发动机匹配工作过程详解

发动机匹配是汽车工程中的一个关键环节，它涉及发动机及其相关附件与整车性能的协同优化。这一过程不仅要求技术上的精确性，还需要时间上的合理安排。以下是对发动机匹配工作过程的详细阐述。

一、匹配准备1. 在台架上安装发动机及其相关附件

发动机匹配工作的第一步是在台架上安装发动机及其相关附件。这包括发动机本体、进气系统、排气系统、冷却系统、燃油系统以及电子控制系统等。所有附件的安装必须严格按照设计要求进行，确保连接可靠、布局合理。

2. 匹配车匹配检查和准备

为了使匹配数据能够覆盖制造上的公差，每一种状态的车型必须有两辆以上的匹配车。这些匹配车将用于后续的实车测试，以验证台架匹配结果的准确性和可靠性。在匹配车准备阶段，需要对车辆进行全面检查，确保车辆状态良好，无故障隐患。

二、发动机台架基本匹配（约40工作日）1. 传感器信号检查（约3天）

传感器是发动机电子控制系统的重要组成部分，它们负责将发动机运行中的各种物理量转化为电信号，供ECU（电子控制单元）进行分析和处理。因此，在匹配开始前，必须对所有传感器（如水温传感器、空气温度传感器、HFM等）的输入和输出信号进行检查，确保信号准确、可靠。同时，还需要检查各执行器（如炭罐电磁阀、喷油嘴、点火线圈等）的工作状态，确保它们能够正常响应ECU的指令。

2. 标定喷油结束时间（约2天）

喷油结束时间决定了燃油的雾化效果以及混合气的形成质量，这将直接影响到发动机的燃烧情况。因此，需要对喷油结束时间进行标定。标定过程中，主要以尾气中的HC（碳氢化合物）排放含量为指标，通过调整喷油结束时间，找到使HC排放最低的最佳值。同时，还需要绘制空燃比脉谱图和点火定时脉谱图，为后续的匹配工作提供基础数据。

3. 标定负荷模型（约15天）

精确地判断进入汽缸的新鲜空气量是发动机控制的基础。然而，由于进气脉动、汽缸中残余废气的存在以及废气再循环、曲轴箱通风和油箱通风等因素的影响，使得完全依靠传感器来精确判断进气量变得困难。因此，需要建立负荷模型来模拟和计算各种工况下的进气特性。负荷模型的标定过程涉及进气压力、燃油消耗量、原始排放和空燃比等多种参数的测量和分析，以及一系列数学模型和函数的运用。标定所需的工作量随系统配置的复杂程度而变化，如可变进气系统、可变气门正时系统、废气再循环系统和废气涡轮增压系统等都会增加负荷模型的匹配时间。

4. 标定喷油量（约2天）

在负荷模型匹配完成后，可以按照理论计算得到在各工况点让空燃比λ=1的喷油量。然而，由于供油系统也存在偏差，导致在某些情况下空燃比会偏离1。因此，需要对喷油量进行修正，以确保空燃比始终保持在最佳范围内。修正过程中，需要综合考虑进气量、燃油消耗量和空燃比等多种因素，通过调整喷油量来实现空燃比的精确控制。

5. 扭矩模型（约15天）

发动机的扭矩是发动机控制系统的中心变量。因此，需要匹配发动机在各种转速和节气门开度下所能发出的最大扭矩，这是发动机扭矩控制的基础值。匹配过程中，需要保持空燃比等于1以及各种点火提前角等条件不变，通过测量发动机在不同工况下的扭矩输出，得到发动机扭矩与转速、节气门开度等参数之间的关系。此外，还需要测量在不同空燃比和点火角情况下的扭矩输出，得到关于空燃比和点火角的效率特性。这样，在后续的发动机控制中，只需要提到发动机的扭矩以及实现该扭矩的空燃比和点火提前角效率，发动机控制系统就可以计算出相应的进气量（节气门开度）、喷油量和点火提前角。

6. 标定点火提前角（约4天）

点火提前角对发动机的扭矩输出和燃油经济性具有重要影响。因此，需要对点火提前角进行标定。标定过程中，需要控制空燃比λ=1，并在不发生爆震的前提下寻找使输出扭矩最大的点火提前角。这需要综合考虑发动机的转速、负荷、冷却水温等多种因素，通过调整点火提前角来实现扭矩的最大化。同时，还需要注意爆震控制的匹配（见下文三、爆震控制匹配），以确保点火提前角的设定不会引发爆震问题。

7. 匹配数据校验（约2天）

在完成各项标定工作后，需要对试验数据进行分析和校验。这包括将相关的匹配数据填入模型，并将数据模型的输出与实际发动机台架输出进行比较。通过比较和分析，可以发现并校正偏差，确保匹配结果的准确性和可靠性。

8. 外特性（约2天）

外特性是指发动机在节气门全开的条件下所表现出的性能特性。在完成爆震和三元催化器过热保护的匹配后，需要对发动机的外特性进行标定。标定过程中，需要在每个转速点通过调节λ（调节全负荷加浓系数）来使发动机达到设计最大的功率和输出扭矩，同时尽可能地降低比油耗。这需要综合考虑发动机的进气量、喷油量、点火提前角等多种因素，通过调整这些参数来实现发动机性能的最优化。

三、爆震控制匹配

爆震是发动机运行过程中的一种异常燃烧现象，它会对发动机的寿命和性能造成严重影响。因此，在发动机匹配过程中，需要对爆震控制进行匹配。这包括爆震传感器的安装和调试、爆震识别算法的编写和优化以及爆震控制策略的制定和实施等。通过爆震控制匹配，可以实现对爆震的实时监测和有效控制，确保发动机在各种工况下都能稳定运行。

需要注意的是，爆震控制匹配需要与点火提前角标定相结合进行。在点火提前角标定过程中，需要逐步增加点火提前角并观察爆震情况。当爆震发生时，需要立即调整点火提前角并采取相应的控制措施来消除爆震。通过反复试验和调整，可以找到最佳的点火提前角和爆震控制策略。

综上所述，发动机匹配工作过程是一个复杂而精细的过程。它涉及多个环节和多个参数的标定和调整，需要工程师们具备扎实的专业知识和丰富的实践经验。通过科学合理的匹配工作，可以确保发动机与整车性能的协同优化，提高汽车的动力性、经济性和排放性能。