天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)研究與開發(fā)

【摘要】：對天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)的研究與開發(fā),在保證發(fā)動(dòng)機(jī)有效動(dòng)力的同時(shí)可進(jìn)一步提高燃料利用效率和發(fā)動(dòng)機(jī)排放水平,具有較大的科研價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。由于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)具有復(fù)雜的非線性和時(shí)變性,所以對其空燃比控制系統(tǒng)具有較高的控制要求。 本文首先對天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及空燃比控制原理進(jìn)行了研究分析,并在此基礎(chǔ)上,制定了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制方案。空燃比控制系統(tǒng)依據(jù)節(jié)氣門開度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)確定理論空燃比,并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況,通過開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)合,進(jìn)行有效的差別控制,以確保天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制速度和精度。 然后,對空燃比控制方案中所涉及的控制器、傳感器及執(zhí)行器進(jìn)行了選型,并設(shè)計(jì)了包括信號(hào)調(diào)理電路、系統(tǒng)電源電路、時(shí)鐘及復(fù)位電路、EPR閥控制驅(qū)動(dòng)電路、報(bào)警電路及顯示電路在內(nèi)的控制系統(tǒng)硬件,為后續(xù)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。 最后,根據(jù)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)的硬件,設(shè)計(jì)包括了主程序模塊、穩(wěn)定工況控制模塊、過渡工況控制模塊、故障診斷模塊和中斷服務(wù)子程序模塊的空燃比控制系統(tǒng)軟件。軟件設(shè)計(jì)過程中,根據(jù)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制特點(diǎn)及所要實(shí)現(xiàn)的功能,采用了結(jié)構(gòu)化和模塊化的設(shè)計(jì)方法,并提出了軟件抗干擾措施。在完成天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后,對控制系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行了聯(lián)機(jī)調(diào)試,并取得了較好的空燃比控制效果,達(dá)到了預(yù)期控制目標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī) 空燃比 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK433
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景8-11
• 1.2 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展簡況11-12
• 1.2.2 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)分類12
• 1.2.3 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.4 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文的內(nèi)容主要研究內(nèi)容15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及控制原理16-25
• 2.1 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.1 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)總體結(jié)構(gòu)16-17
• 2.1.2 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作特性17
• 2.2 燃?xì)夤┙o系統(tǒng)17-21
• 2.2.1 燃?xì)夤┙o系統(tǒng)組成17-18
• 2.2.2 高壓氣瓶裝置18-19
• 2.2.3 減壓裝置19
• 2.2.4 電子壓力調(diào)節(jié)裝置19-21
• 2.2.5 燃?xì)饣旌掀?/span>21
• 2.3 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)增壓中冷系統(tǒng)21-22
• 2.4 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制理論22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)25-37
• 3.1 空燃比控制系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)25
• 3.2 控制器的選擇25-27
• 3.3 傳感器的選擇27-30
• 3.3.1 曲軸轉(zhuǎn)速傳感器27-28
• 3.3.2 節(jié)氣門位置傳感器28
• 3.3.3 壓力溫度傳感器28-29
• 3.3.4 氧傳感器29-30
• 3.4 天然氣供氣量控制裝置選擇30
• 3.5 傳感器信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)30-32
• 3.5.1 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路30
• 3.5.2 節(jié)氣門位置信號(hào)調(diào)理電路30-31
• 3.5.3 溫度、壓力信號(hào)調(diào)理電路31
• 3.5.4 氧傳感器信號(hào)調(diào)理電路31-32
• 3.6 單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)32-36
• 3.6.1 系統(tǒng)電源電路設(shè)計(jì)32-33
• 3.6.2 時(shí)鐘電路及復(fù)位電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.6.3 EPR閥控制驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)34
• 3.6.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)34-35
• 3.6.5 顯示電路電路設(shè)計(jì)35-36
• 3.7 硬件抗干擾設(shè)計(jì)36
• 3.8 本章小結(jié)36-37
• 第四章 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)37-44
• 4.1 空燃比控制系統(tǒng)軟件主程序的設(shè)計(jì)37-38
• 4.2 控制算法的選取與編程實(shí)現(xiàn)38-39
• 4.3 穩(wěn)定工況控制模塊程序設(shè)計(jì)39-40
• 4.4 過渡工況控制模塊程序設(shè)計(jì)40-41
• 4.5 故障診斷模塊程序設(shè)計(jì)41-42
• 4.6 中斷響應(yīng)服務(wù)子程序設(shè)計(jì)42
• 4.7 軟件抗干擾設(shè)計(jì)42-43
• 4.8 本章小結(jié)43-44
• 第五章 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)調(diào)試及分析44-50
• 5.1 概述44
• 5.2 調(diào)試方案44
• 5.3 調(diào)試設(shè)備44
• 5.4 調(diào)試過程44-49
• 5.4.1 硬件電路(脫機(jī))調(diào)試44-45
• 5.4.2 軟件程序調(diào)試45-46
• 5.4.3 聯(lián)機(jī)調(diào)試46-49
• 5.5 本章小結(jié)49-50
• 第六章 總結(jié)與展望50-52
• 6.1 總結(jié)50
• 6.2 展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文57-58
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表58

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大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)數(shù)值模擬分析    熊長君

大缸徑天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過程數(shù)值模擬研究    邢小偉

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣體噴射閉環(huán)控制技術(shù)研究    黃帥