内燃机试验学5解读.ppt

采用电子控制后，影响发动机性能的主要参数(提前角、空燃比/喷油量、EGR率、怠速调节器)都是利用MAP图来调节，也就是从传感器到执行器之间预先设定的响应来决定。 一、基本概念 1) 匹配：为具有确定用途车型的发动机配用合适电控系统。 2) 标定：根据整车的性能要求，调整、优化和确定电控软件的运行参数、控制参数和各控制数学模型的整个过程。包括台架、整车转鼓、三高(高温、高寒和高原)和道路验证实验。 3) 标定工况节点：指为进行电控标定而确定的工况点，是离散点。 4) 三维图及其优化：指由发动机转速和功率控制量及喷油量/提前角等形成的三维控制图。它的优化是指所有需标定的工况节点，在稳态条件下，根据发动机对各种性能指标的综合要求来优化，确定电控系统三维控制参数的过程。 二、基本内容 1) 发动机与电控系统的硬件匹配 2) 电控系统控制参数标定 3) 试验标定系统 三、MAP图工况节点的确定 工况节点是发动机在台架标定试验中所用到的工况点，所有工况点形成一个转速-负荷的二维工况平面。行车时节点之间的数据通过插值法获得。 选择原则：性能变化大、使用频率高和有特殊要求的工况，节点密度大。 四、标定的基本步骤 电控发动机MAP图的标定包括：法规工况的标定和非法规工况的标定。法规工况标定要在满足排放法规的前提下，使发动机性能达到最优，非法规工况标定更关注发动机的动力性和经济性。 五、MAP图控制参数的优化方法 局部优化和全局优化。优化时，首先要确定优化目标和约束条件，这与汽车对发动机性能的要求密切相关。 1) 局部优化 独立地对各工况点的控制参数进行优化，不必考虑工况点间的相互影响。目标函数与约束条件的变化只与控制参数有关。以高压共轨柴油机为例，要寻找某一工况下的最低燃油消耗率，这与喷油提前角、油轨压力有关。另外，设置排气烟度、排温限制、最大缸压限制等约束条件。 优化目标函数：minbe(n,q,PCR, Ψis ) 优化约束条件：TexTexlim PmaxPlim NOxNOxlim SmokeSmokelim 2.全局优化 将一系列工况点综合起来进行控制参数的优化。例如共轨柴油机的燃油消耗率，控制参数的全局优化，有： 优化目标函数： 优化约束条件： 标定方法：基于试验的电控系统标定法和基于模型的电控系统标定法。 主要有两个步骤：首先在试验台架上进行所有MAP图及各种修正曲线、经验公式的标定与确定；然后，进行整车道路试验或转鼓试验进一步进行MAP图的优化。 一、喷油特性MAP图的制取 ECU对空燃比的控制通过对喷油量的控制来完成。根据空气流量和相关参数，通过喷油脉宽公式计算喷油量值。 一般来标定各个工况节点的基本喷油脉宽MAP图，然后通过试验作出各种参数的修正MAP图，再进行实时反馈确定最终目标值。 二、点火特性MAP图的制取 主要制取各种转速与负荷下的稳定工况下的点火调整特性，向发动机提供一个基本的点火提前角。 点火提前角=基本点火提前角+爆震区修正+怠速稳定修正+温度修正+电压修正+其他修正 基本标定过程为： 1) 台架试验上忽略怠速稳定修正和爆震区修正，按优化目标确定基本点火提前角MAP图，确定基本点火提前角； 2) 进行爆震区试验，确定爆震区边界，并进行针对水温、气温、大气压力等参数稳态修正试验，确定修正曲线； 3) 进行点火提前角对排放和怠速稳定性影响的试验，保证怠速稳定，确定怠速修正曲线。 标定不同工况的点火定时，其优化准则可适当的侧重。 一、电控柴油控制方式 电控柴油机有三种控制方式：脉宽控制法；油量控制法和扭矩控制法。 脉宽控制法根据油门位置和转速，求出喷射脉宽和喷射定时。只适用于同类型的喷射部件，通用性差，对产品的一致性要求高。 油量控制法根据油门位置直接确定油量MAP图。方法简单明确，缺点是将发动机和整车作为整体一起分析，柔性差，不能适应车型的变化。 扭矩控制法是通过油门到扭矩，在通过扭矩油量转换图转换为油量，最后通过油量、转速和轨压确定定时、脉宽和PCV占空比。此法可方便修改各种参数，适用性好。 二、基于脉宽的标定方法 1) 稳态油量MAP图的标定 稳态油量由转速、油门和喷油脉宽的三维MAP图表示。 1.根据外特性的动力性、经济性要求，初步确定发动机的外特性曲线，进而估计出各转速下的最大循环喷油量，再由油泵测试得出油量与脉宽的换算关系，确定外特性的脉宽值。再确定各油门位置的等油门线。 2