18、汽车发动机与智能设备技术研究

汽车发动机与智能设备技术研究

1. CRDI 发动机控制算法研究

1.1 CRDI 发动机简介

随着国内外对汽车环保要求的提高，传统柴油发动机采用的燃油直接喷射系统的喷射泵方法在满足尾气排放法规方面存在一定局限。为解决这一问题，Common Rail Direct Injection 发动机（CRDI）应运而生。它是一种电子控制共轨发动机，通过摒弃传统的喷射泵方法，减少了废气排放，满足了全球各国的尾气排放标准。

CRDI 系统由发动机控制单元（ECU）、独立于发动机转速运行的高压泵、储存高压燃油的共轨（Rail）以及将燃烧后的燃油喷入燃烧室的喷油器（Injector）组成。该系统先储存燃油，等待达到最佳燃烧效率点后再进行喷射，使燃油处于高压喷雾状态，从而提高了燃烧效率和燃油里程，显著减少了废气中的氮氧化物。ECU 通过分析来自传感器的发动机转速、曲轴角度、燃油压力、进气温度等信息，决定燃油的喷射量和喷射时间，以实现最佳喷射条件，进而提高燃油里程并减少有害废气的产生。然而，目前用户无法控制燃油的喷射量和时间，因为只有制造商才能更改 ECU 的部分程序和数据，特别是更改发动机控制算法非常困难，这给发动机性能改进和废气减排的测试与验证带来了挑战。

1.2 相关传感器研究

1.2.1 CKP 传感器（曲轴位置传感器）

曲轴位置传感器（CKP）用于计算发动机的转速和曲轴角度，通过检测带有 60 个齿的信号轮来确定基本燃油喷射量和喷射时间。每秒钟发生 1 个周期意味着 CKP 旋转 6°/s，由于信号轮每旋转一周有 60 个齿，每个齿对应 6°。信号轮由 58 个凸起和两个参考点（缺齿）组成，通过将曲轴的一周旋转除以 6