汽车发动机怠速控制技术初探

李振世

摘 要：本文主要从发动机的怠速入手，实现对怠速控制技术以及意义的阐述，同时在此基础上实现对发动机低俗模型构建的分析。这不仅对我国汽车行业的安全稳定发展有积极意义，同时对社会以及经济发展有积极意义。最终实现提升人民生活质量以及生活水平的目标。

关键词：发动机；怠速；控制

一、发动机怠速

发动机在实际工作时我们可将其分为两种工况，分别为稳定工况以及过渡工况，在实际对这两种工况进行区分时我们可将发动机工作状况的变化作为主要依据，在稳定状态下发动机的节气门基本可以保持不变的状态，其转速以及负荷也不会发生较大的变化。发动机运行参数基本保持不变的工况就是指过渡工况，这种工况在工作时其变化参数主要为以下几点，分别为加速工况、减速工况以及冷启动工况等。

在稳定工作状态中发动机不做功，其转速也基本维持在最低转速就是指怠速，这种状态下发动机以及传动系统基本上呈现出一种完全脱离的状态，这不仅可实现对发动机荷载的有效减少，同时可在一定程度上促使发动机维持在最低转速上运行。发动机的辅助装置运动也可在这一过程中实现有效的提供，其中主要包括发电机是以及空调等，怠速状况主要是针对发动机工作状况来说。

发动机在实际工作时会受到各种客观因素的影响，进入气缸的气流量以及气缸中混合气体点火的瞬间都是其重要组成部分，进入气缸的气流量会对燃烧室内的燃烧速度与压力造成直接影响，最终导致发动机的动力以燃料经济性不能得到保障，大气污染也是在此种情况下发生。发动机气缸内的燃烧过程会受到发动机点火时刻的直接影响，在此基础上发动机的性能也会受到左右。

二、研究怠速控制的意义

现代社会经济在不断发展，社会也在飞速的进步，在此种趋势与背景之下人们的生活质量以及生活水平都得到不同程度上的提高。汽车逐渐成为出门必须的交通工具之一，在大街上汽车也作为一种主要交通工具存在其中，已经逐渐实现对自行车的取代，人们对汽车的依赖性也呈现出越来越强的趋势，这对汽车产业来说既是机遇又是挑战。汽车设计师以及相关领域的逐渐提高对汽车研发与设计的重视程度，利用科学的手段以及技术实现对消费者需求的有效满足。多样化是现代企汽车发展的趋势与方向，汽车尾气不仅会对大气造成严重污染，还会对人体健康造成威胁。

目前世界各国都在控制汽车尾气的排放，有很多国家开始研究电动汽车，并且取得了很大的成就。在我国也顺应世界的潮流，开始推广节能减排，控制汽车的尾气排放，不断研发新能源汽车，在我国尾气排放主要有两个特点：一是单车的排放量很大，而且排放气体中的污染物含量非常高，在中国现在产的汽车排放量相当于美国1992年产的汽车的排放量，污染的密度也是美国生产汽车的3-4倍，最近几年我国的机动车辆的增长速度惊人，平均每年以20%的速度增长，这也给我国的空气造成了巨大的污染，并且这种污染一直在持续增长，这所有的问题都归咎于落后的发动机，在发动机工作时，其中最为主要的部件就是发动机的控制部件，其不断地控制发动机的内部气体的燃烧比率，特别是在发动机怠速工作时，更是造成空气污染的原因。

由于发动机在怠速运行时性质比较特殊，即发动机只是维持其本身的工作，不会对外部的设备做功，只是通过其一些辅助装置工作，因此在这种情况下，发动机的转速会下降，这样就会控制油的消耗量，根据一些实验表明，发动机的转速在每降低100转就能够使得每加仑的汽油多走1里路，如果发动机的转速很低，而且燃油也比较少的情况下还会出现另一个问题，那就是小的扭矩会导致发动机熄火，产生这种状况的原因就是发动机转速下降扭矩会干扰发动机的转速，这样就会使发动机的转速产生很大的偏移，导致发动机停车。

由于汽车的运行状况非常的复杂而且变化也比较频繁，特别是在一些大城市，交通比较拥堵，当车停下来时就会过渡到怠速的状态，怠速状态产生大量的燃油消耗，因此要对发动机的怠速进行控制才能不断提高发动机的工作效率，由于发动机在怠速时的主要任务就是保持发动机不熄火，而不是对外进行做功，这个过程中怠速所消耗的燃油基本上都是在克服摩擦力，但是如果怠速的转速低时就会增加废气的排放，这样必然会使得燃油的燃烧不充分，使得大气中的污染物不断地增加，控制这种现象的发生也是研究怠速的一个重要的意义，也就是平时说的排放平衡。根据以上所述对怠速进行有效的控制，能够提高汽车的燃油经济性，提高汽车的乘坐舒适性减少汽车尾气对大气的污染。

三、汽车发送机怠速模型建立

1.怠速控制系统组成

汽车行驶过程中的实时速度是由传感器测定的，节气门位置传感器的主要作用就是提供怠速开闭信号，这两个信号共同来判定汽车当前是否处于怠速状态。发动机处于怠速状态时，节气门是关闭的，此时的节气门位置传感器怠速触点也保持在闭合状态。汽车怠速转速的调整是通过冷却液温度信号来控制的，汽车ECU内部存储有不同水温时所对应的最佳怠速转速，由此ECU就可以根据发动机的实时温度信号来控制怠速转速。发动机温度越高，怠速转速就越低。

2.怠速控制方式

目前发送机怠速控制方式主要有两种，开环控制和闭环控制。这两种控制方式均与怠速空气流量有着一定的联系：

怠速空气流量=闭环空气流量+开环空气流量基本目标怠速转速与冷却水温两者之间存在着函数关系，当冷却水的温度降低时，发动机基本目标怠速转速将会升高，这主要是因为在冷态时，发动机需要依靠较高的怠速转速来抵消运动时所产生的较大摩擦力。当发动机温度达到正常后，目标转速就会保持在一个定值，不再变化。汽车发动机起动转速补偿是在发动机起动之后，通过一段时间的暖机，保证在低水温的前提下依然能够获得较高的怠速轉速。发动机起动转速补偿是由设定的衰减周期和衰减系数来决定的：起动转速补偿（n）=起动转速补偿（n-1）*衰减系数

四、结语

汽车发动机怠速控制是一个非常复杂的过程，涉及到很多学科内容。本文只是浅显地对相关内容进行了简单分析，在今后的工作中，笔者将继续致力于该领域的研究工作，以期能够获得更多更有价值的研究成果。

参考文献：

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[2] 刘阳阳.汽车发动机怠速控制技术的研究[J].科技资讯，2015（27）：32-32.

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