發(fā)動機新技術(shù)復習資料.docx

0緒論第一章緒論第一節(jié) 現(xiàn)代汽車技術(shù)及其發(fā)展第二節(jié) 現(xiàn)代汽車技術(shù)的應(yīng)用第三節(jié) 車用發(fā)動機技術(shù)第一節(jié) 現(xiàn)代汽車技術(shù)及其發(fā)展一、現(xiàn)代汽車技術(shù)的主要內(nèi)容二、汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展三、推動與影響汽車技術(shù)發(fā)展的主要因素四、汽車技術(shù)發(fā)展的趨勢及特點(一）汽車電子控制技術(shù)1.發(fā)動機的電子控制柴油機:主要有各種噴射系統(tǒng)的燃油噴射量、燃油噴射時機以及高壓共軌噴射、進氣節(jié)流和電熱塞的電流等的控制。汽油機：燃油噴射控制、點火控制、怠速控制、排放控制、進氣及增壓控制、稀薄燃燒及缸內(nèi)直噴控制。此外,還有電動燃油泵、發(fā)電機輸出、冷卻風扇、發(fā)動機排量、節(jié)氣門正時控制及系統(tǒng)自我診斷等功能。 2.底盤的電子控制底盤電子控制的主要目的是提高駕駛的輕便性、行駛的穩(wěn)定性、安全性和司乘人員的舒適性?？刂苾?nèi)容包括汽車運行中3個基本特征,即行駛、轉(zhuǎn)彎和停車。目前主要有:自動變速器控制、懸掛系統(tǒng)控制、動力轉(zhuǎn)向控制、四輪轉(zhuǎn)向控制、巡航控制、制動防抱死控制、驅(qū)動防滑控制、輪胎壓力的監(jiān)測。3.車身的電子控制主要是為司乘人員提供更為安全、更為方便和更為舒適的環(huán)境,并能夠提高整車的市場競爭力。主要有:安全氣囊控制、安全帶控制、防撞系統(tǒng)控制、燈光控制、門鎖控制、防盜系統(tǒng)控制、自動空調(diào)控制、自動座椅控制、音響及音像系統(tǒng)控制。4.信息與通訊系統(tǒng)及其控制讓司乘人員更多更快地獲取有關(guān)汽車各方面的信息；同時通過與車外通訊實現(xiàn)社會聯(lián)結(jié),以獲取各種信息資料。主要有:數(shù)字化儀表(是集感覺、識別、情況分析、信息庫和控制等各種功能于一體的綜合信息系統(tǒng))、汽車定位導航系統(tǒng)(GPS)、移動電話系統(tǒng)等。 (二)新型能源動力汽車技術(shù)新型能源,是相對于汽車使用的汽油和柴油傳統(tǒng)能源而言的。目前研究應(yīng)用于汽車動力的新型能源主要有：各種代用燃料、天然氣和液化石油氣、太陽能以及燃料電池等。由此形成了代用燃料汽車、天然氣汽車、液化石油氣汽車、太陽能汽車、燃料電池汽車及其他各種電動汽車和混合動力汽車。新型能源動力汽車技術(shù)的內(nèi)容涉及面極廣,既包括能作為汽車動力能源的新型能源資源及其獲取技術(shù),也包括使用新型能源動力機械的開發(fā)技術(shù),還包括與應(yīng)用新型能源動力相匹配的汽車開發(fā)與控制技術(shù)。開發(fā)新型能源動力汽車的目的是為了減少能源消耗乃至最終取代有限的石油燃料,減少并最終消除汽車對大氣環(huán)境的污染。二、汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展電子技術(shù)的飛速發(fā)展和汽車相關(guān)法規(guī)(節(jié)能、安全、排放等)的建立是汽車電子控制技術(shù)形成與發(fā)展的兩大主要因素。汽車電子控制技術(shù)形成和發(fā)展過程可分為3個階段。國家要求在從2000年開始,新生產(chǎn)的轎車都要采用電子控制燃油噴射發(fā)動機和三元催化凈化裝置。目前已基本實現(xiàn)。其他電子控制裝置,如防抱死制動系統(tǒng)、安全氣囊、電控自動變速器等,也在陸續(xù)安裝在國產(chǎn)轎車上。推動與影響汽車技術(shù)發(fā)展的主要因素1.社會環(huán)境的發(fā)展生產(chǎn)和使用汽車需要利用社會資源,而生產(chǎn)出的汽車既要為社會服務(wù)，又要影響社會環(huán)境。資源與環(huán)境必然存在若干推動或制約汽車技術(shù)發(fā)展的因素。推動與影響汽車技術(shù)發(fā)展的主要因素1.社會環(huán)境的發(fā)展1)世界資源及環(huán)保的形勢目前絕大多數(shù)汽車仍然使用液體燃料,世界石油儲量終究有限,使用液體燃料又難以完全消除有害排放物,而且世界各地區(qū)、各國的石油供需情況又很不平衡。今后和過去一樣,世界資源及環(huán)保形勢的變化必然推動汽車技術(shù)的發(fā)展,節(jié)能和消除對環(huán)境的危害是汽車技術(shù)發(fā)展的永恒主題。水是世界另一重要資源,有些地區(qū)的水荒日益嚴重,針對水資深嚴重缺乏的地區(qū),發(fā)展風冷或油冷發(fā)動機是必然的。推動與影響汽車技術(shù)發(fā)展的主要因素1.社會環(huán)境的發(fā)展2)國際政治經(jīng)濟形勢的變化國際政治、經(jīng)濟形勢的變化難以預(yù)測。但有些趨勢則比較明顯:例如地區(qū)內(nèi)的國家加強合作,如歐洲聯(lián)盟、非洲國家的聯(lián)合。發(fā)達國家和發(fā)展中國家在經(jīng)濟、科技等方面的差距仍然很大,一時難以消除。推動與影響汽車技術(shù)發(fā)展的主要因素1.社會環(huán)境的發(fā)展3)社會的發(fā)展與汽車功能的變化社會在不斷的發(fā)展,經(jīng)濟發(fā)展更迅速,知識及信息積累、更新的速度更快,人們生活的節(jié)拍也因此加快。車流量大,交通擁擠,在汽車上停留的時間加長,因此要求在汽車上能有較好的娛樂消遣、通迅聯(lián)絡(luò)以及收集信息的設(shè)備。生活水平的提高必然導致對生活質(zhì)量追求的變化。4)汽車技術(shù)與環(huán)境的協(xié)調(diào)汽車作為重要的交通運輸工具, 已成為人們不可缺少的消費品。但是隨著汽車保有量的增加,汽車也給人類帶來了污染環(huán)境、噪聲增強、交通擁擠堵塞、缺少停車場及頻繁的車禍等弊病。人們已經(jīng)不能隨心所欲的發(fā)展汽車技術(shù),而必須要考慮與環(huán)境協(xié)調(diào),要從整個社會的安全、潔凈及福利出發(fā),去開發(fā)汽車的新技術(shù)。2)車禍學從分析研究汽車、人員、道路及交通管理相互間關(guān)系及作用著手,研究車禍的類型、引起車禍的原因、經(jīng)歷的過程及產(chǎn)生的后果。研究汽車相撞后極短的時間內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象,對乘客的影響等。汽車工程技術(shù)人員與創(chuàng)傷學專家一起,研究車禍中人體受傷的經(jīng)過。造成人體損傷的機理,例如研究撞車時安全帶的腹帶壓迫內(nèi)腔的危險等。3)仿生學研究觸覺靈敏、對周圍環(huán)境變化反應(yīng)快的昆蟲及動物的感覺器官,分析其生理現(xiàn)象?？紤]在車輛行駛及交通管理方面,能否模仿這一類觸覺靈敏的動物,采用雙向信息系統(tǒng)等安全的措施。又如研究閃閃發(fā)光的蝴蝶翅膀的顯微結(jié)構(gòu)及發(fā)光的原理,研究能否以此作為開發(fā)光學功能材料的基礎(chǔ)等。四、汽車技術(shù)發(fā)展的趨勢及特點1.汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢(1)向效率更高、排氣更清潔甚至無污染的汽車發(fā)展。如發(fā)展氣體燃料汽車、清潔代用燃料汽車、混合動力汽車、電動汽車、氫能汽車、太陽能汽車等。上述各種汽車技術(shù)難度不一樣,其中有的已有商品或者能夠較早成為商品。在較長時間內(nèi),希望汽車能適應(yīng)多種燃料,并有多種新能源汽車同時存在,而后12種將占據(jù)主導地位。(3)汽車的電子化程度更高,并實行集中控制。未來的汽車可能從過去以機械裝置為主、電子設(shè)備為輔的狀態(tài),轉(zhuǎn)變成以集成電路、電子模塊為主,機械裝置為輔的電子化汽車(2)開發(fā)新的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及動力裝置。如性能更好的增壓、中冷直噴柴油機,隔熱柴油機,車用燃氣透平,燃料電池及飛輪電池等。(4)采用多種安全措施,實行自動的集中控制,電腦輔助駕駛,使汽車向安全型及智能型發(fā)展。同時使用先進的通訊、導航系統(tǒng),最大限度地避免車禍。汽車在各種道路上行駛時,都能使乘員感到舒適、安全、順利及駕駛的樂趣。(5)進一步從結(jié)構(gòu)合理化、采用新型材料等方面減輕車身重量。家用轎車的功能將多用化。內(nèi)飾將居室化,顯示舒適、溫馨、更方便的特點。(6)汽車各總成及零部件也都將圍繞上述總的發(fā)展趨勢向前發(fā)展,在結(jié)構(gòu)、作用原理及功能方面都會有新的發(fā)展。汽車也將更多地采用輕質(zhì)的、可以回收的、對環(huán)境無害的新型材料(歐盟標準規(guī)定85%的汽車部件必須由可回收材料制造，2015年提高到95%)。2.汽車新技術(shù)發(fā)展的特點(1)汽車技術(shù)的發(fā)展仍然圍繞著節(jié)能、環(huán)境保護及安全方面的主要要求進行,當然還要考慮駕駛方便、舒適性、多種功能、個性化等方面的需要。(2)向機電一體化、電子化及集中控制方面發(fā)展。在發(fā)動機方面不僅是供油系統(tǒng)電子控制,而且進、排氣系統(tǒng)、冷卻及增壓系統(tǒng)等都在實現(xiàn)電子控制、集中管理。汽車的轉(zhuǎn)向、驅(qū)動、懸架及制動等方面也都向集中控制方面發(fā)展。這樣可以使各系統(tǒng)盡量共同利用所需的傳感器、壓力源、電源及控制器等,以便降低汽車質(zhì)量及制造成本,防止各個單獨控制時可能產(chǎn)生的互相干擾,從而能產(chǎn)生新的高效能的綜合效果。(3)充分利用現(xiàn)代理論、航空航天技術(shù)、國防科技成果,以及高新技術(shù)。例如利用流體計算力學、航空技術(shù),進一步改善汽車外形,降低空氣阻力。導航、光纖、微波、激光等高新技術(shù)愈來愈多地應(yīng)用于汽車工業(yè)。(4)進一步將計算機技術(shù)應(yīng)用到新技術(shù)的開發(fā),在計算分析過程中,孕育出一些新技術(shù)。在新技術(shù)開發(fā)過程中也會出現(xiàn)一些新興學科,如生命機械學、車禍學等。(5)為了更好地解決新產(chǎn)品開發(fā)中互相制約的矛盾,需要運用多種學科的理論及知識,形成能綜合地解決問題的新技術(shù)。(6)為了節(jié)省資金、人力,加快新技術(shù)開發(fā)的速度,一些重大研究課題以生產(chǎn)企業(yè)、研究單位及高等學校合作、幾大公司合作乃至國際合作的方式進行。某些產(chǎn)品及新技術(shù)的開發(fā)工作、工程工作由專業(yè)的汽車工程服務(wù)公司進行。第二節(jié) 現(xiàn)代汽車技術(shù)的應(yīng)用一、汽車電子控制技術(shù)的應(yīng)用二、汽車電子控制系統(tǒng)的工作環(huán)境三、新型能源動力汽車技術(shù)的應(yīng)用二、汽車電子控制系統(tǒng)的工作環(huán)境汽車電子控制系統(tǒng)的工作條件及要求:(1)電子控制系統(tǒng)必須承受汽車行駛中產(chǎn)生的強烈沖擊和振動, 能夠耐受較大的動載荷。(2)電子控制系統(tǒng)的環(huán)境溫度可能會出現(xiàn)較高或較低且變化幅度較大的情況,要求控制系統(tǒng)能夠耐受較大的熱負荷,在較寬的溫度范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定工作。(3)電子控制系統(tǒng)很容易受到雨淋、油泥和腐蝕性物質(zhì)的沾染,因此要求控制系統(tǒng)具有較好的密封性和一定的抗腐蝕性。(4)汽車電子控制系統(tǒng)處于電磁干擾較為強烈的環(huán)境,所以要求電子控制系統(tǒng)具有較強的抗電磁干擾能力。(5)汽車的電源電壓在工作中會出現(xiàn)不夠穩(wěn)定而且波動較大的情況,這就要求電子控制系統(tǒng)能夠在電源電壓波動較大的情況下可靠地工作。又由于汽車電系中存在較多的感性元件,而這些感性元件在工作過程中會產(chǎn)生高電壓脈沖,這就要求控制系統(tǒng)具有耐受一定高電壓脈沖的能力。三、新型能源動力汽車技術(shù)的應(yīng)用電動汽車及混合動力汽車已得到了應(yīng)用。天然氣和液化石油氣汽車在世界范圍內(nèi)已廣泛使用，目前已開發(fā)出電子控制的專用發(fā)動機。醇類燃料汽車已在許多國家實現(xiàn)了商品化，其他代用燃料正處于研究階段。燃料電池車實現(xiàn)商業(yè)化已不再是夢想。隨著對發(fā)動機排放的研究日益深入,使用的燃料種類增多以及限制排放的要求日益嚴格,發(fā)動機排放方面增加了一些新的內(nèi)容及要求,概括起來有以下幾點:(1)常規(guī)排放物常規(guī)排放物是指過去標準中規(guī)定要限制的排放物,包括CO、 NOx 、HC及碳煙微粒。除了分別限制各自排放量外,也限制HC + NOx的總和量。碳煙微粒排放與滲入燃燒室燒掉的潤滑油有關(guān),因此更加注意降低潤滑油的比油耗。(2)二氧化碳及甲醛二氧化碳及甲醛的排放會形成溫室效應(yīng),使地球氣溫上升。因此更加關(guān)注發(fā)動機二氧化碳及甲醛的排放。發(fā)動機使用甲醇作燃料時導致甲醛排放較大,而二者的排放量又與發(fā)動機油耗成正比,為降低二氧化碳及甲醛排放,就必須降低發(fā)動機的燃油消耗,同時需要采用更有效的后處理技術(shù)。(3)非甲烷有機氣體排放由于使用氣體燃料的發(fā)動機日益增多,而甲烷又是氣體燃料的主要成分之一,甲烷是化學活性弱的物質(zhì),在形成臭氧及光化學煙霧方面很少起作用,但會產(chǎn)生溫室效應(yīng),為了科學地評價有機排放物的危害性,提出非甲烷有機氣體（NMOG，Non Methane Orgainc Gas）排放概念,并且區(qū)別對待其中各種化合物形成臭氧、光化學煙霧的作用。(4)當量碳氫有機物質(zhì)發(fā)動機使用的燃料種類擴大以后,排放物中各種未燃烴類等也擴大，為了進行質(zhì)量的綜合衡量及評價,提出當量碳氫有機物質(zhì),將各種排放中未燃物質(zhì)折算到同一H/C比值的烴,稱之為當量碳氫有機排放物(OMHCE)。(5)有致癌潛在危險的排放物美國環(huán)保局及清潔空氣資源管理局經(jīng)過多年的研究后,認為發(fā)動機排放中具有致癌危險的是下列物質(zhì)，并對它們致癌潛在危險程度進行了評估。 苯;1.3-丁二烯;多環(huán)有機物如多環(huán)芳香烴；甲醛及乙醛。2.發(fā)動機的動力性能力求降低汽車質(zhì)量,提高驅(qū)動性能,降低能耗及成本是汽車發(fā)展的重要趨勢及要求,因此發(fā)動機也必須在結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小及質(zhì)量輕的要求下,提高功率及轉(zhuǎn)矩。升功率基本超過50。3.發(fā)動機的比油耗及汽車燃油經(jīng)濟性各國對發(fā)動機的比油耗沒有提出嚴格的法規(guī)要求,但對汽車燃油經(jīng)濟性都有法規(guī)要求。美國對汽車的燃油經(jīng)濟性要求為1974年為6.04km/L（ 16.56L/100km ）；1987年提高到11.52km/L（ 8.70L/100km ）；90年代提高到8L/100km；2016年前要達到35.5mile /gal （ 6.6L/100km ）。爭取提高到45L/100km,并向柴油機的燃油經(jīng)濟性3L/100Km的目標努力。4.發(fā)動機的使用壽命發(fā)動機的使用壽命即耐久性受多方面因素的影響。產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量,選用的材料、熱處理技術(shù)及加工質(zhì)量。潤滑油質(zhì)量及保養(yǎng)水平。由于技術(shù)進步,發(fā)動機的使用壽命不斷地在提高。例如在正常的使用維護的條件下,中型柴油機第一次大修前的壽命已由60年代的15萬Km提高到90年代的7080萬Km。 二、車用發(fā)動機發(fā)展總趨勢及提高性能的對策1.發(fā)展總趨勢車用發(fā)動機主要的發(fā)展趨勢有下列幾個方面:1)更多地采用直噴柴油機特別是高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的柴油機。汽油機在較長時期內(nèi)仍占重要地位,更多地采用缸內(nèi)直接噴射。柴油機及汽油機都將有較成熟的新型燃燒系統(tǒng),更多采用分層充氣。2)普遍采用多氣門設(shè)計。在換氣、供油、增壓及冷卻等方面,更普遍地采用可變技術(shù)。3)將出現(xiàn)更多的排氣凈化新技術(shù),更多地依賴排氣凈化后處理裝置。更注意新型三元催化劑、碳煙微粒過濾器及汽油機碳氫化合物分離器等的研究。4)發(fā)展小型發(fā)動機增壓、中冷及強化技術(shù)。5)采用陶瓷等輕質(zhì)、減磨及隔熱材料,低散熱技術(shù)。6)采用微機綜合控制,實現(xiàn)較全面的發(fā)動機性能優(yōu)化。7)靈活燃料汽車、雙燃料汽車以及同時使用兩種以上燃料的技術(shù)將有進一步發(fā)展。8)研究、改進更適合混合動力驅(qū)動用緊湊、質(zhì)量輕的小排量發(fā)動機。9)二沖程發(fā)動機受到重視。10)將會進一步研究改進燃氣渦輪以及三角活塞式轉(zhuǎn)子發(fā)動機在汽車上的應(yīng)用。 2)采用長沖程過去發(fā)動機為了提高轉(zhuǎn)速,又要減少活塞平均速度、往復運動零件的磨擦損失及磨損,高速發(fā)動機采用短沖程即S/D1的比較多。現(xiàn)在由于加工工藝、材料及設(shè)計等方面的進步,容易克服長沖程產(chǎn)生的問題。而沖程增加可以使氣缸向外散熱的總表面積對于氣缸工作容積之比的比值減小,降低傳熱損失。 S/D增加后,有利于降低缸蓋及活塞的熱負荷,提高其工作可靠性。通過氣缸套向外散去的熱量增加,而通過氣缸蓋及活塞向外散去的熱量減少。長沖程,較大的S/D值對組織燃燒也有是利的。因為燃燒室變得瘦而長及緊湊,除上述傳熱損失減少外,噴射的油束容易散布到燃燒室各部分,形成均勻的混合氣。根據(jù)上述原因,車用發(fā)動機有采用長沖程趨勢,例如德國奧迪A4發(fā)動機的S/D值為1.07。 3)關(guān)于低散熱柴油機絕熱柴油機曾引起工程界的很大興趣,因為它可以不需要冷卻系統(tǒng),將原來冷卻系統(tǒng)散去的熱量轉(zhuǎn)到排氣中,如果利用這部分熱量,發(fā)動機的效率可以大幅度上升。但是絕熱柴油機面臨著難以解決的問題:要實現(xiàn)絕熱,氣缸壁必須內(nèi)外溫度一樣,需要采用導熱系數(shù)為零,又能承受高壓的材料制造,在工程實踐中難以實現(xiàn)這一要求。充分利用排氣中大量熱,需要采用復合增壓,這使功率輸出部分結(jié)構(gòu)復雜,制造成本增加。研制開發(fā)能適應(yīng)高達500600溫度的潤滑油,其粘溫特性又要在不同環(huán)境溫度下能滿足發(fā)動機的要求,這也是難以做到的。低散熱技術(shù)的目的在于:改善發(fā)動機低負荷的性能。適應(yīng)清潔燃料如甲醇改善起動性能、形成良好混合氣、改善燃燒的需要。有助于降低未燃烴HC的排放。使催化劑點燃溫度升得較高,提高低溫、低負荷下催化劑的效率。4)關(guān)于車用燃氣透平長期以來汽車界力圖將燃氣透平用作汽車動力,這是因為它具有如下優(yōu)點:單位功率的外形尺寸小及質(zhì)量輕。比較容易達到嚴格的排放要求。對燃料理化性質(zhì)的差異不敏感,即適合使用多種燃料。燃氣透平起動特性尚不如車用汽油機。改進的途徑:提高怠速轉(zhuǎn)速（這會增加比油耗）。提高透平入口進氣溫度。減少壓氣機-燃氣發(fā)生透平裝置軸上的額外負荷。減少透平壓氣機及透平轉(zhuǎn)子的質(zhì)量等。提高車用燃氣透平的加速性能,降低其比油耗的關(guān)鍵途徑是提高透平入口溫度及采用輕質(zhì)量陶瓷加工透平葉輪。金屬透平葉輪是難以耐很高溫度的,而陶瓷材料的性能已可以使最高循環(huán)溫度達到1370。采用陶瓷葉輪不僅可以提高透平效率,降低比油耗,而目可以使葉輪轉(zhuǎn)動慣性質(zhì)量小,提高響應(yīng)敏捷性及車用燃氣透平的加速性能。車用燃透平轉(zhuǎn)入大量使用前,仍然需進一步研究下列問題:使燃氣透平在長期使用中能符合嚴格的排放法規(guī)要求。改進陶瓷材料性能使其可靠性,耐高溫性能及壽命更高。設(shè)計及加工出效率高及尺寸緊湊的壓氣機及燃氣透平,并且成本較低。1)提高汽油及柴油機性能的對策提高汽油機性能的主要對策有:不用化油器,采用汽油噴射。不用缸外混合及節(jié)流調(diào)節(jié)辦法,而用缸內(nèi)混合及汽油直接噴射。高能點火及特種火花塞。稀混合氣及快速燃燒。增壓。可變氣門定時及換氣系統(tǒng),以改善轉(zhuǎn)矩特性。提高柴油機性能的對策有:將分隔式燃燒室改為直噴燃燒室。采用新的供油技術(shù)及設(shè)備,如兩階段供油法及雙彈簧噴油器。（現(xiàn)已實現(xiàn)多段供油）提高噴油壓力及使用多孔,小孔徑的噴油嘴。增壓加中冷。電控供油等。2)車用發(fā)動機都可以采用的對策汽油機和柴油機都可以采用的對策有:新型燃燒室多氣門?？勺兗夹g(shù)。低釋熱技術(shù)。發(fā)動機整體綜合控制等。三、發(fā)動機性能與改善措施相互間的關(guān)系發(fā)動機燃燒是復雜的化學反應(yīng)過程,各性能參數(shù)與改善措施之間的關(guān)系也是復雜的,有些方面存在矛盾。比如：有些措施可以降低比油耗,但卻會使NOx排放增加。有些措施有助于降低NOx排放,但有可能使未燃烴HC及微粒增加。因此在設(shè)計產(chǎn)品及采取措施提高發(fā)動機性能時,首先要理解主要性能參數(shù)之間的關(guān)系及矛盾,方能采取適當?shù)拇胧?。有時不得不采用折中方案,或者采用輔助措施的綜合方案。同樣，降低NOx 排放與降低微粒排放的措施,相互之間也是存在矛盾的。例如在較低的噴油壓力的基礎(chǔ)上,提高噴油壓力可以改善混合氣質(zhì)量,提高燃燒速率,從而降低柴油機的微粒排放,然而卻又會使NOx排放增加。上述例子表明,采取某些提高發(fā)動機性能的措施時,要全面分析,綜合考慮,不能顧此而失彼。第一章第一節(jié)汽油機電子控制燃油噴射技術(shù)一、汽油機對空燃比的要求二、汽油機燃油噴射系統(tǒng)的種類三、不同工況燃油噴射的電子控制二、汽油機燃油噴射系統(tǒng)的種類三、不同工況燃油噴射的電子控制1.噴油定量控制汽油機采用量調(diào)節(jié)的方式控制燃油定量，也就是說，通過改變吸入空氣量的方法來調(diào)節(jié)發(fā)動機功率。燃油定量控制系統(tǒng)的任務(wù)僅僅是根據(jù)吸入的空氣量配給燃油，使空燃比保持在與當時的工況相適應(yīng)的水平。噴油量的控制實際上是由微機根據(jù)發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況及影響因素，輸出控制信號控制噴油器的噴射持續(xù)時間。 汽油噴射時間的控制大致可分為兩大類:一是發(fā)動機起動后運行時的控制，它是根據(jù)發(fā)動機吸入的空氣質(zhì)量計算得出的。二是發(fā)動機起動時的控制，它不是根據(jù)吸入空氣質(zhì)量計算得出的。1)循環(huán)噴油量和噴油時間的確定間歇噴射系統(tǒng)的燃油定量是以一個工作循環(huán)為單元進行的。為了這個循環(huán)提供的燃油不會留到下一個循環(huán)使用，應(yīng)該根據(jù)一個進氣行程中填充氣缸的空氣質(zhì)量來確定每個循環(huán)的供油量。微機可以利用空氣流量計、進氣溫度傳感器、大氣壓力傳感器和發(fā)動機轉(zhuǎn)速等輸入的信號計算得出每個循環(huán)的供油量，再據(jù)此計算出輸出控制信號的脈沖寬度以控制噴油器的開啟持續(xù)時間。2)基本噴油時間的計算基本噴油時間是為實現(xiàn)目標空燃比，利用空氣流量計、發(fā)動機轉(zhuǎn)速等輸入信號計算求得的噴油時間。采用空氣流量計的形式不同，進行計算的方式、方法也不同。3)基本噴油時間的修正(1)進氣溫度和大氣壓力修正?；緡娪蜁r間是以標準大氣狀態(tài)為基準計算出的，而當實際大氣條件變化時，如進氣溫度和壓力變化時，還要考慮進氣溫度傳感器及大氣壓力傳感器輸入的信號，才能計算出進氣質(zhì)量流量。(2)輸入電壓修正。 (3)斷油控制。在發(fā)動機突然失去阻力矩而節(jié)氣門又沒有來得及關(guān)小，或汽車阻力不大而加速踏板卻過度地踩下的情況下，轉(zhuǎn)速會急劇上升到超過許可限值的水平，嚴重時會損壞發(fā)動機。過去常采用在發(fā)動機達到最高轉(zhuǎn)速時切斷點火或使點火瞬時延遲的辦法，但是由于燃油繼續(xù)進入氣缸，接著又從氣缸排出而未經(jīng)燃燒，對排放凈化和節(jié)約燃油都是十分不利的，如果在后接的催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)燃燒，則會使催化轉(zhuǎn)化器過熱而損壞。目前，電子控制燃油噴射發(fā)動機，多采用切斷燃油的電子轉(zhuǎn)速限制裝置。2.起動工況控制在發(fā)動機起動時，轉(zhuǎn)速波動大，很難精確地、間接或直接地測量進氣量，計算出基本噴油量。ECU根據(jù)當時冷卻水溫度，在內(nèi)存中的溫度噴油時間圖中找出相應(yīng)的基本噴油量然后進行進氣溫度和蓄電池電壓的修正，得到冷起動時的噴油量。發(fā)動機冷卻水溫度越低，汽油越不易汽化，燃油噴射時間應(yīng)隨溫度的降低而延長。常采用兩種不同的方式:一種是微機直接控制噴油器，通過延長噴油器的噴油時間來實現(xiàn)。另一種是通過冷起動噴油器，對所有氣缸的進氣總管噴入一部分附加燃油來實現(xiàn)。2)用主噴油器直接獲得起動噴油增量未裝冷起動噴油器，起動時燃油增量靠微機直接控制主噴油器來實現(xiàn)。要盡可能地避免燃油對火花塞的濕潤，要求噴油器在發(fā)動機每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)進行多次噴射(異步噴射)。增加了控制系統(tǒng)的復雜性。清除溢流功能:在起動時踩下加速踏板，使節(jié)氣門全開(節(jié)氣門位置傳感器給出信號)或節(jié)氣門開度為80%-100%時，微機將發(fā)出指令供給稀混合氣，以消除燃油過多現(xiàn)象，直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速達400r/min。目前，更多地燃油噴射發(fā)動機，在起動時如節(jié)氣門開度超過80%后，就根本不噴油， 有的稱它為“無溢油”工作模式。3.起動后和暖機工況控制一旦起動結(jié)束，ECU便根據(jù)負荷信息和轉(zhuǎn)速信息從基本噴油時間脈譜中取出基本噴油時間。從這一時刻開始，到發(fā)動機達到正常運行溫度為止的一段時間內(nèi)，由于燃油繼續(xù)凝結(jié)在冷的燃燒室壁上， 所以混合氣必須繼續(xù)加濃。這個階段根據(jù)控制策略的不同分成起動后階段和暖機階段。起動結(jié)束以后，立即在基本噴油時間的基礎(chǔ)上短暫地加濃混合氣。這個階段稱為起動后階段。根據(jù)發(fā)動機的溫度加濃階段稱為暖機階段。根據(jù)起動時發(fā)動機的冷卻水溫度，決定起動后加濃修正系數(shù)的初期值。發(fā)動機完成爆震后，每隔一定時間或每隔一定的發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)，對起動后燃油加濃修正系數(shù)進行衰減。發(fā)動機完成爆震后不久，進氣門和氣缸內(nèi)壁的溫度隨著燃燒過程的進行會很快上升，與此同時冷卻水溫度也不斷上升，發(fā)動機逐步達到暖機狀態(tài)?？梢哉f，暖機時燃油加濃的修正，是與冷卻水溫度的整個上升過程伴隨而行的。4.過渡工況控制過渡工況包括加速和減速工況。如果不進行加速減速時的燃油量修正，發(fā)動機就會產(chǎn)生“喘振”、車輛產(chǎn)生前后方向的振動等現(xiàn)象，排氣中的有害成分也會增加。過渡工況的識別完全依靠由節(jié)氣門位置傳感器提供的節(jié)氣門角速度信息。5.滿負荷和高轉(zhuǎn)速控制一般發(fā)動機在部分負荷下工作時，空燃比的調(diào)整是在考慮保持一定排放性能的前提下，盡量提供經(jīng)濟混合氣成分，以得到最低油耗。當汽車在節(jié)氣門全開情況下滿負荷行駛時，要求發(fā)動機輸出更大的轉(zhuǎn)矩。實現(xiàn)滿負荷控制時為開環(huán)控制，氧傳感器的反饋控制停止起作用。當發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速運行即汽車高速行駛時，同滿負荷行駛時基本一樣。6.倒拖工況控制加速踏板松開，發(fā)動機由汽車的動能驅(qū)動的工況稱為倒拖。為了安全起見，在下坡、制動或城市交通的滑行過程中，加速踏板完全松開時不允許讓離合器脫開。因為這樣可使發(fā)動機成為汽車的負荷，增加汽車受到的阻力矩。但此時發(fā)動機必須停止工作。如果為此切斷點火而繼續(xù)噴油，則不但浪費燃油，而且增加HC排放。所以倒拖時應(yīng)切斷噴油。當轉(zhuǎn)速降到低于一個接近怠速轉(zhuǎn)速的水平時則須立即恢復噴油，否則驅(qū)動性惡化，甚至熄火。采用節(jié)氣門調(diào)節(jié)執(zhí)行器的單點噴射系統(tǒng)中，在很高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速下倒拖時，如果節(jié)氣門關(guān)閉，活塞高速抽吸，進氣歧管壓力下降，使得進氣歧管壁上的燃油膜蒸發(fā)。由于空氣不足，這些燃油不能完全燃燒，使HC排放增加。為了克服這個缺點，倒拖時節(jié)氣門調(diào)節(jié)執(zhí)行器根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高低將節(jié)氣門打開一點點。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降特別快，節(jié)氣門開度就不再成為發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降的函數(shù)。倒拖工況結(jié)束時，單點噴射系統(tǒng)進氣歧管壁上必須重新建立燃油膜。這使得過渡期內(nèi)混合氣略微變稀。所以要借助于一個附加的噴油脈沖來建立燃油膜，該脈沖的長度取決于倒拖時間的長短。第二節(jié) 怠速電子控制技術(shù)一、怠速控制的目標二、怠速空氣提供方式三、怠速信號的產(chǎn)生與識別四、怠速控制原理一、怠速控制的目標怠速轉(zhuǎn)速過高，會增加燃油消耗量。過低增加有害物的排放。怠速控制還應(yīng)考慮所有怠速使用條件，它們都會引起怠速轉(zhuǎn)速變化，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)甚至引起熄火現(xiàn)象。怠速轉(zhuǎn)速控制實質(zhì)就是控制怠速時的空氣吸入量。怠速控制(Idle Air Control或Idle Speed Control，簡稱IAC或ISC)的目標:一是實現(xiàn)發(fā)動機起動后的快速暖機過程；二是自動維持發(fā)動機怠速在目標轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。怠速控制的內(nèi)容包括:起動后的控制、暖機過程的控制、負荷變化的控制、減速時的控制等。二、怠速空氣提供方式怠速進氣量的控制類型:一是控制節(jié)氣門旁的旁通空氣道的空氣流量。二是直接控制節(jié)氣門關(guān)閉位置的節(jié)氣門直動式。1.節(jié)氣門旁通式采用這種方式的系統(tǒng)在怠速時節(jié)氣門完全關(guān)閉。怠速控制閥(ISCV)按閥門的驅(qū)動形式為步進電機式、電磁式（旋轉(zhuǎn)、直線）幾種。2.節(jié)氣門直接調(diào)節(jié)式不設(shè)怠速旁通通道，但節(jié)氣門并不完全關(guān)閉， 通過控制節(jié)氣門開啟程度，調(diào)節(jié)空氣通路的截面， 實現(xiàn)怠速控制。三、怠速信號的產(chǎn)生與識別采用節(jié)氣門旁通方式時， 通常在節(jié)氣門軸上安裝一個節(jié)氣門位置傳感器。采用節(jié)氣門調(diào)節(jié)方式時， 將怠速觸點裝在調(diào)節(jié)軸上。節(jié)氣門開關(guān)（觸點、兩極和全程式)。四、怠速控制原理(一)節(jié)氣門旁通控制1.步進電機控制式步進電機與怠速控制閥做成一體，電機可順時針或反時針旋轉(zhuǎn)，使閥沿著軸向移動。改變閥與閥座之間的空隙，就可調(diào)節(jié)氣門旁通通道的空氣量。閥門有125種不同的開啟位置。這種怠速控制閥還可以用來控制發(fā)動機的快怠速，而不需要空氣閥。1)起動初始位置的確定為了改善發(fā)動機的再起動性能，在發(fā)動機點火開關(guān)關(guān)斷(OFF)后，微機控制怠速控制閥門處于全開狀態(tài)，以便為下次起動作好準備。2)起動控制發(fā)動機起動時，由于怠速控制閥預(yù)先設(shè)定在全開位置，在起動期間經(jīng)過怠速控制閥的旁通空氣量最大，發(fā)動機容易起動。3)暖機控制在暖機時，根據(jù)冷卻水溫所確定的位置，怠速控制閥開始逐漸關(guān)閉，當冷卻水溫度達到70時，暖機控制結(jié)束。 4)反饋控制在怠速運轉(zhuǎn)時，如果發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速與微機存儲器存儲的目標轉(zhuǎn)速相差超過一定值(如20r/min)時，微機將通過步進電機控制怠速控制閥，增減旁通空氣量，使發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速與目標轉(zhuǎn)速相同。5)發(fā)動機負荷變化的預(yù)控制發(fā)動機在怠速運轉(zhuǎn)時，如空檔起動開關(guān)、空調(diào)開關(guān)接通或斷開，都將使發(fā)動機的負荷立刻發(fā)生變化，為了避免發(fā)動機怠速時轉(zhuǎn)速波動或熄火，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速出現(xiàn)變化前，微機控制怠速控制閥開大或關(guān)小一個固定距離。6)電器負載增多時的怠速控制在怠速運轉(zhuǎn)時，如使用的電器負載增大到一定程度時，輸入電壓就會降低。為了保證微機+B端和點火開關(guān)IG端具有正常的供電電壓，需要控制步進電機，相應(yīng)地增加旁通道空氣量，提高發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速，提高發(fā)電機的輸出功率。7)學習控制由于發(fā)動機在整個使用期間，其性能會發(fā)生變化，盡管步進電機控制閥門的位置未變，但怠速轉(zhuǎn)速會與初設(shè)的數(shù)值不同。此時微機可在反饋控制的基礎(chǔ)上進行學習控制，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到目標值。與此同時，微機將步進電機轉(zhuǎn)過的步數(shù)存儲在存儲器中，以便在以后的怠速控制中使用。2.電磁閥控制式電磁式怠速控制閥所采用的是比例電磁閥，它是利用電磁線圈產(chǎn)生的電磁吸力來控制閥門開度的。 與步進電機式ISC閥相比，電磁式具有響應(yīng)速度快，反作用力小的特點。 (二)節(jié)氣門調(diào)節(jié)控制節(jié)氣門調(diào)節(jié)式是通過控制節(jié)氣門開啟程度，調(diào)節(jié)空氣通路的截面，達到控制充氣量，實現(xiàn)怠速控制的。 第三節(jié) 點火系電子控制技術(shù)一、電子控制點火系的控制內(nèi)容和基本組成二、點火提前角的控制三、閉合角(通電時間)的控制四、爆震控制 一.汽油機點火提前角的傳統(tǒng)控制1)汽油機對點火提前角的要求點火時刻是用點火提前角來表示的。點火提前角是指從火花塞電極間跳火開始，到壓縮上止點所經(jīng)歷的曲軸角度。實驗證明:如果點火時刻適當，燃燒最大壓力出現(xiàn)在上止點后10左右時，發(fā)動機產(chǎn)生功率最大。2）汽油機點火提前角的傳統(tǒng)控制傳統(tǒng)汽油機為了控制點火提前角，以適應(yīng)負荷和轉(zhuǎn)速的變化，專門設(shè)置了真空提前和離心提前調(diào)節(jié)機構(gòu)。真空提前調(diào)節(jié)機構(gòu)的作用是隨著發(fā)動機負荷的減小而將點火提前角增大，并且在怠速和倒拖時推遲點火以滿足改善排放的要求。離心提前調(diào)節(jié)機構(gòu)的作用是隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提高而將點火提前角增大。其作用原理是利用發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高后增加的離心作用，使控制斷電器觸點的凸輪在分電器軸的旋轉(zhuǎn)方向上轉(zhuǎn)過一個角度，從而使點火提前。二、電子控制點火系的控制內(nèi)容和基本組成1.控制內(nèi)容在汽油發(fā)動機中，點火系統(tǒng)的作用是利用火花塞電極間產(chǎn)生的電弧將缸內(nèi)的混合氣適時點燃，因此，點火系的控制內(nèi)容包括點火能量控制和點火定時控制兩個方面。 1)點火能量控制如果點火能量不足，可燃混合氣就不能被點燃，發(fā)動機就會出現(xiàn)失火現(xiàn)象，失火會使發(fā)動機的使用性能變差，導致排放增加，過高的排放很容易導致催化轉(zhuǎn)換器損壞。因此，點火能量必須高于各種工況下將混合氣可靠點燃所必需的能量。2)點火定時控制控制點火定時是為了使發(fā)動機的功率輸出最大、油耗最低、爆震最小和排放最低，但是，控制點火定時并不能在各種工況下都使以上各項目標同時達到。因此，控制點火定時必須在多項目標之間進行折中。為了保證各種工況下在活塞繞過上止點以后的適當轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)能夠出現(xiàn)燃燒峰值壓力，使發(fā)動機的性能達到最佳，要求在壓縮行程上止點以前將混合氣點燃，因此，點火時刻必須適度提前，應(yīng)有恰當?shù)狞c火提前角。由于點火提前角受運行環(huán)境和運行工況的影響，所以在發(fā)動機工作過程中，必須對點火提前角進行實時調(diào)節(jié)控制。此外，由于爆震燃燒與點火時刻存在著密切關(guān)系，所以將爆震控制也納入點火系的控制內(nèi)容。2.基本組成電子控制點火系有普通電子點火系和微機控制點火系之分。普通電子點火系雖增加了閉合角控制、恒流控制等(大大提高了點火系統(tǒng)的性能)，但其點火提前角仍采用真空和離心機械式點火提前機構(gòu)進行控制。其主要缺點為:(1)點火提前角的控制不精確，考慮影響點火提前角的因素不全面。(2)為了避免大負荷時的爆震，必然采用妥協(xié)方式降低點火提前角。(3)仍脫離不開機械控制范圍。1.影響點火提前角的因素（1）轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速越高,在同一段時間內(nèi),曲軸相應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度越大,如果混合氣的燃燒速率不變,最佳點火提前角則應(yīng)線性增加。但轉(zhuǎn)速升高時,由于混合氣的壓力與溫度的提高以及缸內(nèi)氣流運動的增加,火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?即燃燒速度加快,故最佳點火提前角應(yīng)隨發(fā)動機的轉(zhuǎn)速升高而加大,但不是線性關(guān)系。（2）負荷在轉(zhuǎn)速不變情況下,發(fā)動機的最佳點火提前角應(yīng)隨負荷增加而減小。因為發(fā)動機的負荷增加時,由于節(jié)流損失減小,吸入氣缸內(nèi)的混合氣量增多,壓縮終了時的壓力及溫度增高,同時殘余廢氣在缸內(nèi)混合氣中所占的比例下降,致使燃燒速度加快。（3）啟動及怠速發(fā)動機啟動和怠速時,不需要發(fā)動機輸出功率。由于此工況時,缸內(nèi)殘余廢氣所占比例較大,燃燒速度受偶然因素的影晌而變動較大,過早點火容易造成發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平穩(wěn),因此要求點火提前角減小(一般為5-6)或為零。特別是現(xiàn)代汽車發(fā)動機,由于對排氣凈化要求的提高,在怠速工況時甚至推遲點火,使點火提前角為負值,這樣可降低燃燒室中的最高溫度,減少NOx的生成量,又可以提高氣缸內(nèi)高溫持續(xù)的時間及排氣溫度,使未燃的HC和殘留的C0有充分的進一步燃燒的時間,從而減少HC和C0的排出量。（4）汽油的辛烷值因為發(fā)動機工作在微爆震狀態(tài)時,其動力性、經(jīng)濟性及排放性均好,故可適當增加點火提前角。但爆震較為強烈時,會導致發(fā)動機的功率下降、油耗增加、發(fā)動機過熱等,對發(fā)動機極為有害因此,隨著汽油辛烷值的增大,最佳點火提前角可適當增加。（5）壓縮比由于壓縮比增大時,可使氣缸壓縮終了的壓力和溫度增高,致使混合氣的燃燒速度加快。因此,隨著壓縮比的增高,最佳點火提前角可相應(yīng)減小。（6）混合氣的成分混合氣的濃度直接影響燃燒速率,因而必然影響最佳點火提前角,當過量空氣系數(shù)為0.80.9時,燃燒速率最快,最佳點火提前角最小。過稀或過濃的混合氣,由于燃燒速率變慢,故必須相應(yīng)增加點火提前角。（7）火花塞的數(shù)量在氣缸內(nèi)同時裝有兩個火花塞時,由于火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較短,燃燒過程完成較快,因此所對應(yīng)的點火提前角比用一個火花塞時為小。（8）進氣壓力高原地區(qū)的空氣稀薄,大氣壓力低,即發(fā)動機的進氣壓力低,混合氣形成質(zhì)量變差。缸內(nèi)氣流運動減弱,再加上壓縮壓力下降,致使燃燒速度變慢,因此,最佳點火提前角增大。（9）進氣溫度進氣溫度發(fā)生變化時,壓縮后的溫度必然發(fā)生變化,燃燒速度也將隨之變化,因而最佳點火提前角隨進氣溫度的變化而變化。進氣溫度降低，致使燃燒速度變慢,因此,最佳點火提前角增大。 （10）冷卻水溫度發(fā)動機水溫較低時,壓縮后的混合氣溫度較低,燃燒速度較低,從增大功率的角度考慮,應(yīng)增大點火提前角。但發(fā)動機長時間在低溫工作,會引起氣缸和活塞等嚴重磨損而縮短壽命,因此,快速暖機成為要解決的主要問題。為此,通常減小點火提前角,使高溫燃燒氣體與氣缸壁面接觸面積增大,加強對氣缸壁及冷卻水的傳熱,從而使發(fā)動機迅速升溫。2.點火提前角的控制啟動期間的點火提前角控制:發(fā)動機在啟動時,在固定的曲軸轉(zhuǎn)角位置點火,與發(fā)動機的工況無關(guān)；啟動后發(fā)動機正常運行期間的點火提前角控制:點火提前角由負荷和發(fā)動機轉(zhuǎn)速確定的基本點火提前角和修正量決定。修正項目隨發(fā)動機而異,并根據(jù)發(fā)動機各自的特性曲線進行修正。3.啟動期間的點火提前角控制啟動時點火提前角的控制:一種為固定點火提前角方式；另一種為可調(diào)點火提前角控制方式。(l)固定點火提前角控制方式 此方式為在發(fā)動機啟動時,在固定的曲軸轉(zhuǎn)角位置點火,點火提前角與轉(zhuǎn)速、水溫等因素無關(guān)。所選的點火提前角一般為初始點火提前角。這種控制方式較為簡單,但在氣溫、水溫極低等特殊情況下啟動時,控制效果不夠滿意。(2)可調(diào)點火提前角控制方式此方式是在發(fā)動機啟動時,點火提前角隨發(fā)動機的溫度、啟動轉(zhuǎn)速等參數(shù)而變化。4.啟動后點火提前角控制啟動后點火提前角的大小有兩種計算方法:實際點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角實際點火提前角=基本點火提前角+修正點火提前角前一種在日本車和美國車的一些電控系統(tǒng)中比較常見；而后一種在德國車的電控系統(tǒng)中比較常見。5.點火提前角的修正(1)暖車修正。發(fā)動機冷車啟動后,當發(fā)動機冷卻水溫度較低時,應(yīng)增大點火提前角。暖車過程中,隨冷卻水溫度升高,點火提前角應(yīng)減小。（2）怠速修正怠速運轉(zhuǎn)時,ECU不斷地計算發(fā)動機的平均轉(zhuǎn)速。當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速時,ECU根據(jù)與怠速目標轉(zhuǎn)速差值的大小相應(yīng)地增大點火提前角；當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于規(guī)定的怠速轉(zhuǎn)速時,推遲點火提前角。（3）空燃比反饋修正ECU根據(jù)氧傳感器的反饋信號對空燃比進行修正。隨著修正噴油量的增加或減少,發(fā)動機的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)波動。為了提高怠速的穩(wěn)定性,在反饋修正油量減少時,點火提前角相應(yīng)地增加。（4）過熱修正發(fā)動機處于正常運行工況(怠速觸點斷開),當冷卻水溫度過高時,為了避免產(chǎn)生爆震,應(yīng)將點火提前角推遲。發(fā)動機處于怠速工況運行,冷卻水溫度過高時,則應(yīng)減少高溫燃燒氣體與氣缸壁的接觸面積,減少對氣缸的傳熱量,適當增大點火提前角,使燃燒盡早結(jié)束。為了改善自動變速器的換檔質(zhì)量和怠速控制，有些點火提前角控制系統(tǒng)還通過調(diào)節(jié)點火定時來改變發(fā)動機的輸出轉(zhuǎn)矩。在設(shè)有與混合氣生成有關(guān)的控制項目(如二次空氣控制、排氣再循環(huán)控制等)的系統(tǒng)中，以及在動態(tài)行駛(如加速)時，要相應(yīng)地對點火提前角進行專門的修正。 (二)無觸點點火系點火提前角的控制1.日產(chǎn)汽車ECCS系統(tǒng)的點火提前角控制1)正常行駛時點火提前角的控制實際點火提前角:基本點火提前角存于微機的存儲器中，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷(由基本噴油時間表示)可查表得到各種工況下的基本點火提前角。水溫修正系數(shù)是微機根據(jù)水溫傳感器，查表得到各種水溫的修正系數(shù)。實際點火提前角基本點火提前角水溫修正系數(shù)2)怠速及減速時點火提前角控制微機根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻水溫及車速控制點火提前角的大小。水溫在50以下，推遲點火，其目的是加速發(fā)動機及催化反應(yīng)器達到正常工作溫度。 2.豐田汽車TCCS系統(tǒng)的點火提前角控制1)初始設(shè)定點火提前角初始設(shè)定點火提前角，也稱為固定點火提前角。對于豐田汽車的IG-GEL發(fā)動機，其值為上止點前10。在下列情況時，其實際點火提前角為固定值:(1)當發(fā)動機起動時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化大，無法正確計算點火提前角。(2)當發(fā)動機轉(zhuǎn)速在400r/min以下時。(3)當T端頭短路或節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點閉合時。(4)當發(fā)動機ECU內(nèi)后備系統(tǒng)開始工作時。(5)當車速在2km/h時。怠速的基本點火提前角，是指節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點閉合時的基本點火提前角。其值又根據(jù)空調(diào)是否工作而略有不同，空調(diào)工作時其基本點火提前角為8，不工作時其值為4。也就是在同樣怠速運轉(zhuǎn)時，空調(diào)工作，其實際點火提前角將從上止點前14增加到18 ，以防因空調(diào)負荷使發(fā)動機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)。3)修正點火提前角初始設(shè)定點火提前角加上基本點火提前角所得點火提前角，必須根據(jù)相關(guān)因素加以修正。修正的點火提前角具有暖機和穩(wěn)定怠速兩種點火提前特性。 指為了使怠速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)而控制修正點火提前角。即隨著怠速轉(zhuǎn)速的變動而改變點火提前角。發(fā)動機實際點火提前角就是上述三項點火提前角之和。發(fā)動機每旋轉(zhuǎn)一周后，微機就可計算并輸出一次點火提前角的調(diào)整數(shù)據(jù)，因此當傳感器測出發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷有變化時，微機就使點火提前角作出相應(yīng)的改變。但當微機計算出的實際點火提前角超過最大或最小點火提前角的允許值時，則微機以最大或最小點火提前角的允許值進行調(diào)整。裝有氧傳感器的電子控制燃油噴射系統(tǒng)，微機根據(jù)氧傳感器的反饋信號對空燃比進行修正。(三)無分電器點火系點火提前角的控制無分電器點火系統(tǒng)(DLI)完全取消了傳統(tǒng)的分電器，沒有分電器蓋和分火頭。由點火線圈產(chǎn)生的高壓電，直接送到火花塞，因此也叫直接點火系統(tǒng)。無分電器點火系統(tǒng)目前常采用以下兩種方式:一是同時點火-指兩個氣缸合用一個點火線圈，即一個點火線圈有兩個高壓輸出端，分別與一個火花塞相連，負責對兩個氣缸點火。二是單獨點火-指每個氣缸配用一個點火線圈，單獨對本缸進行點火。無分電器點火系除具有上述微機控制點火系的一切優(yōu)點外，由于不存在分火頭與分電器蓋旁電極間產(chǎn)生的火花，因此可有效地降低點火系對無線電的干擾。 1.無分電器同時點火方式同時點火方式兩缸采用一個點火線圈， 其中一缸在排氣末期，另一缸在壓縮末期同時串聯(lián)點火。2.無分電器單獨點火方式特別適合在四氣門發(fā)動機上配用。火花塞安裝在兩根凸輪軸的中間，然后每缸火花塞上直接壓裝一個點火線圈，在布置上很容易實現(xiàn)。四、閉合角(通電時間)的控制點火系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換，是依靠點火線圈實現(xiàn)的。在有觸點點火系統(tǒng)中，當斷電器觸點閉合時，電流從蓄電池出發(fā)經(jīng)過閉合的斷電器觸點流過點火線圈的初級線圈，于是電能轉(zhuǎn)變成磁能貯存在點火線圈內(nèi)，以便在適當?shù)臅r刻使斷電器觸點斷開，點火線圈內(nèi)貯存的磁能又轉(zhuǎn)變成電能，使火花塞放電。 從斷電器觸點開始接通到重又斷開的這一段時間稱為閉合時間，這段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角稱為閉合角。無觸點點火系統(tǒng)和無分電器點火系統(tǒng)中點火線圈的初級線圈與點火功率輸出極形成通路這一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的曲軸轉(zhuǎn)角稱為閉合角。 火花塞提供的點火能量取決于貯存在點火線圈中的能量，而后者又取決于初級電流和初級線圈的電感。初級線圈的電感雖然是一個常數(shù)，但初級電流在初級線圈與功率輸出極形成通路之后的充磁過程中卻是隨著時間的推移而逐步增大的，直到最終充磁結(jié)束時達到一個限定的電流為止。 為了使火花塞能夠提供盡可能大的點火能量，應(yīng)使閉合角足夠大，以使它所對應(yīng)的時間超過點火線圈充磁所需時間，也就是說，初級電流應(yīng)在點火之前達到限定的最大值。但是，閉合角過大并無好處。因為現(xiàn)代高性能點火線圈的初級線圈直流電阻不足1歐姆，充磁極快。初級電流達到最大、充磁結(jié)束之后，初級電流的能量全部消耗在初級線圈的直流電阻上并轉(zhuǎn)變成熱能，既浪費了能量，又使點火線圈升溫，甚至燒毀。理想的狀況是，使初級電流在點火時刻之前一個很短的瞬間達到限定的最大值。初級電流的增加速率與蓄電池電壓有關(guān)，而在不同的轉(zhuǎn)速下要達到相同的閉合時間，閉合角也應(yīng)不同。所以，閉合角不應(yīng)該是一個固定值，而要根據(jù)蓄電池電壓和發(fā)動機轉(zhuǎn)速優(yōu)化。顯然，在依靠斷電器觸點觸發(fā)點火的有觸點點火系統(tǒng)中，斷電器的凸輪形狀惟一地確定了閉合角的大小，所以談不上閉合角的控制。反之，在無觸點點火系統(tǒng)中，即使點火提前角是機械控制而不是電子控制的，也能實施閉合角的控制。 在電控單元中存儲著發(fā)動機點火閉合角特性圖，點火定時控制系統(tǒng)將根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和蓄電池的電壓對照閉合角特性圖確定并控制點火線圈的通電時間，從而控制閉合角。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高和蓄電池電壓下降，閉合角增大。五、爆震控制在發(fā)動機缸體上安置多個爆震傳感器，對發(fā)動機各缸是否發(fā)生爆震進行檢測。爆震傳感器通常采用加速度傳感器，電控單元通過處理爆震傳感器輸入的信號對爆震是否發(fā)生進行判定。當判定爆震發(fā)生時，電控單元就會立刻推遲發(fā)生爆震氣缸的點火定時，直到爆震不再發(fā)生為止，然后再逐步地提前點火定時，直到爆震再次發(fā)生為止?？刂茖ο笫屈c火提前角?？刂颇繕耸遣话l(fā)生爆震，當ECU中的分析電路確認發(fā)生爆震時，便減小點火提前角。但是，不到真正發(fā)生爆震的時候是不可能確定爆震極限的。所以，這種以爆震極限為界的點火提前角閉環(huán)控制總是伴隨著零星的爆震。正常情況下，ECU以特性場中存儲的點火提前角運行。爆震傳感器信號經(jīng)濾波器濾波后，首先進行模/