浅析汽车发动机的怠速控制技术

徐宇隆

摘要：近年来，随着人们生活水平的不断提升，城市汽车保有量也呈现了日益增加的趋势，由此引发的城市交通问题是当前社会面临的突出问题。就汽车日常行驶过程而言，怠速是其较常出现的状态，不仅汽车燃油消耗量会有所增加，而且也会增加有害气体的排放。怠速控制技术的出现，使得这一问题得到了有效的解决。

关键词：汽车发动机;怠速控制技术;研究

在社会经济持续发展背景下，人们的生活水平有了显著的提升，汽车已成为人们日常生活中不可或缺的代步工具。虽然汽车给人们的生活带来了便利等优势不可否认，但是随之而来的环境污染问题也应加以重视。同时，在汽车保有量持续增加的今天，交通堵塞问题日益突出，使得汽车行驶过程中经常处于怠速状态。而在此状态下的汽车，不仅其油耗会有所增加，而且有害气体排放也较正常行驶状态下更多。鉴于此，加大对汽车发动机怠速控制技术的研究具有十分重要的现实意义，既与当前社会节能减排大趋势相符合，又响应了可持续发展理念。

1.发动机怠速与怠速控制技术

1.1.发动机怠速

汽车的正常行驶都是依靠发动机正常运转实现的，且在怠速阶段花费的燃油约占整个行驶过程的30%。通常而言，汽车发动机运行过程中的工况可以划分为稳定工况和过渡工况两种，稳定工况指的是在汽车发动机节气门开度稳定下，其转速也相对稳定的状态，过渡工况则是指汽车发动机参数一直处于动态变化环境中。例如：故障现象：2003HFC6470KA瑞风车，装备韩国原装G4jS2.4L双顶置凸轮轴16气门电控汽油发动机和手动变速器，累计行驶187000km。出现发动机怠速抖动、加速无力现象。该车在行车过程中加速无力，最高车速达不到100km/h，有时发动机故障灯也会点亮，但将发动机熄火后重新启动，故障灯也会熄灭。怠速，属于发动机稳定工况下的一种状态，在此环境下，发动机不仅转速较低，而且相对稳定，同时，为了使发动机负载能够保持在合理范围内，这时基于怠速状态下的发动机与传统系统是脱离的，发动机仅仅为空调和发电机等辅助设备提供能量。汽车日常运行过程中怠速狀态属于发动机中常态状态之一，然而，如果其怠速转速低于相关标准，那么由汽车排放出的有害气体将会大大增加，因此，加大对发动机怠速相关控制方法的探究是当下值得深入研究的课题。

1.2.怠速控制技术

怠速控制技术是近年来具有先进性和实践性的一种技术，其应用到汽车运行过程中可以实现对汽车发动机进气量的有效控制，进而对怠速转速予以控制。处于怠速状态下的发动机节气门是闭合状态，换言之，此种状态下一旦有空气进入到发动机当中，发动机节气门无法实现对进入到其中的空气量进行控制。怠速执行调节器是怠速控制运行过程中的关键所在，此装置也是对进入到发动机中空气量进行调节与控制的重要因素。然而，在实施调节的过程中，此装置需要有喷油量和点火提前角等参数的配合与支撑，这样才能达到对发动机燃料情况的掌控，提升怠速状态下的发动机转速的稳定性。

通常来讲，怠速过程中对充气量的控制策略会受到汽车车型的影响，就现阶段的控制策略予以审视可知，直动式和旁通式是最常应用的控制策略。直动式可以对发动机气门位置产生影响并控制，而旁通式则是基于旁通空气到来对发动机空气量予以掌控。

2.汽车发动机怠速控制系统结构

2.1.汽车怠速控制系统的硬件组成

针对电子节气门开度予以调节和控制时，主要是在直流电机依托下对脉宽予以运用使其作为控制信号来实现的，而对于电子节气门控制系统来讲，其将闭环形式应用到其中，并将特定的目标开度纳入到系统加速踏板模块中，从而在节气门位置传感器作用下实现对节气门实际开度的反馈。在此次研究过程中，主要将Intel公司生产的80C196KC单片机作为了直流电机的主芯片，并围绕芯片外存储器及相应端口为对象予以了拓展处理，以此使单片机通信电路具有的通信功能得到充分的提升。

对于控制系统硬件结构来讲，节气门位置的信号反馈主要是依托电子节气门位置传感器起来实现的，加速踏板控制信号输入工作则由加速踏板位置传感器来负责;在对模拟信号转换时，16位机80C196KC的A/D转换器发挥着关键性作用，以此推动了输入信号向数字信号的转变;之后会以系统中控制算法为手段，开展有关理论控制量的计算，在高速输出口等端口载体下确保控制信号的输出，以此达到对直流电机驱动器的直接控制;最后，驱动信号会由直流电机驱动器输出，以此对直流电机运行过程予以有效的控制，节气门开度的调节也因此实现。

2.2.怠速控制技术研究的必要性

通过上文分析可知，汽车正常运行过程中会有尾气的排出，且汽车数量逐渐增多排出的有害气体也会呈现增长趋势，给大气环境等带来了一定的污染。同时，氮氧化物是汽车尾气中的重要成分，汽车尾气排出会与大气中的臭氧及硝基酸盐等发生化学反应，并产生不利于人体健康的物质。发动机是构成汽车制造系统中的不可或缺的装置，也正是由于其中控制部件的存在，能够实现对发动机其他燃烧比率的有效掌控，尾气中有害物质的产生正是基于发动机怠速状态下产生的。

大城市汽车数量相对较多，这也导致了其交通状态相对复杂，道路拥堵等情况也时有发生。在此背景下，使得汽车怠速状态成为常态，不仅会使消耗的燃油量有所增加，而且也会产生大气污染情况。从这个角度来讲，实施对发动机怠速的有效控制是非常必要的，同时对发动机工作效率的提高也具有重要意义。处于怠速状态下的发动机主要是维持汽车处于启动状态，这也就是说，要保证其不熄火，并不会产生对外的功。因此，从这个角度剖析发动机怠速产生油耗的原因可以得知，是因为克服摩擦力导致的。然而，在这一过程中如果转速低于标准转速下，且燃油不充分，那么由发动机排出的废气将会提升，大气污染由此形成。

结束语

综上所述，在社会不断进步发展且人们生活水平快速提高的背景下，汽车已成为现下最为重要且使用最多的交通工具，无论在工作还是日常生活中都体现了其便捷性的特征。众所周知，汽车是由多个零部件组合而成，而怠速则是汽车发动机空转情况下呈现的一种具体的工作状态。怠速控制是汽车发动机实施电子控制时不可或缺的部分，采取各种措施，确保汽车发动机怠速控制的有效性，一方面可以在现有基础上延长汽车的使用寿命，提高汽车燃油经济性，另一方面对提升开乘舒适度、降低尾气排放、响应和落实可持续发展战略等也具有积极意义。

参考文献：

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[3]肖先欣，陶媛媛.基于怠速控制技术的汽车发动机研究[J].中外企业家，2014（24）：82.

（柳州五菱柳机动力有限公司，广西柳州  545000）