自适应控制点火正时降低汽油机冷启动污染物排放

摘要

随着全球汽车保有量的迅速增加,汽车排放的尾气给环境带来了越来越大的压力。汽油机作为绝大多数汽车的动力输出装置,在冷启动阶段排放的污染物占到了整个阶段的60%-80%,因此,降低冷启动阶段的污染物排放成了降低汽车排放的关键。目前,国内外学者对汽油机冷启动的污染物排放展开了一系列的研究。在这一背景下,该文采用自适应控制点火正时的方法来降低汽油机冷启动污染物排放,具有很大的实际意义。
　　 该文建立了一个汽油机冷启动阶段的排气管热力学模型。该模型通过零维模型中经典的质量燃烧率余弦函数,得到了不同点火提前角时不同曲轴转角对应的质量燃烧率。通过质量燃烧率与汽油的低热值计算,得到可燃混合气的放热流量。再通过工程热力学中的基本理论知识,建立起点火提前角与三效催化器入口处的热流量模型,即汽油机冷启动阶段的排气管热力学模型。在Matlab/Simulink中,对该模型进行建模仿真,得到不同的点火提前角对应的三效催化器入口处热流量曲线。
　　 该文建立了一个自适应控制点火正时系统,以汽油机的转速和三效催化器的温度做为反馈信号,适当地推迟点火提前角,使发动机的排气温度升高,缩短三效催化器的起燃时间,从而达到降低汽油机冷启动阶段污染物排放的目的。通过转速的检测,利用转速波动信号来诊断发动机在推迟点火提前角时是否出现失火现象,来确定点火提前角的推迟量。通过三效催化器的温度检测,来确定控制系统的结束时刻。