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《浙江大学》 2003年
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电控LPG发动机及其缸内直接喷射技术的研究

邵千钧   
【摘要】: 本文利用电控喷射技术对LPG发动机进行改造和优化,对比研究缸内直接喷射、进气道液态喷射和气态喷射的发动机性能,并对空燃比、点火提前角和喷射时刻等控制参数进行优化和标定。将汽油缸内直接喷射技术(GDI)用于LPG发动机,以根本解决其动力性下降的缺点,并进一步提高燃料经济性和排放水平,满足现代车用发动机的要求。 本文涉及以下研究内容和相关研究结论。 研究了多种燃料供应方式下的燃料供应系统,其中缸内喷射系统创造性地采用液压增压方式,其具备燃料适应性广、喷射压力可调(2~12MPa)、压力波动小、密封性好等优点。研究了由电控阀和柴油机喷嘴构成的用于缸内直接喷射的组合式电控喷射器,并成功地用于实验。对缸内喷射时LPG的喷雾特性进行了研究,计算结果表明3MPa左右的压力可满足LPG缸内喷射的雾化要求。 对发动机的控制策略进行研究,首次将小脑模型神经网络(CMAC)用于电控LPG发动机的优化控制,研究分析其用于空燃比控制和点火提前角控制的基本方法。通过基于CMAC的空燃比和点火提前角控制进行怠速稳定性控制的实验,结果显示能提高怠速稳定性。 完成了电控喷射系统的ECU、传感器变送电路、喷射与点火驱动电路等软硬件设计,提出了双芯片的ECU硬件结构,并采用共用RAM的方式,提高了系统的实时性和抗干扰能力。 研究开发了具有显著特色的基于ECU的高能多次点火系统,并将其用于LPG发动机。通过实验研究了多次点火、点火提前角对LPG发动机性能的影响,及点火提前角的优化标定方法。实验结果表明多次点火能改善HC、CO排放,对NO_x影响不大,同时提高了怠速稳定性和点火可靠性。 研究了LPG发动机的电控开发系统,集数据采集、标定和优化于一体,达到智能化和柔性化的目标,能提高ECU开发效率并降低开发成本。 对比研究了不同条件下的LPG发动机性能及空燃比、点火提前角和喷射时刻等因素对发动机性能的影响。电控液态进气道喷射和缸内喷射在动力性上优于原机,并具有低污染物排放的优点。气态喷射的HC和CO排放量最低、进气道喷射次之,而缸内喷射略高。
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