论文题目: 电控LPG发动机稀薄燃烧技术研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 郭辉
导师: 张振东
关键词: 液化石油气,电控喷射,稀薄燃烧,燃料经济性,排放
文献来源: 上海理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 能源结构的合理配置是社会健康发展的必要条件,而在我国,汽车每年约消耗我国汽油总产量的80%,柴油总产量的20%,因此汽车工业的能源消耗很大程度上决定了我国的能源结构。在全球范围内,世界能源消费总量始终保持增长趋势。因此,随着石油资源的日益枯竭,尽可能提高能源利用率已是我国重要的能源政策。同时,汽车尾气排放又是大气污染的主要来源之一,在大中型城市中,车辆尾气排放已经名列各类污染的首位,降低车辆排放、保护我们赖以生存的环境更是一个刻不容缓的问题。液化石油气(LPG)作为汽车发动机的代用燃料在降低排放污染和解决能源短缺等方面均具有巨大的优越性,各国政府和汽车研发机构都投入了大量的人力物力,并做出了相当大的成果。特别是近年来在大城市应用的比例逐渐加大,成为城市降低汽车尾气排放的首选方案之一。但是就燃烧优化而言,目前LPG气体燃料发动机尚未发挥其潜在的优势。一方面由于采用当量混合比附近的混合气工作,使热效率低,如果能以稀混合气工作,可以大幅提高循环热效率,降低燃料消耗率;另一方面,发动机排气中的有害成分与混合气的浓度有密切关系,当前LPG气体燃料发动机所使用的混合比正是排放高的范围,如果以稀的混合气工作,还可以得到更低的排放指标。因此,稀薄燃烧技术成为LPG气体发动机的一个重要研究方向。本文对电控LPG发动机的稀薄燃烧技术进行了研究。文章分析了LPG发动机的发展水平和现状,并在论述稀燃机理、分析稀限影响因素以及确定稀限判定方案之后,制取并优化了电控LPG稀燃发动机的稀燃控制MAP,利用发动机台架试验,与原LPG发动机在整机性能方面作了全面的对比与分析。本文主要内容包括:1.设计了电控LPG发动机稀燃控制系统的软硬件,该系统可对发动机的供气量、点火提前角进行实时控制和调节。2.利用所设计的控制系统,分析研究了电控LPG发动机的稀燃界限及其影响因素,并得到了电控LPG发动机稀燃系统的控制脉谱。3.从硬件和软件两方面对控制系统进行了抗干扰设计,解决了控制系统的干扰问题,并实现了控制系统的稳定运行。4.发动机台架实验结果表明,所设计的电控LPG稀燃发动机不但可以接近原机的动力性,还能具有出色的燃料经济性和排放特性。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 液化石油气汽车应用发展状况
1.1.1 LPG 燃料的物化特性
1.1.2 燃用LPG 的发动机特点
1.1.3 LPG 汽车的应用发展情况
1.1.4 我国的LPG 资源状况
1.2 稀薄燃烧技术
1.2.1 稀薄燃烧的技术优势
1.2.2 稀薄燃烧技术的研究状况
1.3 本文的主要工作内容
第二章 稀燃机理与控制系统的总体设计
2.1 稀薄燃烧概念及稀限影响因素
2.1.1 稀薄燃烧概念
2.1.2 稀限的影响因素分析
2.2 稀限判据的研究
2.2.1 直接测量法
2.2.2 间接测量法
2.2.3 稀限判据的确定
2.3 电控LPG 发动机稀燃控制系统
2.3.1 稀燃控制的基本思想
2.3.2 控制方式
2.3.3 总体结构
2.4 本章小结
第三章 电控LPG 稀燃发动机供气系统与高能点火系统的设计及研究
3.1 供气系统的设计
3.2 高能点火系统的设计
3.2.1 LPG 发动机对点火系统的要求
3.2.2 LPG 发动机点火系统的选型
3.2.3 高能点火系统的设计及匹配
3.3 本章小结
第四章 电控LPG 发动机稀燃MAP 的制取及优化
4.1 LPG 发动机试验参数的调整及优化
4.1.1 转速和负荷的调整
4.1.2 压缩比的调整
4.1.3 点火提前角的调整
4.1.4 火花塞间隙的调整
4.2 稀燃MAP 的制取和优化
4.2.1 发动机控制参数优化模型
4.2.2 数据处理
4.2.3 优化方法
4.3 本章小结
第五章 稀燃控制系统的设计
5.1 控制系统的硬件设计
5.1.1 控制单元的设计与匹配
5.1.2 传感器选型与前置通道接口电路设计
5.1.3 后置通道接口电路设计
5.2 控制系统的软件设计
5.2.1 主控程序
5.2.2 中断程序
5.2.3 子程序
5.2.4 功能模块
5.3 本章小结
第六章 控制系统干扰及抗干扰设计
6.1 概述
6.2 点燃式气体燃料发动机控制系统的干扰分析
6.2.1 本控制系统的干扰源
6.2.2 干扰传播到控制系统的途径
6.2.3 抗干扰设计的基本方法
6.3 控制系统中采取的抗干扰措施
6.3.1 电源布置
6.3.2 点火系统采用的抗干扰设计
6.3.3 气体供给控制系统采取的抗干扰设计
6.3.4 单片机输入输出通道抗干扰措施
6.4 本章小结
第七章 试验结果及分析
7.1 试验装置简介
7.1.1 发动机
7.1.2 试验仪器
7.2 试验结果及分析
7.2.1 转速对发动机稀限的影响
7.2.2 负荷对发动机稀限的影响
7.2.3 压缩比对发动机稀限的影响
7.2.4 点火提前角对发动机稀限的影响
7.2.5 火花塞间隙对发动机稀限的影响
7.2.6 发动机性能的分析比较
7.3 本章小结
第八章 全文总结与工作展望
8.1 研究工作总结
8.2 工作展望
参考文献
在读期间公开发表的论文和承担的科研项目
致谢
发布时间: 2007-12-29
参考文献
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