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缸内直喷汽油机综合控制试验装置的研制

作　者: 张书朋
导　师: 张云龙
学　校: 清华大学
专　业: 动力工程及工程热物理
关键词: 缸内直喷汽油机喷油驱动综合控制硬件软件
分类号: TK417
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着汽车排放法规的日益严格,汽油机新的燃烧方式均质压燃(HCCI)正在成为研究的热点。国家“973”计划项目“SI/HCCI原理性样机试验和可视化试验”研究中,需要实现缸内直喷的灵活控制,所以,本课题的任务是完成缸内直喷汽油机综合控制试验装置的开发。课题的完成保证了该“973”计划项目前期研究工作的顺利进行。本文首先对综合控制试验装置进行了功能分析,分喷油驱动模块和试验装置两部分进行论述。在高压喷油驱动模块设计部分,在对高压喷油器的结构和电气特性进行了分析的基础上,提出了一种可行的驱动模块设计方案,分升压电路、控制信号逻辑电路等部分进行了详细介绍,同时也介绍了驱动模块在热设计和电磁兼容性方面的设计方法。在GDI/HCCI综合控制试验装置部分,根据在缸内直喷发动机上实现GDI和HCCI燃烧方式的要求,设计了以16位单片机MC9S12DG256为核心的方案,并详细介绍了硬件、上位机软件和单片机软件的设计方法。最后,应用缸内直喷汽油机综合控制试验装置进行了台架试验,包括可视化喷雾试验和GDI/HCCI台架试验。通过试验验证了缸内直喷汽油机综合控制试验装置功能达到预期设计目标,满足了项目的需要。同时也对工作进行了总结,指出今后工作中需要进一步完善的地方。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章引言  7-15
  1.1 汽油机电控系统的发展概括及趋势  7-9
  1.2 缸内直喷汽油机与电控系统  9-13
    1.2.1 GDI  10-11
    1.2.2 HCCI  11-12
    1.2.3 GDI/HCCI 电控系统  12-13
  1.3 课题背景  13-15
第2章综合控制试验装置的功能分析  15-21
  2.1 喷油驱动模块功能分析  15-18
  2.2 试验装置需求分析  18-21
第3章高压喷油驱动模块的设计  21-44
  3.1 驱动模块控制目标  21-23
  3.2 驱动模块方案设计  23-24
  3.3 升压电路  24-30
    3.3.1 升压电路基本原理  24-26
    3.3.2 升压电路设计  26-28
    3.3.3 元器件的选择  28-30
  3.4 控制信号逻辑电路  30-33
    3.4.1 控制信号逻辑设计  30-31
    3.4.2 控制信号逻辑电路设计  31-33
  3.5 功率驱动电路  33-36
  3.6 电源电路  36-37
  3.7 热设计  37-38
  3.8 电磁兼容性设计  38-40
  3.9 功能验证  40-43
  3.10 本章小结  43-44
第4章 GDI/HCCI 综合控制试验装置的软硬件设计  44-69
  4.1 设计目标  44-46
  4.2 试验装置方案设计  46-48
  4.3 硬件设计  48-55
    4.3.1 主芯片电路  48-50
    4.3.2 输入信号处理和通讯电路  50-51
    4.3.3 逻辑电路  51-53
    4.3.4 接插件接口  53-55
  4.4 软件设计  55-65
    4.4.1 软件编译环境  55-58
    4.4.2 上位机软件设计  58-59
    4.4.3 单片机软件设计  59-65
  4.5 功能验证  65-68
  4.6 本章小结  68-69
第5章综合控制试验装置的试验验证  69-77
  5.1 可视化喷雾试验  69-72
  5.2 GDI/HCCI 台架试验  72-76
  5.3 本章小结  76-77
第6章结论  77-78
参考文献  78-80
致谢  80-81
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  81

缸内直喷汽油机综合控制试验装置的研制

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