汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽油機(jī)電控系統(tǒng)

1、參考書 化油器： 內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造，譚正三主編，機(jī)械工業(yè)出版社。 電控汽油噴射： 汽車電子學(xué)，王紹銧，清華大學(xué)出版社。 汽車電子控制系統(tǒng)，西安交通大學(xué)講義。第五章 電控汽油噴射系統(tǒng)5.1 概述5.2 汽油噴射發(fā)展歷史5.3電子汽油噴射系統(tǒng)5.1 概述1. 汽油及汽油的性能汽油是從石油中提煉出來(lái)的多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮ㄌ?5，氫14，另外含有少量的膠質(zhì)、硫化物、酸類和灰分）。按照生產(chǎn)工藝，汽油可分為直餾汽油（將石油加熱到313473K所得到的輕質(zhì)烴燃料，方法簡(jiǎn)單、出油量低，占石油的2530)、裂化汽油(將石油中的重?zé)N分子加熱到773K、加壓到6.86MPa，裂化為輕質(zhì)烴。在催化劑作用下，加熱溫度可降

2、低，生成催化裂化汽油，汽油品質(zhì)好、產(chǎn)量高）、人工合成汽油（將煤在高溫723K、高壓6.86MPa下通入氫氣，使碳和氫化合為汽油，汽油品質(zhì)好）汽油的性能 蒸發(fā)性 抗爆性：辛烷值（Octane Number)，四乙鉛，汽油的選用 膠質(zhì):汽油的某些碳?xì)浠衔铮捎诳諝庵醒醯淖饔?，在日光照射及金屬容器的觸媒作用，在一定的溫度條件下，將生成膠質(zhì)而阻塞油道，使供油量減少甚至中斷。沉積在氣門上的膠質(zhì)，在高溫下碳化，可能粘著在氣門或破壞氣門的密封，導(dǎo)致氣門燒壞。2. 汽油燃料供給系統(tǒng)的功用根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動(dòng)機(jī)定時(shí)、定量供給一定數(shù)量的燃油，以形成產(chǎn)生一定功率輸出的可燃混合氣?？杖急瓤杖急華/F ：

3、汽油機(jī)燃油供給裝置向進(jìn)氣管提供一定比例的燃油與空氣混合形成可燃混合氣，其中空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比稱為空燃比通常用AF表示其公式如下： A/F=空氣質(zhì)量燃油質(zhì)量理論空燃比理論空燃比 ：使 1kg汽油完全燃燒按化學(xué)當(dāng)量計(jì)算需要147 kg空氣 空燃比等于147，稱為理論空燃比。過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù)：在實(shí)際的汽油機(jī)燃燒過(guò)程中,燃燒 1kg汽油可消耗的空氣不一定就是理論所需要的空氣量，它與汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用工況密切相關(guān)。吸入氣缸中的實(shí)際空氣量可能大于或小于理論空氣量。實(shí)際空氣量與理論空氣量的比值稱為過(guò)量空氣系數(shù)，可用表示。 =實(shí)際空氣量理論空氣量實(shí)際空燃比 14.7 用可清楚地表示混合氣稀濃程度：

4、 1.0 AF1.0 AF14.7 稀混合氣空燃比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響 空燃比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的影響空燃比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的影響 功率混合比功率混合比(0.80.9): 混合氣燃燒速度最快，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率最大。 經(jīng)濟(jì)混合比經(jīng)濟(jì)混合比(1.051.15): 比理論空燃比稍多的空氣量，保證燃燒充分，油耗率低。 空燃比對(duì)排放的影響空燃比對(duì)排放的影響發(fā)動(dòng)機(jī)工況或負(fù)荷變化對(duì)空燃比的要求 怠速工況怠速工況：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量很少，發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)殘留廢氣量多，對(duì)新鮮充量的稀釋作用大，必須供給很濃的混合氣，才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定燃燒。 中小負(fù)荷工況中小負(fù)荷工況：發(fā)動(dòng)機(jī)大部分時(shí)間在此區(qū)域運(yùn)行，燃燒經(jīng)濟(jì)混合氣，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。 功率

5、運(yùn)行區(qū)功率運(yùn)行區(qū): 節(jié)氣門開度大于80，要求發(fā)動(dòng)機(jī)以滿足動(dòng)力性要求為主，此時(shí)燃燒功率混合氣。 冷車起動(dòng)時(shí)冷車起動(dòng)時(shí)： 燃油與空氣的溫度低，燃油的蒸發(fā)性差；汽油容易附著在進(jìn)氣道及氣缸壁上。為了保證起動(dòng)順利，要求供給很濃的混合氣。溫度越低，混合氣越濃，例如：在2040時(shí)，空燃比可小至2。 暖機(jī)階段暖機(jī)階段：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入暖機(jī)階段，也需要較濃的混合氣，加濃程度隨發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度升高而減小，一直到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定正常運(yùn)行，加濃量為0。發(fā)動(dòng)機(jī)工況或負(fù)荷變化對(duì)空燃比的要求 加速階段：加速階段：發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門突然增大，進(jìn)氣壓力增加，進(jìn)氣量增加，由于燃油液滴的慣性較空氣大，燃油液滴的蒸發(fā)量隨壓力增加而減小，進(jìn)入氣缸的混合

6、氣會(huì)瞬時(shí)變稀，如果過(guò)稀會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)加速困難。為了防止這種現(xiàn)象，加速瞬間應(yīng)適當(dāng)加濃混合氣予以補(bǔ)償，以獲得良好的加速性能。 減速階段：減速階段：當(dāng)駕駛員松開油門踏板時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門突然減小，此時(shí)由于慣性作用，發(fā)動(dòng)機(jī)仍保持高速運(yùn)行，進(jìn)氣壓力急劇降低，使附著在管壁上的燃油加速汽化，這必將造成混合氣過(guò)濃，為了避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象，并獲得良好的經(jīng)濟(jì)性和排放性能，減速時(shí)最好暫時(shí)切斷燃油供應(yīng)，待發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到一定程度后再恢復(fù)供油。第一代汽油機(jī)：化油器汽油機(jī)化油器對(duì)空燃比的控制精度十分有限。 燃油霧化程度較差。 易導(dǎo)致多缸機(jī)充量分配不均勻。增加進(jìn)氣阻力，導(dǎo)致充氣效率降低?；推鹘Y(jié)冰。燃油蒸發(fā)吸收汽化潛熱；喉口處流速

7、升高，壓力溫度下降。 浮子式化油器的工作受發(fā)動(dòng)機(jī)姿態(tài)的影響。 發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖影響油耗和排放?；推髌蜋C(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、排放差，動(dòng)力性差。 歐洲輕型汽車排放限值法規(guī)生效日期COHCNOx歐洲I1992年2.720.97歐洲II1995年10月2.20.5歐洲III 2000年2.30.20.15歐洲IV 2005年1.00.10.08第二代汽油機(jī)：電控汽油噴射主要技術(shù)特征：采用進(jìn)氣道多點(diǎn)低壓汽油噴射技術(shù)（MPFI）；采用頂置四氣門；燃燒室采用蓬形燃燒室；尾氣采用三元催化反應(yīng)器進(jìn)行處理。優(yōu)點(diǎn) 能根據(jù)汽油機(jī)工況不同，供給最佳空燃比的混合氣?？蓪?duì)各個(gè)氣缸空燃比進(jìn)行連續(xù)的精確的控制，使各個(gè)氣缸混合氣的質(zhì)和量都

8、比較均勻，保證各缸的工作性能最好。 充氣效率比傳統(tǒng)化油器方式高，發(fā)動(dòng)機(jī)具有更高的功率和轉(zhuǎn)矩，這是因?yàn)闆]有化油器喉管的節(jié)流損失。 發(fā)動(dòng)機(jī)油耗較低，改善了排放。 容易起動(dòng)，暖機(jī)快，過(guò)渡工況性能和加速性能好，汽車駕駛性能好。 為發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)的應(yīng)用提供可能，如高壓縮比和稀燃系統(tǒng)、多氣門、可變壓縮比、可變氣門定時(shí)和汽油機(jī)增壓等。 缺點(diǎn) 冷起動(dòng)排放高：噴射壓力較低，SMD約為150300m；在進(jìn)氣口處形成油膜。 中、低負(fù)荷采用理論空燃比，燃油經(jīng)濟(jì)性差。 節(jié)氣門存在導(dǎo)致泵氣損失，燃油經(jīng)濟(jì)性差第三代汽油機(jī)GDI 以本田SI-DISI發(fā)動(dòng)機(jī)為代表，無(wú)節(jié)氣門，采用分層燃燒技術(shù)，燃料在氣缸壓縮行程后期使用旋流噴嘴（812MPa, SMD約為20 m)噴入氣缸。 優(yōu)點(diǎn) 油耗降低20左右：無(wú)節(jié)氣門、壓縮比高（12，汽油直接噴射入氣缸，汽油蒸發(fā)使充量溫度降低，爆振傾向減少）、采用稀燃。 加速性能改善。 冷起動(dòng)性能改善，HC、CO排放降低。 缺點(diǎn) NOx排放的后處理較難。 微粒排放增加：局部混合氣較濃 中小負(fù)荷HC較多：油霧碰到活塞頂