电控喷油器流量特性测试通讯与参数整定系统设计.doc

第一章绪论
汽油机喷油器的喷油特性对汽油机的动力性，经济性，排放性能指标有很大的影响。在电控汽油机中通过单片机对喷油器的各个喷油特性指标测量和控制使喷油器的性能得到更大程度的优化。此设计是通过串口通讯将单片机采集到的各个喷油器参数传送到上位机，上位机通过Labview对所接收的到的数据进行分析处理，达到对喷油器参数和功能的更加精确的控制。
近年来，我国的摩托车行业得到了快速发展，我国摩托车产销量跃居世界第一，出口跃居世界第二，摩托车已成为我国最具有全球化特征的机电产品之一，但随着国民环保意识的不断增强和对摩托车排放污染严重性的认识不断提高，以及全球的能源恐慌，各国对摩托车的排放和经济性都提出了更高的要求。近年来，我国的摩托车排放标准如下：2003年1月1日起执行欧Ⅰ标准；2004年1月1日起新定型的摩托车产品污染物的排放达到相当于欧Ⅱ排放控制水平；2005年1月1日起新定型的轻便摩托车产品污染物的排放应当达到相当于欧Ⅱ的排放控制水平；2006年前后我国所有新定型的摩托车产品污染物的排放应达到国际先进排放控制水平；2008年我国将实施等同于针对摩托车欧Ⅲ排放标准的第3阶段标准。由此可见，我国的摩托车排放标准加严进程在不断加快，这对我国摩托车行业来讲，将是一个重大的考验。排放问题解决的好坏将直接关系到我国摩托车行业今后的可持续发展。
在汽油机普遍采用电控技术，发动机性能普遍得到较大提高的今天，稀薄燃烧技术为汽油机性能的进一步提高提供了广阔的前景。火花点火发动机采用稀薄燃烧技术不仅可以提高其燃油经济性,而且可以改善火花点火发动机对大气的污染。对发动机排放方面,随着空燃比的增加,由于采用稀的混合气使燃烧温度降低,NOx的排放明显减少,同时燃烧产物中的氧成分有利于HC和CO的氧化,因此,HC和CO的排放也减小,然而,随着空燃比增加到一定程度,由于燃烧速度的降低可能会使燃烧不完全,HC的排放会迅速增加。如果能合理地设计紧凑的燃烧室,并组织好空气运动使燃烧在短时间内完成,那么三种排放都可以大大减少。
汽油机的排放问题在汽车方面已得到有效的解决：
方案一采用三效转化器，该方案是目前在汽车领域运用的最成功的方法，可使CO、HC和NOx等排放物减少80%—90%.
方案二采用稀燃技术，该方案不仅可以较大幅度的降低汽油机的排放，还可以降低汽油机的油耗，提高其经济性。因此该方案是各研究单位研究和开发的热点。
比较上述两方案，第一方案成本过高，不适合摩托车行业；只有采用第二种方案，才能有效的解决目前摩托车行业遇到的困难。实现稀燃技术，需解决的问题很多，实现摩托车汽油机的电控是解决该问题的关键【3】。
电控汽油机的内容很多，其中喷油系统就是最重要的内容之一。它必须精确地计量燃油并形成喷雾，当发动机作高速运转时，在个喷油周期内从开启、喷油到回位仅几个毫秒，为了使喷油器在如此短的过程中有足够的喷油量，就要求其具有很高的频响特性1。另外，它的流量特性对汽油机与电控系统的匹配有很大影响。因此，通过建立数学模型研究其喷射过程具有重要实用意义，有助于了解各种参数对喷油器性能的影晌程度．可为喷油器的开发设计和改进提供条新的有效手段。
在电喷发动机的电控系统中，电控单元通过控制喷油器的喷油脉宽来控制喷油量，从而适应发动机各种工况的需要。喷油量的精确性将直接影响发动机的动力性、经济性及排放性能等，因此，有必要对喷油器的一个极为重要的特性——流量特性进行试验和研究。流量特性是指喷油器单次喷油量与喷油脉宽的关系曲线。此软件的设计为这些数值的测量提供了很大的帮助。

第二章喷油器流量测试意义及设计
§2.1喷油器流量特性测试的意义
现代电子控制技术在发动机喷射系统中的应用大大改善了发动机性能。电控喷油器作为电控喷射系统的一个关键部件，其工作特性对汽油机与电喷系统的改善是一个关键部件，其工作特性对汽油机与电喷系统的匹配和燃油的计量精度都有很大的影响。在电喷发动机的电控系统中，电控单元通过调节喷油器的喷油脉宽来控制喷油量，从而适应发动机各种工况的需要。喷油量的精确性将直接影响发动机的动力性，经济性及排放性等。因此，对喷油器喷油量的高精度和高效率测量是喷油器及发动机生产企业重要的质量保证手段。由于每个循环的喷油量和在稳定工况下的平均燃油流量很小，因此需要研制专门的喷油器参数测量控制仪。下面我以喷油脉宽的测量为例说明开发此系统的必要性。
喷油器的喷油脉宽由电控单元精确控制，以保证缸内混和气的空燃比符合发动机各工况的要求。喷油器的流量和精度直接影响着发动机的动力性、经济性及排放等。在安装喷油器之前，要对喷油器的流量特性进行标定，以检查所选用的喷油器是否满足流量和精度的要求。喷油器的流量特性，是指喷油器的实际喷油量随喷油脉宽的变化规律，理想喷油器的开关是瞬时的，且在脉宽从零到最