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CNG发动机燃气供给系统仿真及喷射控制研究
| 论文题名： | CNG发动机燃气供给系统仿真及喷射控制研究 |
| 关键词： | CNG发动机;燃气供给系统;喷射控制;仿真分析 |
| 摘要： | 天然气作为21世纪最有发展潜力的替代能源之一，越来越多的被应用到汽车上。天然气汽车具有良好的经济性能和排放性能，随着天然气汽车市场的逐步推广，以及发动机电子控制技术的发展，天然气发动机对控制系统的要求也会越来越高。因此对CNG发动机控制系统进行深入研究分析，提高和完善CNG发动机性能具有重要的学术意义和现实价值。 本文利用多学科领域复杂系统建模仿真平台AMESim建立了CNG发动机供气系统仿真模型。其中供气系统包括机械式高压减压器模型、电子调压器模型、天然气喷嘴模型，对CNG发动机供气系统进行仿真，并对电控天然气喷嘴流量特性进行了实验，喷射规律符合喷嘴工作规律。 深入分析CNG发动机的发展现状，以CNG发动机喷射控制为研究对象，对CNG发动机喷射系统进行了总体方案设计，研制了以飞思卡尔16位单片机MC9S12XDP512作为微处理器的电控多点顺序燃气喷射系统，并对电控燃气喷射系统进行了硬件和软件设计。硬件方面设计了信号输入模块、中央控制单元、执行器驱动模块;深入研究CNG发动机喷射控制策略，针对控制策略进行了控制软件设计，包括系统主程序、喷气控制程序、喷射脉宽计算、输入信号输入程序等。完成发动机怠速空燃比PID控制模型建立与仿真分析，仿真结果显示发动机过量空气系数能够维持在1.0左右波动，满足三元催化器工作要求。 深入分析天然气喷嘴高速电磁阀驱动技术，通过硬件方式和软件方式实现“高压开启，低压保持”的驱动方式，降低了MOS管和电磁阀的发热现象，提高了系统的稳定性和元件寿命。 利用自制电控发动机综合实验仪V1.0等实验设备，对天然气发动机喷射控制硬件进行调试和系统功能实验。实验结果表明，喷射控制系统能够完成对喷气正时和喷气脉宽准确控制，喷射驱动波形符合设计要求;对软件控制方式进行了在不同电压、不同PWM波周期、占空比下实验，研究三者对喷嘴电流的影响;在硬件控制方式下对喷嘴流量进行实验，验证了系统设计功能的可实现。 论文的最后指出了本文的不足之处和需要改进、完善的地方，提出了改进方案与措施等进一步的研究展望。 |
| 作者： | 吴聿东 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 孙仁云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西华大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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