前言：本站為你精心整理了電子爆震閉環(huán)控制范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

一、壓縮比與爆震的關(guān)系

現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)為了降低排放并獲得大的輸出扭矩，通常情況下會(huì)采用一個(gè)大的壓縮比。問題在于，當(dāng)壓縮比增大時(shí)，氣缸壓縮終了的壓力和溫度都將隨之升高，混合氣中的汽油分子能汽化得更完全，顆粒能更細(xì)密，加上氣缸高壓縮比的密封效果，致使混合氣燃燒速度加快，當(dāng)火花塞跳出火花時(shí)就能使得混合氣在瞬間內(nèi)完成燃燒的動(dòng)作，釋放出最大的爆發(fā)能量，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)可輸出最大動(dòng)力。

但是壓縮比越高發(fā)動(dòng)機(jī)抖振越厲害，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比越高，通常伴隨著的就是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)抖振會(huì)較明顯增大，即使是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)也是如此。在爆發(fā)點(diǎn)火時(shí)混合氣燃燒所產(chǎn)生的能量在瞬間釋放出來，相對(duì)的振動(dòng)的動(dòng)能也就較大。

而高壓縮比氣缸壓縮終了時(shí)的溫度通常高于正常溫度80-110℃，當(dāng)進(jìn)入氣缸燃燒室的混合氣吸收過度的熱量，則燃燒室內(nèi)的混合氣會(huì)由于分子聚集，其中的汽油分子吸收了足夠的熱量之后，在達(dá)到它的燃點(diǎn)時(shí)，此時(shí)若燃燒室內(nèi)存有積炭或某個(gè)角落恰有熱點(diǎn)出現(xiàn)，吸收足夠熱量的汽油分子便會(huì)自行燃燒起來，或在火花塞欲點(diǎn)火之前就自行燃燒，即所謂的自燃、預(yù)燃，所有這些都直接誘導(dǎo)了燃燒室內(nèi)發(fā)生爆震。

持續(xù)的爆震，將引起缸體、缸壁、進(jìn)氣歧管等薄壁構(gòu)件產(chǎn)生高頻振動(dòng)，導(dǎo)致很大的噪聲和損壞，還可能引起火花塞電極和缸壁出現(xiàn)過熱、熔損等現(xiàn)象，使發(fā)動(dòng)機(jī)無力、損壞機(jī)械元件，嚴(yán)重威脅發(fā)動(dòng)機(jī)使用性能。但理論與實(shí)踐同時(shí)證明：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在爆震的臨界點(diǎn)或有輕微爆震時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率最高，輸出動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性最好。

二、解決方案

為了獲得最佳動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)代汽車通常利用點(diǎn)火提前角的閉環(huán)控制系統(tǒng)來有效的控制點(diǎn)火提前角，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在爆震的臨界狀態(tài)。此項(xiàng)控制內(nèi)容可通過安裝在缸壁上的爆震傳感器來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的閉環(huán)控制，從而有效的防止爆震產(chǎn)生。

燃燒室內(nèi)發(fā)生的震動(dòng)，可由爆震傳感器檢測(cè)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)一般安裝1～2只。帶通濾波器只允許發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信號(hào)（頻率為6～9kHz的信號(hào)）或接近爆震頻率的信號(hào)輸入控制單元進(jìn)行處理，而其他的信號(hào)頻率則被衰減。爆震信號(hào)經(jīng)過濾波、放大、整波、比較后，可判斷出發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震。

由上可看出爆震傳感器的作用是：將發(fā)動(dòng)機(jī)爆震信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元（即ECU），以便ECU根據(jù)爆震信號(hào)對(duì)點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正，從而獲得最佳點(diǎn)火提前角來消除爆震，獲得最大輸出動(dòng)力。

通過帶通濾波電路檢測(cè)到的爆震信號(hào)輸入控制回路，此時(shí)，控制單元將控制延遲點(diǎn)火直到再次發(fā)生爆震。

其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）伴隨著壓縮比增大時(shí)，扭矩也增大，發(fā)動(dòng)機(jī)油耗相應(yīng)的下降。（2）通過協(xié)調(diào)動(dòng)力、油耗和排放可優(yōu)化點(diǎn)火特性圖。（3）作為一個(gè)功能的運(yùn)轉(zhuǎn)條件，點(diǎn)火系可以自動(dòng)限制發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的發(fā)生。（4）正確的點(diǎn)火角度可通過自動(dòng)選擇來中和（或協(xié)調(diào)）燃油品質(zhì)的不同、燃油老化以及環(huán)境的影響（如壓力、溫度等）。（5）現(xiàn)代電子控制實(shí)現(xiàn)了每個(gè)缸的爆震檢測(cè)及最佳點(diǎn)火提前角的控制。

三、方案設(shè)計(jì)

爆震控制系統(tǒng)既可做成單獨(dú)的如晶體管點(diǎn)火系統(tǒng)，或者整合成諸如Motronic的復(fù)雜類型。其中將電子點(diǎn)火與爆震控制做成一個(gè)整體即帶有爆震傳感器的點(diǎn)火閉環(huán)控制單元尤為重要。

爆震控制需要在缸壁上裝一個(gè)傳感器，緊貼在缸壁上。傳感器由塑料殼包裹著壓電元件及振動(dòng)塊組成。此外，還有爆震控制電路。

爆震控制可包含下述功能：（1）通過控制燃油泵的節(jié)流閥及增壓閥來改變空然比。（2）排氣再循環(huán)利用。（3）微處理器進(jìn)行故障自動(dòng)檢測(cè)診斷，必要時(shí)，可通過安裝在特定位置的轉(zhuǎn)速計(jì)來輸出故障信息。

四、操作

發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震界限不是一個(gè)固定值，它隨著運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化而變化。只有當(dāng)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí)才比較重要。爆震傳感器檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)缸壁上的固體震動(dòng)，并將這些震動(dòng)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，輸入控制單元。閉環(huán)控制系統(tǒng)篩選出爆震信號(hào)，并對(duì)其特性進(jìn)行分析。震動(dòng)信號(hào)被分配給相對(duì)應(yīng)的氣缸，通過這種方式，可實(shí)現(xiàn)每缸爆震的單獨(dú)控制。

一旦檢測(cè)到發(fā)生爆震，控制回路立即控制相對(duì)應(yīng)氣缸立刻推遲點(diǎn)火，一般每次推遲0.5°—1.5°曲軸轉(zhuǎn)角，直到爆震消失。爆震強(qiáng)度越大，點(diǎn)火時(shí)間推遲越多；爆震強(qiáng)度越小，點(diǎn)火時(shí)間推遲越小。

只要傳感器檢測(cè)到氣缸發(fā)生爆震，則點(diǎn)火控制單元再次控制推遲點(diǎn)火即減小點(diǎn)火提前角，直至無爆震信號(hào)出現(xiàn)即爆震消失，并且在隨后的一段時(shí)間內(nèi)都保持其值不變。當(dāng)爆震消失后或無爆震發(fā)生時(shí)，控制單元?jiǎng)t又開始以相同的固定值逐漸增大點(diǎn)火提前角，一直到爆震再次出現(xiàn)，整個(gè)控制過程周而復(fù)始。

可利用帶有爆震傳感器的點(diǎn)火提前角的閉環(huán)控制來有效的控制點(diǎn)火，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作在爆震的臨界狀態(tài)，從而獲得最大的輸出扭矩。

五、爆震強(qiáng)度判斷及注意事項(xiàng)

爆震強(qiáng)度的判斷通常是根據(jù)爆震信號(hào)超過基準(zhǔn)值得次數(shù)來判定的。超過爆震基準(zhǔn)值得次數(shù)越多，爆震強(qiáng)度越強(qiáng)，反之，爆震越弱。

其中a——?dú)飧變?nèi)壓力曲線b——過濾后的壓力曲線c——傳感器信號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)體振動(dòng)頻率頻繁而劇烈，為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，通常要設(shè)定爆震控制范圍，即爆震控制并非在任意時(shí)刻都采用閉環(huán)控制，而是在識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火后爆燃且可能發(fā)生的一段曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，只有在此范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)才允許對(duì)爆震信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，即采用閉環(huán)控制方式控制點(diǎn)火提前角。

理論和事實(shí)證明，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷低于某一值時(shí)，一般不會(huì)出現(xiàn)爆震。此時(shí)點(diǎn)火控制采用開環(huán)控制。

六、結(jié)束語

從上述內(nèi)容可看出爆震控制在現(xiàn)代汽車電子控制中的重要地位，通過采用爆震傳感器的爆震控制來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火提前角的閉環(huán)控制，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得大功率提供了有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]舒華，姚國(guó)平.汽車電子控制技術(shù).北京：人民交通出版社，2008，01.

[2]馮崇毅.汽車電子控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006,01.

[3]解福泉.電控發(fā)動(dòng)機(jī)維修.北京：高等教育出版社，2007，05.

[4]潘旭峰.現(xiàn)代汽車電子技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.

【摘要】本文從壓縮比與發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力關(guān)系入手，針對(duì)目前汽車上應(yīng)用廣泛的控制內(nèi)容——爆震控制，作了簡(jiǎn)要的分析，并列舉了高壓縮比對(duì)爆震的影響及爆震的一些危害，簡(jiǎn)要闡述了電子爆震控制即閉環(huán)控制的優(yōu)點(diǎn)、方案設(shè)計(jì)及具體操作等。

【關(guān)鍵詞】壓縮比自燃爆震閉環(huán)控制