天然气发动机电控系统硬件的开发及其试验研究

【摘要】： 空气污染、全球变暖和能源短缺是汽车发展过程中必须要解决的问题。天然气作为发动机的代用燃料是降低汽车排放,改善能源结构,缓解能源供应紧张的有效措施之一。随着发动机电子控制技术的发展,它在降低发动机有害排放物,提高其动力性和经济性等方面发挥的作用将越来越大,因此电控系统的研究和开发越来越受到人们的重视。 基于XC164CS单片机,设计了顺序多点喷射天然气发动机电控系统的硬件,包括扩展电路、时钟电路、复位电路和电源电路等。外围电路包括氧传感器信号的输入电路、喷气和点火驱动电路。并从元器件的选择、滤波、印刷电路板布线以及通道隔离等方面来提高硬件系统的可靠性及抗干扰能力。在此基础上,对比研究了天然气发动机采用闭环控制后空燃比的变化规律。 研究表明,本研究所开发的电控系统能满足天然气发动机试验要求;采用闭环控制后,天然气发动机的空燃比波动范围比开环时的更小。开发的电控系统为稳态工况下天然气发动机的试验研究提供了一个技术平台。 【关键词】：天然气发动机 电子控制单元 空燃比 闭环控制
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK433
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 引言7
• 1.2 天然气的燃料特性及天然气发动机的分类7-9
• 1.2.1 天然气的燃料特性7-8
• 1.2.2 天然气发动机的种类8-9
• 1.3 天然气发动机技术的研究进展9-14
• 1.3.1 天然气发动机的发展历程9-10
• 1.3.2 天然气发动机电控系统的发展10-14
• 1.4 本课题的主要研究内容和意义14-15
• 第二章 天然气发动机控制系统的硬件设计15-31
• 2.1 电控系统与电控单元基本结构15-24
• 2.1.1 电控系统结构框图15-16
• 2.1.2 电控系统设计16-24
• 2.2 传感器选择与前向通道设计24-26
• 2.2.1 曲轴位置传感器及转速、点火参考信号24-25
• 2.2.2 凸轮轴位置传感器及喷射时刻参考信号25
• 2.2.3 氧传感器25-26
• 2.3 后向通道设计26-28
• 2.3.1 喷气驱动电路设计26-27
• 2.3.2 点火驱动电路设计27-28
• 2.3.3 点火模块28
• 2.4 天然气发动机控制系统的硬件抗干扰设计28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 天然气发动机控制系统的功能实现和试验研究31-41
• 3.1 天然气发动机空燃比控制的软件设计31-34
• 3.1.1 硬件资源在软件设计中的分配利用31-32
• 3.1.2 空燃比的控制策略及软件实现32-34
• 3.2 天然气发动机空燃比控制的试验研究34-40
• 3.2.1 采用反馈控制前后实际空燃比变化的对比研究34-38
• 3.2.2 空燃比的闭环控制对发动机循环波动的影响38-40
• 3.3 本章小结40-41
• 第四章 全文工作总结及展望41-43
• 4.1 全文总结41
• 4.2 工作展望41-43
• 参考文献43-46
• 发表论文和科研情况说明46-47
• 致谢47

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