摘要:伴随社会和经济的不断发展,汽车已经逐渐的成为了当前人们日常生活中的一个不可或缺的交通工具,在人们日常生活的过程中占据着重要的位置。然而,当汽车在相对较为拥堵的道路上行驶时,其发动机装置往往是处于怠速状态中的,这就使得此时汽车对于能量的消耗以及其排放的废气量也随之增加。由此便可以看出,控制汽车发动机在怠速状态时的工作状况,能够提高汽车在行进过程中的节能性和经济性,使得其能够同当前社倡导的节能减排经济发展理念相适应,具有至关重要的作用和极大的现实意义。关键词:汽车;发动机装置;怠速状态;控制
1 发动机怠速与怠速控制技术
1.1 发动机怠速
发动机在运行时主要有两种工况,一种是稳定工况一种是过渡工况,这两种工况的区别就是发动机的工作状况的变化,稳定状况时发动机的节气门开度基本上保持不变,发动机的转速和负荷也基本上保持不变,而过渡工况主要是指发动机运行参数在不断变化的一种工况,这种工况工作时变化的参数主要有以下几个方面:加速工况、减速工况、冷启动工况等。怠速是指发动机在稳定工作时的状态,这个状态工作时发动机不会做功,其转速基本上维持最低转速,这个时候发动机和传动系统基本上完全脱离,脱离的目的就是减少发动机的负载,保持发动机以最低的转速运行,可以提供发动机的一些辅助装置运动,比如发电机、空调等。其中怠速的工作状况是发动机的主要运行状况之一。
1.2 怠速控制技术
怠速控制技术是当前比较先进的一种实践技术,在汽车运行过程中,该技术主要能够对汽车发动机的进气量进行控制,这是控制怠速转速的主要因素。汽车的发动机如果处于怠速状态下,那么发动机的节气门就会完全关闭,发动机的节气门将无法对进入到发动机中的空气量进行有效控制。而怠速控制的运行关键是怠速执行调节器,该装置能够有效的调节发动机进气量,但在调节过程中,该装置需要配合喷油量与点火提前角等参数,从而实现对发动机燃料消耗情况的控制,稳定发动机在怠速状态下的转速。一般情况下,汽车的车型会在很大程度上影响到怠速过程中对充气量的控制策略。当前的控制策略主要分为直动式与旁通式两种,前者能够实现对发动机气门位置的直接控制,后者主要是以旁通空气到为基础,实现对发动机空气量的控制的。
2 怠速控制系统结构
2.1 控制系统的组成
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。
2.2 怠速控制系统硬件构成
汽车的控制电子节气门的系统通常使用的闭环的控制形式,该形式主要是通过在系统中的加速踏板模块之中输入事先确定好的目标开度,通过节气门位置上的传感器来反馈节气门实际的开度情况。在该系统中,直流电机中的主芯片是单片机,并且,单片机还可以通过扩展芯片外存储器和端口的形式提升自身的通信功能。此外,该控制系统主要是由电子节气门的位置传感器和加速踏板的位置传感器等硬件结构来分别的完成反馈电子节气门的实际运行信号与输入加速踏板的控制信号灯方面的工作。其中,十六位的转换器则负责通过将输入的信号转变成数字信号的形式来完成转换模拟信号的工作;然后,通过控制系统中的算法来计算理论上的控制量,并将控制信号通过高速输出口等其他端口传输出去;最后,通过对直流电机的驱动器在对驱动信号进行输出并指挥直流电机这一运行过程的控制,来调节节气门的开度。
3 汽车发动机的怠速控制技术
一般情况下,当汽车发动机装置输出负荷时,发动机设备的转速通过汽车驾驶者加速踩踏板来调整节气门的位置,进而变动装置的进气量而完成的。当在怠速的形势下,即使汽车的驾驶者快速抬离踏板,试图对进气量进行调节,其成效也甚微。这便是为何在汽车发动机上加设怠速控制装置的原因。
3.1 控制技术运用于汽车发动机装置的作用
在实施的过程中,将“怠速控制技术”运用于汽车发动机装置中的作用较为显著,最主要有两点作用:①可以稳定汽车发动机的速度,进而起到了减轻汽车怠速运转的汽油消耗量,减少驱动能量的消耗,同时减少有害气体的排放及起到实质的作用;②由于汽车发动机在怠速运行时,容易增加负荷(例如汽车空调开放或动力转向开关接通开等),导致发动机突然熄火的现象发生。因此,通过调整怠速的运转操作,起到了有效的预防汽车在路上行驶中半路抛锚等情况发生。
3.2 融合了怠速控制技术以后的汽车发动机装置性能的提升
怠速控制技术的实际应用内容以及成效,会因为汽车不同的车型而存在一定的差距性。该技术在实践操作过程时的基本原理是一致的,在这样的情况下,由计算机系统对怠速进行合理化控制,详细的技术施加环节包括有:汽车发动机启动后控制、汽车负荷变化控制与汽车暖机控制等方面。
3.3 发动机怠速的系统控制
传感器是汽车运行过程中行驶速度的主要侧定装置,主要装置在节气门位置,用于提示怠速的开始信号与关闭信号,其也是对怠速状态进行判定的主要依据。如果汽车发动机处于怠速状态,那么节气门的状态应该是关闭的,这个时候,传感器也同样处在闭合状态下。在怠速控制系统中,冷却液的温度是调整转速的主要依据,在ECU中,会储存在水温不同的条件下,对怠速转速最佳的调整模式,温度越高,发动机的怠速转速便越低闭。开环与闭环是当前对发动机怠速进行有效控制的两种主要方式,空气流量与两者都有很大关系,冷却水温与怠速转速之间也存在一定关系。
4 结语:
综上所述,当今城市中汽车的使用越来越普遍,发动机作为汽车的重要组成,对其进行有效控制是非常有必要的,在汽车发动机中运用怠速控制技术,不仅能够减少燃油消耗,还能够降低尾气中有害物质的含量,达到节能减排、经济舒适的目的,具有很大的现实意义。
参考文献:
[1]汽车发动机怠速不稳的现象与诊断[J].廉江河.汽车维修.2013(06)
[2]汽车发动机常见故障及维修之我见[J].王炳恺.河南科技.2015(22)