汽油發動機的怠速控制與EGR控制

怠速工況是車用汽油機最常用的工況之一,發動機怠速工況運轉性能的優劣也是評價發動
機性能的重要指標。汽油機的怠速性能主要體現在三個方面:怠速穩定性、怠速排放和怠
速油耗。

  一.控制原理

  當發動機怠速運行時,節氣門處于全關位置,即進入發動機的空氣量不再由節氣門進
行調節。怠速控制的實質就是通過怠速執行器調節進氣量,同時配合噴油量及點火提前角
的控制,改變怠速工況燃料消耗所發出的功率,以穩定或改變怠速轉速。

  二.控制策略

  (1)啟動控制: 發動機啟動時,怠速控制系統控制怠速執行器使旁通進氣量最大,
以利于啟動;啟動之后,再根據冷卻水溫度來確定旁通進氣量的大小。

  (2)暖機控制: 暖機階段, 怠速控制系統根據冷卻水溫度的變化不斷調整旁通進
氣量的大小,使發動機在溫度狀態變化的情況下保持穩定的轉速。

  (3)怠速反饋控制: 當暖機過程結束,或者ECU檢測到節氣門全關信號,且車速低
于2km/h,則怠速控制系統開始進行怠速反饋控制。

  (4)電器負載增多時的怠速控制: 當同時使用的電器增多時,怠速控制系統也要相
應增加旁通進氣量,提高發動機的怠速轉速。

  三.怠速執行器

  怠速執行器的功能就是改變怠速時的進氣量,改變的方式有:改變旁通進氣量的方式
和直接操縱節氣門的方式即節氣門直動式。 按照執行器驅動方式的不同,旁通進氣量調節
方式的怠速執行器又分為步進電機型、旋轉電磁閥型、占空比控制型真空開關閥和開關控
制型真空開關閥。

  四.EGR控制

  EGR ( Exhaust Gas Recirculation )即廢氣再循環, 其原理是使一部分廢氣流回進
氣側,用以抑制發動機內NOx的生成。

  五.EGR控制的類型

  EGR可以通過兩種途徑來實現:內部EGR和外部EGR。內部EGR是廢氣經由發動機內部流
回到新鮮混和氣中,通常利用氣門重疊來實現。外部EGR控制可以通過機械控制和電子控制
兩種方式實現。

  六.EGR控制的目標

  EGR控制的目標是根據不同工況的特點進行不同EGR率的精確控制,既達到抑制NOx生成
的目的,又不影響發動機的運轉性能。

  七.電子控制EGR系統

  電子控制EGR除了可實現EGR率的精確控制外,還可實現比機械式EGR量值更大的EGR率
控制。電子控制的EGR根據傳感器測得的發動機轉速、負荷、溫度狀態等工況信號,由ECU
計算出符合當時工況的最佳的EGR率,并控制EGR執行器進行相應的操作。更為精確的EGR控
制系統還對EGR率進行閉環控制,將實際的EGR率反饋給ECU,供ECU對輸出的控制信號進行
修正,以便實際的EGR率與控制目標更為逼近。

  八.電子控制EGR的控制策略

  1、基本EGR率的確定: 基本EGR率由發動機的轉速及負荷來確定,在低速、小負荷區
域,由于燃燒易變得不穩定,故EGR率較低;在高速、大負荷區域,為了獲得大的輸出功率
,也不宜進行大EGR率控制。

  2、冷卻水溫度修正控制: 由于發動機冷態時燃燒不穩定,因此冷卻水溫度越低,相
應的EGR率越小。

  3、停止EGR控制: 下列工況下,為避免燃燒不穩定,應停止EGR控制:發動機啟動時
; 怠速和減速時;發動機冷卻水溫低于35度;發動機冷卻水溫超過100度。
  
  4、蓄電池電壓修正
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