缸內直噴發動機起動時的運行狀況分析

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缸內直噴發動機起動時的運行狀況分析

由于可以減少排放和節省燃料，起停系統在內燃機上的應用越來越廣泛。因此，內燃機將經歷更多的起動工況，相應地研究該工況下的性能也變得更加重要。當發動機起動時，油耗量增加，發動機經歷瞬態響應，電控單元的閉環控制策略極大地影響發動機的性能。

為了模擬和優化發動機的起動，應用了軟件在環仿真。前期試驗收集了2.0L渦輪增壓缸內直噴發動機起動時的各項數據，應用這些數據對發動機模型進行標定。試驗包括：電控單元打開，加速踏板設為0；起動電機帶動發動機旋轉，當轉速達到500r/min時電機和發動機脫離，發動機空轉，18s后關閉電控單元，發動機停止轉動；起動工況重復100次。

將發動機起動的前15s分為起動、點火、過渡、安定、點火時間遲滯、升溫、節油、穩定8個階段，并對每個階段都進行了研究。研究發現，節氣門開度和點火時間密切相關，其它的發動機參數相對穩定。在Simulink環境下搭建了控制節氣門開度和點火時間的仿真模型。測試和仿真的結果很吻合。研究發現，發動機轉速的準確性對控制模型很重要，而且在保證軟件在環仿真準確性的前提下，開發發動機的摩擦和燃燒模型也十分必要。

Huayin Tang.SAE 2014-01-1374.

編譯：白洪濤