天然氣發(fā)動機起動及怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的試驗研究.pdf

1、隨著世界能源危機問題的突顯和環(huán)境保護呼聲的日益高漲，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)動機信號模擬發(fā)生裝置，其可以真實地模擬出發(fā)動機的傳感器信號；內(nèi)置數(shù)碼管顯示，且人機界面友好，操作簡單；該發(fā)動機信號模擬發(fā)生裝置能夠為電控單元ECU的調(diào)試提供各種發(fā)動機傳感器信號，能夠較好地反應(yīng)出在發(fā)動機工況變化中傳感器的內(nèi)在關(guān)系，為ECU動態(tài)軟件調(diào)試提供了良好的傳感器信號模擬條件，是一種便

2、攜、低廉的發(fā)動機ECU輔助調(diào)試工具。 本文還介紹了自主開發(fā)的發(fā)動機轉(zhuǎn)速采集系統(tǒng)，其可以實時準確地對發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號進行采集，而且采集到的試驗數(shù)據(jù)可以存儲在Excel文件內(nèi)，便于進行后期的離線數(shù)據(jù)分析；轉(zhuǎn)速采集系統(tǒng)能夠為發(fā)動機臺架試驗提供輔助作用，是一種方便、低廉的發(fā)動機臺架試驗測試工具。 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)動機多片式ECU控制系統(tǒng)，通過獨立的控制策略設(shè)計與程序開發(fā)，采用經(jīng)過改裝后的

3、JL465Q5發(fā)動機作為試驗臺架，進行了天然氣發(fā)動機的冷起動試驗、怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制試驗、斷缸試驗和過渡工況試驗等一系列研究工作。 在進行起動試驗過程中，通過自主開發(fā)的天然氣發(fā)動機冷起動試驗監(jiān)控系統(tǒng)在線調(diào)整冷起動時的天然氣噴射脈寬、點火提前角、旁通空氣閥開度等參量進行起動過程的對比試驗研究，論述了發(fā)動機缸內(nèi)殘余廢氣、冷卻水溫度、點火能量、多次點火等因素對天然氣發(fā)動機起動過程的影響。 在進行怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制試驗過程中，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旁通空氣進氣量進行PID算法控制，而點火提前角和天然氣噴射脈寬采用固定值，通過試驗研究了影響旁通空氣進氣量的比例項系數(shù)Air_Kp、積分項系數(shù)AirKi、天然氣噴射脈寬和點火提前角對天然氣發(fā)動機怠速工況的影響，并分別選取目標轉(zhuǎn)速為1600rpm、1200rpm和850rpm進行了試驗研究分析。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)動機的電控系統(tǒng)ECU除

5、了對旁通空氣進氣量進行PID控制之外，同時也對天然氣噴射脈寬進行PID算法控制，兩者之間相互獨立，具備各自的PID參數(shù)設(shè)置。試驗針對怠速目標轉(zhuǎn)速分別為1200rpm、850rpm和800rpm進行了單閉環(huán)與雙閉環(huán)的對比試驗研究，并得到了一些試驗結(jié)論。除此之外，還進行了750rpm和700rpm的較低怠速目標轉(zhuǎn)速的試驗研究。 所謂的斷缸試驗，其目的就是為了驗證天然氣發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的效果，通過模擬出發(fā)動機在怠速工況下火花塞的