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缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的運(yùn)行狀況分析

由于可以減少排放和節(jié)省燃料，起停系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用越來越廣泛。因此，內(nèi)燃機(jī)將經(jīng)歷更多的起動(dòng)工況，相應(yīng)地研究該工況下的性能也變得更加重要。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，油耗量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷瞬態(tài)響應(yīng)，電控單元的閉環(huán)控制策略極大地影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

為了模擬和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)，應(yīng)用了軟件在環(huán)仿真。前期試驗(yàn)收集了2.0L渦輪增壓缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用這些數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)模型進(jìn)行標(biāo)定。試驗(yàn)包括：電控單元打開，加速踏板設(shè)為0；起動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到500r/min時(shí)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)脫離，發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，18s后關(guān)閉電控單元，發(fā)動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；起動(dòng)工況重復(fù)100次。

將發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的前15s分為起動(dòng)、點(diǎn)火、過渡、安定、點(diǎn)火時(shí)間遲滯、升溫、節(jié)油、穩(wěn)定8個(gè)階段，并對(duì)每個(gè)階段都進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，節(jié)氣門開度和點(diǎn)火時(shí)間密切相關(guān)，其它的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)相對(duì)穩(wěn)定。在Simulink環(huán)境下搭建了控制節(jié)氣門開度和點(diǎn)火時(shí)間的仿真模型。測試和仿真的結(jié)果很吻合。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確性對(duì)控制模型很重要，而且在保證軟件在環(huán)仿真準(zhǔn)確性的前提下，開發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦和燃燒模型也十分必要。

Huayin Tang.SAE 2014-01-1374.

編譯：白洪濤