小型二冲程航空汽油机电控系统研究.pdf

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1、第4l卷第1期2012年2月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．4lNo．1Feb．2012小型二冲程航空汽油机电控系统研究黄健(南京模拟技术研究所曹占国江苏南京210016)摘要：研究设计了无人机用小型二冲程汽油机电控系统，重点介绍了其燃油喷射系统。在HT5发动机电控单元开发平台上设计了发动机的控制策略，并对控制策略进行了硬件在环仿真试验，验证了控制策略的有效性，实现了电控单元对航空汽油机的有效控制。关键词：航空汽油机电控

2、单元控制策略中图分类号：TK413．8+3文献标识码：A文章编号：1671—0630(2012)01—0056—04TheElectricalControlUnitResearchofSmallTwo-StrokeAeronauticsGasolineEngineHuangJian，CaoZhanguoNanjingResearchInstituteofSimulationTechnology(Nanjing，Jiangsu，210016，China)Abstract：Theelectricalc

3、ontrolsystemofasmalltwo-strokegasolineengineforUnmannedAerialVehicle(UAV)isstudied．Thefuelinjectionsystemisintroducedparticularly．Theenginecontrolstrategywasde-signedontheHT5platform．Andinaccordancewiththeenginecontrolstrategy．hardware-in-the-loop—sim

4、ula—tiontestingwasperformed．Thetestresultsshowthevalidityofthecontrolstrategy．SotheelectricalcontrolU—nitcanbeusedtocontroltheengineeffectively．Keywords：AircraftgasolineEngine，Electricalcontrolunit，Controlstrategy引言小型二冲程航空汽油发动机具有体积小、比重量轻、升功率高、结构简单、使用维

5、护方便等优点⋯，特别适用于小型无人机、超轻型飞机及动力翼伞等飞行器的应用。目前传统二冲程航空汽油机多采用化油器式燃油供给系统，这种供油系统的燃油雾化效果差，且不能根据海拔高度、大气温度和压力等环境因素的变化精确控制空燃比的大小，进而导致了发动机的动力性和经济性变差。本文针对一台用于某型无人机的CYS一350型双缸对置风冷二冲程汽油机，采用进气道电控单点汽油喷射系统代替其膜泵式TillotsonHRl97A型化油器供油系统，并将无触点磁电机点火系统改为电控点火系统，以实现发动机不同工况下对空燃比和点

6、火提前角的精确控制，提高发动机的动力性和经济性，增加无人机的续航时问。1发动机电控系统的组成首先根据当前车用汽油机电喷系统的组成，结合CYS一350发动机原机结构特点，并进行了各传感器的标定试验、喷油器的流量特性试验及各传感器、执行器的安装位置验证试验，最终采用喷油压力为300kPa的节气门单点喷射旧1方式。系统开发是在HT5发动机电控单元开发平台上进行的，试验系统组成如图1所示。由图1可知，电动燃油泵将燃油从油箱中泵出，经过燃油滤清器除去杂质和水分后，送至油轨中，燃油轨作者简介：黄健(1978一

7、)，男，硕士，主要研究方向为无人飞机的再生航电系统。第1期黄健等：小型二冲程航空汽油机电控系统研究57憎瑟嚣燃辫≥豁j1滕热Jl传蒜器、览域氍件感器)『·望塑燮塑!望塑塑厂—1再昂i芫而亍霸i；i—]I燃汕港清器l塑!氅堡垒垂墅垄兰鱼!『匠罴昂黼Il一剐I瓣图1发动机电喷系统组成示意图兼有蓄压与分配的作用，它与喷油器相连，喷油器根据电控单元的指令开启，将适量的燃油喷射至进气道内，待进气行程时再进入气缸形成可燃混合气。燃油轨上装有压力调节阀以保持燃油轨中的压力稳定，并将多余的燃油送回油箱。这种进气道

8、喷射方式工作中保持燃油轨内的燃油压力恒定非常重要，因为喷油器喷出的油量不仅与电磁阀通电时间长短，即喷油器开启时问(喷油脉宽)有关，还与喷油器喷孔内外的压差有关，若想通过电控单元仅改变喷油脉宽的方法来控制喷油量就必须保持喷孔内外压力差为定值，油轨一侧装有压力调节阀”1。HT5开发平台采用MC9S12XEPl00芯片作为控制单元的主芯片，该芯片是Freescale公司专门用于小型发动机控制的产品，设置它的总线时钟为40MHz，它具有一个实时中断和看门狗，1MB的PFLASH，两路SCI