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摩托车发动机在低温环境中的冷启动通常会有启动困难的问题,并且有害排放物大量增加。而我国摩托车保有量逐年增加,部分地区处于低温的时期较长,因此,改善摩托车发动机在低温环境中的启动性能,控制发动机低温冷启动有害排放物具有重大的意义。 本文首先基于GT-Power软件建立了一款进气道喷射的摩托车发动机的仿真模型,基于该仿真模型,对发动机进气道流动特性进行了分析研究,计算分析了不同转速及负荷对发动机进气道压力及流过气阀的气流流速的影响。然后对发动机启动过程的低转速工况下发动机压缩上止点缸内压力及温度进行了计算,分析了低温状况下发动机缸内燃油蒸发状况,为后续建立发动机低温启动过程的燃油喷射补偿模型奠定了理论基础。 针对影响发动机低温启动的主要因素建立了发动机低温启动喷油补偿控制模型。模型主要分为三个部分:缸内壁面温度模型,用于预测发动机缸内壁面温度变化;进气道油膜模型,用于预测进气道油膜量的变化,实现对启动过程中由于油膜效应造成的进入缸内燃油量减少的补偿;冷启动模型,实现对冷启动过程喷射燃油的补偿。对建立的燃油补偿控制模型进行了实验研究,三个模型均能够与实验测量结果相吻合,能够保证低温环境中发动机在最佳空燃比下顺利启动,既大大改善了发动机的低温启动性能,又能够将有害排放物控制在合理的范围内。 针对FAI体系的开发和应用,开发了基于LabVIEW的FAI发动机开发及测试系统软件。能够实现发动机实验测试数据采集、基于模型的参数标定及辨识、远程数据监控及诊断等功能,可以简化标定过程,大大缩短发动机的开发时间。