天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)及怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著世界能源危機(jī)問題的突顯和環(huán)境保護(hù)呼聲的日益高漲，近年來天然氣作為一種新型的代用燃料已經(jīng)得到了人們廣泛的關(guān)注與支持。 本文介紹了自主開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬發(fā)生裝置，其可以真實(shí)地模擬出發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器信號(hào)；內(nèi)置數(shù)碼管顯示，且人機(jī)界面友好，操作簡單；該發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)模擬發(fā)生裝置能夠?yàn)殡娍貑卧狤CU的調(diào)試提供各種發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器信號(hào)，能夠較好地反應(yīng)出在發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化中傳感器的內(nèi)在關(guān)系，為ECU動(dòng)態(tài)軟件調(diào)試提供了良好的傳感器信號(hào)模擬條件，是一種便

2、攜、低廉的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU輔助調(diào)試工具。 本文還介紹了自主開發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速采集系統(tǒng)，其可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行采集，而且采集到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在Excel文件內(nèi)，便于進(jìn)行后期的離線數(shù)據(jù)分析；轉(zhuǎn)速采集系統(tǒng)能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)提供輔助作用，是一種方便、低廉的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)測試工具。 除此之外，本文的主要研究內(nèi)容就是應(yīng)用自主開發(fā)的車用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)多片式ECU控制系統(tǒng)，通過獨(dú)立的控制策略設(shè)計(jì)與程序開發(fā)，采用經(jīng)過改裝后的

3、JL465Q5發(fā)動(dòng)機(jī)作為試驗(yàn)臺(tái)架，進(jìn)行了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)試驗(yàn)、怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制試驗(yàn)、斷缸試驗(yàn)和過渡工況試驗(yàn)等一系列研究工作。 在進(jìn)行起動(dòng)試驗(yàn)過程中，通過自主開發(fā)的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)試驗(yàn)監(jiān)控系統(tǒng)在線調(diào)整冷起動(dòng)時(shí)的天然氣噴射脈寬、點(diǎn)火提前角、旁通空氣閥開度等參量進(jìn)行起動(dòng)過程的對(duì)比試驗(yàn)研究，論述了發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)殘余廢氣、冷卻水溫度、點(diǎn)火能量、多次點(diǎn)火等因素對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程的影響。 在進(jìn)行怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制試驗(yàn)過程中，分別采

4、用了怠速單閉環(huán)和雙閉環(huán)兩種控制策略。所謂的單閉環(huán)控制就是在怠速工況下只對(duì)旁通空氣進(jìn)氣量進(jìn)行PID算法控制，而點(diǎn)火提前角和天然氣噴射脈寬采用固定值，通過試驗(yàn)研究了影響旁通空氣進(jìn)氣量的比例項(xiàng)系數(shù)Air_Kp、積分項(xiàng)系數(shù)AirKi、天然氣噴射脈寬和點(diǎn)火提前角對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況的影響，并分別選取目標(biāo)轉(zhuǎn)速為1600rpm、1200rpm和850rpm進(jìn)行了試驗(yàn)研究分析。所謂雙閉環(huán)控制就是在怠速單閉環(huán)的基礎(chǔ)上衍生出來的，發(fā)動(dòng)機(jī)的電控系統(tǒng)ECU除

5、了對(duì)旁通空氣進(jìn)氣量進(jìn)行PID控制之外，同時(shí)也對(duì)天然氣噴射脈寬進(jìn)行PID算法控制，兩者之間相互獨(dú)立，具備各自的PID參數(shù)設(shè)置。試驗(yàn)針對(duì)怠速目標(biāo)轉(zhuǎn)速分別為1200rpm、850rpm和800rpm進(jìn)行了單閉環(huán)與雙閉環(huán)的對(duì)比試驗(yàn)研究，并得到了一些試驗(yàn)結(jié)論。除此之外，還進(jìn)行了750rpm和700rpm的較低怠速目標(biāo)轉(zhuǎn)速的試驗(yàn)研究。 所謂的斷缸試驗(yàn)，其目的就是為了驗(yàn)證天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的效果，通過模擬出發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況下火花塞的