第六章 汽油機混合氣的形成與燃燒.ppt

1、第六章汽油機混合氣形成和燃燒,主要內(nèi)容,第一節(jié)汽油機的燃燒過程第二節(jié)汽油機的電控汽油噴射系統(tǒng)第三節(jié)電控汽油噴射空氣供給系統(tǒng)第四節(jié)燃油供給系統(tǒng)第五節(jié)電子控制系統(tǒng)第六節(jié)燃油噴射的控制（自學）第七節(jié)汽油機的燃燒室,第一節(jié)汽油機的燃燒過程,一、正常燃燒過程：汽油機正常燃燒過程是由定時的火花點火開始，且火焰前鋒以一定的正常速度傳遍整個燃燒室的過程。,(一)正常燃燒過程進行情況,將燃燒過程分為三個階段：著火落后期、明顯燃燒期和補燃期。,1、著火落后期從火花塞點火到火焰核心形成的階段。為了提高效率，希望盡量縮短著火落后期。為了發(fā)動機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，希望著火落后期保持穩(wěn)定。,2、明顯燃燒期指火焰由火焰中心燒遍整個燃

2、燒室的階段，因此也可稱為火焰?zhèn)鞑ルA段。在示功圖上指氣缸壓力線脫離壓縮線開始急劇上升（圖中2點）到壓力達到最高點(圖中3點)止。燃燒的主要時期。,明顯燃燒期的火焰?zhèn)鞑ピ诰祷旌蠚庵?，當火焰中心形成之后，火焰向四周傳播，形成一個近似球面的火焰層，即火焰前鋒，從火焰中心開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燃燒室。,補燃期中，混合氣燃燒速度開始降低，加上活塞向下止點加速移動，使氣缸中壓力從點3開始下降，在后燃期中主要是湍流火焰前鋒后面沒有完全燃燒掉的燃料，以及附在氣缸壁面上的混合氣層繼續(xù)燃燒。為了保證高的循環(huán)熱效率和循環(huán)功，應使補燃期盡可能短。,3、補燃期從最高壓力點開始到燃料

3、基本燃燒為止稱為補燃期。,（二）燃燒速度(率),火焰?zhèn)鞑シ绞娇煞譃閷恿骰鹧鎮(zhèn)鞑ズ屯牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ァ?.層流火焰燃燒速率層流火焰,圖6-2層流火焰與火層流火焰前鋒面形狀的關(guān)系,層流火焰?zhèn)鞑ニ俣冗h遠不能滿足實際發(fā)動機燃燒的要求。實際發(fā)動機中的火焰?zhèn)鞑ナ且酝牧骰鹧娣绞竭M行的。,層流火焰燃燒速率燃燒速度(率)是指單位時間燃燒的混合氣量，可以表達為,2.湍流火焰燃燒速率湍流是指由流體質(zhì)點組成的微元氣體所進行的無規(guī)則的脈動運動。這些由氣體質(zhì)點所組成的小氣團大小不一，流動的速度、方向也不相同，但宏觀流動方向則是一致的。這種湍流運動使火焰前鋒表面出現(xiàn)皺折，強湍流運動使火焰前鋒面嚴重扭曲，甚至分隔成許多燃燒中心，導

4、致火焰前鋒燃燒區(qū)的厚度增加。湍流運動使火焰前鋒表面積明顯增大，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌臁?湍流強烈,湍流較弱,湍流火焰,湍流火焰燃燒速率,提高混合氣的湍流程度是改善汽油機燃燒的有效手段。,二、汽油機的不規(guī)則燃燒,汽油機的不規(guī)則燃燒是指在穩(wěn)定正常運轉(zhuǎn)情況下，循環(huán)變動和各缸工作不均勻。,三、不正常燃燒,汽油機的不正常燃燒是指設(shè)計或控制不當，汽油機偏離正常點火時間及地點，由此引起的燃燒速率急劇上升，壓力急劇增大等異?，F(xiàn)象。汽油機的不正常燃燒主要是爆燃和表面點火。,1、爆燃的外部特征爆燃時，缸內(nèi)壓力曲線出現(xiàn)高頻大幅度波動(鋸齒波)，同時發(fā)動機會產(chǎn)生一種高頻金屬敲擊聲，因此也稱爆燃為敲缸。輕微敲缸時，發(fā)動機功率

5、上升，嚴重敲缸時，發(fā)動機功率下降，轉(zhuǎn)速下降，工作不穩(wěn)定，機身有較大振動，同時冷卻水過熱，潤滑油溫度明顯上升。,（一）爆燃（爆震燃燒）,a)正常燃燒b)爆燃,2、爆燃產(chǎn)生的原因末端混合氣自燃,正常燃燒：有明顯的火焰前鋒，且逐層向外傳播，直至燃燒完畢。,爆燃：火焰前鋒未到，未燃混合氣的溫度達到其自燃溫度而著火燃燒，形成新的火焰中心，產(chǎn)生新的火焰?zhèn)鞑?。在較大面積上多點著火，局部區(qū)域的溫度壓力急劇增加。這種類似階躍的壓力變化，形成燃燒室內(nèi)往復傳播的激波，猛烈撞擊燃燒室壁面，使壁面產(chǎn)生振動，發(fā)出高頻振音(即敲缸聲)，產(chǎn)生爆燃。,（1）機件過載（2）活塞、氣缸和活塞環(huán)磨損加??；（3）動力性和經(jīng)濟性惡化；（

6、4）排氣冒黑煙，補燃增加，排氣溫度增加。,3、爆燃的危害,4、影響爆燃的因素（1）燃料性質(zhì)辛烷值高的燃料，抗爆燃能力強。（2）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。（3）火焰前鋒傳播到末端混合氣的時間提高火焰?zhèn)鞑ニ俣?、縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，都會減少火焰前鋒傳播到末端混合氣的時間，有利于避免爆燃。,（二）表面點火與早燃1表面點火在汽油機中，凡是不靠電火花點火而由燃燒室內(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）點燃混合氣的現(xiàn)象，統(tǒng)稱表面點火。表面點火時刻是不可控制。,熾熱表面,2早燃指在火花塞點火之前，熾熱表面就點燃混合氣的現(xiàn)象。,早燃使功率下降，火花

7、塞、活塞等零件過熱。,圖67汽油機早燃示功圖,早燃會誘發(fā)爆燃，爆燃又會讓更多的熾熱表面溫度升高，促使更劇烈的表面點火，兩者互相促進，危害可能更大。,各種燃燒示功圖的比較,圖68幾種非正常燃燒過程的圖,四、使用因素對燃燒過程的影響,1、點火提前角對應于每一工況都存在一個最佳點火提前角，這時汽油機功率最大，耗油率最低。,圖69點火提前特性,點火提前角過大，則大部分混合氣在壓縮過程中燃燒，活塞上行所消耗的壓縮功增加，發(fā)動機容易過熱，有效功率下降。,點火提前角過小，則燃燒延長到膨脹過程，燃燒最高壓力和溫度下降，傳熱損失增多，排氣溫度升高，功率下降，耗油量增多。,圖610點火提前角不同時p-的圖,影響最

8、佳點火提前角的因素較多(如大氣壓力、溫度、濕度、缸體溫度、燃料辛烷值、空燃比、殘余廢氣系數(shù)、排氣再循環(huán)等).傳統(tǒng)的真空和離心調(diào)節(jié)裝置只能隨轉(zhuǎn)速、負荷的變化對點火提前角作近似控制。傳統(tǒng)的點火控制裝置只考慮了影響最佳點火提前角的兩個因素.,在a=0.80.9時，Pe達最高值，且爆燃傾向最大。在a=1.031.1時，be最低。當a0.8及a1.2時，經(jīng)濟性差，HO排放量增多且工作不穩(wěn)定。,2、混合氣濃度,3、負荷隨著負荷的減小，最佳點火提前角要提早。,4、發(fā)動機轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速增加時，應當相應加大點火提前角,第二節(jié)汽油機的電控汽油噴射系統(tǒng),燃油配制：定義：通過直接或間接測量進入發(fā)動機的空氣量，并按規(guī)定的空燃

9、比計量燃油的供給量的過程。類型：化油器式、燃油噴射式,一、汽油發(fā)動機對可燃混合氣的要求,1.空燃比對發(fā)動機性能的影響,=13.514.0時，燃燒火焰出現(xiàn)最高值，稱功率空燃比；=16左右時，燃燒完全，耗油率最低，稱經(jīng)濟空燃比；在功率空燃比與經(jīng)濟空燃比范圍內(nèi)的混合氣成分是汽油機常用的混合氣，是發(fā)動機具有較好的使用性能。,怠速：很濃混合氣小負荷：較濃混合氣中等負荷：稀混合氣大負荷：加濃混合氣全負荷：功率混合氣,圖616汽油機負荷變化時所需的空燃比,2.發(fā)動機各種工況對可燃混合氣的要求：(1)穩(wěn)定工況,(2)過渡工況冷起動：極濃混合氣暖機：濃混合氣(隨溫度升高混合氣變稀)加速：及時加濃急減速：避免混合

10、氣過濃,二、電控燃油噴射供給系統(tǒng)的類型,1按噴射位置分類,1）缸內(nèi)噴射2）進氣管噴射進氣管噴射又分為單點噴射和多點噴射。,a)單點汽油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖b)多點汽油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,2按噴射控制裝置分類,汽油噴射系統(tǒng)分為機械式(機電式)和電控式兩種。,3按噴射方式分類,汽油噴射系統(tǒng)可分為連續(xù)噴射和間歇噴射兩種。,4.按空氣流量測量方法分類,汽油噴射系統(tǒng)可分為質(zhì)量流量控制的汽油噴射系統(tǒng)、速度密度控制的汽油噴射系統(tǒng)、節(jié)流速度控制的汽油噴射系統(tǒng)。,三、化油器供油系統(tǒng)與汽油噴射供油系統(tǒng)的比較,汽油噴射供油系統(tǒng)的優(yōu)點：（1）可以對混合氣空燃比進行精確控制；（2）減少了進氣阻力，充氣效率高；（3）可能采

11、取較高的壓縮比；（4）發(fā)動機冷起動性能和加速性能良好，過渡圓滑。,四、幾種電子控制燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),1.D型電控汽油噴射系統(tǒng),原理：以進氣管壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制噴油量，速度密度方式。,2噴油器3進氣歧管絕對壓力傳感器6冷啟動噴油器,2.L型電控汽油噴射系統(tǒng),原理：以吸入的空氣量作為控制噴油量的主要因素。L型測量準確程度高于D型,5噴油器8冷啟動噴油器10阻流板式空氣流量傳感器,3.Mono系統(tǒng),低壓中央噴射系統(tǒng)，即單點噴射系統(tǒng)，在原來化油器的基礎(chǔ)上僅用一只電磁噴油器進行集中噴射。,1一中央噴射組件,第三節(jié)電控汽油噴射空氣供給系統(tǒng),一、空氣流量計空氣流量計用于L型EFI系統(tǒng)。根據(jù)測量原理不同，

12、空氣流量計有熱線式、熱膜式、卡門渦旋式、翼片式等幾種類型。熱線式空氣流量計有兩種形式：主流測量式和旁通測量式。,熱線式空氣流量計工作原理是由4個熱敏電阻組成了一個電橋，其中的熱線和冷線在取樣管中，取樣管在進氣管的中央或一側(cè)。發(fā)動機運轉(zhuǎn)，空氣流過時，帶走熱量，熱線的電阻值變小(PTC)，冷線電阻值變大(NTC)，電橋失去平衡。測量兩端的電壓降，即可得知流過空氣量的多少，ECU就能確定所需空燃比的噴油量。,圖623熱線式空氣流量計,圖624熱線式空氣流量計工作原理如圖,二、進氣管壓力傳感器半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器:在單晶半導體上，通過擴散的方法加入一些不純物質(zhì)，就會形成了一定的電阻值。在此電

13、阻值的基礎(chǔ)上，施加一定的應力應變，其阻值會發(fā)生變化，這種現(xiàn)象就稱為半導體的壓電效應，半導體壓力傳感器就是應用了這個原理。,觀看動畫,圖625半導體的壓電電阻效應,圖626壓敏電阻式進氣壓力傳感器,三、節(jié)流閥體節(jié)流閥由油門踏板控制，以便控制發(fā)動機的進氣量。怠速通道：節(jié)流閥體上，當?shù)∷贂r可提供少量的空氣。通過流量板轉(zhuǎn)角的變化來計量吸入的空氣量，并將轉(zhuǎn)角的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞斔偷诫娔X。,圖627怠速時空氣流量,第四節(jié)燃油供給系統(tǒng),作用：供給發(fā)動機燃燒過程所需的燃油。組成：燃油泵、燃油濾清器、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器、燃油脈動衰減器、油箱、油管等。,圖628燃油供給系統(tǒng)1-燃油箱2燃油泵3燃油濾清器4回油管

14、5燃油壓力調(diào)節(jié)器6輸油管7冷啟動噴油器8穩(wěn)壓箱9噴油器10各缸進氣歧管,燃,油管,油箱,汽油濾清器,汽油泵,空氣濾清器,化油器,桑塔納轎車汽油供給系示意圖,輸油管,冷起動噴油器,油壓調(diào)節(jié)器,噴油器,油壓脈動衰減器,燃油濾清器,油箱,供油裝置,燃油泵,1.燃油泵作用：把燃油從油箱吸出并通過噴油器供給發(fā)動機各氣缸。電動,燃油泵裝在油箱內(nèi)，渦輪泵由電機驅(qū)動。當泵內(nèi)油壓超過一定值時，燃油頂開單向閥向油路供油。當油路堵塞時，卸壓閥開啟，泄出的燃油返回油箱。,2、油壓調(diào)節(jié)器,作用：使油壓保持在某一規(guī)定值不變，確保噴油壓力恒定。,工作原理：當發(fā)動機工作時，若進氣歧管負壓增加，可使作用在調(diào)節(jié)器膜片彈簧室側(cè)的壓

15、力減小，在系統(tǒng)油壓作用下，膜片上移，打開閥門，使多余部分的燃油從回油管流回油箱，系統(tǒng)油壓隨之相應減小，從而使得噴油器的噴油絕對壓力不隨進氣歧管真空度的變化而發(fā)生變化，即保持恒定。,圖630燃油壓力調(diào)節(jié)器,3、燃油壓力脈動阻尼器,作用：減小燃油壓力脈動。,工作原理：燃油壓力脈動阻尼器的彈簧室密封，等于是一個空氣彈簧。全部輸油量通過阻尼器流向燃油總管。當燃油壓力升高時，彈簧室容積變小而燃油容積擴大，使油壓升高峰值減小。反之，油壓降低時彈簧室容積變大而燃油容積減小，又使油壓降幅減小。,圖630燃油壓力脈動阻尼器,4、噴油器,功用：噴油。工作原理：當ECU發(fā)出命令使電磁線圈通電后，在電磁線圈磁場的作用

16、下，銜鐵和針閥被吸起，汽油從噴孔噴出。當電源切斷后，針閥在回位彈簧作用下關(guān)閉噴孔。,圖632球閥式電磁噴油器,5、冷起動噴油器,功用：冷起動時，額外加大噴油量，使混合氣瞬時加濃，便于著火起動。工作原理：當冷車起動時，電磁線圈通電，產(chǎn)生磁力，將銜鐵吸起，汽油通過旋流式噴嘴噴出。,圖633冷起動噴油器,圖634燃油濾清器,六、燃油濾清器功用：清除汽油中的雜質(zhì)，防止堵塞噴油器等部件，減少運動部件的磨損。工作原理：燃油濾清器與普通的濾清器一樣，采用過濾形式，殼體內(nèi)有一個紙濾芯，濾芯的微孔平均直徑為10m，并串接一個棉纖維制成的過濾篩。濾芯的形式通常有兩種，即菊花形和渦卷形。,第五節(jié)電子控制系統(tǒng),一、傳

17、感器1溫度傳感器進氣溫度傳感器和冷卻水溫度傳感器都采用熱敏電阻式溫度傳感器。,熱敏電阻式溫度傳感器:把傳感器與一個精密電阻串聯(lián)接到一個穩(wěn)定的電源上，就能夠用串聯(lián)電阻的分壓輸出放映溫度的變化。,圖636水溫度傳感器,2曲軸位置傳感器1）磁脈沖式曲軸位置傳感器2）霍爾傳感器,圖637磁脈沖式曲軸位置傳感器,圖638霍爾傳感器,3節(jié)氣門位置傳感器可動觸點可沿導向凸輪溝槽移動，導向凸輪由固定在節(jié)氣門軸上的控制桿驅(qū)動。當發(fā)動機怠速工作時，傳感器可動觸點與怠速觸點接觸，怠速工況信號線輸出為高電平；當發(fā)動機節(jié)氣門開度大于50時，另一對功率觸點閉合，功率信號線輸出為高電平；當發(fā)動機節(jié)氣門開度在怠速和50之間時

18、，活動觸點處于兩個觸點間，傳感器輸出線均為低電平。,圖639簡單開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器,4車速傳感器1）舌簧開關(guān)式2）光電耦合式,圖641舌簧開關(guān)型車速轉(zhuǎn)速傳感器,圖642光電耦合型車速傳感器,5氧傳感器1）二氧化鋯傳感器,圖45二氧化鈦氧傳感器,圖644600氧化鋯傳感器的輸出特性,2）二氧化鈦傳感器,6空燃比傳感器空燃比傳感器的結(jié)構(gòu)見圖646，與氧傳感器相似，空燃比傳感器采用了二氧化鋯固體電解質(zhì)來測定排放氣體中的氧濃度，用以檢測空燃比。,圖646空燃比傳感器,7爆震傳感器1）磁滯伸縮式爆震傳感器,2）壓電式傳感器,傳感器是感知信息的部件，負責向ECU提供發(fā)動機和汽車運行狀況。,-,二、電子

19、控制單元,ECU是微型計算機。發(fā)動機工作狀態(tài)通過傳感器反映給ECU。在ECU內(nèi)存儲噴射持續(xù)時間、點火時刻、怠速和故障診斷等數(shù)據(jù)，這些存儲的數(shù)據(jù)與發(fā)動機工況以及計算機程序相匹配。ECU利用這些數(shù)據(jù)和來自發(fā)動機上各種傳感器的信號，經(jīng)過邏輯運算，又輸出控制信號給執(zhí)行器，通過執(zhí)行器控制發(fā)動機工作狀態(tài)。,中間的金屬方盒為電子控制單元，箭頭指向電子控制單元的部件為傳感器，箭頭從電子控制單元出去的部件為執(zhí)行器。,三、執(zhí)行器：,第六節(jié)燃油噴射的控制,一、噴油時刻的控制噴油時刻是指噴油器開始進行噴油的時刻相對曲軸位置的轉(zhuǎn)角。噴油時刻隨發(fā)動機噴油方式的不同而有所不同，但都是在相對曲軸轉(zhuǎn)角的固定轉(zhuǎn)角處。ECU以曲軸

20、轉(zhuǎn)角傳感器的信號為依據(jù),根據(jù)不同的噴油方式控制噴油器的開啟時刻。,二、噴油量的控制ECU根據(jù)各種傳感器測得的發(fā)動機進氣量、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、冷卻水溫度與進氣溫度等多項運行參數(shù)，按設(shè)定的程序進行計算，并按計算結(jié)果向噴油器發(fā)出電脈沖，通過改變每個電脈沖的寬度來控制各噴油器每次噴油的持續(xù)時間，從而達到控制噴油量的目的。電脈沖的寬度越大，噴油持續(xù)時間越長，噴油量也越大。,1）起動工況的噴油控制發(fā)動機剛起動時，ECU按預先給定的起動程序來進行噴油控制。ECU根據(jù)起動開關(guān)及轉(zhuǎn)速傳感器的信號，判定發(fā)動機是否處于起動狀態(tài)。當起動開關(guān)接通，且發(fā)動轉(zhuǎn)速低于某一轉(zhuǎn)速時。ECU按發(fā)動機水溫、進氣溫度和起動轉(zhuǎn)速計算出一

21、個固定的噴油量，使發(fā)動機獲得順利起動所需的濃混合氣。冷車起動時，一般采用以下兩種方法。1.通過ECU控制冷起動加濃通過延長各缸噴油器的噴油持續(xù)時間或增加噴油次數(shù)來增加噴油量。2.通過冷起動噴油器和冷起動溫度開關(guān)控制冷起動加濃除了通過ECU延長各缸噴油器的噴油持續(xù)時間來增大噴油量之外，還通過冷起動噴油器噴入一部分冷車起動所需要的附加燃油，以加濃混合氣。,2）起動后的噴油控制發(fā)動機起動后，各傳感器適時檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、進氣量、進氣溫度、冷卻液溫度、節(jié)氣門位置(即工況)以及排氣中氧的含量等信號，通過接口電路輸入微機。ECU按下式確定噴油持續(xù)時間：噴油持續(xù)時間=基本噴油時間噴油修正系數(shù)十電壓修正值,基

22、本噴油時間是根據(jù)空氣質(zhì)量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速計算出的為實現(xiàn)設(shè)定空燃比而需要的噴油時間。各噴油修正系數(shù)：1.蓄電池電壓修正噴油器電磁線圈的電感阻抗延緩了噴油器針閥的開啟時刻。當蓄電池電壓不同時，會引起實際噴油量的變化，蓄電池電壓降低，噴油量也會下降。蓄電池電壓修正通常以14V電壓為基準，低于14V時，增加噴油時間。,2.進氣溫度修正進氣溫度不同，空氣質(zhì)量會有變化。在空氣流量計內(nèi)常裝有進氣溫度傳感器，通常是以20時的進氣溫度為基準。當進氣溫度低于20時，修正系數(shù)大于1，適當增加噴油量；當進氣溫度高于20時，修正系數(shù)小于1，適當減少噴油量。,圖653進氣溫度修正系數(shù),3.起動后噴油修正發(fā)動機冷車起動后數(shù)十秒

23、內(nèi)，由于發(fā)動機機體溫度較低使得汽油氣化不良，為使發(fā)動機保持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，應隨時間變化進行不同程度的加濃。噴油修正系數(shù)的初始值由冷卻水的溫度決定，然后隨著起動運行，修正系數(shù)逐漸衰減。,圖654冷車起動燃油修正系數(shù),4.暖機加濃修正在冷車起動結(jié)束后的暖機過程中，發(fā)動機的溫度一般不高，噴入燃油與空氣的混合依然較差，結(jié)果造成氣缸內(nèi)的混合氣變稀。因此，在暖機過程中必須增加噴油量。暖機增量比的大小取決于水溫傳感器所測得的發(fā)動機溫度。,圖655暖機加濃修正系數(shù),5.加速修正汽車發(fā)動機加速時，節(jié)氣門突然開大，發(fā)動機吸氣量會隨著節(jié)氣門開度的變化而立即發(fā)生變化，為了獲取良好的加速過渡性能，要求供給系統(tǒng)能在短時間內(nèi)使混

24、合氣加濃。在加速工況時，發(fā)動機根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器的變化速率判斷發(fā)動機是否處于加速工況。,圖656加速修正系數(shù),6.加速修正大負荷工況時，應按功率混合氣要求供給噴油量，目的是使發(fā)動機發(fā)出最大功率。大負荷信號由節(jié)氣門位置傳感器測得的節(jié)氣門開度來決定。當判斷出為大負荷時，ECU調(diào)節(jié)噴油器的持續(xù)噴油時間，使噴油量增加。,7.斷油控制暫時中斷燃油噴射，以滿足發(fā)動機運轉(zhuǎn)中的特殊要求，它包括超速斷油控制和減速斷油控制兩種斷油控制方式。（1）超速斷油控制（2）減速斷油控制減速斷油控制條件：1)節(jié)氣門位置傳感器中的怠速開關(guān)接通。2)發(fā)動機水溫已達正常溫度。3)發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于某一數(shù)值。,3）理論空燃比的反饋控制

25、反饋控制是指借助安裝在排氣管中的氧傳感器送來的反饋信號，對理論空燃比進行反饋控制的方式。根據(jù)氧傳感器的輸出特性，氧傳感器輸出電壓信號在過量空氣系數(shù)處發(fā)生躍變。微機有效地利用這一空燃比反饋信號，當混合氣過稀時，排氣中含氧量增加；當增加到一定值時，氧傳感器的輸出電壓突然降低。ECU根據(jù)這一信號命令噴油器增加供油量，使混合氣逐漸變濃，直至加濃到實際空燃比略低于化學計量空燃比、氧傳感器的輸出電壓再次迅速上升、ECU再次發(fā)出減少噴油量的命令為止。反饋控制便是如此循環(huán)往復地進行的。,圖657反饋控制特性曲線圖a)混合氣實際空燃比b)氧傳感器輸出電壓c)噴油量,第七節(jié)汽油機的燃燒室,一、傳統(tǒng)發(fā)動機常用的幾種

26、燃燒室1.楔型燃燒室楔形燃燒室側(cè)剖面為楔型.結(jié)構(gòu)較緊湊，火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較短；燃燒室氣門直徑較大，充氣性能較好；楔形燃燒室的火花塞布置在楔形高處，對著進、排氣門之間，有利于新鮮混合氣掃除火花塞附近的廢氣；混合氣過分集中在火花塞處，使得初期燃燒速度大，工作粗暴，NOx排出量較高。由于擠氣面積內(nèi)的熄火現(xiàn)象，廢氣中HC的含量亦較多。,圖661楔形燃燒室,2.浴盆型燃燒室,浴盆形燃燒室的特點是：有一定的擠氣面積，但擠流效果差；火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x較長，燃燒速度較低，燃燒時間長，經(jīng)濟性、動力性不高，HC排量多。但NOx的排量較少，工藝性好。,圖662汽車發(fā)動機的浴盆形燃燒室,3.半球型燃燒室半球形燃燒窒結(jié)構(gòu)緊湊，火

27、焰?zhèn)鞑ゾ嚯x也是最短的。氣門直徑較大，氣道轉(zhuǎn)彎較小，充氣效率高，且對轉(zhuǎn)速變化不敏感。有較好的動力性和經(jīng)濟性，HC排放量低。缺點是由于火花塞附近有較大容積，使燃燒速率大，壓力升高率大，工作粗暴。NOx排放較多。,圖663半球形燃燒窒,二、稀薄燃燒及缸內(nèi)直噴式汽油機,稀薄燃燒汽油機是一個范圍很廣的概念，只要17，就可以稱為稀薄燃燒汽油機。稀燃汽油機分可為兩類，一類是非直噴式稀燃汽油機，包括均質(zhì)稀燃和分層稀燃式汽油機，一般只能在25的范圍內(nèi)工作。而另一類是缸內(nèi)直噴式稀燃汽油機，可在2550范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。,稀薄燃燒汽油機有良好的排放特性和燃油經(jīng)濟性。,圖664不同燃燒方式的性能對比,1.均質(zhì)稀混合氣的

28、燃燒室,1)TGP燃燒室燃燒室中設(shè)有一個預燃室，火花塞位于通道中。在壓縮過程中，新鮮混合氣進入預燃室，產(chǎn)生適當?shù)臏u流，并對火花塞間隙進行掃氣，促進著火?；鹧婧诵倪M入預燃室，引起迅速燃燒，結(jié)果形成火焰束噴入主燃燒室，使主燃燒室氣體產(chǎn)生強烈紊流，促進了主燃燒室燃燒。,圖665TGP燃燒室,圖666TGP燃燒室與傳統(tǒng)型燃燒室放熱率比較,2)雙火花塞燃燒室,離半球形燃燒室中心兩邊等距離處各布置一個火花塞，因而火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x僅為缸徑的一半，點火提前角可減小，提高了點火時混合氣的壓力和溫度，使著火性能得到改善，燃燒持續(xù)時間縮短，提高了發(fā)動機的性能。,圖668雙火花塞燃燒室,2.分層燃燒,分層充氣燃燒，即在火

29、花塞附近形成具有良好著火條件的較濃的可燃混合氣，而在周邊區(qū)域是較稀混合氣或空氣。如圖664所示，分層燃燒的汽油機可穩(wěn)定工作在=2025范圍內(nèi)。分層往往是通過不同的氣流運動和供油方法實現(xiàn)。,1)美國德士古分層燃燒系統(tǒng)(TCCS)此系統(tǒng)吸入氣缸的是空氣，由螺旋進氣道或?qū)馄两M織強進氣渦流。在壓縮上止點前30左右，噴油嘴順氣流方向?qū)⑵蛧娙藲飧祝加碗S氣流流動，火花塞位于噴嘴下方邊緣，此處混合氣濃，容易著火。著火后，火焰、燃氣隨氣流擴展，被氣流帶離火花塞、噴油嘴，新鮮空氣又被渦流帶到燃油噴射區(qū)。,圖669德士古TCCS燃燒室,2)CVCC燃燒系統(tǒng)CVCC燃燒系統(tǒng)是一種分區(qū)燃燒方式，有主、副兩個燃燒室

30、和兩個化油器。工作時，向主燃燒室供給較稀混合氣，而向副燃燒室供給少量濃混合氣，在壓縮過程中，副燃燒室內(nèi)形成的易于著火的混合氣。火花塞首先點燃副燃燒室中的混合氣，由副燃燒室噴出的火焰點燃主室的稀混合氣。,圖670CVCC燃燒系統(tǒng),3)軸向分層燃燒系統(tǒng)進氣過程早期只有空氣進入氣缸，進氣組織較強的渦流；當進氣門開啟接近最大升程時，通過安裝在進氣道上的噴油器將燃料對準進氣閥噴入缸內(nèi)；燃料在渦流的作用下，沿氣缸軸向發(fā)生上濃下稀分層。壓縮過程維持這種軸向分層，在火花塞附近存在較濃的混合氣，而其余部分混合氣較稀。,圖671軸向分層工作原理,4)滾流(縱渦)分層稀燃系統(tǒng)滾流(縱渦)分層稀燃燒系統(tǒng)在進氣道中設(shè)置兩塊薄的垂直隔板，使進氣在氣缸內(nèi)形成三股獨立的滾流，外層的兩股渦流僅由空氣組成，中間的一股是濃