基于节气门开度的进气模型研究.pdf

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1、第41卷第5期2012年10月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．41No．50ct．2012基于节气门开度的进气模型研究张安伟刘巨江林思聪吴坚(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广东广州510640)摘要：介绍了基于节气门开度的汽油机进气模型，讨论了实际运用中次进气模型的表达式，并进行了试验研究，试验结果表明，该次进气模型计算发动机进气量精度较高。关键词：次进气模型临界状态线性外推精度中图分类号：U464文献标识码：A文章编号：1

2、671—0630(2012)05—0041—04ResearchonEngineChargeModelbasedonThrottlePlatePositionZhangAnwei，LiuJujiang，LinSicong，WuJianAutomotiveEngineeringResearchInstitute，GACGroup(Guangzhou，Guangdong，510640，China)Abstract：Inthispaper，thechargemodelbasedonthrottleplateposi

3、tionofthegasolineengineispresented，theexpressionofthesecondchargemodelinactualapplicationwasdiscussed．Itisfoundfromthetestthatthesecondchargemodelwhichisstudiedinthispapercancalculatechargeprecision．Keywords：Secondchargemodel，Criticalstate，Linearextrapolati

4、on，Precision引言目前，发动机电控系统主要采用基于扭矩的控制模式，发动机电控系统根据各方面的扭矩需求，确定不同扭矩需求的优先等级，优先满足最重要的扭矩需求。扭矩控制策略根据需求扭矩计算出需求进气量，进而计算出需求节气门开度。基于扭矩控制策略的发动机电控系统能较好地兼顾许多复杂的功能，如起动、怠速、爆震控制、三效催化器加热、发动机最高转速限制以及来自驱动系统和车辆动态控制系统的请求，如巡航控制、最高车速限制、自动变速器换挡控制等。发动机电控系统进气模型主要用于计算发动机吸入的空气质量流量，包括主进气模

5、型和次进气模型。主进气模型根据主负荷传感器测量值计算进气量，次进气模型根据节气门开度和节气门前后压比计算发动机进气量。次进气模型在扭矩结构控制中起着至关重要的作用，本文主要研究次进气模型。作者简介：张安伟(1980一)，男，大学本科，研究方向为发动机电控。1次进气模型在电控系统中的作用次进气模型在电控系统的扭矩结构调节中用于控制节气门开度，进而控制发动机进气量。发动机电控系统在工作过程中，当发现主负荷传感器出现故障时，系统会使用次进气模型代替主进气模型进行工作。电控系统会根据次进气模型计算值和主进气模型计算值

6、的偏差变化过程，判断环境压力是否发生变化，适当地进行环境压力修正。在批量生产过程中节气门体制造公差会导致节气门漏气量的差异，发动机电控系统会在一定范围内对节气门漏气量进气自学习，获得实际的节气门漏气量，这在发动机怠速控制中起着很重要的作用。2基于节气门开度的进气模型表达式‘1～51汽油发动机进气系统进气量的控制是通过一个可控的节气门来实现的，从流体力学来分析，可以看作一42小型内燃机与摩托车第41卷个标准的节流阀门。节气门空气流动模型Ij丁以按一维等熵稳定流动处理，根据稳定流动的连续性方程，可以得到发动机进气

7、流量为：Acgm2一影对于节气门转动时的流通面积的计算，虽然实际上并不是一个标准圆转动时的投影面积，为了便于计算，把通道按变化的椭圆面积计算如下图1所示‘6I，有：4(妒)=仃(詈)2(1一coS(妒))(2)门图1节气门流通截面不恿图据稳定流的能量方程，忽略气体的位能变化有：p2寻△矗=c，△r假定气体为理想气体，并取定值比热容，且流动可逆，则有：c，=~／2(h。一h，)=J2c。(％一T，)=丽：．庠丽又气体流动视为绝热过程，有：P。瞻=P。”即：_=％例如将(2)一(4)代入(1)有：旷竹(新1-co

8、s()’丽PoI／P巧1J＼i(3)(4)(5)当≯(南)占时，枷临界流动，流量随象减小而增大：‰州孙一s㈤“—志㈣}(6)当每≤(南)两时，为超临界流动，流量不随生Po减小而增大，保持为：小耵c新h吲川(—鬲PoM击)西(7)(5)式中，k为绝热指数；只为节气门前空气压力；To为节气门前空气温度；尺。为气体常数。3实际运用中的进气模型表达式基于节气门开度的进气模型在实际运用中，由于物理模型存在亚临