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原文传递电喷摩托车发动机空燃比控制的研究

论文题名：	电喷摩托车发动机空燃比控制的研究
关键词：	电喷摩托车;发动机;空燃比控制;燃油经济性;进气测量;电喷系统;过渡工况燃油补偿
摘要：	对摩托车发动机空燃比进行精确控制是提高其燃油经济性、动力性和降低排放污染的有效手段。由于摩托车发动机与汽车发动机在物理特性上有明显的区别，简单移植汽车发动机各种控制策略于摩托车发动机上将会存在严重的控制缺陷。本文重点在于解决摩托车发动机过渡工况空燃比的控制问题。文中对摩托车发动机影响空燃比控制精度的各种因素展开了大量理论和实验研究。具体研究内容如下： 1.对汽车发动机空燃比控制策略进行了分析和研究。从成本、稳定性和控制算法难易程度的角度考虑，提出了我国现阶段摩托车发动机空燃比控制策略：在稳态工况应以PID控制为主；而在需要快速响应过渡工况，宜采用基于模型的空然比开环控制方式。 2.对摩托车发动机的进气特性和进气测量方法进行了研究。小排量发动机进气管内存在强烈进气循环波动。节气门-速度法由于不受进气波动的影响，并且对过渡工况具有高度的响应性，适合于在现阶段开发摩托车电喷系统中采用。根据摩托车发动机的进气特点，建立了基于曲轴转角的发动机实时进气模型。 3.对摩托车发动机的温度特性和温度测量方法进行了研究。单纯采用风冷发动机的表面温度是无法准确判定其热状念的。若想获知发动机的热状态，需要测量发动机多点温度，而且还需考虑测量部位。实验研究了风冷发动机在不同冷却条件和工况条件下表面和内部两点温度的变化情况，提出了根据这两个温度点判断发动机散热条件和热状念的规则。 4.对摩托车发动机进气管道内燃油动念特性进行了研究究。从理论上对气道喷射发动机进气管道内燃油蒸发和雾化过程进行了研究，并总结了发动机工作过程中影响进气管道内油滴蒸发和油膜形成的各种因素：详细研究了汽车发动机X-τ模型的标定方法并设计了摩托车发动机X—τ模型的标定方案：通过实验确定了进气道温度作为风冷发动机X-τ模型参考温度，从而为风冷发动机X-τ模型标定结果和受温度影响极大的过渡工况的燃油补偿算法提供了统一的温度坐标，解决了风冷发动机由于无法确定温度而不能采用在水冷机上得到成熟应用的基于X-τ模型的过渡工况燃油补偿算法的问题。在FAI电喷风冷摩托车发动机上进行了X-τ模型的标定实验，发现进气道温度是影响发动机X-τ模型参数的决定性因素，随着温度的增加，X、τ逐渐变小。同时发动机负荷与转速也会在不同程度上影响两个参数的大小。设计了摩托车发动机过渡工况空燃比的控制算法。实验结果表明，在以发动机进气道温度为参考温度后，采用文中提出的基于X-τ模型的燃油补偿算法使空燃比的控制精度得到显著提高，成功实现了摩托车发动机过渡工况空燃比精确控制的目标。
作者：	顾维东
专业：	动力机械及工程
导师：	杨延相
授予学位：	博士
授予学位单位：	天津大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文