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论喷油器高压共轨柴油机电控系统开发和压燃汽油实验

收藏本文 2024-01-21 点赞:17662 浏览:72792 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:柴油机的电控单元(ECU)能够对柴油机的喷油定时、喷射压力、喷油量、喷油方式、VVT、EGR率等各种参数在全工况范围内进行优化制约。当前,鉴于柴油机中的各制约参数柔性可调,对不同工况可确定所需的最佳制约参数,以而优化柴油机的综合性能,人们越来越重视柴油机的电控单元ECU的开发。但是,ECU硬件结构复杂、软件开发以及参数标定周期长、成本投入大。一套功能改善的电控实验系统能够提升整个开发历程的效率,作者在本课题组前期工作的基础上,整合和改善了基于工控机的高压共轨柴油机电控开发系统。电控开发系统基于工控机丰富的软、硬件资源,结合定时计数卡和采集卡,采取DOS操作系统平台和C语言,引入层次化程序设计策略,实现了良好的人机交互和灵活的发动机制约;通过PID算法对共轨压力实现了闭环制约;利用硬件编程语言—VHDL语言和MAX PLUSⅡ对可编程逻辑器件CPLD进行编程,进行硬件设计,实现了喷油器驱动信号的合成等功能;通过软、硬件的结合,电控开发系统能柔性制约高压共轨柴油机的喷油定时、喷射压力及喷油量,并能实现多种喷油方式,具有结构简单、成本低廉、利用方便和功能易扩展等优点。本论文就CPLD合成喷油器驱动信号模块探讨不同驱动信号参数(主控脉宽、零脉宽、PWM保持波占空比和频率)对喷油器电流波形的影响,阐明驱动信号各参数的作用。HCCI发动机的着火燃烧主要受燃料和空气反应的化学反应动力学所制约,其着火时刻主要由混合气的成分、温度和压力的变化历程所决定。汽油相对于柴油的十六烷值低、自燃温度高、挥发性好,由此柴油机直接压燃汽油,将使混合气的滞燃期增加,对HCCI发动机的燃烧和排放特性有重要的影响。本论文探讨中小负荷时,单次早喷压燃汽油的燃烧和排放性能的规律以及其与柴油的比较,结果表明,压燃汽油的碳烟和NOx排放很低;在中高负荷时,探讨单次和两次喷油对策压燃汽油的燃烧和排放性能的规律,结果表明,柴油机直接压燃汽油具有在保证低的NOx和碳烟排放的情况下拓展发动机低温燃烧的负荷的潜力。关键词:电控系统论文高压共轨论文驱动参数论文喷油器电流论文中高负荷论文压燃汽油论文

    摘要3-4

    ABSTRACT4-9

    第一章 绪论9-21

    1.1 引言9-10

    1.2 能源危机与环境保护10-11

    1.3 应对措施与技术案例11-15

    1.3.1 基于燃烧历程优化的缸内净化措施附加尾气后处理技术12

    1.3.2 基于燃烧历程变革的缸内净化措施12-15

    1.3.2.1 柴油机低温燃烧概念12-14

    1.3.2.2 MULINBUMP 复合燃烧技术14

    1.3.2.3 柴油机高密度低温燃烧论述14-15

    1.4 柴油机电控燃油喷射系统15-19

    1.4.1 柴油机共轨式电控燃油喷射系统15-16

    1.4.2 几种典型的高压共轨柴油机电控喷油系统16-19

    1.4.2.1 Bosch 公司的 CR 系统16-17

    1.4.2.2 Caterpillar 公司的共轨式液压喷油系统17-18

    1.4.2.3 Delphi 公司的平衡式直接驱动压电喷油器的共轨系统18-19

    1.5 本课题探讨的作用和内容19-21

    第二章 柴油机电控开发系统的设计和功能实现21-31

    2.1 电控开发系统综述21-22

    2.2 电控开发系统的硬件部分22-26

    2.2.1 输入信号调理电路模块23-24

    2.2.2 制约信号产生模块24-26

    2.2.3 功率驱动模块26

    2.3 电控开发系统的软件部分26-30

    2.3.1 人机交互系统27-28

    2.3.2 数据采集、处理及存储系统28

    2.3.3 发动机制约系统软件设计28-30

    2.4 本章小结30-31

    第三章 电控喷油器电磁阀驱动信号参数的探讨31-41

    3.1 电控喷油器的结构和工作原理31-32

    3.2 电控喷油器电磁阀驱动信号合成模块32-34

    3.2.1 电控喷油器驱动信号32-33

    3.2.2 CPLD 合成驱动信号模块33-34

    3.3 喷油器功率驱动模块34-35

    3.4 驱动信号参数对喷油器电流特性影响的探讨35-40

    3.4.1 论述浅析35-37

    3.4.1.1 电磁阀开启特性的论述浅析35-36

    3.4.1.2 电磁阀保持阶段的论述浅析36-37

    3.4.1.3 电磁阀关闭特性的论述浅析37

    3.4.2 不同主控脉宽的影响37-38

    3.4.3 不同零脉宽的影响38-39

    3.4.4 不同 PWM 波占空比的影响39-40

    3.4.5 不同 PWM 波频率的影响40

    3.5 本章小结40-41

    第四章 高压共轨柴油机压燃汽油燃料的初步实验探讨41-65

    4.1 实验系统介绍42-46

    4.1.1 高压共轨柴油机42-43

    4.1.2 模拟增压进气系统43

    4.1.3 废气再循环(EGR)系统43-44

    4.1.4 可变气门定时(VVT)系统44-45

    4.1.5 多功能燃烧测试浅析系统45-46

    4.1.6 尾气排放测试系统46

    4.2 汽油、柴油燃料采取单次早喷对策的实验探讨46-52

    4.2.1 汽油燃料采取单次早喷对策燃烧、排放及经济性能46-50

    4.2.2 汽、柴油燃料采取单次早喷对策燃烧和排放的性能比较50-52

    4.3 中高负荷下压燃汽油的初步实验探讨52-62

    4.3.1 汽油采取单次喷油对策燃烧性能的实验探讨53-59

    4.3.1.1 不同进气压力53-55

    4.3.1.2 不同共轨压力55-56

    4.3.1.3 不同 EGR 率56-57

    4.3.1.4 不同负荷57-59

    4.3.2 汽油采取两次喷油对策燃烧性能的实验探讨59-62

    4.3.2.1 不同预喷定时60-61

    4.3.2.2 不同主喷定时61-62

    4.4 本章小结62-65

    第五章 全文总结及展望65-69

    5.1 全文总结65-67

    5.2 展望67-69

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