天然气发动机模拟电感负载

【摘要】：从1769年人类发明了第一辆汽车开始，在其两百余年的生命历程中，汽车见证了人类科技文明的发展与变迁，是人类探索和求知的缩影。汽车领域所焕发出的力量是人类整个科学世界的写照。与此同时，各个国家汽车产业的实力也代表了一个国家的综合国力。 在科技飞速发展的今天，越来越多的科技已经融入到人们的日常生活中，为我们带来了极大的便利。汽车产业作为人类科技的标杆之一，首当其冲的站在了科技领域的最前沿。结合当代的自然资源及使用成本，加之传统机械系统已经被人类发挥到极限，人们越来越多的将目光放在科技与汽车的结合上。更高效、更环保已然成为现代汽车厂商所追逐的首要目标。传统发动机由于其机械特性的限制，无法做到精确的燃气混合比及点火时间，从而导致混合气体无法充分燃烧，这样既达不到理想的扭矩，也浪费了油、气资源，同时会伴随有更高的污染气体排放到大气中。种种弊端迫使传统机械发动机退出历史舞台，随着电喷发动机的发明，这一系列问题迎刃而解。我国汽车产业起步较晚，但是在国家的大力扶持及科研人员的辛勤努力下，国产汽车已经取得了令世人瞩目的成绩，低中高端汽车都已经有了国人的影子。 众所周知，电喷发动机的核心是电子控制单元即ECU。ECU是电喷汽车的大脑，通过接收放置于车身各个部件上的传感器传回的信号、数据，经过分析、计算，来发出命令控制车身各部件进行相应的动作。我们所熟知的ABS防抱死系统、ESP车身稳定系统、陡坡缓降乃至高端的红外防撞，自动巡航系统都是基于ECU的控制。由此可见ECU的好坏可以决定一部汽车的成败。然而针对电喷发动机而言，其ECU的研制与开发需要对大量的数据进行标定，来确保ECU的正确性和稳定性，这就需要大量的人力、物力来维持，同时还具有一定的危险性。是实际开发中往往是通过模拟真实环境来测试、标定ECU。但通常在我国这些设备需要进口，不仅浪费了大量资金，而且从根本上制约了我国汽车发动机产业的发展。为此，作者所在实验室联合一汽技术中心开发了多套模拟发动机负载系统。本文着重介绍天然气电喷发动机的模拟负载的设计方法。 点火和喷油系统对于汽车发动机来说至关重要，现代汽车正向着低能耗、高舒适度方向发展，所以努力改善点火和喷油系统，使点火更加正时，燃料利用率更高。本文利用电感线圈来模拟点火和喷油负载，对于点火线圈来说，电感稳定，几乎不发生变化。可以利用带气隙铁芯的电感线圈来进行模拟，达到模拟电感负载的波形与真实负载的波形接近。喷油器针阀打开时，线圈工作气隙发生变化，可见喷油器在工作时线圈电感是发生变化的，为了达到更加理想的模拟效果，本文利用双电感线圈来模拟真实负载。 【关键词】：模拟电感负载 TLC549芯片 ECU 单片机
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U464.174
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题的相关背景11-13
• 1.2 课题的意义13-14
• 1.3 本文的主要内容和工作14-15
• 第二章 系统需求分析及结构描述15-21
• 2.1 系统需求分析15-20
• 2.1.1 模拟点火线圈15-18
• 2.1.2 模拟喷油器18-20
• 2.2 系统结构描述20-21
• 第三章 模拟点火线圈负载的设计21-28
• 3.1 真实点火线圈初级匝数的测量21
• 3.2 电感线圈电感量的计算21-22
• 3.3 点火驱动信号分析22-23
• 3.4 模拟点火线圈初级电流上升曲线的测量23-24
• 3.5 铁芯气隙对线圈电感量的影响24
• 3.6 模拟点火电路24-28
• 第四章 模拟喷油器负载设计28-46
• 4.1 电磁喷油器的工作及驱动过程分析28-33
• 4.1.1 喷油器磁路分析28-29
• 4.1.2 电磁喷油器的电路分析29-30
• 4.1.3 电磁喷油器工作过程电感的变化情况30-31
• 4.1.4 电磁喷油器 ECU 驱动信号分析31-33
• 4.2 模拟喷油器电感负载设计原理33-46
• 4.2.1 改变电感的原理34-36
• 4.2.2 电流采集36-38
• 4.2.3 A/D 转换38-41
• 4.2.4 TLC549 与单片机 STC89C51 接口电路41-46
• 第五章 总结46-47
• 参考文献47-49
• 作者简介49-50
• 致谢50

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