[发明专利]一种基于AT89C52单片机的柴油机喷油定时检测方法

说明书

技术领域

 本发明属于内燃机自动控制与检测领域。涉及一种基于AT89C52单片机的柴油机喷油定时检测方法，该方法借助单片机技术实现油管压力的自动检测，借助自动化理论和算法完成喷油始点位置即喷油定时的识别。

背景技术

依据柴油机工作原理，柴油机燃烧质量是影响柴油机经济性和排放特性的主要因素。而柴油喷射定时是影响混合气形成和燃烧质量的主要因素，因此不论是实验室的理论研究还是工程现场，对柴油机喷油定时的检测都是实现柴油机高效清洁燃烧的前提条件。

传统的柴油机测量喷油定时的方法包括拆卸油管观察油管液面变化的冒油法、拆卸进回油管后的照光法，观察高压油泵下部视窗的刻线法等，这些方法普遍存在以下问题：首先，都属于静态检测方法，即要求柴油机必须停车采用缓慢盘车方式进行检测。静态测量法由于受到油管弹性、燃料的可压缩性以及燃油系统内节流等不利因素的影响，实际喷油定时会出现滞后现象，造成测量精度低，误差大。

发明内容

依据柴油机工作原理和喷油过程的研究理论，采用动态测量法是解决上述问题，提高测量精度的有效方法。

动态测量法是在柴油机运转状态下进行压力测量，主要存在的技术问题包括如何在外部感知油管内压力，如何识别喷油始点对应曲轴转角位置即喷油定时的方法。

为此，本发明目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种基于AT89C52单片机的柴油机喷油定时检测方法。该方法利用夹持式压力传感器检测高压油管压力及其变化，通过特定方法判断油管压力起升点的位置，并依据压力起升点找到对应的曲轴转角位置作为该缸喷油定时，具体步骤如下：

第1、将光电编码器安装到柴油机曲轴自由端，将夹持式压力传感器夹持在高压油管上；随柴油机转动，光电编码器输出转速同步信号，对应每一个转速同步信号脉冲上升沿，采集一次高压油管压力；

第2、设计针对高压油管内压力变化历程的信号调理电路，对获得的压力信号进行放大、过滤处理；

第3、设计高压油管压力起升点即喷油始点的识别方法：高压油管压力起升点须同时满足两个条件：采集到的某点油管压力超过油管残余压力基准值且该点的压力变化加速度大于0时；

高压油管压力起升点具体识别方法如下：

第3.1、首先，确定每个循环的高压油管残余压力值；针对喷油结束后的高压油管残余压力是波动的，采集喷油结束后的100℃A范围内的油管压力，均化后作为残余压力基准值；当油管实测压力超过此基准值认为满足了判定油管压力起升点的第一个条件；

第3.2、同时，对采集到的每一点的高压油管压力值，再利用该点之后一点的值，计算两点间的压力升高率；继续利用该点后的第3点与第4点压力值，同样计算两点间的压力升高率，最后利用这两个压力变化率值计算两者间的变化速度，即可得到压力变化加速度值；当该压力变化加速度值大于0，且该点数值超过高压油管压力基准值时，则确定该点处于压力上升拐点，即喷油始点，计算此时该点所对应的曲轴转角即为喷油定时。

 

本发明设计思路

本发明选择高精度和高采样频率的压力传感器，设计夹持装置，使其固定到高压油管，为提高测量精度，建议夹持的油管部位选择靠近喷油器侧。采用夹持式压力传感器获得高压油管内的压力变化历程。由于高压油管在正常供油过程中会出现油管内压力由低到高再由高到低的变化历程，并以压力波的形式向前传递。油管在此压力波的作用下会产生相应的弹性变形，由此通过夹持在油管外壁的压力传感器获得油管内的压力及变化情况。设计针对油管内压力变化特性的信号调理电路。对采集到的柴油机供油期间高压油管压力信号，设计专用电路对油压信号进行放大、过滤等处理。针对调理后的油管压力信号变化特征，设计专用算法，实现对油管压力起升点即喷油始点的压力识别。

 

本发明的优点和有益效果：

本项发明提出的“基于AT89C52单片机的柴油机喷油定时在线检测方法”将会为工程和实验室理论研究提供精确的喷油定时检测结果，对工程上维护保养柴油机和实验室内研究柴油机工作过程提供重要依据。此法不仅适用于机械喷射的柴油机，同样适用于电控喷射的汽油机的燃料喷油定时检测，特别适用于天然气等气体燃料发动机由于无法使用传统喷射定时检测方法，因此本项发明的市场应用前景广阔。

 

（四）附图说明

图1基于AT89C52单片机的柴油机喷油定时检测原理图。