電控汽油-CNG兩用燃料發(fā)動機故障模擬試驗及診斷研究.pdf

1、能源危機、排放法規(guī)日益嚴格和溫室氣體效應,系當今世界環(huán)境方面的三大矛盾聚焦點。為緩解矛盾,促進人類社會和諧發(fā)展,各個國家紛紛制定應對策略,這些措施在汽車領(lǐng)域的表現(xiàn)為發(fā)展汽車新技術(shù)和尋求替代燃料。天然氣作為新型汽車代用燃料,因其藏量豐富、節(jié)能環(huán)保、價格便宜、使用靈活、經(jīng)濟安全,被重點推廣使用；伴隨著政府政策的大力扶持,天然氣汽車大范圍的使用,再加上電子控制技術(shù)以及汽車技術(shù)快速的更新?lián)Q代,天然氣發(fā)動機的故障診斷變得愈加困難,這一現(xiàn)象在諸如中

2、國的廣大發(fā)展中國家表現(xiàn)的更為突出,因而對發(fā)動機的故障機理以及診斷方法研究顯得非常必要和迫切。
　　 在陜西省交通科技項目的資助和支持下,本文以三菱4G15S型電控汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機為研究對象,系統(tǒng)介紹了天然氣發(fā)動機的分類、燃氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理以及燃氣系統(tǒng)相關(guān)傳感器和執(zhí)行器組件的信號特點,剖析了燃氣系統(tǒng)可能發(fā)生的常見故障。以臺架試驗以及排放分析法為基礎(chǔ)；以研華 PCI-1712采集卡、信號前端處理電路、信號丟失電路

3、以及原機/模擬信號切換電路等為硬件；以 LabVIEW軟件為技術(shù)支持設(shè)計了電控汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機燃氣系統(tǒng)故障模擬系統(tǒng),分析了相關(guān)傳感器(如進氣壓力傳感器、燃氣噴射壓力傳感器、氧傳感器等)故障和執(zhí)行器(如減壓器組件、燃料轉(zhuǎn)換裝置等)故障對發(fā)動機燃氣狀態(tài)下的動力性、經(jīng)濟性以及各項排放指標的影響,取得了預期的效果。所設(shè)計的故障模擬系統(tǒng)可以實時再現(xiàn)故障,為研究天然氣發(fā)動機故障機理提供了平臺,并且具有較好的通用性。
　　 在發(fā)動機

4、故障模擬試驗的基礎(chǔ)上,運用人工神經(jīng)網(wǎng)絡基本原理和 MATLAB軟件,建立了天然氣發(fā)動機故障診斷模型,并進行了驗證,具有廣泛適應性。
　　 因天然氣汽車的推廣和發(fā)動機電噴技術(shù)的發(fā)展,天然氣發(fā)動機故障診斷是一項全新的課題?？傮w來說,本文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在:
　　 (1)系統(tǒng)地闡述了電控汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機燃氣系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)以及功用,首次在發(fā)動機臺架上完成了燃氣系統(tǒng)相關(guān)故障模擬試驗,分析了燃氣系統(tǒng)相關(guān)傳感器、執(zhí)行器的故

5、障對發(fā)動機各項性能的影響,總結(jié)得出其規(guī)律；
　　 (2)將兩用燃料發(fā)動機試驗技術(shù)、虛擬技術(shù)以及控制理論有機結(jié)合,設(shè)計出電控汽油/CNG兩用燃料發(fā)動機故障模擬系統(tǒng),為天然氣發(fā)動機的故障診斷提供了一種新方法；
　　 (3)將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(BP神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡)引入到天然氣發(fā)動機的故障診斷的建模仿真中,拓寬了天然氣發(fā)動機故障診斷的思路,具有一定的借鑒意義；
　　 (4)在天然氣發(fā)動機故障診斷軟件中,加入專家系統(tǒng)思