柴油机电控系统设计开题报告.doc

柴油机电控系统设计【电气】【7张图纸】【优秀】

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柴油机 电控系统 设计 电气 图纸 柴油机电控系统
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柴油机电控系统设计

46页 25000字数+说明书+外文翻译+开题报告+7张CAD图纸【详情如下】

内封.doc

外文翻译--RBF 神经网络.doc

控制系统图.dwg

摘要.doc

柴油机电控系统基本控制方案.dwg

柴油机电控系统基本控制方案.exb

柴油机电控系统设计开题报告.doc

柴油机电控系统设计说明书.doc

球阀和针阀喷油器.dwg

球阀和针阀喷油器.exb

电子控制系统构成框图.exb

目录.doc

系统机构框图.dwg

系统机构框图.exb

组成分析图.dwg

高压共轨系统原理图.dwg

高压共轨系统原理图.exb

高压共轨系统组成分析图.exb

齿条位置传感器等效电路.dwg

齿条位置传感器等效电路.exb

目录

前言1

1.绪论2

2.柴油机电控喷油系统概述7

2.1柴油机电控喷油系统组成7

2.1.1传感器及共他信号输入装置7

2.1.2 ECU8

2.1.3执行器9

2.2柴油机电控制系统控制过程10

2.3柴油机电控系统的控制功能介绍10

3.柴油机电控燃油喷射系统的总体结构分析12

3.1电控系统硬件开发12

3.1.1传感器12

3.1.2 ECU13

4.共轨式燃油喷射系统的工作原理及研究15

4.1共轨燃油喷射系统的工作原理15

4.2电控系统设计方案17

5.电控系统硬件设计19

5.1 ECU硬件结构19

5.2系统的输入及输出信号20

5.2.1转速的测量20

5.2.2油门位置的测量20

5.2.3控制信号的输出21

5.2.4电磁阀开/关检测电路21

6.高压共轨电控液压喷油器的设计22

6.1喷油器的结构、原理和特点22

6.1.1喷油器的工作原理23

6.1.2喷油器的特点24

6.2喷油器喷油率控制25

6.3喷油器关键部件特性的研究26

6.3.1液压控制阀的结构26

6.3.2控制腔的结构参数计算与分析29

6.3.3针阀弹簧的设计34

6.3.4 喷油嘴的结构34

6.3.5 高速电磁阀35

6.4 泄漏与密封分析36

6.5高压共轨喷油器针阀座面应力的计算37

6.6 本章小结37

7经济性分析38

8结论39

致谢40

参考文献41

附录A42

附录B50

摘要

柴油机作为一种动力机在车辆等交通工具及工程机械上有广泛应用,传统机械控制式柴油机结构复杂,控制精度低,由于难以准确及时控制喷油量,喷油提前角等主要参数导致传统机械控制式柴油机在排放性,动力性,经济性等方面弊端越来越突出。国外和我国排放标准要求越来越高,随着电子计算机技术的成熟,柴油机电控技术得到长足发展。本文对柴油机高压共轨式电控喷油系统进行分析研究,对喷油器等关键部件进行较深入研究。对共轨系统工作原理一定了解的基础上,在满足喷油量喷油提前角基本满足的前提下对喷油器进行选型分析。选择球阀喷油器,对其组成部件进行计算分析得到了其最优化结构。

关键词:柴油机 ;电控系统 ;共轨式喷射系统;传感器; 喷油器

Abstract

diesel engine took one kind of engine on transportation vehicles and the project machinery and so on the vehicles has the widespread application, the traditional machinery control type diesel engine structure is complex, the control precision is low, because the accurate prompt control distributive value, the advance angle of fuel and so on the main parameter causes the traditional machinery control type diesel engine with difficulty in the emissions, the power, aspect malpractices and so on efficiency are more and more prominent. Overseas discharges the standard request with our country to be more and higher, along with the electronic accounting machine technology maturity, the diesel engine electrically controlled technology obtains the considerable development.This article conducts the analysis research to the diesel engine high pressure altogether axle type electrically controlled blow system, and so on the key component carries on to the spray hole studies thoroughly. To the common rail system principle of work certain understanding foundation in, in satisfies under the distributive value advance angle of fuel basic satisfied premise to carry on the shaping analysis to the spray hole. The choice ball valve spray hole, carried on the computation analysis to its composition part to obtain its optimized structure.

Key word: diesel engine; electrically controlled system; altogether axle type injection system; sensor; spray hole与第一代电控燃油喷射系统相比:第二代电控系统采用电磁阀实现对喷射过程的直接数字控制,不但可以控制喷油量,而且可以控制喷射提前角,实现高频和更加灵活的控制功能;可以实现分缸独立控制;能够适应欧Ⅲ及以上排放法规的要求:配合空气控制系统,比如增加增压中冷技术,排放可达欧Ⅲ,再采用可变截面涡轮技术、废气再循环技术、后处理技术等则有些系统可具有欧Ⅳ性能,比如电控单体泵系统。因此,可以有较长的生命周期,是目前市场上急需产品,也是第三代高压共轨系统的技术基础。第二代电控系统的缺点:仍然依赖于传统的脉动高压系统,使得喷射过程仍受到凸轮型线的限制,无法实现大范围的喷射提前角控制;喷射压力的大小只和凸轮型线以及柴油机转速等结构参数有关,不能根据柴油机的工况灵活调节。

   第三代电控燃油喷射系统指的是目前国际上比较流行的压力时间控制式的高压共轨电控燃油喷射系统。共轨式电控燃油喷射系统有三种类型:蓄压式电控高压喷射系统、电控液压式泵-喷嘴系统和高压共轨式电控喷射系统。

   共轨式电控燃油喷射系统摒弃了传统的脉动供油原理,通过高压共轨、共轨蓄压或液力增压等方式形成高压。高压油泵不直接控制喷油,而是向公共油道供油以维持所需的共轨压力,通过连续调节共轨压力来实现喷射压力的控制。系统采用压力时间式燃油计量原理,靠电磁阀的关闭和开启控制喷射过程。该系统可以实现任何工况、任何转速下的高压喷射,因而对低速低负荷工况特别有利。图 1-3 所示为 Bosch 的高压共轨系统。对于蓄压式和电控液压泵-喷嘴系统来说:控制油压力和增压活塞配合完成喷射压力控制,以较低的共轨力来实现高压喷射;需要活塞增压,增压过程响应慢(可达 30ms 左右);可以实现预喷射,但是预喷射不能灵活调节;电磁阀采用高电压驱动,实现电磁阀的快速闭合控制。整个控制系统的复杂程度较高。但对于高压共轨系统来说:系统的控制燃油压力可达 180MPa 以上,可以灵活实现预喷射等理想的喷射规律。对喷油量、喷射提前角和喷射压力可以综合的控制。

内容简介:
本科毕业设计(论文)开题报告题 目 柴油机电控系统设计 指导教师 院(系、部) 机械工程学院 专业班级 机械工程及自动化02-4班学 号 姓 名 日 期 教务处印制一、 选题的目的、意义和研究现状1、目的:优化动力性、改善燃油使用经济性,使柴油机运转平稳,提高柴油机排放性能达到环保要求。2、意义:柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下,在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。随着我国经济发展,使用柴油机的车辆、机械迅速增加。而另一方面石油短缺,环境、噪声污染问题越来越严重。急需研制生产高扭矩、高寿命、低油耗、低排放的柴油发动机。柴油电控发动机将计算机技术传感器技术及信息技术应用在传统柴油发动机上。实现 喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。随着电控柴油机技术日趋成熟以上问题都将得到解决和改善。3、研究现状;柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下,在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。柴油机电控技术发展的三个阶段:位置控制、时间控制、时间压力控制(压力控制)柴油机电子控制技术始于20世纪70年代,20世纪80年代 以来,英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、美国通 用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十 铃汽车公司及小松制作所等都竞相开发新产品并投放市场,以满 足日益严格的排放法规要求。 由于柴油机具备高扭矩、高寿命、低油耗、低排放等特 点,柴油机成为解决汽车及工程机械能源问题最现实和最可靠的手段。因此柴油机的使用 范围越来越广,数量越来越多。同时对柴油机的动力性能、经 济性能、控制废气排放和噪声污染的要求也越来越高。依靠 传统的机械控制喷油系统已无法满足上述要求,也难以实现 喷油量、喷油压力和喷射正时完全按最佳工况运转的要求。近 年来,随着计算机技术、传感器技术及信息技术的迅速发展 ,使电子产品的可靠性、成本、体积等各方面都能满足柴油机进 行电子控制的要求,并且电子控制燃油喷射很容易实现。 实际上,柴油机排气中CO和HC比汽油机少得多,NOX和微粒排放量明显高于汽油机,这与柴油机燃烧机理有关。柴油机是一种非均质燃烧, 可燃混合气形成时间很短,而且可燃混合气形成与燃烧过程交错 在一起。通过分析柴油机喷油规律得到:喷入燃料的雾化质量、 汽缸内气体的流动以及燃烧室形状等均直接影响燃烧过程的进展 以及有害排放物的生成。提高喷油压力和柴油雾化效果、使用预 喷射、分段喷射等可以有效的改善排放。 经过多年的研究和新技术应用,柴油机的现状已与以往大不 相同。现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、涡轮增压中冷等技术,在重量、噪音、烟 度等方面已取得重大突破,达到了汽油机的水平。随着国际上日 益严格的排放控制标准 (如欧洲、标准)的颁布与实施,无论是汽油机还是柴油机都面临着严 峻的挑战,解决的办法之一是采用电子控制燃油喷射的技术。现 在,柴油机电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。二、研究方案及预期结果1、 研究主要内容:汽车有害排放物的产生及影响因素分析,柴油机电控燃油喷射系统的结构与组成, 柴油机共轨式电控燃油喷射技术,共轨系统关键部件研究。电控单元的设计:CPU的选型,传感器的选型。2、研究方法:汽车工程学,机械设计,物理化学,电子学,高等数学计算机控制技术等相关学科实现研究内容的要求。3预期结果:1降低氮氧化物和烟度的排放。2提高发动机的动力性和经济性。优化柴油机电控喷油系统。3对柴油机共轨式喷油系统的喷油器等关键部件进行研究分析,及选择。4使柴油机排放标准达到欧洲号标准三、研究进度第1-6周,准备开题报告,搜集资料准备设计:去图书馆借书,到工厂参观请教。第7-8周,分析普通柴油机原理,分析柴油机电控与汽油机电控的不同之处:柴油机电控主要控制喷油量和喷油提前角,汽油机电控主要控制参数为空燃比。柴油机电控系统三部分:传感器及其它信号输入装置,电控单元ECU,执行器。着重研究喷油系统。第9周,从动力,经济,环保等方面确定柴油机主要参数及性能指标 了解国家世界环保环保要求。第10-11周,电控燃油喷射系统的局部,总体结构分析,设计;第12周,编写设计说明书;第13-15周,编写毕业设计论文;第16-17周,提交毕业论文;第18-19周,毕业答辩。四、主要参考文献1刘越琪 , 张海峰 . 发动机电控技术 . 机械工业出版社2002.7 (专著)2必浩祥. 国内外柴油机电控技术发展动态及我国今后的方向. (专著)内燃机燃油喷射和控制.1996,3Schuckert M. Schulze L. Tschoke H.共轨柴油喷射系统的设计4许家龙 ,腾泽英野. 电控高压共轨喷油系统-ECD-U2.日本电装,国外内燃机2000(2)(期刊)5周文华,高压共轨燃油喷射-电控系统开发研究.内燃机工程学 2001(3)6Yoshihisa Yamaki 等. “Application of Common Rail Fuel Injection System to a Heavy Duty Diesel Engine”.SAE9422947吴健全,任继文,卜晓明.轿车柴油机车用发动机 2000(3)8王丰年, 宋年秀. 电喷发动机。 人民交通出版社 2004 (专著)9周云山, 于秀敏. 汽车电控系统理论与设计 . 北京理工大学出版社 199910赵国材 . 计算机控制技术 .
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