缸内直喷发动机起动时的运行状况分析



缸内直喷发动机起动时的运行状况分析

由于可以减少排放和节省燃料，起停系统在内燃机上的应用越来越广泛。因此，内燃机将经历更多的起动工况，相应地研究该工况下的性能也变得更加重要。当发动机起动时，油耗量增加，发动机经历瞬态响应，电控单元的闭环控制策略极大地影响发动机的性能。

为了模拟和优化发动机的起动，应用了软件在环仿真。前期试验收集了2.0L涡轮增压缸内直喷发动机起动时的各项数据，应用这些数据对发动机模型进行标定。试验包括：电控单元打开，加速踏板设为0；起动电机带动发动机旋转，当转速达到500r/min时电机和发动机脱离，发动机空转，18s后关闭电控单元，发动机停止转动；起动工况重复100次。

将发动机起动的前15s分为起动、点火、过渡、安定、点火时间迟滞、升温、节油、稳定8个阶段，并对每个阶段都进行了研究。研究发现，节气门开度和点火时间密切相关，其它的发动机参数相对稳定。在Simulink环境下搭建了控制节气门开度和点火时间的仿真模型。测试和仿真的结果很吻合。研究发现，发动机转速的准确性对控制模型很重要，而且在保证软件在环仿真准确性的前提下，开发发动机的摩擦和燃烧模型也十分必要。

Huayin Tang.SAE 2014-01-1374.

编译：白洪涛