壓縮天然氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的研制

【摘要】： 由于全球石油資源日漸貧乏和大氣污染日趨嚴重,代用燃料發(fā)動機的研究正成為發(fā)動機領域的重要研究方向,尤其是壓縮天然氣作為一種清潔的代用燃料在發(fā)動機上得到廣泛的應用。天然氣發(fā)動機以其良好的排放性能和經(jīng)濟性能具有廣泛的應用前景。本文以CNG發(fā)動機為研究對象,以提高天然氣發(fā)動機排放性能為主要目標,開展CNG發(fā)動機電子控制系統(tǒng)理論和試驗研究,具有重要的現(xiàn)實意義。 本文在對天然氣發(fā)動機的發(fā)展與現(xiàn)狀進行深入分析的基礎上,對CNG發(fā)動機電子控制系統(tǒng)進行了總體方案的設計,研制了電控多點同時燃氣噴射系統(tǒng)、電控分配點火系統(tǒng)和電控怠速控制系統(tǒng),并對電控多點同時燃氣噴射系統(tǒng)、電控分配點火系統(tǒng)和電控怠速控制系統(tǒng)進行硬件和軟件的設計,硬件方面給出了輸入輸出模塊、微處理器模塊DSP的設計,軟件方面進行了基于嵌入式實時操作系統(tǒng)(DSP/BIOS)的系統(tǒng)軟件設計,介紹了設計過程中的幾種抗干擾措施。 由于發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能均與其瞬態(tài)空燃比密切相關,本文系統(tǒng)闡述了基于開關式氧傳感器的閉環(huán)控制策略,并對空燃比控制策略進行了仿真,從理論上驗證了此控制策略的可行性。 本文在單一燃料CNG發(fā)動機上采用缸外進氣閥處噴射供氣、多點同時間歇噴射技術,利用開關式氧傳感器在穩(wěn)定工況下實現(xiàn)閉環(huán)控制?？蓪崿F(xiàn)發(fā)動機各缸燃氣噴射量和噴射時刻控制,改善各缸混合氣的一致性。完成了單—燃料CNG發(fā)動機分配點火系統(tǒng)的設計,可實現(xiàn)發(fā)動機各缸點火提前角和點火通電時間的控制。實現(xiàn)了基于轉(zhuǎn)速的怠速模糊閉環(huán)控制,利用怠速空氣控制閥實現(xiàn)了怠速的恒速控制。 本文進行了模擬試驗和實機試驗。利用信號發(fā)生器等裝置模擬傳感器產(chǎn)生信號,觀察高速輸出口的噴氣和點火特征并進行了結(jié)果分析。利用實驗室提供的YH465Q-1E發(fā)動機,在其硬件基礎上進行了改裝,進行了怠速工況的試驗,取得了部分試驗數(shù)據(jù),并進行了結(jié)果分析,驗證了此電控系統(tǒng)的可行性。 本文最后指出了所研制的電控單元不足之處和需要改進、完善的地方,提出了改進方案和措施等進一步的研究展望。 【關鍵詞】：CNG發(fā)動機 AFR控制策略 電子控制 RTOS
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH45
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 天然氣汽車的發(fā)展狀況8-11
• 1.2 本文研究方法概述11-15
• 1.3 論文工作內(nèi)容與課題意義15-17
• 第二章 CNG發(fā)動機電控系統(tǒng)AMESim模型與控制器模型的建立和仿真17-31
• 2.1 AMESim發(fā)動機平均值模型概述17-20
• 2.2 天然氣發(fā)動機電控系統(tǒng)(穩(wěn)態(tài)工況)模型建立20-22
• 2.3 Simulink控制器模型原理及建立22-26
• 2.4 應用氧傳感器信號的天然氣發(fā)動機閉環(huán)控制聯(lián)合仿真和結(jié)果分析26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 天然氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的開發(fā)31-73
• 3.1 天然氣發(fā)動機電控系統(tǒng)方案31-40
• 3.2 天然氣發(fā)動機電控單元的硬件開發(fā)40-56
• 3.3 天然氣發(fā)動機電控單元的軟件開發(fā)56-72
• 3.4 本章小結(jié)72-73
• 第四章 天然氣發(fā)動機性能試驗研究73-79
• 4.1 試驗研究的基本設備73-75
• 4.2 試驗研究的總體方案75
• 4.3 試驗結(jié)果與分析75-78
• 4.4 本章小結(jié)78-79
• 第五章 全文總結(jié)79-82
• 5.1 結(jié)論79-80
• 5.2 本論文特色與創(chuàng)新80
• 5.3 進一步研究展望80-82
• 參考文獻82-86
• 作者攻讀碩士學位期間的主要研究工作86-87
• 致謝87-88

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