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乙醇/柴油双燃料发动机的改进与控制方法的研究

作　者: 张雷
导　师: 赵广耀
学　校: 东北大学
专　业: 车辆工程
关键词: 乙醇/柴油双燃料发动机机械部件电子控制 LabVIEW 闭环控制
分类号: TK46
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 39次
引　用: 1次
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内容摘要

21世纪能源及车用燃料的多元化,开发及应用生物质能等可再生能源及清洁替代燃料,是解决矿产燃料不足、净化空气保护环境的必然趋势。醇燃料的原料极其丰富,生产工艺成熟,尽管能量密度比汽油及柴油低,但与气体燃料相比,更适合于交通工具使用,目前的燃料分配供应系统稍加改造及扩建,亦可应用。近年来,以乙醇为代用燃料的发动机技术成为研究的热点。以单片机为核心的电子控制系统已经应用于乙醇／柴油双燃料发动机的控制当中,成为以乙醇为代用燃料的发动机技术的一个重要发展方向。随着新技术和新软件的不断开发,关于双燃料发动机电子控制的实现方法也在不断更新。本文通过利用单片机强大的控制功能和先进的LabVIEW虚拟仪器技术,设计出一套用于柴油机的乙醇／柴油实时控制的电子系统,并对发动机的机械构造进行了适当而有效的改进,使之更适合于发挥以乙醇为主燃料的双燃料发动机的优势。在控制模型建立阶段,利用各传感器收集到的信号,经过标定和模数转换传递到PC中,利用PC中的LabVIEW将数据进行拟合,建立起相关数学模型。由此本文建立起喷醇器脉冲宽度、供油拉杆位移量、凸轮轴转速等信号量的模型关系。在此基础上,本文又提出在乙醇／柴油双燃料发动机电控系统中增加闭环控制系统,根据PID算法建立起乙醛排放量的闭环控制和喷醇器脉冲宽度精确控制两个闭环控制系统。最后经过仿真分析,证明经过优化处理的系统比起原系统拥有更高的稳定性和效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 课题研究的意义及应用前景  9-14
  1.2 乙醇燃料在汽油机上的应用技术研究及成果  14
  1.3 乙醇燃料在柴油机上的应用技术研究及成果  14-15
  1.4 本文研究的内容  15-17
第2章双燃料发动机机械系统的改进  17-31
  2.1 双燃料汽车的概念  17-22
  2.2 双燃料发动机机械部分的改进  22-31
第3章电子控制单元硬件设计  31-49
  3.1 电控系统的整体方案设计  31
  3.2 单片机型号的选择  31-33
  3.3 单片机电路设计  33-36
  3.4 系统软件的可靠性设计  36-37
  3.5 各传感器类型与型号的选择  37-40
  3.6 电源设计  40-41
  3.7 驱动电路的设计  41-42
  3.8 数据采集卡的选用  42
  3.9 数据线标准接口的选用  42-43
  3.10 电控系统抗干扰措施  43-49
第4章电控喷射系统控制模型的建立  49-63
  4.1 数据采集与拟合的软件选择  49-52
  4.2 喷油量、供油拉杆位移量和油泵凸轮轴转速关系的确定  52-53
  4.3 喷醇脉宽与喷醇量关系的确定  53-54
  4.4 控制模型的确定  54-55
  4.5 乙醇掺烧率的确定  55
  4.6 闭环控制  55-63
第5章电控系统的软件设计  63-71
  5.1 主程序流程  63-65
  5.2 转速测量程序流程  65-66
  5.3 供油拉杆位移量的测定  66-68
  5.4 程序的仿真与输入  68-71
第6章对双燃料发动机性能的仿真验证  71-75
第7章总结与今后工作展望  75-77
  7.1 总结  75
  7.2 今后工作展望  75-77
参考文献  77-81
附录:软件有关程序  81-87
致谢  87

乙醇/柴油双燃料发动机的改进与控制方法的研究

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