论文部分内容阅读
缸内直喷(GDI)汽油机具有冷启动性能好、热效率高等优点,近年来得到了业内人士的广泛关注。GDI汽油机燃油系统的核心部件泵—轨—嘴及其电控燃油喷射控制技术则是该技术的核心。对泵—轨—嘴系统进行研究有利于促进GDI汽油机燃油系统的国产化。为了便于开展对GDI汽油机燃油系统的研究,开发了GDI汽油机燃油系统测试平台,利用自行开发的燃油系统控制驱动模块,实现了对油泵供油和燃油喷射的控制;利用自行设计的喷油量测量系统,实现了喷油器单次喷油量的测量。此外,该平台能完成GDI汽油机燃油系统的对标考核,可为企业生产高压油泵和喷油器提供数据支持;能测试轨压等参数,为GDI汽油机燃油系统的仿真分析提供边界条件:也为轨压控制策略的研究奠定了试验基础。课题围绕GDI汽油机燃油系统测试平台的开发,完成了以下工作:设计并搭建了燃油系统台架,选用变频电机驱动高压油泵;设计了(120-4)齿盘作为凸轮轴相位判定的依据,并为将来实现GDI汽油机电子控制单元(Electronic Control Unit, ECU)的硬件在环仿真设置了(4+4)相位盘;改造了现有的油泵驱动工装以安装高压油泵,设计了喷油器出油接头;根据针阀位移法,设计并搭建了喷油量测量系统,改造了轴针式喷油器,通过位移传感器测量针阀升程实现喷油量的测量。利用MC9S12XEP100芯片开发了单片机最小系统,实现了轨压信号、针阀位移信号和齿盘频率信号的采集;开发了电磁阀驱动模块,设计了升压电路和可切换续流模式电路,实现了对电磁阀的3段电流控制;为了监测电磁阀的工作状态,设计了电流测量电路。开发了燃油系统控制驱动模块的底层驱动代码,实现了模拟量信号和频率信号的采集处理,以及对喷油器、高压油泵和泄油电磁阀的驱动控制;利用增量式PID算法,编写了轨压的控制策略;开发了基于数据采集卡的测试平台采集监测系统。对开发的测试平台进行了试验验证。试验结果表明,开发的控制驱动模块能按照预设值调节轨压并控制喷油器喷油,满足试验的要求;利用量筒测量的喷油量数据作基准,分析了设计的喷油量测量系统产生测量偏差的原因,并提出了改进方案。