基于氧传感器的汽车排放性能优化研究

发布时间：2017-10-09 15:36

  本文关键词：基于氧传感器的汽车排放性能优化研究

  更多相关文章： 氧传感器 空燃比控制 冷起动 汽油发动机 排放

【摘要】：随着汽车工业的飞速发展,随之而来的环境污染问题也日益严重,从而促使汽车排放法规越来越严格,对各大汽车企业来说,如何降低排放污染物是目前的一个首要技术研究方向。因此,与之相关的零部件研发及应用也是极其必要的。试验数据表明,整车测试过程中THC和CO排放量的50%至80%都出现在冷起动阶段,因此,冷起动阶段的排放优化工作是目前发动机排放性能优化的关键。为了使三元催化器能够在最佳转换效率下工作,并充分净化排气来满足越来越严格的排放法规,目前一般采用的方法是由氧传感器输出空燃比信号,反馈给ECU,ECU经过内部计算而对喷油脉宽进行修正,使实际空燃比接近理论空燃比,即空燃比闭环控制。而在冷起动过程中,由于要保证起动的可靠性,发动机控制系统会通过调节喷油脉宽使得混合气偏浓,这就会导致冷起动初期THC排放急速上升,而且由于还未过露点,氧传感器无法达到有效的工作温度输出空燃比反馈信号,从而无法实现空燃比闭环控制,控制系统只能根据理论计算调节喷油脉宽,对空燃比的控制不精确,从而导致大量的排放污染物产生。氧传感器作为发动机排放控制中的一个重要零件,对空燃比闭环控制及优化排放性能十分关键。传统的两点式氧传感器由于其在理论空燃比附近输出信号会出现跳变的特性,不能精确地反馈空燃比只能区分混合气偏浓还是偏稀,因此即使进入闭环,控制系统也无法精确地对空燃比进行控制修正,存在偏差。而宽域型氧传感器可以在较宽的范围内连续地输出空燃比信号,使控制系统能否精确地对空燃比进行控制修正,在目前排放法规越来越严格的情况下,宽域型氧传感器的运用也越来越广泛。同时,为了更好地降低冷起动阶段的排放,现在有了一种新的无露点氧传感器,在冷起动阶段无需过露点,可直接对氧传感器进行大功率加热,尽快使其达到有效工作温度,从而尽早地进入空燃比闭环控制。经过试验验证,通过对空燃比的精确控制,使空燃比维持在理论空燃比附近,可有效地降低冷起动阶段THC排放量,从而降低整个排放测试阶段的排放污染物,以满足更高的排放法规要求。
【关键词】：氧传感器 空燃比控制 冷起动 汽油发动机 排放
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U464.134.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 前言10-11
• 1.2 研究氧传感器及空燃比控制的意义11-14
• 1.3 国内外氧传感器及空燃比控制研究概况14-15
• 1.3.1 氧传感器主要类型及运用14-15
• 1.3.2 空燃比控制研究15
• 1.4 本论文主要研究意义和主题框架15-16
• 第二章 氧传感器应用研究16-30
• 2.1 氧传感器的基本结构及原理16-25
• 2.1.1 两点式氧传感器16-20
• 2.1.2 宽域型氧传感器（空燃比氧传感器）20-24
• 2.1.3 宽域型氧传感器与两点式氧传感器对比24-25
• 2.2 无露点氧传感器25-29
• 2.2.1 如何实现无露点25-27
• 2.2.2 无露点氧传感器的优点27-29
• 2.3 本章小结29-30
• 第三章 空燃比控制策略研究与氧传感器露点标定30-41
• 3.1 空燃比闭环控制30-33
• 3.1.1 前氧闭环控制31-32
• 3.1.2 后氧闭环控制32-33
• 3.2 清氧控制33-34
• 3.3 混和气自学习模型34-35
• 3.4 氧传感器露点标定35-40
• 3.4.1 露点与氧传感器加热36-38
• 3.4.2 标定方法38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 试验效果研究41-53
• 4.1 发动机台架试验41-49
• 4.1.1 试验对象及试验设备41-42
• 4.1.2 试验原理及目的42-43
• 4.1.3 试验数据分析43-49
• 4.2 整车排放试验49-52
• 4.2.1 试验对象及试验设备49
• 4.2.2 试验原理及目的49-50
• 4.2.3 试验数据分析50-52
• 4.3 本章小结52-53
• 总结与展望53-55
• 总结53
• 展望53-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果58-59
• 致谢59-60
• 附件60

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本文编号：1000989