【摘 要】
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天然气/柴油双燃料发动机,有较大的压缩比,由柴油自燃来引燃天然气,能保证发动机良好性能。对于大功率双燃料发动机,电控技术是实现性能提升的主要手段。其良好的喷射系统控制是实现发动机功率、油耗等参数的关键技术。因此,研究天然气/柴油双燃料发动机喷射系统的精准控制,使其在不同的工况和模式下,能够实现燃料良好混合、不同燃烧模式切换以使综合性能最优,具有重要意义。而最佳的控制,意味着必须精准了解喷射系统高速
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天然气/柴油双燃料发动机,有较大的压缩比,由柴油自燃来引燃天然气,能保证发动机良好性能。对于大功率双燃料发动机,电控技术是实现性能提升的主要手段。其良好的喷射系统控制是实现发动机功率、油耗等参数的关键技术。因此,研究天然气/柴油双燃料发动机喷射系统的精准控制,使其在不同的工况和模式下,能够实现燃料良好混合、不同燃烧模式切换以使综合性能最优,具有重要意义。而最佳的控制,意味着必须精准了解喷射系统高速电磁阀的工作特性。高速电磁阀作为燃料供给系统的关键元件,其流量与响应速度之间存在难以调和的矛盾,对发动机的性能有重要影响。本文依托天然气/柴油双燃料发动机,通过对电磁阀工作过程进行动态建模与仿真,分析其对喷射量和喷射正时的影响。根据电磁阀的工作特点,进行驱动与控制优化,并设计控制系统。对控制系统的关键技术进行研究,优化电控燃油喷射系统的控制。本文具体的工作内容如下:（1）分析双燃料发动机喷射系统核心部件,即高速电磁阀的工作原理和性能要求,分析了电磁阀阀杆运动过程。根据阀杆运动的不同阶段,分析其能量的变化,并且就动态过程中的电、磁、机系统进行建模。（2）对所建立的电磁阀的动态模型进行仿真计算,在仔细分析了仿真结果的基础上,对电磁阀开启和关闭的控制过程进行了优化设计。（3）根据双燃料发动机的系统需求,进行了控制器的软硬件设计。绘制了电路原理图,包括MCU最小系统电路、喷射驱动控制电路、通信电路等。根据电磁阀的工作特点,设计底层驱动控制程序,实现对双燃料发动机的精准控制。（4）根据所设计的优化控制方法,对电磁阀进行开启和关闭特性实验,对关键控制参数进行验证,为多点电喷双燃料发动机性能提升提供了保障。通过本文的系统研究工作,结果表明:高速电磁阀工作过程受到电驱动力、阀杆动力学特性等多个因素的综合影响。本文通过分析电磁阀的动态特性,确定了最优的驱动控制方法,通过实验验证了驱动优化设计的可行性和精确性。所设计的控制系统功能模块驱动稳定、可靠,底层驱动程序满足设计要求,可移植性强,对多点电喷发动机控制系统的研发具有重要的参考意义。
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