一种新型燃油喷射技术体系FAI的研究

摘要

燃油喷射技术体系的核心是燃油喷射单元(喷嘴)。本文旨在基于FAI基本原理、实现一种同时适用于进气道喷射(PI)和缸内直喷(DISI)的燃油喷射技术，并对小型汽油机FAI技术产业化过程中的若干关键技术进行深入研究，以建立一种新型的燃油喷射技术体系。
　　 研究中首先以MFUD0007(FAI燃油单元的一种)为例，介绍FAI基本原理，并建立其性能测试和评价方法；首次通过试验方法研究FAI燃油单元的喷油规律。
　　 在解决FAI燃油单元和ECU生产一致性问题时，首次对FAI燃油单元制造散差的产生机理进行深入分析，在此基础上提出了FAI燃油单元的制造散差DOP概念，给出燃油单元的流量测试方法和非线性误差的分析方法；通过对制造散差(DOP)的统计分析结果表明，制造散差可能带来最大达10％的喷油量控制误差，并且对DOP的控制方法是有效的。
　　 首次对FAI燃油单元和ECU进行系统地可靠性设计。在对FAI燃油单元和ECU主要失效模式进行分析的基础上，提出提高燃油单元稳定性和持久性的关键技术——柱塞/电枢分体结构，受力分析结果表明该结构相对于整体式结构而言，柱塞所受的扭矩和压力腔所受的侧向力都能减小一倍左右。接着，制定燃油单元和ECU的可靠性试验方案，根据可靠性试验中需要，开发了燃油单元综合流量测试台、燃油单元磨合测试台、BOACH长管法喷油规律测量装置等设备。对“柱塞/电枢分体结构”可靠性试验结果表明，该结构持久性能够达到设计指标。在试验中也意外发现在压力腔设计上，其轴向尺寸越大，工作寿命就越长。
　　 针对FAI体系的开发和应用，开发了一套FAI系统开发环境。开发环境软件系统采用面向对象的编程方法，结合Windows操作系统的32位编程技术来实现。硬件系统主要包括HIL硬件、高速数据采集系统等。
　　 首次将FAI体系应用在二轮车用FAI进气口喷射技术上，并以SFP0002型汽油机管理系统为例，研究FAI进气口喷射技术在二轮车上的应用，提出FAI进气口喷射技术控制策略。在对CG125电喷摩托车进行道路强化耐久试验前后试验数据表明，能轻松达到排放法规要求，并满足10000 km以上的排放耐久性要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 引言

1.2 汽油机燃油喷射技术国内外发展现状

1.2.1 PI技术体系

1.2.2汽油机缸内直喷火花点火燃烧技术(DISI)

1.3 进气道喷射技术在小型汽油机上的应用现状

1.4 小型二冲程汽油机的燃油喷射技术现状

1.5 本文主要研究目的、工作内容、意义及创新点

1.5.1本文研究目的

1.5.2本文主要研究内容

1.5.3本文研究的意义

1.5.4本文创新点

第二章FAI基本原理

2.1 燃油单元关键设计技术

2.2 FAI基本原理

2.2.1 MFUD0007燃油单元结构

2.2.2 MFUD0007燃油单元的工作过程

2.2.3 MFUD0007燃油单元的工作原理

2.3 燃油单元驱动电路设计及喷油特性

2.3.1燃油单元驱动电路设计

2.3.2燃油单元喷油特性

2.4 燃油单元性能测试

2.4.1燃油单元喷射压力测试

2.4.2燃油单元泵油能力测试

2.4.3燃油单元耐油品能力

2.5 FAI燃油单元技术特点

2.6 本章小结

第三章FAI燃油单元制造散差研究

3.1 制造散差DOP分析

3.1.1 T1空间

3.1.2制造散差(DOP)

3.1.3 ECU的制造散差DOPE

3.1.4燃油单元的制造散差DOPI

3.2 燃油单元流量预测

3.2.1根据DOPE和DOPI确定流量

3.2.2流量预测计算实例

3.3 燃油单元非线性误差测量方法研究

3.3.1燃油单元Q-T1特性的非线性度误差DOPδ定义

3.3.2非线性误差测量方法

3.3.3非线性误差计算实例

3.3.4非线性误差影响分析

3.4 燃油单元综合流量测试系统FAI-COMPLEX V6的开发

3.5 制造散差统计分析

3.5.1 DOPE统计分析

3.5.2母油元选取

3.5.3 DOPI与非线性误差DOP δ统计分析

3.5.4非线性误差DOPδ对整车性能影响测试

3.6 本章小结

第四章FAI系统可靠性研究

4.1可靠性概念

4.1.1可靠性定义

4.1.2可靠性度量指标

4.1.3可靠性工程

4.2 FAI系统可靠性设计

4.2.1 FAI系统可靠性指标

4.2.2 FAI燃油单元失效模式分析

4.2.3提高燃油单元可靠的关键技术-柱塞/电枢分体结构

4.2.4 ECU失效模式分析及可靠性设计

4.3 FAI系统可靠性试验方案

4.3.1可靠性试验方法

4.3.2燃油单元可靠性试验方案

4.3.3 ECU可靠性试验方案

4.4 FAI燃油单元可靠性试验举例

4.4.1燃油单元MFUD0007早期失效期测定试验

4.4.2燃油单元MFUD0007持久性测试

4.5 ECU性能可靠性试验举例

4.5.1对采用STP1806的ECU的可靠性筛选试验

4.5.2对采用IRF540的ECU的可靠性筛选试验

4.6 本章小结

第五章FAI技术体系开发环境

5.1 FAI开发环境总体设计

5.1.1 FAI开发环境的实现目标

5.1.2 FAI开发环境设计的基本要求

5.1.3提高FAI开发环境的运行可靠性的技术考虑

5.2 开发环境的软件设计

5.2.1 FAI开发环境软件设计

5.2.2开发环境软件系统的分析和设计

5.3 开发环境的硬件设计

5.3.1开发环境的硬件环境框架

5.3.2 HIL硬件系统-ECU-PROTESTER设计

5.3.3高速数据采集系统设计

5.4 本章小结

第六章FAI进气口喷射技术与应用

6.1 FAI进气口喷射技术

6.1.1 FAI进气口喷射系统构成

6.1.2 FAI进气口喷射技术特点

6.2 FAI进气口喷射系统控制策略

6.3 FAI进气口喷射应用举例

6.3.1 FAI进气口喷射技术在TE125发动机上的应用

6.4 本章小结

第七章总结及展望

7.1 总结

7.2 展望

参考文献

发表论文情况说明

致 谢