【摘要】： 由于全球石油資源日漸貧乏和大氣污染日趨嚴(yán)重,代用燃料發(fā)動機的研究正成為發(fā)動機領(lǐng)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(yīng)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(yīng)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(biāo),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(chǔ)上,對CNG發(fā)動機電子控制系統(tǒng)進行了總體方案的設(shè)計,研制了電控多點同時燃?xì)鈬娚湎到y(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?xì)鈬娚湎到y(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(shè)計,硬件方面給出了輸入輸出模塊、微處理器模塊DSP的設(shè)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(shè)計,介紹了設(shè)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(guān),本文系統(tǒng)闡述了基于開關(guān)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(shù),利用開關(guān)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?xì)鈬娚淞亢蛧娚鋾r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(shè)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(chǔ)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。
【圖文】：

線程之間往往需要交換數(shù)據(jù)和信息即線程通信。 DSP舊105中提供了很多進行通信的方法:全局變量、緩沖、郵箱、信號等。而本電控系統(tǒng)中采用了全局變量和緩沖區(qū)兩種通用方法，其中數(shù)據(jù)和信息交換流如圖3一25中[80][8’〕。通過事件管理器A了D轉(zhuǎn)換之后的標(biāo)度數(shù)據(jù)保存在全局變量中，供工況判斷、各中工況處理任務(wù)、PRD對象、通訊等模塊的調(diào)用。通過處理之后的噴氣脈寬、噴氣定時、點火正時和通電時間等控制參數(shù)保存在數(shù)據(jù)池中供相應(yīng)的硬件中斷調(diào)用。這樣就會出現(xiàn)，同一個資源被多個不同線程調(diào)用的情況，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤，甚至死鎖等情況的出現(xiàn)，為了在不同的調(diào)用中消除競爭訪問。本系統(tǒng)采用了DSP舊105中提供的關(guān)閉硬件中斷、關(guān)閉軟件中斷和任務(wù)鎖等相關(guān)的AP工函數(shù)來消除這種競爭訪問。刀、圖3一25中可見，本文研究的整個天然氣發(fā)動機電控系統(tǒng)的前臺任務(wù)主要包括了五個中斷。這五個中斷為:EV事件管理器捕捉中斷實現(xiàn)曲軸位置處理，Ev事件管理器定時器中斷控制的A/D轉(zhuǎn)換中斷，EV事件管理器定時器2實現(xiàn)噴氣脈寬控制，EV事件管理器定時器4實現(xiàn)點火初級線圈通電時間控制

Fzg3一335田力 pleresultin10多 eanalyszsequ1Pmen:圖3一33示波器采集的試驗結(jié)果由于本電控系統(tǒng)為基于四缸發(fā)動機的同時噴射、分組點火電控系統(tǒng)，從圖3一3井中看出有兩路點火輸出(IGl和IGZ)，一路噴氣信號(INJ)。在結(jié)果圖中INJ信號在OXD正信號的跳變作用下(從稀變濃、，噴氣脈寬漸漸變小。電控系統(tǒng)超速保護功能的驗證試驗顯示，當(dāng)天然氣發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過最高轉(zhuǎn)速時，電控單元能立即切斷天然氣噴射閥，使天然氣停止噴射，，同時點火線圈初級回路也被切斷，停止點火，直到低于最高轉(zhuǎn)速10加而n時，才開始繼續(xù)進行天然氣噴射和正常點火，達到超速保護的預(yù)期效果。
【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】：2008
【分類號】：TH45

【引證文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 曹云鵬;船用LPG發(fā)動機噴射控制系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 單玉梅;二甲醚發(fā)動機電控燃料噴射系統(tǒng)控制器的研制[D];西華大學(xué);2010年

2 張曙光;LPG發(fā)動機電子節(jié)氣門控制策略設(shè)計與仿真研究[D];華中科技大學(xué);2012年

本文編號：2632801