《硕士论文-新型柴油机电控标定系统通信模块的开发.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《硕士论文-新型柴油机电控标定系统通信模块的开发.pdf（86页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、上海交通大学硕士学位论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发姓名：单政华申请学位级别：硕士专业：动力机械及工程指导教师：卓斌20020201上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发新型柴油机电控标定系统通信模块的开发摘要随着环保问题和能源问题日益得到人们的重视，对汽车发动机排放的限制法规和对其经济性的要求越来越严格。为此，人们纷纷将目光投向了汽车发动机的电子控制，发动机的电子控制得到了迅速的发展。目前，柴油机的电子控制已成为国内外研究的一个热点，并应运而生了各种电控柴油机。可大致分为位置控制式、时间控制式和时间一压力控制式。不管何种方式，其最终实现均需经过发动机匹配标定试验以确
2、定其运行参数和控制参数。由此可见，电控柴油机的标定系统作为开发成功产品的要素之一是必不可少且极其重要的。本论文所做的工作是上海交通大学内燃机研究所电控组的企业学校合作重大攻关项目一“高压共轨式电控柴油机燃料喷射系统的研制”的一部分。本论文主要涉及该系统的标定系统的开发，并承担其中串行通信模块的设计。串行通信模块是标定系统硬件和软件结构中的重要组成部分，直接影响着标定系统对整个系统进行标定优化的质量。与大系统后续的匹配标定实验、自学习模块和故障诊断模块的开发等工作均密切相关。本论文主要通过对柴油机电控系统的电子控制模型、控制策略、系统硬件电路设计、以及电控系统匹配标定的深入了解，在此基础上选用R
3、 S 2 3 2 C 电气标准和K W P上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发2 0 0 0 通信协议，完成电控柴油机标定系统串行通信模块的软硬件开发，实现了E C U 与外部环境的可靠、迅速的信息流交换。并由于其良好的通用性和可扩展能力以及方便的接口参数修改而易于作为通用的电控发动机标定系统的通信模块。本论文开发的新型柴油机电控标定系统通信模块包括硬件和软件两个方面。硬件方面包括以M C 3 3 2 9 0 为主体的通信接口电路。软件方面主要为串行通信程序，包括底层E C U 端通信程序和上层P C端通信程序。通信接口电路选用了M O T O R O L A 的M C 3
4、 3 2 9 0K 线串行链路总线接口驱动器，依据I S O9 1 4 1 国际标准组成。它实现了从E C U 端的C M O S 电平到P C 端的R S 2 3 2 C 电平的转换和通信过程中的I S OK线方式与P C 端的R S 2 3 2 C 接收发送线之间的连接，保证了通信的可靠进行。底层通信程序采用M O T O R O L A 的M C 6 8 3 0 0 系列汇编语言编写。利用中断数据传输方式接收和发送数据，同时采用分别建立接收数据缓冲区和发送数据缓冲区以及相应的地址指针技术来保证中断调用的简洁、快速和准确。上层通信程序在V I S U A LC+开发界面上编写。通过控制P
5、C 机的异步通信控制器F O 接口芯片8 2 5 0，采用W I N D O W S 的多线程服务和事件驱动通信进行程序设计。在完成了新型柴油机电控标定系统通信模块的硬件和软件方面的开发后，通过E M U L 3 0 0 仿真器和P C 机的连接，进行了与标定系上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发统的标定界面动态连接试验。试验证明了通信模块能如期地实现相应的通信功能，保证系统的可靠标定。关键词柴油机，电子控制单元(E C U)，高压共轨，标定系统，串行通信，K W P2 0 0 0上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发D E V E I O P 匝N TO
6、 FC O I 心仉N I C A r I O NM O D U L EO FT H EC A L 瑕R A T I O NS Y S T E MF O RAN E WE L E C T R o N I C A I IYC O N T R o L L E DD I E S E LA B S T R A C TA st h ep r o b l e mo fe n v i r o n m e n tp r o t e c t i o na n de n e r g yi sm o r ea n dm o r er e c o g n i z e d，t h el i m i tr u l ef
7、o rv e h i c l ee n g i n e sa n dt h ed e m a n df o rb e t t e re c o n o m yi n d e xa r eb e c o m i n gs t r i n g e n t F o rt h i sr e a s o n，t h ee l e c t r o n i cc o n t r o lo fv e h i c l ee n g i n e sg a i n e di n c r e a s i n ga t t e n t i o na n dh a sd e v e l o p e dr a p i d
8、l y T h ee l e c t r o n i cc o n t r o lo fd i e s e l sh a sb e e np o p u l a rt h r o u g h o u tt h ew o r l d,a n dt h e r e f o r ea l lk i n d so fe l e c t r o n i c a l l yc o n t r o l l e dd i e s e l sa p p e a r T h e yc a l lb ea p p r o x i m a t e l yd e v i d e di n t op l a c e-c
9、o n t r o l l e do n e，t i m e c o n t r o l l e do n ea n dt i m e-p r e s s u r e c o n t r o l l e do n e N om a t t e rw h a tk i n do fd i e s e l si su s e d，t h e ya l ln e e dt ob ec a l i b r a t e di no r d e rt od e t e r m i n et h e i ro p e r a t i n ga n dc o n t r o l l i n gp a r a
10、m e t e r s I naw o r d，t h ec a l i b r a t i o ns y s t e mo fe l e c t r o n i c a l l yc o n t r o l l e dd i e s e l si sa ni m p o r t a n tp a r to fas u c c e s s f u lp r o d u c t T h ew o r kc o v e r e di nt h et h e s i si so n eo ft h ec o m p o n e n t so fa上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开
11、发s i g n i f i c a n tp r o j e c tc o o p e r a t e db ye n t e r p r i s ea n du n i v e r s i t y,t h a ti s，d e v e l o p m e n to fh i g h-p r e s s u r e dc o l T L r n o nr a i lf u e ls y s t e mo fe l e c t r o n i c a l l yc o n t r o l l e dd i e s e l s，w h i c hi sn o wd e v e l o p e d
12、b yt h ee l e c t r o n i cc o n t r o lg r o u po ft h eI n s t i t u t eo fI n t e r n a lC o m b u s t i o nE n g i n eo fS h a n g h a iJ i a oT o n gU n i v e r s i t y T h i st h e s i si sp e r t a i n e dt or e s e a r c ho ft h ec a l i b r a t i o ns y s t e ma n dm o s t l yu n d e r t a
13、k e st h ed e s i g n m e n to fs e r i a lc o m m u i n c a t i o nm o d u l e T h em o d u l ei sak e yp a r to fc a l i b r a t i o ns y s t e m，w h i c hi n f l u n c e st h eq u a l i t yo fc a l i b r a t i o nw o r ka n di sg r e a t l yr e l a t e dt oc a l i b r a t i o ne x p e r i m e n t
14、 s，d e f a u l td i a g n o s i sm o d u l ed e s i g n m e n ta n ds e l f-s t u d ym o d u l ed e s i g n m e n ti nf u t u r e H a v i n gt h o r o u g h l yu n d e r s t o o de c l e c t r o n i cc o n t r o lm o d e l，c o n t r o ls t r a t e g y,h a r d w a r ed e s i g e n m e n to fs y s t e
15、 ma n dc a l i b r a t i o nw o r k,w es e l e c tR S 一2 3 2 Ca n dK W P2 0 0 0t od e v e l o ph a r d w a r ea n ds o f t w a r eo fs e r i a lc o m m u n i c a t i o nm o d u l e，w h i c hC a l lg u a r a n t e er e l i a b l ea n dr a p i dd a t at r a n s f e rb e t w e e nE C Ua n dt h eo u t s
16、 i d e I tC a na l s ob eu s e da sau n i v e r s a lc o m m u n i c a t i o nm o d u l eo fc a l i b r a t i o ns y s t e mf o re l e c t r o n i c a l l yc o n t r o l l e de n g i n e sb e c a u s eo fi t sg o o dg e n e r a lc a p a b i l i t ya n de a s i l ym o d i f i e di n t e r f a c ep a
17、r a m e t e r s T h ec o m m u n i c a t i o nm o d u l ei sm a d eu po ft w op a r t s：t h eh a r d w a r ea n dt h es o f t w a r e T h eh a r d w a r ei n c l u d e st h ec o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c ec k c u“m a i n l yc o m p r i s e db yM C 3 3 2 9 0 T h es o f t w a r ea r ep r i
18、m e l ys e r i a lc o m m u n i c a t i o np r o g r a m si n c l u d i n gp r o g r a m si nE C Us i d ea n do n e si nP Cs i d e 上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发A c c o r d i n gt oI S O9 1 4 1，c o m m u n i c a t i o ni n t e r f a c ec i r c u i ts e l e c t sM O T O R O L AM C 3 3 2 9 0Kl i n es e
19、r i a ll i n ki n t e r f a c e I ta c h i e v e st h ed i g i t a lt r a n s l a t i o n sf r o mC M O Sl o g i cl e v e l si nE C Us i d et oR S 一2 3 2 Cl o g i cl e v e l si nP Cs i d ea n dv i c ev e r s a M e a n w h i l ei tr e a l i z e st h el i n kb e t w e e nI S OKl i n ea n dR S 2 3 2 Cr
20、 e c i e v e r s e n d e ri nP Cs i d e T h ep r o g r a m si nE C Us i d ea r em a d eu pw i t ha s s e m l b yl a n g u a g eo fM O T O R O L AM C 6 8 3 0 0s e r i a l s T a k i n ga d v a n t a g eo fi n t e r r u p t i o nm e t h o dt Os e n da n dr e c e i v ed a t a,W es e tu pr e c e i v i n
21、gd a t a b u f f e ra n ds e n d i n gd a t ab u f f e ra n du s ea d d r e s sp o i n t e r st oS e C U F et h ei n v o c a t i o no fi n t e r r u p t i o nc o n c i s e，f a s ta n dp r e c i s e T h ep r o g r a m si nP Cs i d ea r em a d eu pi nV i s u a lC 十+e n v i r o n m e n t T h r o u g hc
22、 o n t r o l l i n gt h eU A R T8 2 5 0，W eu s et h em u l t i t h r e a ds e r v i c ea n de v e n t-d r i v e nc o m m u n i c a t i o nt op r o g r a m A f t e rc o m p l e t i n gt h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r ed e v e l o p m e n to ft h ec o m m u n i c a t i o nm o d u l e，w ee x p r
23、i m e n t e dd y n a m i c l l yl i n k i n gw i 戗1c a l i b r a t i o ni n t e r f a c et h r o u g hc o n n e c t i n gE M U L 3 0 0e m u l a t o ra n dP C T h ee x p r i m e n t sp r o v e dt h a tt h ec o m m u n i c a t i o nm o d u l ec a na c h i e v et h ef u n c t i o nW ew a n t e d,i e，i
24、tc a l lc o m m u n i c a t es p e e d i l ya n dr e l i a b l yb e t w e e nE C Ua n dP C O fc o u r s ei tw i l lb es p e c i a l l yb e n e f i c i a lt ot h ew o r ko fc a l i b r a t i o ne x p e r i m e n t st oo p t i m i z et h ew h o l es y s t e ma n dt h ed e v e l o p m e n to fo n l i n
25、 et r o u b l ed i a g n o s i n gm o d u l ei nf u t u r e 上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发K E YW O R D Sd i e s e l，E C U(E l e c t r o n i cC o n t r o lU n i t)，h i g h p r e s s u r e dc o m m o nr a i l，c a l i b r a t i o ns y s t e m，s e r i a lc o m m u n i c a t i o n，K W P2 0 0 0(K e y w o r
26、dP r o t o c o l2 0 0 0)上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密回，在兰年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密口。(请在以上方框内打“4”)学位论文作者签名：单磊碑指导教师签名：日期：z 口口年2 月2 7 日日期：。2 年月尼日上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师
27、的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：草玫年日期：z 2 年2 月对日上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发第一章绪论1。1 汽车排放及发动机电子控制1 1 1 汽车排放问题及解决途径汽车尾气中含有的H C、C O、N O x 等有害物质对自然环境和人体健康具有极大的危害作用。随着汽车数量的迅速增加，它对环境的破坏日益严重。目前，在大气污染中，汽车排放所造成的污染已占
28、相当比重。据有关资料介绍，大气中所含C O的7 5、H C 和N O x 的5 0 来源于汽车的排放。尤其是在汽车密度比较大的国家，汽车排放污染早已成为严重的社会公害。6 0 年代后期，汽车的有害排放物中的未燃烃在大气中可能产生光化学烟雾，严重威胁人类及其它生物的生存。于是，汽车排气净化作为环境保护问题成为全社会之共识，在世界范围内被提到重要的位置。工业发达国家相继指定了一系列严格的排放法规，美国、日本、欧盟的汽车排放法规是当今世界三个主要体系。他们的柴油机排放限制越来越严厉。北京和上海也相继制定了较严格的排放标准，我国的排放标准基本属于欧盟标准。各国由于侧重不同。制定的排放法规也不同。美国对
29、C O 的排放要求较低，而欧盟的排放法规限制较严格。我国目前的实施的法规只相当于欧洲I 排放，与欧盟、美国相比，还是有较大的差距。欧盟的载重汽车排放标准如下表1 1 所示。美国车用重型柴油机的排放标准如下表1 2 所示。中国车用柴油机的排放标准如下表1 3 所示。柴油机排出的C O 和H C 均比汽油机低，N O x 略低于汽油机，然而柴油机排出的炭烟颗粒物比汽油机多锝多，因此，柴油机的排放研究的重点在N O x 和颗粒排放。我国目前实施的排放法规要达到欧I 排放标准。等级执行时间COHCNO xP M烟度欧I1 9 9 2，8 5 k w4 51 18 0O 3 6欧I I1 9 9 6 1
30、 04 01 17 O0 2 51 9 9 8 1 04 O1 17 00 1 5欧2 0 0 0 1 02 0O 65 O0 1 0欧2 0 0 5 1 01 50 4 63 50 0 2O 5欧V2 0 0 8 1 01 50 4 62 OO 0 2O 5表I-1 欧共体载重汽车排放标准(单位：g k w h)上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发车型正H CC ON O xP M1 9 9 01 31 5 56 O0 6 0重型货车1 9 9 11 31 5 55。0O 2 5用柴油机1 9 9 41 31 5 55 O0 1 01 9 9 81 31 5 54 0O
31、1 0表l 一2 美国车用重型柴油机排放标准(单位：g b h p h)执行时问C OHCN0 xP MN e 8 5 k w1 9 9 7 1 0 11 1 22 41 4 41 5 6O 9 22 0 0 0 1 14 51 18 00 6 l0 3 62 0 0 4 1 04 01 17 O0 1 50 1 5表l-3 中国车用柴油机排放标准(单位：g k w h)既要保证汽车具有良好的动力性，又要降低发动机的油耗，还要满足低排放的要求，这对世界汽车行业来说是一个严峻的挑战。值得庆幸的是，进入7 0 年代后期，电子工业有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的发展
32、，使电子元件过渡到功能块和微机出现后，使用功能强、响应敏捷、可靠性高、价格便宜的电子产品己成为解决上述矛盾的有效手段。因而迅速推动微机控制技术在汽车上的应用并快速发展。电子控制技术的发展以及控制精度的不断提高，发动机的控制功能日趋完善，使得电子控制技术在发动机上的应用德到了迅速推广。特别是汽油机电子控制技术的成熟，现已基本能解决了汽车经济性与排放之间的矛盾，满足汽车用户的要求。柴油机电子控制技术虽然起步较晚，但已得到各方面的足够重视，成为近年来世界汽车行业的一个热点。1 1 2 汽车电子技术的发展概况随着电子技术的不断发展，特别是微机技术和电子传感器技术在汽车上的广泛应用，为汽车工业走向电子化
33、创造了必要的条件，成为汽车工业发展的重要标志之一二十年前，汽车和电子行业的一些企业家和工程技术人员就已预测到了电子技术在汽车上应用的广阔前景和深远意义。今天的发展和研究成果已经证实了他们预见的正确性。1 9 7 8 年日本政府颁布了被称为世界上最严厉的“汽车废气排放管理条例”后，2 上毒交运大学硕士论交新型柴油辊电控标定系统通信模块的开发日本汽车行业一致认为“这只有依赖于电子产品”。1 9 7 9 年美国I N T E L 计算公司公开呼吁：“汽车工业和半导体工业应当联合起来，以确保微机在汽车上可靠而广泛的应用”。1 9 8 5 年美国设计新闻杂志对G M、F O R D、C H R Y S
34、L E R 三家汽车厂商的调查显示：“电子技术己成为8 0 年代汽车设计研究部门优先考虑的革薪手段，而9 0 年代汽车对电子技术的依赖将进一步加强。”当时西德汽车工业的太多数厂商则认为：“促进汽车电子化是夺取未来汽车市场的有效手段”。1 9 8 7 年美国汽车工业杂志载文说：“由于电子和计算机技术的迅猛发展，汽车机电一体化和汽车电子化的进展正在加速”。日本汽车工业协会预测，汽车电子产品将是9 0 年代初发展最快的领域。到1 9 9 5年，日本汽车电子产品的销售额己占到汽车销售额的3 0。美国汽车工业协会预测，到二十世纪末5 0 以上的汽车发动机将实现全电子控制。汽车电子技术不仅受到汽车行业的重
35、视，而且目前几乎所有电子和计算机行业也都瞄准了汽车电子产品市场。例如，美国最大的电子元件厂家之一的M O T O R O L A公司，1 9 8 7 年便成立了“汽车电子产品公司”瓤“汽车系统工程公司”，专门从事汽车用电子元器件的开发，又如德国s 蹦E N S 公司、荷兰P H I U P s 等公司，也都成立了专门开发生产汽车电子产品的分部，并取得了重大成就。据英国B I S 国际咨询公司统计，1 9 8 7 年美、日、欧三大市场汽车电子设备的销售总额为1 1 0 亿美元，1 9 9 5 年达到4 4 0 亿美元。美国的D E L C D 公司也预计，1 9 9 8年世界汽车电子设备的总销售
36、额将达到3 0 0 亿美元，而克利兰市场研究公司相信这一数字在2 0 0 0 年可突破6 0 0 亿美元。根据生产蕈个车型所需妨电子设备来看，汽车电子技术的发展也是相当可观的。德国大众汽车公司公布，1 9 9 8 年生产单车费用中电子设备费用占8，个别高级轿车已达1 0，到2 0 0 5 年将增加到1 4。瑞士A O咨询公司的专家指出，在近1 0 1 5 年中电子零件的费用将从汽车总费用的1 0 增长至02 5。据美国设计新闻杂志调查，9 0 年代初汽车附加电子系统的应用将持续高速增长，并成为研究部门优先考虑的革新项目，1 9 9 0 年至1 9 9 5 年电子变速系统和功率传输自控装置分别从
37、l O 增长到3 0 和4 0。目前，汽车电子技术的初步应用已显示出它的生命力和优越性，从而可以预见它今后的发展将是不可估量的。国外汽车应用电子技术是从6 0 年代开始的，而大批量的应用是从1 9 8 0 年以后。国外汽车电子技术的发展以及其大规模的应用从7 0 年代到8 0 年代大致经历了以下三个阶段：第一阶段为1 9 7 4 年以前，生产技术起点较低的交流发电机、电压调节器、电子闪光器、电子喇叭、间歇刮水装置、汽车收音机、电子点火装置和数字钟等。-3 上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发第二阶段为1 9 7 4 1 9 8 2 年，以集成电路和1 6 位以下的微处理器在
38、汽车上的应用为标志。其产品包括E F I 系统、自动门锁、程控驾驶、高速警告系统、自动灯光系统、自动除霜控制、防抱死(A B S)系统、车辆导向、撞车预警传感器、电子正时、电子变速器、闭环排气控制、自动巡航控制、防盗系统，实车故障诊断、车高自动控制、无线频率显示、数字车速计、数字转速计、电子自动计程仪、往返里程计、目的地里程计、剩余里程计、电子油耗计、到达时间显示器、往返油耗计、数字式油量表、平均油耗计、数字式水温计、数字式电压表和数字式换挡器等。这期间最主要的是E F I 技术的发展和A B S 技术的成熟，把汽车的主要机械功能用电子技术来控制，但是机械与电器的结合并不十分理想。第三阶段为1
39、 9 8 2 1 9 9 0 年。微电脑在汽车上的应用日趋可靠和成熟，并向智能化方向发展。开发的产品有：胎压控制、数字式油压计、防睡器、牵引力控制(T R C)系统、全轮转向控制、直视仪表板、声音合成与识别器、电子负荷调节器、电子道路监视器、蜂窝式电话、可热式挡风玻璃、倒车示警、高速限制器、自动后视镜系统、道路状况指示器、电子冷却控制和寄生功率控制等。预计再有1 0 年时间，即能进入汽车电子技术的第四阶段。那时微波系统、多路传输系统、A S I C S 3 2 位微处理器、数字信号处理方式的应用，将使通讯与导向协调系统、自动防撞系统、动力最优化系统、自动驾驶与电子地图技术得到发展，特别是将出现
40、智能化汽车。汽车在市场上的竞争力和形象在很大程度上将取决于电子产品的应用。从发动机的发展来看，在7 0 年代末、8 0 年代初E F I 系统的应用就已得到了迅猛的发展。从每辆汽车所使用的电子产品绝对价值来看，1 9 9 4 年美国每辆汽车大约是1 4 0 0 美元，欧洲每辆汽车大约是1 1 0 0 美元，中国每辆汽车大约是1 2 0 美元(约1 0 0 0元人民币)。从世界汽车电子市场销售来看，1 9 9 1 年单车平均消耗电子产品费用占整车的1 0，1 9 9 8 年接近1 5，2 0 0 3 年将提高到2 0，有的车型可能更高。1 9 9 2年美国的E F I 系统装车率已接近9 8，日
41、本、德国也已超过7 0，E F I 与点火技术在美、日、德等工业发达的已相当成熟。可见，电子技术在汽车上的应用和发展速度是惊人的，汽车走向电子化已势在必行。近年来我国通过与国外大公司汽车合资的方式来引进技术，如一汽集团的奥迪、捷达、上海大众汽车有限公司的桑塔纳、北京的切诺基、天津的夏利和神龙汽车有限公司的富康轿车等。其中，富康和桑塔纳轿车的电子产品与整车成本比例为2 6 和2 2(其他国产轿车与此情况相当)。由此可以看出，我国与发达国家的汽车电子技术应用差距还是相当大的。目前这方面的工作还在进一步开展，如由中联公司和B O S C H 公司合资的联合汽车电子有限公司(U A E S)已批量生产
42、E M S 系统。可见，现代汽车若离开了电子新技术，就无先进性可言，更无实力参与国际竞争。因此，大力发展我国的汽车电子新技术，提高汽车电子产品的装车率，加快汽车电子化速度，已成为启动和振兴我国汽车工业的重要手段。-4 一上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发对于汽油机而言，近2 0 年来，在发达国家已普遍采用汽油喷射发动机取代了传统的化油器式发动机。汽油喷射技术的发展历史可追溯到本世纪初，德国W r i g h t 兄弟首先在他们制造的早期航空发动机上采用了向进气管连续喷射汽油来产生可燃混合气。1 9 3 4 年德国研制成功了第一架安装汽油喷射发动机的军用战斗机。二战后期，美
43、国开始采用机械式喷射泵向气缸内直接喷射汽油的方法。二战以后，汽车发动机逐渐使用汽油喷射技术。5 0 年代汽油喷射技术开始应用于赛车的两冲程发动机上，它们都是机械控制缸内喷射式。如1 9 5 2 年德国的D a i m l e r-B e n z3 0 0 L 型赛车装用了B O S C H 公司生产的第一台机械控制式汽油喷射装置，它采用气动式混合气调节器控制A F，向气缸内直接喷射的方法。1 9 5 8 年，德国成批生产的M e r e e d e s2 2 0 S E 型轿车发动机装备了B O S C H 公司和K u g e r f i s c h e r 公司共同研制和生产的带油量分配器
44、的进气管汽油喷射装置。该系统采用双柱塞喷油泵经两个油量分配器将燃油均匀地分配到六个位于进气口附近的喷油器，双联凸轮使喷油泵在发动机每转中向各缸喷射一次，而A F 的控制则是通过加速踏板与离心式混合气调节器及进气管节流阀调节器之间具有一定传动比的联动机构实现的，并且根据进气温度、空气压力及冷却水温度对燃油喷射量进行修正，用电磁铁直接作用于喷油泵调节齿杆的方法实现起动加浓。用于早期汽油喷射装置的机械式柱塞喷射泵的结构和工作原理与柴油机喷油泵十分相似，控制功能也是借助于机械装置实现的。由于结构复杂，价格昂贵，因此发展缓慢，技术上无重大突破，应用范围也仅仅局限于赛车和为数不多的追求高速和大功率的豪华轿
45、车上。此时在车用汽油发动机领域内化油器仍占有绝对优势。6 0 年代，在一些发达国家中，随着汽车保有量的与日俱增，汽车排放对大气的污染日益严重，欧、美、日各国相继制定了严格的汽车排放法规，限制排气中的C O、H C 和N O x 等有害物质的排放。7 0 年代初，受世界能源危机的冲击，各国又制定了汽车燃油经济性法规。两种规定的要求逐年提高，越来越严格，迫使世界汽车工业寻求各种技术途径，进而实现汽车节油和减少排放污染。此时，人们一方面继续探索较柱塞喷射泵结构更简单、控制更方便，并无需驱动的机械式低压燃油控制系统。如B O S C H 公司于1 9 6 7 年研制成功了K-J e t r o n i
46、 c 机械式汽油喷射系统，由电动泵提供O 3 6 M p a 的低压燃油，经燃油分配器输往各缸进气管上的机械式喷油器，喷油器向进气口连续喷射，用挡流板式空气流量传感器中的计量槽来控制A F。后来，K-J e t r o n i c 系统经改进发展成为机电结合式的K E J e t r o n i c系统。它是在K J e t r o n i c 系统的油量分配器上增设一只电液式压差调节器，用以控制计量槽前后的压差，从而能快速地、大幅度地调节燃油量，提高了操纵灵活性，并增加了控制功能。由于该系统的主要功能仍由机械装置完成，因此具有良好的应急功能。另一方面，随着电子技术的飞速发展，汽车电子化己成为
47、各国汽车工业的重要-5-上海交通大学硕士论文新型柴油机电控标定系统通信模块的开发发展方向。从6 0 年代后半期开始，E F I 经历了从晶体管、集成电路到微处理器控制，从模拟计算机到数字计算机控制的发展过程。首先，B O S C H 购买了美国B e n d i x 公司有关电子控制汽油喷射的专利并加以改进，于1 9 6 7 年推出了用进气管绝对压力控制A F 的D J e t r o n i c 模拟式电子控制汽油喷射系统，装备在V O L K S W A G E N 公司生产的V w 一1 6 0 0 型发动机上，此系统率先达到了当时美国加州排放法规的要求。D-J e t r o n i
48、c 的出现开创了汽油喷射系统电子控制技术的先河。1 9 6 8 年，B e n z 公司的系列轿车安装了B O S C H 公司的汽油喷射装置，从此以后，欧、美、日等国汽车厂都相继使用，并逐步开发了各种形式的E F I 系统。1 9 7 3 年B O S C H 公司开始批量生产I,-J e t r o l l i c 系统。同年精确的机械式、连续喷射的K-J e t r o n i e 也面世了。1 9 7 9 年以微处理器系统为主体的M o t r o n i e 集中了A F 和点火控制于电控仪中。8 0 年代后期以喷射和点火为主体的内燃机控制系统得以进一步完善出现了E M S，它不仅包
49、含汽油喷射的特性，而且还具有管理功能。有关资料表明，1 9 9 0 年世界上生产的轿车已有9 0 左右采用了微机控制系统。而柴油机电子控制之路似乎要缓慢一些。1 2 柴油机电子控制和共轨式喷油系统1 2 1 柴油机电子控制技术的发展历程柴油发动机以其独特的扭矩特性，突出的热效率和可靠的耐久性被广泛地用作船舶、固定式装备及各种路用车辆的动力，今天的柴油发动机不仅在货车市场的竞争中表现卓越，而且也步入了跑车和豪华轿车领域。但是随着公众环境意识的丑益提高和燃油价格的持续升高、柴油发动机的废气排放法规日趋严格，迫使柴油发动机向低排放和经济性优越的方向发展，并且车辆用户对车辆驾驶噪声舒适性要求也越来越高
50、。在这种环境下，柴油发动机今后发展最重要的方向不再是比功率，而是要显著地降低柴油发动机的废气排放、噪声和燃油耗，满足柴油发动机苛刻的排放法规的要求，满足车辆用户对降低柴油发动机噪声和油耗的强烈要求。回顾柴油机发展的历史，在柴油机诞生的一百多年中，人们为了提高柴油机的性能，对其本身的各个零件和系统进行了大量的研究和改进，但是除了喷油系统外柴油机的基本结构和系统没有较大的改变。而喷油系统的结构相对变化较多，人们对喷油系统的每一个零件和结构都进行了仔细的研究和调整，由此可见人们对柴油机的喷油系统的重视，这是由柴油机喷油系统的重要性决定的。传统的柴油机喷油系统除了可靠性外，控制精度较低，控制范围有限，