天然气发动机起动点火能量控制策略

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1、第6期(总第191期)车用发动机No．6(SerialNo．191)2010年l2月VEHICLEENGINEDec．2010天然气发动机起动点火能量控制策略王道静，张红光，王欣，韩雪娇，孙晓娜(北京工业大学环境与能源工程学院，北京100124)摘要：通过测量点火线圈初级回路的电流，确定初级回路的最佳闭合时间。为了有效提高点火系统的可靠性，提高点火能量，在发动机转速低于600r／rain时，采用了压缩上止点前多次点火策略。参照SAEJ9731999标准，采用稳压管串作为模拟负载，实现了点火能量的量化测

2、试。为了确保多次点火的能量在压缩上止点前充分释放，调整了多次点火时的脉冲信号间隔。试验结果表明，初级线圈闭合时间为6ms时，初级断开电流不再继续增大，储能接近饱和；采用多次点火策略时，脉冲信号间隔为1．28Ins，可以保证多次点火的能量都在压缩上止点前充分释放。关键词：天然气发动机；点火能量；点火线圈；控制策略中图分类号：TK413．9文献标志码：B文章编号：1O012222(2010)06—008303天然气以其丰富的资源、良好的经济性和排放探头，低压探头采用TekP6139A，所有探头接在数性，成

3、为最具竞争力的发动机代用燃料之一_】]。由字示波器TPO4104上。于天然气的点火能量较高，燃烧速度较慢，发动机在起动过程中表现为起动困难、排放差。因此，在天然气发动机起动过程中，有效控制点火能量，对于提高发动机点火系统的可靠性、降低污染物排放、减少能源的浪费具有积极意义。1试验系统原机为JI465Q5汽油机，该机为4行程、直列41信号发生器；2一PC机；3点火模块；4点火线缸、水冷、顶置凸轮轴、闭环多点燃油喷射，结构简圈；5-高压二极管；6-稳压管串；7-采样电阻；8-单，性能优良。以此为基础改装成

4、天然气发动机，自低压探头；9-高压探头；1O一电流探头；n一电源主开发了多片式ECU，怠速、喷气、点火分别由单独图1试验系统结构图的单片机进行控制。采用信号发生器为点火模块提点火模块以信号发生器产生的方波信号为基供转速信号，使点火能量的测试可以脱离发动机台准，计算点火线圈初级回路的闭合时间和点火提前架试验。角，输出点火控制信号；通过点火线圈初级回路的通试验系统的结构见图1。系统包括信号发生断，控制点火时刻能量。点火线圈次级回路输出的器、车载12V电源、点火模块、点火线圈、模拟负载能量消耗在稳压管串上。

5、通过对初级回路的电流测以及电流探头、低压探头、高压探头和数字示波器。量，以确定初级线圈的最佳闭合时间；通过对次级回信号发生器采用GWINSTEKSFG-2104，车载电路电压和电流的测量进行积分运算，可以得到消耗源采用12V，60Ah，348A(SAE)蓄电池，点火控在模拟负载上能量的量化值。制模块自主开发，点火线圈采用C6185(原厂代码：2点火模块BoSCH0221502007)，模拟负载采用SAEJ973—1999标准推荐的稳压管串模拟负载，电流探头采用选用AVRATmega8单片机作为点火模块

6、的某公司定做的探头，高压探头采用OIDP-50差分MCU，它是高性能、低功耗的8位AVR处理器。收稿日期：2010—05—07；修回日期：2010—10—11基金项目：教育部留学回国人员科研启动基金(32310790200801)；北京市留学人员科技活动择优资助项目(38005015200701)；北京市教委科研计划项目(JC310790200901))；北京工业大学研究生科技基金资助项目(ykj一2009—2348)作者简介：王道静(1983)，男，硕士，主要研究方向为发动机电控；djwang838

7、9@163．eom。·84·车用发动机2010年第6期MCU中的3个计数器分别为计数器0、计数器l和产生很强的磁场，铁芯储存了磁场能；当初级回路断计数器2。计数器1用来捕获输入的发动机转速信开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈感应出高号(曲轴位置信号，本研究用信号发生器产生的方波电压，击穿火花塞间隙。初级电流随控制信号的变信号模拟)，而且在捕获中断子程序中，还可以提供化如式(1)所示。开始点火的基准信号。计数器0负责记录从基准信rO<￡a号到初级线圈开始闭合这段时间，计数器2负责记lex

8、级线圈闭合时间。当计数器2进入溢出中断后，关闭计数器2，输出点火脉冲信号。串行US—fIbtb