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基于压力控制模式的燃气多点喷射系统的研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 气体机进气系统分类

1.2.1 预混(单点喷射)

1.2.2 多点气门前喷射

1.2.3 缸内直喷

1.3 课题主要研究内容

第2章 基于压力控制模式多点燃气喷射系统

2.1 基于压力控制模式燃气多点喷射系统的提出

2.2 延长燃气喷射时间的益处

2.3 两种燃气喷射控制模式对混合气形成的影响

2.4 本章小结

第3章 基于压力控制模式多点燃气喷射模拟实验台的开发

3.1 燃气共轨系统台架

3.1.1 燃气喷射阀的选型

3.1.2 燃气共轨管的设计

3.1.3 燃气压力调节阀的选型

3.2 数据采集模块

3.2.2 数据监测软件

3.3 控制模块

3.3.1 主芯片的选取

3.3.2 喷射阀驱动电路设计

3.3.3 燃气调压阀控制电路设计

3.4 模拟实验台电控系统的软件设计

3.5 本章小结

第4章 基于压力控制模式多点燃气喷射系统的模拟实验

4.1.1 容积对共轨管压力响应时间的影响

4.1.2 进气口位置对共轨管压力建立的影响

4.2 燃气共轨管内压力波动影响因素

4.2.1 喷射阀单次喷射引起的管内压力波动

4.2.2 喷射阀连续喷射对管内压力波动的影响

4.3 共轨管压力响应性的影响因素

4.3.1 升压至不同目标压力时管内压力波动

4.3.2 不同共轨管容积对响应性的影响

4.4 本章小结

第5章 基于压力控制模式多点燃气喷射系统的仿真分析

5.1.1 数学模型

5.1.2 Simulink模型搭建

5.1.3 仿真参数设置

5.2 仿真结果与分析

5.2.1 气源压力与共轨管工作压力的范围

5.2.2 系统响应性和调压阀响应性

5.2.3 不同流量特性调压阀的响应性

5.2.4 共轨管容积对管内压力波动的影响

5.3 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的研究成果

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摘要

时间控制模式的燃气多点喷射系统存在混合气不均匀的问题,为了改善燃气与空气的混合情况,本文提出了基于压力控制模式控制的燃气多点喷射系统,通过控制燃气喷射压力控制燃气喷射量。
  课题围绕基于压力控制模式的燃气多点喷射控制系统,完成了以下工作:
  基于某12V190多点喷射燃气机的示功图,分析了传统基于时间控制模式的燃气多点喷射系统的缺点。通过仿真分析,对比了时间控制、压力控制两种不同控制模式下燃气与空气在进气道内的混合情况,说明了基于压力控制模式的多点燃气喷射系统的优势。
  搭建了基于压力控制模式的燃气多点喷射模拟实验台,选择了合适的燃气喷射阀和调压阀,设计了燃气共轨管和传感器安装座等。以MC9S12XEP100为主芯片开发了电控模块的硬件电路,实现了共轨管压力、温度等信号的采集;开发了电磁阀驱动模块。开发了共轨管系统控制驱动的底层驱动代码,实现了模拟量信号的采集处理,以及对喷射阀、燃气调压阀等的驱动控制;开发了基于压力控制模式的燃气多点喷射模拟实验台的上位机,开发了基于数据采集卡的测试平台采集系统。
  对燃气共轨管内压力的建立、喷射阀单次喷射时管内压力波动、喷射阀连续喷射时燃气共轨管内压力的波动、负荷变化时共轨管内气体压力变化的响应性进行了模拟实验,通过对实验结果的分析,分析了共轨管内压力建立、喷射阀喷射时管内压力波动和管内压力响应性的影响因素。
  基于Matlab/Simulink平台,搭建了压力控制模式燃气多点喷射系统的控制模型,讨论并分析了基于压力控制模式的多点燃气喷射系统下工作压力、气源压力的选取方法,分析了基于压力控制模式的多点燃气喷射系统的响应性和调压阀响应性的确定方法,讨论了不同流量特性的燃气调压阀的响应性,为后续调压阀的设计奠定了基础。

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