汽車發動機怠速控制技術

摘 要：本文主要研究汽車發動機怠速控制技術相關問題，隨著汽車設計制造技術的不斷提升，汽車發動機的保養以及維護越來越受到人們的重視。汽車發動機的怠速狀態控制能夠保障車輛運行穩定性，是汽車發動機運行狀態的重要指標，怠速狀態過高或過低都會產生不良的運行影響，為了有效提升汽車行駛的經濟性與環保性需要不斷加強對汽車發動機怠速控制技術的研究，真正實現節能減排的發展目標。

關鍵詞：汽車發動機;怠速控制;技術分析

1 汽車發動機怠速控制技術概述

隨著社會經濟科技的迅猛發展，汽車的持有量不斷提升，作為城市交通網絡中的重要部分在人們生產生活中發揮著重要的作用。城市范圍內汽車數量的迅速上漲雖然為人們帶來的許多方便，但是也造成了嚴重的尾氣污染問題。燃油中沒有充分燃燒碳氫化合物和氮氧化合物不僅會造成嚴重的大氣污染，還會形成臭氧和硝基酸鹽對人體健康造成危害，在城市環境內危害尤為凸顯。新能源的使用能夠有效緩解對城市空氣環境的污染和破壞，但是距離真正普及應用還有很長的路要走。為了切實改善環境污染問題，對現有汽車發動機進行優化設計是非常必要的環節，在發動機運行的狀態中，特別是怠速工作時，內部氣體的燃燒比率直接影響著空氣污染的產生。發動機的怠速運行狀態比較特殊，指的就是只維持本身工作狀態但不會對外部的設備做工，在這種情況下，發動機的轉速會不斷下降，從而實現對油耗量的真正控制。實驗數據表明，每當發動機轉速下降100轉時，將會使每加侖汽油多行駛1km。如果燃油較少時，且發動機轉速較低時，很容易出現熄火的問題，小的扭矩會干擾發動機的轉速，進而誘發大范圍的偏移，出現熄火停車現象。通常情況下，汽車運行情況相對比較復雜，加之大城市交通比較擁堵，因此汽車經常要改變運行狀態，如果車停下來時將會直接轉變為怠速，此時一般會產生比較大的油耗，此時就需要采取有效措施來控制發動機的怠速運行狀態，以此來使發動機的工作效率得到提升。實際上，在怠速狀態下，發動機主要需要克服摩擦力，因為不需要對外部進行做工，只需保證汽車不熄火即可，但發動機轉速過低時又會增加汽車尾氣的排放，造成大氣污染物增加。對汽車發動機怠速狀態的控制根本目的是為了實現排放平衡，在保證汽車燃油經濟性的情況下切實減少汽車尾氣對于大氣的污染和破壞。

2 汽車發動機怠速控制概述

2.1 信號采集系統

信號采集系統是汽車怠速控制系統中比較重要的組成部分，其可以實時監控發動機的運行狀態，并在發動機運行階段，對汽油機的狀態和數據信息給予實時采集，并將采集的數據傳輸至控制單元，實現對汽車怠速的控制。常見的信號采集系統主要包括五個部分，分別為信號處理電路、發動機轉速傳感器、空氣流量傳感器、冷卻水水溫傳感器及節氣門傳感器，此時可以借助多個傳感器設備來對發動機運行狀態給予全方位的監控。

2.2 控制單元

控制單元是汽車怠速控制系統的主要部分，通過計算信號采集系統傳輸來的實時信息，能夠判斷當前汽車運行狀態是否穩定，從而根據實際情況對汽車的執行機構安排驅動任務。整個信息處理和運算環節數據量較大，因此近年來汽車發動機怠速控制系統的控制單元的優化設計也是汽車發動機研究的重要方向。

2.3 執行機構

汽車發動機怠速控制系統的執行機構，顧名思義就是執行控制系統所下發的驅動任務，其一般是由怠速直流電機組成。

3 汽車怠速控制系統硬件系統

對于汽車怠速控制系統而言，其中的直流電機主要是以脈寬作為主要控制信號，以此來實現對電子節氣門的工作狀態進行調節。實際上，電子節氣門的控制系統一般是以閉環形式為中心，通過相關設備對數據信號進行反饋形成數字信號，然后按照汽車發動機怠速控制系統中的控制算法計算理論控制量，利用高速輸出口等端口將驅動執行命令傳輸至其他部分，最后借助直流電機驅動器來對直流電機的運行情況給予有效控制，并結合實際情況來有效調節和控制汽車節氣門開度。

4 汽車發動機怠速控制設計

軟件設計是汽車發動機怠速控制系統中比較關鍵，且非常復雜的過程，其復雜原因主要來自于城市交通路況的復雜性。汽車發動機在運行過程中會產生循環，這些不斷的循環是系統的主要程序，根據發動機不同的運轉工況進行分類和編程。不同類型汽車發動機具有比較大的工況差異，此時可以借助不同類型的控制方式來對其進行有效控制，以期達到理想的控制效果。其中發動機最為典型的運行工況包括啟動模式、暖機模式、怠速閉環模式、空燃閉環模式及全節氣門工況模式。

5 小結

總之，怠速控制系統屬于汽車發動機中比較重要的組成部分，其能夠有效降低汽車重要電機負載損耗，提升汽車各個部件的響應速度，通過維持發動機最低轉速提升汽車使用壽命。城市環境下汽車處于擁擠的交通路況會自動轉變為不同的怠速狀態，不僅消耗大量能量還會產生巨大的廢氣量。因此對于汽車發動機的怠速控制進行研究具有重要的現實意義，通過技術升級和政策規范真正實現經濟性與環保性并存的現代化交通網絡。

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作者簡介：萬泰祺（1999-），男，黑龍江雞西人，本科，研究方向：汽車服務工程。