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解决氢内燃机进气道堵塞问题的电控系统开发与设计
| 论文题名： | 解决氢内燃机进气道堵塞问题的电控系统开发与设计 |
| 关键词： | 氢燃料发动机;电控系统;多段喷射;进气道堵塞;回火工艺 |
| 摘要： | 能源是社会进步的根本，在能源短缺和环境污染日益严峻的大背景下，氢燃料以其点火能量低、扩散速度快、着火界限宽、燃烧清洁等特点逐渐登上历史舞台。在氢燃料发动机应用过程中，存在着进气道堵塞、异常燃烧等问题。因此，如何在保证动力性的前提下避免异常燃烧是氢燃料发动机研发过程中一项重要课题。 本文设计开发了氢燃料发动机电子控制系统，在硬件上基于L9741芯片设计了电压调节模块、C AN通信模块和曲轴整波模块，提高电路结构功能集成性和稳定性，便于故障排查；基于TLE6288芯片设计了喷氢阀驱动模块，实现Peak&Ho ld电流驱动方式控制喷氢阀，提高喷氢阀响应速率，同时降低了喷气阀功耗，有效解决了喷气阀过热损坏问题，为多段喷氢控制策略的实现奠定了基础。在软件上设计了回火监测模块，能够监测发动机在不同工况下运行时回火发生的次数；基于嘉陵JH600单缸发动机利用跳齿原理实现了单曲轴信号起动方式。结合上述研究，根据氢燃料发动机不同运行工况选取不同的喷氢段数，采用多阶段喷氢控制策略，解决单次喷氢量过大引起进气道堵塞的问题。 通过在试验台架上进行的一系列试验表明 C AN通信相较于串口通信具有更强的抗干扰性，信号传输更为稳定。基于跳齿原理设计的发动机单曲轴信号起动控制策略可以使发动机在五个工作循环内顺利起动。采用的Peak&Ho ld电流驱动方式不仅降低了功耗而且有效提高了喷氢阀响应速度。进气道内多段喷氢控制策略在保证氢燃料发动机动力性的前提下有效抑制了因进气道堵塞而引起回火的发生。 |
| 作者： | 刘焕 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 杨振中;郭树满 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北水利水电大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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