汽車新技術(shù) 第二章1汽車發(fā)動機新技術(shù)(韓偉)

1、現(xiàn)代汽車新技術(shù)現(xiàn)代汽車新技術(shù)白云學院白云學院 機電工程學院機電工程學院 韓韓 偉偉第一節(jié)第一節(jié) 發(fā)動機系技術(shù)概述發(fā)動機系技術(shù)概述發(fā)動機機電技術(shù)發(fā)展發(fā)動機機電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代汽車發(fā)動機新技術(shù)的發(fā)展方向現(xiàn)代汽車發(fā)動機新技術(shù)的發(fā)展方向現(xiàn)代汽車發(fā)動機新技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)代汽車發(fā)動機新技術(shù)的應(yīng)用發(fā)動機可變壓縮比新技術(shù)發(fā)動機可變壓縮比新技術(shù)一、發(fā)動機機電技術(shù)發(fā)展一、發(fā)動機機電技術(shù)發(fā)展1 1、 發(fā)動機機電技術(shù)發(fā)展概況：發(fā)動機機電技術(shù)發(fā)展概況：汽車誕生至今的歷汽車誕生至今的歷程中，它集中體現(xiàn)了現(xiàn)代科技成果，程中，它集中體現(xiàn)了現(xiàn)代科技成果，2020世紀世紀7070年代年代后，微型計算機在性能和價格方面進入實用階段，后，微

2、型計算機在性能和價格方面進入實用階段，以微處理器為控制單元的數(shù)字式電子控制裝置在汽以微處理器為控制單元的數(shù)字式電子控制裝置在汽車上找到了廣闊的應(yīng)用前景。其電子控制裝置開始車上找到了廣闊的應(yīng)用前景。其電子控制裝置開始用于燃油噴射、電子點火控制等。用于燃油噴射、電子點火控制等。（1 1）機電技術(shù)發(fā)展進程：）機電技術(shù)發(fā)展進程：19531953年美國年美國BendixBendix公司公司著手開發(fā)汽油電噴裝置，這是電子控制汽油噴射發(fā)著手開發(fā)汽油電噴裝置，這是電子控制汽油噴射發(fā)展的起點。展的起點。車用發(fā)電機的出現(xiàn)車用發(fā)電機的出現(xiàn)從從19601960年起，美國克萊斯勒汽車公司和日本日產(chǎn)年起，美國克萊斯勒汽車

3、公司和日本日產(chǎn)汽車公司便開始采用結(jié)構(gòu)緊湊、故障少、成本低汽車公司便開始采用結(jié)構(gòu)緊湊、故障少、成本低的二極管整流式交流發(fā)電機。我國采用交流發(fā)電的二極管整流式交流發(fā)電機。我國采用交流發(fā)電機始于機始于7070年代，現(xiàn)已取代了直流發(fā)電機。年代，現(xiàn)已取代了直流發(fā)電機。電子裝置和集成電路的廣泛應(yīng)用電子裝置和集成電路的廣泛應(yīng)用19601960年美國通用汽車公司采用了年美國通用汽車公司采用了ICIC調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器。6060年代中期，年代中期，汽車上開始采用晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點火裝置，汽車上開始采用晶體管電壓調(diào)節(jié)器和晶體管點火裝置，接著又逐步實現(xiàn)其集成化。接著又逐步實現(xiàn)其集成化。從從2020世紀世紀707

4、0年代到年代到8080年代，大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用。年代，大規(guī)模集成電路的廣泛應(yīng)用。特別是特別是8 8位、位、1616位微處理器的廣泛應(yīng)用，更提高了電子系位微處理器的廣泛應(yīng)用，更提高了電子系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。另外，應(yīng)用電子裝置還解決了機統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。另外，應(yīng)用電子裝置還解決了機械裝置所無法解決的復雜的自動控制問題。械裝置所無法解決的復雜的自動控制問題。燃油電噴裝置使發(fā)動機的效率極大提高：燃油電噴裝置使發(fā)動機的效率極大提高：電噴裝置以進氣管內(nèi)的空氣流量做參數(shù)，可以直接按照電噴裝置以進氣管內(nèi)的空氣流量做參數(shù)，可以直接按照進氣流量與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系確定進氣量，據(jù)此噴射出進氣流量與發(fā)動機轉(zhuǎn)速

5、的關(guān)系確定進氣量，據(jù)此噴射出相應(yīng)的汽油。相應(yīng)的汽油。 能源和環(huán)保問題使發(fā)動機采用電子控能源和環(huán)保問題使發(fā)動機采用電子控制成為必然趨勢制成為必然趨勢19761976年克萊斯勒汽車公司首創(chuàng)了由模擬計算機對發(fā)動機點年克萊斯勒汽車公司首創(chuàng)了由模擬計算機對發(fā)動機點火時刻進行控制的電控點火系統(tǒng)。使用了模擬計算機和一火時刻進行控制的電控點火系統(tǒng)。使用了模擬計算機和一系列電子傳感器，可根據(jù)輸入的空氣溫度、進氣溫度、轉(zhuǎn)系列電子傳感器，可根據(jù)輸入的空氣溫度、進氣溫度、轉(zhuǎn)速和負荷，計算出最佳點火時刻。速和負荷，計算出最佳點火時刻。19771977年通用公司開始采用數(shù)字式點火時刻控制系統(tǒng)。該系年通用公司開始采用數(shù)字式

6、點火時刻控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)體積小，由中央處理器、存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成，是統(tǒng)體積小，由中央處理器、存儲器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器組成，是一種真正的電子控制系統(tǒng)。一種真正的電子控制系統(tǒng)。19791979年德國博世公司推出年德國博世公司推出LHLH系統(tǒng)，美國通用公司推出系統(tǒng)，美國通用公司推出CC44系統(tǒng)，美國福特汽車公司推出系統(tǒng)，美國福特汽車公司推出EEC-3EEC-3系統(tǒng)。同時開發(fā)了系統(tǒng)。同時開發(fā)了能綜合控制點火時刻、廢氣再循環(huán)、空燃比和怠速轉(zhuǎn)速，能綜合控制點火時刻、廢氣再循環(huán)、空燃比和怠速轉(zhuǎn)速，并具有自我診斷功能的電子式發(fā)動機集中控制系統(tǒng)。并具有自我診斷功能的電子式發(fā)動機集中控制系統(tǒng)。（2 2）2020世紀

7、世紀8080年代到年代到9090年代，發(fā)動機機電年代，發(fā)動機機電控制技術(shù)初步形成?？刂萍夹g(shù)初步形成。19801980年日本開發(fā)了能綜合控年日本開發(fā)了能綜合控制節(jié)油、點火時刻和怠速轉(zhuǎn)制節(jié)油、點火時刻和怠速轉(zhuǎn)速、并具有自我診斷功能速、并具有自我診斷功能TCCSTCCS系統(tǒng)；還開發(fā)了使用卡系統(tǒng)；還開發(fā)了使用卡爾曼渦旋式空氣流量計，并爾曼渦旋式空氣流量計，并具有自我診斷功能和后備電具有自我診斷功能和后備電路的系統(tǒng)。路的系統(tǒng)。19901990年以后美國通用、福特年以后美國通用、福特和克萊斯勒三大汽車公司生和克萊斯勒三大汽車公司生產(chǎn)的汽車全部采用電控汽油產(chǎn)的汽車全部采用電控汽油噴射方式供油。歐洲和日本噴射

8、方式供油。歐洲和日本除出口東南亞的汽車有化油除出口東南亞的汽車有化油器供油外，其他均采用電控器供油外，其他均采用電控汽油噴射方式供油。汽油噴射方式供油。從從9090年代以來汽車電子控制技術(shù)日趨成熟年代以來汽車電子控制技術(shù)日趨成熟l 廣泛應(yīng)用廣泛應(yīng)用1616位或位或3232位微處理器進行控制，位微處理器進行控制，控制技術(shù)向智能化方向發(fā)展。控制技術(shù)向智能化方向發(fā)展。l 主要有發(fā)動機管理系統(tǒng)、牽引力控制系主要有發(fā)動機管理系統(tǒng)、牽引力控制系統(tǒng)、控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)、控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)CANCAN通訊系統(tǒng)、四輪通訊系統(tǒng)、四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、輪胎氣壓控制系統(tǒng)、聲轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)、輪胎氣壓控制系統(tǒng)、聲音合成與識別系統(tǒng)、自

9、動防追尾碰撞系音合成與識別系統(tǒng)、自動防追尾碰撞系統(tǒng)、汽車自動導航系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)統(tǒng)、汽車自動導航系統(tǒng)和自動駕駛系統(tǒng)等。等。汽車電子應(yīng)用現(xiàn)狀汽車電子應(yīng)用現(xiàn)狀n 汽車上汽車上70%70%的創(chuàng)新來源于汽車電子。國外每臺汽車采用的創(chuàng)新來源于汽車電子。國外每臺汽車采用汽車電子裝置的費用汽車電子裝置的費用19901990年為年為672672美元，美元，20002000年已達到年已達到20002000美元。在一些豪華轎車上，電子產(chǎn)品占到整車成美元。在一些豪華轎車上，電子產(chǎn)品占到整車成本的本的5050以上以上. .汽車電子增長速度的對比汽車電子增長速度的對比2 2、現(xiàn)代汽車發(fā)動機新技術(shù)的發(fā)展方向、現(xiàn)代汽車發(fā)

10、動機新技術(shù)的發(fā)展方向低排放汽車發(fā)動機的開發(fā)低排放汽車發(fā)動機的開發(fā)日益受到高度重視。節(jié)能、日益受到高度重視。節(jié)能、環(huán)保技術(shù)的運用成為未來環(huán)保技術(shù)的運用成為未來汽車發(fā)動機技術(shù)發(fā)展的主汽車發(fā)動機技術(shù)發(fā)展的主旋律。旋律。現(xiàn)代汽車發(fā)動機邁入電子現(xiàn)代汽車發(fā)動機邁入電子時代，汽車控制更加智能時代，汽車控制更加智能化。智能巡航控制化。智能巡航控制 也稱為也稱為自適應(yīng)巡航控制自適應(yīng)巡航控制(ACC)(ACC)可自可自動完成駕駛、制動等。動完成駕駛、制動等。操作智能安全保護系統(tǒng)：操作智能安全保護系統(tǒng)：是將安全帶、安全氣囊、是將安全帶、安全氣囊、乘員感知系統(tǒng)和碰撞預測乘員感知系統(tǒng)和碰撞預測系統(tǒng)集成在一起。系統(tǒng)集成在

11、一起。1 1）電控燃油噴射技術(shù)。燃油）電控燃油噴射技術(shù)。燃油噴射適時噴射適時、適量。適量。2 2）進氣增壓技術(shù)。提高進氣）進氣增壓技術(shù)。提高進氣密度，滿足燃燒，提高效率密度，滿足燃燒，提高效率3 3）可變氣門正時技術(shù)（）可變氣門正時技術(shù)（VVT)VVT)。提高燃油經(jīng)濟性，增加功率。提高燃油經(jīng)濟性，增加功率。4 4）廢棄再循環(huán)（）廢棄再循環(huán)（EGR)EGR)技術(shù)。技術(shù)。5 5）燃料蓄電池與混合動力。）燃料蓄電池與混合動力。6 6）生物燃油與代用燃料。）生物燃油與代用燃料。3 3、現(xiàn)代汽車發(fā)動機新技術(shù)的應(yīng)用、現(xiàn)代汽車發(fā)動機新技術(shù)的應(yīng)用汽車電子新技術(shù)產(chǎn)品分類汽車電子新技術(shù)產(chǎn)品分類汽車電子控制裝置汽車

12、電子控制裝置 車載汽車車載汽車電子裝置電子裝置 動力傳動總成控動力傳動總成控制系統(tǒng)制系統(tǒng) 底盤電子控制系底盤電子控制系統(tǒng)統(tǒng) 車身電子控制車身電子控制系統(tǒng)系統(tǒng) 發(fā)動機管理系統(tǒng)發(fā)動機管理系統(tǒng)自動變速器控制系自動變速器控制系統(tǒng)統(tǒng)動力總成控制系統(tǒng)動力總成控制系統(tǒng)自動巡航控制系統(tǒng)自動巡航控制系統(tǒng) 電控懸架系統(tǒng)電控懸架系統(tǒng)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)電控動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)防抱死制動系統(tǒng)牽引力控制系統(tǒng)牽引力控制系統(tǒng)驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)電子穩(wěn)定程序電子穩(wěn)定程序輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)碰撞警示與預防系碰撞警示與預防系統(tǒng)統(tǒng) 電控安全帶電控安全帶安全氣囊安全氣囊電動門窗電動門

13、窗電動座椅電動座椅電動后視鏡電動后視鏡自動照明系統(tǒng)自動照明系統(tǒng)自動空調(diào)系統(tǒng)自動空調(diào)系統(tǒng)自動雨刮系統(tǒng)自動雨刮系統(tǒng)智能防盜系統(tǒng)智能防盜系統(tǒng)倒車雷達倒車雷達疲勞監(jiān)視報警系疲勞監(jiān)視報警系統(tǒng)統(tǒng)紅外夜視系統(tǒng)紅外夜視系統(tǒng) 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)汽車導航系統(tǒng)汽車導航系統(tǒng)汽車音響汽車音響車載收音機車載收音機電子組合儀表電子組合儀表抬頭顯示器抬頭顯示器車載車載TV/DVD/VCDTV/DVD/VCD車載通信系統(tǒng)車載通信系統(tǒng)車載計算機車載計算機后座娛樂系統(tǒng)后座娛樂系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)設(shè)備智能交通系統(tǒng)設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) 汽油發(fā)動機新技術(shù)汽油發(fā)動機新技術(shù)汽油發(fā)動機的電子控制系統(tǒng)按其功能分為：汽油發(fā)動機的電子控制系

14、統(tǒng)按其功能分為：電子控制汽油噴射系統(tǒng)電子控制汽油噴射系統(tǒng)電子控制點火系統(tǒng)電子控制點火系統(tǒng)輔助控制系統(tǒng)輔助控制系統(tǒng)一、電子控制汽油噴射系統(tǒng)一、電子控制汽油噴射系統(tǒng)電控汽油噴射系統(tǒng)按其功能又分為：電控汽油噴射系統(tǒng)按其功能又分為：空氣供給系統(tǒng)；空氣供給系統(tǒng)；燃油供給系統(tǒng)；燃油供給系統(tǒng)；電子控制系統(tǒng)；電子控制系統(tǒng)；電控汽油噴射系統(tǒng)電控汽油噴射系統(tǒng)工作循環(huán)示意圖工作循環(huán)示意圖汽油機對燃油供給系統(tǒng)的要求汽油機對燃油供給系統(tǒng)的要求混合氣成分混合氣成分OHCOOOHCxxx222)(汽油 1kg 1kg 14.9kg14.9kg 混合氣中空氣與燃油的比例（質(zhì)量比），稱為混合氣中空氣與燃油的比例（質(zhì)量比），稱為

15、空燃比（空燃比（A/FA/F）。）。1kg1kg的汽油完全燃燒需要的汽油完全燃燒需要14.9kg14.9kg的空氣，因此最佳的空燃比應(yīng)為的空氣，因此最佳的空燃比應(yīng)為14.914.9（也稱為理論空燃比）。（也稱為理論空燃比）。1 1、空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)關(guān)于過量空氣系數(shù)關(guān)于過量空氣系數(shù)燃燒燃燒1kg1kg燃油實際提供的空氣量與理論上所需要的燃油實際提供的空氣量與理論上所需要的空氣量之比，稱之為過量空氣系數(shù)：空氣量之比，稱之為過量空氣系數(shù)：燃油理論上所需空氣量燃燒燃油實際提供的空氣量燃燒過量空氣系數(shù)kgkg11 =1 =1；標準混合氣。；標準混合氣。 1 1 1；稀混合氣，；稀混合氣，=1.0

16、31.1=1.031.1；功率混合氣。；功率混合氣。=0.40.5=0.40.5；燃燒下限；燃燒下限；=1.31.4=1.31.4；燃燒上限。；燃燒上限?；旌蠚獾男位旌蠚獾男纬沙煽諝庥嬃科鳎ㄕn本空氣計量器（課本2929頁）：頁）：空氣計量器的作用是對進空氣計量器的作用是對進入氣缸的空氣質(zhì)量進行計入氣缸的空氣質(zhì)量進行計量，并將空氣計量信息反量，并將空氣計量信息反饋給電控單元。饋給電控單元。空氣計量器主要有四種：空氣計量器主要有四種：翼片式、卡門旋渦式、熱翼片式、卡門旋渦式、熱線式和熱膜式線式和熱膜式2 2、燃油供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)電控汽油機燃油供給系統(tǒng)由油箱電控汽油機燃油供給系統(tǒng)由油箱、電動汽

17、油泵電動汽油泵、燃油燃油濾清器濾清器、燃油分配管燃油分配管、噴油器和油壓調(diào)節(jié)器等組成。噴油器和油壓調(diào)節(jié)器等組成。理想供油特性曲線理想供油特性曲線汽油噴射系統(tǒng)中可以由計算機精確地控制。汽油噴射系統(tǒng)中可以由計算機精確地控制?；旌蠚獾幕旌蠣顟B(tài)混合氣的混合狀態(tài)理想的混合氣應(yīng)是燃料蒸氣和空氣均勻混合。實際理想的混合氣應(yīng)是燃料蒸氣和空氣均勻混合。實際上燃料并不一定完全以蒸氣狀態(tài)混合，而很可能上燃料并不一定完全以蒸氣狀態(tài)混合，而很可能以油霧（細小油粒）、油滴（大油粒），甚至以以油霧（細小油粒）、油滴（大油粒），甚至以油膜狀態(tài)存在。油膜狀態(tài)存在。燃油供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)應(yīng)盡可能使應(yīng)盡可能使燃料以蒸氣燃料以蒸氣

18、的形式與空的形式與空氣均勻混合。氣均勻混合?；旌蠚獾姆峙浠旌蠚獾姆峙?混合氣的分配是指氣缸內(nèi)的各個區(qū)域（單缸混合氣的分配是指氣缸內(nèi)的各個區(qū)域（單缸機）以及進入各個氣缸的混合氣的數(shù)量、混合機）以及進入各個氣缸的混合氣的數(shù)量、混合氣的濃度及混合氣中所含燃料的組成成分等的氣的濃度及混合氣中所含燃料的組成成分等的分布（多缸機）。分布（多缸機）。發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的發(fā)展發(fā)動機電子控制（電控汽油噴射與電控點火）的迅猛發(fā)發(fā)動機電子控制（電控汽油噴射與電控點火）的迅猛發(fā)展并得到廣泛應(yīng)用，主要是因為：展并得到廣泛應(yīng)用，主要是因為：1 1）燃油經(jīng)濟性的要求；）燃油經(jīng)濟性的要求；2 2）排放

19、法規(guī)的現(xiàn)實需要；）排放法規(guī)的現(xiàn)實需要；3 3、電子點火系統(tǒng)電子點火系統(tǒng) 電子點火系統(tǒng)：電子點火系統(tǒng)： 電子點火電子點火系統(tǒng)是指利用半導體器件系統(tǒng)是指利用半導體器件( (如如三極管、可控硅三極管、可控硅) )替代傳統(tǒng)點替代傳統(tǒng)點火系的機械開關(guān)，接通或斷火系的機械開關(guān)，接通或斷開初級電流的點火系統(tǒng)。開初級電流的點火系統(tǒng)。 電子點火系統(tǒng)根據(jù)儲能方電子點火系統(tǒng)根據(jù)儲能方式不同可以分為式不同可以分為電感點火系電感點火系統(tǒng)和電容放電點火系統(tǒng)統(tǒng)和電容放電點火系統(tǒng)兩大兩大類。兩者又各有無觸點和有類。兩者又各有無觸點和有觸點兩種類型。無觸點電子觸點兩種類型。無觸點電子點火系統(tǒng)在分電器內(nèi)沒有斷點火系統(tǒng)在分電器內(nèi)沒

20、有斷電觸點，而由各種形式的點電觸點，而由各種形式的點火信號發(fā)生器火信號發(fā)生器( (或稱傳感器或稱傳感器) )所代替。所代替。點火信號發(fā)生器按其工作原理又可分為點火信號發(fā)生器按其工作原理又可分為磁電式、光電式、笛磁電式、光電式、笛爾元件式、電磁振蕩式點火信號發(fā)生器爾元件式、電磁振蕩式點火信號發(fā)生器等。其中等。其中磁電式磁電式和和笛爾元件式笛爾元件式應(yīng)用較多。按所用電子器件不同，又可分為分應(yīng)用較多。按所用電子器件不同，又可分為分立元件、集成電路、微電腦構(gòu)成的電子點火系統(tǒng)。立元件、集成電路、微電腦構(gòu)成的電子點火系統(tǒng)。觸點式斷電器已經(jīng)被取代觸點式斷電器已經(jīng)被取代(1)(1)磁電式無觸點電子點火系統(tǒng)磁電

21、式無觸點電子點火系統(tǒng) 磁電式無觸點電子點火系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，現(xiàn)以日本磁電式無觸點電子點火系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，現(xiàn)以日本豐田汽車為例說明其工作原理。磁電式元觸點電子豐田汽車為例說明其工作原理。磁電式元觸點電子點火系統(tǒng)由點火信號發(fā)生器、電子組件、分電器、點火系統(tǒng)由點火信號發(fā)生器、電子組件、分電器、點火線圈、及火花塞等組成。點火線圈、及火花塞等組成。 點火信號發(fā)生器由轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、鐵心和繞在鐵點火信號發(fā)生器由轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、鐵心和繞在鐵心上的信號線圈組成。轉(zhuǎn)子由分電器軸帶動，其上心上的信號線圈組成。轉(zhuǎn)子由分電器軸帶動，其上齒數(shù)與發(fā)動機氣缸數(shù)相同。齒數(shù)與發(fā)動機氣缸數(shù)相同。 磁電式點火信號發(fā)生器是利用電磁感應(yīng)原理

22、，當通磁電式點火信號發(fā)生器是利用電磁感應(yīng)原理，當通過信號線圈的磁通發(fā)生變化時。在信號線圈內(nèi)便產(chǎn)過信號線圈的磁通發(fā)生變化時。在信號線圈內(nèi)便產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。經(jīng)放大作為控制點火線圈的初級繞生感應(yīng)電動勢。經(jīng)放大作為控制點火線圈的初級繞組的通和斷，在次級繞組產(chǎn)生點火用高電壓。組的通和斷，在次級繞組產(chǎn)生點火用高電壓。集成式電子點火組件集成式電子點火組件(2)(2)有觸點電子點火系統(tǒng)：有觸點電子點火系統(tǒng)： 該系統(tǒng)又叫半導體輔助點火系統(tǒng)，與無觸點電子點該系統(tǒng)又叫半導體輔助點火系統(tǒng)，與無觸點電子點火系統(tǒng)唯一不同的是用一個機械開關(guān)代替上述信號發(fā)生火系統(tǒng)唯一不同的是用一個機械開關(guān)代替上述信號發(fā)生器，其他部分基本相同

23、。它仍有有觸點自身結(jié)構(gòu)所帶來器，其他部分基本相同。它仍有有觸點自身結(jié)構(gòu)所帶來的缺點。但它的觸點只流過較小的控制電流，所以延長的缺點。但它的觸點只流過較小的控制電流，所以延長了觸點壽命，并減少了觸點的維護和調(diào)整時間，同時比了觸點壽命，并減少了觸點的維護和調(diào)整時間，同時比一般點火提高了點火性能。一般點火提高了點火性能。(3) (3) 電腦控制點火系統(tǒng)電腦控制點火系統(tǒng) 汽油發(fā)動機電火花點火后，混合氣需要先經(jīng)誘導期，汽油發(fā)動機電火花點火后，混合氣需要先經(jīng)誘導期，然后才進入猛烈的明顯燃燒期，即混合氣在發(fā)動機氣缸然后才進入猛烈的明顯燃燒期，即混合氣在發(fā)動機氣缸內(nèi)的燃燒不是瞬時，而需要一定的時間，所以要使發(fā)

24、動內(nèi)的燃燒不是瞬時，而需要一定的時間，所以要使發(fā)動機發(fā)出最大功率，混合氣不應(yīng)在壓縮行程上止點處點火，機發(fā)出最大功率，混合氣不應(yīng)在壓縮行程上止點處點火，而應(yīng)適當?shù)靥嵩缫恍c火，即發(fā)動機應(yīng)在最有利的時而應(yīng)適當?shù)靥嵩缫恍c火，即發(fā)動機應(yīng)在最有利的時刻刻最佳點火提前角點火。通常把發(fā)動機發(fā)出功率最最佳點火提前角點火。通常把發(fā)動機發(fā)出功率最大和油耗最少的點火提前角稱為最佳點火提前角。一般大和油耗最少的點火提前角稱為最佳點火提前角。一般點火裝置是無法達到最優(yōu)控制的，只有用微機及自動控點火裝置是無法達到最優(yōu)控制的，只有用微機及自動控制技術(shù)才能使點火提前角控制在最佳狀態(tài)。制技術(shù)才能使點火提前角控制在最佳狀態(tài)。電

25、控點火原理圖電控燃油噴射（電控燃油噴射（EFIEFI）電控點火裝置（電控點火裝置（ESAESA）怠速控制（怠速控制（ISCISC）排放控制排放控制進氣控制進氣控制增壓控制增壓控制警告提示警告提示自診斷自診斷備用功能與失效保護備用功能與失效保護發(fā)動機電發(fā)動機電子控制子控制電子控制汽油噴射（電子控制汽油噴射（EFIEFI）裝置）裝置電子控制汽油噴射（電子控制汽油噴射（Electronic Fuel InjectionElectronic Fuel Injection縮寫縮寫為為EFIEFI）裝置與傳統(tǒng)的化油器式供油系統(tǒng)相比具有以下）裝置與傳統(tǒng)的化油器式供油系統(tǒng)相比具有以下優(yōu)點：優(yōu)點：1 1）能提高

26、發(fā)動機的比功率；）能提高發(fā)動機的比功率；2 2）耗油量低，燃油經(jīng)濟性好；）耗油量低，燃油經(jīng)濟性好；3 3）能有效控制排放污染；）能有效控制排放污染；4 4）在低速時仍可以輸出較大扭矩；）在低速時仍可以輸出較大扭矩；5 5）汽車的加速性能好；）汽車的加速性能好；6 6）體積小、無機械驅(qū)動、安裝方便、便于布置。）體積小、無機械驅(qū)動、安裝方便、便于布置。4.4.電子控制燃油噴射裝置電子控制燃油噴射裝置電子控制汽油噴射的基本原理電子控制汽油噴射的基本原理電子控制汽油噴射示意圖電子控制汽油噴射示意圖L L型汽油噴射系型汽油噴射系統(tǒng)示意圖統(tǒng)示意圖（BOSCHBOSCH公司）公司）D型汽油噴射系統(tǒng) 反饋式微

27、機控制燃油噴射裝置反饋式微機控制燃油噴射裝置 典型的反饋式微機控制燃油噴射裝置，它由典型的反饋式微機控制燃油噴射裝置，它由傳感器、微傳感器、微機控制裝置和執(zhí)行機構(gòu)機控制裝置和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成。三部分組成。1)1)傳感器傳感器 可動葉片式空氣流量傳感器可動葉片式空氣流量傳感器 曲軸轉(zhuǎn)角及位置傳感器曲軸轉(zhuǎn)角及位置傳感器 氧傳感器氧傳感器 溫度傳感器溫度傳感器 開關(guān)型號傳感器開關(guān)型號傳感器 霍爾霍爾條紋同步信號傳感器條紋同步信號傳感器2)2)微機控制裝置微機控制裝置 微機控制裝置由集成電路組成，目前國外微機控制裝置由集成電路組成，目前國外CPUCPU多采用多采用 8 8位位通用型芯片。通用型芯片。

28、3)3)執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)霍爾效應(yīng)是美國約翰霍爾效應(yīng)是美國約翰?霍普金霍普金斯大學物理學家霍爾博士斯大學物理學家霍爾博士(Dr(DrE EH HHall)Hall)于于18791879年首年首先發(fā)現(xiàn)的。先發(fā)現(xiàn)的。霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾式曲軸位置傳感器是利用霍爾效應(yīng)的原理，產(chǎn)生與曲軸霍爾效應(yīng)的原理，產(chǎn)生與曲軸轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的電壓脈沖信號的，轉(zhuǎn)角相對應(yīng)的電壓脈沖信號的，經(jīng)放大整形后即為曲軸位置傳經(jīng)放大整形后即為曲軸位置傳感器的輸出信號。感器的輸出信號。 霍爾式傳感器主要由觸發(fā)葉輪、霍爾式傳感器主要由觸發(fā)葉輪、霍爾集成電路、導磁鋼片霍爾集成電路、導磁鋼片( (磁軛磁軛) )與永久磁鐵等組成。觸發(fā)葉

29、輪與永久磁鐵等組成。觸發(fā)葉輪安裝在轉(zhuǎn)子軸上，葉輪上制有安裝在轉(zhuǎn)子軸上，葉輪上制有葉片葉片( (在霍爾式點火系統(tǒng)中，葉在霍爾式點火系統(tǒng)中，葉片數(shù)與發(fā)動機氣缸數(shù)相等片數(shù)與發(fā)動機氣缸數(shù)相等) )。當。當觸發(fā)葉輪隨轉(zhuǎn)子軸一同轉(zhuǎn)動時，觸發(fā)葉輪隨轉(zhuǎn)子軸一同轉(zhuǎn)動時，葉片便在霍爾集成電路與永久葉片便在霍爾集成電路與永久磁鐵之間轉(zhuǎn)動。磁鐵之間轉(zhuǎn)動。帕薩特轎車使用的霍爾帕薩特轎車使用的霍爾條條紋同步信號傳感器紋同步信號傳感器5. 5. 空燃比電子控制裝置空燃比電子控制裝置 汽油機的性能指標與空燃比、負荷、轉(zhuǎn)速、點火正時、汽油機的性能指標與空燃比、負荷、轉(zhuǎn)速、點火正時、配氣相位、大氣狀況、燃油品質(zhì)、磨損及調(diào)整狀況有

30、關(guān)，配氣相位、大氣狀況、燃油品質(zhì)、磨損及調(diào)整狀況有關(guān)，其中空燃比是最重要的調(diào)整因素?？杖急鹊淖赃m應(yīng)控制系其中空燃比是最重要的調(diào)整因素?？杖急鹊淖赃m應(yīng)控制系統(tǒng)是采用搜索的方法，不斷地自動尋找系統(tǒng)當時所能達到統(tǒng)是采用搜索的方法，不斷地自動尋找系統(tǒng)當時所能達到的最優(yōu)運行點，并使系統(tǒng)保持在最優(yōu)點附近運行。按控制的最優(yōu)運行點，并使系統(tǒng)保持在最優(yōu)點附近運行。按控制的方式不同又可分為下列幾種：的方式不同又可分為下列幾種： 直接修正供油的方式直接修正供油的方式 間接修正供油的方式間接修正供油的方式 1)1)采用微機自適應(yīng)控制汽油機的空燃比采用微機自適應(yīng)控制汽油機的空燃比控制原理控制原理 自尋最優(yōu)控制的基本原地

31、是：在每個知道被控系統(tǒng)的數(shù)自尋最優(yōu)控制的基本原地是：在每個知道被控系統(tǒng)的數(shù)學模型情況下微機在系統(tǒng)遠行過程中采用搜索的分法，不學模型情況下微機在系統(tǒng)遠行過程中采用搜索的分法，不斷地自動尋找系統(tǒng)當時所能達到的最優(yōu)運行點，并使系統(tǒng)斷地自動尋找系統(tǒng)當時所能達到的最優(yōu)運行點，并使系統(tǒng)維持在這一點附近遠行。維持在這一點附近遠行?？刂葡到y(tǒng)的硬件和軟件控制系統(tǒng)的硬件和軟件(i) (i) 控制系統(tǒng)的硬件：制系統(tǒng)硬件由傳感器、微機控制和控制系統(tǒng)的硬件：制系統(tǒng)硬件由傳感器、微機控制和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成執(zhí)行機構(gòu)三部分組成(ii) (ii) 控制系統(tǒng)軟件采用匯編語言編寫，包含開環(huán)控制程序控制系統(tǒng)軟件采用匯編語言編寫，包

32、含開環(huán)控制程序及其數(shù)據(jù)表、自適應(yīng)控制子程序和主程序，總共及其數(shù)據(jù)表、自適應(yīng)控制子程序和主程序，總共2K2K字節(jié)，字節(jié)，全部固化在全部固化在ROMROM中。中。6.6.柴油機的電子控制特征柴油機的電子控制特征 電子控制化會使成本增加，因此，如果沒有與電子控制化會使成本增加，因此，如果沒有與成本增加相稱的性能提高，生產(chǎn)企業(yè)是不會決定采成本增加相稱的性能提高，生產(chǎn)企業(yè)是不會決定采用的。要是能夠憑借電子控制化改善柴油機的弱點，用的。要是能夠憑借電子控制化改善柴油機的弱點，或者予以有效地解決，那么成本和性能之間就可以或者予以有效地解決，那么成本和性能之間就可以獲得平衡。獲得平衡。 （1 1）冷起動性）冷

33、起動性 由于柴油機是壓燃式，發(fā)動機在冷狀態(tài)時，著由于柴油機是壓燃式，發(fā)動機在冷狀態(tài)時，著火相當困難，為此需使用預熱塞。起動時，駕駛員火相當困難，為此需使用預熱塞。起動時，駕駛員先使發(fā)動機減壓以提高轉(zhuǎn)速，再返回壓縮狀態(tài)，啟先使發(fā)動機減壓以提高轉(zhuǎn)速，再返回壓縮狀態(tài)，啟動預熱塞使之迅速著火，這一系列操作十分麻煩。動預熱塞使之迅速著火，這一系列操作十分麻煩。如果操作不熟練，在起動反復失敗的過程中，很容如果操作不熟練，在起動反復失敗的過程中，很容易導致蓄電池把電放完。電子控制能夠以最佳的程易導致蓄電池把電放完。電子控制能夠以最佳的程序替代駕駛員進行這種麻煩的起動操作。序替代駕駛員進行這種麻煩的起動操作。

34、2)2)控制控制NOxNOx的排放的排放 柴油機的柴油機的HCHC與與NOxNOx的排放量比汽油機少，由于過量空的排放量比汽油機少，由于過量空氣系數(shù)大，無法使用能夠有效減少氣系數(shù)大，無法使用能夠有效減少NOxNOx的的3 3元催化劑。元催化劑。因此，為了減少因此，為了減少NOx NOx ，有必要采用，有必要采用EGR(EGR(排氣再循環(huán)排氣再循環(huán)) )。而而EGREGR會使煙度增加，其控制方法比汽油機要難得多。會使煙度增加，其控制方法比汽油機要難得多。但是，若由電子控制承擔，則將變得非常容易。但是，若由電子控制承擔，則將變得非常容易。3)3)渦輪增壓控制渦輪增壓控制 柴油機的轉(zhuǎn)速不易提高，要提

35、高其輸出功率，必柴油機的轉(zhuǎn)速不易提高，要提高其輸出功率，必須增大柴油機的轉(zhuǎn)矩。因此，渦輪增壓作為一種有效須增大柴油機的轉(zhuǎn)矩。因此，渦輪增壓作為一種有效的手段而出現(xiàn)?？墒?，為了用好增壓柴油機，有必要的手段而出現(xiàn)。可是，為了用好增壓柴油機，有必要對排氣旁通進行細致的控制。對排氣旁通進行細致的控制。平時在車的尾部都可以看到諸如平時在車的尾部都可以看到諸如1.4T1.4T、2.0T2.0T等字樣，這等字樣，這說明了這輛車的發(fā)動機是帶渦輪增壓的。說明了這輛車的發(fā)動機是帶渦輪增壓的。渦輪增壓（渦輪增壓（TurbochargerTurbocharger）簡稱）簡稱TurboTurbo或或T T。渦輪增壓是。

36、渦輪增壓是利用發(fā)動機的廢氣帶動渦輪來壓縮進氣，從而提高發(fā)動利用發(fā)動機的廢氣帶動渦輪來壓縮進氣，從而提高發(fā)動機的功率和扭矩，使車更有勁。機的功率和扭矩，使車更有勁。關(guān)于渦輪增壓關(guān)于渦輪增壓4)4)抑制煙度抑制煙度 油滴擴散燃撓時，燃料暴露在局部高溫缺氧的環(huán)境油滴擴散燃撓時，燃料暴露在局部高溫缺氧的環(huán)境中，產(chǎn)生熱分解，不可避免地出現(xiàn)游離碳。在低負荷時，中，產(chǎn)生熱分解，不可避免地出現(xiàn)游離碳。在低負荷時，游離碳不以黑碳的形態(tài)排出，因為它在膨脹過程中重新燒游離碳不以黑碳的形態(tài)排出，因為它在膨脹過程中重新燒掉掉 加速時供油量較大，踩加速踏板時會冒黑煙。依靠加速時供油量較大，踩加速踏板時會冒黑煙。依靠電子噴

37、射，則可以配合速度的上升，把明油量控制在不超電子噴射，則可以配合速度的上升，把明油量控制在不超過冒煙界限的適當范圍內(nèi)，同時調(diào)節(jié)噴油時刻，在加速性過冒煙界限的適當范圍內(nèi)，同時調(diào)節(jié)噴油時刻，在加速性不致過分惡化的前提下，盡可能抑制排煙。不致過分惡化的前提下，盡可能抑制排煙。5)5)游車游車 當發(fā)動機在負荷急劇變動和輕負荷低速運轉(zhuǎn)時，會當發(fā)動機在負荷急劇變動和輕負荷低速運轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生游車。這是由于噴油泵調(diào)速器的反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)產(chǎn)生游車。這是由于噴油泵調(diào)速器的反饋控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性差而引起的。電子式反饋控制電路的響應(yīng)特性很好，特性差而引起的。電子式反饋控制電路的響應(yīng)特性很好，故不會產(chǎn)生游車。故不會產(chǎn)

38、生游車。 6)6)怠速控制：怠速控制：怠速控制是在保證發(fā)動機排放要怠速控制是在保證發(fā)動機排放要求且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的前提下盡量使發(fā)求且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的前提下盡量使發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速保持最低動機的怠速轉(zhuǎn)速保持最低, ,以降低以降低怠速的燃油消耗。怠速的燃油消耗。發(fā)動機怠速運行時，節(jié)氣門處于發(fā)動機怠速運行時，節(jié)氣門處于全關(guān)位置，即進入發(fā)動機的空氣全關(guān)位置，即進入發(fā)動機的空氣量不再由節(jié)氣門進行調(diào)節(jié)。量不再由節(jié)氣門進行調(diào)節(jié)。怠速控制的實質(zhì)就是通過怠速執(zhí)怠速控制的實質(zhì)就是通過怠速執(zhí)行器調(diào)節(jié)進氣量，同時配合噴油行器調(diào)節(jié)進氣量，同時配合噴油量及點火提前角的控制，改變怠量及點火提前角的控制，改變怠速工況燃料消耗所發(fā)出的功率，

39、速工況燃料消耗所發(fā)出的功率，以穩(wěn)定或改變怠速轉(zhuǎn)速。以穩(wěn)定或改變怠速轉(zhuǎn)速。在電子控制的情況下，無論負荷在電子控制的情況下，無論負荷怎樣增減，都能把怠速轉(zhuǎn)速保持怎樣增減，都能把怠速轉(zhuǎn)速保持在最低的狀態(tài)，從而能夠改善柴在最低的狀態(tài)，從而能夠改善柴油機的經(jīng)濟性油機的經(jīng)濟性8 8）廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)）廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)廢氣再循環(huán)（廢氣再循環(huán)（EGREGR）是）是為了減少排氣中的氮為了減少排氣中的氮氧化物。直噴系統(tǒng)的氧化物。直噴系統(tǒng)的缸內(nèi)溫度相對較高，缸內(nèi)溫度相對較高，而且柴油機工作在富而且柴油機工作在富氧的環(huán)境下，因此排氧的環(huán)境下，因此排氣中產(chǎn)生大量的氮氧氣中產(chǎn)生大量的氮氧化物。部分的排氣通化物。部分的

40、排氣通過過EGREGR閥與新鮮空氣混閥與新鮮空氣混合進入發(fā)動機，這樣合進入發(fā)動機，這樣缸內(nèi)混合氣的含氧量缸內(nèi)混合氣的含氧量就降低，從而降低氮就降低，從而降低氮氧化物排放。廢氣再氧化物排放。廢氣再循環(huán)率要受到限制，循環(huán)率要受到限制，因為過多的廢氣會使因為過多的廢氣會使碳氫、一氧化碳和微碳氫、一氧化碳和微粒排放惡化。 二、汽車柴油機發(fā)動機新技術(shù)二、汽車柴油機發(fā)動機新技術(shù)1 1、柴油機電控技術(shù)的特點：、柴油機電控技術(shù)的特點：柴油機電控系統(tǒng)由傳感器、電控單元柴油機電控系統(tǒng)由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三大部分組成。和執(zhí)行器三大部分組成。柴油機電控技術(shù)的關(guān)鍵和難點是柴油柴油機電控技術(shù)的關(guān)鍵和難點是柴油機噴射

41、電控執(zhí)行器，其主要控制量是機噴射電控執(zhí)行器，其主要控制量是噴油量和噴油正時。噴油量和噴油正時。柴油機電控技術(shù)具有以下兩個明顯的柴油機電控技術(shù)具有以下兩個明顯的特點：特點：（1 1）柴油機電控技術(shù)關(guān)鍵和難點是柴）柴油機電控技術(shù)關(guān)鍵和難點是柴油機噴射電控執(zhí)行器油機噴射電控執(zhí)行器（2 2柴油機電控噴射系統(tǒng)具有多樣化特柴油機電控噴射系統(tǒng)具有多樣化特點。點。2 2、現(xiàn)代柴油機燃油噴射控制的主要內(nèi)容、現(xiàn)代柴油機燃油噴射控制的主要內(nèi)容（1 1）在各種工況下對循環(huán)噴油量進行精確的控制，并）在各種工況下對循環(huán)噴油量進行精確的控制，并保證各缸噴油量的均勻。保證各缸噴油量的均勻。（2 2）在各種工況下對噴油正時進行控制。）在各種工況下對噴油正時進行控制。（3 3）在各種工況下對噴油速率和噴油規(guī)律進行精確的）在各種工況下對噴油速率和噴油規(guī)律進行精確的控制，以獲得燃燒過程理想的放熱率。控制，以獲得燃燒過程理想的