基于单片机的发动机电喷系统设计

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1 概述    电控喷射技术是汽车发动机节能环保的重要技术措施，目前汽车行业已经普遍实现电喷化，摩托车行业也已出产了多款电喷车。国内外开展了对摩托车用汽油机电喷的研究。新大洲本田摩托有限公司的“XDZ50DQT电喷摩托车项目”曾在2000年被有关方面确定为国家技术创新项目。2003年春兰集团对原有电喷系统做了改进，成功运用到出产欧洲的125踏板车上，通过CDI无触点电子点火装置智能控制点火角度，使发动机在任何工况下都能达到最佳状态。天津内燃机研究所进行了大量基础理论研究，已有较多的研究成果。天津摩托车技术中心研制成功了适用于四冲程进气道和二冲程缸内直喷的FAI燃油电喷系统。2002年武汉理工大学颜伏伍等人开发了LH150摩托车电喷系统，并成功投入生产使用。    本文针对摩托车单缸发动机进行了电喷技术研究，设计了发动机电喷控制系统，实现了空燃比的精确控制，提高了燃烧效率。
2 系统设计    电喷控制系统结构如图1所示。本系统基于125 cc单缸四冲程汽油发动机设计。整个系统包括传感器、ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，以及喷油器和喷油泵等。其中，传感器包括曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、空气门位置传感器、发动机温度传感器和空气温度传感器。ECU包括Freescale公司的MC68HC9S12XS128，以及信号调理电路、喷油驱动电路、油泵驱动电路和点火驱动电路。



2．1 传感器的选择与安装    为了得到曲轴和凸轮轴的位置信号，曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器使用霍尔开关量传感器，在启动离合器和小链盘的特定位置分别固定一个小磁铁，通过磁铁经过传感器时产生的方波信号来判断曲轴和凸轮轴的位置。由于传感器体积小、不易安装，设计了传感器电路板，使得传感器的信号稳定，不受油污、灰尘等不良环境的影响。传感器在发动机上的安装如图2所示。