高压共轨喷射系统试验台设计及喷油量不均匀性修正控制

发布时间：2017-10-04 00:37

  本文关键词：高压共轨喷射系统试验台设计及喷油量不均匀性修正控制

  更多相关文章： 高压共轨 试验台 设计 喷油量 不一致性 修正

【摘要】：柴油机相较于汽油机，有着燃油经济性好、动力性强等优点，尤其是在高压共轨喷油系统的应用之后，这种优点更加明显，但是随着更严格的排放法规的陆续实施，柴油机发展也遇到了相当大的挑战，尤其是在PM及氮氧化物的排放上一直是阻碍柴油机发展的主要问题之一，由于高压共轨系统具有控制自由度高，喷射系统参数可柔性控制，所以柴油机高压共轨喷油系统飞速发展。目前，这种系统功能已经非常健全，但是就国内来说，高压共轨系统的发展研究距离国外还有相当大的差距，包括核心的控制策略开发完善及精密的加工工艺的实现等方面都需要大力追赶。 本文首先介绍了不同喷油规律实现的方法及他们对发动机缸内燃烧的影响。精确的电子控制是实现合适的喷油规律的前提，也是满足人们对汽车发动机日益严格的性能要求的必要方法。然后通过阅读大量文献了解国内外对发动机工作不均匀性的相关研究，发动机各缸工作的不均一性导致的曲轴的振动及噪声等对汽车的舒适性及发动机的耐久性产生负面影响，，亦直接关系到动力性、经济性、排放性等。因此提升各缸工作的均匀性是提升发动机性能的方法之一，而对喷油量的精确控制则是基础。 为了检测喷油器喷油量的误差量以及修正偏差量，本文中自行设计高压共轨试验台架，动力方面通过电机带动高压油泵运转，调频电机控制电机转速。因原Bosch系统自带的控制单元不支持更改相关控制策略，所以采用国产开放式ECU平台在提供相关低层代码的基础上，对传感器信号采集、执行器驱动、模拟量及开关量处理等进行优化，设计相关控制层程序，以实现喷油控制及轨压控制等功能。 本文中实验采用4个经过一定时间使用过的喷油器，一方面通过实验测量验证在高压喷射下喷油器具有较大的磨损，全新的各缸喷油器偏差在5%以内，而实验结果显示4个喷油器之间偏差率已经超过10%以上，较大的偏差已经严重影响了发动机各缸均匀性。另一方面设计脉宽补偿的喷油控制方法对喷油器的不一致性进行修正，在覆盖发动机所有可能的工作轨压下取一定量的试验点，测量出不同喷油器的循环喷油量，得出喷油量特性曲线，然后计算出4个喷油器的平均喷油量特性曲线，根据每个喷油器相对平均曲线的偏差在喷射脉宽上进行补偿，生成喷油的基础Map及不同喷油器的补偿Map，根据不同轨压下喷油量特性曲线的拐点对补偿效果加以限制，防止恶化喷油量的一致性。最后通过实验发现，经过修正补偿后，各喷油器相对平均喷油量的偏差率基本可以满足在5%以内，修正效果良好。
【关键词】：高压共轨 试验台 设计 喷油量 不一致性 修正
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要4-6
• abstract6-10
• 第1章 绪论10-26
• 1.1 高压共轨柴油机发展现状10-22
• 1.1.1 柴油机的发展现状10
• 1.1.2 柴油机高压共轨电控系统10-13
• 1.1.3 现代柴油机对喷射系统的要求13-15
• 1.1.4 现代高压共轨燃油喷射技术的现状15-22
• 1.2 现阶段国内外对不均匀性研究现状22-24
• 1.2.1 国外研究现状22-23
• 1.2.2 国内研究现状23-24
• 1.3 本文研究内容及意义24-26
• 第2章 高压共轨喷射系统试验台设计26-40
• 2.1 试验台硬件系统26-34
• 2.1.1 变频器与调速电机选型26-27
• 2.1.2 高压油泵27-28
• 2.1.3 喷油器28-31
• 2.1.4 转速传感器31-32
• 2.1.5 轨压传感器32
• 2.1.6 电子控制单元32-34
• 2.2 试验台架工作原理34-36
• 2.3 通讯及监控软件36-38
• 2.4 本章小结38-40
• 第3章 控制系统设计40-54
• 3.1 控制系统开发环境40-41
• 3.2 控制系统基本功能设计41-51
• 3.2.1 基础设备层软件功能41-44
• 3.2.2 核心层软件功能44-45
• 3.2.3 应用控制层软件功能及设计45-51
• 3.3 本章小结51-54
• 第4章 喷油不一致性及修正控制54-73
• 4.1 高压共轨喷油器喷油不一致性的评价方法54-55
• 4.1.1 相同通道循环差异评价方法54-55
• 4.1.2 不同通道间的差异评价方法55
• 4.2 影响喷油器不一致性因素55-58
• 4.3 实验步骤及喷油量的测量方法58-59
• 4.4 不同转速下实验结果对比59-61
• 4.5 喷油器喷油特性及不一致性分析61-69
• 4.6 修正量测量结果分析69-72
• 4.7 本章小结72-73
• 第5章 全文总结及展望73-75
• 5.1 全文总结73-74
• 5.2 工作展望74-75
• 参考文献75-80
• 作者简介及科研成果80-81
• 致谢81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张晶;李国岫;袁野;;喷油规律曲线形状对柴油机燃烧过程影响的仿真分析[J];兵工学报;2012年03期

2 王永庭,张付军,黄英,刘波澜,李长文;柴油机各缸供油量不均匀调节ECU硬件在环仿真研究[J];北京理工大学学报;2005年01期

3 刘忠长,赵佳佳;车用柴油机电控高压喷油系统与欧Ⅲ排放标准[J];车用发动机;2004年04期

4 王军,张幽彤,赵立,李永祥;高压共轨喷油器喷油量均匀性研究[J];车用发动机;2005年03期

5 欧大生;李珩;张剑平;;高压共轨喷油规律测试技术及影响因素研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2007年03期

6 李建秋,欧阳明高,周明,李希浩;柴油机各缸工作不均匀程度对性能的影响分析[J];交通运输工程学报;2001年03期

7 李学民;于秀敏;高跃;何玲;;柴油机怠速分缸均衡控制的试验研究[J];内燃机工程;2008年02期

8 卢兰光;直喷式柴油机电控燃油系统的发展现状与动向[J];内燃机;2000年03期

9 徐春龙;柴油机电控燃油喷射系统[J];内燃机;2002年04期

10 李建秋,欧阳明高;汽车发动机瞬时转速信号波动规律分析[J];内燃机学报;1999年04期

本文编号：967685