汽車發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù)的研究

劉陽(yáng)陽(yáng)

摘 要：在城市汽車保有量日益增加的今天，城市交通問(wèn)題也已經(jīng)成為社會(huì)面臨的主要問(wèn)題，汽車在日常運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常處于怠速狀態(tài)，不僅增加了汽車燃油的消耗量，還排放出更多的有害氣體，而怠速控制技術(shù)便是解決這一問(wèn)題的有效手段。該文以發(fā)動(dòng)機(jī)怠速與怠速控制技術(shù)為研究基點(diǎn)，分析對(duì)怠速控制技術(shù)進(jìn)行研究的必要性，論述怠速控制技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的影響，最后提出發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的系統(tǒng)控制。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī) 汽車 怠速控制 節(jié)能 減排

中圖分類號(hào)：U464 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）09（c）-0032-02

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車也日益成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄饕拇焦ぞ?，而發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的“心臟”，其性能的高低會(huì)對(duì)汽車的整體性能產(chǎn)生影響。在當(dāng)前的汽車設(shè)計(jì)中，為了生產(chǎn)出更加經(jīng)濟(jì)、舒適、環(huán)保的汽車，很多設(shè)計(jì)人員也都傾注了大量的心血，為了解決汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速形式狀態(tài)下能耗與廢氣的增加，怠速控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，在很大程度上對(duì)汽車尾氣的排放進(jìn)行了控制，并在此基礎(chǔ)上降低了汽車處于怠速狀態(tài)下的能耗。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速與怠速控制技術(shù)

1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速

一般情況下，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的工況主要有兩種，其一為穩(wěn)定工況，其二為過(guò)渡工況。所謂怠速，指的是發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況中的一種狀態(tài)，在怠速狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)保持在一定穩(wěn)定的低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載，傳統(tǒng)系統(tǒng)在怠速狀態(tài)下與發(fā)動(dòng)機(jī)之間是處于完全脫離狀態(tài)的，這樣能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)為空調(diào)、發(fā)電機(jī)等輔助裝置提供能量[1]。在汽車日常運(yùn)行的過(guò)程中，怠速狀態(tài)是發(fā)動(dòng)機(jī)的一種常態(tài)，但是，如果發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速較高，就會(huì)增加汽車的耗油量，如果發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速較低，就會(huì)使汽車尾氣中排放出來(lái)的有害物質(zhì)增加。所以，找到一種能夠?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)怠速進(jìn)行有效控制的方法，是當(dāng)前領(lǐng)域內(nèi)部面臨的重要課題。

1.2 怠速控制技術(shù)

怠速控制技術(shù)是當(dāng)前比較先進(jìn)的一種實(shí)踐技術(shù)，在汽車運(yùn)行過(guò)程中，該技術(shù)主要能夠?qū)ζ嚢l(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，這是控制怠速轉(zhuǎn)速的主要因素。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)如果處于怠速狀態(tài)下，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門就會(huì)完全關(guān)閉，換句話說(shuō)，在這種條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門無(wú)法對(duì)進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量進(jìn)行有效控制。而怠速控制的運(yùn)行關(guān)鍵是怠速執(zhí)行調(diào)節(jié)器，該裝置能夠有效的調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，但在調(diào)節(jié)過(guò)程中，該裝置需要配合噴油量與點(diǎn)火提前角等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗情況的控制，穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速狀態(tài)下的轉(zhuǎn)速。

一般情況下，汽車的車型會(huì)在很大程度上影響到怠速過(guò)程中對(duì)充氣量的控制策略。當(dāng)前的控制策略主要分為直動(dòng)式與旁通式兩種，前者能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)氣門位置的直接控制，后者主要是以旁通空氣到為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)空氣量的控制的。

2 研究怠速控制技術(shù)的必要性

由上文可知，汽車在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)排出尾氣，隨著汽車保有量的不斷增加，汽車尾氣也在一定程度上對(duì)大氣產(chǎn)生了污染，同時(shí)，汽車尾氣中含有一些化學(xué)物質(zhì)，如氮氧化物等，這些物質(zhì)會(huì)與大氣中的臭氧與硝基酸鹽產(chǎn)生反應(yīng)，其所生成的物質(zhì)還會(huì)危害人體健康。而發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車構(gòu)造系統(tǒng)中最重要的裝置之一，其中的控制部件能夠在很大程度上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)其他燃燒比率進(jìn)行控制，發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速狀態(tài)正是產(chǎn)生尾氣中有害物質(zhì)的主要原因。

大城市中的交通狀態(tài)比較復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)發(fā)生道路擁堵?tīng)顩r，在這種情況下，汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)處于怠速狀態(tài)下，這種狀態(tài)會(huì)耗費(fèi)大量燃油，所以，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速進(jìn)行有效控制，是非常有必要的，只有這樣，才能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。通常來(lái)講，發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)下的任務(wù)便是確保不熄火，而并非要對(duì)外做功，所以，在怠速狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)之所以會(huì)產(chǎn)生燃油消耗，主要是因?yàn)橐朔Σ亮?。但是，如果這個(gè)過(guò)程中的轉(zhuǎn)速過(guò)低，燃油在燃燒過(guò)程中不充分，就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣增加，從而對(duì)大氣產(chǎn)生污染。因此，對(duì)怠速控制技術(shù)進(jìn)行研究的意義有兩方面，其一，便是提升燃油消耗率，降低燃油投入成本；其二，便是控制汽車尾氣中有害物質(zhì)的排放，減少大氣污染?？偨Y(jié)起來(lái)，便是要控制汽車的排放平衡[2]。

3 怠速控制技術(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響

在汽車運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)想要實(shí)現(xiàn)輸出負(fù)荷，其轉(zhuǎn)速的控制需要通過(guò)駕駛員控制加速踏板的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，該操作可以調(diào)整節(jié)氣門的位置，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)氣量。但如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)下，汽車駕駛員就無(wú)法通過(guò)對(duì)加速踏板的控制來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，所以，在發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置怠速控制器，是非常有必要的，能夠幫助駕駛員在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)下時(shí)有效的對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行控制。

在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)裝置中設(shè)置怠速控制系統(tǒng)的作用主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：其一，運(yùn)用怠速控制技術(shù)，可以保證汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在處于怠速狀態(tài)下的穩(wěn)定性，不僅能夠降低燃油消耗，還可以減少尾氣中有害物質(zhì)的排放；其二，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在處于怠速運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，雖然不會(huì)對(duì)外部設(shè)備做功，但仍然需要供應(yīng)一些輔助裝置，如動(dòng)力轉(zhuǎn)向設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等，這些設(shè)備的運(yùn)行會(huì)在一定程度上增加汽車怠速運(yùn)行負(fù)荷，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中熄火，而使用怠速控制技術(shù)，則能夠減少汽車拋錨情況的發(fā)生[3]。

在對(duì)怠速控制技術(shù)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于汽車型號(hào)多種多樣，因此，不同型號(hào)的汽車在應(yīng)用的效果與內(nèi)容方面，可能會(huì)存在一些差異，但原理是相同的。所以，怠速控制系統(tǒng)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，并根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，從根本上講，怠速控制技術(shù)實(shí)際上就是運(yùn)用一定的方法，對(duì)汽車怠速運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行有效控制。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速的系統(tǒng)控制

傳感器是汽車運(yùn)行過(guò)程中行駛速度的主要測(cè)定裝置，主要裝置在節(jié)氣門位置，用于提示怠速的開(kāi)始信號(hào)與關(guān)閉信號(hào)，其也是對(duì)怠速狀態(tài)進(jìn)行判定的主要依據(jù)。如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)，那么節(jié)氣門的狀態(tài)應(yīng)該是關(guān)閉的，這個(gè)時(shí)候，傳感器也同樣處在閉合狀態(tài)下。在怠速控制系統(tǒng)中，冷卻液的溫度是調(diào)整轉(zhuǎn)速的主要依據(jù)，在ECU中，會(huì)儲(chǔ)存在水溫不同的條件下，對(duì)怠速轉(zhuǎn)速最佳的調(diào)整模式，溫度越高，發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速便越低[4]。開(kāi)環(huán)與閉環(huán)是當(dāng)前對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速進(jìn)行有效控制的兩種主要方式，空氣流量與兩者都有很大關(guān)系，冷卻水溫與怠速轉(zhuǎn)速之間也存在一定關(guān)系。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)今城市中汽車的使用越來(lái)越普遍，發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的“心臟”，對(duì)其進(jìn)行有效控制是非常有必要的，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中運(yùn)用怠速控制技術(shù)，不僅能夠減少燃油消耗，還能夠降低尾氣中有害物質(zhì)的含量，達(dá)到節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)舒適的目的，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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