电喷摩托车发动机与标定技术

第9章发动机标定技术介绍第9章发动机标定技术介绍9.1 绪论9.1.1标定的必要性电控柴油机为了满足工程目标，在满足严格排放的前提下，获得有竞争力的燃油经济性指标和高可靠性的要求。

电控软件中所有的变量都是可调的，将所有变量赋予优化值的过程称之为标定。

可以通过标定最大限度地发挥柴油机潜力，达到追求的工程目标。

因为赋予了更大的灵活性和可调性，标定很差的发动机性能甚至会比机械泵发动机还差。

相对汽油机的标定，柴油机的标定难度更高更具挑战性。

柴油机的压燃式燃烧，与喷油器、增压器、气道以及配气机构等参数息息相关，而标定只能控制燃油喷射，标定工作是柴油机性能和排放开发的重点工作内容。

柴油机的标定必须与燃烧系统开发同步进行。

9.1.2标定的基本概念发动机电控系统的标定工作是电控发动机应用开发的一个重要阶段。

研发人员之所以要对电控系统进行标定，其原因在于发动机电控工作过程的复杂性，而这种复杂性具体体现在如下方面：（1）发动机电控系统需要实现众多的控制项目，如控制起动、怠速、调速等运行工况；（2）发动机电控系统的控制要使发动机的潜力充分发挥，使功率、油耗、排放和汽车操纵性等多方面的性能达到综合最佳的状态；（3）影响发动机性能的因素众多、变动范围大，如发动机的负荷与转速、冷却液的温度、进气温度、燃油温度、机油温度、增压压力等，电控系统对所有这些因素的变化都要作出相应的调整；（4）发动机电控系统必须适应复杂的外界环境变化，如季节变化以及海拔高度的变化等等。

从控制技术的角度来看，发动机是一个动态、多变量、高度非线性、具有响应滞后的时变－230－系统，其工作过程包含十分复杂的动力学、热力学、流体力学、化学反应动力学等过程。

正是由于发动机系统严重的非线性等原因，一方面，采用经典的线性控制理论来控制参数优化值的方法已不可能。

另一方面，通过实时计算求得的控制参数值的方法，在目前的硬件技术上也是根本不可能满足的，所以在开发电控发动机时，只能先通过大量的试验，把所获得的各种工况下的动力性、燃油经济性、以及排放性能等试验数据，按照一定的优化准则和相关法规的要求，采取适当的优化方法，最终获得的控制参数和各种修正参数随发动机转速和负荷等因素变化的规律，并采用三维图、二维曲线等方式，把按照这种规律变化的控制参数值存贮在电控单元中，即所谓的MAP图。

请介绍电喷摩托车技术？电喷，就是电子控制燃油喷射系统的简称，很多人听起来云里雾里的，实际上就是根据发动机里边有多少空气，自动喷多少油进去燃烧的机构了。

发动机的本质就是要尽可能让油充分燃烧，而油和气的混合物在一定比率下能燃烧最理想，电喷的作用就是精确控制油气混合的比率。

这个控制比率的东西集成了点火系统，就叫ECU单元，请关注：容济点火器一、电喷系统组成摩托车发动机的电喷装置一般是由喷油油路、传感器组和电子控制单元（ECU）三大部分组成的。

1、ECU：电控单元的英文缩写，其实是一块集成电路板，负责将从各传感器送来的电信号转化为数字信号并用存储在电路板的可读写存储器内的程序处理，再发出控制信号来控制喷油器喷油和高压线圈点火。

2、喷油器：负责将燃油喷出并雾化的精密部件，一般是装在节气门体的进气管端。

3、节气门体：相当于化油器的喉管腔，但没有化油器上的其他部件，但有一个怠速旁通空气通路，当发动机在怠速及低速工况下温度升高后，空气由于受热密度下降而会出现进气量不足的情况，这时靠控制旁通空气通路来补充适量的空气。

4、节气门位置传感器（TPS）：同节气门阀板连接在一起，当节气门阀板角度变化，开度增大时，传感器内的部件随阀板一起转动。

节气门位置传感器实际是一个可变电位器，当它随节气门同步旋转时，就将节气门的转角和转角的速率转换为电压信号送往ECU，此信号主要是代表发动机的负荷情况。

5、进气温度传感器：用于测量进气温度，本身是一个热敏电阻，温度越高，电阻值越小，从而引起电压变化并送往ECU。

6、进气流量传感器：用特殊材料制成的进气格栅，并在工作时通电，使其温度一定，当进气量变化时，进气格栅被冷却降温，此时就需要更大的电流来使其温度升到原标准温度，而需要的电流大小同进气量的大小成正比，由此可以测出进气量的大小。

7、曲轴转角传感器：由脉冲齿圈和磁电线圈组成，脉冲齿圈安装在飞轮上随曲轴一起转动，在转动时磁电线圈感应到脉冲齿圈的信号后变为电压信号并送往ECU。

浅谈电喷摩托车发动机与标定技术摘要：介绍了电喷摩托车发动机电喷参数的采集和标定系统；同时针对电喷摩托车的技术要求，介绍了基于XC164CM单片机的摩托车电喷系统的主要标定内容及其标定方法；并就电喷摩托车及其发动机的重要运行工况及排放特性的标定进行了讨论。

关键词：标定技术电喷系统发动机摩托车引言：面对日益严格的排放法规，采用电喷技术降低油耗和排气污染已势在必行，特别是对于现代摩托车而言，电喷技术的应用可以同时兼顾降低摩托车尾气中有害物质的排放量、改善发动机运行的经济型、提高摩托车使用性能这3项目标。

在电控系统的软件和硬件模式基本确定的前提下，发动机是否发挥出最好的综合性能，取决于电控系统与发动机的优化匹配标定。

一、电喷发动机标定平台面对电控系统功能不断增强而开发周期却不断缩短的要求，采用传统ECU开发流程已经难以满足现代控制系统的设计要求。

现代电喷系统ECU的/V0型开发流程（图1所示）通过计算机辅助工具，支持从需求定义到最终产品的全过程。

/V0型开发流程符合国际汽车行业标准（ASAM/ASAP），构成了统一的从开发、测试到标定的一体化方案。

在摩托车电喷系统的不同研发阶段，研究内容存在差异。

这就需要一个功能完善的电喷开发平台及开发系统来完成各阶段的任务。

现在，电喷系统的有关硬件生成和软件控制策略已日趋成熟。

本文主要介绍摩托车电喷系统的匹配标定技术以及基于PC机的开放式摩托车电喷系统开发平台（图2所示）。

利用电喷汽油机开发系统，可以完成摩托车发动机电喷系统的参数标定以及实验匹配工作。

通过对电喷汽油机进行喷油特性、点火特性、怠速稳定性以及瞬态过渡工况下各参数的综合试验，获取电喷系统在试验中的最佳控制数据，从而使该控制系统精确控制下的汽油机在动力性、经济性以及排放特性等方面均获得令人满意的效果。

电喷发动机的匹配标定是电控技术应用的重要环节。

二、标定内容摩托车电喷系统的匹配标定技术要点包括样机性能标定、发动机台架性能匹配及整车性能匹配与标定3个方面，归纳起来，包括以下内容：1）摩托车发动机原始基准值采集与计算；2）摩托车发动机台架试验及性能优化匹配标定；3）摩托车整车匹配及性能优化标定。

电喷发动机的匹配标定一、概述在一个电控系统软件和硬件模式基本确定的前提下，发动机能否发挥出最好的性能，基本上取决于电控系统与发动机的匹配是否成功。

所谓匹配标定，就是通过对安装了电子控制系统的汽油机进行喷油特性、点火提前特性、怠速稳定性以及瞬态过度工况下各参数的综合试验，使电子控制系统在试验中获取最佳控制数据，从而使由该控制系统精确控制下的汽油机在动力性、经济性及排放性能等方面均获得令人满意的效果。

二、匹配标定试验系统对电控汽油机进行匹配标定的实质是通过大量的试验来实现发动机工作过程的优化。

为了保证匹配标定工作的顺利进行，要求标定试验系统能够实现在线修改，具有良好的精度、稳定性和重复性。

因此，传统的试验设备及方法无法进行电控发动机的匹配标定试验。

用于电喷发动机匹配试验的试验台架应具有以下特点：1)能够根据标定需要，精确地设定发动机运行工况点，且稳定性好；2)实时检测发动机的运行状态，可方便精确地获取发动机经济性、动力性及排放等性能指标；3)通过应用特定的控制软件，能够实现对发动机电子控制单元控制参数的实时在线修改；整个试验系统由发动机、供开发用的ecu、计算机、测功机、排放测试分析仪、油耗仪及其它监控仪器等设备组成。

供开发用的ecu 写入发动机ecu内的eprom中的电控系统软件，主要包括控制程序和供程序使用的数据。

在标定过程中，主要是对这些数据进行调整，最终达到发动机性能的最优化。

产品ecu的存储器为只读存储器，无法对其内部数据进行修改。

匹配标定过程中使用的ecu 是专门供匹配用的，该ecu的存储器为eeprom，可根据需要方便地改写数据。

匹配标定专用ecu带一个udasys，它通过标定专用的接口与pc机相连，可将pc机中的数据实时传送给ecu中的eeprom，从而实现对发动机ecu参数的实时在线修改。

专用匹配标定软件cat pc机通过专用的接口与ecu相连，通过专用匹配标定软件，可以对发动机的运行状态参数，如转速、节气门开度、喷油脉宽、发动机温度和点火提前角等参数进行实时监测或标定。

Engine Mapping Procedure电喷摩托车发动机标定规程Calibration items and order:标定项目和顺序：1.Sensor transfer function and actuator characteristic calibration传感器输出功能和执行器特性标定2.Charge temperature calibration充气温度标定3.Idle spark / shipping air adjustment怠速点火和进气调节4.Expected MAP table calibrationMAP表标定5.VE (Volumetric Efficiency) table calibrationVE(容积效率)表标定6.Preliminary spark calibration at 14.6A/F进行空燃比为14.6时的点火标定7.Open Loop A/F calibration开环空燃比标定8.Final spark calibration最终点火标定1.Sensor Transfer Function and Actuator Characteristic Calibration传感器输出功能和执行器特性标定Tab2ToilLinTab2IATLinTPSGainToothtoTDCTab2RefTDCCompInjFlowTab2DFVComp2.Charge Temperature Calibration (Chassis Dyno is recommended)进气温度标定(建议在底盘测功机上进行)•Measure charge temperature (TC reading) for different air flow (3~5 different MAP at 6 different engine speed)测量不同进气速度(在3~5种MAP下进行6种不同发动机转速的测试)的进气温度(热电偶读数)•Record IAT, Engine Temp.(Oil Temp), AirFlow at the same time同时记录IAT(进气温度)，发动机温度/机油温度，进气速度•Plot measured charge temperature and calculated charge temperature against Engine Temp (Oil Temp). Modify MaxAirFlow and KIAT and try to fit the calculated charge temperature to measured one.绘制不同发动机温度/机油温度下测量得到的进气温度和计算得到的进气温度的曲线。

摩托车发动机电喷标定技术摘要：以及国内外摩托车发动机电控技术的研究现状。

针对要求日益严格的摩托车排放法规，对摩托车发动机电控系统的组成和技术特点进行了分析与研究，结合中国轻骑集团生产的K162FM发动机，提出了四冲程摩托车发动机电控燃油喷射与电控点火技术总体方案；对四冲程摩托车发动机电控系统ECU进行了初步研究与开发；设计了摩托车发动机匹配试验台架，并进行了四冲程摩托车发动机电控系统硬件的选配、输入/输出信号的采集和标定、喷油器流量特性试验。

关键词：摩托车，汽油机，电喷系统，点火系统，匹配技术引言：我国是世界上的摩托车生产大国，摩托车工业现已成为国民经济中最有活力的产业之一。

随着改革开放的深入，一些大型军工企业充分利用原有资产、设备、人才，率先转入摩托车工业生产，在国家投资很少的情况下，发展迅速并形成了较大的生产能力。

特别是近几年，各企业通过引进车型、技术、设备、合资合作等多种形式，极大地推动了我国摩托车工业的发展。

一、对摩托车排放控制技术的方案影响摩托车汽油机有害排放物的因素很多，所以解决摩托车排放的技术是一个多方面的问题，目前国内外研究机构以及发动机生产企业所采用的控制技术主要包括机内净化和机外净化两个大的方面，其主要的技术方案有：1.对发动机进行结构优化设计，比如：优化发动机燃烧室及采用燃烧新技术；采用强制风冷技术或采用水冷技术；采用多气门及可变技术或多级空气补偿技术等。

通过这些技术完善发动机的工作过程，达到降低污染物排放的目的。

2.对发动机燃料供给系统进行合理匹配，以改善混合气的形成条件，实现混合气空燃比的精确控制。

比如对化油器的结构进行改进，对化油器混合气进行电控调节等。

3.对点火系统的改进。

主要针对点火能量和对点火提前角的控制上，采用高的点火能量并根据发动机的工况变化优化点火定时。

发展方向是实现点火的电子控制。

4.采用电控燃油喷射系统，使燃油、空气、点火和燃烧室达到良好匹配，给燃烧室提供具有精确空燃比的可燃混合气，从而使发动机的排放特性、燃油经济性和动力性达到最佳。