燃气发动机电控技术仿真平台开发研究

摘要

液化石油气(Liquefied Petroleum Gas.LPG)和天然气作为车用发动机的代用燃料具有混合性能好、燃烧较完全、尾气排放较低的特点，因此得到了较为广泛的应用。为了实现燃气发动机的良好性能，本文开展了燃气发动机电控技术仿真平台的开发研究，所构建的仿真平台是以工控机为核心，由工控机取代了燃气发动机上的ECU，可以方便地进行发动机的调试试验；可以方便地在试验过程中对比不同控制策略的控制效果。该仿真平台的建立为开展燃气发动机各种工况下有效控制规律探索的基础性研究提供了较好的软硬件环境。 进行了燃气发动机电控技术仿真平台的硬件系统构建，所构建的电控技术仿真平台主要由四个部分组成：两用燃料电控发动机、燃气供给装置、控制装置和加载测量装置。 开展了燃气喷射控制技术的研究，构建了汽油几PG两用燃料发动机的燃气喷射控制模型。该模型的仿真运行结果表明：所构建的燃气喷射控制模型可以较好的实现燃气发动机多点顺序气态喷射的控制；能够实现精确的燃料喷射脉宽和燃料喷射定时的控制。 进行了燃气发动机点火控制技术的研究，构建了发动机的点火控制模型。该模型的仿真运行结果表明：所构建的点火控制模型可以实现精确的点火提前角和闭合角的控制，并且该模型可以实现爆震的分缸控制。 开展了燃气发动机电控技术仿真平台的试验研究。试验结果表明：所构建的燃气发动机电控技术仿真平台及燃气喷射控制模型可以实现对发动机燃气喷射的良好控制；可以方便地实现发动机控制参数的实时在线修改，可以方便地应用不同的控制算法进行发动机各种工况的控制。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2 LPG发动机技术的发展历程

1.3燃气发动机技术研究现状

1.4本文的研究背景和主要工作

第2章电控技术仿真平台硬件系统构建

2.1燃气发动机电控技术仿真平台总体架构

2.2传感器信号处理电路和驱动电路设计

2.2.1氧传感器信号处理电路

2.2.2爆震传感器信号处理电路

2.2.3燃气截止电磁阀和模拟器控制电路

2.2.4燃气喷射电磁阀驱动电路

2.3控制软件运行平台硬件构成

2.4本章小结

第3章燃气发动机电控喷射技术研究

3.1发动机各种工况对空燃比要求及其实现方式

3.1.1汽油机各种工况对混和气浓度的要求

3.1.2 LPG发动机各种工况对混和气浓度的要求

3.1.3化油器式发动机针对各工况空燃比要求的实现方式

3.1.4电喷式发动机针对各工况空燃比要求的实现方式

3.2汽油/LPG两用燃料发动机燃气喷射控制

3.2.1燃料喷射定量的确定

3.2.2基本燃气喷射脉谱图的确定

3.2.3实际燃气喷射脉宽的确定

3.2.4燃气发动机进气歧管多点顺序喷射喷射定时的确定

3.2.5汽油/LPG两用燃料发动机燃气喷射控制模型

3.3本章小结

第4章燃气发动机点火控制技术研究

4.1发动机点火控制原理

4.1.1点火提前角控制

4.1.2闭合角控制

4.1.3爆震控制

4.2燃气发动机点火控制模型

4.2.1信号处理模块

4.2.2实际的点火提前角计算模块

4.2.3点火控制信号实现模块

4.3本章小结

第5章燃气发动机电控技术仿真平台试验研究

5.1典型信号的测量与分析

5.2试验系统组成

5.3试验结果分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢