發(fā)動(dòng)機(jī)原理課件5

第5章汽油機(jī)混合氣的

形成和燃燒學(xué)習(xí)目標(biāo)本章屬于發(fā)動(dòng)機(jī)原理的基本內(nèi)容，包括汽油機(jī)混合氣的形成、汽油噴射及控制、汽油機(jī)燃燒過(guò)程、汽油機(jī)的燃燒室等四節(jié)。通過(guò)本章學(xué)習(xí)，要求掌握電控汽油噴射式混合氣形成方式的基本原理和主要結(jié)構(gòu)組成，并能對(duì)比分析化油器式和電控汽油噴射兩者的優(yōu)缺點(diǎn)；掌握汽油機(jī)的燃燒過(guò)程及影響因素；了解汽油機(jī)的不正常燃燒現(xiàn)象；能夠?qū)追N常用的燃燒室的特征及性能進(jìn)行對(duì)比。汽油機(jī)混合氣的形成汽油機(jī)的均質(zhì)可燃混合氣的形成方法主要有3種：（1）化油器式：利用化油器在氣缸外部形成大致均勻的可燃混合氣，依靠控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的變化來(lái)調(diào)節(jié)混合氣數(shù)量。（2）缸外汽油噴射式（電控汽油噴射式）在一定壓力下利用噴油器直接向進(jìn)氣管或進(jìn)氣道內(nèi)噴射汽油，與吸入的空氣相混合形成可燃混合氣。（3）缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)，其在節(jié)能方面具有很大優(yōu)勢(shì)。汽油機(jī)的燃料供給方式與所形成可燃混合氣的關(guān)系燃料供給方式位置形成的可燃混合氣功率調(diào)節(jié)方式化油器式向進(jìn)氣管供油均質(zhì)可燃混合氣α<1.15量調(diào)缸外汽油噴射式向進(jìn)氣管或各缸進(jìn)氣道噴油均質(zhì)可燃混合氣α<1.15量調(diào)缸內(nèi)汽油噴射式直接向各缸內(nèi)噴油中、低轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況形成濃度分層的混合氣，平均α可達(dá)3.0～3.4高轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況形成均質(zhì)混合氣平均α≈1.0質(zhì)調(diào)過(guò)量空氣系數(shù)α對(duì)動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性和排放的影響穩(wěn)定工況和熱機(jī)怠速工況對(duì)混合氣的控制要求燃料供給方式穩(wěn)定運(yùn)行工況熱機(jī)怠速工況部分負(fù)荷工況節(jié)氣門(mén)接近全開(kāi)及全開(kāi)工況過(guò)量空氣系數(shù)怠速轉(zhuǎn)速／r／min化油器供油大體接近于最經(jīng)濟(jì)混合氣隨負(fù)荷加大而逐漸加濃到節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)的最大功率混合氣α在0.8左右，以最小節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下指示功率最大為準(zhǔn)600～800電控汽油噴射無(wú)三元催化轉(zhuǎn)化器開(kāi)環(huán)控制按最經(jīng)濟(jì)混合氣濃度供油開(kāi)環(huán)控制隨負(fù)荷加大而逐漸加濃到節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)的最大功率混合氣開(kāi)環(huán)控制α略小于1閉環(huán)控制，并至少有高、低兩個(gè)控制目標(biāo)值：低怠速800～900高怠速l000～1100電控汽油噴射帶三元催化轉(zhuǎn)化器閉環(huán)控制過(guò)量空氣系數(shù)在1附近閉環(huán)控制α≈1過(guò)渡工況對(duì)混合氣的控制要求汽車實(shí)際使用工況中冷機(jī)起動(dòng)、暖機(jī)、加速和減速都是變工況過(guò)程。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)氣管內(nèi)氣流速度、氣體壓力與溫度、管壁溫度等均穩(wěn)定，油膜沿進(jìn)氣管全長(zhǎng)的分布情況、蒸發(fā)速率等也都穩(wěn)定不變，這時(shí)在同一單位時(shí)間內(nèi)被吸進(jìn)氣缸的燃油總量必定同化油器或中央噴油器的供油量保持平衡。但在工況變動(dòng)時(shí)，這兩種燃油量是不一致的。過(guò)渡工況對(duì)混合氣的控制要求冷機(jī)起動(dòng)：燃油和空氣溫度很低，汽油霧化性差，大部分燃料以油膜狀態(tài)流進(jìn)氣缸，而在冷氣缸中能氣化的只是燃油中的輕餾分，大部分燃油會(huì)沿缸壁流失和隨排氣排出，氣缸內(nèi)混合氣過(guò)稀，起動(dòng)困難。要使冷機(jī)起動(dòng)時(shí)缸中實(shí)際形成的混合氣濃度落到點(diǎn)火界限之內(nèi)，就必須設(shè)置起動(dòng)系統(tǒng)，供給極濃的混合氣。暖機(jī)：起動(dòng)后隨著發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高，燃油蒸發(fā)量加大，因此在暖機(jī)時(shí)要求比起動(dòng)瞬間有稍稀的混合氣，要求在暖機(jī)過(guò)程中逐漸減少供油量。過(guò)渡工況對(duì)混合氣的控制要求加速：節(jié)氣門(mén)急速打開(kāi)時(shí)，由于燃油慣性大于空氣，在打開(kāi)節(jié)氣門(mén)之后的一個(gè)短時(shí)間里發(fā)動(dòng)機(jī)吸進(jìn)的燃油量增加滯后，缸內(nèi)混合氣瞬時(shí)變稀，甚至過(guò)稀，要過(guò)一段時(shí)間才能達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這使曲軸轉(zhuǎn)速提高緩慢或降低，這會(huì)影響汽車加速性，嚴(yán)重時(shí)甚至可能發(fā)生熄火或化油器回火。因此在汽車加速時(shí)，額外多供給一些燃油使缸內(nèi)混合氣不至于過(guò)稀，滿足加速的需要。過(guò)渡工況對(duì)混合氣的控制要求急減速：節(jié)氣門(mén)突然關(guān)閉，此時(shí)由于慣性作用，發(fā)動(dòng)機(jī)仍保持很高的轉(zhuǎn)速，因此進(jìn)氣管真空度急增，進(jìn)氣量減少，進(jìn)氣管內(nèi)氣壓急降而管壁溫度降低緩慢，油膜蒸發(fā)更快，供油量增加，缸內(nèi)混合氣變濃，車輛也不能平順減速。因此，在急減速時(shí)宜利用阻尼器使節(jié)氣門(mén)緩慢關(guān)閉（用化油器時(shí)）或者使怠速旁通空氣道的通路面積緩慢減?。娍貒娪蜁r(shí)），以延緩進(jìn)氣量的減少而防止缸內(nèi)混合氣過(guò)濃?；推鞴┯头绞降娜秉c(diǎn)（1）燃油霧化程度受空氣密度的影響；（2）過(guò)量空氣系數(shù)受空氣密度的影響；（3）多缸機(jī)混合氣分配不均勻；（4）負(fù)荷變動(dòng)造成附加的燃油耗和排放惡化；（5）充氣效率較低；（6）化油器結(jié)冰；（7）浮子式化油器的工作受發(fā)動(dòng)機(jī)姿勢(shì)的影響；（8）發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)影響排放和油耗。汽油噴射的發(fā)展史（1）二戰(zhàn)以前由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)化油器結(jié)冰和起火的事故頻頻發(fā)生，1906年開(kāi)始試驗(yàn)將汽油噴射用于二沖程和四沖程航空發(fā)動(dòng)機(jī)。這一時(shí)期汽油噴射以航空為主，采用機(jī)械控制；美國(guó)采用進(jìn)氣口噴射，德國(guó)則直接往氣缸內(nèi)噴射。汽油噴射的發(fā)展史（2）二戰(zhàn)以后，轉(zhuǎn)入車用二戰(zhàn)以后，活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)迅速被噴氣式航空發(fā)動(dòng)機(jī)取代，因此汽油噴射由航空轉(zhuǎn)入車用。初期以二沖程為主，既用于轎車也用于載重車。后發(fā)現(xiàn)二沖程汽油噴射困難重重，于是轉(zhuǎn)而以四沖程為主。這一時(shí)期的汽油噴射裝置都是機(jī)械控制的，二沖程逐漸讓位于四沖程，缸內(nèi)噴射逐漸讓位于進(jìn)氣口噴射。當(dāng)時(shí)汽油噴射在車用汽油機(jī)上的推廣存在三個(gè)問(wèn)題：①價(jià)格高，因?yàn)楫?dāng)時(shí)汽油噴射還未被廣大的消費(fèi)者所接受，生產(chǎn)批量小，成本高；②性能不夠完善，可靠性較差，加速性和起動(dòng)性也差；③維修困難，維修人員的培訓(xùn)沒(méi)有跟上。汽油噴射的發(fā)展史（3）電子控制階段

1957年是汽油噴射發(fā)展史上具有重要意義的一年。因?yàn)檫@一年的1月15日

Bendix公司在底特律的汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)上正式推出了電子控制汽油噴射系統(tǒng)。這一技術(shù)后來(lái)被德國(guó)BOSCH公司買斷并加以改進(jìn)，開(kāi)發(fā)成D-Jetronic電子控制汽油噴射系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用轉(zhuǎn)速-密度法進(jìn)行燃油定量控制，現(xiàn)已完全淘汰，不再生產(chǎn)。汽油噴射的發(fā)展史（3）電子控制階段BOSCH公司1973年開(kāi)發(fā)出L-Jetronic電子控制汽油噴射系統(tǒng),采用阻流板式空氣流量計(jì)代替D-jetronic的進(jìn)氣歧管壓力傳感器提供負(fù)荷信息。上述系統(tǒng)不能以電子手段控制點(diǎn)火提前角，其電子控制范圍僅覆蓋燃油噴射，故稱為電子控制燃油噴射系統(tǒng)（ElectronicFuelInjection縮寫(xiě)成EFI）。L-Jetronic正在淘汰過(guò)程中。汽油噴射的發(fā)展史

（3）電子控制階段1979年BOSCH公司將點(diǎn)火提前角電子控制與燃油定量電子控制融為一體，開(kāi)發(fā)出Motronic，并引入爆震控制、廢氣再循環(huán)等，以滿足更趨嚴(yán)格的性能和排放要求，其電子控制范圍覆蓋整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，故稱為發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（EngineManagementSystem,縮寫(xiě)為EMS）。Motronic和Mono-Motronic（單點(diǎn)噴射）是上世紀(jì)90年代世界上轎車汽油機(jī)中最流行的發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)之一，1995年產(chǎn)量分別達(dá)210萬(wàn)和200萬(wàn)套（包括少量的Mono-Jetronic）。發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射的發(fā)展過(guò)程汽油噴射的分類（1）按噴油器數(shù)量分①多點(diǎn)噴射（MultiPointInjection，縮寫(xiě)為MPI）每個(gè)氣缸有一個(gè)專用的噴油器用于為該氣缸提供汽油。屬于多點(diǎn)噴射的有BOSCH的L-Jetronic、Motronic等系統(tǒng)。②單點(diǎn)噴射（SinglePointInjection,縮寫(xiě)為SPI）幾個(gè)氣缸共用一個(gè)或兩個(gè)噴油器生成混合氣。屬于此類的有BOSCH公司的Mono-Jetronic和Mono-Motronic等系統(tǒng)。汽油噴射的分類（2）按噴油地點(diǎn)分①噴入氣缸（DirectInjection,縮寫(xiě)為DI）與柴油機(jī)一樣，直接將燃油噴入氣缸,又稱為直接噴射。稀薄燃燒的汽油機(jī)通常可用直接噴射產(chǎn)生不均勻混合氣，如三菱公司的GDI。②噴在進(jìn)氣門(mén)前噴油器裝在進(jìn)氣管上，燃油噴在進(jìn)氣門(mén)前，又稱進(jìn)氣口噴射（PortFuelInjection,縮寫(xiě)為PFI）。只有多點(diǎn)噴射才能采用上述兩種噴射方式。③噴在節(jié)氣門(mén)上噴油器裝在節(jié)氣門(mén)體上，燃油噴在節(jié)氣門(mén)閥板上，用于單點(diǎn)噴射后兩種噴射方式又稱間接噴射（InDirectInjection,縮寫(xiě)為IDI）。汽油噴射的分類（3）按噴油的連續(xù)性分①連續(xù)噴射在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)不斷地噴油，如BOSCH公司的K－Jetronic和KE-Jectronic。連續(xù)噴射不能用于直接噴入氣缸。②間歇噴射此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中只在一定的曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)噴油。間歇噴射既可用于多點(diǎn)噴射，又可用于單點(diǎn)噴射；既用用于噴入氣缸，也可用于噴在進(jìn)氣門(mén)前或噴在節(jié)氣門(mén)上。目前生產(chǎn)的汽油噴射裝置幾乎都采用間歇噴射。汽油噴射的分類（4）多點(diǎn)間歇噴射按各缸噴油相位分①同時(shí)噴射各缸噴油器同時(shí)噴油。此時(shí)各缸噴油相位不同,不能用于直接噴射。②成組噴射各缸噴油器分成若干組,同組噴油器同時(shí)噴油。③順序噴射各缸噴油器都在各自固定的曲軸相位噴油，效果最佳，目前盛行。汽油噴射的分類（5）按汽油噴射控制方式分①機(jī)械控制通過(guò)機(jī)械裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、大氣壓力等信息傳遞給噴油裝置以實(shí)現(xiàn)燃油定量控制。這類控制的精度較差，早已被電子控制取代。②電子控制利用傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度等等信息，利用電子控制單元對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理,最終由電子控制單元發(fā)出指令，通過(guò)電動(dòng)燃油泵、噴油器等執(zhí)行器控制燃油定量?，F(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射裝置都是電子控制的。汽油噴射的分類（6）電子控制按負(fù)荷信息傳感方法分①間接傳感用轉(zhuǎn)速-密度法或轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)角法確定每循環(huán)吸氣量。②直接傳感用空氣流量傳感器直接測(cè)定單位時(shí)間吸氣量，再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出每循環(huán)吸氣量。汽油噴射的分類（7）電子控制接信息處理方式分①模擬式采用模擬電路處理數(shù)據(jù)（信息）早期用于D-Jetronic和L-Jetronic等,現(xiàn)已淘汰。②數(shù)字式采用數(shù)字電路處理數(shù)據(jù)，目前為電子控制汽油噴射所普遍采用，如L3-JetronicMotronic、Mono-Jetronic等。汽油噴射的優(yōu)點(diǎn)（1）混合氣生成的質(zhì)量不受空氣密度的影響；（2）過(guò)量空氣系數(shù)不受空氣密度的影響；（3）多點(diǎn)噴射，進(jìn)氣歧管中的氣流不含燃油，進(jìn)氣歧管壁上沒(méi)有燃油膜，不存在多缸機(jī)混合氣分配不均勻的問(wèn)題；（4）多點(diǎn)噴射，進(jìn)氣歧管中流動(dòng)的是純空氣，不會(huì)因?yàn)闅饬髦泻腥加投诠?jié)氣門(mén)開(kāi)度減小、壓力下降時(shí)引起附加的燃油從壁面油膜進(jìn)入氣流而造成附加油耗和排放惡化問(wèn)題；（5）多點(diǎn)噴射，過(guò)渡工況的性能得到改善；（6）充氣效率增大；首先是因?yàn)槠蛧娚淙∠嘶推?，因而取消了喉管，革除了進(jìn)氣系統(tǒng)的“瓶頸”；其次是因?yàn)檫M(jìn)氣歧管壁上不存在油膜了，故不必利用排氣管加熱進(jìn)氣管，而使進(jìn)氣溫度得以降低；同時(shí)由于進(jìn)、排氣歧管可分置于機(jī)體兩側(cè)，形成所謂的“橫流掃氣”，因此改進(jìn)了工質(zhì)交換過(guò)程。汽油噴射的優(yōu)點(diǎn)（7）由于噴油器溫度很高，減少了混合氣生成系統(tǒng)結(jié)冰的危險(xiǎn)；（8）汽油噴射系統(tǒng)的工作與重力無(wú)關(guān)，因此不受發(fā)動(dòng)機(jī)姿勢(shì)（水平或傾斜）的影響；（9）發(fā)動(dòng)機(jī)斷油方便；（10）降低缸內(nèi)溫度；燃油直接噴入缸內(nèi)或雖然噴在進(jìn)氣門(mén)前但噴油時(shí)間與進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)間部分重疊的場(chǎng)合，會(huì)有燃油在進(jìn)入氣缸后吸熱汽化,導(dǎo)致缸內(nèi)溫度降低。（11）可增大氣門(mén)疊開(kāi)角，實(shí)現(xiàn)純空氣掃氣；（12）便于實(shí)現(xiàn)分層充量、稀薄燃燒；汽油噴射的優(yōu)點(diǎn)（13）燃油定量精確；化油器集燃油霧化、汽化、擴(kuò)散和混合等加工過(guò)程與燃油定量控制于一身，控制精度難以保證。汽油噴射系統(tǒng)中，燃油加工由燃油泵和噴油器完成，燃油定量控制則另有裝置專司，兩者分開(kāi)，為很高控制精度創(chuàng)造了條件。（14）降低油耗，延長(zhǎng)壽命在同等功率水平下，降低油耗意味著降低熱負(fù)荷，有利于提高氣門(mén)、氣門(mén)座、氣缸蓋和活塞等零件的壽命。（15）確定工作的轉(zhuǎn)速范圍大（16）由于取消了化油器，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)高度，給發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車中的布置帶來(lái)了方便；（17）燃油定量對(duì)燃油粘度不敏感；汽油噴射的組成空氣系統(tǒng)1-噴油器2-穩(wěn)壓腔3-節(jié)氣門(mén)體4-空氣流量傳感器5-空氣濾清器6-空氣閥7-發(fā)動(dòng)機(jī)空氣的流量由通道中的節(jié)氣門(mén)來(lái)控制（節(jié)氣門(mén)由油門(mén)踏板操作）。踩下油門(mén)踏板時(shí)，節(jié)氣門(mén)打開(kāi)，進(jìn)入的空氣量多。怠速時(shí)，節(jié)氣門(mén)關(guān)閉，空氣由旁通道通過(guò)。

空氣系統(tǒng)的三個(gè)主要零部件是空氣流量傳感器、空氣閥和節(jié)氣門(mén)。空氣流量的檢測(cè)方法根據(jù)空氣量的計(jì)量方式的不同，空氣流量檢測(cè)方法可以分為兩類：一類是直接測(cè)量方式，它直接通過(guò)空氣流量傳感器測(cè)量空氣量，又可以分為質(zhì)量流量檢測(cè)方式和體積流量檢測(cè)方式。另一類是間接測(cè)量方式。常用空氣流量傳感器有葉片式、卡門(mén)漩渦式及熱線（或熱膜）式等幾種?？諝饬髁繖z測(cè)方式（a）直接測(cè)量方式（b）密度-轉(zhuǎn)速方式（c）轉(zhuǎn)角-轉(zhuǎn)速方式1-空氣流量傳感器2-進(jìn)氣管3-發(fā)動(dòng)機(jī)4-噴油器Q-吸入的空氣量N-轉(zhuǎn)速p-進(jìn)氣管壓力α-節(jié)氣門(mén)開(kāi)度q-噴油量各種類型的空氣流量計(jì)空氣閥空氣閥安裝在與節(jié)氣門(mén)并聯(lián)的旁通空氣回路上，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)起動(dòng)而且節(jié)氣門(mén)全閉時(shí)，為加速暖機(jī)而開(kāi)啟旁通回路。采用空氣閥以后，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)，增加旁通空氣量，提高怠速轉(zhuǎn)速并加快暖機(jī)過(guò)程。燃油系統(tǒng)a.系統(tǒng)框圖b.多點(diǎn)噴射系統(tǒng)構(gòu)成圖1-燃油箱2-電動(dòng)汽油泵3-燃油濾清器4-回油管5-燃油壓力調(diào)節(jié)器6-各缸進(jìn)氣歧管7-噴油器8-油軌9-穩(wěn)壓腔10-冷啟動(dòng)噴油器11-燃油壓力阻尼器汽油由汽油泵從油箱中泵出，經(jīng)過(guò)汽油過(guò)濾器，除去雜質(zhì)及水分后，再送至汽油脈動(dòng)減振器。這樣具有一定壓力的汽油流至供油總管，再經(jīng)各供油歧管送至各缸噴油器。

燃油系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件電動(dòng)汽油泵：將直流電動(dòng)機(jī)與轉(zhuǎn)子式（或葉輪式）汽油泵聯(lián)成一體的結(jié)構(gòu)。它將汽油從油箱吸出，泵至油軌，再供給噴油器。燃油壓力調(diào)節(jié)器：燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是使噴油器的供油壓力相對(duì)于進(jìn)氣歧管壓力總是高出一個(gè)恒定值。噴油器：噴油器內(nèi)設(shè)置電磁線圈、插棒式鐵心（即磁心）、針閥等，針閥與鐵心連成一體，當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，鐵心被吸引，針閥開(kāi)啟。電磁線圈通電的時(shí)間決定了噴油量的多少。渦輪式電動(dòng)汽油泵汽油泵部分主要由一個(gè)或兩個(gè)葉輪、外殼和泵蓋組成。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪邊緣的葉片把汽油從進(jìn)油口壓向出油口。特點(diǎn)是供油壓力的脈動(dòng)小，供油系統(tǒng)中不需要設(shè)置減振器，易于小型化，適合裝在油箱內(nèi)，簡(jiǎn)化供油系統(tǒng)管路，降低噪聲。由于它輸送率低，故主要用于低壓且輸送量大的場(chǎng)合。燃油壓力調(diào)節(jié)器構(gòu)造b)特性1-燃料室2-閥3-殼體4-彈簧室5-彈簧6-膜片

燃油壓力調(diào)節(jié)器膜片下部為從電動(dòng)汽油泵壓入并充滿整個(gè)燃料室的壓力油，膜片上部受到彈簧力及進(jìn)氣管壓力的作用。當(dāng)進(jìn)氣管壓力變化，使膜片受力后的平衡位置發(fā)生變化，從而控制經(jīng)出口流回油箱油量的增減，來(lái)保證噴油器針閥兩端的壓差恒定，防止因進(jìn)氣管壓力變化而引起噴油量變化。汽油壓力調(diào)節(jié)器的主要功用是：使系統(tǒng)油壓（即供油總管內(nèi)油壓）與進(jìn)氣歧管壓力之差保持常數(shù)，一般為250kPa。這樣，從噴油器噴出的汽油量便唯一地取定于噴油器的開(kāi)啟時(shí)間。

電磁噴油器

控制系統(tǒng)1-起動(dòng)機(jī)2-主繼電器3-電路開(kāi)啟繼電器4-汽油泵5-燃油箱6-濾清器7-蓄電池8-轉(zhuǎn)速及曲軸轉(zhuǎn)角位置傳感器9-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)10-點(diǎn)火線圈11-大氣壓力傳感器12-空氣濾清器13-進(jìn)氣溫度傳感器14-空氣流量計(jì)15-冷起動(dòng)噴嘴16-空氣閥17-節(jié)流閥位置傳感器18-壓力調(diào)節(jié)器19-氧傳感器20-起動(dòng)噴嘴時(shí)間開(kāi)關(guān)21-水溫傳感器22-控制系統(tǒng)部件

電子控制系統(tǒng)的功用是根據(jù)各種傳感器的信號(hào)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合分析和外理，通過(guò)執(zhí)行裝置控制噴油量等，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有最佳性能。

控制系統(tǒng)的組成各類傳感器：感知信息的零件，負(fù)責(zé)向ECU提供汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況；電控單元（ECU）：采集和處理各種傳感器的輸入信號(hào)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的要求（噴油脈寬、點(diǎn)火提前角等），進(jìn)行控制決策的運(yùn)算，并輸出相應(yīng)的控制信號(hào)；當(dāng)前電控發(fā)動(dòng)機(jī)中除了控制噴油外，還控制點(diǎn)火、怠速和EGR等，由于共用一個(gè)ECU對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行綜合控制，所以又稱為發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)（EMS）；執(zhí)行單元：負(fù)責(zé)執(zhí)行ECU發(fā)出的各項(xiàng)指令，主要有噴油器、怠速執(zhí)行器、電動(dòng)汽油泵、EGR閥和吸附碳罐等。燃油噴射時(shí)間燃油噴射時(shí)間TR取決于基本噴射時(shí)間TP、修正噴射時(shí)間Tm及電壓修正時(shí)間TV三項(xiàng)之和，即TR=TP+Tm+TV

基本噴射時(shí)間由吸入空氣量Q及轉(zhuǎn)速n按下式算出：

TP=KPQ/n汽油機(jī)燃燒過(guò)程A-已燃區(qū)U-未燃區(qū)BL-燃燒氣體的熱邊界層W-氣體對(duì)活塞做功Q-燃燒室壁散熱一些基本概念著火，是指混合氣的氧化反應(yīng)加速、溫度升高、以致引起空間某一位置最終在某個(gè)時(shí)刻有火焰出現(xiàn)的過(guò)程。汽油機(jī)采用電火花點(diǎn)火的方式使可燃混合氣著火。電火花由點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生，并且必須在規(guī)定的時(shí)刻點(diǎn)燃?jí)嚎s混合氣，即點(diǎn)火正時(shí)。從火花塞點(diǎn)火至上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角的選擇應(yīng)滿足下列要求：①發(fā)動(dòng)機(jī)功率最大；②燃油經(jīng)濟(jì)性最好；③發(fā)功機(jī)不發(fā)生爆燃；④排放指標(biāo)好——同時(shí)滿足上述要求很困難。正常燃燒過(guò)程的劃分階段Ⅰ-著火延遲期Ⅱ-明顯燃燒期Ⅲ-補(bǔ)燃期1-開(kāi)始點(diǎn)火2-形成火焰中心3-最高壓力點(diǎn)（1）著火延遲期從火花塞跳火開(kāi)始（點(diǎn)1），到火焰中心形成，示功圖上氣缸壓力明顯脫離壓縮線而急劇上升（點(diǎn)2）的時(shí)間或曲軸轉(zhuǎn)角?；鸹ㄈ?，而后能否形成穩(wěn)定的火源受到多種因素的影響。當(dāng)可燃混合氣過(guò)濃或過(guò)稀時(shí)，在火花塞跳火后，并不能形成火焰核心，也沒(méi)有火焰?zhèn)鞑ィ@兩個(gè)界限的混合氣濃度，稱為著火界限。一般當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)α＝0.5~1.3范圍內(nèi)時(shí)才能形成穩(wěn)定的火源。。著火延遲期就是火焰中心和穩(wěn)定火源的形成期。希望盡量縮短著火延遲期并保持穩(wěn)定。（2）明顯燃燒期從形成火焰中心到火焰?zhèn)鞑サ秸麄€(gè)燃燒室，示功圖上常指壓力達(dá)到最高點(diǎn)（點(diǎn)3）為止。因?yàn)榻^大部分燃料在這一階段燃燒，此時(shí)活塞又靠近上止點(diǎn)，所以氣缸壓力得以迅速上升。常用平均壓力升高率MPa/(°)表征壓力變比的急劇程度。汽油機(jī)在0.2～0.4MPa/(°)的范圍內(nèi)。明顯燃燒期是汽油機(jī)燃燒的主要時(shí)期。明顯燃燒期越短，越靠近上止點(diǎn)，汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性越好，但可能導(dǎo)致值過(guò)高，噪聲、振動(dòng)大，工作粗暴，排放性能變差。一般明顯燃燒期約占20°～40°曲軸轉(zhuǎn)角，燃燒最高壓力出現(xiàn)在上止點(diǎn)后12°～15°曲軸轉(zhuǎn)角，平均壓力升高率=0.175～0.25MPa/(°)為宜。（3）補(bǔ)燃期它是指明顯燃燒期以后的燃燒，主要有火焰前鋒后未及燃燒的燃料再燃燒，缸壁附面層中的未燃混合氣部分燃燒以及高溫分解的燃燒產(chǎn)物（H2、CO等）重新氧化。因?yàn)檫@種燃燒已遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，應(yīng)盡量減少。不正常燃燒(1)-爆震爆震（燃燒）：特征是氣缸內(nèi)發(fā)出清脆的金屬敲擊聲，亦稱之敲缸。爆震產(chǎn)生的原因是；在正?；鹧?zhèn)鞑サ倪^(guò)程中，處在最后燃燒位置上的那部分末端混合氣受到壓縮和接受輻射熱能，加速了先期反應(yīng)而自燃。這部分自燃混合氣的燃燒速度極快，火焰速度可達(dá)300m/s，甚至1000m/s以上，使局部壓力、溫度增高，并伴隨有沖擊波。壓力沖擊波反復(fù)撞擊缸壁，發(fā)出敲擊聲，嚴(yán)重時(shí)破壞缸壁表面的附面氣膜和油膜，使傳熱增加，導(dǎo)致氣缸蓋和活塞頂部溫度升高，冷卻系過(guò)熱，功率下降，燃油消耗率增加，甚至造成活塞、氣門(mén)、火花塞電極的燒壞等。汽油機(jī)不允許在嚴(yán)重爆震燃燒的情況下工作。不正常燃燒(1)-爆震爆震（燃燒）：特征是氣缸內(nèi)發(fā)出清脆的金屬敲擊聲，亦稱之敲缸。爆震產(chǎn)生的根本原因是：終燃混合氣的自燃。

點(diǎn)火后隨即出現(xiàn)自燃。防止爆燃的指導(dǎo)思想：t1<t2影響爆震的因素燃料性質(zhì)：辛烷值高的燃料抗爆震能力強(qiáng)。末端混合氣的壓力和溫度：末端混合氣的壓力和溫度增高，則爆震傾向增大。例如，提高壓縮比，則氣缸內(nèi)壓力、溫度升高，容易發(fā)生爆震。火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間：提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?、縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，都會(huì)減少火焰前鋒傳播到末端混合氣的時(shí)間，這有利于避免爆震。不正常燃燒(2)-表面點(diǎn)火在汽油機(jī)中，凡是不靠電火花點(diǎn)火而由燃燒室內(nèi)熾熱表面（如排氣門(mén)頭部、火花塞電極或積碳等）點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象稱為表面點(diǎn)火。早燃是指在火花塞點(diǎn)火之前，熾熱表面點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象。使壓縮負(fù)功增大，有可能致使功率下降。早燃會(huì)誘發(fā)爆震，爆震又會(huì)讓更多的熾熱表面溫度升高，促使更劇烈的表面點(diǎn)火，兩者互相促進(jìn)，形成所謂“激爆”現(xiàn)象，危害可能更大。爆震與表面點(diǎn)火的區(qū)別與爆震不同，表面點(diǎn)火一般是在正常火焰燒到之前由熾熱物點(diǎn)燃混合氣所致，沒(méi)有壓力沖擊波，敲缸聲比較沉悶。爆震燃燒在示功圖上的特征是具有壓力的振動(dòng)（有鋸齒波），而表面點(diǎn)火的示功圖則無(wú)鋸齒波，只是壓力升高率增加很高。使用因素對(duì)燃燒過(guò)程的影響點(diǎn)火提前角混合氣成分轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速增加時(shí)，應(yīng)增大點(diǎn)火提前角；負(fù)荷：負(fù)荷減小時(shí)，進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣數(shù)量減少。而殘余廢氣量基本不變，故燃燒惡化，需供給較濃混合氣，經(jīng)濟(jì)性顯著降低。需要增大點(diǎn)火提前角。點(diǎn)火提前角混合氣在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)完全燃燒需要一定的時(shí)間，為使熱效率充分發(fā)揮，最好在上止點(diǎn)后12°～15°曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)出現(xiàn)最高壓力點(diǎn)。因此點(diǎn)火時(shí)間必須適當(dāng)提前。發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、轉(zhuǎn)速及混合氣濃度下運(yùn)行時(shí)，所需的點(diǎn)火提前角是不同的。點(diǎn)火提前角調(diào)整特性說(shuō)明對(duì)應(yīng)于每一工況都存在一個(gè)“最佳”點(diǎn)火提前角，這時(shí)汽油機(jī)功率最大，耗油率最低。點(diǎn)火提前角脹沖程進(jìn)行，燃?xì)馀c氣缸熱交換面積擴(kuò)大，燃?xì)獾淖罡邏毫^低且膨脹不完全，排氣溫度升高，轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ臒崃繙p少。結(jié)果使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱功率下降，耗油率增加。點(diǎn)火提前角過(guò)大，就會(huì)有相當(dāng)部分的混合氣在壓縮過(guò)程中燃燒，燃燒最高壓力和壓力升高率過(guò)大，活塞所消耗的壓縮功增加，還將促使燃燒室內(nèi)末端混合氣燃燒前的溫度升高，爆震傾向加大，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生爆震時(shí)，將點(diǎn)火時(shí)刻推遲一些，即可消除。在點(diǎn)火與汽油噴射結(jié)合的電控系統(tǒng)中，電控的點(diǎn)火系統(tǒng)能保證發(fā)動(dòng)機(jī)在任意運(yùn)行工況下都能獲取最佳的點(diǎn)火提前角，因而使發(fā)動(dòng)機(jī)具有最佳的性能。汽油機(jī)的點(diǎn)火調(diào)整特性a)節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)b)轉(zhuǎn)速n=1600r/min混合氣成分改變過(guò)量空氣系數(shù)α值時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣劝l(fā)生變化，影響燃燒過(guò)程。（1）功率混合氣：當(dāng)α=0.85～0.95時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁?，這種濃度的混合氣將使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出最大功率，故稱為功率混合氣。但爆震傾向加大。此時(shí)有效耗油率較高。（2）經(jīng)濟(jì)混合氣：當(dāng)α=1.05～1.15時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣热暂^高，混合氣中的氧氣足夠使燃料完全燃燒，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率最高，有效耗油率最低，故稱經(jīng)濟(jì)混合氣。汽車行駛的大部分時(shí)間是汽油機(jī)處于中等負(fù)荷下工作，這時(shí)使用經(jīng)濟(jì)混合氣可提高其燃料經(jīng)濟(jì)性?；旌蠚獬煞指淖冞^(guò)量空氣系數(shù)α值時(shí)，火焰?zhèn)鞑ニ俣劝l(fā)生變