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柴油機(jī)ECU電源模塊優(yōu)化與兩級(jí)增壓器壓力調(diào)節(jié)的實(shí)驗(yàn)研究

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-11-22 16:03:44 次瀏覽

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隨著DC-DC電源模塊品種的日益增多,其測(cè)試內(nèi)容的復(fù)雜性也與日俱增,這給人工測(cè)試帶來(lái)了一定的困難,本文介紹了一種DC-DC電源模塊自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)控制單片機(jī)和可編程測(cè)量設(shè)備,通過(guò)切換繼電器陣列實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試方法,可以實(shí)現(xiàn)直流-DC電源模塊全溫度參數(shù)測(cè)試的全覆蓋。測(cè)試板可以放入高低溫箱中,通過(guò)航空插頭與硬件箱連接。DC-DC電源模塊自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的建立,不僅大大提高了科研和生產(chǎn)中的測(cè)試效率,而且節(jié)省了大量的人力和物力。

在能源和環(huán)境的雙重壓力之下,如何實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的高效清潔燃燒已經(jīng)成為柴油機(jī)研發(fā)工作的焦點(diǎn)。柴油機(jī)高效清潔燃燒的實(shí)現(xiàn)依賴于先進(jìn)的燃燒技術(shù),本課題組提出的低溫燃燒和高密度低溫燃燒相結(jié)合的復(fù)合燃燒策略是實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)全工況高效清潔燃燒的有效途徑。 低溫燃燒和高密度低溫燃燒相結(jié)合的復(fù)合燃燒新技術(shù)的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)電子控制單元(ECU),其包括硬件和軟件兩大部分,而硬件是整個(gè)電子控制單元的基礎(chǔ),是發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)其功能的前提條件。電源模塊是ECU硬件的能量來(lái)源,它為硬件提供各種電壓的電能。 作者在課題組前期工作的基礎(chǔ)上,為了開(kāi)發(fā)新一代柴油機(jī)ECU而對(duì)電源模塊重新進(jìn)行了優(yōu)化和設(shè)計(jì)。選取了一款更適合核心芯片MPC5554使用的低壓電源芯片MC33730,對(duì)其進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)以便于在硬件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的調(diào)試工作,并且對(duì)該電源模塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相對(duì)于上一代的電源芯片,MC33730芯片的效率更高,輸出電壓穩(wěn)定性更好,能更好的滿足柴油機(jī)ECU的需求。 在噴油器驅(qū)動(dòng)電源方面,作者從電荷量轉(zhuǎn)移的角度,對(duì)升壓電路電感電流斷續(xù)工作模式下的工作過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的解析,并且推導(dǎo)出了電感電流飽和之前,升壓電壓恢復(fù)時(shí)間的數(shù)學(xué)關(guān)系式,該關(guān)系式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映出來(lái)的關(guān)系能夠很好的吻合;同時(shí)對(duì)電感電流超過(guò)電感**飽和電流后繼續(xù)通電的情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析,發(fā)現(xiàn)電感電流飽和之后升壓電壓的恢復(fù)時(shí)間在兩個(gè)值之間來(lái)回波動(dòng),升壓電路的轉(zhuǎn)換效率先急劇降低后變緩。**為升壓電路選取了**的元器件和控制參數(shù)。 在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)方面,對(duì)兩級(jí)渦輪增壓的壓力調(diào)節(jié)部分進(jìn)行了詳細(xì)的分析,通過(guò)對(duì)比渦端放氣和壓端放氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放的影響,發(fā)現(xiàn)渦端放氣和壓端放氣都能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的有效熱效率,降低發(fā)動(dòng)機(jī)的有效燃油消耗率,降低NOx和Soot排放,但是壓端放氣的幅度相對(duì)較小。并且分析了渦端和壓端協(xié)調(diào)放氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放的影響,發(fā)現(xiàn)通過(guò)渦端和壓端協(xié)調(diào)放氣往往能夠得到發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放折衷的**點(diǎn)。

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