发动机标定
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什么是发动机标定·续不多废话,接着上回继续介绍什么发动机标定。
上回我们讲到,一台发动机光有硬件是不能正常工作的,为了充分发挥其设计性能,就需要对其进行标定。
但因为上回时间有限,没能对一些细节问题进行介绍,有些同学对所谓标定应该还算没有什么概念,这回我们稍微展开一点讲。
先说说发动机标定工程师一般都要干些啥。
发动机标定工程师的工作内容主要有以下几大类:1.通过实验确定硬件参数例如:压缩比大家可能会觉得很不可思议,压缩比这种东西不应该是硬件设计工程师定的吗?和标定有什么鬼关系?当然这涉及到各家的开发分工,有的企业可能硬件设计部门把这部分活自己干了,但起码在丰田,压缩比并不是设计部门自己能够决定的。
为什么?因为在乘用车上,机械压缩比并不是越高越好。
可能有些人又觉得毁三观了,明明教科书上写着压缩比越高热效率越高发动机越省油啊。
理论上的确如此,高压缩比的好处就是热效率高,但实际工程应用上,我们还需要考虑高压缩比带来的负面影响,动力性能下降。
有人估计又要问了,为什么压缩比高动力性能会下降啊?F1不都是超高压缩比的吗?我在前面划过重点了,这里主要讨论的是乘用车,我们需要考虑爆震对动力性能造车的影响。
乘用车可不比赛车,可以用赛车专用超高RON值的燃料,还可以往里死命掺提高辛烷值的添加剂来抑制爆震。
你看看身边加油站里的汽油标号就该明白,如果用92号油做为标定用油,我再上个超高压缩比,这车子想要不爆震,动力性能肯定不能看了。
因为以上原因,我们为了让发动机既能满足日益严苛的油耗法规又能保持够用的动力性能,就需要通过大量实验来验证最合适的压缩比到底是多少,油耗,动力性能的开发因为涉及ECU参数的调整,所以寻找最佳压缩比的活就被丢到标定部门了。
2.通过实验确定和发动机系统相关硬件的参数例如:三元催化的位置可能有人会觉得三元催化这种东西的位置不应该是和总布置有关吗?关你们标定工程师什么事?当然关我们的事……这东西放近了劣化得快影响寿命,放远了暖机性能又不够影响排放性能……寿命长短我们姑且不管,反正不是我们的锅(逃),但排放过不了妥妥的就是我们的锅了,所以为了让自己后期的活相对好干一点,也得和相关部门好好撕一撕啊(3.编写发动机以及发动机相关系统的控制逻辑这活其实是有别的专门负责软件涉及的部门干的,但毕竟他们一般不实际接触实验,有些时候写出来的控制逻辑理论上可能没什么问题,实际上却不能正确运行,这些部分就需要标定工程师来debug了。
专业解读:发动机ECU标定全流程标定好比磨刀,基于这把刀的材质、硬度、形状,功能来打造一把合适的刀,完美的标定是发挥出刀的最佳性能,突出重点!一、发动机匹配工作的目标:1 通过发动机台架的匹配,使发动机具有良好的稳态性能,在保证发动机工作可靠性(无爆震,无过热)的情况下,达到发动机的设计功率,扭矩和油耗性能。
2 通过对发动机在车辆上的匹配,使发动机与车辆其他系统(各种电器负载,传动系统,制动系统,三元催化转化器等等)协调工作,保证发动机在各种环境和工作条件下,都具有良好的起动怠速性能,良好的驾驶舒适性和排放性能。
同时还要进行完善的车载诊断系统(OBD)的匹配。
3 通过高温,高寒和高原等道路环境试验,对匹配好的各种性能进行全方位地验证,保证发动机和车辆在各种情况下都能达到既定的安全,环保和驾驶舒适性等严格的指标。
对于汽油机来说,技术上就是控制进气(合理的配气相位,节气门开度等)、喷油(最佳的空燃比)及点火(合适的点火提前角)三者的配合。
需要加以说明的是,发动机的动力性能和经济性能的最大潜力取决于发动机的本体设计,发动机匹配工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。
例如,汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率,进排气系统的设计决定了发动机的充气效率,因此当发动机结构确定时,一定工况下发动机的最大充气量就已确定,发动机的动力性能也就确定;又如,发动机的工作效率,即燃油经济性,决定于燃烧效率及机械效率,通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性,但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限。
二.发动机管理系统(EMS)和电子控制单元(ECU)发动机管理系统(EngineManagement System, 缩写为EMS):1979年,BOSCH公司将点火提前角电子控制与燃油定量电子控制融为一体,开发出Motronic,并引入爆震控制、排气再循环等,以满足更趋严格的性能和排放要求,其电子控制范围覆盖整个发动机,称为发动机电子管理系统,其核心是燃油定量和点火正时电子控制。
第一章标定过程概述动力传动系统的目标每个标定过程的第一步是确定动力传动系统标定的目标.典型情况应包括以下几方面内容:—发动机的功率和输出扭矩—驱动性能—不同温度下起动时间—加速和减速性能- 期望的燃油特性- 工作温度范围硬件选择在性能指标确定后,为了达到这些目标,需要选择各种各样的系统硬件。
节气门口的直径由发动机节气门全开时的最大空气流量决定。
油泵流量和喷油器动态范围由怠速和节气门全开时发动机燃油需要量决定。
排放标准排放标准可能要求使用外接EGR阀、防燃油蒸气污染系统、催化转换器的数量和大小、暖机催化转换器和辅助空气阀(脉动空气/空气泵等).爆震控制如果需要用最大点火提角来满足功率和燃油经济性要求,或者车辆可能使用不同辛烷值的汽油,那么可能需要安装爆震控制系统。
§1.1发动机在测功器上的初步开发一旦系统硬件配置确定,就可以利用一或两台手工装配的发动机进行发动机测功器初步开发。
试验前,必须安排时间排除测功器硬件的故障,确认系统零部件达到技术要求,并且实际上通讯系统已正常工作。
发动机测功器用于评价发动机性能以及制定空燃比分布、所要求的点火提前角和充气效率图。
发动机性能—在节气门部分开度和全开时测量空燃比分布.-分析O2传感器对各缸的响应来确定混合气浓和稀情况下的最佳扭矩点影响。
-确定节气门部分开度和功率加浓的燃油精度。
—测定有效燃油消耗率。
发动机控制参数图-部分负荷/节气门全开的MBT。
—点火界线及燃油辛烷值关系.—点火及冷却水温的关系。
—点火及EGR的关系.-EGR图及发动机排放关系.—点火图及EGR和发动机排放的关系。
—燃油经济性/NO x及HC的折衷选择.-充气效率(VE)图(速度密度系统)。
-空气流量计校准(质量流量系统)。
§1.2车辆驱动性能的开发一旦可以得到足够数量的能够批量生产的零部件,就应马上着手组装一或两辆试验车,作为一个典型的开发平台,进行早期的标定开发和车辆驱动性能评价。
什么是发动机标定数数手指发现今年已经是入行第五年了,这些年业务做下来,深感即使是很多人觉得没什么技术含量的标定其实也是博大精深。
另外因为国内标定相关业务大多都是外包给固定的某几家企业,很多业内人员对标定业务的认知略显狭隘和不足,作为相关从业者认为很有必要对发动机标定进行一下简单的科普。
不过这种科普性质的文章其实并不好写,因为深度比较难掌握,加之最近又有各种乱七八糟的杂务缠身,只能周末抽空一点点挤牙膏了,目前暂且预定分几个章节来对发动机标定的工作内容用一般人也能懂的语言进行简单介绍。
序在丰田标定入门学习资料上,有着这么一句话●发动机标定——丰田的生命线=担负着车辆商品力和品质的最重要的部分看到这句话,估计很多在V字开发流程前半段的人可能要跳起来骂写这句话的人不要脸了,可是这句话能被堂而皇之地放在发TMC(丰田本社)发动机领域homepage的新人教育资料里,起码TMC发动机部的大部分人在表面上承认这是个事实。
何况写下这句话的人是发动机设计部门的大佬。
所以说真正视野开阔,对各领域技术有深刻了解的人,并不会认为设计凌驾于标定之上,这两者从来都是相互配合相互妥协相互发展的关系。
个人一直认为,设计决定上限,而标定决定表现。
另外那位大佬还说过这么一句话:●标定工程师如果不懂得汽车的全部,就无法进行工作。
全部两个字下面还有一行注解:NHV,操稳,热损伤,变速箱,电子零件(ECU等),空调,刹车,材料,车身,等等的知识和经验。
有人可能会觉得哪有这么夸张,搞标定的能看懂C语言会做做实验改改参数不就OK了吗?列一大堆这些东西装什么13。
对抱有这种想法的人,我只能说你们too young,too simple,sometimes too naive。
拿过去的业务举个例子。
某项目的进气系统某位置做了硬件设计变更,设计那边觉得仿真出来的结果肯定没问题,不影响任何性能,剩下的你们做标定的搞定吧。
结果东西装上去放到台架上一转,ην和仿真结果差得实在太远,超过了可以靠标定解决的范畴。
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。
发动机标定前期工作流程一、安装发动机1.发动机固定安装(以下资料为电涡流测功机通用操作和台架试验通用注意事项)选择合适的台架工装,固定好发动机后,安装联轴节。
与测功机联轴节对中,对中应确保同轴度优于0.1mm,两联轴器之间必须有大于2mm的轴向间隙,无法到达时,应垫薄铁片调整,对中后完成固定安装。
装上消音器、化油器、空滤器、电器、缸盖温度传感器,接好油管,并固定到指定位置。
将油门拉线装在油门调节器上,调节油门调节器最大位置,检查发动机油门是否全开,或者拉的过紧,都应调整油门调节器,以便油门全开时,油门也全开,且拉的不过紧。
2.各个部位检查a.连接试验前要对试验台架、发动机、测功机、联轴节、各连接螺栓及运动部件进行检查,运动部件不得受到阻碍,连接不允许有松动现象。
b.仪器检查发动机燃油、机油、冷却水和测功机润滑油、冷却水是否足够正常。
检查各仪器是否安装正确。
c.传感器检查氧传感器、压力传感器、温度传感器、节气门位置传感器、转速传感器、扭矩传感器等等是否连接正常,是否正常运作。
3.安全操作须知a.测功机安全操作打开测功机进水阀,检验水压表,水压不低于0.02Mpa,控制柜接通电源,检查给定旋钮,确保其在最小位置,旋转最高转速旋钮重新设定最高转速警报,仪器预热15分钟后,检查测功机扭矩零位,如果偏差不在0~0.2N.m 范围内,应该轻转动测功机主轴和检查主机上是否有异物阻碍,看能否恢复,重复三次,如果仍然有误差,调整零位旋钮,调整到规定的范围。
b.台架安全操作启动发动机,调整发动机怠速,检查发动机是否正常,如正常,怠速3分钟后,中速预热缸盖温度至160摄氏度左右,如异常,应停机检查。
设定合适的控制特性,一般推荐综合特性,按下点火、工作按钮,启动发动机,调节给定电位器加电流加载,给定电位器与油门执行器协调操作,加载时,一边加油门一边加负载,停机时应一边减负载一边减少油门开度,直至怠速,再关机。
不允许发动机转速太高,进行控制特性之间的转换必须在发动机怠速或者停机,且给定旋钮在零状态时转换。
2024年发动机标定工程师岗位职责4篇目录第1篇发动机标定工程师岗位职责要求第2篇发动机标定工程师岗位职责任职要求第3篇发动机标定工程师职位描述与岗位职责任职要求第4篇发动机标定工程师岗位职责发动机标定工程师职位描述与岗位职责任职要求职位描述:岗位主要工作内容:1. 负责完成并交付新项目相应的功能标定;2. 负责完成降成本或质量改善相应的功能标定验证工作;3. 负责对供应商标定的技术管理;4. 负责标定相应质量问题的技术牵头,包括现生产及售后;5. 负责对整车及质量等外部门的标定技术支持。
专业知识/技能要求:1. 负责完成并交付新项目相应的功能标定;2. 负责完成降成本或质量改善相应的功能标定验证工作;3. 负责对供应商标定的技术管理;4. 负责标定相应质量问题的技术牵头,包括现生产及售后;5. 负责对整车及质量等外部门的标定技术支持。
以往的工作经历要求:1. 全日制大学本科及以上学历;汽车或内燃机等相关专业;2年以上汽车发动机领域工作经验;熟悉发动机及汽油机电子控制系统;有发动机标定经验或发动机质量处理经验者优先;3. 计算机应用熟练;外语良好,能阅读外文资料和在工作中交流。
4. 工作认真严谨,适应多项目并行和团队协作。
'发动机标定工程师岗位职责要求1.电控系统开发匹配设计。
2.发动机整体性能参数估算。
3.发动机台架标定。
4.整车标定。
5.线束设计、连接。
发动机标定工程师岗位职责发动机标定工程师 develop the knowledge base of caterpillar’s products, technologies, processes, services and systems, which you will use to:- learn and follow caterpillar engine rating development & calibration process and procedure.- work on engine performance and emission development project, engine rating development, meet customer request, and meet china or global regional regulations- conduct of engine performance test execution, understand the diesel engine test techniques- create engine test plan, analyze test data, optimize engine performance and emission calibration to meet engineering target, create engineering report - summarize and communicate results via presentation to global customers, team members, and other business units regularly by means of tele-conference meetings- assist to contribute to the engine development of new products and processesrequired qualifications:- bachelor’s degree or above in an accredited engineering, internal combustion engines, thermal energy, vehicle engineering or equivalent.- good knowledge of internal combustion engine structure, engine performance, engine test, engine validation.- excellent in problem analysis and solving skill - excellent interpersonal and communication skill - creative, keep interest in taking challenge and pressure- diligent, proactive, self-motived and open-minded- excellent in english (oral & written) good interpersonal skills.- hands-ondesired qualifications:- engine performance & emission calibration experience- engine control knowledge- engine regulations knowledge- engine emission knowledgedevelop the knowledg e base of caterpillar’sproducts, technologies, processes, services and systems, which you will use to:- learn and follow caterpillar engine rating development & calibration process and procedure.- work on engine performance and emission development project, engine rating development, meet customer request, and meet china or global regional regulations- conduct of engine performance test execution, understand the diesel engine test techniques- create engine test plan, analyze test data, optimize engine performance and emission calibration to meet engineering target, create engineering report - summarize and communicate results via presentation to global customers, team members, and other business units regularly by means of tele-conference meetings- assist to contribute to the engine development of new products and processesrequired qualifications:- bachelor’s degree or above in an accredited engineering, internal combustion engines, thermalenergy, vehicle engineering or equivalent.- good knowledge of internal combustion engine structure, engine performance, engine test, engine validation.- excellent in problem analysis and solving skill - excellent interpersonal and communication skill - creative, keep interest in taking challenge and pressure- diligent, proactive, self-motived and open-minded- excellent in english (oral & written) good interpersonal skills.- hands-ondesired qualifications:- engine performance & emission calibration experience- engine control knowledge- engine regulations knowledge- engine emission knowledge发动机标定工程师岗位职责任职要求发动机标定工程师岗位职责发动机标定工程师 1、对发动机台架的标定工作; 2、负责解决与标定相关产品的试验及生产技术支持; 3、参与、跟踪、协调与标定公司对本公司机型的开发标定及技术支持;4、负责解决客户有关发动机标定方面问题。
一.基本喷油速度密度法喷油脉宽计算要计算理想的喷油质量,必须确定可燃空气的质量。
假定进气是理想气体,其质量可通过测量压力,充气温度和气缸体积吞吐量利用公式PV=mRT计算出来。
引入质量流量,充气效率和空燃比,公式可改写为:公式若知道喷油器在恒定压力下的质量流量,完全可以用喷油脉宽或喷油器开启时间来代替质量流量。
喷油脉宽(BPW)软件将利用BPT(Base Pulse Width)计算出BPW, 同时应考虑到修正参数,特别是对非稳态工况,如下所示:公式其中:BPT: 基本单位脉宽MAP: 歧管绝对压力VE: 体积充气效率T: 绝对温度A/F: 空燃比(暖机理论空燃比:14.7)喷油脉宽~蓄电池电压的修正参数(F33)和喷油器延迟~蓄电池电压的修正参数(F27)将在下文中提到。
其让参数补偿EGR率,瞬态调整,子自适应(BLM)和闭环喷油(CLCOPR)。
这将在单独介绍。
喷油脉宽确定步骤:下列参数按照调整的顺序序列编排:KCYLVOL: 气缸容积【0~16 L】FINJCHAR: 静态喷油质量流量~真空度【0~2 g/s】F27: 喷油器延迟~电瓶电压修正参数【0~524280 msec】F33: 电压修正系数【0~2】KFLMOD: 空气流量系数【0~1】F313: 充气温度系数【0~1】F31FIL: 充气温度过滤系数【0~1】F29F: 节气门打开时的充气效率【0~100%】F29R: 节气门关闭时的充气效率【0~100%】基本单位脉宽BPT:功能:综合考虑KCYLVOL ,FINJCHAR和燃油流量之间的匹配,满足特定的使用要求。
KCYLVOL:发动机单个气缸的排量,单位:升。
FINJCHAR:**二维表格,喷油器质量流量~真空度,由喷油器特性确定。
特殊工况:当进气系统显示VE 超过100%时,应当稍微增大BPT。
所以,应当给出VE 足够的范围。
修正参数:F27(喷油器延迟~电瓶电压)功能:由于喷油器的迟滞或法门不可能开启(关闭)的无限快,作为补偿该参数将加到BPW中。
一.发动机匹配工作和发动机管理系统(EMS)一.发动机匹配工作的目标发动机匹配工作的目标:1 通过发动机台架的匹配,使发动机具有良好的稳态性能,在保证发动机工作可靠性(无爆震,无过热)的情况下,达到发动机的设计功率,扭矩和油耗性能。
2 通过对发动机在车辆上的匹配,使发动机与车辆其他系统(各种电器负载,传动系统,制动系统,三元催化转化器等等)协调工作,保证发动机在各种环境和工作条件下,都具有良好的起动怠速性能,良好的驾驶舒适性和排放性能。
同时还要进行完善的车载诊断系统(OBD)的匹配。
3 通过高温,高寒和高原等道路环境试验,对匹配好的各种性能进行全方位地验证,保证发动机和车辆在各种情况下都能达到既定的安全,环保和驾驶舒适性等严格的指标。
对于汽油机来说,技术上就是控制进气(合理的配气相位,节气门开度等)、喷油(最佳的空燃比)及点火(合适的点火提前角)三者的配合。
需要加以说明的是,发动机的动力性能和经济性能的最大潜力取决于发动机的本体设计,发动机匹配工作只不过是努力使这些潜力得到挖掘或协调。
例如,汽油机通过改变进气量来改变输出的扭矩和功率,进排气系统的设计决定了发动机的充气效率,因此当发动机结构确定时,一定工况下发动机的最大充气量就已确定,发动机的动力性能也就确定;又如,发动机的工作效率,即燃油经济性,决定于燃烧效率及机械效率,通过改变喷油时间、喷油量以及点火提前角可以改善燃油经济性,但是不能突破由于发动机设计限定的燃油经济性极限。
二.发动机管理系统(EMS)和电子控制单元(ECU)发动机管理系统(Engine Management System, 缩写为EMS):1979年,BOSCH公司将点火提前角电子控制与燃油定量电子控制融为一体,开发出Motronic,并引入爆震控制、排气再循环等,以满足更趋严格的性能和排放要求,其电子控制范围覆盖整个发动机,称为发动机电子管理系统,其核心是燃油定量和点火正时电子控制。
目前,各种发动机电子管理系统已经成为提高燃油经济性和满足更为严格的排放法规的决定性因素。
发动机管理系统以电子控制单元(Electronic Control Unit,以下简称ECU)为中心,ECU 接受来自传感器的各种信息,经过处理、分析以后,发出控制信号给各种执行器。
在发动机匹配工作中,就是通过各种匹配实验,对ECU各种参数进行设置,从而达到发动机匹配工作的目标。
三.发动机匹配工作发动机匹配工作就是在某个确定的发动机管理系统(EMS)下,通过各种项目匹配,为发动机控制器(ECU)各类参数设置合适的值,以达到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排污性而确定的各工况最佳空燃比、最佳点火提前角的要求。
发动机匹配工作是为众多的匹配参数设置合适的值,匹配参数的数量随着系统的复杂程度、控制软件的先进程度的变化而变化的。
这些匹配参数有些是特性值,有些是一条二维特性曲线,有些则是矩阵(三维特性图),匹配参数的确定需要通过大量的试验和数据分析而得。
四. 发动机匹配的标准流程一般来说,在项目确定后,发动机匹配工作可以分为四个阶段,即:项目准备阶段、基本匹配阶段、精细匹配阶段和认可阶段,直至对最终匹配数据认可(SOP 阶段),一般需要18-24个月。
二.发动机匹配工作主要内容:一.匹配准备在台架上安装发动机及其相关附件。
匹配车匹配检查和准备:为了使匹配数据能覆盖制造上的公差,每一种状态的车型必须有两辆以上的匹配车。
二.发动机台架基本匹配(约40工作日)1.传感器信号检查(约3 天)确定所有传感器(水温传感器,空气温度传感器,HFM等)输入和输出信号准确。
ECU 通过A/D转换能正确接受信号,各执行器工作正常(炭罐电磁阀,喷油嘴,点火线圈等)。
确保系统正常工作。
2.标定喷油结束时间(约2天)喷油结束时间决定了燃油的雾化即混合气形成的好坏,这将直接影响到发动机的燃烧情况。
标定喷油结束时间主要以尾气中的HC排放含量为指标。
确定最合适的喷油结束时间。
(a)空燃比脉谱图(b)点火定时脉谱图3.标定负荷模型(约15天)精确地判断进入汽缸的新鲜空气量是发动机控制的基础,由于进气脉动和汽缸中残余废气的存在,以及如废气再循环,曲轴箱通风和油箱通风等导致的进气量变化,使得完全依靠传感器来精确判断进气量已不可能。
负荷模型通过测量进气压力,燃油消耗量,原始排放和空燃比,以及各种环境和发动机参数,并通过一系列的数学模型和函数对各种工况下的进气特性进行计算和模拟,最终达到精确地判断进入汽缸的新鲜空气量的目的。
标定负荷模型所需的工作量随系统配置的复杂程度变化,如可变进气系统(进气长短管切换),可变气门正时系统,废气再循环系统废气涡轮增压系统等都会大大地增加负荷模型的匹配时间。
4.标定喷油量(约2天)在负荷模型匹配好以后,按照理论计算可以得到在各工况点让空燃比λ=1的喷油量,但是由于供油系统也存在偏差,导致在某些情况下空燃比偏离1,这需要在这里得到修正。
5.扭矩模型(约15天)发动机的扭矩是发动机控制系统的中心变量,因此首先要匹配发动机在各种转速和节气门开度下,在空燃比等于1以及各种点火提前角等条件下,发动机所能发出的最大扭矩,这是发动机扭矩控制的基础值(对应100%的空燃比效率和100%的点火角效率)。
然后通过测量在各种空燃比(一般从1.1到0.9)和各种点火角(从最大点火提前角一直推迟到失火)情况下的扭矩,可以得到关于空燃比的效率特性和关于点火角的效率特性。
这样以后在发动机控制中,只需要提到发动机的扭矩以及实现该扭矩的空燃比和点火提前角效率,发动机控制系统就可以计算出相应的进气量(节气门开度),喷油量和点火提前角。
6.标定点火提前角(约4天)在进行点火提前角标定前,一般应完成爆震控制的爆震识别部分的初步匹配(见三爆震控制匹配)。
匹配原则:在不同的转速和负荷点,控制λ=1,在不发生爆震的前提下寻找使输出扭矩最大的点火提前角。
7.匹配数据校验(约2 天)对试验数据进行分析,把相关的匹配数据填入模型,最后把数据模型的输出与实际发动机台架输出进行比较。
校正偏差。
8.外特性(约2 天)完成了爆震和三元催化器过热保护的匹配后,在节气门全开的条件下,在每个转速点通过调节λ(调节全负荷加浓系数),使发动机达到设计最大的功率和输出扭矩,同时尽可能地降低比油耗。
三.爆震控制匹配(约20工作日)爆震是一种非正常燃烧,强烈爆震会损坏发动机,而现代高压缩比的发动机导致更多的爆震倾向,因此爆震匹配是发动机匹配过程中必不可少的一个工作环节,为此发动机控制器中有一块专用的芯片用于爆震传感器信号的分析和处理。
爆震控制的匹配是一项非常复杂的工作,需要应用大量的专用工具和设备(如带燃烧压力传感器的火花塞,专用的爆震匹配控制器,爆震测量分析仪等等)。
1.爆震识别(约15 天)在台架上测量汽缸内的燃烧压力并应用爆震测量分析仪,可以准确地识别和判断爆震是否发生。
同时爆震传感器的信号输入到ECU,经过信号放大,带通滤波,整流,积分等一系列处理,最后的积分信号由ECU用来判断是否发生爆震,同时该信号还被用来确定信号放大倍数和带通滤波的中心频率。
2.动态爆震(约5 天)动态爆震指加速爆震、高速爆震,其识别的复杂性在于发动机转速、负荷的变化产生的振动和噪音会使其不易被识别出。
匹配方法:在各种动态工况点,如Tip in,急加速情况等震动和噪音较大的情况下识别爆震,通过推迟点火提前角避免发生爆震。
3.爆震功能诊断(约2 天)测试在故障状态和正常工作状态下传感器的输出,存储在控制器中用于诊断传感器的开路和短路四.热车性能匹配(约40工作日)1.氧传感器闭环控制(约10 天)氧传感器用于测定废气中的过量空气系数λ。
λ表示实际混合气空燃比与理论值(14.7:1)的偏离程度。
λ =吸入空气量/化学当量燃烧所需空气量λ =1:表示吸入空气量相当于理论要求量。
三元催化器在λ =1附近对HC,NOx和CO的转化效率最高。
氧传感器闭环控制的目标就是把λ精确控制在1±0.03,保证三元催化器有最高的催化转化效率,补偿λ预控偏差,补偿混合气浓度的动态偏移。
通过λ自学习,消除由于零件制造和燃油品质等造成的λ偏移。
若有下游传感器,其作用a)对KAT老化进行监测,b)提高氧传感器闭环控制的精度。
匹配时间也相应增加约10天。
2.排气温度模型和三元催化器保护(约10 天)排气温度模型用于模拟氧传感器周围(催化器前后)和催化器内部的温度在不同环境和发动机工作条件下随发动机负荷和转速变化而变化的情况。
通过实际测量,建立各工况点的排气系统温度模型。
高速大负荷,如发现三元催化器温度大于其温度限值,通过加浓混合气降低排气温度,保护三元催化器不受损坏。
同时与氧传感器加热控制结合,模拟排气系统露点阶段结束的条件,以保护氧传感器。
3.氧传感器加热控制(约5天)主要是为了防止氧传感器陶瓷体裂碎。
发动机起动后,排气系统管壁和氧传感器护套上会有水珠形成,这些水珠有可能随着废气而飞溅到氧传感器的陶瓷体上,如果氧传感器陶瓷体温度过高,则容易发生裂碎。
因此,此试验的要求是在排气管壁面温度达到60度时,氧传感器陶瓷体温度不能超过350度。
4.过渡工况(约10天)当节气门开度变动时,由于负荷测量和相应的喷油量计算与实际的喷油时刻不同步,导致实际的空燃比过浓或过稀,严重地影响了发动机的排放性能和驾驶性能。
这种现象可以通过在不同负荷情况下在进气歧管上形成的不同燃油膜厚度来得到很好的解释,过渡工况匹配的目的就是要补偿这些变化,使得空燃比控制在一个合理的范围之内。
匹配的基本原则:加速加浓,减速减稀。
先在转鼓台上用踏板位置模拟器改变负荷。
模拟加速和减速的情况,增加和减少喷油以使得空燃比在一个合理的范围内(主要考虑排放和驾驶舒适性)。
然后在实际道路上进行加减速试验,进行匹配数据修正。
5.炭罐控制(10—30 天)炭罐控制的匹配目的:为防止燃油蒸汽从油箱逸出造成污染,要使炭罐有足够的通风,同时维持λ的偏差在最小值。
在不同的工况点,设定炭罐开启时间(TEP),通过控制λ反馈控制,对喷油量进行修正。
在炭罐工作时,λ自学习停止。
五.起动怠速匹配(约40工作日)1.怠速控制(约10 天)匹配目的:控制λ=1,发动机转速稳定在怠速±20转。
在突加电器负载,空调开关以及动力转向机工作时,不允许出现明显的转速震荡和发动机抖动。
通常在怠速情况下不把点火提前角调节到最大,为了有一定的扭矩储备。
突加负载通过调节点火提前角(快速)和增加进气量(慢速)来维持怠速稳定。
2.冷起动(-30度—40度)冷起动是指当发动机和车辆经过较长时间的停放,给部件与所处的环境温度达到一致情况下进行的起动,其温度范围大约从-30度到+40度。