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直喷汽油机直接起停技术的研究

作　者: 许楠
导　师: 于秀敏
学　校: 吉林大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: 直喷汽油机 直接起停 停止控制 交流发电机
分类号: U464.171
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


结合国家“863”项目——“轿车直喷汽油机(GDI)开发”项目,对瞬时反转直接起停系统进行了整体设计,分别针对直接起停系统的“起动”和“停止”两大部分,制定了详细的控制流程。文中还提出了直接起停系统软环境即控制条件。本文设计了自动停止的电控系统。该控制系统可以通过控制交流发电机的电磁转矩和电子节气门的开启两种方法来调整发动机停机后剩余动能的消耗,以此来达到控制活塞停止位置的目的。控制系统的软件设计以模块化的设计思想,完成了包括发电机励磁电流控制模块和自动停止系统节气门控制模块在内的直接起停系统的自动停止系统的软件程序设计,以及控制程序循环变量与节气门实际开度的标定。进行了交流发电机电磁转矩台架实验和节气门开度对活塞停止位置的影响实验。首先通过交流发电机电磁转矩台架实验,找出了在三种不同转数下不同的发电机励磁电流和发电电流对电磁转矩的影响以及发电电流MAP。其次,在不同节气门开度下使发电机停机,得出了节气门开度对活塞停止位置的影响并对实验结果做出分析,并找出了交流发电机和电子节气门联合作用时,励磁电流和节气门开度的最佳组合。

全文目录


提要  6-10
第一章 绪论  10-26
  1.1 引言  10-11
  1.2 怠速停机观念的形成与发动机起动系统的发展  11-12
  1.3 直接起停系统的发展现状  12-16
    1.3.1 使用起动电机的直接起停方案  13-15
      1.3.1.1 集成电机（ISA）的工作方式  14
      1.3.1.2 直接起停系统对集成电机的要求  14-15
    1.3.2 瞬时反转起停的直接起停方案  15-16
  1.4 发展直接起停系统的意义  16-23
    1.4.1 日本对直接起停系统调研及预测  17-20
      1.4.1.1 日本机构通过行车试验取得的良好效果  17-19
      1.4.1.2 日本对采用直接起停系统的效果预测  19-20
    1.4.2 欧盟对直接起停系统调研及预测  20-23
      1.4.2.1 欧盟对车辆使用直接起停系统后交通运输系统的评价  21
      1.4.2.2 欧盟对车辆辅助行驶系统的预测  21-23
  1.5 本文的主要内容  23-26
第二章 直喷汽油机直接起停系统整体设计  26-40
  2.1 直喷汽油机的技术特点  26-28
  2.2 直喷汽油机直接起停系统的工作原理  28-30
  2.3 直喷汽油机瞬时反转直接起停系统的设计方案  30-38
    2.3.1 直喷汽油机直接起停系统的硬件环境设计  30-35
      2.3.1.1 瞬时反转直接起停系统对发动机供油系统的要求  30-33
      2.3.1.2 瞬时反转直接起停系统控制流程设计  33-35
    2.3.2 直喷汽油机直接起停系统的软件环境设计  35-38
      2.3.2.1 发动机自动停止的基本条件  35-36
      2.3.2.2 发动机直接起动的基本条件  36-37
      2.3.2.3 关闭停止怠速功能的基本条件  37-38
  2.4 本章小结  38-40
第三章 同步发电机电磁转矩的估算及励磁电流影响的仿真分析  40-48
  3.1 同步发电机模型的建立  40-41
    3.1.1 同步发电机的基本方程  40-41
  3.2 Matlab中的同步电机控制模型的组建和参数设定  41-43
    3.2.1 整流器子模型（rectifier）  42-43
    3.2.2 负载子模型（Load）  43
    3.2.3 发电机测试子模型（Generator Measurement）  43
  3.3 仿真实验设计及其结果分析  43-46
    3.3.1 励磁电压对励磁电流的影响  44-45
    3.3.2 励磁电流对电磁转矩的影响  45-46
  3.4 本章小结  46-48
第四章 直接起停系统自动停止控制的硬件设计  48-70
  4.1 自动停止控制系统设计  48-51
    4.1.1 自动停止控制系统的组成  48-49
    4.1.2 目标停止位置  49-51
  4.2 利用交流发电机的自动停止控制子系统的设计  51-62
    4.2.1 车用发电机的结构及功用  51-53
    4.2.2 对车用发电机的改造  53-54
    4.2.3 励磁电流调整电路的设计  54-62
      4.2.3.1 应用PWM方式控制励磁电流的理论基础  56-57
      4.2.3.2 单片机的选择  57-58
      4.2.3.3 驱动电路设计  58-60
      4.2.3.4 电源稳压电路设计  60-61
      4.2.3.5 硬件电磁兼容性（EMC）设计  61-62
  4.3 利用电子节气门的自动停止控制子系统的设计  62-68
    4.3.1 电子节气门的结构  62-64
    4.3.2 电子节气门自动停止控制系统设计  64-67
      4.3.2.1 电子节气门自动停止控制实验系统的控制流程设计  64-65
      4.3.2.2 电子节气门驱动电路设计  65-67
    4.3.3 电子节气门的标定  67-68
  4.4 本章小结  68-70
第五章 直接起停系统自动停止控制软件设计  70-76
  5.1 控制软件的整体设计  70
  5.2 励磁电流控制模块  70-72
  5.3 自动停止系统节气门控制模块  72-74
  5.4 软件抗干扰设计  74
  5.5 本章小结  74-76
第六章 直接起停系统停止控制实验研究  76-92
  6.1 交流发电机电磁转矩台架实验  76-83
    6.1.1 发电机支架的设计  76-77
    6.1.2 实验所用仪器及台架布置  77-79
    6.1.3 实验结果分析  79-83
  6.2 自动停止系统对活塞停止位置的影响  83-91
    6.2.1 节气门开度对活塞停止位置的影响  83-90
    6.2.2 发电机和节气门开度的综合作用  90-91
  6.3 本章小结  91-92
第七章 全文总结及展望  92-96
  7.1 全文工作总结  92-93
  7.2 今后工作展望  93-96
参考文献  96-100
图表索引  100-104
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研工作  104-106
致谢  106-107
摘要  107-109
Abstract  109-111

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车发动机 > 往复式发动机 > 各种类型往复式发动机 > 汽油机
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