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《长安大学》 2010年
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电控汽油/CNG两用燃料发动机故障模拟试验及诊断研究

袁华智  
【摘要】: 能源危机、排放法规日益严格和温室气体效应,系当今世界环境方面的三大矛盾聚焦点。为缓解矛盾,促进人类社会和谐发展,各个国家纷纷制定应对策略,这些措施在汽车领域的表现为发展汽车新技术和寻求替代燃料。天然气作为新型汽车代用燃料,因其藏量丰富、节能环保、价格便宜、使用灵活、经济安全,被重点推广使用;伴随着政府政策的大力扶持,天然气汽车大范围的使用,再加上电子控制技术以及汽车技术快速的更新换代,天然气发动机的故障诊断变得愈加困难,这一现象在诸如中国的广大发展中国家表现的更为突出,因而对发动机的故障机理以及诊断方法研究显得非常必要和迫切。 在陕西省交通科技项目的资助和支持下,本文以三菱4G15S型电控汽油/CNG两用燃料发动机为研究对象,系统介绍了天然气发动机的分类、燃气系统的结构组成和工作原理以及燃气系统相关传感器和执行器组件的信号特点,剖析了燃气系统可能发生的常见故障。以台架试验以及排放分析法为基础;以研华PCI-1712采集卡、信号前端处理电路、信号丢失电路以及原机/模拟信号切换电路等为硬件;以LabVIEW软件为技术支持设计了电控汽油/CNG两用燃料发动机燃气系统故障模拟系统,分析了相关传感器(如进气压力传感器、燃气喷射压力传感器、氧传感器等)故障和执行器(如减压器组件、燃料转换装置等)故障对发动机燃气状态下的动力性、经济性以及各项排放指标的影响,取得了预期的效果。所设计的故障模拟系统可以实时再现故障,为研究天然气发动机故障机理提供了平台,并且具有较好的通用性。 在发动机故障模拟试验的基础上,运用人工神经网络基本原理和MATLAB软件,建立了天然气发动机故障诊断模型,并进行了验证,具有广泛适应性。 因天然气汽车的推广和发动机电喷技术的发展,天然气发动机故障诊断是一项全新的课题。总体来说,本文的创新点主要体现在: (1)系统地阐述了电控汽油/CNG两用燃料发动机燃气系统的组成、结构以及功用,首次在发动机台架上完成了燃气系统相关故障模拟试验,分析了燃气系统相关传感器、执行器的故障对发动机各项性能的影响,总结得出其规律; (2)将两用燃料发动机试验技术、虚拟技术以及控制理论有机结合,设计出电控汽油/CNG两用燃料发动机故障模拟系统,为天然气发动机的故障诊断提供了一种新方法; (3)将人工神经网络(BP神经网络和模糊神经网络)引入到天然气发动机的故障诊断的建模仿真中,拓宽了天然气发动机故障诊断的思路,具有一定的借鉴意义; (4)在天然气发动机故障诊断软件中,加入专家系统思想和人工智能技术,所开发的故障诊断软件具有一定的实用价值。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U472

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李阳阳;袁华智;蹇小平;;电控汽油/CNG两用燃料发动机氧传感器故障模拟试验[J];河北工业科技;2013年03期
2 董强柱;袁华智;蹇小平;李阳阳;焦生杰;;天然气发动机氧传感器故障模拟试验[J];交通运输工程学报;2013年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 袁荣棣;基于模型的压缩天然气发动机电控关键技术研究[D];重庆大学;2012年
2 葛文庆;一种大功率气体燃料发动机电控喷射装置的研究[D];南京理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 靖海国;船用双燃料发动机特性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 刘宣传;电控柴油机故障模拟系统的研究与试验分析[D];华南理工大学;2011年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 卫修明;张晓玲;;随动转向汽车前大灯定位控制研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2009年04期
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10 符保龙;;RBF网络在农业病虫害预测中的应用研究[J];安徽农业科学;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 苏建雷;王宁;姚翔;;城市生态功能保护区规划理论及措施[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
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5 李琨;王晓东;刘会景;张云生;苗琦;;瓦斯“冒大数”及其神经网络滤波器的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 陈小飞;吉莉;刘昆;;基于自适应线性神经网络的磁悬浮飞轮控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 田艳兵;;BP算法和PSO算法在神经网络中的研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 王新宇;孙冠;韩冬;张婷;;基于一种改进神经网络的数据手套手势识别[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 何平;潘国峰;李琳;夏克文;赵红东;;基于LS-SVR的压力传感器温度补偿[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 王春林;;灰熔点预测建模研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 罗清林;抗强振动干扰数字涡街流量计信号处理方法研究与低功耗实现[D];合肥工业大学;2010年
7 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
8 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
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10 周子冠;电网多数据源在线诊断方法研究[D];中国电力科学研究院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
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3 王岩庆;高校用水计量与远程抄表管理系统的设计[D];山东科技大学;2010年
4 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年
5 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
6 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
7 李安新;BP神经网络研究与硬件实现[D];山东科技大学;2010年
8 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
9 姜波;挠性驱动盘疲劳试验台的研制[D];长春理工大学;2010年
10 李娜;基于神经网络的非线性系统H_∞控制[D];广西师范学院;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张纪鹏,高青,孙济美,郝利君;天然气/柴油双燃料发动机排放的影响因素[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);2000年02期
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3 王煜;刘建华;胡准庆;单冲;;低热值混合气体燃料发动机开发研究[J];北京汽车;2008年03期
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8 李世豪;顾建国;;发展天然气客车,共创绿色公交[J];城市车辆;2006年05期
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中国重要报纸全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓义斌;基于冷却液温度MAP的天然气发动机电控冷却系统研究[D];华中科技大学;2011年
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4 邵千钧 ;电控LPG发动机及其缸内直接喷射技术的研究[D];浙江大学;2003年
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8 邹博文;基于模型的汽油机空燃比控制技术研究[D];浙江大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 单冲;低热值气体燃料发动机的试验研究[D];北京交通大学;2011年
2 李阳阳;电控汽油/CNG两用燃料发动机传感器故障模拟系统研究[D];长安大学;2011年
3 范冰;气体燃料发动机控制系统开发[D];华南理工大学;2011年
4 黄豪中;利用谐振进气系统改善车用柴油机性能的研究[D];广西大学;2002年
5 赵俊华;LPG/柴油双燃料发动机燃烧和排放特性的研究[D];合肥工业大学;2002年
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8 廖均智;电控汽油—压缩天然气(CNG)两用燃料发动机动力性恢复研究[D];长安大学;2005年
9 吴家兵;CNG/柴油双燃料发动机热负荷的实验研究及其数值仿真[D];武汉理工大学;2006年
10 尹晓青;135型柴油机气门定时及升程的电控技术研究[D];武汉理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 常思勤;李波;林树森;;一种高功率密度的二自由度电磁执行器[J];电机与控制学报;2014年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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4 任川;船用天然气—柴油双燃料发动机性能数值研究[D];大连海事大学;2013年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 葛召炎;汽车发动机的变结构控制和智能控制方法研究[D];湖南大学;2003年
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6 杨世春;基于模型的LPG单一燃料发动机电控系统的研究[D];吉林大学;2004年
7 李志军;吸附还原净化准均质稀燃汽油机氮氧化物排放实验研究[D];天津大学;2004年
8 窦慧莉;电控喷射稀燃天然气发动机的关键技术研究[D];吉林大学;2006年
9 张德福;低散热压缩着火天然气发动机燃烧过程的试验研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锋;预燃室式火花点火LPG发动机试验研究[D];大连理工大学;2002年
2 陈华;发动机燃油单点喷射电子控制系统研究[D];四川大学;2002年
3 金锋;柴油/CNG双燃料电子控制系统研究[D];武汉理工大学;2003年
4 林秀霞;LPG发动机空燃比控制器的研究[D];福建农林大学;2003年
5 田龙;柴油机改天然气单燃料发动机应用研究[D];重庆大学;2003年
6 戴彤焱;双燃料汽车ECU控制参数在线调试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
7 王向东;电控发动机故障模拟试验台设计及试验分析[D];长安大学;2003年
8 吴月余;便携式汽车制动系综合测试系统的研究[D];重庆大学;2003年
9 游伏兵;LNG“老化”及其对发动机性能影响研究[D];武汉理工大学;2004年
10 王雷杰;陀螺仪—全球定位的汽车组合导航算法的研究[D];吉林大学;2004年
【相似文献】
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1 颜桂东;;汽车排放浅析[J];汽车与驾驶维修;1994年07期
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5 冯国胜;詹隽青;张伟;;轻型汽油车OBD部件检测系统开发[J];汽车工程;2008年07期
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9 卢冠忠;王幸宜;郭杨龙;;代用燃料车尾气和工业有机废气催化净化的研究进展[A];2001’全国机动车排气和工业废气催化治理学术研讨会论文集[C];2001年
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3 汪尚;新型柴油车受宠高油价时代[N];中国矿业报;2006年
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7 记者 袁涵;主城出租车将获燃油补贴[N];重庆日报;2006年
8 本报记者 管学军;技术革命背后的安全与节能[N];中国工业报;2005年
9 新华社记者 李安定;30年后,氢能源车将取代汽油车?[N];新华每日电讯;2003年
10 刘浦泉;欧Ⅲ排放标准汽油车催化转换器研制成功[N];大众科技报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵敏伟;Pd-CZ-Al_2O_3模型催化剂的动态储放氧与三效催化性能研究[D];天津大学;2008年
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7 张凡;甲醇汽油混合燃料发动机燃烧与排放特性研究[D];清华大学;2010年
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4 梁昱;汽油车催化转化器流场研究与结构优化设计[D];湖南大学;2003年
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7 李富香;高原地区CNG/汽油两用燃料汽车对比试验研究(海拔高度2000-3500m)[D];长安大学;2007年
8 戴颂;含水乙醇汽油对电喷汽油机性能及燃烧特性的影响[D];昆明理工大学;2009年
9 张旭洲;基于OKP技术汽油HCCI发动机燃烧特性及负荷拓展的试验研究[D];上海交通大学;2012年
10 王令;深圳市机动车尾气的污染排放状况及对大气污染的影响研究[D];湘潭大学;2007年
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