电子节温器控制策略及其测控装置研究

发布时间：2020-05-05 10:44

【摘要】：随着汽车工业发展和汽车保有量的增加,汽车的能源消耗和环境污染问题日益严重。为了进一步降低发动机的能耗和排放,需要对发动机冷却系统进行优化设计。作为发动机冷却系统的三大核心部件之一的节温器成为新的研究热点,传统的石蜡节温器由于其响应延迟和滞后等特性,已不能满足发动机冷却系统高精度控制的要求。与传统节温器相比,电子节温器具有更高的灵敏度,国外少数车型已经开始使用电子节温器;国内各大汽车零部件供应商已经开始电子节温器的研发。为了加快电子节温器的研发和应用,本文设计了一套电子节温器的控制策略和测控装置。本论文提出一种基于模糊控制的电子节温器控制策略,并以STM32F405RGT6为核心搭建一套测控装置,并在测控装置上实现电子节温器的控制策略。最后开展试验研究,验证了电子节温器控制策略和测控装置的可行性。在该测控装置的辅助下,上海xxx公司已经实现国内首个电子节温器的量产。本文针对电子节温器控制策略和测控装置开展了如下工作:1、查阅电子节温器和发动机冷却系统的相关文献,了解目前国内外研究现状,对电子节温器和发动机冷却系统的发展和应用进一步了解。2、根据发动机在不同工况的特点制定控制策略,制定了基于模糊控制的电子节温器控制策略。3、设计测控装置硬件,以STM32F405RGT6为核心,通过各传感器和通信接口获取电子节温器工作参数和汽车发动机工况。用于电子节温器研发过程中的测试和作为控制策略实现的控制核心。4、设计测控装置软件,通过LabVIEW软件编写上位机软件实现电子节温器测控功能和控制策略。5、从测控装置、测控功能和控制策略三个方面进行测试,验证电子节温器控制策略和测控装置的可行性。
【图文】：

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足发动机在高负荷工况下的散热需求。逡逑发动机冷却系统主要包括节温器、冷却风扇和冷却水泵三大核心部件以及散逡逑热器，图２－１位发动机冷却系统示意图。在发动机冷却系统中散热器主要用于对逡逑冷却液进行散热，散热器散热主要依靠汽车行驶过程的迎风和冷却风扇；通过节逡逑温器和冷却水泵改变冷却液的流量和水压改变热交换的速度。发动机冷却系统将逡逑冷却液温度控制在合适的温度范围，可以提高发动机的效率，并且减少污染物的逡逑排放。逡逑Ｊ邋丨邋Ｉ邋＾逡逑｜逡逑姦多丨逦逦逦Ｔ！逦＾－４逡逑：风扇逦％逦Ｉ邋Ｉ逡逑＊邋＿邋冷＿逦Ｉ邋Ｌ；，＾；逦＃广—一逡逑图２－１发动机冷却系统示意图逡逑２．１．１节温器逡逑在发动机冷却系统中，通过控制节温器阀门的开度，可以改变发动机冷却液逡逑５逡逑

节温器,电子

其球阀开度不受冷却液温度影响，可通过电控将球阀控制到任意开度。电子节温逡逑器对于发动机冷却液温度控制更加灵活，，有利于不同工况下将发动机冷却液温度逡逑控制合适的范围。图２－２为某车型使用的电子节温器，该电子节温器主要由电机逡逑执行器和球阀两部分组成。电机执行器包括电机、传感器和齿轮组三个部分。该逡逑电机执行器对外接口包括电机接口和位置传感器接口，通过位置传感器的输出作逡逑为反馈信号，可对该电子节温器的阀门开度进行精确控制。逡逑图２－２电子节温器逡逑２．１．２冷却风扇逡逑冷却风扇在发动机冷却系统中，主要是用于对散热器进行主动散热，将散热逡逑器上的热量带走，从而起到散热的作用。传统的冷却风扇通过皮带与发动机的曲逡逑轴相连接，其转速取决发动机转速，与冷却液温度无关，在很多工况下，由于风逡逑扇转速过快导致散热过度。电子冷却风扇与发动机的曲轴脱离，通常采用直流有逡逑刷电机。可根据不同工况的散热需求，改变电子冷却风扇的转速，从而起到冷却逡逑液温度调节的作用。图２－３为某车型使用的电子冷却风扇
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U464.138.3

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