可变排量技术在直喷汽油机上应用的研究

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1、摘要可变排量技术在直喷汽油机上应用的研究随着我国汽车保有量的增加和能源问题的日益严峻，车用发动机的节能减排倍显迫切。当发动机工作在大负荷的时候，发动机燃油经济性比较好，随着城市交通日趋拥堵，汽车工作在小负荷的时间越来越长，此时可以通过可变排量技术提高单个气缸的负荷率，从而节约燃油消耗，所以研究时需要找出发动机的停缸范围；如果把可变排量技术应用在发动机上，在排量转换的瞬间，由于工作气缸的突然减少或增加，扭矩会产生剧烈波动，在应用时需要抑制这种扭矩变化，避免影响驾驶员行驶的舒适性。针对上述问题，本文主要研究了以下两方面内容：第一部分是通过采用GT-power软件建立了直喷汽油机的稳

2、态仿真模型，在1200-4000r/min的工作范围内，混合气浓度为理论空燃比，对比了不同停缸控制方法对燃油经济性的影响，调整变排量后的配气正时、并对停缸区域进行了优化用可变排量技术的发动机燃油经济性，结论如下：1.废气回流式变排量方式在停缸时的传热损失、排气热量损失和泵气损失都比原机低，随着停止气缸数目的增加，燃油消耗率降低，对燃油经济性的改善程度随着负荷的减小而增大。通过计算不同转速下燃油经济性的负荷特性，以耗油最少为原则，绘制废气回流式变排量发动机的停缸区域MAP。2.停气门式变排量方式在停缸时，需要选择所停止气缸在发动机气缸序列中的位置，在输出扭矩相同的工况下，不同停止

3、工作缸的位置对燃油经济性的改善效果并不明显，为保证发动机停缸后运转的稳定性和消除气缸间燃烧差异，应使做功顺序保持均匀，停两缸时选择停掉中间2、3气缸。3.为保证停缸后输出扭矩的大小，节气门全开的前提下，在计算范围内研究了停气门式变排量方式不同工作缸个数对应的最佳进气相位，通过负荷特性计算，与废气回流式的变排量方式对比，停气门式的变排量方式在中低转速对停缸工作区域MAP的优化效果比较明显，而在高转速下改善效果较弱。第二部分是通过采用GT-power和Matlab/Simulink软件建立瞬态仿真模型，在2000r/min、40%负荷工况下，研究了不同控制策略对发动机排量切换瞬时扭

4、矩波动的影响，结论如下：1.恒转速变扭矩工况下，降排量瞬时，通过加快节气门增大速率、调整节气门增大时刻和先慢后快的特性、适当减小过量空气系数并适当延长混合气加浓时间、适当I调整三缸工作的时间，可以抑制发动机停缸时产生的扭矩突然减小的趋势。增排量瞬时，通过加快节气门减小速率、调整节气门减小的时刻和先慢后快递减特性、适当增大发动机过量空气系数并和调整混合气稀燃时间、延长三缸工作的时间等方式抑制发动机增排量时产生扭矩的突然增大的趋势。2.在Simulink中建立停缸区域MAP模块、扭矩稳定性判定模块，进一步优化了停缸个数判定等模块，根据发动机瞬时所处的工况，通过控制模块使其自动调整停

5、缸个数，初步研究的效果能够达到预期要求。关键词：直喷汽油机，可变排量，控制策略，模拟计算，扭矩波动IIABSTRACTResearchonApplicationofVariableDisplacementTechnologytoaGDIEngineAlongwiththedevelopmentofautomobilenumberandincreasinglysevereenergycrisisinChina,bothproblemsrequiretheautomotivemanufacturertoreducefueleconomyandimproveemissions.Whe

6、nvehicleengineisworkingathighload,weknowthattheenginefueleconomyisbetter.Astheincreasinglymassurbantraffic,ourcarsworkatpartialloadinlongtime.Soitisverydifficulttooutputitsmaximumpower.Atthesametime,whenthecariscruisinginlowspeed,fueleconomyisnotidealtoo.Wecanchangeengine’sdisplacementthroug

7、hvariabledisplacementtechnology,raisingtheloadrateofsinglecylinder,sothatitwillbemorefuel-efficient.Butwhentheengine’sdisplacementinstantaneousswitch,torquewillfluctuate,affectingdrivers'drivingcomfort.Accordingtoaboveproblems,thispaperhasstudiedth