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壓燃式雙燃料發(fā)動機燃料轉(zhuǎn)換控制器的設計
隨著人們對能源和環(huán)境問題的日益關(guān)注，內(nèi)燃機的高效潔凈燃燒作為一項重要的“綠色工程”技術(shù)，已在各國引起了廣泛的關(guān)注。以柴油為引燃燃料的天然氣/柴油雙燃料發(fā)動機是解決這一問題的一個有效手段。
由于雙燃料發(fā)動機是在原有柴油發(fā)動機的基礎上改裝而成，因此發(fā)動機必須符合一定的工作狀態(tài)，才可以通過轉(zhuǎn)換在雙燃料狀態(tài)下工作，或者在一定條件下，發(fā)動機在雙燃料狀態(tài)下才具有良好的效果。一般情況下，當發(fā)動機水溫高于50℃時，發(fā)動機才適合在雙燃料狀態(tài)工作。為了更好地使用和保護發(fā)動機，燃料轉(zhuǎn)換機構(gòu)應該保證在發(fā)動機水溫滿足一定的條件進，才可以轉(zhuǎn)換到雙燃料工作狀態(tài)。為實現(xiàn)燃料轉(zhuǎn)換的順利進行，研制了燃料轉(zhuǎn)換控制機構(gòu)。
1 系統(tǒng)方案設計
轉(zhuǎn)換機構(gòu)的邏輯控制單元主要用來接收司機的轉(zhuǎn)換信號X1、發(fā)動機的水溫信號X2、高壓天然氣的壓力信號X3及燃料轉(zhuǎn)換機構(gòu)工作狀態(tài)的反饋信號X4等，先進行一定的邏輯判斷，發(fā)出適當?shù)闹噶�，完成指定的任務。然轉(zhuǎn)換機構(gòu)示意圖如圖1所示。
然轉(zhuǎn)換機構(gòu)的機械執(zhí)行部分必須能夠?qū)⑦壿嬁刂茊卧闹噶钚盘柣癁闄C械運行，以實現(xiàn)燃料轉(zhuǎn)換的目的，這一功能由開關(guān)電磁鐵完成。在方案設計中，要求開關(guān)電磁鐵的兩種位置對應機械執(zhí)行部分的兩種工作狀態(tài)，即雙燃料工作狀態(tài)和純柴油工作狀態(tài)。通過機械部分的連動，傳動機構(gòu)切斷或連接加速踏板的運動，控制調(diào)速器控制桿的運動狀態(tài)。當加速踏板對調(diào)速器起作用時，調(diào)速器控制桿決定發(fā)動機的運動，此時邏輯控制部分關(guān)閉高壓天然氣閥與電控單元（ECU），這就是純柴油工作狀態(tài)。當加速踏板的運動向調(diào)速器控制桿的傳遞被機械部分切斷時，調(diào)速器控制桿被固定在怠速油量位置，邏輯控制單元開啟天然氣高壓閥并給電控單元（ECU）發(fā)送工作信號，這就是雙燃料工作狀態(tài)。這樣，司機只需板動轉(zhuǎn)換開關(guān)，由它發(fā)出指令，邏輯控制單元根據(jù)接收的信號作出判斷，同時驅(qū)動外沿器件，即可實現(xiàn)純柴油與雙燃料兩種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換[1]。
2 邏輯控制單元設計
邏輯控制單元主要實現(xiàn)信號的接收、判斷和發(fā)送。主要由三個部分組成，即邏輯判斷部分、外沿接口部分和電源轉(zhuǎn)換部分。
邏輯控制單元的工作過程如下：外沿接口部分將接收的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳遞給邏輯判斷部分后，由邏輯判斷部分判斷轉(zhuǎn)換條件是否滿足，并發(fā)出控制指令；再由外沿接口部分將指令轉(zhuǎn)化為對應器件能識別的信號，如驅(qū)動電源閥的大電流等。電源部分主要是將汽車電瓶的12V電壓轉(zhuǎn)換為邏輯控制單元上電子元件所需要的電壓（5V）。
2.1 邏輯判斷部分
邏輯判斷部分接收外沿接口部分傳來的數(shù)字信號，進行判斷后發(fā)出適應的指令。
在此規(guī)定：在司機將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換到雙燃料工作位置時，轉(zhuǎn)換信號x1=1，而純柴油位置時，X1=0；當水溫達到雙燃料狀態(tài)的要求時，水溫信號x2=1，否則x2=0；當高壓天然氣在允許使用的最小壓力以上時，天然氣氣壓信號x3=1，否則x3=0；當機械部分處于雙燃料工作狀態(tài)時，反饋信號x4=1，當機械部分恢復純柴油工作狀態(tài)時，反饋信號x4=0。邏輯判斷部分發(fā)出的指令有：啟動開關(guān)電磁鐵信號Y1（供電時開關(guān)電磁鐵工作，將機械部分轉(zhuǎn)換至雙燃料工作狀態(tài)時Y1=1，否則Y1=0），啟動高壓天然氣電磁閥信號Y2（供電時電磁閥開啟時Y2=1，否則電磁閥關(guān)閉Y2=0），故障信號Y2（有故障時故障信號燈供電Y3=1，否則，Y3=0），啟動電控單元（ECU）信號Y4（給ECU供電使其工作時Y4=1，否則Y4=0）。
由以上分析得出以下各輸出信號與輸入信號的邏輯關(guān)鍵式：
[1] [2] [3]
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