柴油機(jī)高壓共軌多次噴射控制器研究.pdf

1、柴油發(fā)動機(jī)以其功率強(qiáng)勁,經(jīng)濟(jì)性能好而獲得廣泛的應(yīng)用。隨著排放法規(guī)日益嚴(yán)格,使得柴油機(jī)擴(kuò)大應(yīng)用受阻。高壓共軌多次噴射技術(shù)是業(yè)內(nèi)人士公認(rèn)的最佳解決方法。針對能實(shí)現(xiàn)多次噴射的高壓共軌柴油機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)是非常有必要的。
　　通過對高壓共軌多次噴射式柴油機(jī)的噴油器結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行了深入分析,采用AMEsim對噴油器進(jìn)行仿真,通過仿真結(jié)果可知隨著出油孔的直徑增大,針閥響應(yīng)速度增大,噴油器的噴油速率曲線上升時刻也越早;進(jìn)油孔直徑增

2、大,針閥抬起的時刻越晚,但關(guān)閉時刻卻越早;控制腔容積過小會導(dǎo)致針閥抬起時刻太早,容積過大會導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)過于緩慢。進(jìn)出油孔直徑以及控制腔容積的變化對噴油結(jié)束時刻和末期的噴油率有很大的影響。
　　深入分析高壓共軌式柴油機(jī)電控系統(tǒng)組成及控制原理,擬定高壓共軌多次噴射電控系統(tǒng)的整體控制方案。在硬件方面,選用飛思卡爾16位單片機(jī)MC9S12XS128作為主控芯片,根據(jù)其與外圍設(shè)備接口的需要,設(shè)計(jì)了單片機(jī)最小系統(tǒng)電路、信號處理電路、電磁閥驅(qū)動

3、電路、電源管理以及CAN通訊等電路。在軟件方面,通過深入分析發(fā)動機(jī)實(shí)際使用情況,將發(fā)動機(jī)分為了幾種不同的工況以及不同的多次噴射組合,針對不同的工況及噴射組合,設(shè)計(jì)了不同的控制策略并用C語言進(jìn)行編譯。通過模塊化編程,完成了各個功能模塊程序的初始化、程序調(diào)度以及各個功能模塊的應(yīng)用程序。
　　在自制設(shè)備“發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)綜合試驗(yàn)臺”上進(jìn)行了部分模擬實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)包括了各路信號的采集和處理、噴嘴驅(qū)動能力測試、不同轉(zhuǎn)速多次噴射組合轉(zhuǎn)換以及噴射時序

4、等。通過模擬實(shí)驗(yàn)可以知道,通過升壓模塊處理后,12V的輸入電壓可以較穩(wěn)定的升到80V左右,并且噴油嘴在高壓驅(qū)動下,電磁閥響應(yīng)時間明顯縮短。控制器能夠準(zhǔn)確的捕捉發(fā)動機(jī)信號,并通過軟硬件處理可以很好的被控制系統(tǒng)所接收。發(fā)動機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下,能夠?qū)崿F(xiàn)不同的多次噴射組合的切換,發(fā)動機(jī)在轉(zhuǎn)速為800r/min時,噴油嘴執(zhí)行預(yù)主兩次噴射模式;在轉(zhuǎn)速為1000r/min時,噴油嘴執(zhí)行預(yù)主后三次噴射模式;在1500r/min時,噴油嘴執(zhí)行主后兩次噴射噴