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柴油机高速电磁阀驱动电路及其故障诊断电路设计与仿真研究
| 论文题名： | 柴油机高速电磁阀驱动电路及其故障诊断电路设计与仿真研究 |
| 关键词： | 汽车柴油机;喷油器;电磁阀;驱动电路;故障诊断 |
| 摘要： | 柴油机电子控制(DEC)技术可以精确设定不同工况下的喷油量，以满足日益严苛的需要。其中，电磁阀可以影响喷油量及电控燃油喷射系统的工作稳定性。因此，在合理设计柴油机喷油器电磁阀驱动电路的基础上，精确判断喷油器中电磁阀的故障类型，使ECU可以根据故障类型采取保护措施，从而大大减少损失，同时提高整车的安全性能。 本文以潍柴动力WP-10型六缸柴油机喷油器电磁阀为研究对象，设计了喷油器电磁阀的驱动电路，对电磁阀的故障类型进行了分析，完成了喷油器电磁阀故障诊断电路和故障诊断底层驱动的设计。研究内容可以分为四个部分，第一部分:设计喷油器电磁阀驱动电路，主要包括高端驱动模块、电源模块、低端驱动模块、电流检测模块和控制模块;第二部分:建立电磁阀驱动电路仿真模型，根据柴油机实际工作情况设置了仿真参数，将计算结果与实际工作参数进行对比，验证电磁阀驱动电路模型的正确性;第三部分:选取喷油器电磁阀驱动电路中与电磁阀工作状态相关的三个故障诊断点，分析了目前主流的恒流源电路搭建方法及特点，针对三处电磁阀故障诊断点设计了高端故障诊断模块、低端故障诊断模块和短路故障诊断模块;第四部分:对喷油器电磁阀故障进行分类，在驱动电路中进行故障模拟，得到逻辑输出和模拟输出，根据结果改进电磁阀的低端故障诊断电路，提出了一种可行的喷油器电磁阀故障诊断软硬件方案。 通过对比48V高压电源驱动信号、24V车载电源驱动信号和选缸信号，验证了电磁阀驱动电路控制模块设计合理;通过对比电流的上升速度、峰值电流和维持电流，验证了电磁阀驱动电路满足设计要求;通过对比电磁阀驱动电路在故障诊断电路加入前后关键信号的波形，验证了电磁阀故障诊断电路的加入对电磁阀的关键电气参数及其驱动电路无影响;通过对喷油器电磁阀驱动电路进行诊断需求分析，确定了需要诊断的故障类型;对喷油器电磁阀的各种故障状态仿真表明，设计的故障诊断电路可以确诊喷油器电磁阀的内部故障和连接故障;通过对各种故障类型下喷油器电磁阀故障诊断节点的信号进行分析，得到了故障诊断逻辑状态表;通过对故障诊断逻辑状态表进行简化分析，得到了简化的故障诊断依据并且以此开发了电磁阀驱动电路故障诊断的底层驱动;通过对各种故障状态下的故障类型进行编码并且在相应的实验平台对各种故障状态进行模拟，验证了本文设计的电磁阀驱动及故障诊断电路能够通过CAN总线顺利发送故障编码，满足设计要求。 |
| 作者： | 武晓鹏 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 郭林福 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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