电控燃油喷射系统不能改变喷油器脉宽是什么原因导致的?

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1、10.04.2021,整理课件,汽车发动机电控技术,第 1 章 汽车发动机电控技术概述,10.04.2021,整理课件,第1章 汽车发动机电控技术概述,教学目标,了解汽车电控技术的形成与发展;,了解汽车发动机电控系统的特点;,掌握汽油发动机电控燃油喷射系统的组成;,掌握汽油发动机电控燃油喷射系统的控制功能。,10.04.2021,整理课件,教学内容,电控发动机的特点;,电控燃油喷射系统的组成;,电控燃油喷射系统的控制功能。,10.04.2021,整理课件,教学重点与难点,汽车电控技术的特点、组成、控制功能。,教学方法,讲授、课件,教学时数,1学时,10.04.2021,整理课件,1.1.1

2、车电子化发展简介 1.汽车电子发展的第一阶段 20世纪50年代-20世纪70年代 2.汽车电子发展的第二阶段 20世纪70年代末-20世纪90年代中期 3.汽车电子发展的第三阶段 20世纪90年代中期-至今 4.未来汽车的技术发展方向 智能化、集成化、人性化与节能化。,1.1 汽车发动机电控技术的形成与发展,10.04.2021,整理课件,1.1.2 汽油发动机电控技术简介 1.电控技术简介 发动机上的电控技术主要包括四大系统: 发动机进气控制系统; 供油系统; 点火系统; 辅助控制系统。,10.04.2021,整理课件,2.电控发动机的优点 混合气的分配均匀性好 任何工况下都能获得精确的可燃

3、混合气浓度 加速性能好 良好的起动性能和减速减油或断油 充气效率高,10.04.2021,整理课件,1.2 汽油发动机电控系统的组成与控制功能,汽油发动机电控系统的组成,10.04.2021,整理课件,进气系统功用 为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气,并测量出进入 汽缸的空气量。 燃油供给系统功用 为发动机提供可燃烧的汽油,在ECU获得了空气流量传感 器的信号之后,系统对进入汽缸内的空气量就已经知道,在其他 传感器(冷却液温度传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感 器)的帮助下,ECU判断出发动机当前的工况,从而做出油的分 配,控制相应喷油器打开的时间的长短,常称为喷油脉宽,从 而,控制了

4、发动机汽缸内的空燃比,也就控制了发动机的排放。,汽油发动机电控系统的控制功能,10.04.2021,整理课件,点火系统的功用 在汽缸需要工作的时刻,点燃汽缸内的可燃混合气。 控制系统的作用 相当于发动机的灵魂,没有控制系统(供气、供油、点火、 起动、怠速)等等系统都将无法正常工作,也无从谈起,其主 要功能在ECU中实现。,汽油发动机电控系统的控制功能,10.04.2021,整理课件,本 章 小 结 汽车电子化的发展过程、汽车发动机电控技术的发展过程和汽油发动机电控系统的组成与控制功能。 进气系统、燃油供给系统、点火控制系统和辅助电子控制系统四个子系统组成。,10.04.2021,整理课件,复 习 思 考 题,1. 汽车电子化发展经历了几个阶段? 2. 汽车今后的技术发展方向是什么? 3. 简述电控发动机中应用的技术。 4. 汽油发动机电控系统是由哪些部分组成的? 5. 简述进气系统的功用与组成。 6. 简述燃油供给系统的功用。 7. 简述点火控制系统的功用。,10.04.2021,整理课件,谢谢大家!,

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电控单体泵燃油系统以其高喷射压力、对现有发动机改动小、良好的油品适应性、优良的系统可靠性等优点成为大功率柴油机的理想选择之一。电控单体泵供油系统的稳定性与一致性直接影响多缸柴油机各缸工作状态的一致性。本论文以电控单体泵供油系统稳定性和一致性为主线,采用试验、仿真分析及理论分析相结合的手段,开展了电控单体泵供油特性、喷油量循环变动、高低压油路特性参数对单体泵稳定性的影响、多缸供油系统供油不一致的优化等研究。 本文首先搭建了油泵试验台架和建立了电控单体泵供油系统仿真模型,利用油泵试验台得出了电控单体泵供油系统循环喷油量和峰值压力随转速和喷油脉宽的变化规律,研究了电控单体泵喷油量循环变动,并分析了高速小脉宽喷油量循环变动较大的原因。 然后,进行了喷油器启喷压力、高压油管直径、低压油路供油压力对电控单体泵供油系统供油稳定性的影响研究,结果表明低速时启喷压力主要通过影响喷油器针阀运动和油压波动的稳定性而影响循环喷油量,高速主要通过影响有效喷油脉宽而影响循环喷油量,启喷压力的变化对循环喷油量的影响程度随着喷油脉宽的增加而逐渐减小;随高压油管直径的增大,高压油管直径的变化对峰值压力的影响程度逐渐减小并趋于不变,对循环喷油量的影响程度呈现先减小再增加的趋势;各转速所需要的保证柱塞腔稳定充油的低压供油压力随着转速的增加越来越高,低压供油压力的变化对峰值压力的影响程度随着转速的增加而逐渐增加,随着脉宽的增加而逐渐减小。 最后,利用仿真模型研究了多缸供油系统供油不一致性的产生原因,多缸供油不一致性的变化规律,优化了低压油路直径,结果表明多缸电控单体泵供油系统由于多缸不断的充油放油过程会导致低压油路的波动以及每缸充油时燃油状态的不一致;转速一定时随着喷油脉宽的增加各缸峰值压力不一致程度越来越小;随着低压油路油管直径的增加,各缸的峰值压力和循环油量不一致程度呈现先迅速减小后缓慢减小的趋势,低压油管油压的波动幅度呈越来越小的趋势

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一种基于组态软件与PLC的电控喷油器的检测台

  电控喷油器是汽油机电控喷射系统中的核心部件之一,其性能直接影响到发动机的经济性、动力性和排放性。电控喷油器的性能是决定电控系统设计的重要因素,直接影响燃油控制单元的精确性。为了进一步研究汽油机电控技术,也为了适应喷油器的批量生产的需要和发展,就需要研究和开发能够评价和测试电控喷油器特性的装置和设备。

  世界各发达国家的油泵油嘴行业已基本淘汰了用人工来判别喷油器好坏的方法,而代之以性能实验台来进行全自动检测,测量准确、精度高、测量条件一致性好,全部参数定量表示、严格且可靠,无需人工干预、效率高,并定性定量判别喷油器好坏。他们都拥有了全自动性能试验台,这为其新的汽油机控制系统的开发和为其产品在全世界通行提供了可靠的保证,但其技术对发展中国家是严格控制的。目前,国内油泵油嘴行业普遍采用人工方法,用眼看、耳听、手摸的方法来判别喷油器的好坏,劳动强度大,工作条件差,个人的经验和劳动态度占了很大比重,因此主观性强,产品的质量得不到严格保证。本文设计了一种基于组态软件与PLC的电控喷油器的检测台。此设计不同于传统的单片机检测台,具有可靠性高、稳定性好等优点。

  整个检测系统由如图1所示的上位机、下位机(PLC)、6个电控喷油器、油泵、电磁阀等部分组成。上位机的组态软件(MCGS)通过串口同步通信的方式(RS 232/RS 485)与PLC进行通信,并监控的所有的存储器、控制器及I/O接口的状态,以变量值的形式传输到计算机上,供上位机使用、处理。

  MCGS即监视与控制通用系统,是一套32位工控组态软件,集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身,并支持国内外众多数据采集与输出设备,是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件,具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的特点。MCGS工控组态软件的功能和特点可归纳为:概念简单,易于理解和使用;功能齐全,便于方案设计;实时性与并行处理;设立设备工具箱,针对外部设备的特征,用户从中选择某种构件,设置于设备窗口内,赋予相关的属性,建立系统与外部设备的连接关系,即可实现对该种设备的驱动和控制;面向窗口的设计方法,增加了可视性和可操作性;利用丰富的动画组态功能,快速构造各种复杂生动的动态画面;引入运行策略的概念;支持OLEAutomation技术。

  运行时,MCGS通过对现场实时数据的采集、处理,并以动画显示流程控制、报警处理和报表输出等方式,方便工作人员进行现场操作。

  S7-200是西门子公司开发的小型PLC,适用于各行各业,实现各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的功能强大,无论在独立运行中,还是相连成网络皆能实现复杂控制功能。 

3 上位机的软件设计

  3.1控制界面的设计

  整个系统的总体控制界面如图2所示:

  在图2中,对现场检测台的各喷油器的工作状况,油泵的工作状况,灯光的开启与否等进行模拟及监控。若用户按下自动按钮时,将出现下面的自动检测控制界面,如图3所示。

  在自动检测中,自动程序选择栏中的编号1,2,3,4,5,6对应的是预先编好的检测程序,用户根据不同类型的喷油器的不同的检测需要,对6种不同的检测方案进行选择,选择后再按下自动键,检测台将会按照用户选择的编号依次对喷油器执行相应的检测。若在检测过程中,按下了暂停键,检测将会被中断,再次按下暂停键,检测将从刚才中断处开始继续对喷油器进行检测;如果按下了停止键,检测将停止,对检测台相关的控制进行复位。

  一般情况下,对喷油器进行自动检测即可满足喷油器的所有检测要求.但有时仍会需要进行特别的检测,此时可在图2的界面上按下手动键。将会出现如图4的手动检测界面。

  在手动检测中,用户先输入需要检测的相关参数如次数、周期、脉宽。再按手动键,检测台将根据用户的要求进行检测。如果需要使喷油器常开,进行常喷检测,则在时间对应的输入框内输入所需的持续检测时间,然后按常喷键即可。手动检测界面中的暂停和停止按件的功能与自动检测界面的相同。

  在设备窗口中,通过设备工具箱,选择父设备为通用串口父设备,选择西门子一S7-200PPI为子设备,并在设备属性窗口中分别对串口的相关参数及PIC的内部相关元器件进行选择和设置,在通道连接窗口中进行PLC元器件与变量的匹配。保存设备窗口完成组态软件对PLC设备的组态。

4 下位机的程序设计

  下位机(PLC)负责接收组态软件发送的指令,对检测台进行相关的控制,如进行高速脉冲输出,计算脉冲个数,回油阀的开启关闭等。系统程序分为3部分:主程序、子程序、中断程序。下面是部分主要程序的代码:

  //油泵PwM波控制程序

  ∥观察及回油子程序

  本系统在实际应用中,体现出抗干扰能力强、稳定性好的优点。避免了在传统的单片机检测系统中常出现的电磁阀干扰使检测结果可信度降低的现象。对于新开发的喷油器,只要根据不同的性能要求修改程序,且无需对程序进行过多地测试即可迅速投入使用,有利于新型喷油器的开发。同时,只要添加I/O模块即可实现多台检测台同时进行检测,提高了生产率,也就提高了经济效益。

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