《通信工程毕业设计（论文）燃油喷射电磁阀控制系统的设计实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信工程毕业设计（论文）燃油喷射电磁阀控制系统的设计实现（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计（论文）任务书题目：燃油喷射电磁阀控制系统的设计实现系 名 信息工程系 专 业 通信工程 年 级 2006级 姓 名 学 号 指导教师 职 称 副教授 2009年 12 月4 日一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。）1、设计的工作基础 在之前的学习中，了解了一些驱动电路，在电子设计这门课程中设计了开关电源和线性稳压源的电路，因此在驱动电路方面的设计有一定的了解，通过学习完单片机这门课程后，对单片机和程序编译方面也有了了解，为电路的设计打下基础，在本科期间学会了使用Protel软件设计电路，在电工实习中焊接和组装了收音机、对讲机，因此在电路焊接方面有一
2、定的基础。2、研究条件 在实验室力所具备的研究条件有电脑、示波器、Protel软件、C8051F410/2单片机、电磁阀，以及必要的实验设备。3、应用环境当今，日益严格的排放法规、激烈的市场竞争和能源短缺，使得发动机不断引入新技术，向低污染、低油耗、高比功率的方向发展。而提高发动机动力性、经济性和降低排放的关键在于改善发动机的燃烧。燃烧过程的好坏和整机性能的优劣取决于喷油系统、进气系统和燃烧室结构三者之间的匹配。传统的机械喷油系统已越来越不适应形势的发展，在多种研究开发的发动机喷油系统中，其中高压共轨式电控燃油喷射系统是目前最理想的喷油系统，是二十一世纪燃油系统的主流，因此在汽车的动力系统中使
3、用电控燃油喷射系统，不仅能提高发动机的性能，还能够汽车尾气对环境的污染。4、工作目的通过这次设计掌握产品的设计流程、设计思想和动手能力，能够熟练地使用Protel软件设计电路，提高单片机的编程能力和电路板的焊接能力，增强在遇到问题时，怎样分析和解决问题的能力，在综合能力上有一定的提升，为以后的发展打下坚实的基础。二、参考文献1 张科勋,红木南,周明等. 柴油机电磁阀集成式升压驱动电路计与分析J.上海交通大学学报, 2008,42(8):1367-1371.2 宋军，田良云，李孝禄，乔信起，黄震. 柴油机共轨系统ECU的设计及喷油特性研究J.内燃机学报,2006,24(1):28-34.3 卢启
4、龙，欧阳明高. 电控柴油喷射用高速强力电磁阀的结构设计与功率驱动J.电控技术,1999,10(4):33-37.4 连长震，李建秋，周明，欧阳明高. 电控燃油喷射用高速电磁阀驱动方式研究J.汽车工程,2002,24(4):310-313.5 刘建成，王立德，刘彪. 基于DSP的柴油机喷油电磁阀驱动电路的设计J.内燃机, 2007,4(1):14-17.6郭建波.高压共轨柴油机电控燃油喷射系统及开发环境的研究D.杭州：浙江大 学，2002.7郝守刚.电控单体泵电磁阀电磁机液特性研究D.北京:清华大学,2003.8周玉成,平涛,方祖华等,高压共轨喷油系统开发过程中电磁阀控制参数研究J. 铁道机车车
5、辆,2003,23(增刊1):124-126.三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。）本课题是我校内燃机燃烧学国家重点实验室的国家自然基金项目中的电路控制部分，针对的是发动机燃油喷射系统。拟采用SiliconLabs公司的C8051F410微控制器芯片，需要完成的核心功能是根据油泵角标器传送的角度信息在设定的时刻切换油泵电磁阀的开关，建立油压并测量显示；在喷油功能被触发之后，根据发动机角标信号在设定的时刻采用PWM方式打开喷油电磁阀，完成燃油喷射，同时为PIV拍摄系统发送触发信号，开始出激光并照相。 学生通过此次训练，可以掌握现场
6、解决工程实际问题的能力，如变频器带来的干扰就是本系统需要解决的一大难题。还可以熟悉系统设计方法，C语言编程，绘制PCB板，焊接调试等。 指导教师（签字）年 月 日审题小组组长（签字）年 月 日天津大学仁爱学院本科生毕业设计开题报告课题名称电磁阀控制发动机燃油喷射系统的研制学院名称天津大学仁爱学院专业名称通信工程学生姓名高楠指导教师张瑞峰一、课题的来源及意义采用电子控制技术是当今内燃机发展的重要方向之一，随着世界范围内的能源危机及环境污染的日益严重，人们对内燃机在节能和排放方面的要求日趋严格，因而对其调节控制体吹了高精度及多参数的要求。以往的自动控制装置，如调速器、点火提前器等即使进一步复杂化也
7、不能完全满足要求。要在内燃机工作时同时达到低排放、低油耗以及高动力性能的要求，不仅要使内燃机的喷油量和喷油正式随转转速及负荷的变化而发生模式较为复杂的变化，而且还要对温度、吸气压力等因素加以补偿，故传统的机械式燃油喷射系统因其固有的缺点（控制自由度小、控制精度低、响应速度慢）而无法满足这些要求。所以，电控系统的应用已成为必然趋势。采用电子控制技术后，由微机可精确控制内燃机的供油、点火、喷油及配气定时等参数，是内燃机在各种工况下都能按最佳状态运行，在以时间控制为特点的发动机电控喷射系统中，应用最多的执行器是电磁阀，电磁阀的工作状态，特别是它的快速响应能力影响着电控燃油喷射系统的控制精度，进而决定
8、了发动机的动力性能、燃油经济性和排放物的生成。二、国内外发展状况 70年代以来，随着微电子技术和新型传感器的不断发展，柴油机的电喷系统不仅在硬件方面先后推出了位置控制、时间控制、时间控制+共轨控制等三代产品，而且在控制理论与方法方面也取得了许多令人服务的成果。控制方法从过去的查表法、PID控制法等基于控制理论的方法发展到以状态空间、多变量最优控制、自适应控制等现代控制理论为主体的技术。近年来，神经网络控制、模糊控制等智能控制技术的应用也日趋活跃。三、本课题的研究目标 本课题旨在通过对智能芯片C8051的研究和编程语言的运用，设计出电磁阀控制电路，来控制油量的输入，从而大幅度的降低排放污染，提高
9、经济性和改善动力性。四、研究内容 1、油泵控制策略（1）确定凸轮轴上对应的角标零点；（2）确定油泵柱塞升程对应的角度（720）；（3）制作控制电路，将油泵电磁阀开启时刻对应的角度和持续期设成可调量（此过程电磁阀开启四次）；（4）进行标定，确定油泵最大供油能力所对应的油泵电磁阀开启角度和持续期；（5）柱塞下行：断电，电磁阀开启，从低压油罐抽油（6）柱塞上行预行程：不通电，无压缩，部分燃油压回低压油管（7）柱塞压缩行程：在上止点的某个时刻，通电，阀关闭，剩余燃油压到高压油管（8）通电越早，供应燃油越多。供油控制通电提前角控制！高压油泵的工作原理 控制电路制作：电磁阀采用12伏电瓶供电。旋转编码器随
10、凸轮轴转动，编码器每转一圈发出720个脉冲，将脉冲通过A/D/转换器采集到PC机，通过编程控制角标的Z信号。当电磁阀到达标定的打开角度时，PC机给出一个触发信号并维持标定的持续角度时间。电瓶开始供电，电磁阀打开，油泵开始泵油。此过程每720要重复四次。2、燃油压力采集燃油压力传感器为压阻式传感器，用5伏稳压电源供电，输出电压所对应的压力 0MPA-0.486V1MPA-0.763V2MPA-0.920V3MPA-1.107V4MPA-1.300V5MPA-1.501V6MPA-1.704V7MPA-1.910V8MPA-2.115V9MPA -2.320V10MPA -2.522V11MPA
11、-2.725V12MPA -2.929V13MPA -3.131V14MPA -3.333V15MPA -3.534V16MPA -2.735V17MPA -2.936V18MPA -3.137V输出的电压信号通过A/D转换器采集到PC。对油轨压力进行时时检测，同时通过调节限压阀调节油轨中的压力。 3、喷油嘴电磁阀控制：首先选择以参考脉冲，确定此脉冲高电平下降沿与发动机上止点之间的的角度，将此角度设定成可调参数。将喷油定时的角度和喷油脉宽设成可调参数，则喷油过程和触发的方式按一下流程进行：（1）进去喷射程序，参考脉冲的下降沿触发、单片机进入喷射过程即图中的a点。（2）准本第一部分喷油参数，包括
12、：电磁铁上升时间（吸合时间）转为对应的角度。从参考脉冲的a点开始触发电磁阀驱动脉冲A。A脉冲高电平，电磁阀线圈电流上升。设置MASK信号定时，其目的是过了EMASK后，电磁阀关闭时刻，反馈电路开始工作。准备第二部分喷射参数，根据瞬态转速，把喷油脉宽全部转化为定时器的技术脉冲。检测电磁阀反馈信号，捕捉到后，立即关闭电磁阀驱动脉冲A，达到b点。电磁阀电流下降，喷射过程开始。开始计量喷油脉宽时间准备第三部分喷油数据，如果大于（为电磁铁驱动电流由峰值电流降到维持电流的时间，一般），进行电磁铁维持电流控制（对电磁阀驱动脉冲A进行脉宽调制）的数据准备。喷油和相机的工作过程达到c点开始电磁铁驱动电流的脉宽调
13、制控制。到达d点，喷油脉宽时间计量结束，关闭控制脉冲A。喷油过程中，相机和激光器信号设定为可调量，根据需求随时准备触发，抓拍喷油过程中的每一个细节。触发过程中信号存在延时，所以在编程过程中需要考虑延时时间,具体的延时时间随着转速的变化而不同，需在现场进行标定，所以最好延时也设定成可调节量。五、研究方法 本课题采用理论结合实际的方法，辅助导师完成该系统的设计与实现六、研究手段 请教老师与同学，查阅相关资料、编写所需程序、进行电脑模拟、搭建系统电路，进行仿真调试，最终形成系统焊接实际电路。七、进度安排（1）、2009.12.282010.3.15开题报告形成阶段：本阶段主要任务是查找相关文献资料，
14、了解本课题，按时顺利完成开题报告。（2）、2010.3.152009.4.15理论准备阶段：本阶段主要学习C8051F410X系列单片机，熟悉软硬件开发平台、电路、编程等方面的知识，加强外语文献的阅读。为开题的设计和实施做好理论知识储备。（3）、2010.4.152009.5.1确定开题实施方案阶段：通过上一阶段学习，对该课题有了更深的了解，对各种可能的实施方案进行优劣比较，最终确定合适的实施方案。（4）、2010.5.12010.5.25课题实质性设计实施阶段：本阶段要进行此课题的方案设计和实施，最终完成该课题的研究和设计。（5）、2010.5.252010.5.31毕业设计总结和整理阶段：这段时间主要对以上各阶段的工作做总结和梳理，对实验中可能遗留的问题进行最后的突破，为毕业论文的撰写做好准备。（6）、2010.6.12010.6.20
