基于MAP汽油發(fā)動(dòng)機(jī)富氧進(jìn)氣控制方法的研究.pdf

1、能源和環(huán)境是人類賴以生存的根本，能源短缺與環(huán)境污染已經(jīng)成為阻礙社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的兩大難題，汽車在給人類帶來文明進(jìn)步的同時(shí)，也帶來了大量的資源消耗和嚴(yán)重的環(huán)境污染。富氧進(jìn)氣能夠增加進(jìn)氣中的O2等助燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)，進(jìn)而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況，提高動(dòng)力性，改善燃料經(jīng)濟(jì)性并降低HC和CO的排放，但同時(shí)會(huì)引發(fā)NOx排放過高的負(fù)面效應(yīng)。本文以風(fēng)冷四沖程單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，提出基于MAP的一種富氧進(jìn)氣控制方法，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況控制進(jìn)氣中的氧體積

2、分?jǐn)?shù)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在目標(biāo)富氧進(jìn)氣組分條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可控燃燒，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的，主要進(jìn)行了以下幾方面的研究工作:
　　第一，借鑒噴油控制、點(diǎn)火控制和EGR控制等方法，提出了基于MAP的汽油機(jī)富氧進(jìn)氣控制方法;構(gòu)建了根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況匹配目標(biāo)氧體積分?jǐn)?shù)控制量的富氧進(jìn)氣配氣試驗(yàn)系統(tǒng)，搭建了富氧進(jìn)氣控制發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)系統(tǒng);設(shè)計(jì)了汽油機(jī)富氧進(jìn)氣測控系統(tǒng)，基于C語言開發(fā)了汽油機(jī)富氧進(jìn)氣測控系統(tǒng)軟件。
　　第二，在模型法和圖表法的基礎(chǔ)

3、上，提出了汽油機(jī)富氧進(jìn)氣MAP圖的測取方法，分析了進(jìn)氣MAP圖的穩(wěn)態(tài)控制參數(shù)和動(dòng)態(tài)控制參數(shù)對(duì)控制效果的影響;根據(jù)節(jié)氣門開度變化率等動(dòng)態(tài)控制參數(shù)，對(duì)進(jìn)氣氧體積分?jǐn)?shù)控制量進(jìn)行了修正，完成了穩(wěn)態(tài)進(jìn)氣MAP圖的動(dòng)態(tài)修正，實(shí)現(xiàn)了富氧進(jìn)氣的動(dòng)態(tài)MAP控制;根據(jù)試驗(yàn)用汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定了MAP控制的富氧配氣比例。
　　第三，基于富氧進(jìn)氣MAP控制的不同目標(biāo)，根據(jù)PWM原理控制氧氣流量電磁閥的通斷周期及占空比，匹配了各個(gè)工況點(diǎn)的目標(biāo)氧體積分?jǐn)?shù)

4、控制量;生成了動(dòng)力型、經(jīng)濟(jì)型、和排放型進(jìn)氣初始MAP圖，同時(shí)繪制了轉(zhuǎn)矩、油耗率、HC排放、CO排放和NOx排放的萬有特性曲線;利用雙三次插值法，對(duì)各種類型的進(jìn)氣初始MAP圖進(jìn)行了插值優(yōu)化計(jì)算，得到全工況范圍內(nèi)的基本進(jìn)氣氧體積分?jǐn)?shù)控制量;生成了動(dòng)力型、經(jīng)濟(jì)型和排放型進(jìn)氣插值MAP圖。
　　第四，提出了基于不同類型MAP圖的富氧進(jìn)氣控制策略和富氧進(jìn)氣組合型控制策略，生成了組合型進(jìn)氣初始MAP圖和組合型進(jìn)氣插值MAP圖?；诮M合型控制策

5、略，在富氧進(jìn)氣控制條件下進(jìn)行了汽油機(jī)萬有特性試驗(yàn)，并與發(fā)動(dòng)機(jī)常態(tài)進(jìn)氣條件進(jìn)行了對(duì)比分析。分析結(jié)果表明，最大轉(zhuǎn)矩增大了15.85％、最低油耗率降低了17.05％、最低HC排放量下降了11.65％、最低CO排放量減小了13.89％、最低NOx排放量增大了7.55％。試驗(yàn)過程中富氧進(jìn)氣測控系統(tǒng)穩(wěn)定工作，最大控制誤差不超過±1.5％，平均誤差不超過±0.5％;最大響應(yīng)時(shí)間不超過6s，平均響應(yīng)時(shí)間不超過5s。
　　第五，根據(jù)富氧進(jìn)氣MAP控