电控汽油发动机尾气检测装置设计与分析【开题报告+外文翻译】【3张图纸】【优秀】

电控汽油发动机尾气检测装置设计与分析

52页 26000字数+说明书+开题报告+外文翻译+3张CAD图纸【详情如下】

matlab图.doc

MATLAB程序.doc

喷油嘴.dwg

喷油嘴.exb

外文翻译--模拟研究发动机空燃比的闭环控制系统.doc

封皮.doc

摘要.doc

电控原理图.dwg

电控原理图.exb

电控汽油发动机尾气检测装置设计与分析开题报告.doc

电控汽油发动机尾气检测装置设计与分析说明书.doc

目录.doc

零件图.dwg

零件图.exb

目录

1  绪言1

1.1  本课题的研究背景1

1.2  国内外研究现状1

1.3  本课题研究内容简介3

1.3.1  研究意义3

1.3.2  研究内容3

1.3.3  研究方案与技术路线4

2   尾气排放控制与空燃比5

2.1  尾气的构成及产生机理5

2.2  控制尾气排放的措施6

2.3  空燃比控制8

2.3.1  空燃比简介8

2.3.2  空燃比对动力性、经济性的影响11

2.3.3  空燃比对排放的影响12

2.3.4  不同工况对发动机空燃比的要求13

3  发动机样机的选择14

3.1  发动机的选择及其参数14

3.2   原机主要性能技术参数14

4  尾气检测装置与控制系统中央控制模块15

4.1  系统总体介绍15

4.2  电控单元芯片选择16

5  前向通道模块与后向通道模块18

5.1  氧传感器18

5.1.1  氧传感器工作原理及选择18

5.1.2  氧传感器电路设计部分19

5.2  转速传感器20

5.2.1   转速传感器介绍20

5.2.2  转速传感器电路设计部分21

5.3  节气门位置传感器21

5.3.1  节气门位置传感器简介22

5.3.2  节气门位置传感器电路设计部分22

5.4  喷油时刻与喷油脉冲控制电路部分23

5.4.1  执行器的介绍23

5.4.2  电路设计部分24

6  尾气检测与控制系统软件设计25

6.1  空燃比控制器软件设计25

6.2  系统的主要模块25

6.2.1  初始化模块25

6.2.2  采样模块26

6.2.3  中断模块28

6.2.4  显示扫描模块29

6.2.5  空燃比调节模块30

7  MAP图制取与实验结果36

7.1  MAP制取36

7.2   MAP图的补充37

7.3  生成的MAP图的程序38

7.3.1  生成喷油脉冲的程序38

7.3.2生成喷油提前角的程序40

7.4  实验结果41

8技术与经济性分析42

8.1经济性分析42

8.2技术性分析42

9  结论43

致谢44

参考文献45

摘要

  随着我国经济的持续发展和汽车保有量的不断提升，由此而带来的环境污染问题也越来越严重。为应对越来越严格的排放标准，尾气检测装置得到广泛的应用。首先，三元催化装置减少了各种化学污染物尤其是氮氧化合物的排放，为使这个装置达到更合适的工作状态，必须使空燃比尽可能的保持在14.7水平；其次，通过在排气管中安装氧传感器，将尾气的氧含量信号反馈给ECU,它会在采集到如发动机转速、进气管压力等数据的基础上，调整喷油的脉宽，改变喷油量，以达到最佳的空燃比。

   419QE发动机是我国较早的发动机型，仍然采用较为传统的化油器式供油系统，本文以此款发动机的数据作为设计电控系统的依据。

   本文分析了汽车尾气排放物的种类及其生成机理以及它所产生的影响，阐述了国内外日益严格的排放法规，进一步说明电控汽油喷射的必要性和电子控制在解决尾气排放问题中所起的作用。

   本文选择了待改进的发动机类型并取得了一些参数，也选择了各种传感器的类型和参数，还着重设计了由传感器（转速、进气门压力、氧传感器）到中央处理器再到执行器（喷油器）的整个电控电路。

   本文还通过一些参数值确定并优化map图，为ECU控制喷油器和火花塞的工作提供了可靠的基础。选择单片机的类型并设计软件，实现预定的功能。

关键词：汽油发动机， 尾气检测，单片机，控制

本课题运用开环和闭环来控制燃气喷射量与喷油的时刻。当发动机处于过渡工况，如加载、卸载和加减速时，运用开环控制，根据转速信号和节气门位置信号对事先制取的燃气喷射占空比MAP图进行取值操作，从而控制喷油量和喷油时刻。当发动机处于稳定工况时，系统就采用开环与闭环相结合的方式控制，根据闭环系统中氧传感器反馈的废氧浓度信号不同，采取不同的空燃比控制策略实时计算喷气占空比，使系统工况较快稳定并达到较佳废气排放浓度。在闭环控制系统中，当废氧浓度波形信号较大程度偏离理想波形信号时，系统就采用增量逼近法，使空燃比快速地逼近理想空燃比范围(表现为过量空气系数。处于在λ窗口内)；当废氧浓度波形信号接近理想波形信号时，系统就采用PI控制，使空燃比稳定于理想空燃比范围:当废氧浓度波形信号处于低速振荡时，系统就采用固定增量法，使空燃比收敛于理想空燃比值。

　　　为实现研究目的，本课题主要工作包括如下几个部分：

　　　首先是空燃比控制系统电路设计。在电路中可实现对转速、节气门位置及氧传感器信号的采集、对电磁阀的驱动、喷油时刻的驱动及对上述参数的显示。

　　　其次，制取部分工况的燃气喷射占空比MAP图。在这些实验数据的基础上，通过线性插值方式对MAP图进行补充，为燃气喷射控制系统执行开环控制提供完善的燃气喷射占空比数据。

　　　 最后是空燃比控制系统软件设计，使系统在不同的工况下按预定的控制方案对空燃比进行控制。