空燃比,閉環(huán)控制,升功率

空燃比可燃混合氣中空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比為空燃比， 空燃比A/F（A:air-空氣，F(xiàn):fuel-燃料）表示空氣和燃料的混合比。空燃比是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的一個(gè)重要參數(shù)，它對(duì)尾氣排放、發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都有很大的影響。為使廢氣催化率達(dá)到最佳（90%以上），必然在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中安裝氧傳感器并實(shí)現(xiàn)閉還控制，其工作原理是氧傳感器將測(cè)得廢氣中氧的濃度，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后發(fā)送給 ECU，使發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比控制在一個(gè)狹小的、接近理想的區(qū)域內(nèi) （14.7:1），若空燃比大時(shí)，雖然CO和HC的轉(zhuǎn)化率略有提高，但NOx的轉(zhuǎn)化率急劇下降為20%，因此必須保證最佳的空燃比，實(shí)現(xiàn)最佳的空燃比，關(guān)鍵是要保證氧傳感器工作正常。如果燃油中含鉛、硅就會(huì)造成氧傳感器中毒。此外使用不當(dāng)，還會(huì)造成氧傳感器積碳、陶瓷碎裂、加熱器電阻絲燒斷、內(nèi)部線路斷脫等故障。氧傳感器的失效會(huì)導(dǎo)致空燃比失準(zhǔn)，排氣狀況惡化，催化轉(zhuǎn)化器效率降低，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)使催化轉(zhuǎn)化器的使用壽命降低。發(fā)動(dòng)機(jī)電噴系統(tǒng)的閉環(huán)控制是一個(gè)實(shí)時(shí)的氧傳感器、計(jì)算機(jī)和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關(guān)系。氧傳感器“告訴”計(jì)算機(jī)混合氣的空燃比情況，計(jì)算機(jī)發(fā)出命令給燃油量控制裝置，向理論值的方向調(diào)整空燃比（14.7：1）。這一調(diào)整經(jīng)常會(huì)超過(guò)一點(diǎn)理論值，氧傳感器察覺(jué)出來(lái)，并報(bào)告計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再發(fā)出命令調(diào)回到14.7：1。因?yàn)槊恳粋€(gè)調(diào)整的循環(huán)都很快，所以空燃比不會(huì)偏離14.7：1,一旦運(yùn)行，這種閉環(huán)調(diào)整就連續(xù)不斷。采用閉環(huán)控制的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，由于能使發(fā)動(dòng)機(jī)始終在較理想的工況下運(yùn)行空燃比偏離理論值不會(huì)太多），從而能保證汽車(chē)不僅具有較好的動(dòng)力性能，還能省油。閉環(huán)控制，從輸出量變化取出控制信號(hào)作為比較量反饋給輸入端控制輸入量，一般這個(gè)取出量和輸入量相位相反，所以叫負(fù)反饋控制，自動(dòng)控制通常是閉環(huán)控制。比如家用空調(diào)溫度的控制閉環(huán)控制］閉環(huán)控制是控制論的一個(gè)基本概念。指作為被控的輸出以一定方式返回到作為控制的輸入端，并對(duì)輸入端施加控制影響的一種控制關(guān)系。在控制論中，閉環(huán)通常指輸出端通過(guò)'旁鏈”方式回饋到輸入，所謂閉環(huán)控制。輸出端回饋到輸入端并參與對(duì)輸出端再控制，這才是閉環(huán)控制的目的，這種目的是通過(guò)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)的。正反饋和負(fù)反饋是閉環(huán)控制常見(jiàn)的兩種基本形式。其中負(fù)反饋和正反饋從達(dá)于目的的角度講具有相同的意義。從反饋實(shí)現(xiàn)的具體方式來(lái)看，正反饋和負(fù)反饋屬于代數(shù)或者算術(shù)意義上的'加減”反饋方式，即輸出量回饋到輸入端后，與輸入量進(jìn)行加減的統(tǒng)一性整合后，作為新的控制輸出，去進(jìn)一步控制輸出量。實(shí)際上，輸出量對(duì)輸入量的回饋遠(yuǎn)不止這些方式。這表現(xiàn)為：運(yùn)算上，不止于加減運(yùn)算，還包括更廣域的數(shù)學(xué)運(yùn)算；回饋方式上，輸出量對(duì)輸入量的回饋，也不一定采取與輸入量進(jìn)行綜合運(yùn)算形成統(tǒng)一的控制輸出，輸出量可以通過(guò)控制鏈直接施控于輸入量等等。升功率（Kw/l）體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)品質(zhì)高低主要是看動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，也就是說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)要具有較好的功率、良好的加速性和較低的燃料消耗量。影響發(fā)動(dòng)機(jī)功率和燃料消耗量的因素有很多，其中影響最大的因素有排量、壓縮比、配氣機(jī)構(gòu)。但這只是泛指而言。具體到發(fā)動(dòng)機(jī)的比較，由于用途、設(shè)計(jì)、材料及制造工藝的差別，往往造成顯著差別。目錄概述具體措施槍編輯本段概述有一些排量大的發(fā)動(dòng)機(jī)功率不一定比排量小的發(fā)動(dòng)機(jī)功率大，例如以排量比較，甲車(chē)是2.0升發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率是97千瓦，乙車(chē)是2.2升發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率可能只有79千瓦。同樣，有些車(chē)排量相同，同是2.0升發(fā)動(dòng)機(jī)但輸出功率卻不一樣。因此，就產(chǎn)生了一個(gè)衡量指標(biāo)，稱為“升功率”。 發(fā)動(dòng)機(jī)以曲軸輸出功率為基礎(chǔ)的指標(biāo)稱有效指標(biāo)，這種指標(biāo)表示整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的高低。有效指標(biāo)包括有效功率、有效扭矩、升功率等等。一般以為，功率和扭矩這兩項(xiàng)指標(biāo)就能夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)劣，其實(shí)不然。不是功率和扭矩越大的發(fā)動(dòng)機(jī)就越好，真正能夠反映發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的指標(biāo)是每升氣缸工作容積所發(fā)出的功率，即“升功率”。編輯本段具體措施升功率表示了單位氣缸工作容積的利用率，升功率越大表示單位氣缸工作容積所發(fā)出的功率越大。那么，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定時(shí)，升功率越大發(fā)動(dòng)機(jī)的重量利用率就越高，相對(duì)而言發(fā)動(dòng)機(jī)就越小，材料也就越省。 升功率的高低反映出發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造的質(zhì)量。因?yàn)樯β剩∟）大小主要決定于氣缸平均有效壓力（P）和轉(zhuǎn)速（n）的乘積，即N=（P）X（n）。提高升功率就要從提高氣缸壓力和轉(zhuǎn)速入手，因此提高升功率的具體措施也就有：（1）提高充氣量。這是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)增加熱量的首要條件，因?yàn)槿剂先紵枰諝?，燃料與空氣比較，后者更難以充入氣缸，所以就要改善換氣條件，減少進(jìn)氣阻力增大氣門(mén)通道截面積，有些發(fā)動(dòng)機(jī)就采用4氣門(mén)形式。當(dāng)多氣門(mén)結(jié)構(gòu)布置困難時(shí)，首先要滿足進(jìn)氣門(mén)的需要，不管氣門(mén)布置形式怎么樣，都是進(jìn)氣門(mén)數(shù)量等于或者大于排氣門(mén)數(shù)量。（2）提高轉(zhuǎn)速以增加單位時(shí)間內(nèi)的充氣量?，F(xiàn)在轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都是高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)，每分鐘轉(zhuǎn)速在5千轉(zhuǎn)以上。

（3） 改善混合氣質(zhì)量和燃燒過(guò)程。采用電控燃油噴射系統(tǒng)，在所有工況下混合氣的質(zhì)量盡可能達(dá)到最佳，空氣與燃油的混合地點(diǎn)從節(jié)氣門(mén)處移至噴油嘴處，燃油直接與吸入的空氣混合，從本質(zhì)上改善了混合氣的均勻性。（4） 提高發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率增加有效功的輸出，減少機(jī)械損失主要是減少零件之間的摩擦，涉及到零件加工的精度、表面加工質(zhì)量、潤(rùn)滑質(zhì)量、溫度控制及減少附件等。這里指出的是，多氣門(mén)與2氣門(mén)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)上最大差異，就是多氣門(mén)的配氣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加氣門(mén)、導(dǎo)管、凸輪軸搖臂等，有些還要專門(mén)增加一支凸輪軸，即雙頂置凸輪軸（DOHC），這些增加的裝置必然會(huì)增加機(jī)械損失。因此，一些講究實(shí)際的廠家仍然在中小型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上采用2氣門(mén)設(shè)計(jì)。以上四點(diǎn)是相互關(guān)聯(lián)的，例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高引起的每次循環(huán)充氣量減少問(wèn)