博士論文預(yù)答辯油氣懸架減振特性及其魯棒控制研究課件

1第五章汽油機(jī)電控系統(tǒng)執(zhí)行器

電控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)有賴于執(zhí)行器，ECU根據(jù)傳感器的控制信息指定相應(yīng)的控制命令，并通過ECU輸出級進(jìn)行功率放大后，作為電信號輸入執(zhí)行器，執(zhí)行器則將這些電信號轉(zhuǎn)換成某種機(jī)械運動。本章的重點在于了解噴油器及其功能，以及增壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和原理。1第五章汽油機(jī)電控系統(tǒng)執(zhí)行器電控系統(tǒng)功2電控燃油系結(jié)構(gòu)汽油由汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)過汽油過濾器，除去雜質(zhì)及水分后，再送至汽油脈動減振器。這樣具有一定壓力的汽油流至供油總管，再經(jīng)各供油歧管送至各缸噴油器。

2電控燃油系結(jié)構(gòu)汽油由汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)過汽油過濾器，除3噴油器

主要討論進(jìn)氣道多點噴射的噴油器(MFI)噴油器結(jié)構(gòu)3噴油器主要討論進(jìn)氣道多點噴射的噴油器(MFI)4噴油器性能及類型動態(tài)流量范圍大，抗堵塞和抗污染能力強(qiáng)，霧化性能好；軸針式、孔式和片閥式；4噴油器性能及類型動態(tài)流量范圍大，抗堵塞和抗污染能力強(qiáng)，霧化5噴油器控制

發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)有關(guān)信號，經(jīng)運算判斷后輸出控制信號，控制大功率三極管導(dǎo)通與截止。當(dāng)導(dǎo)通時，即接通噴油器電磁線圈電路，產(chǎn)生電磁吸力。當(dāng)電磁力超過針閥彈簧力和油壓力的合力時，磁心被吸動，針閥隨之離開閥座，即閥門打開，噴油器開始噴油。當(dāng)大功率三極管截止時，則噴油器電磁線圈電路被切斷，電磁力消失，當(dāng)針閥彈簧力超過衰減的電磁力時，彈簧力又使針閥返回到閥座上，使閥門關(guān)閉，噴油器停止噴油。5噴油器控制發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)有關(guān)信6噴油器特性針閥受力和運動分析針閥受力運動分析影響針閥提升和落座的因素最小噴油脈寬限制

T>t1+t2噴射特性通電后，噴射的燃油流量隨脈寬的變化規(guī)律；對發(fā)動機(jī)控制而言，要了解累計噴油量隨脈寬變化情況；6噴油器特性針閥受力和運動分析7噴油器的標(biāo)定目的是檢驗所選配的噴油器是否滿足所要求的流量及精度；動態(tài)標(biāo)定：采用脈寬為2.5ms，周期為10ms的脈沖信號運行噴油器，測量流量；影響其的因素較多；靜態(tài)標(biāo)定：噴油器的最大通流能力；采用脈寬為100％的信號，是針閥處于最大升程時，測量其流量。7噴油器的標(biāo)定目的是檢驗所選配的噴油器是否滿足所要求的流量及8電壓校正與噴油補(bǔ)償噴油器的動態(tài)流量隨驅(qū)動噴油器的電壓而發(fā)生變化；汽車上電壓并不恒定，為了補(bǔ)償由于電壓變動對噴油量的影響，需要用補(bǔ)償噴油脈寬的辦法對噴油量進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p；8電壓校正與噴油補(bǔ)償噴油器的動態(tài)流量隨驅(qū)動噴油器的電壓而發(fā)生9SFI噴油時刻與最大噴油脈寬噴油時刻：進(jìn)氣閥開啟之前進(jìn)行噴油可以幫助燃油汽化(混合氣被吸入時流經(jīng)閥口時可以進(jìn)一步汽化)并得到好的排放和動力性能；噴油始點：進(jìn)氣閥開啟之前，且據(jù)噴油期的長短而定；噴油終點：固定在進(jìn)氣閥開啟前某一時刻。從幫助汽化和影響噴霧的角度理解噴油時刻；最大噴油時刻：720－進(jìn)氣持續(xù)角；噴油器的安裝位置；9SFI噴油時刻與最大噴油脈寬噴油時刻：進(jìn)氣閥開啟之前進(jìn)行噴10燃油壓力調(diào)節(jié)器目的：控制噴油脈寬來控制噴油量；限制條件：噴油量除了與噴油脈寬成正比外，還與噴孔前后壓差有關(guān)，噴孔前壓力為進(jìn)氣道壓力受工況影響，而噴孔后壓力為油軌壓力，隨油泵供油量和各缸噴油量而變化；作用：保持噴孔壓差為定值；方法：調(diào)節(jié)燃油回油量多少的辦法，使得油軌壓力隨進(jìn)氣管壓力而變化；10燃油壓力調(diào)節(jié)器目的：控制噴油脈寬來控制噴油量；11燃油壓力調(diào)節(jié)器11燃油壓力調(diào)節(jié)器12燃油泵的性能要求分類：容積泵(齒輪、葉片、滾柱)和動力泵(離心、軸流、渦輪)性能要求：最小流量：等于發(fā)動機(jī)所需最大噴油量與燃油壓力調(diào)節(jié)器所需要的最小溢流量之和；最小流量時提供的最小壓力：該時刻壓力調(diào)節(jié)器的最大壓力與油道沿程和局部壓力損失之和；最大流量等于壓力調(diào)節(jié)器的最大泄油量；流量限制：不能太大，以免引起油箱內(nèi)蒸汽過多，并使燃油蒸汽凈化裝置負(fù)擔(dān)過重；避免過小的燃油流量，以防止壓力脈動的產(chǎn)生；12燃油泵的性能要求分類：容積泵(齒輪、葉片、滾柱)和動力泵13增壓控制技術(shù)增壓技術(shù)在中高級轎車以及大功率和結(jié)構(gòu)緊湊型車輛上用的越來越多；優(yōu)點：減小排量但不犧牲動力性；可以顯著提高轎車的升功率和扭矩，縮小發(fā)動機(jī)排量，降低油耗和改善排放；目的：提高低速時的轉(zhuǎn)矩，限制高速時的機(jī)械及熱負(fù)荷，以降低油耗，即在預(yù)先標(biāo)定的功率下，減小發(fā)動機(jī)排量，可使發(fā)動機(jī)運行工況點從低負(fù)荷范圍向較高復(fù)合范圍轉(zhuǎn)移；13增壓控制技術(shù)增壓技術(shù)在中高級轎車以及大功率和結(jié)構(gòu)緊湊型車14增壓控制技術(shù)趨勢：當(dāng)今車壇，為了滿足動力性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性方面的需求，寧愿采取增壓技術(shù)也不采用增大排量的方法；分類：機(jī)械增壓；廢氣渦輪增壓；廢氣渦輪-機(jī)械復(fù)合增壓；ECU對渦輪增壓系統(tǒng)的控制主要是通過對渦輪旁通量的控制來控制增壓壓力；汽油機(jī)增壓的缺點：易于發(fā)生爆震；現(xiàn)如今常結(jié)合GDI和分層控制勻質(zhì)燃燒等技術(shù)使用；14增壓控制技術(shù)趨勢：當(dāng)今車壇，為了滿足動力性、經(jīng)濟(jì)性和靈活15增壓控制技術(shù)的優(yōu)點增壓器的質(zhì)量與尺寸都較小，總體質(zhì)量增加不大，而輸出功率可以得到大幅度的提高20-50%，整機(jī)的比質(zhì)量減小、升功率相應(yīng)增大。采用增壓技術(shù)可降低內(nèi)燃機(jī)單位功率的造價，提高材料的利用率。對于大型柴油機(jī)而言，經(jīng)濟(jì)效益更加突出。由于與非增壓內(nèi)燃機(jī)相比，排氣可以在渦輪中獲得進(jìn)一步的膨脹，因而增壓發(fā)動機(jī)的排氣噪聲有所降低。增壓后，有利于內(nèi)燃機(jī)在高原稀薄空氣條件下恢復(fù)功率，以達(dá)到或接近平原性能。增壓后，由于壓縮終點溫度與壓力提高，滯燃期縮短，壓力升高比有所降低，燃燒柔和，燃燒噪聲有所降低。各種排放水平呈現(xiàn)總體上的下降趨勢，其中，HC和CO由于空氣充足而充分氧化，排放降低。技術(shù)適用性廣，從低速到高速、二沖程到四沖程、大缸徑到小缸徑，都有應(yīng)用15增壓控制技術(shù)的優(yōu)點16增壓控制技術(shù)的缺點增壓后缸內(nèi)工作壓力以及溫度提高，機(jī)械負(fù)荷及熱負(fù)荷加大，內(nèi)燃機(jī)的可靠性受到嚴(yán)峻的考驗。由于在渦輪增壓器中，從排氣能量的傳遞到進(jìn)氣壓力的建立需要一定的時間，所以內(nèi)燃機(jī)的加速響應(yīng)性能較非增壓機(jī)型差。增壓發(fā)動機(jī)性能的進(jìn)一步優(yōu)化，受到增壓器及中冷器的限制，其中增壓器的問題集中在材料、耐熱性能、潤滑、效率等方面，而中冷器則要求體積小、效率高、質(zhì)量輕。16增壓控制技術(shù)的缺點17廢氣渦輪增壓系統(tǒng)示意圖17廢氣渦輪增壓系統(tǒng)示意圖18兩級廢氣渦輪增壓系統(tǒng)18兩級廢氣渦輪增壓系統(tǒng)19最新型廢氣渦輪－機(jī)械復(fù)合增壓19最新型廢氣渦輪－機(jī)械復(fù)合增壓20第五章汽油機(jī)電控系統(tǒng)執(zhí)行器

電控系統(tǒng)功能的實現(xiàn)有賴于執(zhí)行器，ECU根據(jù)傳感器的控制信息指定相應(yīng)的控制命令，并通過ECU輸出級進(jìn)行功率放大后，作為電信號輸入執(zhí)行器，執(zhí)行器則將這些電信號轉(zhuǎn)換成某種機(jī)械運動。本章的重點在于了解噴油器及其功能，以及增壓控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和原理。1第五章汽油機(jī)電控系統(tǒng)執(zhí)行器電控系統(tǒng)功21電控燃油系結(jié)構(gòu)汽油由汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)過汽油過濾器，除去雜質(zhì)及水分后，再送至汽油脈動減振器。這樣具有一定壓力的汽油流至供油總管，再經(jīng)各供油歧管送至各缸噴油器。

2電控燃油系結(jié)構(gòu)汽油由汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)過汽油過濾器，除22噴油器

主要討論進(jìn)氣道多點噴射的噴油器(MFI)噴油器結(jié)構(gòu)3噴油器主要討論進(jìn)氣道多點噴射的噴油器(MFI)23噴油器性能及類型動態(tài)流量范圍大，抗堵塞和抗污染能力強(qiáng)，霧化性能好；軸針式、孔式和片閥式；4噴油器性能及類型動態(tài)流量范圍大，抗堵塞和抗污染能力強(qiáng)，霧化24噴油器控制

發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)有關(guān)信號，經(jīng)運算判斷后輸出控制信號，控制大功率三極管導(dǎo)通與截止。當(dāng)導(dǎo)通時，即接通噴油器電磁線圈電路，產(chǎn)生電磁吸力。當(dāng)電磁力超過針閥彈簧力和油壓力的合力時，磁心被吸動，針閥隨之離開閥座，即閥門打開，噴油器開始噴油。當(dāng)大功率三極管截止時，則噴油器電磁線圈電路被切斷，電磁力消失，當(dāng)針閥彈簧力超過衰減的電磁力時，彈簧力又使針閥返回到閥座上，使閥門關(guān)閉，噴油器停止噴油。5噴油器控制發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)有關(guān)信25噴油器特性針閥受力和運動分析針閥受力運動分析影響針閥提升和落座的因素最小噴油脈寬限制

T>t1+t2噴射特性通電后，噴射的燃油流量隨脈寬的變化規(guī)律；對發(fā)動機(jī)控制而言，要了解累計噴油量隨脈寬變化情況；6噴油器特性針閥受力和運動分析26噴油器的標(biāo)定目的是檢驗所選配的噴油器是否滿足所要求的流量及精度；動態(tài)標(biāo)定：采用脈寬為2.5ms，周期為10ms的脈沖信號運行噴油器，測量流量；影響其的因素較多；靜態(tài)標(biāo)定：噴油器的最大通流能力；采用脈寬為100％的信號，是針閥處于最大升程時，測量其流量。7噴油器的標(biāo)定目的是檢驗所選配的噴油器是否滿足所要求的流量及27電壓校正與噴油補(bǔ)償噴油器的動態(tài)流量隨驅(qū)動噴油器的電壓而發(fā)生變化；汽車上電壓并不恒定，為了補(bǔ)償由于電壓變動對噴油量的影響，需要用補(bǔ)償噴油脈寬的辦法對噴油量進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p；8電壓校正與噴油補(bǔ)償噴油器的動態(tài)流量隨驅(qū)動噴油器的電壓而發(fā)生28SFI噴油時刻與最大噴油脈寬噴油時刻：進(jìn)氣閥開啟之前進(jìn)行噴油可以幫助燃油汽化(混合氣被吸入時流經(jīng)閥口時可以進(jìn)一步汽化)并得到好的排放和動力性能；噴油始點：進(jìn)氣閥開啟之前，且據(jù)噴油期的長短而定；噴油終點：固定在進(jìn)氣閥開啟前某一時刻。從幫助汽化和影響噴霧的角度理解噴油時刻；最大噴油時刻：720－進(jìn)氣持續(xù)角；噴油器的安裝位置；9SFI噴油時刻與最大噴油脈寬噴油時刻：進(jìn)氣閥開啟之前進(jìn)行噴29燃油壓力調(diào)節(jié)器目的：控制噴油脈寬來控制噴油量；限制條件：噴油量除了與噴油脈寬成正比外，還與噴孔前后壓差有關(guān)，噴孔前壓力為進(jìn)氣道壓力受工況影響，而噴孔后壓力為油軌壓力，隨油泵供油量和各缸噴油量而變化；作用：保持噴孔壓差為定值；方法：調(diào)節(jié)燃油回油量多少的辦法，使得油軌壓力隨進(jìn)氣管壓力而變化；10燃油壓力調(diào)節(jié)器目的：控制噴油脈寬來控制噴油量；30燃油壓力調(diào)節(jié)器11燃油壓力調(diào)節(jié)器31燃油泵的性能要求分類：容積泵(齒輪、葉片、滾柱)和動力泵(離心、軸流、渦輪)性能要求：最小流量：等于發(fā)動機(jī)所需最大噴油量與燃油壓力調(diào)節(jié)器所需要的最小溢流量之和；最小流量時提供的最小壓力：該時刻壓力調(diào)節(jié)器的最大壓力與油道沿程和局部壓力損失之和；最大流量等于壓力調(diào)節(jié)器的最大泄油量；流量限制：不能太大，以免引起油箱內(nèi)蒸汽過多，并使燃油蒸汽凈化裝置負(fù)擔(dān)過重；避免過小的燃油流量，以防止壓力脈動的產(chǎn)生；12燃油泵的性能要求分類：容積泵(齒輪、葉片、滾柱)和動力泵32增壓控制技術(shù)增壓技術(shù)在中高級轎車以及大功率和結(jié)構(gòu)緊湊型車輛上用的越來越多；優(yōu)點：減小排量但不犧牲動力性；可以顯著提高轎車的升功率和扭矩，縮小發(fā)動機(jī)排量，降低油耗和改善排放；目的：提高低速時的轉(zhuǎn)矩，限制高速時的機(jī)械及熱負(fù)荷，以降低油耗，即在預(yù)先標(biāo)定的功率下，減小發(fā)動機(jī)排量，可使發(fā)動機(jī)運行工況點從低負(fù)荷范圍向較高復(fù)合范圍轉(zhuǎn)移；13增壓控制技術(shù)增壓技術(shù)在中高級轎車以及大功率和結(jié)構(gòu)緊湊型車33增壓控制技術(shù)趨勢：當(dāng)今車壇，為了滿足動力性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性方面的需求，寧愿采取增壓技術(shù)也不采用增大排量的方法；分類：機(jī)械增壓；廢氣渦輪增壓；廢氣渦輪-機(jī)械復(fù)合增壓；ECU對渦輪增壓系統(tǒng)的控制主要是通過對渦輪旁通量的控制來控制增壓壓力；汽油機(jī)增壓的缺點：易于發(fā)生爆震；現(xiàn)如今常結(jié)合GDI和分層控制勻質(zhì)燃燒等技術(shù)使用；14增壓控制技術(shù)趨勢：當(dāng)今車壇，為了滿足動力性、經(jīng)濟(jì)性和靈活34增壓控制技術(shù)的優(yōu)點增壓器的質(zhì)量與尺寸都較小，總體質(zhì)量增加不大，而輸出功率可以得到大幅度的提高20-50%，整機(jī)的比質(zhì)量減小、升功率相應(yīng)增大。采用增壓技術(shù)可降低內(nèi)燃機(jī)單位功率的造價，提高材料的利用率。對于大型柴油機(jī)而言，經(jīng)濟(jì)效益更加突出。由于與非增壓內(nèi)燃機(jī)相比，排氣可以在渦輪中獲得進(jìn)一步的膨脹，因而增壓發(fā)動機(jī)的排氣噪聲有所降低。增壓后，有利于內(nèi)燃機(jī)在高原稀薄空氣條件下恢復(fù)功率，以達(dá)到或接近平原性能。增壓后，由于壓縮終點溫度與壓力提高，滯燃期縮短，壓力升高比有所降低，燃燒柔和，燃燒噪聲有所降低。各種排放水平呈現(xiàn)總體上的下降趨勢，其中，HC和CO由于空氣充足而充分氧化，排放降低。技術(shù)適用性廣，從低速到高速、二沖程到四沖程、大缸徑到小缸徑，都有應(yīng)用15增壓控制技術(shù)的優(yōu)點35增壓控制