汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù)

摘 要：本文主要研究汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù)相關(guān)問(wèn)題，隨著汽車設(shè)計(jì)制造技術(shù)的不斷提升，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的保養(yǎng)以及維護(hù)越來(lái)越受到人們的重視。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速狀態(tài)控制能夠保障車輛運(yùn)行穩(wěn)定性，是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的重要指標(biāo)，怠速狀態(tài)過(guò)高或過(guò)低都會(huì)產(chǎn)生不良的運(yùn)行影響，為了有效提升汽車行駛的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性需要不斷加強(qiáng)對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù)的研究，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī);怠速控制;技術(shù)分析

1 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù)概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)科技的迅猛發(fā)展，汽車的持有量不斷提升，作為城市交通網(wǎng)絡(luò)中的重要部分在人們生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要的作用。城市范圍內(nèi)汽車數(shù)量的迅速上漲雖然為人們帶來(lái)的許多方便，但是也造成了嚴(yán)重的尾氣污染問(wèn)題。燃油中沒(méi)有充分燃燒碳?xì)浠衔锖偷趸衔锊粌H會(huì)造成嚴(yán)重的大氣污染，還會(huì)形成臭氧和硝基酸鹽對(duì)人體健康造成危害，在城市環(huán)境內(nèi)危害尤為凸顯。新能源的使用能夠有效緩解對(duì)城市空氣環(huán)境的污染和破壞，但是距離真正普及應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走。為了切實(shí)改善環(huán)境污染問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常必要的環(huán)節(jié)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的狀態(tài)中，特別是怠速工作時(shí)，內(nèi)部氣體的燃燒比率直接影響著空氣污染的產(chǎn)生。發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)行狀態(tài)比較特殊，指的就是只維持本身工作狀態(tài)但不會(huì)對(duì)外部的設(shè)備做工，在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)不斷下降，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油耗量的真正控制。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，每當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降100轉(zhuǎn)時(shí)，將會(huì)使每加侖汽油多行駛1km。如果燃油較少時(shí)，且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，很容易出現(xiàn)熄火的問(wèn)題，小的扭矩會(huì)干擾發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而誘發(fā)大范圍的偏移，出現(xiàn)熄火停車現(xiàn)象。通常情況下，汽車運(yùn)行情況相對(duì)比較復(fù)雜，加之大城市交通比較擁堵，因此汽車經(jīng)常要改變運(yùn)行狀態(tài)，如果車停下來(lái)時(shí)將會(huì)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈∷?，此時(shí)一般會(huì)產(chǎn)生比較大的油耗，此時(shí)就需要采取有效措施來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速運(yùn)行狀態(tài)，以此來(lái)使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率得到提升。實(shí)際上，在怠速狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)主要需要克服摩擦力，因?yàn)椴恍枰獙?duì)外部進(jìn)行做工，只需保證汽車不熄火即可，但發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)又會(huì)增加汽車尾氣的排放，造成大氣污染物增加。對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)的控制根本目的是為了實(shí)現(xiàn)排放平衡，在保證汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的情況下切實(shí)減少汽車尾氣對(duì)于大氣的污染和破壞。

2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制概述

2.1 信號(hào)采集系統(tǒng)

信號(hào)采集系統(tǒng)是汽車怠速控制系統(tǒng)中比較重要的組成部分，其可以實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行階段，對(duì)汽油機(jī)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息給予實(shí)時(shí)采集，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸至控制單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車怠速的控制。常見(jiàn)的信號(hào)采集系統(tǒng)主要包括五個(gè)部分，分別為信號(hào)處理電路、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、空氣流量傳感器、冷卻水水溫傳感器及節(jié)氣門傳感器，此時(shí)可以借助多個(gè)傳感器設(shè)備來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)給予全方位的監(jiān)控。

2.2 控制單元

控制單元是汽車怠速控制系統(tǒng)的主要部分，通過(guò)計(jì)算信號(hào)采集系統(tǒng)傳輸來(lái)的實(shí)時(shí)信息，能夠判斷當(dāng)前汽車運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定，從而根據(jù)實(shí)際情況對(duì)汽車的執(zhí)行機(jī)構(gòu)安排驅(qū)動(dòng)任務(wù)。整個(gè)信息處理和運(yùn)算環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)量較大，因此近年來(lái)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)的控制單元的優(yōu)化設(shè)計(jì)也是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)研究的重要方向。

2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，顧名思義就是執(zhí)行控制系統(tǒng)所下發(fā)的驅(qū)動(dòng)任務(wù)，其一般是由怠速直流電機(jī)組成。

3 汽車怠速控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)

對(duì)于汽車怠速控制系統(tǒng)而言，其中的直流電機(jī)主要是以脈寬作為主要控制信號(hào)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子節(jié)氣門的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)際上，電子節(jié)氣門的控制系統(tǒng)一般是以閉環(huán)形式為中心，通過(guò)相關(guān)設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行反饋形成數(shù)字信號(hào)，然后按照汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)中的控制算法計(jì)算理論控制量，利用高速輸出口等端口將驅(qū)動(dòng)執(zhí)行命令傳輸至其他部分，最后借助直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)對(duì)直流電機(jī)的運(yùn)行情況給予有效控制，并結(jié)合實(shí)際情況來(lái)有效調(diào)節(jié)和控制汽車節(jié)氣門開度。

4 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)中比較關(guān)鍵，且非常復(fù)雜的過(guò)程，其復(fù)雜原因主要來(lái)自于城市交通路況的復(fù)雜性。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生循環(huán)，這些不斷的循環(huán)是系統(tǒng)的主要程序，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的運(yùn)轉(zhuǎn)工況進(jìn)行分類和編程。不同類型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)具有比較大的工況差異，此時(shí)可以借助不同類型的控制方式來(lái)對(duì)其進(jìn)行有效控制，以期達(dá)到理想的控制效果。其中發(fā)動(dòng)機(jī)最為典型的運(yùn)行工況包括啟動(dòng)模式、暖機(jī)模式、怠速閉環(huán)模式、空燃閉環(huán)模式及全節(jié)氣門工況模式。

5 小結(jié)

總之，怠速控制系統(tǒng)屬于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中比較重要的組成部分，其能夠有效降低汽車重要電機(jī)負(fù)載損耗，提升汽車各個(gè)部件的響應(yīng)速度，通過(guò)維持發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速提升汽車使用壽命。城市環(huán)境下汽車處于擁擠的交通路況會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌牡∷贍顟B(tài)，不僅消耗大量能量還會(huì)產(chǎn)生巨大的廢氣量。因此對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，通過(guò)技術(shù)升級(jí)和政策規(guī)范真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性并存的現(xiàn)代化交通網(wǎng)絡(luò)。

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作者簡(jiǎn)介：萬(wàn)泰祺（1999-），男，黑龍江雞西人，本科，研究方向：汽車服務(wù)工程。