12第11章發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性與匹配技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)原理第四篇運(yùn)行特性與性能調(diào)控

第12章發(fā)動(dòng)機(jī)性能與參數(shù)調(diào)控技術(shù)

概述發(fā)動(dòng)機(jī)在變工況中運(yùn)行，相當(dāng)多的特性參數(shù)并非對(duì)所有工況都是最優(yōu)的。多種特性參數(shù)需要實(shí)時(shí)變化和調(diào)整,電子控制技術(shù)的飛速發(fā)展，使更多的參數(shù)有了實(shí)時(shí)調(diào)控的可能，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能得到優(yōu)化?？刂乒δ艿亩鄻踊霈F(xiàn)了多種發(fā)動(dòng)機(jī)的“可變”技術(shù)，控制策略是性能調(diào)控技術(shù)基本原理的核心內(nèi)容。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能與參數(shù)調(diào)控技術(shù)向著“機(jī)-車(chē)”一體化控制發(fā)展。

12.1發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)控技術(shù)的發(fā)展

12.1.1傳統(tǒng)的機(jī)、液調(diào)控裝置

1.駕駛員對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的操縱與控制

2.單項(xiàng)性能或參數(shù)的機(jī)、液調(diào)控裝置

例：柴油機(jī)的調(diào)速器汽油機(jī)的離心和真空提前裝置

12.1.2電子控制系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用

電子控制系統(tǒng)與機(jī)、液控制系統(tǒng)相比，有如下優(yōu)越性：

1）控制更為“精確”和“柔性”

2）能實(shí)現(xiàn)機(jī)—液系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的眾多功能

3）易于實(shí)現(xiàn)性能的全面優(yōu)化和折中

4）具有良好的動(dòng)態(tài)性能

5）促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)本身的理論研究和發(fā)展

圖12.l優(yōu)化的計(jì)算機(jī)控制點(diǎn)火提前角與機(jī)械點(diǎn)火調(diào)節(jié)器控制的點(diǎn)火提前角的比較圖(a)電控點(diǎn)火提前角(b)機(jī)械控制點(diǎn)火提前角

圖12.2可變與不可變壓縮比結(jié)構(gòu)對(duì)比(a)傳統(tǒng)式(b)可變壓縮比式

圖12.3電磁控制可變氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)圖

12.1.3發(fā)動(dòng)機(jī)（汽車(chē)）管理中心

發(fā)動(dòng)機(jī)電子管理中心(EEC)

完成發(fā)動(dòng)機(jī)的控制功能，收集、處理各種信息，性能指標(biāo)和參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)字顯示，故障的診斷與處理，與傳動(dòng)系統(tǒng)(離合器、變速器等)的通信和反饋等

整車(chē)電子管理中心（VEC）

制動(dòng)控制(ABS)、懸置、安全氣囊、道路情況、防盜警報(bào)器、測(cè)距系統(tǒng)、前照燈燈光調(diào)節(jié)、空調(diào)系統(tǒng)等

駕駛員信息中心(DIC)

顯示車(chē)速、時(shí)間、油箱容量、交通流量、車(chē)況診斷、交通信號(hào)等

12.2汽油機(jī)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)

12.2.1控制功能1.微控制器性能

2.控制器功能的擴(kuò)展

3.汽油機(jī)電子管理系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部件；（2）部件保護(hù)，防止關(guān)鍵部件的損壞(如三效催化器)；（3）應(yīng)急反應(yīng)，設(shè)定故障忽略或“跛行回家”工作模式；（4）信息儲(chǔ)存，存儲(chǔ)故障發(fā)生時(shí)刻的有關(guān)信息；（5）超標(biāo)限制，有害排放物超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)警報(bào)；（6）信息讀取，可在維修站利用檢測(cè)設(shè)備讀取故障信息。

OBD–Ⅱ（OnBoardDiagnostic–Ⅱ）

12.2.2燃油噴射的控制

1.噴油時(shí)刻的控制

（a）單點(diǎn)噴射系統(tǒng)噴油時(shí)刻圖（b）順序噴射時(shí)刻圖（c）同時(shí)噴射時(shí)刻圖（d）分兩組噴射時(shí)刻圖

2.噴油量的控制

1）起動(dòng)工況的噴油控制

（1）通過(guò)ECU控制冷起動(dòng)加濃

（2）通過(guò)冷起動(dòng)噴油器和冷起動(dòng)溫度開(kāi)關(guān)控制冷起動(dòng)加濃

2)起動(dòng)后的噴油控制

（1）蓄電池電壓修正

圖12.6蓄電池電壓修正圖(a)

實(shí)際噴油持續(xù)時(shí)間與脈沖寬度對(duì)比(b)蓄電池電壓修正系數(shù)（2）進(jìn)氣溫度修正

（3）起動(dòng)后噴油修正

（4）暖機(jī)加濃修正

（5）加速修正

（6）大負(fù)荷修正

（7）斷油控制

①超速斷油控制

②減速斷油控制

3.理論空燃比的反饋控制

圖12.11反饋控制特性曲線圖(a)混合氣實(shí)際空燃比(b)氧傳感器輸出電壓(c)噴油量

綜合控制策略舉例福特汽車(chē)公司EEC–Ⅳ電控系統(tǒng)（配備OBD–Ⅱ）

1.暖機(jī)恒速模式

2.起動(dòng)拖轉(zhuǎn)模式

3.冷起動(dòng)／暖機(jī)模式

4.冷起步模式

5.熱起步模式

6.部分節(jié)氣門(mén)加速模式

7.全節(jié)氣門(mén)加速模式

8.減速模式

9.熱怠速模式

12.3電控技術(shù)在柴油機(jī)上的應(yīng)用

12.3.1電控燃油噴射系統(tǒng)的種類

位置控制式燃油噴射系統(tǒng)

日本電裝公司生產(chǎn)用VE分配泵的位置控制式電控噴油系統(tǒng)：

對(duì)溢流環(huán)套(VE分配泵)的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)2.時(shí)間控制式電控燃油噴射系統(tǒng)

圖12.14電控泵噴嘴圖12.15電控單體泵

圖12.16BOSCH公司的共軌燃油噴射系統(tǒng)

圖12.17噴油器工作原理示意圖

圖12.19靴形噴油率的實(shí)現(xiàn)

12.3.2.控制功能和控制策略

1.目標(biāo)噴油量控制

2.目標(biāo)噴油定時(shí)控制