内燃机试验学5

1、汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系 采用电子控制后，影响发动机性能的主要参数(提前角、空燃比/喷油量、EGR率、怠速调节器)都是利用MAP图来调节，也就是从传感器到执行器之间预先设定的响应来决定。 第八章第八章 电控发动机匹配与标定试验电控发动机匹配与标定试验汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系一、基本概念一、基本概念1) 匹配：匹配：为具有确定用途车型的发动机配用合适电控系统。2) 标定：标定：根据整车的性能要求，调整、优化和确定电控软件的运行参数、控制参数和各控制数学模型的整个过程。包括台架、整车转鼓、三高(高温、高寒和

2、高原)和道路验证实验。3) 标定工况节点：标定工况节点：指为进行电控标定而确定的工况点，是离散点。4) 三维图及其优化：三维图及其优化：指由发动机转速和功率控制量及喷油量/提前角等形成的三维控制图。它的优化是指所有需标定的工况节点，在稳态条件下，根据发动机对各种性能指标的综合要求来优化，确定电控系统三维控制参数的过程。第一节第一节 概述概述汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系二、基本内容二、基本内容1) 发动机与电控系统的硬件匹配2) 电控系统控制参数标定3) 试验标定系统三、三、MAP图工况节点的确定图工况节点的确定 工况节点是发动机在台架标定试验中所用到的

3、工况点，所有工况点形成一个转速-负荷的二维工况平面。行车时节点之间的数据通过插值法获得。 选择原则：选择原则：性能变化大、使用频率高和有特殊要求的工况，节点密度大。汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系四、标定的基本步骤四、标定的基本步骤 电控发动机MAP图的标定包括：法规工况的标定和非法规工况的标定。法规工况标定要在满足排放法规的前提下，使发动机性能达到

4、最优，非法规工况标定更关注发动机的动力性和经济性。汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系五、五、MAP图控制参数的优化方法图控制参数的优化方法 局部优化和全局优化。优化时，首先要确定优化目标和约束条件，这与汽车对发动机性能的要求密切相关。1) 局部优化局部优化 独立地对各工况点的控制参数进行优化，不必考虑工况点间的相互影响。目标函数与约束条件的变化只与控制参数有关。以高压共轨柴油机为例，要寻找某一工况下的最低燃油消耗率，这与喷油提前角、油轨压力有关。另外，设置排气烟度、排温限制、最大缸压限制等

5、约束条件。优化目标函数：minbe(n,q,PCR, is )优化约束条件：TexTexlim PmaxPlim NOxNOxlim SmokeSmokelim汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系2.全局优化全局优化 将一系列工况点综合起来进行控制参数的优化。例如共轨柴油机的燃油消耗率，控制参数的全局优化，有： 优化目标函数： 优化约束条件： 标定方法：基于试验的电控系统标定法和基于模型的电控系统标定法。汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系 主要有两个步骤：首先在试验台架上进行所有MAP图及各种修正曲线、经验公式的标定与确定；

6、然后，进行整车道路试验或转鼓试验进一步进行MAP图的优化。一、喷油特性一、喷油特性MAP图的制取图的制取 ECU对空燃比的控制通过对喷油量的控制来完成。根据空气流量和相关参数，通过喷油脉宽公式计算喷油量值。 一般来标定各个工况节点的基本喷油脉宽基本喷油脉宽MAP图图，然后通过试验作出各种参数的修正修正MAP图图，再进行实时反馈确定最终目标值。第二节第二节 电控汽油机的标定电控汽油机的标定汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系

7、二、点火特性二、点火特性MAP图的制取图的制取 主要制取各种转速与负荷下的稳定工况下的点火调整特性，向发动机提供一个基本的点火提前角。 点火提前角=基本点火提前角+爆震区修正+怠速稳定修正+温度修正+电压修正+其他修正基本标定过程为：基本标定过程为：1) 台架试验上忽略怠速稳定修正和爆震区修正，按优化目标确定基本点火提前角MAP图，确定基本点火提前角；2) 进行爆震区试验，确定爆震区边界，并进行针对水温、气温、大气压力等参数稳态修正试验，确定修正曲线；3) 进行点火提前角对排放和怠速稳定性影响的试验，保证怠速稳定，确定怠速修正曲线。 标定不同工况的点火定时，其优化准则可适当的侧重。汽车与交通工

8、程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系一、电控柴油控制方式一、电控柴油控制方式 电控柴油机有三种控制方式：脉宽控制法；油量控制法和脉宽控制法；油量控制法和扭矩控制法扭矩控制法。 脉宽控制法脉宽控制法根据油门位置和转速，求出喷射脉宽和喷射定时。只适用于同类型的喷射部件，通用性差，对产品的一致性要求高。 油量控制法油量控制法根据油门位置直接确定油量MAP图。方法简单明确，缺点是将发动机和整车作为整体一起分析，柔性差，不能适应车型的变化。 扭矩控制法扭矩控制法是通过油门到扭矩，在通过扭矩油量转换图转换为油量，最

9、后通过油量、转速和轨压确定定时、脉宽和PCV占空比。此法可方便修改各种参数，适用性好。第三节第三节 电控柴油机标定试验电控柴油机标定试验汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系二、基于脉宽的标定方法二、基于脉宽的标定方法1) 稳态油量稳态油量MAP图的标定图的标定 稳态油量由转速、油门和喷油脉宽的三维MAP图表示。1.根据外特性的动力性、经济性要求，初步确定发动机的外特性曲线，进而估计出各转速下的最大循环喷油量，再由油泵测试得

10、出油量与脉宽的换算关系，确定外特性的脉宽值。再确定各油门位置的等油门线。2.进行不同调速特性线的实际斜率标定试验，具体标定等油门线各点的油量变化率。尤其关注低速小负荷区域。3.进行发动机排放法规工况全局优化的标定试验，到稳态排放测试值满足排放法规要求。4.获得基本MAP图后，进行各种状态及调整参数的修正标定试验，求得修正的MAP图或经验公式。汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系汽车与交通工程学院汽车与交通工程学院 动力机械及工程系动力机械及工程系2) 稳态定时MAP的标定1.根据经验，在MAP中给出一个合适的定时初值，使发动机能正常启动。2.用在线修改的方式，进行排放法规控制区的匹配标定，然后进行非排放控制区的性能标定试验，根据要求的动力性、经济性和烟度限值，每隔100r/min作负荷特性点的定时优