發動機怠速

發動機怠速是發動機運行工況之一。GB18285-2005《點燃式發動機汽車排氣污染物排放限制及測量方法（雙怠速法及簡易工況法）》：怠速工況指發動機無負載運轉狀態，即離合器處於結合位置、變速器處於空擋位置（對於自動變速箱的車應處於“停車”或“P”檔位）；採用化油器供油系統的車，阻風門應處於全開位置；油門踏板處於完全鬆開位置。

發動機怠速性能對排放、油耗和舒適性有較大影響，因此，發動機怠速性能是評價發動機性能的重要指標。怠速時，發動機與傳動系統分離且油門踏板完全鬆開，發動機僅克服自身阻力運轉，沒有對外輸出功。發動機怠速時的轉速稱為怠速轉速，怠速轉速不宜過高或者過低，過高會使油耗增加，過低會使發動機怠速轉速不穩。保證發動機穩定運轉的最低怠速轉速為最佳怠速轉速。一般車用柴油機怠速轉速在500~800r/min，汽油機怠速轉速在700~1000r/min。

基本介紹

• 中文名：發動機怠速
• 性質：發動機空轉時
• 意義：出功不出力
• 分類：物理

怠速性能對柴油機性能的影響

排放性

由於柴油機怠速時壓縮溫度、壓力較低，燃油霧化不好，混合氣形成不均，燃燒不充分，使得排放性能變差。在怠速小負荷工況下，HC和顆粒的排放量均較高。因此,改善柴油機怠速性能對提高其排放性能指標具有重大意義。

操縱性和舒適性

車用柴油機怠速時運轉不穩，致使柴油機輸出扭矩波動，從而激起整個驅動系統的扭振，這種車輛以低頻（小於5Hz）前後震動的現象，稱為車輛的喘振，它不僅會引起車身振動，使車輛的操縱性能變壞，降低了汽車的舒適性，而且還會產生較大的噪聲，影響傳動系統的壽命。柴油機的運轉不穩還會產生車輛的上下振動，由於驅動系統的反作用，車輛的上下運動引起車輛的前後顛簸，這種顛簸對乘坐舒適性有重大影響。另外,柴油機難以在某些低速區域內穩定運轉，易產生髮動機轉速飛升現象，在外界負荷作用下也可能產生失速等現象，這些現象對車輛的操縱性能都有很大影響。

其他性能

怠速性能還會對柴油機其它性能產生影響。中低速柴油機的轉速工作範圍較窄，當出現怠速不穩定現象時，勢必造成利用怠速轉速升高的方法來提高怠速的穩定性，從而使得柴油機工作轉速範圍進一步變窄，這將使發動機燃油經濟性變差，還會影響發動機與傳動系的匹配。

柴油機怠速不穩定分析

在柴油機怠速性能中，穩定性能是個比較重要的指標，柴油機出現怠速轉速不穩的原因主要有以下幾方面：

（1）怠速時氣缸漏氣量較大，氣缸內能量損失多，使得壓縮溫度和壓力較低，燃油霧化不好，燃燒波動較大；

（2）怠速時供油量較小，各缸供油量的微小變化就會導致各缸工作狀態的不同。這種怠速時各缸供油量的不均勻會導致柴油機的怠速游車現象；

（3）柴油機的直噴化使得噴油壓力向高壓化發展，特別是多孔噴油器的採用，使得噴嘴在提供小油量時精度不高，易波動，柴油機供油不穩定是導致怠速不穩定的重要原因；

（4）噴油系統的使用時間增長和噴油系統的老化，使得各個氣缸的噴油嘴、出油閥等部件出現差異，導致油量的進一步不均勻，加重了怠速轉速的波動。

怠速性能對汽油機的影響

經濟性

由於發動機經常需要工作在怠速狀態下，據統計城市機動車約有30%的燃料消耗在怠速階段。因此降低怠速工況的燃油消耗是十分重要的，這也是怠速控制的要求。而降低怠速燃油消耗的主要措施是降低怠速轉速。國外的研究表明，怠速轉速每降低100r//min，相當於每加侖汽油多跑一英里。這就要求發動機怠速工況下，當受到外界干擾時轉速不能偏離理想怠速轉速太多；

排放性

汽油機在怠速工況下，缸內殘餘廢氣很多，為保證燃燒穩定，需要加濃混合氣，因而燃燒不完全，產生大量CO和HC有害排放物。實驗證明怠速轉速越低，廢氣的稀釋作用越明顯，這會使CO和HC的排放濃度進一步增加，所以提高怠速轉速對減少CO和HC的排放是有利的。相關資料和實驗證明當汽車發動機怠速轉速從700r/min訊提高到800r/min，CO下降10%，HC排放量下降15%。綜合燃油經濟性和廢氣排放法規定，汽油機怠速控制的目標應為在儘可能低的CO和HC排放下，保持怠速工況在較低的轉速下運行平穩。因此，為了滿足日益嚴格的排放法規的要求，儘可能的降低怠速轉速並保持怠速轉速的穩定性顯得尤為重要。這是國內外廣大發動機電控研究者面臨的一大難題。