高压共轨柴油机电控开发系统的发展与试验研究

发布时间：2017-04-30 06:06

  本文关键词：高压共轨柴油机电控开发系统的发展与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 高压共轨燃油喷射系统是柴油机燃油系统的技术革命,能够有效提高柴油机的经济性和排放性,能够实现对喷油压力、喷油量、喷油定时以及喷油规律的全工况灵活柔性控制,其灵活性除依赖于机械方面的优良性能外,还依赖于功能强大的电控单元。电控单元ECU开发主要包括硬件设计、控制策略开发、控制参数标定及电控发动机性能优化三个阶段。但是,ECU硬件结构复杂、控制策略开发以及参数标定周期很长、成本投入很大,为此,作者在本课题组前期工作的基础上,开发了基于工控机的高压共轨柴油机电控开发系统。该系统能够灵活、方便控制发动机的运行,为研究制定合理的控制策略,优化标定控制参数提供了极大的便利。 电控开发系统基于PC机丰富的硬件和软件资源,结合定时卡和采集卡,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、油泵计量单元以及VVT等控制信号产生及合成、供油系统参数采集和功率驱动等功能,并采取了必要的抗电磁干扰措施。在电控开发系统软件开发中,以中断控制技术为核心,采用DOS操作系统平台和C语言,引入层次化程序设计方法,实现了发动机灵活控制、良好的人机交互机制,信息采取、处理及存储等功能;通过PID算法的应用,对共轨压力实现了闭环控制,具备良好的动态和稳态特性。通过软件与硬件的结合,电控开发系统能柔性控制高压共轨柴油机的喷射压力、喷油定时及喷油量,并能实现预喷射、后喷射和多次喷射等多种喷油模式。此外,本系统作为一种电控开发系统具有较大的适应性,能够按照控制对象和控制目标的不同灵活选择控制信号的类型、执行器驱动方式、控制策略调整等。该系统还具有成本低廉、结构简单、使用方便等优点,为高压共轨电控柴油机的研发提供了有利的工具。 基于电控开发系统的强大功能,本文开展了试验研究,初步探索了进气门晚关、EGR、氧浓度、喷油正时等参数对柴油机性能的影响。试验证明:在中、高负荷下,进气门晚关、EGR、增压等进行综合协调控制能够在保证发动机经济性的前提下,有效降低发动机排放。
【关键词】：高压共轨 柴油机 电控开发系统 轨压控制 进气门晚关 氧浓度
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-21
• 1.1 引言8-10
• 1.2 柴油低温燃烧技术10-12
• 1.3 柴油机电控共轨式喷油系统12-19
• 1.3.1 燃油喷射系统改善柴油机性能的关键技术12-15
• 1.3.1.1 喷射压力对柴油机性能的影响12-13
• 1.3.1.2 喷油定时对柴油机性能的影响13
• 1.3.1.3 喷油量的影响13-14
• 1.3.1.4 喷油规律对柴油机性能的影响14-15
• 1.3.2 柴油机电控燃油系统发展15
• 1.3.3 高压共轨电控喷油系统的优势15-16
• 1.3.4 典型的高压共轨电控喷油系统介绍16-18
• 1.3.4.1 Bosch 公司的CR 系统16-17
• 1.3.4.2 美国Caterpillar 公司的HEUI 共轨式液压喷油系统17
• 1.3.4.3 日本电装公司的ECD-U2 共轨喷油系统17-18
• 1.3.5 高压共轨电控喷油系统的发展趋势18-19
• 1.4 本课题研究的意义和内容19-21
• 第二章 柴油机电控开发系统的硬件设计21-33
• 2.1 电控开发系统功能展望21-22
• 2.2 电控开发系统的硬件设计22-31
• 2.2.1 输入信号调理电路23-25
• 2.2.2 控制信号产生模块25-27
• 2.2.3 CPLD 信号逻辑合成模块27-30
• 2.2.4 功率驱动模块30-31
• 2.3 硬件的可靠性设计31-32
• 2.4 本章总结32-33
• 第三章 柴油机电控开发系统的软件设计33-47
• 3.1 高压共轨喷油系统工作原理33-36
• 3.1.1 高压油泵工作原理33-35
• 3.1.2 电控喷油器工作原理35-36
• 3.2 电控开发系统软件结构与功能设计36-46
• 3.2.1 人机交互系统设计37-39
• 3.2.2 信息采集、处理及存储系统设计39
• 3.2.3 发动机控制系统软件设计39-46
• 3.2.3.1 中断系统39-41
• 3.2.3.2 定时控制41-43
• 3.2.3.3 共轨油压控制43-44
• 3.2.3.4 PID 参数试验整定及结果44-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第四章 基于VVT 技术的高压共轨柴油机试验研究47-59
• 4.1 实验系统简介47-50
• 4.2 发动机实验研究50-58
• 4.2.1 试验相关评定参数定义50
• 4.2.2 高压共轨柴油机进气门晚关技术的试验研究50-53
• 4.2.3 50%6负荷下氧浓度对高压共轨柴油机排放性影响的试验研究53-55
• 4.2.4 100%负荷下氧浓度、喷油正时对柴油机性能的影响55-58
• 4.2.4.1 喷油定时对柴油机性能影响55-56
• 4.2.4.2 氧浓度对柴油机性能的影响56-58
• 4.3 本章总结58-59
• 第五章 全文总结和工作展望59-61
• 5.1 全文总结59-60
• 5.2 工作展望60-61
• 参考文献61-64
• 参加科研情况说明64-65
• 致谢65

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 陈永贤;若干燃烧控制参数对重型柴油机燃烧过程影响的试验研究[D];天津大学;2010年

2 苏庆鹏;基于高压共轨柴油机的电控系统开发与实验研究[D];天津大学;2010年

3 刘二喜;高压共轨电控系统喷油器驱动电路的优化[D];天津大学;2012年

4 张吉雪;基于单次喷射仪的控制策略研究[D];山东大学;2011年

5 吴松林;高压共轨柴油机管理系统的软件系统开发与实验研究[D];天津大学;2011年

6 段震中;高压共轨柴油机电控系统开发与压燃汽油的实验研究[D];天津大学;2011年

7 康睿;共轨喷油器仿真计算及参数优化[D];中国地质大学（北京）;2012年

  本文关键词：高压共轨柴油机电控开发系统的发展与试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：336393