天然氣發(fā)動機電控系統(tǒng)控制器的研制

【摘要】：石油資源危機和日益惡化的環(huán)境狀況迫切要求對現(xiàn)有車用發(fā)動機進行改造,以便能夠使用替代燃料,并降低其廢氣排放。因此研究代用燃料發(fā)動機,發(fā)展清潔汽車已成為不可阻擋的潮流,天然氣作為替代柴油和汽油的一種理想清潔燃料在國內(nèi)外受到廣泛關(guān)注,天然氣發(fā)動機也以其良好的低排放性能和經(jīng)濟性能而具有廣泛的應(yīng)用前景。對天然氣發(fā)動機稀燃技術(shù)的研究是發(fā)動機技術(shù)的一個重要發(fā)展方向,開發(fā)高性能的電控系統(tǒng)已成為天然氣發(fā)動機的研究熱點。我國已正式啟動空氣凈化工程——清潔汽車行動,為了推動我國天然氣汽車技術(shù)的發(fā)展,實現(xiàn)天然氣發(fā)動機技術(shù)國產(chǎn)化,本文以壓縮天然氣(CompressedNatural Gas)發(fā)動機為研究對象,以提高天然氣發(fā)動機排放性能和動力性能為主要目標(biāo),開展CNG發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的理論和實驗研究,具有重要意義。 論文通過深入分析天然氣發(fā)動機的發(fā)展與現(xiàn)狀,將原宗申YH465Q-1E四缸發(fā)動機改裝為單一燃料CNG發(fā)動機,并設(shè)計了其電子控制系統(tǒng)的總體方案,對電控燃?xì)鈬娚浜透吣茳c火控制系統(tǒng)進行了硬件設(shè)計,包括電源模塊、輸入輸出模塊、微處理器模塊,并編制了相應(yīng)工況下噴氣和點火軟件。 由于瞬態(tài)空燃比與發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性及排放性能密切相關(guān),因此很有必要對發(fā)動機的空燃比控制策略進行研究。論文具體研究了模糊控制、PID控制、二維線性插值等幾種典型的控制策略,并進行了Matlab/Simulink仿真,分析了它們的特點,根據(jù)不同的工況采用不同的控制策略。 論文在單一燃料CNG發(fā)動機上,通過缸外進氣閥處噴射供氣,采用稀燃、空燃比閉環(huán)控制及順序多點間歇噴射技術(shù),將空燃比控制在理論空燃比附近,并實現(xiàn)噴射時刻的精確控制。為了簡化編程降低成本,點火定時采用開環(huán)、分組點火方式實現(xiàn)。論文還通過研制高能點火模塊以確保足夠的點火能量。 論文利用信號發(fā)生器、電位器等裝置模擬傳感器產(chǎn)生信號,對所做的硬件和軟件進行了調(diào)試,對四缸燃?xì)鈬娚浜忘c火進行了模擬實驗,通過實驗可觀察高速輸出口的噴氣和點火波形。結(jié)果分析表明電控單元能夠基本實現(xiàn)空燃比和點火定時的控制。 【關(guān)鍵詞】：壓縮天然氣發(fā)動機 空燃比 點火提前角 順序多點電噴 高能直接點火
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：U464
【目錄】：

• 第一章 緒論9-22
• 1.1 選題背景9-11
• 1.2 CNG作為內(nèi)燃機燃料的優(yōu)點及天然氣汽車發(fā)展?fàn)顩r11-16
• 1.3 天然氣發(fā)動機電控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢16-19
• 1.4 課題來源及研究意義19-20
• 1.5 論文主要研究內(nèi)容20-22
• 第二章 CNG發(fā)動機燃?xì)夤┙o及電控系統(tǒng)方案設(shè)計22-34
• 2.1 天然氣發(fā)動機燃?xì)夤┙o系統(tǒng)23-25
• 2.2 天然氣發(fā)動機點火系統(tǒng)25-29
• 2.3 YH465Q-1E發(fā)動機改裝方案設(shè)計29-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 開閉環(huán)控制策略的研究與仿真34-55
• 3.1 兩個重要概念及仿真軟件簡介35-36
• 3.2 天然氣發(fā)動機電噴系統(tǒng)的控制模式36-37
• 3.3 控制算法研究與仿真37-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第四章 電控噴射與高能點火控制系統(tǒng)的實現(xiàn)55-84
• 4.1 CNG發(fā)動機傳感器和執(zhí)行器的選型55-60
• 4.2 CNG發(fā)動機控制器硬件設(shè)計60-70
• 4.3 CNG發(fā)動機電控系統(tǒng)軟件開發(fā)70-83
• 4.4 本章小結(jié)83-84
• 第五章 抗干擾設(shè)計84-89
• 5.1 硬件抗干擾措施84-85
• 5.2 印刷電路板抗干擾措施85-87
• 5.3 軟件抗干擾措施87-88
• 5.4 本章小結(jié)88-89
• 第六章 模擬試驗與結(jié)果分析89-95
• 6.1 模擬試驗裝置89
• 6.2 硬件調(diào)試與模擬試驗89-94
• 6.3 本章小結(jié)94-95
• 第七章 結(jié)論與展望95-97
• 主要參考文獻(xiàn)97-100
• 附錄1 CNG發(fā)動機電控系統(tǒng)原理圖100-101
• 附錄2 CNG發(fā)動機電控系統(tǒng)實物圖101-102
• 附錄3 程序102-118
• 致謝118-119
• 申明119

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