汽車發(fā)動機(jī)汽油機(jī)電控系統(tǒng)概述課件

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。參考書化油器：1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)第五章電控汽油噴射系統(tǒng)§5.1概述2§5.1概述§5.1概述31.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?，由于空氣中氧的作用，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。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?2.汽油燃料供給系統(tǒng)的功用根據(jù)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動機(jī)定時、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)。吸入氣缸中的實際空氣量可能大于或小于理論空氣量。實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=實際空氣量／理論空氣量＝實際空燃比／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

2.汽油燃料供給系統(tǒng)的功用根據(jù)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動5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欧诺挠绊懣杖急葘Πl(fā)動機(jī)性能影響空燃比對發(fā)動機(jī)燃燒的影響6發(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)大部分時間在此區(qū)域運行，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，此時燃燒功率混合氣。冷車起動時：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，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怠速工況：發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量很少7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，發(fā)動機(jī)節(jié)氣門突然減小，此時由于慣性作用，發(fā)動機(jī)仍保持高速運行，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，減速時最好暫時切斷燃油供應(yīng)，待發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低到一定程度后再恢復(fù)供油。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8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?；推鹘Y(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?；推髌蜋C(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、排放差，動力性差。

第一代汽油機(jī)：化油器汽油機(jī)9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歐洲輕型汽車排放限值法規(guī)生效日期COHCNOx歐洲I199210汽車發(fā)動機(jī)汽油機(jī)電控系統(tǒng)概述課件11第二代汽油機(jī)：電控汽油噴射主要技術(shù)特征：采用進(jìn)氣道多點低壓汽油噴射技術(shù)（MPFI）；采用頂置四氣門；燃燒室采用蓬形燃燒室；尾氣采用三元催化反應(yīng)器進(jìn)行處理。優(yōu)點能根據(jù)汽油機(jī)工況不同，供給最佳空燃比的混合氣?？蓪Ω鱾€氣缸空燃比進(jìn)行連續(xù)的精確的控制，使各個氣缸混合氣的質(zhì)和量都比較均勻，保證各缸的工作性能最好。充氣效率比傳統(tǒng)化油器方式高，發(fā)動機(jī)具有更高的功率和轉(zhuǎn)矩，這是因為沒有化油器喉管的節(jié)流損失。發(fā)動機(jī)油耗較低，改善了排放。容易起動，暖機(jī)快，過渡工況性能和加速性能好，汽車駕駛性能好。為發(fā)動機(jī)新技術(shù)的應(yīng)用提供可能，如高壓縮比和稀燃系統(tǒng)、多氣門、可變壓縮比、可變氣門定時和汽油機(jī)增壓等。缺點冷起動排放高：噴射壓力較低，SMD約為150~300μm；在進(jìn)氣口處形成油膜。中、低負(fù)荷采用理論空燃比，燃油經(jīng)濟(jì)性差。節(jié)氣門存在導(dǎo)致泵氣損失，燃油經(jīng)濟(jì)性差第二代汽油機(jī)：電控汽油噴射主要技術(shù)特征：采用進(jìn)氣道多點低壓汽12第三代汽油機(jī)——GDI以本田SI-DISI發(fā)動機(jī)為代表，無節(jié)氣門，采用分層燃燒技術(shù)，燃料在氣缸壓縮行程后期使用旋流噴嘴（8～12MPa,SMD約為20μm)噴入氣缸。優(yōu)點油耗降低20％左右：無節(jié)氣門、壓縮比高（12，汽油直接噴射入氣缸，汽油蒸發(fā)使充量溫度降低，爆振傾向減少）、采用稀燃。加速性能改善。冷起動性能改善，HC、CO排放降低。缺點NOx排放的后處理較難。微粒排放增加：局部混合氣較濃中小負(fù)荷HC較多：油霧碰到活塞頂部和缸壁；分層燃燒使局部混合氣較??；排氣溫度低，不利于HC后氧化第三代汽油機(jī)——GDI以本田SI-DISI發(fā)動機(jī)為代表，無節(jié)13§5.2汽油噴射發(fā)展歷史§5.2汽油噴射發(fā)展歷史14機(jī)械控制汽油噴射系統(tǒng)

（K-Jetronic)機(jī)械控制汽油噴射系統(tǒng)

（K-Jetronic)15汽車發(fā)動機(jī)汽油機(jī)電控系統(tǒng)概述課件16汽車發(fā)動機(jī)汽油機(jī)電控系統(tǒng)概述課件17機(jī)械電子控制汽油噴射系統(tǒng)（KE-Jetronic)機(jī)械電子控制汽油噴射系統(tǒng)（KE-Jetronic)18電子控制汽油噴射系統(tǒng)電子控制汽油噴射系統(tǒng)19D型電子控制汽油噴射系統(tǒng)D型電子控制汽油噴射系統(tǒng)20L型電控汽油噴射系統(tǒng)L型電控汽油噴射系統(tǒng)21LH型電控汽油噴射系統(tǒng)LH型電控汽油噴射系統(tǒng)22參考書化油器：《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。參考書化油器：23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)第五章電控汽油噴射系統(tǒng)§5.1概述24§5.1概述§5.1概述251.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?，由于空氣中氧的作用，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。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?62.汽油燃料供給系統(tǒng)的功用根據(jù)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動機(jī)定時、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)。吸入氣缸中的實際空氣量可能大于或小于理論空氣量。實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=實際空氣量／理論空氣量＝實際空燃比／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

2.汽油燃料供給系統(tǒng)的功用根據(jù)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)工況的需要，向發(fā)動27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欧诺挠绊懣杖急葘Πl(fā)動機(jī)性能影響空燃比對發(fā)動機(jī)燃燒的影響28發(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)大部分時間在此區(qū)域運行，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，此時燃燒功率混合氣。冷車起動時：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，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怠速工況：發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量很少29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，發(fā)動機(jī)節(jié)氣門突然減小，此時由于慣性作用，發(fā)動機(jī)仍保持高速運行，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，減速時最好暫時切斷燃油供應(yīng)，待發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低到一定程度后再恢復(fù)供油。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30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?；推鹘Y(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?；推髌蜋C(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、排放差，動力性差。

第一代汽油機(jī)：化油器汽油機(jī)31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歐洲輕型汽車排放限值法規(guī)生效日期COHCNOx歐洲I199232汽車發(fā)動機(jī)汽油機(jī)電控系統(tǒng)概述課件33第二代汽油機(jī)：電控汽油噴射主要技術(shù)特征：采用進(jìn)氣道多點低壓汽油噴射技術(shù)（MPFI）；采用頂置四氣門；燃燒室采用蓬形燃燒室；尾氣采用三元催化反應(yīng)器進(jìn)行處理。優(yōu)點能根據(jù)汽油機(jī)工況不同，供給最佳空燃比的混合氣?？蓪Ω鱾€氣缸空燃比進(jìn)行連續(xù)的精確的控制，使各個氣缸混合氣的質(zhì)和量都比較均勻，保證各缸的工作性能最好。充氣效率比傳統(tǒng)化油器方式高，發(fā)動機(jī)具有更高的功率和轉(zhuǎn)矩，這是因為沒有化油器喉管的節(jié)流損失。發(fā)動機(jī)油耗較低，改善了排放。容易起動，暖機(jī)快，過渡工況性能和加速性能好，汽車駕駛性能好。為發(fā)動機(jī)新技術(shù)的應(yīng)用提供可能，如高壓縮比和稀燃系統(tǒng)、多氣門、可變壓縮比、可變氣門定時和汽油機(jī)增壓等。缺點冷