汽油机测试系统点火提前角调节装置设计.doc

毕业设计（论文）开题报告书

课 题 名 称 汽油机测试系统点火提前角调节装置设计
学 生 姓 名 李鹏
学 号 0741126074
系、年级专业 机械系07级车辆工程
指 导 教 师 袁文华

2010年 12 月 29 日

一、课题的来源、目的、意义（包括应用前景）、国内外现状及水平
随着排放法规日益严格和对发动机控制要求的不断提高，火花塞离子电流测试技术也日益受到人们的重视。目前的普遍做法是以发动机自身的火花塞作传感器，外加一个偏置电压，使火花塞间的离子在外加电场的作用下形成定向流动，从而产生所谓的火花塞离子电流。火花塞离子电流包含大量发动机燃烧和运转的信息，通过对离子电流信号采集和处理，可判断发动机的运转情况并对发动机进行控制。本课题是我校所承担的湘火炬公司科研项目的一部分，主要对汽油机点火提前角调节装置进行设计，该装置是通过测量火花塞离子电流来研究发动机的点火提前角对火花塞早燃影响的实验系统的一部分。该装置采用PC机，单片机等设备来实现信号采样和点火控制。
出于环保、节能等方面的考虑，目前国内外各大汽车发动机生产商队火花塞要求了解越来越具体。结合实际情况，本课题设计以南方摩托车发动机为平台，设计可行的能自动调节汽油机点火提前角的调节装置。该装置能采集火花塞离子电流检测系统的信号样本，并以此信号样本为原始控制始量，控制汽油机的点火提前角，使其向最佳提前角靠近。
传统汽油机的点火提前角是由分电器中的离心提前装置与真空提前装置针对汽油机转速与负荷的改变而相应改变点火提前角，由于汽油机在运行时受多种因素的影响，这种控制方式不能精确的控制汽油机的点火提前角。目前国内外的研究方向以计算机开环控制、自适应控制为主，致力于提高汽油机的动力性与经济性。本课题正是基于此种研究基调完成的。

二、课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施
本课题的研究内容主要有以下几点：
1.以南方摩托车发动机为平台，设计可行的能自动调节汽油机点火提前角
的调节装置；
2.完成调节部分控制单元主要电路的设计；
3.整理设计资料，完成15000字的设计说明书；
4.翻译3000汉字的英文相关资料；
5.绘测试机型NF157FMI发动机的纵剖图。
本课题以火花塞离子电流检测系统为依托，在同一转速同一环境变量下对不同火花塞进行点火提前角测试，记录不同火花塞产生爆燃的点火提前角度值，从而对它们的热值进行标定比较。
具体措施就是将发动机原点火系统的点火信号线接入，在发动机稳定运转时，取发动机原点火系统两次连续点火信号之间的时间间隔并读取到单片机中，计算单位赚角（小角度，一般取0.1度）所对应的时间值，然后根据当前所需要达到的点火角度。用单位时间乘以该角度值，结果存入单片机中作为计算初始值，再以最近的那次点火时间为计时零点开始计时，当计时溢出时，发出点火指令，该控制系统对点火线圈发出点火脉冲。如此循环反复，达到点火控制的目标。

三、现有基础和具备的条件
主要参数： 1.发动机型号：NF157FMI；
2.发动机形式：单缸，顶置气门式，四冲程，风冷；
3.最大功率转速（kW/(r/min)）：7.5/8500；
4最大扭矩转速（N•m/(r/min)）：8.5/7500；
主要参考资料：
[1]陈家瑞.汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2001.
[2]张金女，储江伟，朴永守.汽车电子装置与控制技术[M].哈
尔滨：黑龙江科学技术出版社，2000.
[3]余永权.ATMEL89系列单片机应用技术[M].北京：北京航空
航天大学出版社，2002.
四、总的工作任务，进度安排以及预期结果
1、开题阶段（搜集资料、方案确定） 2010.10.10-2011.01. 01
2、初期阶段（设计、实验、研究、初稿） 2011.01.11-2011.05.20
2.1 控制原理的确定和系统的粗略设计 2011.01.11-2011.01.20
2.2 相关电路设计 2011.02.20-2011.03.20
（此阶段需完成点火及点火切换系统、串口通讯电路、光耦电路三个方面的设计）
2.3 软件设计 2011.03.20-2011.04.20
（此阶段需用VB语言编写在在PC机上运行的人机交换程序）
2.4 火花塞离子电流早燃检测系统的设计及检测结果的统计分析
2011.04.20-2011.05.20
3、修改定稿阶段 2011.05.21-2011.06.05
五、指导教师审阅意见

指导教师（签名）
年 月 日
六、教研室审查意见

教研室主任（签名）
年 月 日
七、系审查意见

主管系领导（签名）
年 月 日
备 注