汽車發動機怠速控制技術初探

李振世

摘 要：本文主要從發動機的怠速入手，實現對怠速控制技術以及意義的闡述，同時在此基礎上實現對發動機低俗模型構建的分析。這不僅對我國汽車行業的安全穩定發展有積極意義，同時對社會以及經濟發展有積極意義。最終實現提升人民生活質量以及生活水平的目標。

關鍵詞：發動機；怠速；控制

一、發動機怠速

發動機在實際工作時我們可將其分為兩種工況，分別為穩定工況以及過渡工況，在實際對這兩種工況進行區分時我們可將發動機工作狀況的變化作為主要依據，在穩定狀態下發動機的節氣門基本可以保持不變的狀態，其轉速以及負荷也不會發生較大的變化。發動機運行參數基本保持不變的工況就是指過渡工況，這種工況在工作時其變化參數主要為以下幾點，分別為加速工況、減速工況以及冷啟動工況等。

在穩定工作狀態中發動機不做功，其轉速也基本維持在最低轉速就是指怠速，這種狀態下發動機以及傳動系統基本上呈現出一種完全脫離的狀態，這不僅可實現對發動機荷載的有效減少，同時可在一定程度上促使發動機維持在最低轉速上運行。發動機的輔助裝置運動也可在這一過程中實現有效的提供，其中主要包括發電機是以及空調等，怠速狀況主要是針對發動機工作狀況來說。

發動機在實際工作時會受到各種客觀因素的影響，進入氣缸的氣流量以及氣缸中混合氣體點火的瞬間都是其重要組成部分，進入氣缸的氣流量會對燃燒室內的燃燒速度與壓力造成直接影響，最終導致發動機的動力以燃料經濟性不能得到保障，大氣污染也是在此種情況下發生。發動機氣缸內的燃燒過程會受到發動機點火時刻的直接影響，在此基礎上發動機的性能也會受到左右。

二、研究怠速控制的意義

現代社會經濟在不斷發展，社會也在飛速的進步，在此種趨勢與背景之下人們的生活質量以及生活水平都得到不同程度上的提高。汽車逐漸成為出門必須的交通工具之一，在大街上汽車也作為一種主要交通工具存在其中，已經逐漸實現對自行車的取代，人們對汽車的依賴性也呈現出越來越強的趨勢，這對汽車產業來說既是機遇又是挑戰。汽車設計師以及相關領域的逐漸提高對汽車研發與設計的重視程度，利用科學的手段以及技術實現對消費者需求的有效滿足。多樣化是現代企汽車發展的趨勢與方向，汽車尾氣不僅會對大氣造成嚴重污染，還會對人體健康造成威脅。

目前世界各國都在控制汽車尾氣的排放，有很多國家開始研究電動汽車，并且取得了很大的成就。在我國也順應世界的潮流，開始推廣節能減排，控制汽車的尾氣排放，不斷研發新能源汽車，在我國尾氣排放主要有兩個特點：一是單車的排放量很大，而且排放氣體中的污染物含量非常高，在中國現在產的汽車排放量相當于美國1992年產的汽車的排放量，污染的密度也是美國生產汽車的3-4倍，最近幾年我國的機動車輛的增長速度驚人，平均每年以20%的速度增長，這也給我國的空氣造成了巨大的污染，并且這種污染一直在持續增長，這所有的問題都歸咎于落后的發動機，在發動機工作時，其中最為主要的部件就是發動機的控制部件，其不斷地控制發動機的內部氣體的燃燒比率，特別是在發動機怠速工作時，更是造成空氣污染的原因。

由于發動機在怠速運行時性質比較特殊，即發動機只是維持其本身的工作，不會對外部的設備做功，只是通過其一些輔助裝置工作，因此在這種情況下，發動機的轉速會下降，這樣就會控制油的消耗量，根據一些實驗表明，發動機的轉速在每降低100轉就能夠使得每加侖的汽油多走1里路，如果發動機的轉速很低，而且燃油也比較少的情況下還會出現另一個問題，那就是小的扭矩會導致發動機熄火，產生這種狀況的原因就是發動機轉速下降扭矩會干擾發動機的轉速，這樣就會使發動機的轉速產生很大的偏移，導致發動機停車。

由于汽車的運行狀況非常的復雜而且變化也比較頻繁，特別是在一些大城市，交通比較擁堵，當車停下來時就會過渡到怠速的狀態，怠速狀態產生大量的燃油消耗，因此要對發動機的怠速進行控制才能不斷提高發動機的工作效率，由于發動機在怠速時的主要任務就是保持發動機不熄火，而不是對外進行做功，這個過程中怠速所消耗的燃油基本上都是在克服摩擦力，但是如果怠速的轉速低時就會增加廢氣的排放，這樣必然會使得燃油的燃燒不充分，使得大氣中的污染物不斷地增加，控制這種現象的發生也是研究怠速的一個重要的意義，也就是平時說的排放平衡。根據以上所述對怠速進行有效的控制，能夠提高汽車的燃油經濟性，提高汽車的乘坐舒適性減少汽車尾氣對大氣的污染。

三、汽車發送機怠速模型建立

1.怠速控制系統組成

汽車行駛過程中的實時速度是由傳感器測定的，節氣門位置傳感器的主要作用就是提供怠速開閉信號，這兩個信號共同來判定汽車當前是否處于怠速狀態。發動機處于怠速狀態時，節氣門是關閉的，此時的節氣門位置傳感器怠速觸點也保持在閉合狀態。汽車怠速轉速的調整是通過冷卻液溫度信號來控制的，汽車ECU內部存儲有不同水溫時所對應的最佳怠速轉速，由此ECU就可以根據發動機的實時溫度信號來控制怠速轉速。發動機溫度越高，怠速轉速就越低。

2.怠速控制方式

目前發送機怠速控制方式主要有兩種，開環控制和閉環控制。這兩種控制方式均與怠速空氣流量有著一定的聯系：

怠速空氣流量=閉環空氣流量+開環空氣流量基本目標怠速轉速與冷卻水溫兩者之間存在著函數關系，當冷卻水的溫度降低時，發動機基本目標怠速轉速將會升高，這主要是因為在冷態時，發動機需要依靠較高的怠速轉速來抵消運動時所產生的較大摩擦力。當發動機溫度達到正常后，目標轉速就會保持在一個定值，不再變化。汽車發動機起動轉速補償是在發動機起動之后，通過一段時間的暖機，保證在低水溫的前提下依然能夠獲得較高的怠速轉速。發動機起動轉速補償是由設定的衰減周期和衰減系數來決定的：起動轉速補償（n）=起動轉速補償（n-1）*衰減系數

四、結語

汽車發動機怠速控制是一個非常復雜的過程，涉及到很多學科內容。本文只是淺顯地對相關內容進行了簡單分析，在今后的工作中，筆者將繼續致力于該領域的研究工作，以期能夠獲得更多更有價值的研究成果。

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