参数,说明了控制冷却基础自动化系统的功能、采用的测控设备、计算机和现场总线系统配置,阐述了控制冷却系统控制策略、控制方式。运行结果表明,控制冷却系统的冷却能力和控制精度、响应时间等均满足工艺要求。     

混合动力电池组冷却分析与优化

本文以长安汽车某重度混合动力汽车电池组冷却系统为例,通过利用STAR—CCM＋软件的包面、多面体网格生成及求解等功能,实现了对该电池组冷却系统的流道优化,并对冷却风扇选型提供理论依据。     

胶带机传动设备智能冷却系统的研制

针对济宁三号煤矿现有胶带机传动设备冷却系统采用水冷方式,存在水资源浪费严重、水温靠人工调节因而无法有效控制冷却水进出水温差等问题,对该冷却系统进行了改造,研制了一种胶带机传动设备智能冷却系统,介绍了该智能冷却系统的总体改造思路、工作原理及改造的实现过程。该智能冷却系统可以根据需要冷却的设备温度自动调节冷却水的供水量,在保障设备冷却需要的同时达到了最大限度的控制冷却水排放的目的,起到了节支降耗的作用。     

基于电子节温器的冷却水温控制研究

传统机械式节温器其开启和关闭只受冷却水温控制,难以根据发动机的实际工况精确控制冷却水温。根据适当提高发动机冷却水温可以减小机身内部磨损的特点,将机械式节温器替换为电子节温器可有效减小油耗。为此,利用车载传感器(如进气压力、转速传感器等)获得车辆所处的工况,通过MAP得到该工况所对应的最优目标水温,然后经ECU对节温器和风扇进行综合控制,可使冷却水温稳定在最优值附近。为验证电子节温器的有效性,对长安D18T型发动机进行了台架试验,结果表明,采用新型电子节温器后,控制系统可将冷却水温控制在各工况所对应的最优冷却水温附近,在中小负荷工况下节油效果达到2%～6%,充分验证了电子节温器控制方案的可行性和有效性。     

基于UDP协议的航空发动机振动实时监视系统设计

发动机振动监视是保证发动机飞行试验安全的重要技术手段.根据某型发动机飞行台试验的要求,设计了基于UDP协议的网络化的发动机实时振动监视系统.监控终端软件采用多线程和消息响应机制,保证了系统的实时性能.采用数据包标识检验和总体网络数据流量控制的方法,克服了UDP协议的数据传递中可能出现的数据丢失和乱序.该监视系统在某型发动机飞行台试验中投入使用,经过了多个起落的使用,成功发现一起发动机风扇结构故障,表明该监视系统工作可靠,满足实时性要求,系统设计是成功的.     

发动机冷却系统的建模与仿真

该文在基于MATLAB/SIMULINK的环境中建立了某重型汽车柴油发动机冷却系统模型。该系统主要由发动机、节温器、散热器、水泵以及空气冷却系统组成。模型着重考虑了节温器的迟滞和热惯性等非线性特点，并建立了风扇的风速控制逻辑。在不同运行状况下仿真结果与相应的发动机实测数据基本一致，表明所建立的模型具有较好的温度预测能力。     

风扇矩阵对冷却模块空气侧流场的影响

基于传统乘用车的单风扇系统,提出5种风扇矩阵形式,利用数值模拟技术分析不同矩阵形式对冷却模块空气侧流场的影响,结果表明：随着风扇数目的增加,冷却模块表面的速度均匀度皆表现出先减小后增大的变化趋势;N=4的风扇矩阵的速度分布均匀性最差,对应通过散热器的空气流量亦最小; N=15的风扇矩阵能够显著提升通过散热器的空气流量,相比原单风扇系统,空气流量提升15.6%。因此,在不降低散热器空气侧换热能力的前提下,采用该风扇矩阵形式能够使冷却系统的能耗降低,提高整车燃油经济性。采用风扇矩阵形式能够减少冷凝器前端的热回流区域,从而降低冷凝器迎风面的平均温度。     

防撞梁优化对汽车冷却气流的影响

作为能把汽车发动机运行过程中产生的热量及时散发出去的汽车冷却系统是汽车的重要组成部分之一。现如今,大部分汽车使用的冷却系统多为风冷与水冷系统混合使用,在这之中,冷却系统的进气流量严重影响着汽车整体冷却效果。而汽车另一重要组成部分的防撞梁对汽车在运行过程中其冷却气流进气量的影响往往被人们因种种原因所忽视。本文将会探讨在有效保障汽车防撞梁的功能作用时,防撞梁部分对汽车冷却系统的进气流量以及冷却气流阻力的影响,来说明对防撞梁结构进行优化的必要性。     

电容式倾角传感器在底盘悬挂系统中的应用

以P89V51RD2FN单片机为控制核心,采用电容式倾角传感器实时测量车辆底盘的倾斜角,并用光电传感器检测车辆最终运动姿态和车速。光电传感器和倾角传感器将实时测量信号馈送至单片机,并采用增量式PID控制算法确保车辆能够达到平衡。利用CANBUS 2.0将数据传输至车载电脑来达到智能化车姿控制。实验结果表明:系统响应时间快,精度高,性能稳定。     

某型SUV乘用车冷却系统性能仿真与优化

为解决某型SUV乘用车在中、低速爬坡和高速行驶工况下发动机水温过高的问题,利用一维和三维联合仿真工具建立整车冷却系统的仿真模型,采用试验与仿真相结合的方法,分析单回路和双回路冷却系统、不同冷却管路布置、不同散热器选型,以及不同前端冷却模块结构等对冷却系统热平衡性能的影响.结果 表明:变速箱和发动机相互独立的双回路冷却系统可以明显降低发动机的出水温度;冷却系统管路的布置对冷却液流量分配有一定影响,但对冷却液温度影响较小;通过散热器优化选型并改进机舱前端冷却模块的结构,可以改善机舱流场特性,增大冷却系统的进风量,进而提升冷却系统的散热性能.     

基于蓝牙的汽车CAN网络信号无线测量系统

设计用内嵌CAN控制器的PIC单片机18F4580构成的CAN系统,测量汽车发动机节气门位置信号和水温信号,并应用基于芯片CSR BC417构成的蓝牙模块对信号进行无线传输,用上位机进行数据处理和显示;上位机软件用VC++语言设计了可实现实时显示数据数值与变化曲线的程序;结果表明,此系统的可靠性高、传输速率高;可实现汽车运行状态数据的实时无线测量。     

Advanced automotive thermal management – Nonlinear radiator fan matrix control

Advanced automotive cooling systems for gasoline and diesel engines can improve the powertrain performance. The replacement of the mechanical driven coolant pump and radiator fans with computer controlled servo-motor actuators, and update of the wax-based thermostat valve with a 3-way variable position smart valve, allow the coolant flow rate and proportion directed through the radiator to be carefully adjusted. A smart thermal management system approach can regulate the forced convection heat transfer process to match the engine׳s cooling needs. This paper presents a Lyapunov based nonlinear control strategy to solely operate the radiator fan matrix for transient engine temperature tracking. A reduced order mathematical model serves as the basis for the closed-loop feedback system. An adaptive backstepping method was implemented to derive the control law. An experimental test bench with multiple radiator fans, heat exchanger, wind tunnel, coolant pump, three way valve, and engine thermal load has been fabricated. Representative numerical and experimental tests demonstrate that the advanced control strategy can regulate the engine temperature tracking error within 0.12 °C and compensate the unknown heat load. The nonlinear controller provided superior performance in terms of power consumption and temperature tracking as evident by the reduced magnitude when compared to a classical PI with lookup table based controller and a bang bang controller.     

混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统设计

发动机是混合动力电动汽车动力设备的心脏,为了保证混合动力电动汽车可以快速稳定地运行,需要对其转速智能控制系统进行设计;使用当前控制系统智能控制混合动力电动汽车发动机转速时,无法快速检测到发动机转速,难以达到最佳的智能控制结果;为此,基于软切换提出Bang Bang-神经网络PID的混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统设计方法;混合动力电动汽车发动机转速智能控制系统以Mcs-51系列8751单片机为核心系统,检测混合动力电动汽车发动机转速的数字信号,同时控制D/A模拟信号的输出,并在LED显示器上显示发动机转速数字信号,以PWM调制器放大混合动力电动汽车启动时发动机产生的PWM波,将放大后的PWM波供给电力发动机,再以分频填充脉冲装置测量混合动力电动汽车发动机转速,通过Bang Bang-神经网络PID算法计算出混合动力电动汽车发动机转速误差,达到实时控制混合动力电动汽车发动机转速的效果;实验仿真证明,所提设计方法保证了发动机转速的快速性和平稳性。     

Hydraulic actuated automotive cooling systems—Nonlinear control and test

The replacement of traditional automotive mechanical cooling system components with computer controlled servo-motor driven actuators can improve temperature tracking and reduce parasitic losses. The integration of hydraulic actuators in the engine cooling circuit offers greater power density in a smaller package space when compared with electric actuators. In this paper, a comprehensive nonlinear backstepping robust control technique is developed to regulate the engine coolant temperature by controlling a hydraulic coolant pump and radiator fan. An experimental test bench has been assembled to investigate the hydraulic automotive thermal system performance. Representative numerical and experimental results are presented and discussed. Overall, the proposed controller was successful in tracking prescribed engine temperature profiles while harmoniously regulating the power consumption of the coolant pump and radiator fan.     

自适应的智能交通信号机系统设计

针对交通信号机难以实现真正意义上交通信号动态优化的问题,提出一种基于双多点控制单元的自适应智能交通信号机系统,介绍该系统的组成和工作原理,并给出具体的软硬件设计方案。系统采用实时模糊控制方法,以交叉口平均车辆延误最小为优化目标,实现信号机自适应控制。实验结果表明,该系统集成度高、功能强、性能稳定,易于实现区域协调控制。     

基于WSNs与LabVIEW的扭矩测试系统设计

针对目前扭矩扳手应用过程中人为因素影响大,可控性差等问题,应用无线通信技术、微信号处理技术、单片机技术、虚拟仿真技术,设计了一种将WiFi无线传感器网络（ WSNs）与虚拟仪器相结合的扭矩测试系统。该系统集扭矩测量、采集、校准、分析、存储、显示及预警于一体,实现了多路扭矩参数的实时准确监测和有效控制。仿真和实测结果表明：该系统测量精度可达0.4%FS,功耗低,体积小,实时性好,操作简单,长时间运行稳定可靠,适用于铁路机务、车辆检修线、厂矿等对扭矩参数的实时监控。     

密封对汽车冷却模块性能影响的数值分析

为优化汽车前端设计,提高发动机舱散热性能,针对某乘用车发动机舱冷却性能提出冷却模块空气流量、格栅进气利用率和散热器实际散热量等3个评价参数,通过CFD软件对4种汽车前端进气冷却模块密封方案进行三维仿真计算,研究冷凝器、散热器与风扇罩之间的不同密封情况对3个评价参数的影响.研究结果表明,双密封方案是提高冷却模块性能的最佳方案.