05aa10,第十章,05aa10,第十章,05aa10,第十章,第一节 汽油机的新型燃烧室 第二节 电控汽油喷射系统 第三节 电控电子点火系统 第四节 柴油机的电子控制 第五节 可变配气机构与可变进气管 第六节 工程应用实例一(文摘) 第七节 电控气体燃料喷射系统 第八节 工程应用实例二(文摘),05aa10,第一节 汽油机的新型燃烧室,一、均质稀混合气燃烧室 二、分层给气燃烧室 三、缸内直喷式稀薄燃烧方式,05aa10,第一节 汽油机的新型燃烧室,图１０-１ 火球燃烧室布置,05aa10,一、均质稀混合气燃烧室,1.高压缩比紧凑型燃烧室 2.TGP燃烧室 3.双火花塞燃烧室,05aa10,1.高压缩比紧凑型燃烧室,(1)火球高压缩比燃烧室 如图１０-１所示，燃烧室主要部分位于气缸盖凹入的排气门下方，直径很小，结构紧凑，有一定的挤气面，可形成较强的挤气紊流 (2)碗形燃烧室(ＨＲＣＣ) 如图１０-２所示，采用很紧凑的活塞顶凹坑，火焰传播距离短，挤气面积大，紊流强，火花塞位于凹坑内05aa10,(1)火球高压缩比燃烧室,表１０-１ 火球型燃烧室与其他燃烧室排放比较,05aa10,(2)碗形燃烧室(ＨＲＣＣ),,图１０-２ 碗形燃烧室简图,05aa10,2.TGP燃烧室,图１０-３ ＴＧＰ燃烧室 1—进气口2—火花塞 3—紊流发生器 4—孔道 5—主燃烧室(),05aa10,3.双火花塞燃烧室,图１０-４ 放热率比较 (ｎ＝２０００ｒ／ｍｉｎ，Ａ／Ｆ＝１５，排量：４缸２０００ｍＬ),05aa10,3.双火花塞燃烧室,图１０-５ ＴＧＰ降低Ｎ的比较 (ｎ＝２４００ｒ／ｍｉｎ，排量：4缸１６００ｍＬ),05aa10,3.双火花塞燃烧室,图１０-６ 双火花塞燃烧室 (日产公司的ＮＡＰＳ-Ｚ),05aa10,二、分层给气燃烧室,1.美国德士古分层燃烧系统(ＴＣＣＳ) 2.日本本田公司的ＣＶＣＣ燃烧系统 3.轴向分层稀燃系统 4.滚流分层稀燃系统,05aa10,1.美国德士古分层燃烧系统(ＴＣＣＳ),图１０-７ 德士古ＴＣＣＳ燃烧室 1—喷嘴 2—火花塞 3—空气流动方向 4—喷嘴 5—火花塞 6—喷嘴 7—挡板阀,05aa10,2.日本本田公司的ＣＶＣＣ燃烧系统,图10-8 CVCC燃烧室 1—主燃烧室 2—火焰通道 3—副燃烧室 4—火花塞 5—辅助进气门 6—副进气道 7—主进气门,05aa10,3.轴向分层稀燃系统,图１０-９ 轴向分层稀燃系统工作原理 ａ)进气过程早期 ｂ)进气过程后期 ｃ)压缩过程 1—活塞 2—气缸 3—火花塞 4—导气屏进气门 5—喷油器,05aa10,4.滚流分层稀燃系统,图１０-１０ 三菱ＭＶＶ稀燃系统 1—喷油器 2—进气口隔板 3—带有滚流控制的活塞,05aa10,三、缸内直喷式稀薄燃烧方式,1.福特ＰＲＯＣＯ稀燃系统 2.三菱4G系列缸内直喷稀燃发动机 3.丰田Ｄ—４缸内直喷稀燃发动机 4.大众公司Ｅ１１１型ＧＤＩ发动机,05aa10,1.福特ＰＲＯＣＯ稀燃系统,图１０-１１ 福特ＰＲＯＣＯ稀燃系统,05aa10,2.三菱4G系列缸内直喷稀燃发动机,图１０-１２ 三菱公司ＧＤＩ发动机结构图,05aa10,2.三菱4G系列缸内直喷稀燃发动机,表１０-２ 三菱公司ＧＤＩ发动机主要设计参数,05aa10,3.丰田Ｄ—４缸内直喷稀燃发动机,图１０-１３ 丰田D—4缸内直喷式稀燃汽油机,05aa10,3.丰田Ｄ—４缸内直喷稀燃发动机,图１０-１４ 丰田D—4燃烧室混合气形成 ａ)燃烧混合过程 ｂ)缸内混合气浓度分布(A/F),05aa10,4.大众公司Ｅ１１１型ＧＤＩ发动机,1)由于稀混合气燃烧时，Ｎ２和Ｏ２双原子分子增多，气体的比热容比增大(大约由1.3增大到1.4)，可使理论循环热效率有较大提高。
2)由于燃油在缸内汽化吸热使压缩终点温度降低，因而爆燃可能性减小，压缩比可以提高(一般可由10提高到12)，由此可使燃油消耗率改善５％以上 3)由于燃烧放热速率提高等，可使燃油消耗率改善２％～３％，而怠速改善１０％以上 4)由于取消了进气节气门，泵气损失可降低１５％ 5)中小负荷时，周别区域参与燃烧的程度较小，气体温度降低，使传热损失减小05aa10,第二节 电控汽油喷射系统,一、汽油喷射供给系统的优点 二、电控汽油喷射供给系统的主要型式 三、电控汽油喷射系统的组成 四、电控汽油喷射系统的工作过程,05aa10,一、汽油喷射供给系统的优点,1)可以对混合气空燃比进行精确控制，使发动机在任何工况下都处于最佳工作状态，特别是对过渡工况的动态控制，更是传统化油器式发动机所无法做到的 2)由于进气系统不需要喉管，减少了进气阻力，加上不需要对进气管加热来促进燃油的蒸发，所以充气效率高 3)由于进气温度低，使得爆燃得到了有效控制，从而有可能采取较高的压缩比，这对发动机热效率的改善是显著的 4)保证各缸混合比的均匀性问题比较容易解决，并且发动机可以使用辛烷值低的燃料 5)发动机冷起动性能和加速性能良好，过渡圆滑。
05aa10,二、电控汽油喷射供给系统的主要型式,(1)D型EFI D型EFI也可称之为速度密度控制型 (2)L型EFI L型EFI也可称之为质量流量控制型，它是根据空气流量计直接测量进气歧管的空气量，并和发动机转速计算出需要喷射的燃料量，控制喷油器工作 (3)Ｍｏｎｏ系统 该系统是一种低压中央喷射系统，即单点喷射系统，如图１０-１７所示05aa10,(1)D型EFI,,图１０-１５ D型EFI 1—电磁喷油器 2—冷起动阀 3—燃油压力调节器 4—电控单元(ECU) 5—节气门位置传感器 6—怠速空气调整器 7—歧管压力传感器 8—燃油泵 9—燃油滤清器 10—水温传感器 11—热限时开关,05aa10,(2)L型EFI,图１０-１６ L型EFI,05aa10,(3)Ｍｏｎｏ系统,,图１０-１７ Ｍｏｎｏ系统 1—中央喷射组件 2—起动电动机 3—点火装置 4—电子控制器 5—温度传感器 6—转速／触发 7—燃油滤清器 8—电动燃油泵 9—氧传感器,05aa10,三、电控汽油喷射系统的组成,(一)进气系统 (二)燃料供给系统 (三)电子控制系统,05aa10,(一)进气系统,图１０-１８ 进气系统,05aa10,(二)燃料供给系统,(1)电动燃油泵 它是一个由永磁电动机驱动的汽油泵，常装在油箱内称之为内装泵。
(2)燃油压力调节器 燃油压力调节器的作用是使系统油路中压力与进气歧管压力保持稳定的压力差 (3)喷油器 喷油器实际上是一个电磁阀，电子控制装置(ECU)发出的指令信号可将喷油器头部的针阀打开，把准确配剂的一定量汽油喷入进气门前方，同时与进气歧管吸入的空气混合进入气缸中 (4)冷起动喷油器 为了改善发动机的低温起动性能，在进气总管的中央部位安装一只冷起动喷油器，以加浓混合气05aa10,(二)燃料供给系统,图１０-１９ 燃料供给系统,05aa10,(1)电动燃油泵,图１０-２０ 常用内装燃油泵 a)结构示意图 b)工作原理图 1—滤网 2—叶轮 3—磁极 4—电枢 5—电刷 6—卸压阀 7—单向阀 8—泵壳 9—泵盖 10—叶轮 11—壳体 12—出口 13—入口 14—叶片,05aa10,(1)电动燃油泵,图１０-２１ 压力调节器 1—燃油入口 2—燃油回流 3—阀门 4—阀支承 5—膜片 6—弹簧 7—进气管接口,05aa10,(2)燃油压力调节器,图１０-２２ 喷油器 1—燃油滤网 2—电接线 3—电磁线圈 4—弹簧 5—衔铁 6—针阀 7—轴针,05aa10,(3)喷油器,喷油器实际上是一个电磁阀，电子控制装置(ECU)发出的指令信号可将喷油器头部的针阀打开，把准确配剂的一定量汽油喷入进气门前方，同时与进气歧管吸入的空气混合进入气缸中。
05aa10,(4)冷起动喷油器,为了改善发动机的低温起动性能，在进气总管的中央部位安装一只冷起动喷油器，以加浓混合气05aa10,(三)电子控制系统,1.传感器 2.电子控制单元(ＥＣＵ) 3.执行元件,05aa10,(三)电子控制系统,表１０-３ 电子控制燃油喷射系统组成部件及其功能,05aa10,1.传感器,图１０-２３ 进气管压力传感器 1—塑料外壳 2—EMI过滤器 3—混合集成电路IC 4、5—压力转换元件 6、7—滤清器,05aa10,1.传感器,图１０-２４ 折翼阀门式空气流量计结构示意图,05aa10,1.传感器,图１０-２５ 水温传感器 ａ)结构 ｂ)工作特性,05aa10,1.传感器,图１０-２6 简单开关式节气门位置传感器 1—导向凸轮 2—节气门轴 3—控制杆 4—活动触点 5—怠速触点 6—功率触点 7—电路接头 8—导向凸轮槽,05aa10,1.传感器,图１０-２7 线性节气门位置传感器 1—电阻体 2—滑动触点1(用于测量节气门开度值) 3—滑动触点2(检测节气门全关位置),05aa10,1.传感器,图１０-２8 舌簧开关型车速传感器 1—磁铁 2—舌簧开关,05aa10,1.传感器,图１０-２9 光电耦合型车速传感器 1—光敏晶体管 2—光电耦合器 3—发光二极管 4—带切槽的转子,05aa10,1.传感器,图１０-30 氧化锆传感器的输出特性,05aa10,2.电子控制单元(ＥＣＵ),电子控制单元ＥＣＵ是电控系统的核心，其主要功能是通过对发动机运行工况各种工作参数的测量，根据内部程序确定最佳喷油量，由电动喷油器喷出，达到对各种工况最佳空燃比进行控制的目的。
随着电子技术的发展和汽车电控技术的不断进步，电子控制单元的功能已远远超过了对喷油量进行控制的范围现在的ＥＣＵ系统除了对喷油量的控制精度不断提高外，还可对点火系统、怠速等运行系统、废气再循环系统、二次空气系统等有利于控制排放污染的系统进行自动控制05aa10,3.执行元件,执行元件也叫执行器，它是受ＥＣＵ控制，具体执行某项控制功能的装置一般是由ＥＣＵ控制执行器电磁线圈的搭铁回路喷油控制系统中主要的执行元件是控制空燃比大小的电控喷油器、冷起动喷油器05aa10,四、电控汽油喷射系统的工作过程,(一)喷油定时的控制 (二)喷油量的控制 (三)理论空燃比的反馈控制,05aa10,(一)喷油定时的控制,图10-31 喷油定时图 a)单点喷射系统喷油定时图 b)顺序喷射时刻图 c)同时喷射时刻图 d)分两组喷射时刻图 e)分三组喷射时刻图,05aa10,(二)喷油量的控制,1.起动工况的喷油控制 2.起动后喷油控制,05aa10,1.起动工况的喷油控制,在发动机起动时，由于起动转速波动较大，空气流量计不能精确检测进气量，所以起动时不根据吸入空气量计算喷油持续时间，而是根据发动机温度从计算机存储器“温度—喷油时间”表中查找出该温度下的基本喷油持续时间，再根据进气温度与蓄电池电压加以修正，得到这种工况的喷油持续时间。
这一部分喷射为同步喷射除此之外，起动过程中，ＥＣＵ还控制喷油器根据发动机温度向各缸同时进行一定量的异步喷射，以改善发动机起动性能05aa10,2.起动后喷油控制,发动机起动后，转速超过了最低的极限转速，ECU按下式确定喷油持续时间： 喷油持续时间＝基本喷油时间×喷油修正系数＋电压修正值 基本喷油时间是根据空气质量和发动机转速计算出的为实现设定空燃比而需要的喷油时间05aa10,(三)理论空燃比的反馈控制,以上所述空燃比的控制方法，被称之为开环控制，即此控制系统中，发动机各种运行工况下的空燃比存储在ECU的存储控制单元中，在发动机运行时，ECU根据传感器检测到信号从存储器中查取相应的控制参数并输出控制其特点是发动机只是按照ECU中事先存储的空燃比值对发动机进行控制，因而其控制比较简单，但由于并不检测控制后是否达到了真正的目标，所以不能纠正自身控制产生的相对误差05aa10,第三节 电控电子点火系统,一、电控电子点火系统的基本工作原理 二、点火提前角的控制 三、通电时间的控制 四、爆燃控制。