基于直喷式汽油机电控系统硬件开发与试验研究

针对汽油直喷发动机电控系统提出总体设计技术方案,选取飞思卡尔MC9S12DP512MPVE单片机作为发动机ECU的主控芯片,进行了主控系统电路模块、信号处理电路模块、执行器驱动电路模块的设计开发.试验验证表明:电控系统的硬件设计满足发动机点火、喷油器电磁阀的驱动与控制性能要求,也验证该电控系统具有较高的可靠性和较强的抗干扰能力.     

柴油机齿条位置执行器及电控调速系统的研究

针对齿条位置执行器提出了一种自适应控制算法 ,用于克服执行器所具有的非线性和时变性。控制试验结果表明 ,所提出的算法可有效地解决执行器的控制问题 ,能满足实际系统对位置控制的各项要求。在位置控制的基础上 ,对电控喷油系统中的电控调速系统进行了控制研究 ,并结合实际情况采用了模糊和分段 PID复合控制算法。调速系统试验结果表明 ,所设计的调速系统具有良好的调速性能 ,且有较强的抗负载扰动能力 ,能够满足实际系统对调速的各项要求     

电控发动机故障模拟试验台试验分析

为了教学而设计的电控发动机故障模拟试验台,基于单片机故障设置,可以反复模拟发动机在不同工况下各传感器、执行器、电控单元以及线路的各种故障.并在此试验台上模拟了发动机有关传感器和执行器的故障,如:空气流量传感器等,观察并记录了故障现象,定量分析了故障对发动机性能的影响.     

车用可变截面增压器电控系统KD-TCU的开发

基于微处理器和控制器局域网(CAN)总线,开发了气流控制技术(GCT)可变截面增压器电控系统KD-TCU,研制了智能型电子执行器,充分考虑了电控系统应用时的复杂工况,设计了详细且贴合实际的控制算法和控制软件,并采用闭环控制方式,通过执行器的测试和发动机试验,表明电控系统具有良好的控制精度和响应特性,能够充分满足实际应用的要求。     

电控柴油机起动油量脉谱的优化

应用德国BOSCH公司生产的VP37电控分配泵管理系统与大连柴油机厂生产的CA498Z型柴油机所组成的电控CA498Z型柴油机和与该管理系统相匹配的VS100标定系统,试验研究了起动油量脉谱对电控柴油机起动性能的影响。得出了在保证起动过程中低HC排放的基础上尽可能降低起动时间原则下的起动油量脉谱标定过程。     

发动机电控的柔性开发系统研究

在对发动机电控系统及其开发环境进行深入研究的基础上，研制了适用于多种类型发动机电控系统的柔性化开发系统。系统结构为三层，PC机作为最上层完成数据处理和系统优化；带单片机系统和256K共享RAM(随机存储器)的监控板作为中间层，负责对下层的数据处理与控制及上、下层间的通讯；底层为自带单片机的采集控制器，与传感器和执行器相连。本开发系统能够完成电控系统软硬件的开发与调试及电控单元与发动机的匹配试验等工作，满足电控系统开发要求。     

电控柴油机电磁阀驱动电路优化设计

电控燃油喷射系统是电控柴油机的重要组成部分,作为喷射系统执行器的电磁阀,其驱动性能研究是一个重要课题。在对现有电控柴油机电磁阀驱动电路进行分析的基础上,设计了一种优化驱动电路。该系统采用120V高压和24V低压双电源系统分时驱动,从硬件上实现了电磁阀喷射电流的自动PWM反馈调制。试验结果表明:该系统显著缩短了电磁阀闭合时间,降低了系统功耗,同时可减少ECU中断响应次数,对ECU资源占用较少。     

电控组合泵柴油机喷油正时控制研究

作为喷油量和喷油正时均可灵活控制的时间式高压燃油喷射系统,电控组合泵的喷油正时直接关系到其所匹配的柴油机燃烧和排放性能,因此必须精确控制电控组合泵的喷油正时。本文详细分析了喷油正时的影响因素,对电控组合泵燃油喷射系统的喷射正时控制策略进行了设计,标定了起射和停喷延迟脉谱以及油量线性化脉谱。实机试验表明,应用此控制策略能有效保证柴油机的燃油喷射控制,实现了电控组合泵柴油机的平稳控制。     

论域自调整模糊PID控制算法设计与仿真

通过建立基于论域调整的自适应模糊PID控制算法对电控直列泵柴油机转速控制的位置环PID参数进行自整定.根据执行器的工作特性建立了执行器模型,与控制算法模型组成闭环进行仿真验证.通过与普通增量式PID控制算法的仿真结果进行比较,结果表明该控制算法在柴油机全工况范围内油量调节齿杆的控制效果优于普通增量式PID控制的效果.     

单体泵电控系统转速信号处理技术研究

介绍了一种单体泵电控系统转速信号处理技术,通过转速信号齿周期合理性检测和齿间合理性系数的正确选择与标定,实现了转速信号的正确采集,台架试验表明,该项转速信号处理技术能够准确地滤除干扰信号,使电控系统正确采集曲轴和凸轮轴转速信号,完成喷油正时和油量的正确控制。     

基于遗传算法的柴油机电磁执行器控制研究

为满足车用柴油机日益严格的排放法规和更高燃油经济性、动力性的要求,需要优化和控制电控柴油机的运转参数.设计了以DSP56F807为核心的电磁执行器控制系统,通过对柴油机电磁执行器的分析,建立了电磁执行器的数学模型,用阶跃响应法确定了电磁执行器的传递函数,提出了基于遗传算法的PID整定方法,试验结果表明：此方法能取得令人满意的控制效果,可以成功地应用于柴油机的台架试验中.     

Valveless piezoelectric micropump for fuel delivery in direct methanol fuel cell (DMFC) devices

Fuel cells are being considered as an important technology that can be used for various power applications. For portable electronic devices such as laptops, digital cameras, cell phone, etc., the direct methanol fuel cell (DMFC) is a very promising candidate as a power source. Compared with conventional batteries, DMFC can provide a higher power density with a long-lasting life and recharging which is almost instant. However, many issues related to the design, fabrication and operation of miniaturized DMFC power systems still remain unsolved. Fuel delivery is one of the key issues that will determine the performance of the DMFC. To maintain a desired performance, an efficient fuel delivery system is required to provide an adequate amount of fuel for consumption and remove carbon dioxide generated from fuel cell devices at the same time. In this paper, a novel fuel delivery system combined with a miniaturized DMFC is presented. The core component of this system is a piezoelectric valveless micropump that can convert the reciprocating movement of a diaphragm activated by a piezoelectric actuator into a pumping effect. Nozzle/diffuser elements are used to direct the flow from inlet to outlet. As for DMFC devices, the micropump system needs to meet some specific requirements: low energy consumption but a sufficient fuel flow rate. Based on theoretical analysis, the effect of piezoelectric materials properties, driving voltage, driving frequency, nozzle/diffuser dimension, and other factors on the performance of the whole fuel cell system will be discussed. As a result, a viable design of a micropump system for fuel delivery can be achieved and some simulation results will be presented as well.     

动铁式电磁调速执行器动态特性影响因素分析

为提高柴油机电磁式调速器的性能,揭示调速执行器动态特性参数的影响规律,采用数值模拟与试验相结合的方法,建立了动铁式电磁调速执行器的数值仿真模型,并通过试验验证了模型的精度,其最大误差为7%。通过数值模拟研究分析了电磁调速执行器的动态工作特性及脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)频率、弹簧预紧力、弹簧刚度、负载大小、线圈匝数及导磁材料等参数对执行器动态特性的影响。结果表明:初始阶段适宜采用大占空比或满占空比来加快执行器的动态输出速度,以较小的占空比来维持满行程的输出以提高执行器的动态回位速度;提升执行器的位移-力的水平特性有助于提高执行器行程输出的线性度;此外,发现PWM频率、弹簧预紧力、弹簧刚度、负载大小、线圈匝数及导磁材料等参数对执行器动态特性均具有重要影响。     

Eco-green portable wireless power charger design with low-voltage,high-current fuel cell power source features

Since portable wireless power charger devices have grown rapidly in the market, this device has potential to become standard power charger for portable electronic devices. It offers enhanced consumer convenience and experience. This article presents an innovative portable wireless power charger that is more environmental-friendly because it uses a hydrogen gas fuel cell as the power source. Compared with fossil energy, the fuel cell is clean and renewable, which does not contribute a negative impact on the environment. A wireless power transmission (WPT) system was developed based on the electromagnetic induction technique in order to propagate electromagnetic energy from the transmitter to the receiver with operating frequency at 110 kHz. A four-cell proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) planar module with open type at cathode side was applied to provide 4.11 W with its low-voltage and high-current features. A single-cell PEMFC produces output voltage ranging from 0.6 to 0.7 V and configures in serial to form a four-cell PEMFC planar module. Two DC-DC boost converter module in a parallel configuration was used to convert to a suitable voltage and current to the WPT module. The experimental validation shows that the developed system provides power around 1.6 W to the device battery under recharging with power efficiency delivery up to 70%. The charging experiment reveals the device battery capacity under recharging (cell phone) increases 1% in 3.3 minutes and it consumes the hydrogen at around 1.2 L.     

电控单体泵式(EUP)柴油机喷油系统的研究

电控单体泵喷油系统是一种能够自由灵活调整喷油量和喷油正时、具有高喷射压力的新型燃油喷射系统。本文系统地分析了电控单体泵柴油喷射系统的结构和原理，研究了电磁阀以及电控单元的设计，试验结果提供了电控单体泵的供油特性及控制特点。     

变齿距电磁作动器集中参数热模型的构建与分析

根据变齿距电磁作动器的几何结构和传热特点,建立其集中参数热模型。对加工好的样机温度进行了试验测量,并将集中参数热模型的计算结果与试验数据进行了对比,结果表明,在不同线圈电压下,作动器线圈和外壳温度的最大相对误差仅为8.40%和9.22%,证明了所建立模型的有效性。利用所建立的集中参数热模型,研究了作动器温升对各个热阻的敏感性,结果表明,作动器温升对外壳与环境之间的散热热阻最为敏感,当其增加20%时,线圈温度和外壳温度将分别增加6.10%和8.40%,而其他热阻对作动器的线圈和外壳温度的影响都非常小。最后,对变齿距电磁作动器的冷却方式进行了探讨,高电密的情况下,在外壳设计散热肋片是提高冷却效果的实用方式。     

新型共轨压电喷油器驱动模块开发及应用

在自主研发的新型共轨压电式喷油器基础上,设计开发了驱动电路,对压电驱动的核心电路进行研究,最后进行相关喷油泵及发动机台架试验验证,结果表明该驱动模块在各种工况下驱动性能良好,从而为下一步压电式共轨系统应用奠定了基础。     

压电喷射系统执行器驱动仿真及试验研究

在压电共轨喷射系统研究的基础上,对压电执行器不同驱动方式进行分析,并利用PSPICE软件进行电路仿真分析,最后进行了系统油泵台架试验。结果表明,设计的驱动电路具有良好适应性,能灵活调整压电执行器驱动特性,为下一步压电式共轨系统应用奠定了基础。     

一种新型电磁作动器的仿真分析及试验验证

针对目前电磁作动器电磁力小、漏磁严重等问题,设计出一种对称式双线圈多永磁体反向串接结构的作动器。研究了该作动器的共振频率、幅值与作动器刚度、阻尼之间的关系;采用有限元电磁场仿真分析了该作动器的磁场分布和线圈所受的电磁力,并通过试验加以验证。     

发动机振动主动控制系统仿真研究

设计了采用新型高效电磁作动器的发动机振动主动控制系统。简要介绍了发动机振动控制系统,将电磁作动器布置到该系统中,建立了单自由度发动机振动主动控制系统数学模型。针对发动机二阶惯性力引起的垂直振动,采用PID控制策略开展主动控制仿真研究。以正弦信号代替发动机的二阶惯性力作为激励源,通过Simulink仿真工具进行了仿真分析。仿真分析结果表明,采用PID控制策略后的发动机在较宽的频率范围内垂直振动衰减明显,该发动机振动控制系统是行之有效的。