某型二冲程航空煤油活塞发动机喷油控制策略的研究

【类型】学位论文

【作者】王世峰 

【关键词】 ECU 喷油控制策略 煤油活塞发动机 台架实验

【摘要】随着国内外对小型飞行器动力装置的迫切需求,近年来小型航空煤油活塞发动机电控燃油喷射系统成为了研究热点。电控燃油喷射系统对发动机控制的优劣主要取决于电控单元中制定的控制策略。因此,本文对小型二冲程煤油活塞发动机喷油控制策略进行研究,具有重要的现实意义。考虑到汽油和煤油理化特性的差异较小,且汽油活塞发动机技术相对成熟,所以本文借鉴汽油活塞发动机的研究方法来研究煤油活塞发动机。具体的研究方法是:先建立二冲程汽油活塞发动机模型,借助模型的仿真计算结果、喷油控制的目标以及煤油和汽油的特性差异制定煤油机喷油控制策略;再根据喷油控制策略设计电子控制器的软、硬件;最后通过台架实验验证煤油活塞发动机喷油控制策略的有效性。本文的主要研究内容如下:(1)化油器式活塞发动机改造。将活塞发动机的供油方式由化油器式改为进气道电控燃油喷射式,组成电控燃油喷射系统的部件由传感器、执行机构、电子控制器和测控标定软件四个部分构成,该系统主要是给喷油控制策略的实施提供一个软、硬件平台。(2)建立进气道电控汽油喷射发动机均值模型,设计发动机喷油控制策略。用Matlab/Simulink软件建立进气道喷射汽油发动机均值模型,然后用台架实验所得数据对模型仿真结果进行验证。利用验证后的模型仿真计算出各稳定工况点的喷油量。根据模型仿真的结果、各工况对空燃比的要求以及煤油和汽油的特性差异制定各工况的喷油控制策略。(3)根据喷油控制策略的要求设计电子控制器的软、硬件。硬件部分主要包括微处理器的最小电路设计、信号调理电路设计、驱动电路设计;软件设计利用模块法即根据各个模块功能进行设计,主要模块包括转速计算模块、模拟量采集模块、喷油量计算模块和各个工况处理模块。(4)验证煤油活塞发动机机喷油控制策略。先对ECU进行半物理实验验证,无误后进行台架实验。首先是利用测功机台架验证稳定工况中稳定工况的MAP图是否满足理论空燃比的要求,然后用推力台台架验证起动工况、怠速工况、稳定工况和瞬态工况的喷油控制策略。综上所述,本文通过对小型煤油活塞发动机喷油控制的研究,构建了一款适合煤油活塞发动机电子控制器,提出了一套针对小型煤油活塞发动机在起动工况、怠速工况、稳定工况、瞬态工况和超速工况的喷油控制策略。该策略经过半物理实验和台架实验验证,可满足受控发动机各工况的要求,为煤油活塞发动机的深入研究奠定了基础。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】毛建国

【读秀链接】读秀链接