电控汽油/CNG两用燃料发动机传感器故障模拟系统研究

摘要

随着能源危机和环境污染问题日趋严重,世界各国纷纷制定政策,急切寻求新型能源。在此背景下,新型燃料汽车技术应运而生,并被世界各国广泛应用。作为一种出现时间最早,技术最成熟的新型燃料汽车,CNG(压缩天然气)汽车在近期被极大地推广。由于我国国情比较特殊,国内天然气汽车的动力装置基本是由汽油机改装而成的汽油／CNG两用燃料发动机。随着科技进步,尤其是发动机电控技术的进步,这种新型改装发动机的控制系统也逐步升级成为电控系统,虽然电控系统故障率低,但是其故障诊断相对传统技术比较困难,因而对电控汽油／CNG两用燃料发动机故障诊断的研究将是一个非常必要和迫切的任务。
　　 本文首先详细介绍了电控汽油／CNG两用燃料发动机的工作原理和控制策略,针对本试验发动机所采用的传感器,一一介绍其结构原理、信号特点及故障现象。据传感器的不同特性,设计了信号处理电路、原机／模拟信号转换电路及信号丢失电路等硬件电路；应用NIPCI-6132高速数据采集卡、PCI-6251高速输出卡和LabVIEW软件实现了电控汽油／CNG两用燃料发动机各传感器故障模拟。最后通过对燃气压力传感器故进行障模拟试验,对系统的可行性进行了验证。试验结果表明:在怠速工况下,燃气压力传感器的故障对发动机性能影响不大；在常用工况下,燃气压力传感器的故障会明显降低发动机的动力性、经济性并增加发动机排放。
　　 本文设计的电控汽油／CNG两用燃料发动机传感器故障模拟系统将虚拟仪器技术与发动机技术有机结合起来,不仅可以实时再现发动机传感器故障,而且可以扩展成为其它汽车电子、电器系统的信号采集、故障模拟和显示系统。此系统可以作为汽车维修人员、研究人员以及汽车专业学生的学习平台,也可以作为研究此类发动机故障诊断的研究平台。