基于宽域氧传感器的发动机空燃比测试系统设计

为了实现发动机电子控制系统对空燃比的精确反馈控制和方便对发动机进行诊断等用途,在熟悉宽域氧传感器工作原理的基础上,设计了空燃比采集显示系统和PC监控系统。并对测试系统的输出电压和混合气的过量空气系数的对应关系进行了试验标定,最后在发动机试验台架上该测试系统进行了试验验证。结果表明该系统灵敏度高、响应时间短(100ms),采集数据显示直观,可用于发动机空燃比闭环控制和车载自动诊断系统(OBD)等的开发。

天然气发动机宽域氧传感器控制系统

研究了基于电控调压器的增压单燃料CNG发动机电控系统,在分析宽域氧传感器的结构和工作原理的基础上,设计了以MPC561为主芯片的宽域氧传感器控制系统,采用CJ125芯片设计了宽域氧驱动电路以及加热电路。设计了基于自适应算法的空燃比闭环控制器,对氧传感器加热温度进行闭环控制和对空燃比进行闭环控制。通过在天然气发动机试验台架上的空燃比闭环试验,验证了所设计的空燃比自适应闭环控制算法可以实现对空燃比的快速、精确瞬态控制,为发动机空燃比智能控制、提高发动机的经济性和改善排放提供了条件。

一种基于高温宽域氧传感器湿度测量工作机理的研究

宽域氧传感器(UEGO传感器)是一种基于极限电流型氧传感器为基础的高温宽领域测氧传感器.本文主要以国产宽域氧传感器作为研究对象,提出了基于此类氧传感器基础上实现高温湿度测量的机理及设计方案,并通过一系列实验对该传感器的输出特性及各项参数进行了研究,实验结果证明该传感器在高温湿度环境下可以实现对湿度的线性测量,并具有很好的迟滞特性,从而为后续在高温恶劣环境中的应用提供了依据,为自主研发新型高温湿度传感器进行了初步的尝试,也可供国内其他高温湿度测量系统设计参考.

宽域氧传感器在发动机标定中的应用

研究了宽域氧传感器的工作原理及其控制系统的设计,重点介绍了发动机台架标定试验,试验中对标ETAS公司与HORIBA公司的空燃比分析仪,试验后将自主系统所测的数据与博世的数据进行对比,对试验结果进行分析总结,结果表明自测数据精确度较高,自主氧传感器控制系统完全满足实际工程使用要求。

宽域氧传感器加热方法研究

研究了宽域氧传感器的工作原理以及加热方法,重点介绍了宽域氧传感器加热系统图以及加热控制信号图,同时对加热信号控制流程进行了阐述。通过氧传感器监测系统,可以实时显示氧传感器探头温度、空燃比等相关参数,实现智能化平台管控,为进一步工程化奠定基础。

宽域氧传感器控制器开发与试验

宽域氧传感器(UEGO)是柴油发动机后处理系统的重要传感器。UEGO传感器结构特殊,需要控制器协同工作。本文以MC9S12XS128为核心设计了一种控制器,采用比例积分微分(PID)加热策略维持传感器的温度,实现对过量空气系数λ的采集与显示。最后利用测试台架对传感器进行了标定,验证了数据有效性。

一种实现组合燃烧模式闭环控制的宽域氧传感器控制器

为了降低重型增压燃气发动机燃料消耗和热负荷,并使之运行在稀薄燃烧区,设计了一种宽域氧(UEGO)传感器控制器和基于此控制器快速实现稀薄燃烧控制的方法。该控制器通过采集UEGO、发动机转速和进气压力等信号,精确计算得到当前工况下的空燃比值,并与可标定的目标空燃比值进行比较,判断当前混合气的浓稀状态,向基于理论空燃比控制的燃气发动机ECU实时输出模拟的开关型氧传感器信号。试验表明:控制器结合基于理论空燃比控制的ECU能实现燃气发动机理论空燃比燃烧和稀薄燃烧组合模式的闭环控制。

基于宽域氧传感器的空燃比分析仪设计与实现

根据LSU 4.9宽域氧传感器的特性,采用通用元件、以STM32F103作为控制算法的实现平台,展开了空燃比分析仪的设计与实现。在硬件方面,以LSU4.9宽域氧传感器中氧化锆的负温度系数(NTC)特性为基础,提出了一种通过交流电压比较内阻值的方式控制氧传感器的温度。此方法不仅简化了电路,而且消除了因测量电路的差异性所产生的影响;在软件方面,针对泵电流存在的摄动,提出了采用比例—积分—微分神经网络(PIDNN)算法实现对氧传感器的反馈控制。实验表明:设计的空燃比分析仪可满足快速启动的要求,且能在0%~12.1%的氧气浓度范围内实现准确测量,动态响应时间短,能良好地跟踪环境氧气浓度的变化。

基于宽域氧传感器检测发动机失火的研究

介绍一种使用宽域氧传感器进行发动机失火检测的方法,在发动机各工况下对该方法的有效性进行了实验研究,并研究了失火对排放的影响。实验结果表明:失火对发动机排放的影响显著,利用宽域氧传感器信号可以有效地检测发动机失火,该检测方法在发动机的高速区存在优势。虽然失火循环排出的气体到达宽域氧传感器有一定的延迟,但不会影响失火检测的结果。

宽域氧传感器结构及检修

随着汽车技术的发展,普通的氧传感器已经不能适应其发展的需求,继而出现的宽域废气氧传感器其监控空然比范围广,因而得到了广泛的应用。

宽域氧传感器用于发动机失火监测的研究

分析了宽域氧传感器诊断发动机失火的原理,以TJ376QE电控汽油机为例模拟失火故障,并进行了试验研究。结果表明,宽域氧传感器能够判断发动机失火故障,即使在高速的工况下也能够准确地检测失火;特征信号的幅值随负荷加大而变大,延迟随负荷加大而减小,更有利于对失火的检测。

宽域废气氧传感器控制器的研究与实验

宽域废气氧(universal exhaust gas oxygen,UEGO)传感器是发动机闭环空燃比控制系统中最重要的传感器之一,其结构特殊,必须由控制器控制其温度和泵电压才能正常工作。针对温控对象的非线性特性,研究了分段加热控制算法。针对泵电压控制模块被控对象的不确定性,研究了鲁棒PID控制算法。基于dSPACE实时仿真系统实现UEGO传感器控制器,并在化油器发动机台架上进行实验。实验结果表明,控制器具有良好的鲁棒性和运行性能。λ值稳态时,控制器精度良好;λ值变化时,控制器能够快速响应。

宽域氧传感器控制器设计与评测

宽域氧传感器能够精确描述排气浓稀状态,相比传统氧传感器更具优势。基于宽域氧传感器工作原理,从硬件、软件两方面设计了宽域氧传感器控制器。对控制器进行试验标定,确立了输出电压与过量空气系数之间的关系,最终在氧传感器配气系统性能测试台上进行了应用。应用效果表明,该控制器动态性能良好,能够较好地跟踪过量空气系数的变化,进而准确推算排气空燃比,具有潜在的推广空间。

宽域废气氧传感器的控制方法研究

宽域废气氧传感器在汽车发动机空燃比控制系统中应用广泛,它对工作温度有严格要求,可通过控制泵电流实现空燃比测量。笔者研究温度和泵电流控制方法。将冷启动和PI控制方法相结合,缩短了传感器冷启动时间并提高了温度控制精度;针对泵电流模型参数的不确定性,研究了基于H∞回路成形的鲁棒PID参数整定方法。仿真实验结果表明:宽域废气氧传感器冷启动速度快,温度控制精度较高;泵电流控制调节时间短,稳态精度高。

基于UEGO传感器的空燃比自学习控制策略研究

从传统的开关型氧传感器和宽域氧传感器的物理特性和基本工作原理出发,提出了基于宽域氧传感器的电控增压稀燃CNG发动机的空燃比自学习算法策略,并将所编写的控制代码用于试验发动机上。台架标定试验表明,所设计的算法能够有效补偿发动机出现的磨损、疲劳、老化等状态,可提高实际空燃比的控制精度。

氧化铝与氧化锆多层共烧热应力分析

以宽域型氧传感器的烧结过程为研究对象,以有限元分析为研究手段,探究其镁铝尖晶石层、氧化铝层和氧化锆层之间的共烧热应力。研究发现,加压热处理阶段,外界施加的高压使结构内部空腔处产生较大的集中应力,同时也使层间结合力得到提高;预烧结阶段,在不对试验件施加任何外力,仅加载温度载荷的情况下,各层材料的厚度和热膨胀系数不同,使得层间应力各不相同,从而导致试验件发生向上翘曲,加压热处理阶段产生的集中应力得到充分释放;正式烧结阶段,压板将翘曲的试验件逐渐压至平整恢复原状,其烧结应力在经过充分释放后已变得较小。在整个阶段,试验件产生的应力均呈对称分布,危险点发生在内部空腔处和试验件边缘处。

空燃比对LPG发动机排放特性影响的研究

介绍了与叉车配套的柴油机改装成燃用液化石油气(LPG)发动机的台架试验结果。作者针对叉车发动机的常用运行工况,采用宽域空燃比氧传感器(UEGO)的电控单元来控制发动机的空燃比,得到了在中、高转速下的HC、CO、NO_x、排气温度同空燃比的关系。试验结果表明空燃比对LPG发动机排放影响极大,为了得到较好的排放性能,需要随工况的变化精确地控制空燃比。

空燃比分析仪标校研究

传统的空燃比分析仪标校方法分为浓燃和稀燃两段进行标校.文中搭建了针对空燃比分析仪的测试环境,利用自主研发的控制系统获得了从浓燃到稀燃不同λ值下宽域氧(UEGO)传感器的极限电流值,使用Origin软件进行多项式拟合,将拟合的公式运用到空燃比分析仪的控制系统中,完成标校.实验结果表明,标校后空燃比分析仪的Ip-λ值曲线与博世LSU4.9数据手册的曲线高度吻合,所测得的λ值与日本HORIBA-730λ仪误差不超过1%.

基于鲁棒PID算法的UEGO控制器的设计与实验

宽域废气氧(Universal Exhaust Gas Oxygen,UEGO)传感器可以在很宽的空燃比范围内提供有效的氧含量信号,它的结构特殊,必须配以控制器才能使用。利用鲁棒PID算法控制UEGO控制器中泵电压的大小和方向,并将泵电压反馈作用在UEGO传感器上。检测UEGO传感器上的泵电流,并设计非线性校正环节对其进行校正,校正输出值即为过量空气系数(λ)。利用dSPACE实时仿真系统实现UEGO控制器,并在汽车化油器发动机台架上进行相关实验。实验数据表明,在λ值静态和动态变化时,UEGO控制器都具有良好的鲁棒性和运行性能,响应快速且精度良好。

基于UEGO信号电平检测汽油机异常燃烧的研究

【目的】为了研究汽油机异常燃烧状况,利用IBIM综合测试盒实时测定BMW N20四缸汽油机宽域氧传感器(UEGO)的信号电平突变值,以此识别和判断异常燃烧的原因.【方法】试验分析了稳态燃烧、急加减速、喷油脉宽异常、间歇性失火、进气真空泄露及自身故障引起的氧传感器信号电平波形变化.【结果】喷油脉宽异常(窄)时波形为电平持续偏低浓混合气异常信号;间隙性失火时波形出现系列电压尖峰杂波;真空泄露时波形为电平持续偏高稀混合气异常信号;氧传感器损坏时波形为恒定电压值异常信号.【结论】气缸内混合气燃烧不正常将导致氧传感器信号波形异常;不同原因引起的氧传感器信号杂波,其形态会有区别;利用波形分析方法可以区分不同杂波所对应的异常燃烧原因.