cng发动机电控系统设计

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1、西华大学硕士研究生学位论文CNG发动机电控系统设计摘要在能源危机和大气污染日益严峻的今天，压缩天然气(CompressedNaturalGas，简称CNG)作为一种清洁的代用燃料在发动机上得到广泛的应用。但传统的供燃系统不能实现对空燃比的精确控制，必须开发天然气电控系统，才能进一步达到节约能源，降低污染的目的。本文分析了使CNG发动机动力性能下降的原因，以及影响CNG发动机性能的主要因素——空燃比和点火提前角及点火能量对发动机动力性、经济性所带来的影响，提出了改善发动机动力性能的主要措施以及对发动机性能控制

2、的最佳方法一精确控制空燃比和点火提前角。而只有采用发动机电控才能实现空燃比与点火的最佳控制。针对电控天然气发动机的特点，提出了对汽油机的燃料供给系统、进气系统、点火系统、燃烧室进行改进的总体设计方案。根据这个方案，研制了适用于天然气发动机的电子控制单元(ECU)。该控制单元可根据发动机的不同工况，不同的环境状况，实现对天然气的空燃比、点火定时和点火能量的精确控制，从而提高发动机的综合性能，大幅度降低有害排放、提高动力性、降低燃油消耗率。CNG电控单元的设计参考了汽油机的电控单元的设计方案。该控制单元ECU，

3、采用Imel公司的十六位单片机80C196KB作为微处理器，对发动机采用集中控制方案。优化筛选出的8个非电量传感器信号、l路点火开关信号和l路蓄电池电压信号，经过信号的处理、光电隔离，输入ECU。ECU经过分析、查表、计算，在规定时刻输出控制信号实现对燃气喷射、点火的精确控制。该系统除可对发动机的空燃比和点火提前角的控制外，还可通过串口与上位机连接，通过二者之间的通讯，实现对ECU内部的参数进行自动标定的功能。系统的供气控制采用的是多点顺序喷射的方式。利用氧传感器在部分工况下实现闭环控制，可以将空燃比控制在

4、理论空燃比附近。在点火定时的控制上，则采用开环、分组点火的方式实现点火提前角和点火能量的控制。电窿系统采用的是传统的控制策略，在常用工况下，根据空气流量和转lI西华大学硕士研究生学位论文速确定基本空燃比和点火时刻，并根据各种参数进行修正，并在稳定工况下实现空燃比的闭环控制。由于天然气与空气的混合特性完全不同于汽油，本控制策略与传统汽油电控策略有较大区别。由于系统软件部分要用到许多经过优化后的标定参数，本文对这一取得标定参数的过程进行了介绍。内容涉及自动标定系统的构成、标定的步骤和标定数据的分析方法，从而阐明

5、了ECU中的数据的来源。关键词：CNG发动机、电控系统、空燃比、点火提前角耍竺查兰堡主翌塞生堂焦笙苎DesignofElectronicControlledSystemforCNGEngineAbstractToday,Energycrisisandairpollutionaregettingmollandmoleausterity．Asanalternativecleanfuel，CompressedNatomlGas(CNG)hasbeen州delyusedinengines．Butthetraditi

6、onalfuelsupplysystemofCNGenginecouldnotcontroltheAir-Fuelratiopreciselyyet．Therefore，"wemustdevelopelee订oniccontrolledsymemforCNGengineinordertosaveenergyandreducepollutionindeed．ThispaperanalyzethereasonwhythedynamicalperformanceofCNGenginedecreasedandthe

7、mostimportantfactorswhichaffectthedynamicalandtheeconomyperformanceoftheenginegreatly,OneistheAir-Fuelratio，theotheristheignitiontimingandignitionenergy．Thenputforwardthebestwaytoimprovetheen舀ne'sperformanceandthemethodtocon订oltheAir-Fuelratioandtheignitio

8、ntiming．Butonlyadopttheelectroniccontrolledsygemcallwedoitverywell．AccordingIothecharacteristicsofCNGengineandconditionsofourlaboratoryatpresent，rebuiltthefuel-supplysystem、air-supplysystem、ignitionsystemandc