压缩天然气发动机点火驱动的设计与研究.pdf

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1、第31卷第3期2010年6月内燃机工程ChineseInternalCombustionEngineEngineeringV01．31No．3June．2010文章编号：1000--0925(2010)03一0034一05压缩天然气发动机点火驱动的设计与研究宋君花，冒晓建，王都，唐航波，王俊席，卓斌(1-海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)310051DesignandResearchofIgnitionDriveforCompressedNaturalGasEngineSONGJun-hua，MAOXiao-jian，WANGDu，TANGHang-bo，WANGJun-xi

2、，ZHUOBin(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Acontrolsystemforthecompressednaturalgasenginebasedontechnologyofelectronicvoltageregulatorwasintroduced．InordertOcontroltheignitiontimingandenergyprecisely，ahighenergyignitionsystemwasdesignedandprovid

3、edforeachcylinder．Basedoncircuitsimulation，thecomponentofintelligentIGBTwasappliedinhardwaredesignofignitiondrivemodule．andbasedontimingprocessingunitof32bitmicroprocessor，ignitiontiming，ignitionadvanceangle，ignitionenergycanbecontrolledprecisely．Themethodsamendingignitiontimingandenergywerepresen

4、ted，speciallyaspeedcontrollingmethodbyadjustingignitionadvanceanglewasdesigned．TheECUandtheignitiondrivemodulehavebeenappliedinCNGenginebenchtestsuccessfully，theresultsshowthathardwareandsoftwareofignitionmoduleworknormally．摘要：介绍了基于电控调压器技术的压缩天然气发动机电控系统。为了实现点火正时和点火能量的精确控制，设计了单缸高能点火驱动系统。基于电路仿真的方法，采用

5、智能IGBT元件简化了点火驱动硬件电路设计。基于32位微控制器的TPU时间处理单元，可以精确实现点火正时的控制、点火提前角的控制及点火能量的控制，软件设计了点火正时和能量的修正方法。另外设计了用点火提前角进行调速的方法。开发的CNG发动机ECU及相应的点火驱动模块，已经成功应用于CNG发动机台架试验。试验结果表明：点火驱动硬件工作正常可靠，可以精确控制点火正时和点火能量，通过调整点火提前角可以实现怠速中调速的效果。关键词：内燃机；压缩天然气发动机；电控单元；点火驱动；电路仿真；点火能量；点火正时Keywords：ICengine；compressednaturalgasengine；ele

6、ctroniccontrolunit；ignitiondrive；circuitsimulation；ignitionenergy；ignitiontiming中图分类号：TK464文献标识码：A0概述随着石油能源日益紧张以及排放法规的不断严格，围绕降低能耗和减少有害排放，世界各国都在积极开发新能源，寻找代用燃料。在各种代用燃料中，天然气的储量特别丰富，其主要成分甲烷(CH。)辛烷值高，抗爆性能好，常温下为气体，和空气混合均匀，可大嘱度提高发动机的动力性和经济性，同时降低发动机排放。采用电子控制燃气供给、稀薄燃烧控制、电子控制增压、高能电子点火等先进技术是天然气发动机技术的发展方向D’2]

7、，也是提高天然气发动机动力性和经济性、降低排放的必然途径。本文开发了一种基于电控调压器的压缩天然气发动机电控系统，开发了单缸高能独立点火驱动系统，实现了对混合气的点火正时和点火能量的控制。收稿日期：2008-10-22基金项目：国家“八六三”高技术研究发展计划项目(2006AAllAIA9)作者简介：宋君花(1982一)，女，博士生，主要研究方向为发动机电子控制，E-mail：songiunhua_203@163．gom