汽車發(fā)動機(jī)汽油機(jī)電控系統(tǒng)

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313～473K所得到的輕質(zhì)烴燃料，方法簡單、出油量低，占石油的25～30％)、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（OctaneNumber)，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)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動機(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?？杖急華/F：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A／F表示．其公式如下：

A/F=空氣質(zhì)量／燃油質(zhì)量理論空燃比：使1kg汽油完全燃燒按化學(xué)當(dāng)量計(jì)算需要14．7kg空氣．空燃比等于14．7，稱為理論空燃比。過量空氣系數(shù)λ：在實(shí)際的汽油機(jī)燃燒過程中,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量空氣系數(shù)，可用λ表示。

λ=實(shí)際空氣量／理論空氣量＝實(shí)際空燃比／14.7

用λ可清楚地表示混合氣稀濃程度：

λ<1.0A／F<14.7濃混合氣

λ=1.0A／F=14.7標(biāo)準(zhǔn)混合氣，理論（空燃比）混合氣

λ>1.0A／F>14.7稀混合氣

空燃比對發(fā)動機(jī)性能影響

空燃比對發(fā)動機(jī)燃燒的影響功率混合比(λ＝0.8~0.9):混合氣燃燒速度最快，發(fā)動機(jī)輸出功率最大。經(jīng)濟(jì)混合比(λ＝1.05~1.15):比理論空燃比稍多的空氣量，保證燃燒充分，油耗率低?？杖急葘ε欧诺挠绊懓l(fā)動機(jī)工況或負(fù)荷變化對空燃比的要求怠速工況：發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量很少，發(fā)動機(jī)缸內(nèi)殘留廢氣量多，對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)動機(jī)穩(wěn)定燃燒。中小負(fù)荷工況：發(fā)動機(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)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。功率運(yùn)行區(qū):節(jié)氣門開度大于80％，要求發(fā)動機(jī)以滿足動力性要求為主，此時(shí)燃燒功率混合氣。冷車起動時(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。為了保證起動順利，要求供給很濃的混合氣。溫度越低，混合氣越濃，例如：在－20～－40℃時(shí)，空燃比可小至2。暖機(jī)階段：發(fā)動機(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)動機(jī)的溫度升高而減小，一直到發(fā)動機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定正常運(yùn)行，加濃量為0。發(fā)動機(jī)工況或負(fù)荷變化對空燃比的要求加速階段：發(fā)動機(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)入氣缸的混合氣會瞬時(shí)變稀，如果過稀會使發(fā)動機(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：當(dāng)駕駛員松開油門踏板時(shí)，發(fā)動機(jī)節(jié)氣門突然減小，此時(shí)由于慣性作用，發(fā)動機(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。化油器結(jié)冰。燃油蒸發(fā)吸收汽化潛熱；喉口處流速升高，壓力溫度下降。

浮子式化油器的工作受發(fā)動機(jī)姿態(tài)的影響。

發(fā)動機(jī)倒拖影響油耗和排放。化油器汽油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、排放差，動力性差。

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III2000年2.30.20.15歐洲IV2005年1.00.10.08第二代代汽油油機(jī)：：電控控汽油油噴射射主要技技術(shù)特特征：：采用用進(jìn)氣氣道多多點(diǎn)低低壓汽汽油噴噴射技技術(shù)（（MPFI）；采采用頂頂置四四氣門門；燃燃燒室室采用用蓬形形燃燒燒室；；尾氣氣采用用三元元催化化反應(yīng)應(yīng)器進(jìn)進(jìn)行處處理。。優(yōu)點(diǎn)能根據(jù)據(jù)汽油油機(jī)工工況不不同，，供給給最佳佳空燃燃比的的混合合氣。?？蓪Ω鱾€(gè)個(gè)氣缸缸空燃燃比進(jìn)進(jìn)行連連續(xù)的的精確確的控控制，，使各各個(gè)氣氣缸混混合氣氣的質(zhì)質(zhì)和量量都比比較均均勻，，保證證各缸缸的工工作性性能最最好。。充氣效效率比比傳統(tǒng)統(tǒng)化油油器方方式高高，發(fā)發(fā)動機(jī)機(jī)具有有更高高的功功率和和轉(zhuǎn)矩矩，這這是因因?yàn)闆]沒有化化油器器喉管管的節(jié)節(jié)流損損失。。發(fā)動機(jī)機(jī)油耗耗較低低，改改善了了排放放。容易起起動，，暖機(jī)機(jī)快，，過渡渡工況況性能能和加加速性性能好好，汽汽車駕駕駛性性能好好。為發(fā)動動機(jī)新新技術(shù)術(shù)的應(yīng)應(yīng)用提提供可可能，，如高高壓縮縮比和和稀燃燃系統(tǒng)統(tǒng)、多多氣門門、可可變壓壓縮比比、可可變氣氣門定定時(shí)和和汽油油機(jī)增增壓等等。缺點(diǎn)冷起動動排放放高：：噴射射壓力力較低低，SMD約為150~300μm；在進(jìn)進(jìn)氣口口處形形成油油膜。。中、低低負(fù)荷荷采用用理論論空燃燃比，，燃油油經(jīng)濟(jì)濟(jì)性差差。節(jié)氣門門存在在導(dǎo)致致泵氣氣損失失，燃燃油經(jīng)經(jīng)濟(jì)性性差第三代代汽油油機(jī)———GDI以本田田SI-DISI發(fā)動機(jī)機(jī)為代代表，，無節(jié)節(jié)氣門門，采采用分分層燃燃燒技技術(shù)，，燃料料在氣氣缸壓壓縮行行程后后期使使用旋旋流噴噴嘴（（8～12MPa,SMD約為20μm)噴入氣氣缸。。優(yōu)點(diǎn)油耗降降低20％左右右：無無節(jié)氣氣門、、壓縮縮比高高（12，汽油油直接接噴射射入氣氣缸，，汽油油蒸發(fā)發(fā)使充充量溫溫度降降低，，爆振振傾向向減少少）、、采用用稀燃燃。加速性性能改改善。。冷起動動性能能改善善，HC、CO排放降降低。。缺點(diǎn)NOx排放的的后處處理較較難。。微粒排排放增增加：：局部部混合合氣較較濃中小負(fù)負(fù)荷HC較多：：油霧霧碰到到活塞塞頂部部和缸缸壁；；分層層燃燒燒使局局部混混合氣氣較稀??；排排氣溫溫度低低，不不利于于HC后氧化化§5.2汽油噴噴射發(fā)發(fā)展歷歷史機(jī)械控控制汽汽