Оптимальное управление двигателем в поле эксплуатационных режимов

Сложная система управления обеспечивает на всех режимах поддержание отношения «воздух-топливо» в пределах 14,6 . 14,7, а остальная часть заряда дополняется отработавшими газами. На малых нагрузках их относительное количество в рабочем теле может достигать 70%. Постоянство состава обогащенной смеси и ее повышенная за счет отработавших газов температура позволяет использовать стандартные трехкомпонентные нейтрализаторы.

Зажигание смеси обеспечивается искровыми разрядами между электродами. Один из них, к которому подводится высоковольтный импульс, выполнен заодно с форсункой. «Массовым» является боковой Г-образный электрод, образующий с центральным зазор в 3 .5 мм, а также выступ в поршне (искровой зазор 1 мм). Первый работает при частичных нагрузках и за счет высокой энергии (80 мДж) и размера искры обеспечивает раннее и надежное воспламенение смеси с большим содержанием отработавших газов. При полной нагрузке искра образуется во втором искровом зазоре, равном 1 мм. Двигатель с процессом SCC укладывается в самые жесткие нормы по выбросам вредных веществ.

Кроме качественного регулирования, улучшающего показатели двигателей на режимах малых нагрузок, может использоваться альтернативный прием - сужение необходимого диапазона нагрузочных режимов в области наиболее благоприятных условий эффективного энергопреобразования.

В систему оптимального управления входит также установка на каждом режиме оптимального угла опережения зажигания.

Серийные центробежные и вакуумные регуляторы не обеспечивают необходимой точности выполнения этой программы, а главное, не реагируют на многие дополнительные факторы.

Наиболее полно эти сложные оптимизационные программы (рис. 1.2.2) можно реализовать в электронных системах зажигания с помощью микропроцессоров.

Рис. 1.2.2 Программа оптимального управления углом опережения зажигания

Применение таких систем наряду с ужесточением допусков на отклонение от оптимальных углов опережения позволяет повысить степень сжатия и несколько снизить расход топлива.

В ряде случаев управление углом опережения зажигания осуществляется за счет постоянного его удержания на границе возникновения детонации, т.е. по адаптивному принципу. С этой целью двигатели снабжаются пьезокерамическим преобразователем DD, который реагирует на вибрации конструктивных элементов, возникающие при детонационном сгорании. Система управления работает в режиме постоянных принудительных колебаний угла опережения, причем в каждом цикле увеличение угла ограничивается по сигналу преобразователя детонации, а уменьшение осуществляется на установленную величину. Такая система позволяет дополнительно увеличить степень сжатия двигателей, максимально снижает ухудшение эффективности энергопреобразования при использовании топлив с понижены октановым числом.

Однако, наиболее перспективной представляется программа, учитывающая термодинамические процессы в цилиндрах двигателя при сгорании топливно-воздушной смеси.