汽車節(jié)能技術(shù)第四章

汽車節(jié)能技術(shù)第四章第一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一汽油機(jī)－高溫單級(jí)點(diǎn)燃?jí)嚎s的是燃料與空氣的混合氣體,在此過程中,已經(jīng)進(jìn)行了一些化學(xué)反應(yīng)?；鸹c(diǎn)火,局部溫度高達(dá)3000K以上,該處燃料分子直接分裂成大量的自由原子與自由基,迅速反應(yīng)出現(xiàn)熱火焰,瞬間擴(kuò)大到整個(gè)燃燒室內(nèi)。所以,汽油機(jī)著火過程：壓縮混合氣點(diǎn)火（經(jīng)短暫著火延遲期）熱火焰

發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿倪^程。進(jìn)入氣缸的燃料燃燒完全的程度，直接影響到熱量產(chǎn)生的多少和排出廢氣的成分，而燃燒時(shí)間或燃燒相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)角的位置，又關(guān)系到熱量的利用和氣缸壓力的變化，所以燃燒過程是影響發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排氣污染的主要過程，與噪聲、振動(dòng)、起動(dòng)性能和使用壽命也有重大關(guān)系。第二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一一、汽油機(jī)的燃燒過程1、正常燃燒過程1)正常燃燒過程進(jìn)行情況

汽油機(jī)典型的展開示功圖如圖所示。為分析方便，按其壓力變化持點(diǎn)，人為地將燃燒過程分成三個(gè)階段。(1)著火延遲期

從火花塞點(diǎn)火至氣缸壓力明顯脫離壓縮線而急劇上升時(shí)的時(shí)間或曲軸轉(zhuǎn)角?；鸹ㄈ烹姇r(shí)兩極電壓達(dá)10-15kV，擊穿電極間隙的混合氣，造成電極間電流通過。電火花能量多在40-80mJ，局部溫度可達(dá)3000K，使電極附近的混合氣立即點(diǎn)燃，形成火焰中心，火焰向四周傳播，氣缸壓力脫離壓縮線開始急劇上升。第三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程I-著火延遲期II-明顯燃燒期III-補(bǔ)燃期1-開始點(diǎn)火2-形成火焰中心3-最高壓力點(diǎn)第四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程

著火延遲期長(zhǎng)短與混合氣成分(α=0.8-0.9時(shí)最短)、開始點(diǎn)火時(shí)的缸內(nèi)氣體溫度和壓力、缸內(nèi)氣體流動(dòng)、火花能量及殘余廢氣量等因素有關(guān)。它對(duì)每一循環(huán)都可能有變動(dòng)，有時(shí)最大值可達(dá)最小值的數(shù)倍。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)鞅檎麄€(gè)燃燒室，常指壓力達(dá)到最高點(diǎn)。在均質(zhì)混合氣中，當(dāng)火焰中心形成之后，火焰向四周傳播，形成一個(gè)近似球面的火焰層，即火焰前鋒，從火焰中心升始層層向四周未燃混合氣傳播，直到連續(xù)不斷的火焰前鋒掃過整個(gè)燃燒室。火餡前鋒相對(duì)于未燃混合氣向前推進(jìn)的速度稱為火焰速度，用UT表示。UT的大小取決于層流火焰速度(約在每秒幾十厘米到幾米之間)和混合氣紊流狀態(tài)。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)，所以氣缸壓力迅速上升。常用平均壓力上升速度ΔP/Δφ[MPa/(°)],表征壓力變化的急劇程度。汽油機(jī)的燃燒過程第五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程I-著火延遲期II-明顯燃燒期III-補(bǔ)燃期1-開始點(diǎn)火2-形成火焰中心3-最高壓力點(diǎn)第六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程式中P2、P3第二階段終點(diǎn)和起點(diǎn)的壓力（MPa）φ2、φ3第二階段終點(diǎn)和起點(diǎn)相對(duì)上止點(diǎn)的曲軸轉(zhuǎn)角(°)。汽油機(jī)在0.2-0.4MPa/(°)的范圍。明顯燃燒期是汽油機(jī)燃燒的主要時(shí)期，燃燒期愈短，愈靠近上止點(diǎn)，汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性愈好，但可能導(dǎo)致ΔP/Δφ值過高，噪聲、振動(dòng)大，工作粗暴，對(duì)排污亦不利。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，ΔP/Δφ=0.175～0.25MPa/(°)為宜。第七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一(3)后燃期(圖中3點(diǎn)以后)

它是指明顯燃燒期以后的燃燒，主要有火焰前鋒后末及燃燒的燃料再燃燒，貼附在缸壁上未燃混合氣層的部分燃燒以及高溫分解的燃燒產(chǎn)物(H2,CO等)重新氧化。這種燃燒已經(jīng)遠(yuǎn)離上止點(diǎn)，應(yīng)該盡量避免。綜上所述，汽油機(jī)正常燃燒過程是唯一地定時(shí)的火花點(diǎn)火開始，且火焰前鋒以一定的正常速度傳遍整個(gè)燃燒室。1、正常燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程第八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程第九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程2）燃燒速度燃燒速度是指單位時(shí)間燃燒的混合氣量，可以表達(dá)為

汽油機(jī)的燃燒過程式中：—火焰前鋒面積

—火焰速度

—未然混合氣密度控制燃燒速度就能控制明顯燃燒期的長(zhǎng)短及其相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角的位置?，F(xiàn)代汽油機(jī)轉(zhuǎn)速很高，一般在5000～8000r/min，燃燒時(shí)間極短，僅0.001～0.002s，這就需要有足夠快的燃燒速度，并希望它合理地變化。由上式可見，影響燃燒速度的因素如下所述。第十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程（1）火焰速度UT

火焰速度UT是決定明顯燃燒期長(zhǎng)短的主要因素?，F(xiàn)代汽油機(jī)的UT可高達(dá)50~80m/s。影響UT的主要因素是：燃燒室中氣體的紊流運(yùn)動(dòng)、混合氣成分和混合氣初始溫度。

a、紊流運(yùn)動(dòng)由具有一定運(yùn)動(dòng)方向的渦流運(yùn)動(dòng)和無(wú)數(shù)小氣團(tuán)的無(wú)規(guī)則脈動(dòng)運(yùn)動(dòng)所組成，這些由氣體質(zhì)點(diǎn)所組成的小氣團(tuán)大小不一，流動(dòng)的速度、方向也不相同，但宏觀流動(dòng)方向則是一致的。這種紊流運(yùn)動(dòng)使平整的火焰前鋒表面嚴(yán)重扭曲，甚至分隔成許多燃燒中心，導(dǎo)致火焰前鋒燃燒區(qū)的厚度增加，火焰速度加快。汽油機(jī)的燃燒過程第十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖示出紊流強(qiáng)度與火焰速度比的關(guān)系。紊流強(qiáng)度指的是各點(diǎn)速度的均方根值，火焰速度比是紊流火焰速度與層流火焰速度之比。可見，加強(qiáng)燃燒室的紊流尤其是微渦流運(yùn)動(dòng)，會(huì)使火焰速度有效地增加，這是提高汽油機(jī)燃燒速度最重要的手段。1、正常燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程第十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程b、混合氣成分不同，火焰?zhèn)鞑ニ俣纫裁黠@不同。圖4-5為試驗(yàn)所得火焰速度與過量空氣系數(shù)α的關(guān)系。由圖可知：當(dāng)α=0.85~0.95時(shí)，火焰速度最大，汽油機(jī)用這種濃混合氣工作，燃燒速度最快，功率也最大，故這種混合比稱為功率混合比汽油機(jī)的燃燒過程當(dāng)α=1.03~1.1時(shí)，火焰速度降低不多，又因有足夠的氧氣而使燃燒完全，因此用這種濃度的混合氣工作，汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性最好，故此混合比稱為經(jīng)濟(jì)混合比。第十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程當(dāng)α繼續(xù)增大，由于火焰速度下降，燃燒過程拖長(zhǎng)，熱效率和功率均降低。當(dāng)α>1.3-1.4時(shí)，火焰難以傳播，汽油機(jī)不能工作，此種混合比稱為火焰?zhèn)鞑ハ孪蕖Ｍ瑯?，?lt;0.4-0.5時(shí)，由于嚴(yán)重缺氧，也使火焰不能傳播，這種混合比稱為火焰?zhèn)鞑ド舷?。汽油機(jī)的燃燒過程第十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程實(shí)際上，為了保證可靠地工作，汽油機(jī)的在0.6-1.2范圍，即空燃比A/F=9-18。應(yīng)注意，混合氣火焰?zhèn)鞑ソ缦薏⒎且粋€(gè)常數(shù)，它是隨條件而變化的，如混合氣溫度高，點(diǎn)火能量大，氣體紊流強(qiáng)等，火焰?zhèn)鞑ソ缦蘧蛿U(kuò)大；混合氣中廢氣含量多，界限就變窄。c、混合氣初始溫度高，火焰速度增加。（2）火焰前鋒面積AT利用燃燒室?guī)缀涡螤罴捌渑c火花塞位置的配合，可以改變不同時(shí)期火焰前鋒掃過的面積，以調(diào)整燃燒速度。圖4-6為不同燃燒室火焰前鋒面積變化的情況。它直接影響到明顯燃燒期相當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角的位置及燃燒速度變化的情況，與壓力上升密切相關(guān)。汽油機(jī)的燃燒過程第十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程燃燒室形狀與粗暴性的關(guān)系第十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程（3）可燃混合氣密度ρT增大未燃混合氣密度，可以提高燃燒速度，因此增大壓縮比和進(jìn)氣壓力等，均可加大燃燒速度。3）汽油機(jī)不規(guī)則燃燒汽油機(jī)不規(guī)則燃燒是指在穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，各循環(huán)之間的燃燒變動(dòng)和各氣缸之間的燃燒差異。這是汽油機(jī)燃燒過程的一大特征。（1）各循環(huán)間的燃燒變動(dòng)圖N和Pmax值隨循環(huán)數(shù)的變動(dòng)。從中可以看到變化較大，是不應(yīng)忽視的，低負(fù)荷時(shí)情況還要嚴(yán)重。這種循環(huán)間的燃燒變動(dòng)使汽油機(jī)空燃比和點(diǎn)火提前角調(diào)整對(duì)每一循環(huán)都不可能處于最佳狀態(tài)，因而油耗上升，功率下降，不正常燃燒傾向增加，整個(gè)汽油機(jī)性能下降。汽油機(jī)的燃燒過程第十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程汽油機(jī)的燃燒過程n和隨循環(huán)數(shù)的變動(dòng)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是：火花塞附近混合氣的混合比和氣體紊流性質(zhì)、程度在各循環(huán)均有變動(dòng)，致使火焰中心形成的時(shí)間不同，即由有效著火時(shí)間變動(dòng)而引起。第十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程

對(duì)各循環(huán)間燃燒變動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)理至今尚不十分清楚，但可以肯定：①當(dāng)α=0.8-0.9時(shí)循環(huán)燃燒變動(dòng)最小，混合氣加濃或減稀，變動(dòng)均增大。因此，為減少排氣中的CO而運(yùn)用稀混合氣時(shí)，即使在較高負(fù)荷也容易發(fā)生循環(huán)變動(dòng)，成為用稀混合氣的障礙。②在中等負(fù)荷以上變動(dòng)較小，低負(fù)荷時(shí)，殘余廢氣相對(duì)量多，變動(dòng)更為明顯。③加強(qiáng)紊流有助于減少變動(dòng)，因此轉(zhuǎn)速增加，一般變動(dòng)減小。④加大點(diǎn)火能量，采用多點(diǎn)點(diǎn)火，情況可有所改善。⑤點(diǎn)火時(shí)刻和點(diǎn)火位置對(duì)燃燒變動(dòng)很敏感。（2）各缸間燃燒差異汽油機(jī)由于是外部混合，在汽油機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)存在著空氣、燃料蒸氣、各種比例的混合氣、大小不一的霧化油粒以及沉積在進(jìn)氣管壁上厚薄不同的油膜，要均勻分配到各個(gè)氣缸是很困難的。各缸進(jìn)氣歧管的差別，各缸間進(jìn)氣重疊引起的干涉等現(xiàn)象，導(dǎo)致各缸進(jìn)氣量、進(jìn)氣速度以及氣流的紊流狀態(tài)等不能完全一致。因此，在多缸汽油機(jī)上，各缸混合氣成分存在差異。各缸混合氣成分不同，使得各缸不可能在最佳調(diào)整狀況下工汽油機(jī)的燃燒過程第十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、正常燃燒過程

作，即各缸不可能都處于經(jīng)濟(jì)混合氣或功率混合氣濃度，從而整個(gè)汽油機(jī)功率下降，耗油率上升，排放性能惡化。進(jìn)氣系統(tǒng)所有零件的設(shè)計(jì)和安裝位置，任何不對(duì)稱和流動(dòng)阻力不同的情況都會(huì)破壞均勻分配，其中影響最大的是進(jìn)氣管的設(shè)計(jì)。4）燃燒室壁面的熄火作用

在火焰?zhèn)鞑ミ^程中，燃燒室壁對(duì)火焰具有熄火作用，即緊靠壁面附近的火焰不能傳播。這樣，在熄火區(qū)內(nèi)存在大量未燃燒的烴，它是汽油機(jī)排氣中HC的主要來源之一。一般解釋缸壁熄火是由鏈反應(yīng)中斷和冷缸壁使接近缸壁的一層氣體冷卻所造成。根據(jù)試驗(yàn)觀察可知，當(dāng)α=1左右，熄火厚度最小，混合氣加濃或減稀，此厚度均增加；負(fù)荷減小時(shí)，熄火厚度顯著增加；燃燒室溫度、壓力提高，氣缸紊流加強(qiáng)，熄火厚度均減小。根據(jù)熄火厚度可以推定熄火領(lǐng)域的容積，從而可以說明排氣中HC的濃度。應(yīng)盡量減小熄火厚度及燃燒室的面容比F/V以降低汽油機(jī)的HC排出量。汽油機(jī)的燃燒過程第二十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、不正常燃燒1）爆燃

汽油機(jī)發(fā)生爆燃時(shí)的外部特征是：氣缸發(fā)出特別尖銳的金屬敲擊聲，亦稱之敲缸。輕微敲缸時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率上升，油耗下降，但嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生冷卻水過熱，功率下降，耗油率上升。

爆燃產(chǎn)生的原因是：在正?；鹧?zhèn)鞑サ倪^程中，處在最后燃燒位置上的那部分未燃混合氣(常稱末端混合氣)，進(jìn)一步受到壓縮和輻射熱的作用，加速了先期反應(yīng)。如果在火焰前鋒尚未到達(dá)之前，末端混合氣已經(jīng)自燃，則這部分混合氣燃燒速度極快，火焰速度可達(dá)每秒百米甚而數(shù)百米以上，使局部壓力、溫度很高，并伴隨有沖擊波。壓力沖擊波反復(fù)撞擊缸壁，發(fā)出尖銳的敲缸聲，使發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲加大，發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，功率下降。

汽油機(jī)的燃燒過程第二十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、不正常燃燒汽油機(jī)的燃燒過程火焰以正常的傳播速度20-60m/s向前推進(jìn),若發(fā)生爆燃，終端混合氣最適于發(fā)火的部位形成一個(gè)或幾個(gè)火焰中心。以遠(yuǎn)大于正常燃燒火焰前鋒面推進(jìn)的速度向周圍傳播。輕微爆燃火焰速度=100-300[m/s]強(qiáng)烈爆燃火焰速度=800-2000[m/s]

若自燃區(qū)占整個(gè)燃燒室容積的5%為強(qiáng)烈爆燃。第二十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、不正常燃燒汽油機(jī)的燃燒過程第二十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、不正常燃燒

根據(jù)末端混合氣是否易于自燃來分析，影響爆燃的因素為：a、燃料性質(zhì)辛烷值高的燃料、抗爆燃能力強(qiáng)。四乙鉛添加劑能有效地提高燃料的抗爆燃能力，但這會(huì)排出有毒的含鉛顆粒，污染大氣并影響催化劑的使用，因此近年來各國(guó)都對(duì)含鉛汽油的使用加以控制。b、末端混合氣的壓力和溫度末端混合氣的壓力和溫度增高，則爆燃傾向增大。例如，提高壓縮比，則氣缸內(nèi)壓力、溫度升高，爆燃易發(fā)生；又如，氣缸蓋、活塞的材料使用輕金屬，由于其導(dǎo)熱性好，末端混合氣壓力、溫度低，爆燃傾向小，可提高壓縮比0.4～0.7單位。汽油機(jī)的燃燒過程第二十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、不正常燃燒c、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，這有利于避免爆燃。例如，氣缸直徑大時(shí)，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x增加，爆燃傾向增大，故沒有很大缸徑的汽油機(jī)。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(如排氣門頭部、火花塞絕緣體或零件表面熾熱的沉積物等)點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象，統(tǒng)稱表面點(diǎn)火。它的點(diǎn)火時(shí)刻是不可控制的，多發(fā)生在ε=9以上的強(qiáng)化汽油機(jī)上。早燃是指在火花塞點(diǎn)火之前，熾熱表面就點(diǎn)燃混合氣的現(xiàn)象。由于它提前點(diǎn)火而且熱點(diǎn)表面比火花大，使燃燒速率快，氣缸壓力、溫度增高，發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴，并且由于壓縮功增大，向缸壁傳熱增加，致使功率下降，汽油機(jī)的燃燒過程第二十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、不正常燃燒火花塞、活塞等零件過熱。下圖給出汽油機(jī)早燃示功圖情況。汽油機(jī)的燃燒過程凡是能促使燃燒室溫度和壓力升高以及促使積炭等熾熱點(diǎn)形成的一切條件，都能促成表面點(diǎn)火。第二十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、不正常燃燒早燃會(huì)誘發(fā)爆燃，爆燃又會(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)，危害可能更大。

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，沒有壓力沖擊波，“敲缸聲”比較沉悶，主要是由活塞、連桿、曲軸等運(yùn)動(dòng)件受到?jīng)_擊負(fù)荷產(chǎn)生振動(dòng)面造成。各種燃燒示功圖的比較如圖所示。汽油機(jī)的燃燒過程第二十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、使用因素對(duì)燃燒的影響1）混合氣濃度混合氣濃度對(duì)汽油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的影響如圖所示。汽油機(jī)的燃燒過程功率及耗油率隨供油量B的變化（節(jié)氣門、轉(zhuǎn)速保持一定）第二十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、使用因素對(duì)燃燒的影響在α=0.8～0.9時(shí)，由于燃燒溫度最高，火焰?zhèn)鞑ニ俣茸畲?，因此PZ、TZ、ΔP/Δφ、Pe均達(dá)最高值，且爆燃傾向增大。在α=1.03～1.1時(shí)，由于燃燒完全，be最低。但此時(shí)缸內(nèi)溫度最高且有富?？諝猓琋Ox排放量大。使用α<1的濃混合氣工作，由于必然會(huì)產(chǎn)生不完全燃燒，所以CO排放量明顯上升。當(dāng)α<0.8及α>1.2時(shí)，火焰速度緩慢，部分燃料可能來不及完全燃燒，因而經(jīng)濟(jì)件差HC排放量增多且工作不穩(wěn)定?？梢?，在均質(zhì)混合氣燃燒中，混合氣濃度對(duì)燃燒影響極大，必須嚴(yán)格控制。汽油機(jī)的燃燒過程第二十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、使用因素對(duì)燃燒的影響2）點(diǎn)火提前角

點(diǎn)火提前角是從發(fā)出電火花到上止點(diǎn)間的曲軸轉(zhuǎn)角。受轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、過量空氣系數(shù)等因素影響。當(dāng)汽油機(jī)保持節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速以及混合氣濃度一定時(shí)，汽油機(jī)功率和耗油率隨點(diǎn)火提前角改變而變化的關(guān)系稱為點(diǎn)火提前角調(diào)整特性。對(duì)應(yīng)于每一工況都存在一個(gè)“最佳”點(diǎn)火提前角，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)可保證始終工作在最佳提前角附近。這時(shí)汽油機(jī)功率最大，耗油率最低。點(diǎn)火角過大，則大部分混合氣在壓縮過程中燃燒，活塞所消耗的壓縮功增加，且最高壓力升高，末端混合氣燃燒前的溫度較高，爆燃傾向加大。點(diǎn)火過遲，則燃燒延長(zhǎng)到膨脹過程，燃燒最高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排溫升高，功率、熱效率降低，但爆燃傾向減小，NO排放量降低。汽油機(jī)的燃燒過程第三十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、使用因素對(duì)燃燒的影響汽油機(jī)的燃燒過程第三十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、使用因素對(duì)燃燒的影響3）轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)速增加時(shí)，汽缸中紊流增強(qiáng)，火焰速度大體與轉(zhuǎn)速成正比增加，因而以秒計(jì)的燃燒過程縮短，但由于循環(huán)時(shí)間亦縮短，一般燃燒過程相當(dāng)?shù)那S轉(zhuǎn)角增加，應(yīng)該相應(yīng)加大點(diǎn)火提前角，裝置離心調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前器。轉(zhuǎn)速增加時(shí)，火焰速度亦增加，爆燃傾向減小。4）負(fù)荷

由于小機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)是量調(diào)節(jié)，當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，進(jìn)入氣缸的混合氣數(shù)量減少，而殘余廢氣量基本不變，故殘余廢氣所占比例相對(duì)增加，使混合氣稀釋程度變大，起火界限更窄，火焰速度下降，燃燒惡化。為此需要供給較濃的混合氣，怠速時(shí)α可到0.6(A/F=9)左右，由于進(jìn)氣節(jié)流而泵氣損失加大，冷卻水散熱損失也相對(duì)增加，因此經(jīng)濟(jì)性顯著降低。為使燃燒過程有效地進(jìn)行，需要增大點(diǎn)火提前角，裝置真空調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前器。負(fù)荷減小時(shí)，氣缸的溫度、壓力降低，爆燃的傾向減小。汽油機(jī)的燃燒過程第三十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、使用因素對(duì)燃燒的影響

當(dāng)負(fù)荷↓→混合氣數(shù)量↓→γ↑→混合氣稀釋程度↑→起火界限更窄，火焰速度↓燃燒惡化。當(dāng)負(fù)荷↓→氣缸的（溫度+壓力）↓→爆燃的傾向↓

。負(fù)荷增加－>T,P增加，充氣效率升高，殘余廢氣系數(shù)下降

。5）大氣壓力

大氣壓力低，氣缸充氣量減少，則混合氣變濃，另外，壓縮壓力低，著火延遲期長(zhǎng)和火焰速度慢，則經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性下降，但爆燃傾向減小。大氣溫度高，同樣氣缸充氣量下降，經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性變差，而且容易發(fā)生爆燃和氣阻。

氣阻是由于燃油蒸發(fā)而在供油系中形成氣泡，減少甚至中斷供油的現(xiàn)象。因此，在炎熱地區(qū)行車時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)冷卻系散熱能力，用泵油量大的汽油泵；反之，在寒冷地區(qū)行車時(shí)，要加強(qiáng)進(jìn)氣系統(tǒng)的預(yù)熱，增強(qiáng)火花能量等，以保證燃油霧化、點(diǎn)火及起動(dòng)。汽油機(jī)的燃燒過程第三十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、汽油機(jī)混合氣的形成汽油機(jī)混合氣形成的方式主要有兩類：一類是化油器式，另一類是汽油噴射式。它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)與供油方法上有所不同，但都屬于在氣缸外部形成混合氣，依靠控制節(jié)流閥開閉來調(diào)節(jié)混合氣數(shù)量的。第三十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成1）理想化油器特性

全負(fù)荷時(shí)，即節(jié)氣門全開時(shí)，應(yīng)向氣缸提供適當(dāng)加濃的功率混合氣，A/F＝12～14。

中等負(fù)荷時(shí)，即在節(jié)氣門部分開度時(shí)，應(yīng)有最好的經(jīng)濟(jì)性，適宜使用較稀的經(jīng)濟(jì)混合氣。如圖4-17所示，理想混合氣隨負(fù)荷增加而逐漸變稀，小負(fù)荷范圍內(nèi)變化較陡，隨負(fù)荷加大變化漸趨平緩，負(fù)荷超過50%以后，空燃比變化不大，這時(shí)A/F約為17。

怠速時(shí)，節(jié)氣門接近全閉，為了抵消廢氣對(duì)新鮮充量稀釋的影響、保證穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，需要提供更濃的混合氣，A/F＝10～12.4。汽油機(jī)混合氣的形成第三十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成理想化油器特性汽油機(jī)混合氣的形成第三十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成2)真空度在研究化油器實(shí)際供油特性之前，有必要強(qiáng)調(diào)一下喉管真空度與進(jìn)氣管真空度的不同。所謂喉管真空度，是指在化油器喉管最小截面處因氣體流速加大而產(chǎn)生的負(fù)壓，它對(duì)主供油系的油量起控制作用；所謂進(jìn)氣管真空度，是指在節(jié)氣門之后、混合室及進(jìn)氣管中的負(fù)壓。這部分負(fù)壓主要因節(jié)氣門開度及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而異，它用來控制怠速油系、真空省油器加濃的時(shí)刻及真空點(diǎn)火提前角等。

當(dāng)節(jié)氣門開度一定時(shí)，轉(zhuǎn)速升高，則喉管真空度及進(jìn)氣管真空度均增加(如下圖所示)。不同的是，節(jié)氣門開度變化，兩者差異很大。例如當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)，進(jìn)氣管真空度很高、約為50-70kPa，而喉管真空度實(shí)際上接近于零。汽油機(jī)混合氣的形成第三十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成

節(jié)氣門開啟，喉管真空度加大，進(jìn)氣管真空度則下降，隨著節(jié)氣門開大，兩者越來越接近，最后喉管真空度可超過進(jìn)氣管真空度。第三十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成

節(jié)氣門開啟，喉管真空度加大，進(jìn)氣管真空度則下降，隨著節(jié)氣門開大，兩者越來越接近，最后喉管真空度可超過進(jìn)氣管真空度。第三十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成3）簡(jiǎn)單化油器特征汽油機(jī)混合氣的形成第四十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成其供油量取決于喉管真空度。缺點(diǎn)是：隨喉管真空度的增加燃料流量增加速率超過了空氣流量增加的速率，即混合氣越來越濃。簡(jiǎn)單化油器特性與理想化油器特性的比較如圖所示?！鱌n負(fù)荷A/F濃稀理想化由器特性簡(jiǎn)單化由器特性第四十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成4）主供油系的校正從前面的分析看出，簡(jiǎn)單化油器特性不適合理想特性的原因。在于隨著喉管真空度ΔPn增加，燃料流量的增加速率超過了空氣流量增加的速率。校正的措施不外乎隨著ΔPn增加抑制燃料流量的增加，或者進(jìn)一步加大空氣流量。目前最廣泛的校正措施是滲入空氣法校正系統(tǒng)。如圖4-22所示，主噴口4高出浮子室油面的距離為H，在主量孔1后的主油井3中插入了通大氣的泡沫管6，泡沫管上部由空氣量孔5限制空氣的流入，泡沫管下部有幾排與主油井相通的泡沫孔2。汽油機(jī)混合氣的形成第四十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成第四十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成主供油系校正后的特性第四十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成

從本質(zhì)上說，用校正空氣量孔和泡沫管校正混合比特性的方法，就是用一系列斜率不同的簡(jiǎn)單化油器特性的組合，使之接近理想特性。采用空氣量孔及泡沫管的滲入空氣法，不僅可以達(dá)到校正的目的，而且由于它是以油氣混合狀態(tài)噴入喉管的，所以還可以促進(jìn)燃油的噴散與霧化?？諝饬靠椎脑O(shè)置，改變了簡(jiǎn)單化油器燃料流出單純受喉管真空度限制的狀況。5)滿負(fù)荷加濃與怠速加濃（1）滿負(fù)荷加濃

主供油系校正的結(jié)果，使化油器可以在部分負(fù)荷情況符合需要，但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，還需要另外設(shè)置功率加濃系統(tǒng)，提供濃的功率混合氣，以獲取最大功率。這樣，將主供油系與加濃系分開。必要時(shí)予以加濃的做法，相對(duì)說來，起到了確保在部分負(fù)荷時(shí)節(jié)省油料的作用。因此，這種功率加濃系統(tǒng)又稱為省油系統(tǒng)(或省油裝置)。汽油機(jī)混合氣的形成第四十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成1第四十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成如上圖所示，實(shí)現(xiàn)省油器工作的方案有兩類。一類是機(jī)械省油器，其作用是靠節(jié)氣門開度位置控制打開加濃量孔的推桿，其開始作用點(diǎn)大都定在節(jié)氣門全開前10左右，作用點(diǎn)與轉(zhuǎn)速及負(fù)荷的變化無(wú)關(guān)；另一類是真空省油器，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降或節(jié)氣門開度加大，使進(jìn)氣管真空度減至某值以后，便開始實(shí)現(xiàn)加濃。這兩類省油器往往同時(shí)應(yīng)用，其作用可相互補(bǔ)充。汽油機(jī)混合氣的形成節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速與進(jìn)氣管真空度的關(guān)系第四十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成(2)怠速加濃

發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)行時(shí)，節(jié)氣門開度很小，設(shè)置在真空度很大的節(jié)氣門之后的怠速油孔，可保證在怠速和小負(fù)荷時(shí)獲得所需的濃混合氣。但隨著節(jié)氣門稍許開大，進(jìn)入混合室的空氣量迅速增加。與此同時(shí)，進(jìn)氣管真空度降低很快，怠速油量立即減少，將使混合氣變得極稀、甚至熄火。為此，在怠速油孔之上應(yīng)設(shè)置過渡噴口，過渡噴口的作用是使怠速系供油延長(zhǎng)到節(jié)氣門較大的開度，使其與主油系更好地銜接，達(dá)到圓滑過渡的目的。在主油系上設(shè)置省油系及怠速油系以后，化油器便可按理想供油特性在穩(wěn)態(tài)工況下工作。汽油機(jī)混合氣的形成第四十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成怠速油系1、2-量孔3-調(diào)節(jié)螺釘4-怠速噴口5-過渡噴口第四十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成☆化油器變工況運(yùn)行1)加速過程

當(dāng)節(jié)氣門突然開大時(shí)，由于油量增加滯后于空氣量增加，加上進(jìn)氣管真空度降低，破壞了進(jìn)氣管中原來燃料的汽化條件，因而出現(xiàn)混合氣成分瞬時(shí)變稀，于是發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的瞬時(shí)變化與緩慢開啟節(jié)氣門在穩(wěn)定工況下扭矩上升的情況不同(圖4-31)。從圖上看出，加速過程中扭矩上升有一段滯后，各相應(yīng)點(diǎn)扭矩下降很多。汽油機(jī)混合氣的形成加速過程的轉(zhuǎn)矩變化第五十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成正因?yàn)樵诩铀龠^程中扭矩上升滯后及扭矩值的降低，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性變差，可能出現(xiàn)缺火與放炮。因此，從燃料系的角度看，在節(jié)氣門急開時(shí)，應(yīng)利用加速泵向喉管額外再供應(yīng)適量的加速油量；當(dāng)節(jié)氣門緩開時(shí)，加速泵下的燃油經(jīng)進(jìn)油閥返回浮子室，不起加濃作用(圖4-32)。汽油機(jī)混合氣的形成加速泵簡(jiǎn)圖1、2、3、4-杠桿機(jī)構(gòu)5-彈簧6-活塞7-進(jìn)油閥8-出油閥9-加速泵量孔10-氣孔第五十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成2)急減速過程實(shí)踐表明，一旦抬起油門踏板(節(jié)氣門突然關(guān)閉)，則進(jìn)氣管真空度激增，于是沿進(jìn)氣管壁面流動(dòng)的液膜便迅速蒸發(fā)，使混合氣變濃。而且由于進(jìn)氣管真空度很高，使得減速過程中燃燒惡化，排氣的有害成分增加很快。由于進(jìn)氣管液膜的存在，即使在關(guān)閉節(jié)氣門的同時(shí)切斷怠速供油，排氣有害物的增加也不能幸免。為了減少在急減速過程中的HC含量，可以采用以下措施：

(1)在化油器上設(shè)置節(jié)氣門緩沖器，減慢節(jié)氣門關(guān)閉速度，可以有效地減少H含量。

(2)在滑行時(shí)利用電子裝置來控制節(jié)氣門的開度，使之提供適量的混合氣，維持正常燃燒，可減少HC的排放量。汽油機(jī)混合氣的形成第五十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成3)起動(dòng)過程起動(dòng)是汽油機(jī)重要的不穩(wěn)定過程。起動(dòng)包括起動(dòng)與暖機(jī)兩個(gè)階段?！捌饎?dòng)”是指從發(fā)動(dòng)機(jī)靜止?fàn)顟B(tài)到持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；“暖機(jī)”是指從持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)到各部分溫度上升至正常的工作狀態(tài)。在起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速極低，流經(jīng)喉管的氣流速度也極低。這時(shí)，油蒸氣的蒸發(fā)量很小。因此，要使氣缸中的混合氣成分達(dá)到著火界限，化油器必須設(shè)置起動(dòng)系統(tǒng)，供給更多的汽油使總的混合氣成分大大加濃，以保證汽油機(jī)在低溫下著火。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)速提高了，喉管真空度增加，燃料蒸發(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。但為保證發(fā)動(dòng)機(jī)冷車怠速運(yùn)轉(zhuǎn)圓滑穩(wěn)定，并能加快暖機(jī)時(shí)間、在實(shí)際使用中常常需要進(jìn)一步加大怠速時(shí)節(jié)氣門開度，并提高怠速轉(zhuǎn)速，保持在所謂快怠速狀態(tài)。汽油機(jī)混合氣的形成第五十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成圖為起動(dòng)與暖機(jī)兩個(gè)階段中混合氣成分的變化。圖中d表示起動(dòng)時(shí)需要的空燃比，起動(dòng)后要求的空燃比沿ab線迅速減稀至b點(diǎn)，b點(diǎn)為發(fā)動(dòng)機(jī)冷車持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的空燃比。從b點(diǎn)到c點(diǎn)是暖機(jī)過程中空燃比變化的情況。與起動(dòng)過程(ab線)相比，暖機(jī)過程中空燃比的變化較為平緩，c點(diǎn)為暖機(jī)結(jié)束，開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的空燃比。汽油機(jī)混合氣的形成起動(dòng)過程中A/F的變化第五十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一1、化油器式混合氣的形成目前，常用的起動(dòng)裝置為阻風(fēng)門如右圖。阻風(fēng)門設(shè)置在喉管之前，當(dāng)阻風(fēng)門關(guān)閉后，整個(gè)化油器的喉管、混合室等均處在高真空度之下，使主油泵、怠速油系甚至加速油系都可能供油，來滿足起動(dòng)需要的空燃比。當(dāng)阻風(fēng)門全閉時(shí)，節(jié)氣門有比怠速時(shí)更大的一定開度。隨著阻風(fēng)門開啟，節(jié)氣門逐漸關(guān)小，當(dāng)阻風(fēng)門全開以后，節(jié)氣門開度回到正常熱機(jī)怠速的開度，實(shí)現(xiàn)這種開度變化的機(jī)構(gòu)稱為快怠速裝置。汽油機(jī)混合氣的形成第五十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成1)噴射系統(tǒng)(1)發(fā)展歷史

1898年道依茨公司批量生產(chǎn)固定式內(nèi)燃機(jī)采用汽油噴射技術(shù)。

1906年在二沖程航空發(fā)動(dòng)機(jī)上采用。

1930年德國(guó)schnanffer博士研究缸內(nèi)噴射。30年代汽車上開始使用噴射技術(shù)，由于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)使用噴射技術(shù)經(jīng)濟(jì)性明顯。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)直到1967年波許公司開發(fā)了電控噴射技術(shù)，開始逐漸發(fā)展起來。(2)系統(tǒng)分類

a、按有無(wú)反饋分類

開環(huán)控制

該控制是指在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，ECU檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的各輸入信號(hào)，并查出發(fā)動(dòng)機(jī)ECU中固有的相應(yīng)的控制參數(shù)，輸出控制信號(hào)。它不檢測(cè)控制結(jié)果，對(duì)控制結(jié)果的好壞不做分析和處理。汽油機(jī)混合氣的形成第五十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成

閉環(huán)控制

該控制是指ECU控制的結(jié)果反饋給ECU，ECU再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況決定控制量的增減。反饋控制的采用是為了有效地控制排放、降低污染、提高效率。

b、按噴油器安裝位置分類

可分為單點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)（是指在節(jié)氣閥體上安裝一只或兩只噴油器）和多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)（是指在每一個(gè)氣缸的進(jìn)氣門前均安裝一只噴油器，噴油器時(shí)時(shí)噴油）

c、按汽油的噴射方式分類

缸內(nèi)噴射

該噴射方式是將汽油直接噴射到氣缸內(nèi)。

進(jìn)氣管噴射

該噴射方式是目前普遍采用的噴射方式。

d、按進(jìn)氣量的檢測(cè)方式分類

直接式檢測(cè)方式

該方式是由空氣流量計(jì)直接測(cè)量進(jìn)氣管進(jìn)氣總管的空氣量，這種方式也稱為質(zhì)量流量型。汽油機(jī)混合氣的形成第五十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成

間接式檢測(cè)方式

該方式不是直接檢測(cè)空氣量，而是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及其他參數(shù)推算出吸入的空氣量，現(xiàn)在采用的有兩種方式：其一是根據(jù)進(jìn)氣管壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，推算出吸入的空氣量，并計(jì)算適量的燃料量的密度；其二是根據(jù)測(cè)量節(jié)氣門開度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，推算出吸入的空氣量，并計(jì)算燃料量的節(jié)流速度。ｅ、按噴射時(shí)間分類

可分為同時(shí)噴射、順序噴射、分組噴射。ｆ、按結(jié)構(gòu)分類

按噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為機(jī)械控制式和電子控制式兩種。

ｇ、按空氣量的檢測(cè)方式分類

可分為支管壓力計(jì)量式、葉片式、卡門旋渦式、熱線式和熱膜式等。支管式壓力計(jì)量式的電控汽油噴射系統(tǒng)是將支管絕對(duì)壓力和轉(zhuǎn)速信號(hào)輸送到ECU，由ECU根據(jù)該信號(hào)計(jì)算出充氣量，再產(chǎn)生汽油機(jī)混合氣的形成第五十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成與之相對(duì)應(yīng)的噴油脈沖，控制電磁器噴射適量的汽油；采用葉片式空氣流量計(jì)和卡門旋渦式空氣流量計(jì)的電控汽油噴射系統(tǒng)，其空氣流量計(jì)的計(jì)量方式均屬體積流量型，即通過計(jì)量氣缸充氣的體積量，以控制混合氣空燃比在最佳值。

ｈ、按噴射壓力分類低壓600KPa以下，高壓3.8～10MPa2)系統(tǒng)簡(jiǎn)介電控汽油噴射系統(tǒng)(ElectronicFuleInjection)是汽油機(jī)綜合控制中最主要、最基本的部分。系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖所示。它由空氣系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)及控制系統(tǒng)三部分組成。汽油機(jī)混合氣的形成第五十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成２、汽油噴射式混合氣的形成第六十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電控汽油噴射系統(tǒng)基本構(gòu)成２、汽油噴射式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成第六十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成(1)空氣系統(tǒng)

用來檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，計(jì)算相應(yīng)的供油量。根據(jù)空氣流量的計(jì)量方式不同，空氣流量檢測(cè)方法可分為兩種：一種是直接通過流量傳感器測(cè)量空氣量，常用傳感器有葉片式、熱線（熱膜）風(fēng)速式、卡門渦街式。另一種是測(cè)量進(jìn)氣管真空度及進(jìn)氣溫度計(jì)算出進(jìn)氣量，見下圖。

汽油機(jī)混合氣的形成卡門渦街式熱膜式空氣流量計(jì)熱線式空氣流量計(jì)第六十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成汽油機(jī)混合氣的形成a)直接測(cè)量(L方式)b)間接測(cè)量(D方式)第六十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成節(jié)流閥體置于空氣流量計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管之間，閥的開閉由駕駛員通過油門踏板操縱，用來控制負(fù)荷的大小。同時(shí)應(yīng)將節(jié)流閥開啟位置的轉(zhuǎn)角信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，用來作為判斷負(fù)荷狀態(tài)的依據(jù)。空氣閥安裝在與節(jié)流閥并聯(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)流閥全閉時(shí)，為加速暖機(jī)而開啟旁通回路。汽油機(jī)混合氣的形成第六十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成(2)燃料系統(tǒng)燃料系統(tǒng)的主要部件是電動(dòng)汽油泵、噴嘴和壓力調(diào)節(jié)器。

電動(dòng)汽油泵是將直流電動(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)。根據(jù)它在供油回路中安裝位置的不同，可分為油箱外置式與油箱內(nèi)置式。

噴嘴內(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，針閥開啟。噴嘴輸出特性為：電磁線圈通電的時(shí)間決定了噴油量的多少。

壓力調(diào)節(jié)器的作用是使噴嘴的供油壓力相對(duì)于進(jìn)氣管壓力總是高出一個(gè)恒定值。壓力調(diào)節(jié)器膜片下部為從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，來保證噴嘴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。汽油機(jī)混合氣的形成第六十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成另外，根據(jù)噴嘴在進(jìn)氣管上安放位置的不同，它可分為兩類，一類是在各缸進(jìn)氣歧管上各裝一個(gè)噴嘴的多點(diǎn)噴射方式MPI(MultiPointInjection)，另一類是在進(jìn)氣管的集合部裝有一個(gè)噴嘴的單點(diǎn)噴射方式SPI(SinglePointInjection)。下圖為這兩種噴射方式的示意圖。汽油機(jī)混合氣的形成第六十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一２、汽油噴射式混合氣的形成(3)控制系統(tǒng)由各類傳感器、電器及控制單元（ECU）組成。功用：根據(jù)各種傳感器的信號(hào)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行綜合分析和處理，通過執(zhí)行裝置控制噴油量等，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有最佳性能。組成：從控制原理來看，電控汽油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU和執(zhí)行器三大部分組成。傳感器是感知信息的部件，功能是向ECU提供汽車的運(yùn)行狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)工況。ECU接收來自傳感器的信息，經(jīng)信息處理后發(fā)出相應(yīng)地控制指令給執(zhí)行器。執(zhí)行器即執(zhí)行元件，其功用是執(zhí)行ECU的專項(xiàng)指令，從而完成控制目的。

汽油機(jī)混合氣的形成第六十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)由多點(diǎn)汽油噴射控制、點(diǎn)火正時(shí)控制、怠速轉(zhuǎn)速控制、閉環(huán)電子式EGR控制、可變進(jìn)氣相位、水箱風(fēng)扇控制、空調(diào)控制、前后氧傳感器及其加熱控制等系統(tǒng)組成，這些系統(tǒng)集中由發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元(ECU)來完成。

發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)組成實(shí)例第六十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一傳感器執(zhí)行器第六十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一ECU管腳圖第七十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一電子燃油噴射系統(tǒng)傳感器控制信號(hào)內(nèi)容ECM功能曲軸位置傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速燃油噴射和

空燃比控制凸輪軸位置傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和缸號(hào)空氣流量計(jì)進(jìn)氣量發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫傳感器冷卻水溫氧傳感器排氣中的氧濃度節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置車速傳感器車速點(diǎn)火開關(guān)起動(dòng)信號(hào)爆震傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)爆震工況蓄電池蓄電池電壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向油壓開關(guān)轉(zhuǎn)向操作空擋開關(guān)空擋開關(guān)信號(hào)電負(fù)荷遠(yuǎn)光、除霜、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等第七十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一燃油噴射方式順序多點(diǎn)燃油噴射同時(shí)多點(diǎn)燃油噴射該發(fā)動(dòng)機(jī)有兩種燃油噴射方式：順序多點(diǎn)噴射和同時(shí)多點(diǎn)噴射。只有在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和故障保護(hù)模式下，采用同時(shí)多點(diǎn)噴射。第七十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一噴油量與噴油時(shí)間成正比，故噴油控制主要是對(duì)噴油時(shí)間的計(jì)量和控制。通過控制噴油開始及結(jié)束時(shí)間來實(shí)現(xiàn)燃油的噴射控制。噴油時(shí)間取決于基本噴油時(shí)間、修正噴油時(shí)間和電壓修正時(shí)間?；緡娪蜁r(shí)間由吸入空氣量及轉(zhuǎn)速來計(jì)算。修正噴油時(shí)間包括：空燃比修正、進(jìn)氣溫度修正、起動(dòng)增量修正、暖機(jī)修正、及功率修正等。電壓修正時(shí)間主要是指根據(jù)蓄電池電壓進(jìn)行修正。噴油量的計(jì)量第七十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一噴油量的工況修正暖車期間發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)加速時(shí)大負(fù)荷高速工作噴油量增加發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)冷卻水溫度過高噴油量減少第七十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一燃油切斷控制傳感器到ECM信號(hào)ECM功能執(zhí)行器車速傳感器車速燃油切斷控制噴油嘴空檔開關(guān)空檔位置節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置冷卻水溫度傳感器冷卻水溫凸輪軸位置傳感器曲軸位置傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在2500rpm以上且無(wú)負(fù)載時(shí)，工作一段時(shí)間發(fā)動(dòng)機(jī)將執(zhí)行燃油切斷控制，燃油切斷的準(zhǔn)確時(shí)間由轉(zhuǎn)速?zèng)Q定。燃油切斷功能會(huì)執(zhí)行到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到2000rpm，然后恢復(fù)供油。第七十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一燃油噴射修正暖機(jī)過程起動(dòng)過程第七十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一減速燃油切斷當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過2400rpm以上，油門松開，開始有斷油功能。第七十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速燃油切斷第七十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一

空燃比修正是根據(jù)氧傳感器測(cè)取廢氣中氧的濃度，進(jìn)而調(diào)整噴油延續(xù)時(shí)間，使空燃比保持在理論空燃比14.7：1附近的范圍內(nèi)，燃燒更完全，同時(shí)保證三元催化器工作在催化高效率區(qū)。

空燃比修正第七十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一空燃比修正在何時(shí)不起作用：

?加速和減速

?大負(fù)荷、高速時(shí)

?加熱式氧傳感器1或其線路發(fā)生故障?在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度過低，氧傳感器1動(dòng)作不充分

?發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度過高

?在暖車期間

?發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)第八十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一四點(diǎn)火系統(tǒng)第八十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一點(diǎn)火正時(shí)控制發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的都有一個(gè)最佳的點(diǎn)火提前角，ECM通過收集噴油脈寬和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，按存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的表計(jì)算點(diǎn)火提前角；并收集冷卻水溫、節(jié)氣門位置、爆震傳感器、點(diǎn)火開關(guān)、空檔開關(guān)、車速等信號(hào)進(jìn)行修正。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)暖車時(shí)怠速時(shí)蓄電池電壓過低時(shí)加速時(shí)進(jìn)行點(diǎn)火修正當(dāng)爆震傳感器探明發(fā)動(dòng)機(jī)爆震時(shí)，將傳輸信號(hào)給ECM，ECM推遲點(diǎn)火提前角，以消除爆震第八十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一怠速控制傳感器輸送至ECU信號(hào)ECU功能執(zhí)行器曲軸位置傳感器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速怠速空氣控制IACV－AAC閥冷卻水溫傳感器冷卻水溫度點(diǎn)火開關(guān)起動(dòng)信號(hào)節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置駐車/空檔開關(guān)駐車/空檔位置空調(diào)開關(guān)空調(diào)的狀態(tài)動(dòng)力轉(zhuǎn)向油壓開關(guān)動(dòng)力轉(zhuǎn)向負(fù)荷信號(hào)蓄電池電壓蓄電池電壓車速傳感器車速冷卻風(fēng)扇冷卻風(fēng)扇的狀態(tài)電氣負(fù)荷電氣負(fù)荷信號(hào)第八十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一怠速控制

怠速控制主要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)荷變化和電負(fù)荷變化進(jìn)行控制。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度、空調(diào)開關(guān)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向等信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)荷狀態(tài)。根據(jù)遠(yuǎn)光燈開關(guān)、后風(fēng)窗除霜開關(guān)及鼓風(fēng)電機(jī)工作等信號(hào)確定電負(fù)荷狀態(tài)。然后根據(jù)ECM存儲(chǔ)的的怠速轉(zhuǎn)速，確定相應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并將目標(biāo)轉(zhuǎn)速與檢測(cè)到的實(shí)際轉(zhuǎn)速相比較。

發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，如果機(jī)械負(fù)荷增大或電負(fù)荷增加，需要發(fā)動(dòng)機(jī)加快怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，這時(shí)目標(biāo)轉(zhuǎn)速高于實(shí)際轉(zhuǎn)速，ECU控制IACV-AAC(怠速空氣控制閥－輔助空氣控制閥)，增大旁通進(jìn)氣量來實(shí)現(xiàn)提高怠速；反之，減少進(jìn)氣量，降低怠速轉(zhuǎn)速。其中IACV-AAC是怠速控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。閥內(nèi)有內(nèi)置的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；通過ECU的輸出信號(hào)控制電機(jī)的步數(shù)，從而控制旁通氣道的開度，從而控制怠速轉(zhuǎn)速。

第八十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一IACV-AAC閥實(shí)物圖原理圖第八十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一

EGR電子控制EGR（廢氣再循環(huán)）系統(tǒng)的主要目的使減少氮氧化物的形成。發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣燃燒過程中，溫度超過1300

℃時(shí)，混合氣中的氮會(huì)與氧化合生成氧化氮。將一部分尾氣與進(jìn)氣管的相對(duì)較冷的混合氣混合，使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的熱容量降低，可有效地防止早燃和爆燃的產(chǎn)生，降低氮氧化物的生成濃度。廢氣再循環(huán)何時(shí)開始工作以及流量的多少對(duì)排放和行駛性能影響很大。第八十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一EGR電子控制EGR溫度傳感器用于監(jiān)測(cè)EGR系統(tǒng)第八十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一EGR閥關(guān)閉條件

通常情況下根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等條件，ECM使EGR閥流量處于最優(yōu)。但在下列條件下，為提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性能，EGR閥處于關(guān)閉狀態(tài)。起動(dòng)時(shí)怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過6300rpm時(shí)節(jié)氣門開度超過70度時(shí)冷卻水溫在55℃以下或者110℃以上時(shí)蓄電池電壓低于10V時(shí)空氣流量計(jì)或其他傳感器發(fā)生故障時(shí)高負(fù)荷時(shí)第八十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、燃燒室1)對(duì)燃燒室的要求燃燒室形狀是決定燃燒速度，防止不正常燃燒的主要因素，各種改善燃燒的措施也大多在燃燒室內(nèi)實(shí)施。汽油機(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、工作穩(wěn)定性及排放特性有很大影響，為此，燃燒室的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求。(1)具有良好的充氣性能對(duì)于充氣性能的好壞，主要考慮進(jìn)氣門、進(jìn)氣道的布置。應(yīng)允許有較大的進(jìn)氣門直徑或進(jìn)氣流通面積，適于多氣門布置。進(jìn)氣轉(zhuǎn)彎少，使混合氣盡可能平直、光順地流入燃燒室。燃燒室第八十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求燃燒室汽油機(jī)的燃燒室活塞頂部第九十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求下圖為半球形和斜浴盆形燃燒室充氣系數(shù)的比較。半球形燃燒室的進(jìn)氣通道彎道少，且燃燒室弓高稍高（斜面積大）利于布置較大面積的進(jìn)排氣門，因此性能好，充量效率高。燃燒室第九十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求(2)結(jié)構(gòu)盡量緊湊用燃燒室的面容比—燃燒室表面積與其容積之比來表征燃燒室的緊湊性。面容比小，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，燃燒可在短時(shí)間內(nèi)完成、使爆燃傾向減小，還可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比。同時(shí)，由于單位體積的表面積較小，相對(duì)散熱面積小，熱損失減小，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率高，面容比小，使缸壁激冷區(qū)減小，HC排放量減少。燃燒室面容比大小取決于氣缸直徑與燃燒室的形狀，在采用小燃燒室情況下，為減少單位體積的表面積，多用半球形燃燒室。(3)火花塞位置適當(dāng)火花塞位置不同，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x和燃燒速度的變化率也不同，從而影響汽油機(jī)的工作性能，為此，確定火花塞位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：燃燒室第九十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求

a、應(yīng)使火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，如火花塞布置在燃燒室中央。

b、使末端氣體受熱減少，如火花塞布置在排氣門附近。

c、減少各循環(huán)之間的燃燒變動(dòng)，保證暖機(jī)和低速穩(wěn)定性好，如火花塞布置在進(jìn)、排氣門之間，便于利用新鮮混合氣掃除火花塞周圍的殘余廢氣，使混合氣易于點(diǎn)燃，同時(shí)應(yīng)控制氣流的強(qiáng)度，避免吹散火花。

d、確保發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，火花塞的位置應(yīng)能使從火花塞傳播開的火焰面逐漸擴(kuò)大。(4)燃燒室形狀合理分布

燃燒室形狀首先應(yīng)滿足速燃的要求；一般應(yīng)將90％的燃料的燃燒持續(xù)期控制在60度曲軸轉(zhuǎn)角之內(nèi)，其次應(yīng)使壓力上升速度不致過高。燃燒室的容積分布情況反映了混合氣體的分布情況。與火花塞位置相配合，決定了燃燒的放熱規(guī)律、壓力上升速度及工作穩(wěn)定性等，用不同形狀的燃燒室試驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。

燃燒室第九十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求燃燒室第九十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求(5)形成適當(dāng)?shù)奈闪鬟\(yùn)動(dòng)

燃燒室內(nèi)形成適當(dāng)強(qiáng)度的氣體流動(dòng)可以加快火焰?zhèn)鞑?增加末端混合氣的冷卻；減少循環(huán)間燃燒變動(dòng)，擴(kuò)大混合氣體著火界限，利于燃燒更稀混合氣;減少HC排放量，但紊流過強(qiáng)，向缸壁傳熱損失增加，還可能吹熄火核而失火，反而使HC排放增多。圖所示為紊流適宜和紊流過強(qiáng)時(shí)燃燒壓力變化的比較。燃燒室第九十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求燃燒室可見，紊流過強(qiáng)時(shí)，即使點(diǎn)火提前角減小，壓力升高率仍較高，使工作粗暴，熱效率降低。實(shí)踐證明，紊流強(qiáng)度使壓力升高率為196-245(千帕/度）時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率最高。汽油機(jī)產(chǎn)生紊流的方法有進(jìn)氣渦流和擠流兩種。

a、進(jìn)氣渦流進(jìn)氣渦流是利用進(jìn)氣口和進(jìn)氣道的形狀在進(jìn)氣過程中造成氣流繞氣缸中心線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于進(jìn)氣渦流加快了火焰?zhèn)鞑ニ俣龋岣吡巳紵俾?，使熱效率提高。下圖所示為天津7100轎車用發(fā)動(dòng)機(jī)組織進(jìn)氣渦流的實(shí)例。組織進(jìn)氣渦流的同時(shí)會(huì)使進(jìn)氣阻力增加，充氣效率下降，在低速低負(fù)荷時(shí)難以獲得良好的進(jìn)氣渦流。故只依靠進(jìn)氣渦流的燃燒室非常少，通常配合組織進(jìn)氣擠流。

第九十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求燃燒室天津7100轎車用發(fā)動(dòng)機(jī)組織進(jìn)氣渦流實(shí)例第九十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求b、擠流

擠流是當(dāng)活塞接近壓縮行程終點(diǎn)時(shí)，利用其頂部和缸蓋底面之間的狹小間隙(稱擠氣間隙）將混合氣擠入主燃燒室內(nèi)而產(chǎn)生，可利用燃燒室形狀來控制渦流的大小和發(fā)生位置以及在燃燒室內(nèi)擾動(dòng)的形成及其強(qiáng)度。圖為擠流式燃燒室。

燃燒室第九十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一１、對(duì)燃燒室的要求燃燒室

壓縮擠流的最大速度出現(xiàn)在壓縮行程上止點(diǎn)前，因而加快了速燃期內(nèi)的火焰?zhèn)鞑?，使燃燒迅速，同時(shí)離火花塞最遠(yuǎn)的邊緣氣體因受兩個(gè)冷表面的影響，容易散熱，對(duì)抗爆性有利，但擠氣間隙過小時(shí)會(huì)增加HC排放量。一般擠氣渦流不會(huì)引起充氣系數(shù)下降，且可在節(jié)氣門開度小時(shí)獲得良好的紊流效果。(6)防止爆燃與早燃應(yīng)對(duì)末端混合氣進(jìn)行冷卻，燃燒室應(yīng)避免局部點(diǎn)和突出物，以防止爆燃與早燃。總之，燃燒室的布置分布應(yīng)使燃燒過程初期壓力升高率較小，發(fā)動(dòng)機(jī)工作柔和，中期放熱量最多，以獲得較大的循環(huán)功。后期補(bǔ)燃較小，具有高的熱效率。第九十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、常用典型燃燒室(1)浴盆形燃燒室

燃燒室現(xiàn)狀像一個(gè)橢圓形浴盆，高度一致。有一定的擠氣面積，A/V大，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x長(zhǎng)，壓縮比一般不高，動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性不高，HC排放較多，而NOX排放較少。優(yōu)點(diǎn)：制造工藝好，便于維修。用于6100Q、BJ212以及桑塔納JV性汽油機(jī)、奧迪100型的026BJW型汽油機(jī)。燃燒室第一百頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、常用典型燃燒室(2)楔形燃燒室

燃燒室較緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，要求一定的擠氣面積，并且末端混合氣冷卻作用強(qiáng)，壓縮比可達(dá)9.5~10.5，氣門傾斜布置（6～30度），有較高的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。低速、低負(fù)荷性能穩(wěn)定，壓力升高比較大，工作粗暴，NOX排放較高，由于擠氣面積內(nèi)的熄火現(xiàn)象，HC排放也較高，必須控制擠氣面積。曾經(jīng)使用廣泛，如我國(guó)的紅旗CA－72、486、491、489型發(fā)動(dòng)機(jī)均使用過，但由于無(wú)法布置多氣門，現(xiàn)在使用很少。燃燒室第一百零一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一2、常用典型燃燒室燃燒室(3)半球形燃燒室此類燃燒室形狀如帳篷，火花塞多布置在中央，具有雙行傾斜布置的氣門。結(jié)構(gòu)緊湊A/V值小，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，允許較大的氣門直徑和平直圓滑的進(jìn)氣通道，充氣效率高，經(jīng)濟(jì)性好，HC排放少，高速適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)：一般不組織擠流，紊流較弱，容易在低速、大負(fù)荷時(shí)引起爆燃。壓力升高比大，噪聲較大，工作粗暴。第一百零二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室(1)火球高壓縮比燃燒室

缸蓋上凹入的排氣門下方為主燃燒室，它直徑很小，形狀緊湊，有一定擠氣面積，能形成較強(qiáng)的擠氣紊流。進(jìn)氣門下方為一淺凹坑，通過一淺槽與主燃燒室連通?；钊闲袝r(shí),部分進(jìn)入氣門凹坑的混合氣通過淺槽切向進(jìn)入主燃燒室，并產(chǎn)生渦流運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞下行時(shí)，燃?xì)庖愿咚傩纬煞磾D流運(yùn)動(dòng)，使燃燒速度大大提高。與一般汽油機(jī)相比，允許使用高壓縮比而不引起表面點(diǎn)火或爆燃，耗油率較低，排污較少?？扇紵”【鶆蚧旌蠚猓杖急葹?9～26。但火球高壓縮比燃燒室要求使用高辛烷值汽油。對(duì)缸內(nèi)積炭較敏感。燃燒室

汽油機(jī)采用稀燃技術(shù)與快燃技術(shù)是改造常規(guī)汽油機(jī)的一項(xiàng)重要措施?？梢越档桶l(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗，降低排放污染和提高壓縮比。為保證燃用稀混合氣，需采取措施組織混合氣的快燃或分層充氣，相應(yīng)地出現(xiàn)了許多新型燃燒系統(tǒng)。第一百零三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室燃燒室火球高壓縮比燃燒室第一百零四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室燃燒室碗形燃燒室(2)碗形燃燒室如圖所示，活塞頂部凹坑形成燃燒室，其結(jié)構(gòu)緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x短，擠流較強(qiáng)，壓縮比可達(dá)到13，為獲得較大的擠流強(qiáng)度，通常要精心設(shè)計(jì)燃燒室的口徑、深度和活塞頂間隙，以及與壓縮比間的比例關(guān)系。此外，因火花塞正好位于擠流通道口上，對(duì)流速度變化很敏感。故應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x擇點(diǎn)火時(shí)刻，碗形燃燒室已在波爾舍轎車上應(yīng)用。第一百零五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室

燃燒室(3)雙火花塞燃燒室雙火花塞燃燒室如圖所示，離半球形燃燒室中心的兩邊等距離布置兩只火花塞（相距，直徑）。因而火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x等于缸徑的1/2。這樣可以適當(dāng)推遲點(diǎn)火時(shí)間，提高了點(diǎn)火時(shí)混合氣的溫度和壓力，使著火性能得到改善，燃燒持續(xù)時(shí)間縮短，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

第一百零六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室

(4)TGP燃燒室圖示為帶有TGP的燃燒室，在燃燒室中設(shè)置副室，該副室為一擾動(dòng)發(fā)生囊，其容積較小，與主燃燒室容積之比不大于20%，兩者間用通道相連，在副室噴口處布置火花塞，在壓縮過程中，新鮮混合氣經(jīng)通道進(jìn)入副室，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臏u流并對(duì)火花塞凹坑處進(jìn)行掃氣，在副室內(nèi)，火焰核心點(diǎn)燃混合氣，壓力迅速升高，然后高溫高壓火焰噴入主燃燒室，使主燃燒室氣體產(chǎn)生強(qiáng)烈紊流，加快了燃燒速度。這種燃燒室可燃用稀混合氣。低負(fù)荷下經(jīng)濟(jì)性較好。

燃燒室第一百零七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室燃燒室☆四氣門稀燃系統(tǒng)兩個(gè)進(jìn)氣門分別通向兩個(gè)進(jìn)氣道，一個(gè)是平滑的直進(jìn)氣道，其上裝有控制進(jìn)氣的控制閥，另一個(gè)為產(chǎn)生渦流的進(jìn)氣道。兩進(jìn)氣道有通道相連。雙孔噴油器分別噴入兩個(gè)進(jìn)氣道。低負(fù)荷時(shí)進(jìn)氣道關(guān)閉，大負(fù)荷時(shí)兩進(jìn)氣道都打開。發(fā)動(dòng)機(jī)裝有稀燃傳感器控制各缸噴油量。四氣門稀燃系統(tǒng)1-噴油器2-進(jìn)氣控制閥3-連接通道4-直氣道5-火花塞6-渦流氣道7-進(jìn)氣系統(tǒng)8-凸起壁面9-進(jìn)氣門10-排氣門第一百零八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室(5)本田公司的CVCC分層燃燒系統(tǒng)本田分層燃燒系統(tǒng)CVCC（CompoundVoVIexControledCombustlonSystem)。燃燒室分成主燃燒室和副燃燒室兩部分。副燃燒室內(nèi)裝有輔助進(jìn)氣門和火花塞，室內(nèi)有5個(gè)火焰孔與主室相通，工作中，供給副室少量濃混合氣。α=12.5～13.5，主室供給稀混合氣（α=20～21.5），通過火焰孔適當(dāng)混合，在副室及火焰孔附近形成較濃的中間混合氣層。點(diǎn)火后，副室混合氣著火，并從火焰孔噴出火焰，點(diǎn)燃主室的可燃混合氣。由于采用火焰點(diǎn)火燃燒稀混合氣，燃燒室內(nèi)無(wú)強(qiáng)烈紊流，因而燃燒緩慢，最高燃燒溫度僅為l2OO℃左右，使NOx生成量減少（NOx排放量比一般汽油機(jī)低三倍）。因此，與其他燃燒室相比，CVCC燃燒室系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是其排放性能好。

燃燒室第一百零九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室燃燒室本田公司的CVCC分層燃燒系統(tǒng)第一百一十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室(6)美德士古分層燃燒系統(tǒng)(TcxacucontrolledcombustionProcess)

它是汽油噴射統(tǒng)一式的類型，如圖所示。氣流經(jīng)螺旋氣道進(jìn)入氣缸，形成強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流運(yùn)動(dòng)。在壓縮上止點(diǎn)前30°曲軸轉(zhuǎn)角左右通過噴嘴(也可用柴油機(jī)常規(guī)單孔噴嘴)，噴油壓力大約為2000kPa左右，將燃油順氣流噴入燃燒室，燃油隨著氣流流動(dòng)，首先油束外表面的小油粒在噴油后很快蒸發(fā)形成可燃混合氣?；鸹ㄈ挥谟褪路降囊粋€(gè)邊緣，這樣它正處于較濃混合氣的附近容易著火的位置。著火后火焰及燃?xì)怆S氣流擴(kuò)展，燃燒著的混合氣被空氣渦流帶離火花塞和噴嘴，新鮮空氣又被渦流帶到燃油映射區(qū)域。這種燃燒系統(tǒng)并不一定利用氣缸中的全部空氣，小負(fù)荷時(shí)，燃燒產(chǎn)物擴(kuò)展區(qū)域并不大，隨負(fù)荷增加，噴油持續(xù)期延長(zhǎng)，燃燒產(chǎn)物的區(qū)域也隨之?dāng)U展。因此，它的總空燃比可達(dá)100。燃燒室第一百一十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室燃燒室美德士古分層燃燒室第一百一十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室

TCCS燃燒室的壓縮比可以提高到12，使用稀薄混合氣，最低指示耗油率為210-218g/(kW·h)。由于無(wú)進(jìn)氣節(jié)流，低負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性好，使用油耗比一般汽油機(jī)可低30%，對(duì)辛烷值不敏感，適應(yīng)多種燃料。由于總空燃比大，CO排出量少，高負(fù)荷時(shí)HC亦少。但由于初期燃燒是在較濃的局部混合氣中進(jìn)行，燃燒快，溫升率大，NOx排放量較高，而且在分層不好時(shí)、高負(fù)荷時(shí)會(huì)排出碳煙，低負(fù)荷時(shí)造成混合氣江稀，HC排放量較多。TCCS燃燒室要想使空氣渦流運(yùn)動(dòng)、噴射、點(diǎn)火等滿足所有負(fù)荷和轉(zhuǎn)速尚有困難，對(duì)加速、減速等過渡工況的要求及對(duì)周圍條件的適應(yīng)亦不夠理想。

(7)軸向分層燃燒系統(tǒng)軸向分層燃燒是指：對(duì)進(jìn)氣管噴射汽油時(shí)，只要將噴油定時(shí)和空氣渦流運(yùn)動(dòng)巧妙地配臺(tái)，就可能實(shí)現(xiàn)氣缸內(nèi)混臺(tái)氣的軸向分層，如下圖所示。進(jìn)氣過程早期只有空氣進(jìn)入氣缸，進(jìn)氣組織較強(qiáng)的渦流；當(dāng)進(jìn)氣門開啟接近最大升程時(shí)，將燃料噴入進(jìn)氣道；燃料在渦流的作用下，沿氣缸軸向便能發(fā)生分層。若渦流運(yùn)動(dòng)的徑向分量比軸向分量燃燒室第一百一十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期一3、其他類型燃燒室強(qiáng)，剛在壓縮過程就能維持這種軸向分層，在火花塞附近一層有較濃的混合氣，而其余部分混合氣較稀。軸向分層在四氣門汽油機(jī)上應(yīng)用較好，有的是只用一個(gè)氣道產(chǎn)生強(qiáng)烈渦流，也有的是兩個(gè)氣道均形成渦流。例如三菱公司發(fā)展一種縱渦流旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在進(jìn)氣道中設(shè)置一薄薄的秀百隔板．它一直延伸到進(jìn)氣口中心部位，控制進(jìn)入氣缸的氣流，氣流在氣缸內(nèi)部產(chǎn)生三股獨(dú)立翻滾的渦流。外層的兩股渦流僅由空氣組成，中間的一股是濃空燃比混合物，這樣強(qiáng)的空氣相燃料線型氣流，大大抑制了水平渦流的形成，同時(shí)