发动机台架匹配介绍.doc

发动机台架匹配介绍

1． 台架准备
测量点及测试传感器安装。台架设备一切正常，包括Horiba计算的λ应该与LA2或LA3的测量值接近，油耗仪的Be计算，冷却系统，机油都正常等等。
1．1 喷油器准备
发动机各缸的燃烧应该是均匀的，为了保证这一点，也为了在今后的各缸燃烧均匀性测试中减少不必要的出错环节，在一开始为台架发动机配置喷油器时就应该挑选各种性能均接近的喷油器。
喷油器的性能包括很多方面，选择喷油器时的主要依据是静态流量和动态流量。虽然厂家提供的喷油器的性能已经很接近了但因为匹配用的发动机的燃烧均匀性要求更高，所以需要从产品中挑选性能更接近的喷油器。原则上所选的不同喷油器之间的静态流量和动态流量差异均不能大于1％。
1．2 密封性测试
在台架准备完之后，应该彻底检查发动机及台架上各种测试设备连接处的密封性。通常应使用压缩空气和肥皂泡。应检测的地方包括：节气门体与进气歧管的连接处，进、排气歧管、喷油器与发动机的连接处，氧传感器、Horiba在排气歧管上的气体检测管与排气歧管的连接处。

1.3 缸压测试
对各缸应进行缸压测试，作为比较各缸均匀性的辅助手段。各缸缸压和压差应在发动机说明书允许的范围内，各缸压差应小于3％。

1.4 各零件测试
在做基本匹配前应该测试各个传感器是否正常。将各个传感器信号接至示波器，有必要时进行Hardcopy打印备案。
爆震传感器：在低转速下增加负荷，使发动机发生爆震，检查爆震传感器有无爆震信号。应该注意在TN方波信号后方出现的才是爆震信号，在其它地方出现的振动波形是干扰。爆震传感器的测试十分重要，如果爆震传感器失灵，有可能导致发动机烧毁。
霍尔传感器 (M1.5.4带分电器）：检查第一缸的缺口信号是否比其它各缸长，且能有明显区别，否则第一缸将不能判别。应检查Ramcell ZYL1是否是1，即已判别出第一缸。
进气压力温度传感器：检查压力信号是否正常。
喷油器：检查喷油信号长度是否和Ti一致
线束：根据ECU接线图(Anschlussplan)检查各传感器是否正确连接，信号强度是否正常。

1.5 各信号检查
应检查一些VS100中常见信号的正确性，看看它们是否在正确的范围内。这些信号（Ramcell）包括：
ZWOUT 点火提前角
TMOT 发动机温度
TANS 进气温度
PU 大气压
XWDKBL 基于怠速节气门开度的节气门开度
XWDK 绝对节气门开度，最大值应该接近90℃ 等等

1.6 点火正时调整
将pin51短接（M1.5.4带分电器），稳定点火角，在WZVAB中设置点火提前角，运转发动机，用点火正时枪测试此时的点火提前角，调整分电器直至从点火正时枪推算出的点火提前角和WZVAB中设置的相同。WZVAB中设置的值应该与此型号化油器发动机的点火正时角相同，以利于在飞轮上找寻正时标记，并方便以后生产时的点火正时操作。

1.7 气门正时调整
检查气门正时，确保其正确。

1.8 各缸燃烧均匀性测试
图1:各缸燃烧均匀性测试结果图

为了了解发动机各缸燃烧均匀性，需要进行各缸燃烧均匀性测试。各缸燃烧均匀性取决于很多因素，在选取了性能很接近的喷油器后，各缸燃烧均匀性将主要取决于进气歧管。
各缸燃烧均匀性的测试主要是在台架上依次测量Horiba计算得到的各缸λ和总的混和气的λ，进行记录并进行比较。考虑到λ的不稳定，测量的平均次数不可过少，总的测量时间应该适中，以避免工况的突然变化和
平均次数不足造成的测量失败。在此次基本匹配中，平均次数和每次测量
时间分别为：40次和500毫秒。测量的转速应在1000至6000rpm之间每隔500rpm选取一个转速，负荷应使P_HAB从300直至满负荷每隔100mbar选取一个转速。所得到的数据可以画成如图1所示的较直观的图。在匹配的同时还应该从示波器上将测得的进气压力信号存盘打印，以便今后查找问题时可提供相应的论据。
一般而言，各缸的λ值在同样的工况下相差不能大于3％。如果在大量的工况下大于3％，则应向客户说明情况并建议更改进气管。

1.9 发动机性能测试
准备工作完成后，应进行发动机性能测试，找出最大的扭矩、功率和最小油耗。如果发动机性能明显有问题，应重新检查以上的准备工作。

2. 基本匹配

2.1 匹配准备
将爆震控制打开，TMKR=39.8℃,检查Ramcell SIFRKR是否是0，高负荷下KLSCHB是否是1，在高转速高负荷下确保发动机安全。

2.1.1 置所有状态为部分负荷
基本匹配应在部分负荷状态下进行。通过将节气门开度怠速门槛WDKSLN全置0，节气门开度全负荷门槛WDKVLN全置90可以使ECU认为任何工作点都是部分负荷。

2.1.2 关闭怠速执行器（步进电机）

将KFQSTP全置0，检查步进电机是否到0，即Ramcell XMOMPOS是否为0，如不正常，应将CVSOLLHA从0调至255再调回0，以使步进电机复位。
通常用油门可以调节Tl，但在某些低负荷工况，即使全关油门也不能达到所需的低负荷，这时需要将KFQSTP全部设成需要的值并不断改变直至得到所需的低负荷。这些低负荷点代表滑行时的工况，不能随便不做。在改变KFQSTP前应将TLAEO和TLAEU设为最大值，防止步进电机做自适应。

2.1.3 关闭滑行断油
将NWEM=7000，使喷油器在关闭节气门时一直喷油。

2.1.4 关闭所有喷油加浓控制
在做基本匹配之前，应该关闭所有的喷油加浓控制，如表1所示：
功能函数
所修改的Label
需检查的Ramcell
大气压力修正
PUBAS=
当天的大气压
XFDKHAB_B=1.00
起动修正（包括冷、热、重新起动）
不修改，但需要等发动机完全起动后1min

λ修正
KFLF全置1.0，TMRA1=TMRA2
=TMRAA=125℃
XFR=0
XFRA＝1.0
XTRA=128 XDTV=128
碳罐修正
TMTE=125℃
TE=0
因点火提前角变化引起的修正
TMESZW=125℃
B_ESZW=0
发动机、进气温度修正
KFTK全置1.0
FKTK=1.0
进气温度修正
FANS全置1.0

催化器保护修正
FGAT2=FGAT3=1.0

爆震控制到达边缘时的修正
NDWKRA=7000
KFFDWKRA=1.0
XFDWKRA=1.0
暖机修正
视KFWL和FWLM最大的自变量Tmax而定，通常为80℃
如TMOT>Tmax则不需要改变Label
如TMOTTmax
催化器预热修正
TKHMX=0
KFFKH全置0
B_KH=0
基本喷油修正
FGAT0=1.0
XFKH=128, XFKL=0
高度修正
FHK1,FHK2=1.0

起动后修正
FNSA,FNSM=0
可以不修改
XFNSM=XFNSA=0
中国功能修正

B_DWKRA=0
过渡工况控制
DLUKW=255
KLWF=0
TEBAU=0 TEVAU=0
XTEKUG_H＝0
B_BAG=0
B_VAG=0
表中的某些加浓控制将视需要在作某些Label的匹配时打开。

2.2 TVUB匹配
在匹配前应该检查供电电压对喷油器喷油量的影响，为此需要对TVUB进行匹配。TVUB的匹配原理如图2所示。
由于电压过低，在喷油器得到电压的一开始，喷油器并不喷油，在供电压T毫秒后才开始喷油。TVUB就是为了补偿不喷油的时间而顺延的T毫秒的值。如图2所示，作一组不同供电电压下TI与油耗的曲线。如果TVUB正确则每一根线都应该经过原点。或者将TVUB全部充零后，作相同的曲线，每一根曲线与X轴的交点离原点的距离即为该电压下的TVUB。
一般而言，类似的ECU的TVUB线是互相平行的，在已有其它ECU的TVUB数据时，可以仅作两个电压下的TVUB，然后通过这两点作已有TVUB线的平行线得到现有车型的TVUB线。这仅指理论上而言，在实际中，最好作出所有电压下的数据，而用与其它ECU的TVUB线是否平行作为检验。

图2:电压修正匹配试验结果图

2.3 ％GGDF匹配

2.3.1 FPRGS匹配
FPRGS是一个常数，从FPRGS可以得出缸内剩余压力，FPRGS的计算公式如下：

其中k为绝热常数1.4，e为天津夏利发动机的压缩比9.5。

2.3.2 KDS匹配
KDS在预给的HEX文件中已经预置，不能改变，应该事先和软件工程师联系确定。

2.3.3 KFPABG匹配
KFPABG标定了排气压力，它参与TLROH_W的计算，对TLROH_W的影响小于5％。Horiba对KFPABG的影响很小，但在匹配时最好关闭Horiba。
在将PUBAS设为当日大气压后，XFDKHAB_B变为1。将各个工作点上的由台架测得的P_Exh填入KFPABG。
此项匹配应在1天内完成，以保证PUBAS不变化。在完成此项匹配后，不再改变PUBAS。

2.3.4 KFTK匹配
匹配KFTK需要确定的进气温度TANS，应在高温室和低温室进行，在基本匹配时如果没有相类似的发动机中的数据，可在有条件的情况下进行匹配或全置1。匹配过程如下：
1) 将30℃TANS的KFTK全置1，选定一中等转速和负荷，如n=2500rpm，TL=4ms，改变FGAT0，使得λ=1。
2) 用各种方法冷却或加热进气，改变KFTK，使得λ=1。

2.3.5 KFFPS匹配
KFFPS是关键的Label，它取决于进气管的形状。在如表1所示，关闭这些喷油加浓控制后，保持部分负荷条件，逐点标定KFFPS，使得λ＝1.0，前提是氧传感器陶瓷体尖的温度不超过TKU规定的值（850℃），催化器内部温度不能超过催化器生产厂家规定的值（850~950℃），如果超过则应加浓以冷却排气温度，保证长时间内上述两个条件得到满足。

2.4 KFLF，KFLFL，KFLFLS，KFLFV和TLRAN匹配
在如表1所示，关闭这些喷油加浓控制后，保持部分负荷条件，标定高速高负荷的KFLF，前提是氧传感器陶瓷体尖的温度不超过TKU规定的值（850℃），催化器内部温度不能超过催化器生产厂家规定的值（850~950℃），如果超过则应加浓以冷却排气温度，保证长时间内上述两个条件得到满足。
将节气门开度怠速门槛WDKSLN全置90，可以使ECU认为任何工作点都是怠速负荷，保持怠速条件，逐点标定KFLFL，使得λ＝1.0。
将判缸识别ZYL1DK8KL全置0，可以使ECU不再进行判缸，保持同步喷射，调整KFLFLS，逐点标定KFLFLS，使得λ＝1.0。
将节气门开度全负荷门槛WDKVLN全置0，可以使ECU认为任何工作点都是全负荷，保持满负荷条件，标定高速高负荷的KFLF，前提是氧传感器陶瓷体尖的温度不超过TKU规定的值（850℃），催化器内部温度不能超过催化器生产厂家规定的值（850~950℃），如果超过则应加浓以冷却排气温度，保证长时间内上述两个条件得到满足。
当TL大于TLRAN中的数值时，λ控制将被切断。匹配的原则是在打开λ控制 (TMRA1=20，TMRA2＝20) 时，检查催化器中的温度，能使催化器保持在安全温度范围内的最大TL为TLRAN中的数值。

2.5 KFZW、KFZWL和WVLN匹配
KFZW决定了各工作点的基本点火提前角。它对λ的影响不大，但对扭矩和功率影响很大。在匹配前应打开爆震控制，爆震控制应在这之前完成。在各个工作点，调整KFZW，以得到最大扭矩，最大功率和最小排放，如果不能同时达到这些目标，则应作出折中选择。为精确起见，应在最大扭矩点附近做2~3次测量，并作出相应的点火提前角与最大扭矩，点火角和排放(CO，HC和Nox浓度)的曲线备查。当扭矩在发生爆震之后还在增加，应该注意，使得WKR(1…n)在0~3度之间，如果超出3度则表明爆震较厉害，应将KFZW退回3度；如果WKR(1…n)一直是0则表明还有余量增加扭矩。如果单独有一个缸点火提前角推迟得特别厉害，则有可能是误报。
将节气门开度怠速门槛WDKSLN全置90，可以使ECU认为任何工作点都是怠速负荷，保持怠速条件，调整KFZWL，保证扭矩、功率最大，排放最小。在以后的怠速匹配中，可根据需要再行修改。
将节气门开度全负荷门槛WDKVLN全置0，可以使ECU认为任何工作点都是全负荷，保持满负荷条件，调整WVLN，保证扭矩、功率最大。

2.6 KFWEB匹配
将喷油信号和TN信号同时接入示波器，改变KFWEB的数值，检查喷油正时是否改变，并进行记录，匹配原则是使得燃料在进气门打开之前喷到进气门前。匹配时改变KFWEB确定排放有无明显改善。

2.7 TLW匹配
TLW是由节气门位置传感器信号确定的负荷。
匹配步骤如下：
1) TLAEO＝最大值，TLAEU＝最大值
2) FQWBL＝0
3) KFQSTP＝0
4) WDKHKN＝90，XFDKHAB_B=0
5) KFTK＝1.0
6) 匹配KFTLW，使得TLW＝TL
7) 匹配QLLDK，在节气门和步进电机关闭后，发动机转速达到2000rpm时，QLLDK=Q02
8) 恢复KFQSTP，在PS/PU<0.53，PAB_H<530hPa时，调整FQWBL，使得TLW=TL，在不同Qsol下，检查FQWBL是否使TLW=TL
9) 检查KFTLW，使TLW＝TL

2.8 负荷特性测量
最后，应进行负荷特性的测量，给出油耗、λ、排放、节气门开度、进气压力、进气空气量、排气温度、排气背压等的万有特性曲线。