李振世

摘 要：本文主要從發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速入手，實(shí)現(xiàn)對(duì)怠速控制技術(shù)以及意義的闡述，同時(shí)在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)低俗模型構(gòu)建的分析。這不僅對(duì)我國(guó)汽車行業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展有積極意義，同時(shí)對(duì)社會(huì)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展有積極意義。最終實(shí)現(xiàn)提升人民生活質(zhì)量以及生活水平的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)；怠速；控制

一、發(fā)動(dòng)機(jī)怠速

發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際工作時(shí)我們可將其分為兩種工況，分別為穩(wěn)定工況以及過(guò)渡工況，在實(shí)際對(duì)這兩種工況進(jìn)行區(qū)分時(shí)我們可將發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況的變化作為主要依據(jù)，在穩(wěn)定狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門基本可以保持不變的狀態(tài)，其轉(zhuǎn)速以及負(fù)荷也不會(huì)發(fā)生較大的變化。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)基本保持不變的工況就是指過(guò)渡工況，這種工況在工作時(shí)其變化參數(shù)主要為以下幾點(diǎn)，分別為加速工況、減速工況以及冷啟動(dòng)工況等。

在穩(wěn)定工作狀態(tài)中發(fā)動(dòng)機(jī)不做功，其轉(zhuǎn)速也基本維持在最低轉(zhuǎn)速就是指怠速，這種狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)以及傳動(dòng)系統(tǒng)基本上呈現(xiàn)出一種完全脫離的狀態(tài)，這不僅可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)荷載的有效減少，同時(shí)可在一定程度上促使發(fā)動(dòng)機(jī)維持在最低轉(zhuǎn)速上運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助裝置運(yùn)動(dòng)也可在這一過(guò)程中實(shí)現(xiàn)有效的提供，其中主要包括發(fā)電機(jī)是以及空調(diào)等，怠速狀況主要是針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況來(lái)說(shuō)。

發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際工作時(shí)會(huì)受到各種客觀因素的影響，進(jìn)入氣缸的氣流量以及氣缸中混合氣體點(diǎn)火的瞬間都是其重要組成部分，進(jìn)入氣缸的氣流量會(huì)對(duì)燃燒室內(nèi)的燃燒速度與壓力造成直接影響，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力以燃料經(jīng)濟(jì)性不能得到保障，大氣污染也是在此種情況下發(fā)生。發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的燃燒過(guò)程會(huì)受到發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)刻的直接影響，在此基礎(chǔ)上發(fā)動(dòng)機(jī)的性能也會(huì)受到左右。

二、研究怠速控制的意義

現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，社會(huì)也在飛速的進(jìn)步，在此種趨勢(shì)與背景之下人們的生活質(zhì)量以及生活水平都得到不同程度上的提高。汽車逐漸成為出門必須的交通工具之一，在大街上汽車也作為一種主要交通工具存在其中，已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)自行車的取代，人們對(duì)汽車的依賴性也呈現(xiàn)出越來(lái)越強(qiáng)的趨勢(shì)，這對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。汽車設(shè)計(jì)師以及相關(guān)領(lǐng)域的逐漸提高對(duì)汽車研發(fā)與設(shè)計(jì)的重視程度，利用科學(xué)的手段以及技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)消費(fèi)者需求的有效滿足。多樣化是現(xiàn)代企汽車發(fā)展的趨勢(shì)與方向，汽車尾氣不僅會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染，還會(huì)對(duì)人體健康造成威脅。

目前世界各國(guó)都在控制汽車尾氣的排放，有很多國(guó)家開(kāi)始研究電動(dòng)汽車，并且取得了很大的成就。在我國(guó)也順應(yīng)世界的潮流，開(kāi)始推廣節(jié)能減排，控制汽車的尾氣排放，不斷研發(fā)新能源汽車，在我國(guó)尾氣排放主要有兩個(gè)特點(diǎn)：一是單車的排放量很大，而且排放氣體中的污染物含量非常高，在中國(guó)現(xiàn)在產(chǎn)的汽車排放量相當(dāng)于美國(guó)1992年產(chǎn)的汽車的排放量，污染的密度也是美國(guó)生產(chǎn)汽車的3-4倍，最近幾年我國(guó)的機(jī)動(dòng)車輛的增長(zhǎng)速度驚人，平均每年以20%的速度增長(zhǎng)，這也給我國(guó)的空氣造成了巨大的污染，并且這種污染一直在持續(xù)增長(zhǎng)，這所有的問(wèn)題都?xì)w咎于落后的發(fā)動(dòng)機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其中最為主要的部件就是發(fā)動(dòng)機(jī)的控制部件，其不斷地控制發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部氣體的燃燒比率，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工作時(shí)，更是造成空氣污染的原因。

由于發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)行時(shí)性質(zhì)比較特殊，即發(fā)動(dòng)機(jī)只是維持其本身的工作，不會(huì)對(duì)外部的設(shè)備做功，只是通過(guò)其一些輔助裝置工作，因此在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)下降，這樣就會(huì)控制油的消耗量，根據(jù)一些實(shí)驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在每降低100轉(zhuǎn)就能夠使得每加侖的汽油多走1里路，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速很低，而且燃油也比較少的情況下還會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)問(wèn)題，那就是小的扭矩會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，產(chǎn)生這種狀況的原因就是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降扭矩會(huì)干擾發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這樣就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生很大的偏移，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車。

由于汽車的運(yùn)行狀況非常的復(fù)雜而且變化也比較頻繁，特別是在一些大城市，交通比較擁堵，當(dāng)車停下來(lái)時(shí)就會(huì)過(guò)渡到怠速的狀態(tài)，怠速狀態(tài)產(chǎn)生大量的燃油消耗，因此要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速進(jìn)行控制才能不斷提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，由于發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)的主要任務(wù)就是保持發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火，而不是對(duì)外進(jìn)行做功，這個(gè)過(guò)程中怠速所消耗的燃油基本上都是在克服摩擦力，但是如果怠速的轉(zhuǎn)速低時(shí)就會(huì)增加廢氣的排放，這樣必然會(huì)使得燃油的燃燒不充分，使得大氣中的污染物不斷地增加，控制這種現(xiàn)象的發(fā)生也是研究怠速的一個(gè)重要的意義，也就是平時(shí)說(shuō)的排放平衡。根據(jù)以上所述對(duì)怠速進(jìn)行有效的控制，能夠提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，提高汽車的乘坐舒適性減少汽車尾氣對(duì)大氣的污染。

三、汽車發(fā)送機(jī)怠速模型建立

1.怠速控制系統(tǒng)組成

汽車行駛過(guò)程中的實(shí)時(shí)速度是由傳感器測(cè)定的，節(jié)氣門位置傳感器的主要作用就是提供怠速開(kāi)閉信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)共同來(lái)判定汽車當(dāng)前是否處于怠速狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)，節(jié)氣門是關(guān)閉的，此時(shí)的節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點(diǎn)也保持在閉合狀態(tài)。汽車怠速轉(zhuǎn)速的調(diào)整是通過(guò)冷卻液溫度信號(hào)來(lái)控制的，汽車ECU內(nèi)部存儲(chǔ)有不同水溫時(shí)所對(duì)應(yīng)的最佳怠速轉(zhuǎn)速，由此ECU就可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)溫度信號(hào)來(lái)控制怠速轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度越高，怠速轉(zhuǎn)速就越低。

2.怠速控制方式

目前發(fā)送機(jī)怠速控制方式主要有兩種，開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制。這兩種控制方式均與怠速空氣流量有著一定的聯(lián)系：

怠速空氣流量=閉環(huán)空氣流量+開(kāi)環(huán)空氣流量基本目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速與冷卻水溫兩者之間存在著函數(shù)關(guān)系，當(dāng)冷卻水的溫度降低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)基本目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速將會(huì)升高，這主要是因?yàn)樵诶鋺B(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)需要依靠較高的怠速轉(zhuǎn)速來(lái)抵消運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的較大摩擦力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度達(dá)到正常后，目標(biāo)轉(zhuǎn)速就會(huì)保持在一個(gè)定值，不再變化。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)之后，通過(guò)一段時(shí)間的暖機(jī)，保證在低水溫的前提下依然能夠獲得較高的怠速轉(zhuǎn)速。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償是由設(shè)定的衰減周期和衰減系數(shù)來(lái)決定的：起動(dòng)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償（n）=起動(dòng)轉(zhuǎn)速補(bǔ)償（n-1）*衰減系數(shù)

四、結(jié)語(yǔ)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，涉及到很多學(xué)科內(nèi)容。本文只是淺顯地對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，在今后的工作中，筆者將繼續(xù)致力于該領(lǐng)域的研究工作，以期能夠獲得更多更有價(jià)值的研究成果。

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