博士论文预答辩油气悬架减振特性及其鲁棒控制研究课件

1第五章汽油机电控系统执行器

电控系统功能的实现有赖于执行器，ECU根据传感器的控制信息指定相应的控制命令，并通过ECU输出级进行功率放大后，作为电信号输入执行器，执行器则将这些电信号转换成某种机械运动。本章的重点在于了解喷油器及其功能，以及增压控制系统结构特点和原理。1第五章汽油机电控系统执行器电控系统功2电控燃油系结构汽油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过滤器，除去杂质及水分后，再送至汽油脉动减振器。这样具有一定压力的汽油流至供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油器。

2电控燃油系结构汽油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过滤器，除3喷油器

主要讨论进气道多点喷射的喷油器(MFI)喷油器结构3喷油器主要讨论进气道多点喷射的喷油器(MFI)4喷油器性能及类型动态流量范围大，抗堵塞和抗污染能力强，雾化性能好；轴针式、孔式和片阀式；4喷油器性能及类型动态流量范围大，抗堵塞和抗污染能力强，雾化5喷油器控制

发动机工作时，ECU根据有关信号，经运算判断后输出控制信号，控制大功率三极管导通与截止。当导通时，即接通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力。当电磁力超过针阀弹簧力和油压力的合力时，磁心被吸动，针阀随之离开阀座，即阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率三极管截止时，则喷油器电磁线圈电路被切断，电磁力消失，当针阀弹簧力超过衰减的电磁力时，弹簧力又使针阀返回到阀座上，使阀门关闭，喷油器停止喷油。5喷油器控制发动机工作时，ECU根据有关信6喷油器特性针阀受力和运动分析针阀受力运动分析影响针阀提升和落座的因素最小喷油脉宽限制

T>t1+t2喷射特性通电后，喷射的燃油流量随脉宽的变化规律；对发动机控制而言，要了解累计喷油量随脉宽变化情况；6喷油器特性针阀受力和运动分析7喷油器的标定目的是检验所选配的喷油器是否满足所要求的流量及精度；动态标定：采用脉宽为2.5ms，周期为10ms的脉冲信号运行喷油器，测量流量；影响其的因素较多；静态标定：喷油器的最大通流能力；采用脉宽为100％的信号，是针阀处于最大升程时，测量其流量。7喷油器的标定目的是检验所选配的喷油器是否满足所要求的流量及8电压校正与喷油补偿喷油器的动态流量随驱动喷油器的电压而发生变化；汽车上电压并不恒定，为了补偿由于电压变动对喷油量的影响，需要用补偿喷油脉宽的办法对喷油量进行适当的增减；8电压校正与喷油补偿喷油器的动态流量随驱动喷油器的电压而发生9SFI喷油时刻与最大喷油脉宽喷油时刻：进气阀开启之前进行喷油可以帮助燃油汽化(混合气被吸入时流经阀口时可以进一步汽化)并得到好的排放和动力性能；喷油始点：进气阀开启之前，且据喷油期的长短而定；喷油终点：固定在进气阀开启前某一时刻。从帮助汽化和影响喷雾的角度理解喷油时刻；最大喷油时刻：720－进气持续角；喷油器的安装位置；9SFI喷油时刻与最大喷油脉宽喷油时刻：进气阀开启之前进行喷10燃油压力调节器目的：控制喷油脉宽来控制喷油量；限制条件：喷油量除了与喷油脉宽成正比外，还与喷孔前后压差有关，喷孔前压力为进气道压力受工况影响，而喷孔后压力为油轨压力，随油泵供油量和各缸喷油量而变化；作用：保持喷孔压差为定值；方法：调节燃油回油量多少的办法，使得油轨压力随进气管压力而变化；10燃油压力调节器目的：控制喷油脉宽来控制喷油量；11燃油压力调节器11燃油压力调节器12燃油泵的性能要求分类：容积泵(齿轮、叶片、滚柱)和动力泵(离心、轴流、涡轮)性能要求：最小流量：等于发动机所需最大喷油量与燃油压力调节器所需要的最小溢流量之和；最小流量时提供的最小压力：该时刻压力调节器的最大压力与油道沿程和局部压力损失之和；最大流量等于压力调节器的最大泄油量；流量限制：不能太大，以免引起油箱内蒸汽过多，并使燃油蒸汽净化装置负担过重；避免过小的燃油流量，以防止压力脉动的产生；12燃油泵的性能要求分类：容积泵(齿轮、叶片、滚柱)和动力泵13增压控制技术增压技术在中高级轿车以及大功率和结构紧凑型车辆上用的越来越多；优点：减小排量但不牺牲动力性；可以显著提高轿车的升功率和扭矩，缩小发动机排量，降低油耗和改善排放；目的：提高低速时的转矩，限制高速时的机械及热负荷，以降低油耗，即在预先标定的功率下，减小发动机排量，可使发动机运行工况点从低负荷范围向较高复合范围转移；13增压控制技术增压技术在中高级轿车以及大功率和结构紧凑型车14增压控制技术趋势：当今车坛，为了满足动力性、经济性和灵活性方面的需求，宁愿采取增压技术也不采用增大排量的方法；分类：机械增压；废气涡轮增压；废气涡轮-机械复合增压；ECU对涡轮增压系统的控制主要是通过对涡轮旁通量的控制来控制增压压力；汽油机增压的缺点：易于发生爆震；现如今常结合GDI和分层控制匀质燃烧等技术使用；14增压控制技术趋势：当今车坛，为了满足动力性、经济性和灵活15增压控制技术的优点增压器的质量与尺寸都较小，总体质量增加不大，而输出功率可以得到大幅度的提高20-50%，整机的比质量减小、升功率相应增大。采用增压技术可降低内燃机单位功率的造价，提高材料的利用率。对于大型柴油机而言，经济效益更加突出。由于与非增压内燃机相比，排气可以在涡轮中获得进一步的膨胀，因而增压发动机的排气噪声有所降低。增压后，有利于内燃机在高原稀薄空气条件下恢复功率，以达到或接近平原性能。增压后，由于压缩终点温度与压力提高，滞燃期缩短，压力升高比有所降低，燃烧柔和，燃烧噪声有所降低。各种排放水平呈现总体上的下降趋势，其中，HC和CO由于空气充足而充分氧化，排放降低。技术适用性广，从低速到高速、二冲程到四冲程、大缸径到小缸径，都有应用15增压控制技术的优点16增压控制技术的缺点增压后缸内工作压力以及温度提高，机械负荷及热负荷加大，内燃机的可靠性受到严峻的考验。由于在涡轮增压器中，从排气能量的传递到进气压力的建立需要一定的时间，所以内燃机的加速响应性能较非增压机型差。增压发动机性能的进一步优化，受到增压器及中冷器的限制，其中增压器的问题集中在材料、耐热性能、润滑、效率等方面，而中冷器则要求体积小、效率高、质量轻。16增压控制技术的缺点17废气涡轮增压系统示意图17废气涡轮增压系统示意图18两级废气涡轮增压系统18两级废气涡轮增压系统19最新型废气涡轮－机械复合增压19最新型废气涡轮－机械复合增压20第五章汽油机电控系统执行器

电控系统功能的实现有赖于执行器，ECU根据传感器的控制信息指定相应的控制命令，并通过ECU输出级进行功率放大后，作为电信号输入执行器，执行器则将这些电信号转换成某种机械运动。本章的重点在于了解喷油器及其功能，以及增压控制系统结构特点和原理。1第五章汽油机电控系统执行器电控系统功21电控燃油系结构汽油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过滤器，除去杂质及水分后，再送至汽油脉动减振器。这样具有一定压力的汽油流至供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油器。

2电控燃油系结构汽油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过滤器，除22喷油器

主要讨论进气道多点喷射的喷油器(MFI)喷油器结构3喷油器主要讨论进气道多点喷射的喷油器(MFI)23喷油器性能及类型动态流量范围大，抗堵塞和抗污染能力强，雾化性能好；轴针式、孔式和片阀式；4喷油器性能及类型动态流量范围大，抗堵塞和抗污染能力强，雾化24喷油器控制

发动机工作时，ECU根据有关信号，经运算判断后输出控制信号，控制大功率三极管导通与截止。当导通时，即接通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力。当电磁力超过针阀弹簧力和油压力的合力时，磁心被吸动，针阀随之离开阀座，即阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率三极管截止时，则喷油器电磁线圈电路被切断，电磁力消失，当针阀弹簧力超过衰减的电磁力时，弹簧力又使针阀返回到阀座上，使阀门关闭，喷油器停止喷油。5喷油器控制发动机工作时，ECU根据有关信25喷油器特性针阀受力和运动分析针阀受力运动分析影响针阀提升和落座的因素最小喷油脉宽限制

T>t1+t2喷射特性通电后，喷射的燃油流量随脉宽的变化规律；对发动机控制而言，要了解累计喷油量随脉宽变化情况；6喷油器特性针阀受力和运动分析26喷油器的标定目的是检验所选配的喷油器是否满足所要求的流量及精度；动态标定：采用脉宽为2.5ms，周期为10ms的脉冲信号运行喷油器，测量流量；影响其的因素较多；静态标定：喷油器的最大通流能力；采用脉宽为100％的信号，是针阀处于最大升程时，测量其流量。7喷油器的标定目的是检验所选配的喷油器是否满足所要求的流量及27电压校正与喷油补偿喷油器的动态流量随驱动喷油器的电压而发生变化；汽车上电压并不恒定，为了补偿由于电压变动对喷油量的影响，需要用补偿喷油脉宽的办法对喷油量进行适当的增减；8电压校正与喷油补偿喷油器的动态流量随驱动喷油器的电压而发生28SFI喷油时刻与最大喷油脉宽喷油时刻：进气阀开启之前进行喷油可以帮助燃油汽化(混合气被吸入时流经阀口时可以进一步汽化)并得到好的排放和动力性能；喷油始点：进气阀开启之前，且据喷油期的长短而定；喷油终点：固定在进气阀开启前某一时刻。从帮助汽化和影响喷雾的角度理解喷油时刻；最大喷油时刻：720－进气持续角；喷油器的安装位置；9SFI喷油时刻与最大喷油脉宽喷油时刻：进气阀开启之前进行喷29燃油压力调节器目的：控制喷油脉宽来控制喷油量；限制条件：喷油量除了与喷油脉宽成正比外，还与喷孔前后压差有关，喷孔前压力为进气道压力受工况影响，而喷孔后压力为油轨压力，随油泵供油量和各缸喷油量而变化；作用：保持喷孔压差为定值；方法：调节燃油回油量多少的办法，使得油轨压力随进气管压力而变化；10燃油压力调节器目的：控制喷油脉宽来控制喷油量；30燃油压力调节器11燃油压力调节器31燃油泵的性能要求分类：容积泵(齿轮、叶片、滚柱)和动力泵(离心、轴流、涡轮)性能要求：最小流量：等于发动机所需最大喷油量与燃油压力调节器所需要的最小溢流量之和；最小流量时提供的最小压力：该时刻压力调节器的最大压力与油道沿程和局部压力损失之和；最大流量等于压力调节器的最大泄油量；流量限制：不能太大，以免引起油箱内蒸汽过多，并使燃油蒸汽净化装置负担过重；避免过小的燃油流量，以防止压力脉动的产生；12燃油泵的性能要求分类：容积泵(齿轮、叶片、滚柱)和动力泵32增压控制技术增压技术在中高级轿车以及大功率和结构紧凑型车辆上用的越来越多；优点：减小排量但不牺牲动力性；可以显著提高轿车的升功率和扭矩，缩小发动机排量，降低油耗和改善排放；目的：提高低速时的转矩，限制高速时的机械及热负荷，以降低油耗，即在预先标定的功率下，减小发动机排量，可使发动机运行工况点从低负荷范围向较高复合范围转移；13增压控制技术增压技术在中高级轿车以及大功率和结构紧凑型车33增压控制技术趋势：当今车坛，为了满足动力性、经济性和灵活性方面的需求，宁愿采取增压技术也不采用增大排量的方法；分类：机械增压；废气涡轮增压；废气涡轮-机械复合增压；ECU对涡轮增压系统的控制主要是通过对涡轮旁通量的控制来控制增压压力；汽油机增压的缺点：易于发生爆震；现如今常结合GDI和分层控制匀质燃烧等技术使用；14增压控制技术趋势：当今车坛，为了满足动力性、经济性和灵活34增压控制技术的优点增压器的质量与尺寸都较小，总体质量增加不大，而输出功率可以得到大幅度的提高20-50%，整机的比质量减小、升功率相应增大。采用增压技术可降低内燃机单位功率的造价，提高材料的利用率。对于大型柴油机而言，经济效益更加突出。由于与非增压内燃机相比，排气可以在涡轮中获得进一步的膨胀，因而增压发动机的排气噪声有所降低。增压后，有利于内燃机在高原稀薄空气条件下恢复功率，以达到或接近平原性能。增压后，由于压缩终点温度与压力提高，滞燃期缩短，压力升高比有所降低，燃烧柔和，燃烧噪声有所降低。各种排放水平呈现总体上的下降趋势，其中，HC和CO由于空气充足而充分氧化，排放降低。技术适用性广，从低速到高速、二冲程到四冲程、大缸径到小缸径，都有应用15增压控制技术的优点35增压控制