摘 要:柴油发动机喷油器是一个高速响应阀，其响应特性对发动机工作影响甚大。电磁式喷油器由于电磁延时和机械运动件的惯量影响了高速性能，压电晶体式喷油器比电磁式喷油器有许多优点，是新一代的高速喷油器。对压电晶体执行器进行精细控制，可进一步提高柴油机喷油器的性能。

本设计关键在于压电晶体的快速驱动和控制，特别是需要高压电源并且保持高压电源的稳定性，并且考虑能耗，散热和硬件成本的等因素。本文设计了开关式升压电路和压电晶体执行器的驱动电路；以单片机C8051F500作为控制核心，采用高压PWM控制方式，并设计了人机界面以及通讯电路。并采取了一定的抗干扰措施保障了控制器的稳定运行。

通过分析和实验验证，该压电晶体喷油器控制器满足设计要求，具有实用价值。

关键词：压电晶体喷油器；控制器；驱动电路；C8051F500；升压电路

 

目录

摘要

ABSTRACT

第1章  绪论-1

1.1 课题来源及意义-1

1.2 压电喷油器发展现状和应用前景-1

1.3 本课题研究的主要内容-2

第2章  共轨柴油发动机及喷油器简介-3

2.1 柴油发动机及其喷油系统概述-3

2.2 共轨技术-4

2.2.1 共轨技术的概述-4

2.2.2 共轨系统的构成及特征-5

2.3 喷油器简介-6

2.3.1 喷油器的作用-6

2.3.2 电磁喷油器结构概述-6

2.4 压电晶体喷油器简介-8

2.4.1压电效应-8

2.4.2 压电晶体执行器优点-9

2.4.3 压电晶体执行器的工作原理-9

2.5 压电晶体喷油器控制信号波形分析-11

第3章 控制方案设计-13

3.1 控制原理分析-13

3.2 压电喷油器控制器试验装置设计的主要内容-14

第4章  控制器电路的设计-17

4.1驱动电路-17

4.1.1驱动方法分析-17

4.1.2 DC/DC升压电路-18

4.1.3驱动芯片IR2110介绍-20

4.1.4 驱动电路图-22

4.2控制电路-23

4.2.1 C8051F500介绍-23

4.2.2 模拟开关介绍-29

4.2.3 控制电路图-30

4.3 通信电路-31

4.4 人机界面-32

4.5弱电电源电路-32

第5章 控制器程序设计-35

5.1 程序框图-35

5.1.1 总程序框图-35

5.1.2喷油器选择框图-37

5.1.3 键盘程序框图-38

5.2 部分程序清单-39

第6章 结论-41

6.1结论-41

6.2 不足与展望-41

参考文献-43

致谢-45

附录：部分程序清单-47