廖典航

（上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司）

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速控制技術(shù)應(yīng)用分析

廖典航

（上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司）

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，人們的生活水平也在日益提升，汽車(chē)的普及率越來(lái)越高。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，怠速是其中一種主要的運(yùn)行狀態(tài)，在汽車(chē)保有量越來(lái)越大的今天，城市車(chē)流量非常密集，因此，汽車(chē)在怠速方面會(huì)消耗很多燃油，而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù)進(jìn)行研究，能夠在很大程度上提升汽車(chē)的舒適性，符合當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展要求。本文便以怠速控制技術(shù)的概述為研究基點(diǎn)，分析怠速控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生的影響，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)；怠速控制；應(yīng)用分析

前言

近年來(lái)，汽車(chē)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N主要代步工具，城市車(chē)流量越來(lái)越多，道路擁堵問(wèn)題也隨之產(chǎn)生，城市汽車(chē)在日常行駛過(guò)程中，很多燃油都被怠速所消耗，不僅會(huì)提升汽車(chē)對(duì)燃油的使用量，還會(huì)排出更多的汽車(chē)廢氣。所以，對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù)進(jìn)行研究，可以在很大程度上提升汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性，與當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展相適應(yīng)。

1 怠速控制技術(shù)的概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)與新工藝不斷推陳出新，對(duì)于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，怠速控制技術(shù)的應(yīng)用是提升汽車(chē)相關(guān)性能的主要途徑。運(yùn)用怠速控制技術(shù)，能夠在很大程度上提升汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

所謂“怠速”主要指的是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)處于無(wú)載荷情況下能夠保持平穩(wěn)狀態(tài)的運(yùn)行，但是，如果“怠速”轉(zhuǎn)速較高，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗量就會(huì)提升；而如果“怠速”轉(zhuǎn)速較低，會(huì)增加汽車(chē)尾氣中有害物質(zhì)的排放[1]。所以，科學(xué)合理的控制汽車(chē)“怠速”是非常重要的，而“怠速控制技術(shù)”便是當(dāng)前比較先進(jìn)的一種應(yīng)用技術(shù)。

“怠速控制技術(shù)”在運(yùn)行過(guò)程中，“進(jìn)氣量”是對(duì)其產(chǎn)生影響的主要因素。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)起處于怠速運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，節(jié)氣門(mén)為全關(guān)閉狀態(tài)，也就是說(shuō)，節(jié)氣門(mén)在這時(shí)無(wú)法控制進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)中的“空氣量”。而怠速控制實(shí)際上是以怠速執(zhí)行調(diào)節(jié)器為基礎(chǔ)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)中的“進(jìn)氣量”進(jìn)行調(diào)節(jié)的，在這個(gè)過(guò)程中，需要與噴油量與點(diǎn)火提前角的控制相互配合，這樣便能夠使“怠速”的燃料消耗情況發(fā)生改變，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)“怠速”轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定與改變。

由于汽車(chē)車(chē)型的不同，“怠速”充氣量的控制策略也需要進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整。現(xiàn)階段的控制策略主要有兩種：①直動(dòng)式，這種方式可以直接對(duì)氣門(mén)的位置進(jìn)行控制；②旁通式，這種方式主要通過(guò)對(duì)旁通空氣道進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣流量控制的。

2 怠速控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

一般情況下，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)如果進(jìn)行輸出負(fù)荷，那么發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速主要是依托于駕駛員對(duì)加速踏板的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)節(jié)氣門(mén)位置調(diào)整的，而進(jìn)氣量也是在此基礎(chǔ)上發(fā)生改變的。如果處于“怠速”條件下，駕駛員即便想要通過(guò)快速抬離踏板的方式控制“進(jìn)氣量”，也不會(huì)達(dá)到很好的效果。這也是需要在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上裝置怠速控制器的主要原因。

將怠速控制技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，有以下兩方面主要作用：①怠速控制技術(shù)可以在很大程度上確保發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性，從而減少汽車(chē)在怠速運(yùn)行過(guò)程中對(duì)燃油的消耗，也能夠減少汽車(chē)尾氣中有害物質(zhì)的排放量[2]。②因?yàn)槠?chē)如果處于怠速運(yùn)行，空調(diào)與動(dòng)力轉(zhuǎn)向等設(shè)備的開(kāi)放便會(huì)使得汽車(chē)的運(yùn)行負(fù)荷增加，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中容易熄火。所以，運(yùn)用怠速控制技術(shù)對(duì)怠速運(yùn)行狀況進(jìn)行控制，可以在很大程度上減少汽車(chē)的拋錨情況。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，怠速控制技術(shù)會(huì)因?yàn)槠?chē)型號(hào)的不同，在應(yīng)用內(nèi)容與應(yīng)用效果上出現(xiàn)差異，但其應(yīng)用原理實(shí)際上是一致的，所以，一般情況下，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)汽車(chē)怠速的有效控制，使其在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中具有針對(duì)性。其技術(shù)環(huán)節(jié)主要有發(fā)動(dòng)機(jī)控制、負(fù)荷變化控制、暖機(jī)控制等。從根本上講，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)備中運(yùn)用怠速控制技術(shù)，實(shí)際上就是就是科學(xué)合理的控制汽車(chē)“怠速”運(yùn)行過(guò)程中的“進(jìn)氣量”。

3 怠速控制技術(shù)的應(yīng)用分析

怠速控制系統(tǒng)主要包括兩個(gè)組成部分，分別為信號(hào)采集與控制單元，其中，前者主要用于收集數(shù)據(jù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與空氣流量；后者主要用于處理信號(hào)，對(duì)汽車(chē)運(yùn)行情況進(jìn)行分析與判斷，確保發(fā)動(dòng)機(jī)處于一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。在硬件方面，主要包括中央處理器、傳感器、轉(zhuǎn)換器、動(dòng)作結(jié)構(gòu)等部分，運(yùn)用傳感器來(lái)完成對(duì)節(jié)氣門(mén)與踏板位置等相關(guān)信號(hào)的收集，并將其傳送給中央處理器，使駕駛員能夠?qū)崟r(shí)的了解發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)，而轉(zhuǎn)換器的主要作用是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，將所有數(shù)據(jù)都轉(zhuǎn)換成中央處理器能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)，在完成這一步驟之后，再將這些數(shù)據(jù)向動(dòng)作結(jié)構(gòu)中傳輸，從而達(dá)到控制直流電機(jī)的目的，有效對(duì)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣便能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約油耗、減少尾氣的目的[3]。

在實(shí)踐過(guò)程中，將怠速控制技術(shù)應(yīng)用到汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，可以在很大程度上提升發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)性能，從實(shí)際應(yīng)用情況看，進(jìn)步電機(jī)型怠速控制閥能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)“快怠速”進(jìn)行有效控制，而且不需要再配合其他的空氣閥，不僅簡(jiǎn)化的設(shè)備，還節(jié)約了成本，在控制效果方面也比較良好。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)裝置中，運(yùn)用怠速控制技術(shù)，可以確保其實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性，降低能耗、減少污染。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著人們生活水平的日益提升，對(duì)汽車(chē)的要求也越來(lái)越高，而隨著城市汽車(chē)數(shù)量的越來(lái)越多，怠速已經(jīng)成為汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的一種常態(tài)，不僅增大了汽車(chē)的耗油量，還對(duì)環(huán)境造成了很大污染。所以，汽車(chē)制造行業(yè)需要不斷引進(jìn)新的技術(shù)，對(duì)怠速控制技術(shù)進(jìn)行深入研究，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用性能，達(dá)到節(jié)能減排，提升駕駛舒適性的發(fā)展目的。

[1]王耀南，申永鵬，孟步敏，等.車(chē)用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀與展望[J].控制理論與應(yīng)用，2015，04：432～447.

[2]秦大同，尚陽(yáng)，楊官龍，等.插電式混合動(dòng)力汽車(chē)純電動(dòng)行進(jìn)間啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的平順性控制[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，04：1～9.

[3]孫曉娜，張紅光，田小飛，等.基于PID算法的車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)怠速閉環(huán)控制研究[J].車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)，2010，02：81～84+88.

U464

A

1004-7344（2016）01-0309-01

2015-12-1

廖典航（1987-），男，廣西象州人，研究方向?yàn)槠?chē)發(fā)動(dòng)機(jī)反向。