可燃混合气成分与汽油机性能的关系..

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稀混合气 浓混合气
2、可燃混合气成分对发动机性能的影响
可燃混合气的浓度对发动 机的性能影响很大，直接 影响动力性和经济性。通 过试验(发动机转速一定， 节气门全开，改变汽油量 孔尺寸，以获得不同α) 证明，发动机的功率和耗 油率都是随着过量空气系 数α变化而变化的。
1.燃油消耗率 2.功率
B、闭环控制系统 传感器信号 计算机
喷油器
氧传感器
反馈
闭环控制方式是在发动机排气管安装氧传感器，根据废气中氧含 量的变化，计算出燃烧过程中混合气的空燃比，并与计算机存储 器中所设定的目标值进行比较，发出控制喷油量的指令，由执行 机构控制喷油器的喷油量。在运行过程中控制系统不断进行测试 和调整．使实际中空燃比保持在最佳值附近，达到最佳控制的目 的
6)加速工况 发动机的加速是指负荷突然迅速增加的过程。要求混合气量要突增， 并保证浓度不下降。当驾驶员猛踩踏板时，节气门开度突然加大， 以期发动机功率迅速增大。在这种情况下，空气流量和流速以及喉 管真空度均随之增大。汽油供油量，也有所增大。但由于汽油的惯 性>空气的惯性，汽油来不及足够地以喷口喷出，所以瞬时汽油流 量的增加比空气的增加要小得多，致使混合气过稀。另外，在节气 门急开时，进气管内压力骤然升高，同时由于冷空气来不及预热， 使进气管内温度降低。不利于汽油的蒸发，致使汽油的蒸发量减少， 造成混合气过稀。结果就会导致发动机不能实现立即加速，甚至有 时还会发生熄火现象。 为了改善这种情况，就应该采取强制方法。在化油器节气门突然开 大时，强制多供油，额外增加供油量，及时使混合气加浓到足够的 程度。
数目：取决于控制功能的数目和控制精度 (2).电控单元(ECU)： 任务：接受、转换、运算分析、输出执行命令 (3).执行器：
任务：受ECU控制，用于完成某项控制功能
控制方式：ECU直接控制执行元件电磁线圈的搭铁回路 ECU控制的电子控制电路操纵执行器
2.系统的控制功能：
据发动机形式制造厂家生产年份不同有很大差异
主 转速信号 控 信 负荷信号 信 号 号 输 入 装 修正信号 臵
执行器 电子控制单元 喷油 点火 怠速 排放 自诊
反馈信号
发动机
ECU
反馈传感器
反 馈 参 数 基本参数
基本 传感器
ECU
修 正 参 数
执行参数
执行器
修正传感器
(1).传感器：
任务：将与发动机运行工况有关的各种非电量信号转变为相应 的模拟或数字电信号
2)按有无反馈信号
A、开环控制系统 传感器信号 计算机 喷油器
接受传感器信号与预先存储的各工况下的最佳供油参数对比，计算最佳 供油量，后经功率放大器控制喷油器的喷油时间，从而控制空燃比
开环控制方式是把在台架试验获得的发动机各运行工况的最 佳控制参数(包括喷油量和点火提前角等)存入Ecu的存储器中， 发动机运行时根据由各个传感器所采集的反映发动机运行工况的 参数(转速、进气流量、空气温度、冷却水温度等)．由计算机判断 发动机的实际运行工况，并从事先存入计算机的数据中查出最佳控 制参数，发出控制指令，由执行机构控制喷油器的喷油星，其优点 是控制过程简单，计算机计算工作量小。但控制系统复杂，需要较 多的传感器，当使用条件发生变化时(如电磁喷油器的精度因使用 和其他原因发生变化)，其控制精度就会下降低，因此，开环控制 方式对发动机和控制系统本身各组成部分的精度要求较高，否则就 不能实现最佳控制。
电控系统的基本组成及控制功能 电控汽油喷射系统的分类 电控汽油喷射系统的优点
一 电控发动机系统的基本组成及控制功能
概念：电子技术对发动机进行控制
标志：Bosch D-Jetronic
发展：模拟电路
简单控制
数字电路
微机控制
单一控制
综合控制
1.系统的基本组成：
传感器（控制基础） ECU（控制核心） 执行器（控制对象）
故障自诊：控制系统发生故障时,除了警告提示，故障信息还以 代码的形式存入存储器，以供检修时调用和参考。
失效保护：控制系统发生故障时，除了完成以上功能外，并自动 按ECU中预臵的程序和设定的控制值，使汽车继续运行（性能差） 至汽修厂进行检修。
发动机电子控制系统
二 电控汽油喷射系统的分类
传感器直接或间接 测量进气量
极浓=0.2-0.6 随温度升高
及时加浓
结论：通过上述分析，可以看出 ①发动机的运转情况是复杂的，各种运转情况对可燃混合气 的成分要求不同。 ②起动、怠速、全负荷、加速运转时，要求供给浓混合气 α<1。 ③中负荷运转时，随着节气门开度由小变大，要求供给由浓 逐渐变稀的混合气α=0.9～1.1
第一章 电控汽油发动机概述
(3)汽车发动机工作特点 a 工况变化范围大，负荷从0——100%，转速从最低——最高， 有时变化非常迅速，且工况间的变化是连续的。 b 汽车在行驶的大部分时间内，发动机是在中等负荷下工作。 发动机各种工况要求有多种混合气成分，以满足不同工况对其动 力性、经济性和排放的不同要求。
2)汽油机各种工况对可燃混合气成份的要求 作为车用汽油机，其工况（负荷和转速）是复杂的，例如，超车、 刹车、高速行驶、汽车在红灯信号下，起步或怠速运转、汽车满载 爬坡等，工况变化范围很大，负荷可0→100%，转速可最低→最高。 不同工况对混合气数量和浓度都有不同要求，具体要求如下： (1)怠速工况 怠速是指发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此 时混合气燃烧后所作的功，只用以克服发动机的内部阻力，使发 动机保持最低转速稳定运转。汽油机怠速运转一般为600～ 800r/min，转速很低，化油器内空气流速也低，使得汽油雾化不 良，与空气的混合也很不均匀。另一方面，节气门开度很小，吸 入气缸内的可燃混合气量很少，同时又受到气缸内残余废气的冲 淡作用，使混合气的燃烧速度↓↓，因而发动机动力不足。因此 要求提供较浓的混合气α=0.6～0.8 。
1.燃油消耗率 2.功率
(3) 浓混合气（α<1）： 值在 0.85——0.95范围内时，燃烧速 度最快，热量损失小，平均有效 压力和发动机功率大，称功率成 分混合气。 当 α<0.88时，则燃烧不完全， 排气管冒黑烟、放炮、燃烧室积 碳，功率下降，耗油量显著增大， 排放污染严重。 (4) 燃烧极限：当 α=0.4、1.4 时，因混合气太浓或太稀，虽能 着火，但火焰无法传播，导致发 动机熄火，此值为燃烧上极限和 下极限(浓、稀着火界限)。 由此可知，动力性和经济性存在 着矛盾， 在0.88-1.11范围内最 有利，不获得动力性就获得经济 性，或两者都较好。
(1)标准混合气（α=1）：由 于混合时间和空间的限制以 及气缸内废气的影响，这种 混合气并不能完全燃烧。 (2) 稀混合气（α>1）:为实 际上可能完全燃烧的混合气, 它可保证所有汽油分子获得 足够的空气而完全燃烧.因而 经济性最好,故称经济混合气， 值多在1.05——1.15范围内。 但若α>1.05——1.15，将会 使燃烧速度减小，热量损失 增大，发动机过热，加速性 变坏，化油器回火，排气管 出现突噜声。
反 馈 参 数 执行参数
ECU
修 正 参 数
执行器
点 火 无 1 线 分 圈 电 器 1 有 1 多缸 2 1
空气流量传感器 节气门位臵传感器 水温传感器 转速传感器
同时 点火 单独 点火
(3).怠速控制：
转速
反 馈 参 数 启动信号
怠速开关 车速
ECU
ECT A/C P/N PS HL
执行参数
怠速马达
修正参数
(4).排气净化控制：
开环与闭环控制，废气再循环控制，二次空气喷射控制，燃油蒸 发控制。
(5).进气控制： 进气惯性增压控制（ACIS），废气涡轮增压控制 (6).警告提示、故障自诊和失效保护： 警告提示：控制系统发生故障时，ECU控制各种指示和警告装臵 发出警告和信号，使驾驶员能根据故障情况适时做出处理。
一 可燃混合气成分与汽油机性能的关系
1、混合气浓度描述
空燃比：可燃混合气中，空气与燃料的质量比。（国外常用）
空气质量(kg) 空燃比(A/F) 燃油质量(kg)
理论混合气：空燃比为14.7的可燃混合气。 大于14.7为稀混合气；小于14.7为浓混合气 过量空气系数(我国常用) 燃烧过程实际供给得空 气质量 (燃烧1kg汽油) 完全燃烧所需的理论空 气质量 1 标准混合气
5)起动工况 起动工况-要求供给极浓的混合气α=0.2～0.6。 因为发动机起动时，由于发动机处于冷车状态，混合气得不到足够 地预热，汽油蒸发困难。同时，由于发动机曲轴被带动的转速低， 因而被吸入化油器喉管内的空气流速较低。难以在喉管处产生足够 的真空度使汽油喷出。既使是从喉管流出汽油，也不能受到强烈气 流的冲击而雾化，绝大部分呈油粒状态。混合气中的油粒会因为与 冷金属接触而凝结在进气管壁上，不能随气流进入气缸。因而使气 缸内的混合气过稀，无法引燃，因此，要求化油器供给极浓的混合 气进行补偿，从而使进入气缸的混合气有足够的汽油蒸汽，以保证 发动机得以起动。
1.燃油消耗率 2.功率
混合气种类 火焰传播上限
空气过量系数 发动机功率 0.4
耗油率
性能 混合气不燃烧， 发动机不工作
过浓混合气
0.43-0.87
减小
激增
燃烧室积炭、排 气管冒黑烟，放 炮
输出最大功率
功率混合气
0.88
最大
增大； 10-15%
标准混合气
经济混合气 过稀混合气 火焰传播下限
1.0
1.11 1.13-1.33 1.4
稳定工况对混合气的要求
工况
怠速和小负荷 中等负荷 大负荷和全负荷
混合气浓度
=0.6-0.8 =0.9-1.1 =0.85-0.95
怠速： 发动机在对外无功率输出的情况下以最低转速运转，此 时混合气燃烧释放的功，只用以克服发动机内部的阻力。