可视化缸内直喷气体机燃气喷射控制系统设计.pdf

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1、第33卷第4期2016年8月内燃机与动力装置I．c．E&PowerplantV01．33No．4Aug．2016【设计开发】可视化缸内直喷气体机燃气喷射控制系统设计赵盛晋1，纪少波1。廉静1，徐怀民1。许伯彦2，刘宝龙2(1．山东大学能源与动力工程学院，山东济南250061；2．山东建筑大学机电工程学院，山东济南250101)摘要：通过可视化手段研究缸内混合气的形成，对发动机燃烧和排放的研究有着重要的借鉴意义。本文为一台可视化缸内直喷气体机开发了高压燃气喷射系统，系统包括传感器、上位机软件、下位机喷射控制板及燃气喷射阀等部分。开发了喷射控制板的硬件电路

2、及软件程序，并通过试验对燃气喷射阀的控制进行了优化。在可视化发动机上进行试验研究，研究结果表明开发的系统满足研究需要。关键词：天然气发动机；缸内直喷；可视化；燃气喷射控制系统中图分类号：TK434．6文献标志码：A文章编号：1673—6397(2016)04-0013—06DevelopmentofInjectionSystemforVisualizedDirectInjectionGasEngineZHAOSheng-jinl，jIShao-b01，LIANJin91，XUHuai-minl，XUBo-yan2，LIUBao-lon92(1．Scho

3、olofEnergyandPowerEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，China；2．SchoolofMechanicalandEngineering，ShandongJianzhuUniversity，Jinan250101，China)Abstract：Formationofmixedgasincylinderhasimportantinfluenceonenginecombustionandemission．Inthispaper，ahighpressuregasinjectioncontrol

4、systemwasdevelopedfordirectinjec-tiongasengine．Thesystemincludedsensors，hostcomputerandslavecomputer，gasinjectionvalvepartandSOon．Thehardwarecircuitandsoftwareprogramofthesystemweredevelopedinthispa-per．Thecontrolparametersofthegasinjectionvalvewereoptimizedthroughexperiments．Th

5、eex’perimentalstudywascarriedoutusingthevisualengine，andtheresultsshowedthatthedevelopedsystemcouldmeettheneedsoftheresearch．KeyWords：NaturalGasEngine；GasDirectInjection；Visualization；GasInjectionControlSys-tern引言由于天然气丰富的储量及良好的排放性能，天然气发动机得到越来越广泛的应用¨1。天然气高压直接喷射到缸内与新鲜空气混合形成混合气，经火花

6、塞点燃或者其他方式引燃，从而进行燃烧过程。其中，混合气的形成过程对燃烧和排放有着至关重要的作用。因此，有必要研究高压燃气系统混合气的形成过程，从而合理的组织燃烧过程以及降低排放。天津大学的赵文峰等研究了缸内直喷CNG发动机控制系统，采用Irffineon公司XCl64CM芯片，根据发动机的转速和负荷实现了喷气脉宽和喷气时刻的控制心j。天津大学的刘娜等根据曲轴转速信号、行程判定信号、节气门开度信号和其他修正信号，查找相应的MAP图确定CNG喷射量、喷气定时基金项目：山东省自然科学基金项目(ZR2013EEQ026)，中国博士后基金项目(2015M5720

7、29)作者简介：赵胜晋(1992-)，男，山东无棣人，硕士研究生，主要研究方向为气体机工作过程。收稿日期：2016-07-07内燃机与动力装置2016年8月实现对喷气的精确控制旧o。在发动机可视化方面P．Ouelette和P．CtHillHJ、黄佐华∞o以及许伯彦‘6o等采用可视化手段对天然气喷射及混合气形成等开展了深入研究。进行气体机缸内可视化分析时，燃气喷射控制系统必不可少，鉴于此，我们开发了一套控制系统，并在一台可视化缸内直喷天然气发动机上进行试验研究。结果表明开发的系统能够满足研究需要，该系统可为缸内直喷天然气发动机缸内混合气形成提供研究基础条

8、件，具有一定的应用价值。1控制系统整体设计思路燃气喷射控制系统包括：曲轴及凸轮轴传感器、下位机