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发动机燃油喷射标定系统的设计(附件)

2020-12-22 15:59编辑: www.jxszl.com景先生毕设
随着时代的进步,电控燃油喷射系统已经成为了现代汽车的主流技术,为了使电控汽油机获得良好的动力性、燃油经济性和排放问题,就需要对发动机燃油喷射系统进行标定。本文研习并借鉴国内外发动机标定工具的开发经验,通过调查和研究,深入的了解了发动机燃油喷射标定系统的组成部分。本文对发动机燃油喷射标定系统的软件部分进行了设计,分析了发动机转速、节气门开度、进气温度、缸体温度、大气压力和蓄电池电压等对喷油量的影响,软件实现了数据的采集、显示、修正和储存等功能。本文还进行了串行通信设计,能够实现上位机与下位机的通讯。关键词 燃油喷射,标定,labview,上位机目 录
1 绪论 1
1.1 发动机电控系统的发展 1
1.2 电控发动机标定技术简介 1
1.2.1 基本概念 1
1.2.2 标定系统的功能 2
1.2.3 电控发动机标定系统的研究现状 2
1.3 本文的主要研究工作 4
1.3.1 本课题研究步骤 4
1.3.2 本课题的主要研究内容 4
2 发动机测试参数 4
2.1 运行参数 5
2.2 喷油参数 6
3 上位机标定平台设计 7
3.1 虚拟仪器 7
3.1.1 虚拟仪器的特点 8
3.1.2 虚拟仪器的选择 8
3.2 标定平台的组成及实现的功能 9
3.2.1 标定平台的组成 9
3.2.2 标定平台实现的功能 10
3.2.3 程序分析 14
3.3 标定系统串行通信设计 16
3.3.1 数据通信基础 16
3.3.2 串口通信步骤 16
3.3.3 VISA串口的主要节点及其功能 17
3.3.4 上位机串行通信设计 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论
1.1 发动机电控系统的发展
随着人们对燃料消耗、废气排放和动
 

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通信基础 16
3.3.2 串口通信步骤 16
3.3.3 VISA串口的主要节点及其功能 17
3.3.4 上位机串行通信设计 18
结 论 20
致 谢 21
参 考 文 献 22
1 绪论
1.1 发动机电控系统的发展
随着人们对燃料消耗、废气排放和动力性能这几方面的不断重视,传统发动机已经不能满足人们的需求,另外加上电子技术和计算机技术的不断发展,发动机电子控制技术得到了快速的发展。
发动机电控系统最早用于飞机上,采用的是机械式控制方式。二战结束后,汽车喷射技术开始用于汽车上,但是由于成本高,技术难度大等局限性导致其无法普遍应用,只在一些高级轿车和赛车上面使用。
1967年,德国Bosch公司率先创造出性能比较完善的全电子汽油喷射系统,在70年代的时候开始在汽车上得到了普遍的使用,在当时率先达到了美国加州废气排放法规的要求,开创了汽油喷射系统电子控制的新时代。
基于电控喷射系统多方面的优点,美国在1990年就开始在汽车上全部采用电控燃油喷射系统。之后的几年里,日本和德国等欧洲国家也开始纷纷效仿。目前,美国出产的车子几乎百分之百的采用了电控燃油喷射系统,日本和欧洲的车子也基本上采用了这个电控汽油喷射的供油方式。
我国发动机电子控制技术起步较晚,但是在国家的大力支持下,近些年来的发展速度还是比较快的。在上世纪90年代末的桑塔纳,捷达王等都开始运用电子喷射系统。然而,国内的电控系统基本都是向国外公司或其在华企业购买,国产的系统基本没有市场。虽然国内的高校、企业和研究院等已经开始加深研究,但是要形成真正的产品化,占据一定的市场,还需要一定的时间。
1.2 电控发动机标定技术简介
1.2.1 基本概念
电控发动机的标定是根据发动机及整车的各项性能要求,如动力性、经济性和排放性等,调整、优化和确定电控系统软件的运行参数、控制参数和各种控制数学模型的整个过程。当一个电控系统与一个发动机相匹配时,能否使发动机获得最佳的动力性、经济性和排放性取决于电控系统是否有最佳的标定参数。这一取得最佳参数的过程称之为标定。
发动机电控系统主要由传感器、电控单元(ECU)和执行器组成。它是以发动机转速和负荷来反映发动机的实际工作情况,结合由试验得出的发动机各工况相对应的喷油量和喷油脉谱定时图来确定发动机的喷油量和喷油定时,再根据水温、油温、大气压力等来进行补偿,从而得到最佳的喷油量和喷油定时,再由执行器进行输出。
1.2.2 标定系统的功能
由于发动机在受到动力性能、经济性能和排放性能的制约下,很难持续保持在最佳状态下工作。标定系统主要是对许多的参数进行监测,再把这些数据进行一系列的试验,然后进行优化计算,最终得出最优的控制参数。标定系统具有以下的一些基本功能:
(1)上位机和ECU的双向通信。
上位机通过通信单元,控制ECU的工作。通过ECU完成数据采集、驱动喷油嘴、点火线圈工作。
(2)数据的存储、查询与显示
标定系统能够将发动机的状态参数和运行参数等以一定的形式保存下来,在需要的时候进行提取和运用
(3)试验数据处理
为了让发动机达到最佳状态,系统能够将试验的数据进行分析、比较和计算。
(4)MAP图的生成和存储
根据试验数据以及优化方法,系统将自动生成试验所需的MAP图,并将其以数据形式自动保存到标定系统的ECU中,或以文件形式保存到上位机中。
1.2.3 电控发动机标定系统的研究现状
发动机燃油喷射标定技术的发展与电控技术的进步是息息相关的。在发动机电控技术发展的早期,电控系统功能不完善,能够完全控制的参数也比较少,在这种情况下,标定系统很难准确的反映发动机的的工作状态和工作指标,局限性较大。在这种情况下,一般人完全没有能力去完成标定系统与不同发动机参数的匹配,即使是经验丰富的工程师也要花费一定的时间,可以说,在那个阶段标定系统的功能很难实现。在标定系统刚刚开始开发时,匹配工作主要就是要在固定的工况点处对单一的控制参数进行优化,但是随着技术的发展,标定系统的不断完善,匹配工作也有了很大的改变。汽车的增加必然会导致污染的严重化,从而也会使得国家出台更加严格的排放法规,另外人们对发动机动力性能,燃油经济性的要求也不断提高,导致电控系统的功能不断增强,控制参数不断增多,控制方法也变得越来越复杂,对控制精度的要求也越来越高。发动机标定系统对各个时期发动机参数的标定要求都不同。总体上来说,在正常工况下,发动机怠速运转时转速要稳定,并且汽车的燃油经济性、排放性及动力性能要好等等。实际上,发动机的运行必须要在符合国家法规的情况下,如排放污染物不能超标,排气气体温度不能过高等。这些都给了电控发动机的匹配实验比较大的约束,变成了一项非常复杂的工程。
目前,国外车用发动机的电子控制系统无论在硬件还是软件技术上都已经十分成熟,其产品已经非常完善,具备了比较强大的功能,已经能够完成对发动机各项功能的检测。欧美国家对标定系统的研究已经比较深入,作为汽车发展历史最为悠久的两个地区,它们研发出来的标定已经比较完备,而且在近些年更是取得了非凡的成就,新的标定软件初出现的周期非常之短,问世的标定软件非常之多,如ATI公司的VISION,大众公司的VS100,通用公司的CalTool,N
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