缸内直喷汽油机电控系统研究：燃油喷射与闭环控制

"直喷式汽油机电控燃油喷射系统及闭环控制算法的研究" 直喷式汽油机电控燃油喷射系统是现代汽车发动机技术中的一个重要组成部分，它涉及到内燃机的性能优化、排放控制以及燃油效率的提升。这种系统通过精确控制燃油喷射时间和量，以实现更高效、环保的燃烧过程。本文主要由大连理工大学蒋坚博士撰写，指导教师为高希彦教授，专注于缸内直喷式汽油机的电控燃油喷射系统及其闭环控制算法。 直喷式汽油机的优势在于能够结合柴油机和汽油机的优点。在部分负荷运行时，通过分层稀燃和质量调节，可以显著降低油耗，同时避免了节气门造成的流动阻力。在全负荷状态下，采用均质预混合燃烧，保持汽油机的高功率特性。此外，燃油的直接喷入使得缸内温度下降，增强了抗爆性，允许使用更高的压缩比，从而提高热效率。 论文首先介绍了缸内直喷汽油机的发展历程和特点，对比了进气道喷射与缸内直喷的区别，并讨论了直喷系统在燃油经济性、瞬态响应和冷启动HC排放上的优势。高压共轨燃油供应系统、旋流式雾化喷油器以及混合气分层等先进技术的应用，进一步提升了直喷汽油机的性能。 文章详细阐述了燃油喷射、油束雾化、蒸发、充量冷却以及混合气形成的过程，这些都是影响发动机性能的关键因素。作者还开发了一种“共轨一阀一嘴”式的喷油器，利用高速开关电磁阀的灵活性，实现了喷射参数的精确调控，最小循环喷油量可达0.9mg，实现了微喷技术。 对于发动机的控制，论文提出了基于宽带氧传感器的空燃比反馈控制系统，以提升燃油经济性和排放质量。在稳态工况下，通过PID控制器和宽带氧传感器信号，可以实现精确的空燃比控制。对于直喷汽油机的非线性动态特性，作者也进行了探讨，指出其过渡工况下的控制策略与传统汽油机有所不同。 总体来说，这篇博士论文深入研究了直喷式汽油机的电控燃油喷射系统，包括硬件设计（如ECU和喷油器）和软件设计（如闭环控制算法），并探讨了如何通过先进的控制策略来优化发动机性能，降低排放，提高燃油效率。这些研究成果对于推动内燃机技术的进步，尤其是在环保和能源效率方面，具有重要的理论和实践意义。