基于MAP汽油發(fā)動機富氧進氣控制方法的研究.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)成為阻礙社會可持續(xù)發(fā)展的兩大難題，汽車在給人類帶來文明進步的同時，也帶來了大量的資源消耗和嚴重的環(huán)境污染。富氧進氣能夠增加進氣中的O2等助燃氣體的體積分數(shù)，進而改善發(fā)動機的燃燒狀況，提高動力性，改善燃料經(jīng)濟性并降低HC和CO的排放，但同時會引發(fā)NOx排放過高的負面效應(yīng)。本文以風(fēng)冷四沖程單缸汽油發(fā)動機為研究對象，提出基于MAP的一種富氧進氣控制方法，根據(jù)發(fā)動機運行工況控制進氣中的氧體積

2、分數(shù)，保證發(fā)動機在目標富氧進氣組分條件下實現(xiàn)穩(wěn)定可控燃燒，從而達到節(jié)能減排的目的，主要進行了以下幾方面的研究工作:
　　第一，借鑒噴油控制、點火控制和EGR控制等方法，提出了基于MAP的汽油機富氧進氣控制方法;構(gòu)建了根據(jù)發(fā)動機運行工況匹配目標氧體積分數(shù)控制量的富氧進氣配氣試驗系統(tǒng)，搭建了富氧進氣控制發(fā)動機臺架試驗系統(tǒng);設(shè)計了汽油機富氧進氣測控系統(tǒng)，基于C語言開發(fā)了汽油機富氧進氣測控系統(tǒng)軟件。
　　第二，在模型法和圖表法的基礎(chǔ)

3、上，提出了汽油機富氧進氣MAP圖的測取方法，分析了進氣MAP圖的穩(wěn)態(tài)控制參數(shù)和動態(tài)控制參數(shù)對控制效果的影響;根據(jù)節(jié)氣門開度變化率等動態(tài)控制參數(shù)，對進氣氧體積分數(shù)控制量進行了修正，完成了穩(wěn)態(tài)進氣MAP圖的動態(tài)修正，實現(xiàn)了富氧進氣的動態(tài)MAP控制;根據(jù)試驗用汽油機的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定了MAP控制的富氧配氣比例。
　　第三，基于富氧進氣MAP控制的不同目標，根據(jù)PWM原理控制氧氣流量電磁閥的通斷周期及占空比，匹配了各個工況點的目標氧體積分數(shù)

4、控制量;生成了動力型、經(jīng)濟型、和排放型進氣初始MAP圖，同時繪制了轉(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，對各種類型的進氣初始MAP圖進行了插值優(yōu)化計算，得到全工況范圍內(nèi)的基本進氣氧體積分數(shù)控制量;生成了動力型、經(jīng)濟型和排放型進氣插值MAP圖。
　　第四，提出了基于不同類型MAP圖的富氧進氣控制策略和富氧進氣組合型控制策略，生成了組合型進氣初始MAP圖和組合型進氣插值MAP圖。基于組合型控制策

5、略，在富氧進氣控制條件下進行了汽油機萬有特性試驗，并與發(fā)動機常態(tài)進氣條件進行了對比分析。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％。試驗過程中富氧進氣測控系統(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)時間不超過6s，平均響應(yīng)時間不超過5s。
　　第五，根據(jù)富氧進氣MAP控