基于LabVIEW与神经网络的发动机喷油脉宽测试系统设计

以某发动机作为研究对象,通过实验获取喷油脉宽与进气歧管绝对压力、发动机转速相对应的原始数据。搭建基于LabVIEW平台的虚拟仪器数据采集测试系统,采集发动机转速和进气歧管压力,以其作为输入,喷油脉宽作为输出,建立神经网络模型对上述非线性关系进行分析计算,得到喷油脉宽数值,并可方便地观察喷油脉宽随发动机工况变化的情况。此测试方案和系统,可用于试验测试分析与教学研究。     

柴油机电控燃油喷射系统喷油特性的方差分析

共轨压力和喷油脉宽是高压共轨柴油机燃油喷射系统两个最重要的参数,也是电控柴油机运行性能的两个决定性因素。在自行研制的高压共轨喷油系统上进行了喷油特性试验,并利用双因素方差分析法对不同共轨压力和喷油脉宽下的喷油特性样本值进行了显著性检验。分别检验了共轨压力和喷油脉宽对喷油量以及喷油一致性的影响程度,提出了基于F值的共轨系统工作分析。检验结果表明：喷油量对喷油脉宽的敏感性比共轨压力强,共轨压力和喷油脉宽及其交互效应对喷油一致性没有显著影响。     

柴油机喷油的轨压降规律及一致性方法

高压共轨喷油器喷嘴流通能力会因积碳或者磨损发生改变,导致喷油流量变化,破坏了柴油机多缸喷油量一致性,影响发动机性能;分析了高压共轨燃油系统喷油器喷油引起的轨压变动过程,在油泵试验台上,采用10 kHz频率采集轨压,并用小波变换处理方法获得轨压特征;理论分析了喷油流量与轨压变动特征的关系,试验发现：喷油器喷油会引起轨压下降,轨压下降速率和喷油流量呈单调正相关,喷油引起的轨压下降总量与喷油量总量也呈正相关,且与多次喷射无关;提出了以保证轨压降相同为目标,通过修正喷油脉宽,实现多缸喷油量一致的控制方法,并对控制方法进行试验验证．     

柴油机电控燃油喷射系统喷油特性韵方差分析

共轨压力和喷油脉宽是高压共轨柴油机燃油喷射系统两个最重要的参数，也是电控柴油机运行性能的两个决定性因素。在自行研制的高压共轨喷油系统上进行了喷油特性试验，并利用双因素方差分析法对不同共轨压力和喷油脉宽下的喷油特性样本值进行了显著性捡验。分别捡验了共轨压力和喷油脉宽对喷油量以及喷油一致性的影响程度，提出了基于F值的共轨系统工作分析。检验结果表明：喷油量对喷油脉宽的敏感性比共轨压力强，共轨压力和喷油脉宽及其交互效应对喷油一致性没有显著影响。     

发动机喷油量的计算

发动机电控单元ECU对空燃比的控制是通过对燃油喷射量的控制来完成的。发动机工作时，ECU从传感器获得空气流量的信息，通过若干计算后，决定喷油量，从而使混合气的空燃比达到预先设定的值。在整个过程中，ECU输出的控制指令只是一个触发喷油器的控制信号，在这个喷油信号中，ECU控制了信号的脉宽以及时刻，而喷油信号的脉宽决定了喷油量的多少。笔者用C语言开发了一种计算喷油量的方法，该方法的计算结果与实际喷油量结果相符。     

基于均匀设计的汽油机喷油脉宽标定方法研究

应用课题组开发的ECU及上位机软件对MR479Q汽油机进行基本喷油脉宽的标定。利用均匀设计多项式回归理论建立喷油脉宽预测模型,制取了喷油脉宽MAP图,并通过试验检验。研究结果表明,与全面试验相比,试验点从170个减少至30个,预测基本喷油脉宽平均误差为112.6μs。该模型能够准确预测发动机不同工况下的喷油脉宽,具有一定的工程应用价值。     

汽车正常行驶到滑行阶段发动机喷油量控制研究

通过对几种汽车的正常行驶到滑行阶段发动机喷油量的测试研究，汽车在正常运行到滑行阶段的过程中，发动机的喷油脉宽的变化情况与汽车的运行状况有很大关系，带档滑行在短距离情况下省油；通过对发动机急加速时的喷油脉宽与正常工作时的喷油脉宽的对比，仅急加速时喷油脉宽变化较大。本研究的测试结果及数据分析有利于指导驾驶员更好的使用汽车，对节约燃料和环保具有很大的指导意义。     

考虑附壁油膜影响的汽油机初始喷油MAP制取新方法

在开发一个新型发动机或控制系统时,最大的挑战之一就是构建发动机的初始MAP图。对汽油机平均值模型的节气门体子模型、进气管子模型和充气效率模型进行了简要的分析与介绍,并在该模型的基础上耦合了基本喷油脉宽的数学模型,其中考虑了油膜蒸发对喷油量的影响,在MATLAB/SIMULINK环境下仿真得出了Ricardo E6单缸汽油机电控燃油喷射系统的初始喷油脉宽MAP图。在75%和100%节气门开度、不同转速下进行试验验证了该模型的准确性和可靠性。结果表明该模型可以用作汽油机进气道电控喷射系统的设计,得出的基本喷油脉宽MAP图可以作为保证发动机运转的初始MAP图,从而能大大缩短电喷系统的改造周期。     

液压自由活塞柴油机喷油特性研究

针对液压自由活塞柴油机的特点提出了共轨液压式柴油喷油系统,即利用液压自由活塞柴油机的高压油路替代供油系统的高压油泵。通过对共轨液压式喷油系统的原理分析,利用活塞式供油规律测试仪对其喷油规律展开离线研究,研究了不同驱动压力、不同喷射频率条件下的循环喷油量、喷油延迟时间的变化规律。为进一步研究发动机实际运行过程中气门控制油路等对喷油过程产生的影响,在线对循环喷油量进行了测量。结果表明:由于喷油器驱动油路和气门驱动油路连接在一起,气门驱动供油造成了喷油器驱动油路的压力波动,从而使得循环喷油量变动范围变大(-6.9%9.5%),最终影响发动机稳定运行。对发动机气门及喷油驱动油路改进后进行连续运行试验,试验研究结果表明:循环喷油量的波动及实际喷油位置的变化都会影响液压自由活塞发动机连续稳定运行,要实现液压自由活塞发动机连续可靠稳定运行,必须减小循环喷油量波动和喷油延迟时间。     

FAI缸内直喷二冲程汽油机低负荷燃烧特性的研究

初步试验研究了应用FAI喷射技术的缸内直喷二冲程汽油机低负荷工况下的燃烧特性。结果表明：FAI缸内直喷技术可以消除扫气短路造成的严重的HC排放和燃油浪费;对高残余废气率造成的低负荷燃烧不稳定现象,可通过采用进气旁通阀配合合适的喷油量和喷油相位控制来改善,此时发动机扭矩可通过喷油量和喷油相位控制而得到调节,但要将发动机扭矩控制到怠速工况,则需要更高的混合气浓度分层燃烧控制及燃烧系统的进一步改善。     

电控顺序喷射CNG发动机喷射定时的试验研究

从理论上分析了影响电控顺序喷射CNG发动机喷射定时的因素及其影响特点。建立了CNG发动机试验台架并确定了进行喷射定时试验的方法。在两个转速和三种负荷工况下进行了喷射定时试验。分析了喷射定时对单燃料CNG发动机动力性、经济性以及排放性能的影响，验证了发动机转速和喷射脉宽对于喷射定时的影响特点，得出了CNG发动机各工况下喷射定时调整的方向和大致范围。     

亚/超临界环境下燃料的喷雾燃烧特性研究

采用高温高压定容燃烧弹系统对亚/超临界环境下燃料在纯氧中的喷射燃烧现象进行试验研究,通过高速相机和阴影法进行燃烧图像信息的采集,研究在相同的超临界温度下,正己烷和乙醚两种燃料喷射燃烧火焰特性随环境压力和喷油脉宽的改变而呈现的差异性。试验结果表明:在亚临界压力下,两种燃料在不同喷油脉宽下的燃烧时间均随着环境压力的升高而升高,火焰发展后期基本保持较为稳定的形态和亮度,符合传统的喷射燃烧过程。正己烷在临界压力点下火焰长度最短,形态较为规则;超临界压力下,火焰形态有稳定趋势但仍有轻微波动,且火焰长度略短于亚临界;喷油脉宽改变时,燃烧时间在临界压力附近呈现出不同的趋势。乙醚的燃烧时间随压力的升高而增大,在临界压力处达到最大值,后随着压力的继续升高而下降,不同压力条件下火焰形态略有差别。燃烧现象存在差异性主要是由于亚/超临界坏境下燃料的物性参数和破碎蒸发机理不同。     

基于循环控制的LPG电喷发动机冷起动初探

基于循环控制策略，利用单循环和多循环燃烧分析方法研究了LPG发动机的冷起动特性。试验在一台四冲程、水冷125mL单缸电控喷射点燃式发动机上进行。通过对冷起动循环的缸压和瞬时转速的实对测量和分析，研究了LPG首次喷射脉宽及着火循环的关系对冷起动着火特性的影响，特别对如何实现可控循环着火进行了基于单次起动喷射脉宽的单循环和多循环燃烧研究。试验结果表明：冷起动首次着火循环对整个起动过程的HC排放及着火稳定性起着至关重要的作用；起动喷射脉宽对冷起动着火特性的影响最大，合理控制起动喷射脉宽和喷射时刻，即可实现“即喷即着”的理想可控循环着火。LPG首次着火循环所需的混合气浓度约是稳定怠速时的2．2倍；单循环起动喷射脉宽起动与多循环起动脉宽起动相比，具有HC排放低和起动可靠性好的优点。在首次喷射之前空转几循环可以使发动机的首次着火循环序数提前，并能提高冷起动可靠性。     

混合动力车汽油机电控系统台架稳态工况试验研究

对并联型混合动力车的发动机控制策略和汽油机原机特性进行了研究,特别是对发动机ECU中不同转速下的点火提前角-转矩-喷油脉宽之间的关系和节气门开度与输出转矩、燃油消耗率的关系进行了探讨,为混合动力车发动机标定试验奠定了基础。     

电控单体泵电液延迟特性标定

在EFS油泵试验台上,结合电磁阀供油脉冲、泵端压力和喷油速率信号,研究了不同工况下电控单体泵燃油喷射系统的电液延迟特性。试验结果表明:电力延迟时间在任何工况下基本为常量;喷油及停喷液力延迟时间受供油量的影响较小,而与转速及供油提前角有较大的相关性。电液延迟特性的标定为单体泵喷射过程的精确控制提供了依据。     

基于模糊PID的天然气发动机燃气喷射控制

针对传统的MAP图控制天然气发动机燃气喷射数据量大、更新困难、自适应能力差的缺点,对模糊控制及PID闭环控制算法进行了分析和研究,提出一种模糊控制和模糊PID控制相结合的控制算法,采用该控制算法对燃气喷射脉宽进行控制.利用MATLAB搭建控制结构,仿真结果表明,该控制算法能够自适应精确控制燃气喷射,缩短脉宽控制的响应时间,精确快速控制燃气喷射.