发动机怠速控制研究的意义现状及应用

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1、发动机怠速控制研究的意义现状及应用1发动机怠速概述12研究怠速控制的意义23发动机怠速控制的现状33.1怠速控制执行机构31）节气门直动式32）旁通空气式43.2怠速控制模式41）启动控制42）暖机控制43）正常怠速控制44）其他怠速控制方式54怠速控制实际生产应用情况51发动机怠速概述发动机怠速工况是指发动机运行中，节气门开度最小，汽车处于空挡，发动机只带附件而维持最低转速的稳定工况。怠速性能的好坏是评价发动机性能优越与否的重要指标，怠速性能差将导致耗油量增加，排污严重。现在轿车中一般都设有怠速控制系统，由接收控制单

2、元(ECU)控制并维持发动机怠速在某一稳定转速范围内。因此，怠速控制通常是指怠速转速控制，其实质就是对怠速工况时的进气量进行调节(同时配合喷油量级点火提前角的控制)。目前，除了怠速转速的稳定性控制之外，怠速控制还可以实现启动控制、暖机控制以及负荷变化控制等功能，这样多种功能的集中，不仅简化了机构，而且也提高了怠速控制的精确性。怠速工况是发动机在对外不做功的情况下，以最低稳定的转速运行的状态。此时发动机与传动系完全脱离，其目的就是维持发动机的在较低的转速下连续，平稳运转和提供其他各辅助装置的工作动力，比如空调、动力转向装

3、置等突然开启或关闭时，使发动机转速稳定运行在某一速度范围。怠速工况是发动机工作的重要工况之一。2研究怠速控制的意义汽车是当今社会生活中一种不可缺少的交通运输工具，人们对它的依赖性越来越强，汽车产业间的竞争也越来越激烈。为了满足日益增高的消费需求，汽车研究、设计和制造者们付出了无数的心血和智慧，使汽车商们纷纷推出了各式各样的新车型。汽车尾气排放中的未燃烧充分产生的HC、氮氧化合物NO及在大气中通过光化学烟雾反应所生成的臭氧、过氧酞基硝酸盐等对人体会造成极大危害，已成为威胁人类健康的“无形杀手”，控制汽车排放己成为世界各国

4、环境保护的一个重要任务。我国汽车排放有两大特征：单车排放量大，排放物中的有害物质比例高。中国轿车与美国1992年产的轿车相比CO和CH的排放量分别高出14.6倍和11.8倍，污染密度高出约3-10倍。近年来我国道路机动车辆平均年增长率达15%，而且有持续增长的态势，这必将造成越来越严重的尾气污染。落后的发动机控制设备是罪魁祸首。怠速控制的低效性更是造成如此严重污染的主要原因。由于怠速工况具有的特殊的性质，即只是维持发动机自身的运转和辅助装置的能量提供，因此，为了尽量的的降低燃油消耗，要求尽量降低发动机转速。在一个基于燃

5、油经济性的常量容积实验中测得，在怠速工况下，发动机转速每降低100rpm，相当于每加仑油多走一英里。但是，如果发动机转速在最低状态下运行，即燃油消耗较低，发动机有最佳的工作效率(燃料利用率)。此时会有另外一个问题：一个很小的扭矩干扰就可能导致发动机转速的很大的偏离甚至熄火，并且会造成车辆振动噪声影响乘坐舒适性。因为发动机转速在最低状态下运行时的储能太少导致的。所以通常为了使控制器有较好的抗干扰能力，发动机怠速时常常工作在偏高于最低转速的状态下运行。因此，如何标定发动机的最优怠速转速(控制器参考怠速转速)是一个非常关键的

6、技术。但是目前为止几乎看不到相关标定技术的出版物。如何对发动机怠速进行控制，以达到这样一个平衡，也就是一方面尽量使发动机有较强的抗干扰能力，运行比较稳定；另一方面，尽可能有较低的燃油消耗。发动机怠速时还需要解决的一个问题是发动机从其它工况过渡到怠速或者从怠速过渡到其它工况时的平稳性和噪声，振动和抖动。因为汽车的运行工况十分复杂，且变化频繁，若在交通拥挤、车辆众多的城市中行驶时，汽车经常处于怠速工况，约有相当部分的燃油消耗于此。因此对发动机的怠速加以有效控制，对提高发动机经济性能指标有很大的影响。在发动机的动力完全不用于

7、驱动汽车的场合，怠速的任务只是使发动机不熄火，而不是对外做功。怠速消耗的燃油完全用于克服摩擦力，为了减少摩擦功以节省燃油，怠速转速越低越好。但若怠速转速越低，废气的稀释作用越明显，必须供给较浓的混合气，其结果则是燃烧不完全，HC和CO有害排放物增加。这也是怠速控制的一个重要意义，即排放平衡。综上所述，对怠速进行有效的控制对于提高汽车的燃油经济性，提高汽车的乘坐舒适性和降低排放，有很大的意义。3发动机怠速控制的现状汽车发动机控制的发展与电子技术的发展是分不开的。在安全，环保和节约能源问题的不断催促下，汽车电子控制技术在发

8、动机控制中的应用是必然的趋势。电子控制技术克服了传统机械装置的先天不足，在燃油喷射控制，点火控制，节气阀控制，(空燃比)控制，爆燃控制和怠速控制等控制中得到了很好的应用，有效地提高了燃料的燃烧效率，改善了发动机的性能。正是微计算机控制技术的应用，才摆脱了经典控制理论的约束，使得现代控制理论中的最优控制，鲁棒控制，模糊控制和其他控制