基于labview语言发动机 —— 电控系统标定系统的设计(毕业设计)(3)

据德国的一项调查，一辆汽车从投入使用到最后报废，要向大气中排放59.7吨的二氧化碳，污染了奖金20.4亿立方共吃的空气，产生26.5吨的固态垃圾。可以想象世界上那么多的汽车将会产生多少有害气体和垃圾？在这些有害气体中，对人类危害最大的是CO、HC、NOx，占HC化合物的60%，由发动机的排气管排出，曲轴箱气体和油箱的燃油蒸发的HC排放汽车总排放的HC化合物的20%，这些有害气体与汽油的燃烧密不可分，CO的产生是因为汽油在汽缸中燃烧不充分所致，当空气量不足时，部分燃料因不能完全燃烧而生成CO， HC在燃烧过程中的产生主要是因中间产物和壁面激冷效应，HC的氧化过程伴随着中间产物的复杂过程，燃油分子必须经过一连串的中间反应，才能完成生成C02和H20的反应，因此在反应过程的不同阶段，必然存在着各种中间产物。若是在某一环节中出了问题，中间产物进一步反应的条件不满足时，就有可能以部分氧化物的形式排出，此外，HC化合物还有其他来源，例如，但火系工作不可靠，某些循环失火导致HC排放增加，燃烧室狭缝太小，使火焰不能到达等情况，NOx是燃烧室内在高温状态下燃烧的产物，它的产生是随着时间的变化而变化的，燃烧过程初期，NOx浓度比较大，在较低温度下可以分解成氮和氧，，所以，NO的生成量取决于NOx形成的速率和时间。对汽油机来说，NOx的浓度主要是由温度和混合气的成分决定的，在混合气较稀的区域，NOx平衡浓度随混合气加浓而减少，尤其是在过量空气系数接近或小于1时，阳气不足NOx随过量系数的降低而急剧减少。此外，NOX的生成还与NOX形成时间(或滞留时间)有较大关系，NOx形成时间是由燃烧过程中高温保持的时间决定的，高温持续的时间越长，其生成的时间就越长，排放量就越多。所以，这三种污染物的产生都和有着密不可分的关系，因此，通过优化发动机的结构及控制策略来改善发动机的燃烧过程，减少有害气体的产生是降低排放的有效措施。

与此同时，汽车数量的增多也导致石油消耗增加，世界上的石油的存储是有限，汽车的增加，将会导致石油消耗的短缺。为此，一些发达国家也相继制定了强制性的法规，汽车的排放和燃油的消耗都得到了强制性的限制，因为各国的经济、政治和技术水平的不同，各国所指定的汽车排放法规标准也不一样。从汽车工业发展来看，世界上汽车排放标准已形成三大体系，即美国、日本和欧洲汽车排放标准。美国是世界上第一个对汽车排放制定标准的国家，从1998年以后，

美国汽车排放的限值已经较为严格，欧洲汽车的排放法规经历了三十年的发展过程逐渐严格，从欧洲I号标准开始发展到欧洲N号标准，1998年6月欧共体决定采纳欧III、欧N标准，它们与欧I、欧II除了在排放限值上要进一步降低40%以外，排放测试循环的改变有较为明显的区别，即取消了发动机起动后怠速40s的暖机时间，从2002年开始要求初始测试温度为一7℃这种改变实际上强调了冷起动阶段发动机排放量的重要性，当发动机在环境温度降到零度以下冷起动时，因缸内温度低，燃油蒸发性差，为保证有效燃烧所必须的燃油蒸气量，使启动可靠，一般发动机的电控系统要对进入缸内的燃油和空气混合气加浓，这样相对于其他工况，因为燃油的未完全蒸发，排出大量的HC化合物和CO在新的循环中记入。若要使发动机的排放能达到欧m、欧W标准，必须采取措施有效降低冷起动阶段的排放。

随着汽车数量的增加，我国汽车污染物排放总量也在增加，尤其是大城市中汽车尾气对大气的污染，2005年我国机动车尾气排放，在城市大气污染的比重达到79%左右。我国从2004年7月1日开始实行第二阶段排放法规相当于欧II标准，2008年将实施第三阶段汽车排放标准。能源消耗的急剧增加使我国成为世界上第二大石油进口国，进口的原油数量超过总消耗量的50%。目前，我国汽车燃油消耗量占整个汽油消耗量的75.5，每辆车平均每年消耗汽油高达2.28吨，而日本只有1.1吨。我国在2008年实施“乘用车燃料消耗量限值标准”，标准中规定的限值将与美国2002年的标准相当。2008年，中国汽车的油耗已降低15%。 社会发展的需要、排放法规的推动和科学技术的进步、世界性石油短缺、使用者对车辆驾驶性、舒适性和安全性的需求日益提高，使电控技术成为改善发动机性能及排放的主要方法，同时也是汽车上采用电子技术并迅速发展的根本原因.将电控汽油喷射系统，与三元催化转化器进行合理的优化匹配，可以高效净化汽车尾气中的HC, C0, NOx有害成分，使汽车的整体排放满足排放标准的要求。动力系统的电子控制，在当前汽车电子技术的发展中占有重要地位，它可以实现低污染、低油耗，并提高汽车的动力性。

发动机的工作过程十分复杂，具有复杂的动态特性，非线性和相应滞后的混合式时变系统，其性能依赖于大量的机械动力学和热力学参数，很难用准确的数学模型精确地表示出来，电控系统的控制参数对发动机的性能影响较大，为了使

发动机达到最佳性能的目的，，需要对发动机电控系统的控制参数进行精确标定，使发动机按照最优的控制参数运行工作，标定工作是根据整车的各种性能要求，如：动力性、经济性、排放性及辅助功能等，来调整、优化和确定整车上各电子设备控制单元的运行和控制参数的控制算法，而标定系统是由匹配标定要求实时的将电子控制单元工作状态参数由通信接口传送给操作人员作为判别电控装置运行性能的依据，将操作人员所设置的控制参数传送给电子控制单元。 标定工作十分复杂，发动机的性能表现在很多方面，例如动力性、燃油经济性和排放性能进行控制参数的标定必须对各种性能指标的影响进行综合考虑;另外，发动机的各个控制参数之间也相互影响，若将各个控制参数单独地进行选择并不十分科学。所以，开发功能完善且灵活方便的标定系统是汽车电子产品高效的技术之一

2）电控发动机标定系统研究的意义 和目的

目前，国外发动机标定技术已经十分先进，并长期占有国内市场，这多于国内的汽车及发动机行业的人来说，购买国外产品，成本较高。另外，这些成熟的标定软件一般都和公司的硬件相联系的，在购买这些软件的同时还必须付出大量的财力去买相应的硬件设备。这种技术上的封锁，使得国内这些行业处于劣势，他们一方面抢占着市场，攫取高额利润。另一方面，他们通过市场调查了解到国内的一些企业习惯于使用国外先进的产品而不去自己研发，严重阻碍了自主研发、自主创新新产品的道路进程。所以研究发动机电控系统通用型标定系统具有很高的技术储备价值、市场价值和重要的现实意义，并对国内发动机电控技术的整体提升也具有重要的意义。

从国内各大学的研究情况来看，使用LabVIEW平台进行标定软件开发的，是极少数的，选择labview平台进行研究开发，一方面可以充分利用国内先进的技术，另一方面，也具有一定的创新和挑战性。昆明理工大学内燃机重点实验室一直着力于发动机电控技术的研究，实验室拥有电控和NI两大平台。因此，本论文的选题也是切合实际需要，在实验室NI平台上开发，具有实际意义。 电控发动机标定系统的主要目标是解决发动机电控单元与发动机匹配的问题，也即是标定系统对所安装的电控单元的发动机进行喷油特性、点火提前特性、怠速稳定性及瞬态过渡工况的综合试验，使ECU在实际使用中达到令人满意的

结果，发动机一般都具有较大的柔性并能适应各种工况、环境和状态，从而使发动机在最优状态下运行工作。

1.4国内外电控发动机技术的发展与现状

电控技术是满足现在排放法规和进一步提高发动机性能的必然措施，在降低汽车排放污染物的 …… 此处隐藏：2639字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……