涡轮增压发动机SKYACTIV-G 2.5T开发⑦——低压燃料供给系统控制技术（下）

——部分内容节选《マツダ技報》

摘要

马自达创驰蓝天发动机序列中，主要都是自然吸气版本的发动机。其实，在北美市场，CX-9身上，也有一款涡轮增压发动机，这款发动机与传统涡轮增压发动机不一样，他克服了传统涡轮增压发动机涡轮迟滞的劣势，实现了与大排量NA同样的响应性和扭矩控制性，在常用的中低速工况下具有强劲的扭矩输出，并且，发动机的高效工作区间很大，在同级中具备领先的燃油经济性。在本文中，作者从一名开发工程师的角度，为大家介绍这款发动机引入的新技术。

本系列分为7篇来介绍：

1硬件设计（上）

2硬件设计（中）

3硬件设计（下）

4涡轮相关控制技术（上）

5涡轮相关控制技术（下）

6低压燃料供给系统控制技术（上）

7低压燃料供给系统控制技术（下）


本文介绍第七篇。

PS：内容具有一定深度，需要有专业背景的人才能理解，大家遇到不明白的可以在评论中提出，欢迎大家多多交流哈。

其他文章：

1新型SKYACTIV-G 2.5燃烧技术开发

2马自达GVC（G-Vectoring Control）系统开发解密

3发动机黑科技——可变排量技术（入门篇）

4发动机黑科技——可变排量技术（高阶篇）

5涡轮增压发动机SKYACTIV-G 2.5T开发①——硬件设计（上）

6涡轮增压发动机SKYACTIV-G 2.5T开发②——硬件设计（中）

7涡轮增压发动机SKYACTIV-G 2.5T开发③——硬件设计（下）

8涡轮增压发动机SKYACTIV-G 2.5T开发④——涡轮相关控制技术（上）

9涡轮增压发动机SKYACTIV-G 2.5T开发⑤——涡轮相关控制技术（下）

10丰田卡罗拉/雷凌双擎1.8L发动机省油技术解密（上）

11丰田卡罗拉/雷凌双擎1.8L发动机省油技术解密（下）

12涡轮增压发动机SKYACTIV-G 2.5T开发（六）——低压燃料供给系统控制技术（上）

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     我会先选出马自达技术报告比比较好的文章分享给大家，之后会给大家介绍丰田、大众、本田等产品的黑科技~希望大家多多支持。

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（接上文）

3.2 软件

低压燃油供给控制系统的软件流程图如图7所示，控制的核心在于燃压反馈控制和燃料汽化检出控制，这里进行说明。



图7 软件控制流程图



（1）燃压反馈控制

根据燃油的饱和蒸汽压特点，根据现在燃油温度来判断燃油管路中部发生燃油汽化的最低燃油压力，将其设定为低压燃油供给控制系统的目标燃压。进一步，根据这个目标值和低压燃压传感器的实测值相对比，通过对一致性进行反馈，从而提高控制精度。

控制器在台架和整车上对控制性进行验证，将反馈和前馈控制综合起来。理论上比目标燃压的情况不会发生，因为比目标燃压低的话就会发生燃油汽化，提高压力。但是会受到乱流的影响导致信号不稳定，因此设计了一套增益（gain）前馈控制逻辑，在保证实际燃压在目标燃压以上的基础上，实现了响应性和控制性的统一。

（2）燃油汽化检出和控制

当低压燃油管路中燃油汽化发生的化，高压燃油喷射系统就无法按照正常的喷射量进行喷射，在驾驶性上和发动机运行上会出现问题。所以必须保证无论任何工况下，都不会出现燃油汽化。研发中对全世界各种燃料的性状进行调查，做了大量可靠性试验，确保在世界范围内不出现问题。但是，市场会一直变化，油品也会发生不可预知的情况，为了保证安全可靠性，实时对燃油汽化状态进行检查，当出现汽化时，通过控制软件提高燃压，确保低压燃油供给控制系统的可靠性。

4 低压燃油供给控制系统的效果

4.1控制系统的能耗

这套系统能够给减少40%能耗，发电机的发电负荷可以有效降低。



图8 能量磨损率对比图
4.2 低压燃油泵可靠性

通过控制系统对低压燃油泵的运行进行优化，电机电刷磨耗能够降低一半，提高了电机的可靠性（现在无刷电机也开始流行起来）。



图9 耐久前后电机电刷磨损量对比图
4.3 低压燃油泵的噪音

低压燃油泵的造影如图10所示，燃油泵内部的电机旋转引起的震动传递给油箱和地台，能够被乘员听到。通过对燃压和燃油量的控制，最大程度抑制电机的转动次数，引起噪音的1阶震动和2阶震动得以降低，车内的隔音性能得以提高。



图10 车内声压值对比图
总结

本系列对针对涡轮增压发动机SKYACTIV-G 2.5T的开发介绍到此为止，其实，开发过程中有许多要考虑的内容，这里介绍的内容只是一部分。马自达这家公司的规模很小，可能只有丰田的几十分之一，甚至远不如国内的上汽、吉利、长城等主机厂，但是马自达的动力总成、操纵等领驭的技术却能够保持在一线水准，这里有值得我们学习的地方。

本系列的资料来源与马自达技术报告，并结合作者本人开发的理解，整理出来。根据我的经验，马自达很多技术并不是最先进的，但是对于工程来说，并不是应用越多越新的技术就越好，而是结合自身实力、定位、市场策略做出最合适的产品才是最优！




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