發動機啟動時,通過怎樣的標定來調節轉速上沖和轉速下沖?


如果具體到實際業務,題主的問題沒有一般解,只能具體問題具體分析。

不過基本原理上的東西還是可以講一講的。

雖然各家實現啟動時轉速控制的策略可能各有不同,但無論怎麼控制,其設計思路都是從基本物理化學原理出發的。

作為技術人員,學會如何從基本原理著手去思考問題是一項非常必要的技能。

以啟動時的轉速變化為例,你可以先想想到底是什麼造成了轉速的變化趨勢不同。

無非是扭矩和阻力相對關係。

在假定阻力不變的前提下,發動機扭矩過大,啟動時轉速可能會爬升過快,發動機扭矩過小,可能就會導致熄火。

所以簡單來講調整發動機的轉速變化趨勢其實就是調整發動機扭矩的變化趨勢。

那麼發動機扭矩又和什麼有關呢?

無非是油,氣,火。

油怎麼控制?在標定階段硬體設計基本上大多已經fix,所以噴射角度,噴霧形狀之類的肯定是沒法改了,那剩下的無非是噴射時期和噴射量,以及噴射次數。當然有些時候需要考慮是使用同步噴射還是非同步噴射。

氣怎麼控制?無非是控制節氣門開啟時間和開啟角度。

火怎麼控制?這個相對最簡單,也就只有個點火正時能夠控制了。

知道怎麼控制油,氣,火,你自然就會知道怎麼控制發動機轉速了。

當然,基本原理說起來是挺簡單的,但實現起來其實也並不是這麼容易。

因為在保證常溫常壓下轉速變化正常後,你還需要保證在低溫,高原也能正常啟動,很多時候很多參數的設定需要多次權衡和驗證,往往沒有一個一般解可以適用於所有發動機。

尤其是保證在零下35℃的4000m高原也能正常啟動之類的,就根本不是光靠標定能夠搞定的任務了。


題主的問題應該更具體一點,那樣就好答了。感覺題主像是大學生方程式,用MOTEC標發動機的。。瞎猜的啊。

先說說在冷啟動時發動機物理背景下,噴油/進氣/點火是怎樣個情況。只適合對發動機啟動標定感興趣的同學看,大神可以補充一下哈,但別噴我啊。

啟動噴油

對一台冷啟動發動機來說,進氣歧管以及進氣道面壁上的燃油已經揮發殆盡(歧管噴射),且溫度較低,此時噴油器噴射的燃油會有好多沉積到進氣道與燃燒室表面形成油膜。為了維持進入氣缸的可燃燒混合器,需要延長噴油時間,增加噴油量來補償形成油膜的損失。

啟動結束後,發動機進入啟動後以及暖機階段。隨著發動機著火燃燒,燃燒室和進氣道溫度逐漸上升,油膜損失減小,所形成的油膜中還有一部分揮發出來形成可燃混合氣,這又可能使混合氣偏濃。為了避免這種情況發生,在啟動暖機階段,需要對噴油量按照一定的方式進行衰減,以滿足發動機正常運行的需要。

哈哈哈,隨手畫的,大概就是這個意思。

啟動進氣

發動機冷啟動內部摩擦阻力比正常狀態下要大,主要是機油粘度的問題,隨著暖機過程溫度逐漸升高,這部分阻力也逐漸減小。為了克服啟動時增加的阻力,發動機需要更多的空氣同時附加適當的噴油。這樣的話,為克服阻力保證啟動的可靠性,一般都採取提供較多空氣的方法。但是需要注意的是,不宜過大,那樣會轉速超調嚴重,如果啟動的時候噴油量沒配合好,還會造成啟動困難。啟動點火

點火角對啟動階段轉速爬升過程有著巨大影響。在發動機剛開始著火的階段,需採用的較小的點火角,這樣可以避免上止點前壓力上升過快,阻止活塞上行;隨著轉速上升,點火提前角應該隨之增大,這樣可以獲得較好的爬升曲線,同時還有利於實現對轉速上沖斜率的控制。無論啟動點火角以何種趨勢變化,都必須保證輸出的點火角能使混合氣可靠著火。

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轉速上沖是根據預設點火和噴油去做的,轉速下沖是PI控制的。啟動的時候,啟動機拖拽轉速在400轉左右,400轉以後是發動機自己往上沖的,衝到1400轉左右以後,然後再往下落到暖機工況,這時候發動機要進行類似催化器加熱這樣啟動10S內要做的事情。


對柴油機策略了解多一點,這裡就柴油機的策略給出個人看法。啟動階段一般是開環控制,即有一個初始油量(根據環境參數不同而不同),隨著轉速上升油量下降,噴油提前角也是隨轉速上升變化的,一般是減小,然後轉速上升到怠速進入轉速,就被怠速控制器接管了。如果轉速上沖較高,那麼一般是開環給的油量太大了,進入怠速控制器後,由於轉速超怠速目標轉速較多,可能是怠速PID參數不合適,導致減油較多,從而下沖較多。對於基於扭矩控制的,可能是啟動扭矩標的過大,歸根結底還是啟動油量大了。


起動階段是靠預控的油火氣進行控制。上沖轉速到一定程度後就要有扭矩結構介入,控制上沖。轉速下降後就進入怠速控制。


簡單一點,轉速上沖主要取決於燃燒扭矩,

油:噴油時刻,噴油量,噴射模式,缸內直噴的噴射參數組合更多

氣:節氣門開度大小

火:點火時刻,點火次數,點火線圈充磁時間等

阻力矩:發電機扭矩


難道不是通過PID嗎?


增大節氣門開度,提高啟動階段的進氣量。增大啟動階段點火角。


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