TRC系統(tǒng)推遲點(diǎn)火對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響分析

河南交通技師學(xué)院 河南 駐馬店 463000

TRC（TRAC/TCS/ASR）系統(tǒng)：牽引力控制系統(tǒng)/驅(qū)動(dòng)防滑系統(tǒng)/加速防滑系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)作用于驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力矩和制動(dòng)力矩，在驅(qū)動(dòng)過程中防止驅(qū)動(dòng)車輪空轉(zhuǎn)，增加行駛的穩(wěn)定性，控制的是驅(qū)動(dòng)車輪。

1 TRC控制車輪滑轉(zhuǎn)的措施

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩控制：是在汽車車輪滑轉(zhuǎn)的時(shí)候，通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的輸出來調(diào)節(jié)汽車驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)防滑的方法。保證發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與地面的附著力相匹配，減少輪胎磨損，改善燃油經(jīng)濟(jì)性，還能使汽車具有良好的駕馭性和乘坐舒適性。①減少噴油量：控制燃油的噴射量來控制發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的方法。②減少進(jìn)氣量：通過減小節(jié)氣門的開度，減少進(jìn)氣量，縮短噴油時(shí)間或中斷噴油器的噴油來迅速減小發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的輸出，快速的防止車輪滑轉(zhuǎn)。③推遲點(diǎn)火提前角：通過推遲發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒放慢來達(dá)到減少發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩輸出的目的。

（2）制動(dòng)控制：對(duì)打滑的驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行加油制動(dòng)。

（3）變速箱的控制：變速箱自動(dòng)換高檔從而達(dá)到輸出扭矩變小的目的。

在上述發(fā)動(dòng)機(jī)控制中，其中第三個(gè)控制措施是推遲點(diǎn)火的控制。點(diǎn)火動(dòng)作是做功沖程的一部分，要想使發(fā)動(dòng)機(jī)有最佳的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、和最佳的排放，不但要有最佳的進(jìn)氣量和噴油量，更應(yīng)該要有最佳的點(diǎn)火時(shí)間。

最佳的點(diǎn)火時(shí)間應(yīng)該和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)氣歧管的絕對(duì)壓力以及汽油的辛烷值等，都有著非常密切的關(guān)系。

理論上燃燒速度越快，最高壓力越接近上止點(diǎn)，則膨脹壓力越大，作功越大。但若壓力升高率過大，最高壓力峰值也會(huì)提高，發(fā)動(dòng)機(jī)零件會(huì)承受較大的沖擊載荷并伴隨產(chǎn)生噪聲，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴[1]。

2 TRC推遲點(diǎn)火對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

2.1 可能引起發(fā)動(dòng)機(jī)工作的爆震

點(diǎn)火開始時(shí)刻也是初始點(diǎn)火提前角，其大小隨發(fā)動(dòng)機(jī)而異。如果控制不好，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生爆震和過熱現(xiàn)象。

爆震是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中有害的一種故障現(xiàn)象。爆震不但與汽油的辛烷值有關(guān)，還與點(diǎn)火時(shí)刻有密切關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)工作如果產(chǎn)生爆震，火花塞電極或者是活塞就可能產(chǎn)生過熱、熔損等現(xiàn)象，造成嚴(yán)重故障，因此必須防止由于點(diǎn)火時(shí)刻產(chǎn)生的爆震現(xiàn)象。

傳統(tǒng)的點(diǎn)火系統(tǒng)和無爆震控制的點(diǎn)火系統(tǒng)中，為防止爆震的發(fā)生，其點(diǎn)火時(shí)刻的設(shè)定往往遠(yuǎn)離爆震，這樣就會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率，增加燃油消耗。而具有爆震控制的點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火時(shí)刻到爆震邊緣只留一個(gè)較小的余量，就在爆震界面上工作，這樣即控制了爆震的發(fā)生，又能更有效地得到發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。

2.2 點(diǎn)火時(shí)刻的控制方法

利用爆震傳感器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的缸體上的壓電晶體的壓電效應(yīng)，把缸體的振動(dòng)通過傳感器的電信號(hào)輸入ECU，ECU判定有無爆震及爆震的強(qiáng)度，進(jìn)而推遲點(diǎn)火時(shí)間。點(diǎn)火控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制方式，爆震強(qiáng)，推遲點(diǎn)火角度大；爆震弱，推遲點(diǎn)火角度小，直到爆震消失。當(dāng)爆震消失后，在一段時(shí)間內(nèi)ECU會(huì)維持當(dāng)前的點(diǎn)火時(shí)刻。如果沒有爆震發(fā)生，則逐步增加點(diǎn)火提前角一直到爆震發(fā)生，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)再次出現(xiàn)爆震時(shí)ECU又使點(diǎn)火提前角再次推遲，調(diào)整過程如此反復(fù)進(jìn)行。

點(diǎn)火過早，不僅使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率降低，還有可能引起爆燃和運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)現(xiàn)象，還會(huì)造成運(yùn)動(dòng)部件損壞。點(diǎn)火過遲，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降。點(diǎn)火過遲，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降。

一般來說，混合氣在氣缸內(nèi)燃燒時(shí)，其最高燃燒壓力，也是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率，出現(xiàn)在曲軸轉(zhuǎn)角的上止點(diǎn)后10度左右。

2.3 汽油辛烷值對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻的影響

發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震與汽油品質(zhì)有密切關(guān)系，常用辛烷值來表示汽油的抗爆性能。汽油的辛烷值越高，抗爆性越好，點(diǎn)火提前角可以加大；反之，汽油的辛烷值越低，抗爆性越差，點(diǎn)火提前角應(yīng)減少。

點(diǎn)火過早，會(huì)造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，磨損加劇，這是應(yīng)該防止的。點(diǎn)火過遲，氣體做功效率低，排氣聲大。不論點(diǎn)火過早或過遲，都會(huì)影響轉(zhuǎn)速的提升。最佳點(diǎn)火角受很多因素影響，如果要發(fā)動(dòng)機(jī)工作在理想狀態(tài)下，就必須考慮氣缸溫度和壓力。越高的溫度和壓力，燃燒也就越快，點(diǎn)火提前角要越小。影響缸溫缸壓的因素有發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比、氣溫、缸溫、負(fù)荷。汽油辛烷值，越高抗爆震能力越強(qiáng)，但需要大的點(diǎn)火提前角。混合氣的空燃比，過濃過稀燃燒速度皆慢，需調(diào)整點(diǎn)火提前角[2]。

2.4 TRC推遲點(diǎn)火可能會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)各主要部件比如活塞、連桿、缸筒、氣門、氣門座圈、氣門導(dǎo)管等的溫度過高，會(huì)使這些零件材料的力學(xué)性能顯著降低，以致發(fā)生變形和損壞。

（2）發(fā)動(dòng)機(jī)各零部件間的正常間隙將因零件過熱膨脹而被破壞，正常工作的環(huán)境被破壞從而使零件不能正常工作。

（3）發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高還會(huì)使機(jī)油黏度變稀甚至氧化變質(zhì)，破壞潤滑油膜，降低潤滑作用，從而加劇零件的磨損。

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高還會(huì)使氣缸的充氣量減少，充氣效率降低，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。

點(diǎn)火時(shí)刻的影響有很多因素，穩(wěn)定的、高速的、精確的、控制最佳點(diǎn)火提前角是一件多部件參與的事情。

問題的關(guān)鍵在于“從點(diǎn)火到氣缸混合氣燃燒膨點(diǎn)火開始時(shí)膨脹需要的時(shí)間”，實(shí)際上上述因素通過影響“從點(diǎn)火到氣缸混合氣燃燒膨脹時(shí)間”從而影響點(diǎn)后時(shí)刻。

還有一些因素會(huì)影響點(diǎn)火時(shí)刻，比如轉(zhuǎn)速，理論上轉(zhuǎn)速越快需要提前角越大；負(fù)荷，負(fù)荷越大同樣轉(zhuǎn)速下節(jié)氣門開度越大但是混合氣需要壓縮到一定的程度；溫度高混合氣燃燒速度快，需要較低提前角；汽油標(biāo)號(hào)（辛烷值），低標(biāo)號(hào)汽油燃燒速度比高標(biāo)號(hào)的快；壓縮比。壓縮比越高汽油分子在空間的密度也增大；在TRC系統(tǒng)中推遲點(diǎn)火時(shí)間，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中混合氣被點(diǎn)燃的晚而燃燒變慢，能達(dá)到降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率以及降低發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的目的，但也會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度短時(shí)間升高，也會(huì)損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件。