进气道喷射式汽油机快速起动瞬态特性研究

《进气道喷射式汽油机快速起动瞬态特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集*进气道喷射式汽油机快速起动瞬态特性研究1222于水，董光宇，吴志军，李理光（1.上海交通大学动力与机械工程教育部重点实验室，上海200030；2.同济大学上海200092）摘要：本文介绍了用于混合动力汽车动力系统的发动机快速起动模拟试验台架系统和相关试验。针对一台进气道喷射式的汽油机，模拟起动/发电一体化电机，研究了在不同拖动转速下快速起动过程的瞬态特性和排放特性。试验结果标明：发动机在快速起动情况下，瞬态特性突出；随着拖动转速升高，进气歧管压力降低，对应的喷油策略也应随之调

2、整；在发动机起动后的第2~9循环，容易发生不完全燃烧和失火，并随着拖动转速升高，不完全燃烧程度增加，导致碳氢排放过高。在不同拖动转速下，三效催化剂都不能高效转化碳氢排放，但转化效率存在差异。随着拖动转速升高，催化剂的转化效率先降低而后又升高。从优化排放角度来看，在本实验条件下，快速拖动至1000r/min起动时，催化剂后排放最低。关键词：混合动力；快速起动；燃烧与排放；瞬态特性随着能源危机和环保压力的日益加剧，混合动根据文献报道，在起动过程发生不完全燃烧和失火[6]力汽车具有优异的节能环保性能而又能够在短期将产生大量的碳氢排放。这是因为此时过低的进内

3、实现大规模商业应用，因而备受国内外企业以及气道压力使气缸内的残余废气增多稀释了可燃混研究机构关注。混合动力汽车省油的主要途径之一合气，同时由于缸内燃烧条件不好，造成起动开始是减少发动机怠速工况，因此，根据混合动力系统后的第4到第7循环发生不完全燃烧和失火。混合能量分配策略以及不同的道路交通状况，发动机会动力汽车发动机由大电机拖动起动，起动过程更不同频繁程度的停机并重新起动。美国韦恩州立大快，瞬态程度更高，进气道压力变化更加剧烈，这学对一种并联结构的混合动力系统在FUDS将加大发动机起动过程燃烧控制的难度。此外，由（FederalUrbanDrivin

4、gSchedule）驾驶循环下的仿于起动时的空燃比不能精确控制在理论空燃比附真结果表明发动机在单个驾驶循环中被起动了65近，对于混合动力汽车频繁热起动过程产生的碳氢[1]次。这在某种程度上表明发动机频繁起动-停机是排放，三效催化剂不能够高效的转化。混合动力汽车一个重要的瞬态工况，对起动-停机过综上所述，混合动力汽车发动机快速起动以及程发动机控制策略和燃烧排放特性进行研究是非频繁起动对排放控制提出了新的研究课题，本文以常必要的。此为出发点，对汽油机快速起动过程的控制策略和根据文献报道，目前针对混合动力汽车发动机瞬态排放特性进行了研究。由于混合动力汽车的

5、频起动-停机的研究主要集中于这几个方面：1.燃油繁起动多为热机起动，因此本文建立了一套可模拟[2][3]经济性综合优化；2.车辆驾驶性和舒适性优化；混合动力发动机快速起停的台架系统，并针对发动[4]3.排放特性。然而对于起动-停机过程排放特性的机的热机快速起动过程进行试验与分析研究。研究仅限于对量产混合动力汽车的测试，并未深入到对发动机燃烧和排放控制上。混合动力汽车发动1.实验装置及实验方案机的快速起动过程与传统汽车发动机小电机低速拖动下的起动过程存在诸多不同。对于进气道喷射所建立的快速起停模拟实验台架示意图如图1式（PFI）的汽油机起动时，发动机转

6、速、进气道所示。通过在发动机测试台架上安装一套伺服电机压力等显著影响发动机燃烧的参数都在剧烈变化系统，设定伺服控制器的起动转速来实现发动机在着，因此，起动过程控制策略极其复杂。起动时转不同拖动转速下的起动，从而实现ISG快速拖动的速首先加速到最大转速，然后减速并稳定到怠速。功能。同时，由于可选用较大功率的电机实现快速进气道压力从大气压急剧下到怠速状态的最低值。拖动，因此，可以在更广的范围内，研究拖动转速作者简介：于水（1981—），男，博士研究生，主要研究方向为内燃机燃烧与排放控制，E-mail:y-shui@sjtu.edu.cn成都，2007年8

7、月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集对起动特性的影响，进而实现对快速起动转速的优本研究采用了英国Cambustion公司的快速响应瞬态化。碳氢测试仪HFR500和瞬态NOx排放测试仪FNOx400进行排放测试和分析。该仪器将反应腔提发动机系统前到采样探头附近，减少了传统仪器由于采样通道造成的响应延迟。在对某一缸进行单独测量时，采测功机伺服电机样探头可探到排气门附近，因此能够快速精确的测出单一循环的排放变化曲线。本文对发动机第一缸排气门处以及三元催化剂前后的排放特性进行了研究。表1给出了实验用发动机的参数，电控单元伺服控制器数据采集

8、系统ECU由联合电子提供，标称为欧III排放。启动钥匙图1实验台架系统示意图2.起动过程瞬态转速表1发动机参