汽车节能原理教学PPT(3)

1、第第2 2章章 发动机节能原理与技术发动机节能原理与技术 2.1 2.1 发动机的工作性能及评价指标发动机的工作性能及评价指标 2.1.1发动机的工作性能 动力性 经济性 运转性能 可靠性 2.1.2发动机的性能指标 发动机的动力性和经济型指标又分为有效性能指标有效性能指标 和指示性能指标指示性能指标 指示性指标：指示性指标：以工质在气缸内对活塞所作之功为计算基 准的指标，不受动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等 因素影响。 有效性能指标：有效性能指标：以发动机曲轴输出功为计算基准的指标， 可以直接作为评判发动机优劣的指标。有效功率、有效 转矩、燃油消耗率 有效功率有效功率 指发动机通过曲轴或飞

2、轮对外输出的功率，通常用指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率，通常用 PePe表示，单位为表示，单位为kWkW。有效功率同样是曲轴对外输出的净。有效功率同样是曲轴对外输出的净 功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。发动机的有功率。它等于有效扭矩和曲轴转速的乘积。发动机的有 效功率可以在专用的试验台上用测功器测定，测出有效效功率可以在专用的试验台上用测功器测定，测出有效 扭矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率。扭矩和曲轴转速，然后用下面公式计算出有效功率。 式中：式中：Te Te 有效扭矩，单位为有效扭矩，单位为N Nm m； n n 曲轴转速，单位为曲轴转速，单位为r/minr/min。

3、 3 2 10kw 609550 e ee T nn PT 转速转速 指发动机曲轴每分钟的转数，单位为 r/min。发动机产品铭牌上标明的功率及相应 转速称为额定功率和额定转速。按照汽车发动 机可靠性试验方法的规定汽车发动机应能在额 定工况下连续运行3001000小时。 燃油消耗率燃油消耗率 是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每 发出1kW有效功率在1小时内所消耗的燃油质量(以g为 单位)，燃油消耗率通常用ge表示，其单位为g/kWh， 计算公式如下 式中：Qt 每小时的燃油消耗量，kg/h； Pe 有效功率，kW。 很明显，有效燃油消耗率越小很明显，有效燃油消耗率越小, ,其经济性越好

4、。通常发其经济性越好。通常发 动机铭牌上给出的有效燃油消耗率动机铭牌上给出的有效燃油消耗率gege是最小值。是最小值。 3 10 t e e Q g P 发动机的运转性能指标主要指排放性能 包括排放烟度、有害气体(CO，HC，NOx)排放量、噪声等。 如果把汽油发动机CO排放量当作1的话，则液化气 发动机的CO排放量为1/2，而柴油发动机的CO排放量为 1/100。可以看出，柴油发动机与其它发动机相比，其 CO排出量要小得多。而且，柴油发动机的HC排出量也较 少，但NOx排出量则和汽油机差不多，且会排出令人讨 厌的黑烟。 运转性能指标运转性能指标 2.22.2发动机的节能原理与途径发动机的节能

5、原理与途径 2.2.1提高充气效率 充气效率=实际进入气缸内气体/理论充满气缸的气体量 0 100% v m m 提高充气效率的结果？ V一定、燃料供给量一定考虑 提高充气效率的途径（结构上包括进、排气过程） 一.减少进气系统的流动损失 1.减少进气门座处的流动损失 （1）增大进气门直径； （2）增加节气门的数目； （3）改善进气门处流体动力性能，减少气门出流动损失； （4）采取较小的S/D 2.减小整个进气管道的阻力 二.减少对新鲜充气量的加热 三.减少排气系统的阻力 四.合理地选择配气相位 VVT（可变气门正时）技术 可变气门升程技术： 气门开启大小（气门 升程）也可以时间可 变调节的话，

6、那么就 可以针对不同的转速 使用合适的气门升程， 从而提升发动机在各 个转速内的动力性能. 2.2.22.2.2提高发动机的机械效率提高发动机的机械效率 途径：降低机械损失，总摩擦减少17%21%时，经济性 提高3%7% 一一. .机械损失的组成机械损失的组成 机械损失：机械摩擦损失 附件消耗损失 泵气损失 1.机械摩擦损失：活塞组件的摩擦; 轴承摩擦; 配气机构摩擦; 其他损失。 2.附件消耗损失：为维持发动机运作时所必须的辅助机 构损失 3.泵气损失：进排气过程中工质流动时节流和摩擦等造 成的能量损失。 二二. .影响机械效率的主要因素影响机械效率的主要因素 1.转速（活塞平均速度）的影响

7、 2.负荷的影响 3.润滑条件的影响 三三. .减小机械摩擦损失的途径减小机械摩擦损失的途径 1.降低活塞、活塞环、连杆等往复运动机件的摩擦和质量； 2.降低滑动部件的滑动速度及高压面比； 3.减少润滑油的搅拌阻力； 4.润滑油的改良低粘度化； 5.合理选择摩擦零件的材料，提高摩擦表面的加工精度。 2.2.32.2.3可燃混合气含量与发动机工况的合理匹配可燃混合气含量与发动机工况的合理匹配 发动机的经济型主要取决于它的燃烧过程 发动机对燃烧的要求：迅速迅速、及时及时、完全完全 一一. .可燃混合气的成分及对发动机性能的影响可燃混合气的成分及对发动机性能的影响 空燃比： 质量可燃混合气中所含燃料

8、 质量可燃混合气中所含空气 A 欧美、日本使用 理论上1kg汽油完全燃烧需要空气14.8kg，所以： 空燃比 A=14.8 时的混合气为理论混合气 空燃比 A14.8 时的混合气为稀混合气 过量空气系数=1 ，理论混合气 过量空气系数1 ，稀混合气 量燃料所需的理论空气质完全燃烧 质量燃料所实际供给的空气燃烧 kg1 kg1 我国及俄罗斯等国家，可燃混合气的成分 通常用过量空气系数 而不同成分的混 合气，对发动机 的动力性和经济 性的影响，是通 过试验获知的， 右图所示 过量空气系数过量空气系数=0.88=0.88（空燃比为（空燃比为13.213.2） 此时，混合气中汽油含量多，易于同空气中氧

9、原 子结合，燃烧迅速，释放热量大，功率最大，但经济 性差。 过量空气系数过量空气系数=1=1（空燃比为（空燃比为14.714.7） 此时，混合气中汽油含量减少，与空气中氧原子结 合变慢，燃烧速度降低，功率有所下降，但燃料利用好 转，经济性好转。 过量空气系数过量空气系数=1.1=1.1（空燃比为（空燃比为16.616.6） 此时，混合气中汽油成分更少，氧分子较多，燃烧 速度变慢，释放热量少而损失多，功率变小，但燃料能 充分利用，经济性最好。 过量空气系数过量空气系数0.880.88（空燃比小于（空燃比小于13.213.2） 此时，混合气中的空气量相对不足，燃烧不完全， 发动机功率大为降低，经济

10、性很差。同时，由于燃烧不 完全，析出许多炭质，沉附在各零件上，是排气管冒黑 烟。严重时产生“放炮”现象。 过量空气系数过量空气系数0.41.11.1（空燃比大于（空燃比大于16.616.6） 此时，混合气中汽油分子过少，燃烧速度缓慢，释 放热量更少，功率大为降低，经济性差。“回火”燃 烧缓慢，容易引起发动机过热，燃烧延续到下一个工作 循环进气开始，进气门打开时，火焰传入进气歧管。 过量空气系数过量空气系数1.41.4（空燃比大于（空燃比大于2121） 此时，发动机虽然着火，但火焰无法传播，燃烧下限。 为兼顾动力性和经济性，在节气门全开的为兼顾动力性和经济性，在节气门全开的 情况下，情况下，0.

11、80.8过量空气系数过量空气系数1.11的混合气 设置装置为渗入空气矫正系统（改变主供油系统的供油） （5）大负荷和全负荷工况：供油使得节气门全开化油 器供给汽车最大功率的混合气（过量空气系数=0.850.95） 采用满负荷加浓装置（又称省油器）。 （6）加速工况：节气门突然加大空气流量突然增加， 但此时燃油进入喉管后的速度落后于来不及加热的冷空 气燃料蒸发量减少不能满足突然加大功率的目的。 解决办法：额外添加供油量使得混合气浓度加大 利用加速泵额外供给一部分汽油 三三. .燃油供给装置对混合气含量的校正燃油供给装置对混合气含量的校正 用来校正不同工况下所喷入的燃油量（汽油机） 当发动机处于进

12、气行程时，气缸内产生真空，新鲜 空气被吸入发动机气缸内。汽油机通过发动机控制单元 控制喷油器，将一定压力、一定量的燃油以雾状喷入靠 近气门的进气歧管内或直接喷射到气缸内与空气混合形 成可燃气体。 对汽油机喷油时间的修正分两大类： 发动机启动后运行控制发动机启动后运行控制 发动机启动时控制发动机启动时控制 启动时启动时 （1）ECU直接控制喷油器，延长喷油器喷油时间控制； （2）通过冷起动喷油器对气缸喷入附加燃油来实现。 启动后的控制：启动后的控制： （1）以发动机温度为参数修正； （2）加减速时的修正； （3）理论空燃比的反馈修正； （4）空燃比的学习控制修正； （5）大负荷、高转速时燃油增量

13、修正； （6）无效喷射时间修正。 柴油机对可燃混合气含量的校正 发动机在进气行程时，新鲜空气被吸入气缸，在压 缩行程接近终了时，由喷油泵将高压柴油喷射到燃烧室 中，喷入的柴油迅速雾化、蒸发，与空气混合形成可燃 混合气。 柴油机喷油调节时依靠调速器完成的，根据负荷的 变化自动调节供油量，以调节可燃混合气的含量，达到 稳定怠速、限制超速，或保证发动机在工作转速范围内 的任一选定的转速下稳定工作的目的。 机械离心式调速器机械离心式调速器 2.2.4 2.2.4 提高循环热效率提高循环热效率 燃料化学能输出功的能量转换 燃烧效率 、循环热效率循环热效率 、机械效率 组成 由理想热循环到真实循环引起热效

14、率的损失： 1.工质向外传热的损失：活塞顶面、气缸底面和缸套壁面 2.早燃损失及后燃损失： 汽油机通过调整点火提前角；柴油机通过调整供油提前角 c t m 3.换气损失： 排气门开启时自由排气损失；进排气过程中泵气损失 4.不完全燃烧损失： 燃料、空气混合不良，燃烧组织不完善引起的燃料能 量不能完全释放 5.缸内流动损失： 压缩、燃烧、膨胀过程中，缸内气流所形成的损失 6.工质泄露损失： 工作过程中活塞环向外泄露 以上为真实循环与理论循环的六个差距 通过学者研究围绕以上各方面改善动力、经济性的方法 如下： （1）提高压缩比来提高内燃机热效率 （2）当燃料在上止点燃烧时，其热工转换负荷高 （3）

15、稀混合气的采用有利于提高热效率 2.2.52.2.5提高发动机的压缩比提高发动机的压缩比 压缩比：活塞在下止点时活塞上部的容积与活塞在上 止点时活塞上部的容积之比 定容加热循环热效率与压缩比的关系: 1 1 1 k t 发动机压缩比 等熵指数 k 提高压缩比： 1.气缸内混合气压缩终了时温度、压力随之升高，改 善燃烧条件减少不完全燃烧和传热顺时。 2.被燃烧气体膨胀充分，燃烧完全 3.有利于燃烧稀混合气体。 因此，同升量的发动机，选择较大的压缩比，不但可 以获得较大的热效率，同时可以使用燃料更加经济。 但在实际工况中不能随意增加压缩比 汽油机：汽油一定辛烷值下，提高压缩比容易导致爆燃爆燃。 （

16、压缩比选择以不发生爆燃为前提） 柴油机：压缩比过大使得零件负荷过大，加速零件磨损 并降低机械效率，同时燃油消耗率也会提高。（压缩比 选择以保证柴油机冷启动和最大负荷以及气体的污染排 放有关） 爆燃一般是发生在大负荷或则全负荷运转时，为了 满足全负荷的要求，则需要汽车降低自身压缩比，是否 可以根据不同工况选择不同的压缩比？ 采用可变压缩比的方法： 改变活塞行程；改变燃烧室容积 根据工况不同选择双燃料供给系统： 在部分负荷时，供给不含铅的低辛烷值汽油，减 少燃料费用和排放污染；全负荷时供给高辛烷汽油 2.3 2.3 发动机节能技术发动机节能技术 2.3.1 2.3.1 发动机稀燃技术发动机稀燃技术

17、 稀燃：稀薄燃烧的简称，指发动机在实际空燃比大于理论 空燃比的情况下的燃烧，空燃比可达25：1，甚至更高。 稀薄燃烧汽油机是一个范围很广的概念，只要 空燃比17，且保证动力性能，就可以称为稀薄燃烧 汽油机。 稀燃技术在理论上可以节能，但在实际工作过程 中却存在问题 A. 混合气过稀燃烧速度过慢燃烧速度下降补燃增 加，热工转换的效率下降热效率低 B. 燃烧速度降低混合气发热量渐小指示功渐小， 机械效率下降 C. 混合气过稀发动机对混合气的分配及混合气成分的 均匀性更加敏感循环变动率增加，缸失火率增加。 稀燃汽油机可分为两大类： 一类是均质稀燃均质稀燃，另一类为分层稀燃分层稀燃。 一一. .燃用稀

18、混合气的技术途经燃用稀混合气的技术途经 （1）使汽油充分雾化并保证混合气混合均匀及各缸混合 气分配均匀。 解决途经：在预热；增加进气流速度、扰动；增加汽 油乳化度；汽油分子磁化等方面。 （2）采用结构紧凑的燃烧室。 （3）加快燃烧速度 解决途径：组织缸内的气体运动；提高压缩比 第三气门喷射系统第三气门喷射系统 （4） 提高点火能量，延长点火持续时间 解决途径：高能点火；宽间隙火花塞；双火花塞； 多火花塞 （5）采用分层燃烧技术 二二. . 分层燃烧（充气）技术分层燃烧（充气）技术 分层燃烧：火花塞附近局部 区域内，供给适宜点火的浓 混合气，而在其他区域供给 相当稀的混合气 两级分层燃烧发动机中

19、，浓 混合气用火花塞点燃，并在 循环的高温、高压、高速下 进行；尚未燃烧的混合气和 浓混合气的部分，由火花塞 6进入无火花塞腔，改善无 火花塞腔气体成分，被点燃。 三三. . 典型分层充气系统典型分层充气系统 按燃油喷射形式可分为： 气道喷射（PFI）稀燃系统、直接喷射（GDI）稀燃系统 PFI按混合气的不同组织方式可分为 轴向（涡流）分层稀燃系统、纵向（滚流）分层稀燃系统 1.轴向（涡流）分层系统： 丰田公司的气道喷射第三代稀燃系统 本田VTEC-E 马自达公司的稀燃系统 轴向分层稀薄燃烧：一般是使燃油在进气晚期喷入气 缸，浓混合气聚集在气缸上部火花塞四周，通过缸内强的 涡流运动来维持混合气

20、的分层，达到稀薄燃烧的目的。 2.直接喷射稀燃系统GDI 将喷油器直接伸入到燃烧室内，根据供油需要，直 接将燃油喷射到燃烧室，并通过进气与喷油时刻的合理 匹配，使得火花塞附件的局部区域混合气较浓，而其他 区域混合气较稀的分层燃烧系统。 代表：丰田公司的D-4 日产的NEODI 2.3.2 发动机的增压技术 增压：对新鲜空气进行预压缩的过程。 是发动机提高功率最有效的方法之一 30 npiV P meh e 可知，通过以下办法可以提高功率： 1）加大汽缸总排量，即增加气缸数，增大气缸直径、行程； 2）提高转速； 3）提高平均有效压力。 增压技术在汽油机上应用难于柴油机 （1）汽油机增压后爆燃倾向

21、增加； （2）汽油机混合气过量空气系数小，燃烧温度高，所 以汽油机的涡轮增压器热负荷大； （3）车用汽油机工况变化频繁，转速和功率范围广使 得增压器与汽油机匹配困难。 解决措施： 电喷技术的发展及小型增压器性能的改善。 目前发动机增压方式主要有：机械增压 废气涡轮增压 气波增压 复合增压 涡轮增压器涡轮增压器 目前常用由 排气驱动的涡轮 机拖动压力机来 提高进气压力增 加进气量的废气 涡轮增压技术。 2.3.3 2.3.3 燃油掺水节油技术燃油掺水节油技术 燃油掺水乳化的目的：节约能源、保护环境 掺水乳化节油原理：微爆理论，油为连续相，水为分 散相，水以微小的颗粒分散地悬浮在油中，乳化油在喷油

22、 器中首先被雾化一次；在气缸中乳化油在喷雾燃烧时，由 于水的沸点比油低，在高温条件下，油中水珠迅速气化， 使油膜发生爆炸性破裂，二次雾化。 1.掺水乳化节油原理 （1）节油。平均节油率大于等于10%。是缓解燃油紧张局面 的高新技术产品，具有企业和社会的双重节能效率。 （2）乳化油燃烧稳定，雾化状态好，火焰温度高。水在乳化 油中不仅起到了二次雾化作用，而且产生水煤气反应，引发了 剧烈的支链反应，改善了燃烧过程，强化了燃烧，增强了辐射 传热效果。 （3）燃烧产物少，有利于减少污染，优化环境。由于乳化油 燃烧充分，减少了烟尘的形成，特别是减少碳黑在各种受热面 上的沉积，从而提高设备的利用率，降低排烟

23、损失。 （4）常温常态下储存，运输安全，冬季不易凝聚，利于用户 的保管和使用。 （5）价格低于市场同类成品油的市售价。 乳化油优点：乳化油优点： 2. 2. 燃油掺水乳化方法：燃油掺水乳化方法： 掺水乳化的效果评价： 取决于油包水型粒径的大小、均匀度和稳定性，即乳化的质量。 乳化的方法： （1）机械混合法 （2）超声波乳化法 （3）乳化剂法 2.3.4 2.3.4 发动机可变气缸排量技术发动机可变气缸排量技术 目的：目的：发动机在不同工况下所需要的最大功率有所不 同，为了降低在低功率状态下发动机的燃油消耗 率和排放污染。 工作原理：工作原理：在中低负荷的情况下，使部分气缸停止工作， 增加工作气

24、缸的负荷率，使之工作点落入低燃 油消耗率和低排放工作区内，改善车辆排放性 和经济性；在大功率时，让全部气缸参与工 作，不影响发动机的动力性。 2.3.52.3.5发动机可变配气正时技术发动机可变配气正时技术 包括：可变气门正时可变气门正时和可变气门升程技术可变气门升程技术 配气机构的功能： 按照一定时限自动开启或关闭各气缸的进、排气门， 从而使空气及时通过进气门向气缸内供给新鲜空气或则 可燃混合气，并且及时将燃烧做功后形成的废气从排气 门排出，实现发动机气缸唤起补给的整个过程。 气门 门 门的开启大小和时间长短决定人流量门的开启大小和时间长短决定人流量 门前设置栅栏控制人流状态门前设置栅栏控制

25、人流状态 气门升程（门开启角度） 正时（门开启时间） 发动机可变气门技术就是为了让发动机能够根据不 同的负荷情况，自由调整“呼吸”，从而提升动力表现， 使燃烧更有效率。 可变进气歧管技术（进气状态） VVTI：系统由ECU协调控制，来自发动机各部位的传感器随 时向ECU报告运转工况。由于在ECU中储存有气门最佳正时 参数，所以ECU会随时控制凸轮轴正时控制液压阀，根据发 动机转速调整气门的开启时间，或提前，或滞后，或保持 不变。 气门正时只能增加或缩小气门开启时间，不能有效改 善气缸内单位时间的进气量，所以只能提高发动机效率和 燃油经济性，但对发动机性能提升作用不大。 可变气门升程技术（可变气

26、门升程技术（VTECVTEC）：）：使发动机在不同转速下匹 配合适的气门升程，使得低转速下扭矩充沛，而高转速 时马力强劲。 低转速时系统使用较小的气门升程，有利于增加缸 内紊流提高燃烧速度，增加扭矩。 高转速时使用较大的气门升程，有显著提高进气量， 提高输出功率。 但这是由ECU储存参数确定属于分段可变气门升程技 术，动力输出有所改善，但不够线性。 日产和宝马的连续可变气门升程技术 2.3.62.3.6可变进气歧管技术（可变进气歧管技术（VGISVGIS） ECU根据发动机的转速和负荷的变化改变进气通道的长度 高速时减短进气通道以减少流动损失，提高功率 低速时增加进气通道以增加流速，充气效率增

27、加， 提高扭矩。 采用 可变进气歧管长度 可变进气共振技术 2.3.7 2.3.7 汽油机燃油喷射与点火系统的电子控制技术汽油机燃油喷射与点火系统的电子控制技术 汽油电喷技术：利用油泵、油嘴直接将计量好的汽油在 进气过程中喷到气缸口或缸内，实现预混合的一种技术。 1. 汽油机电喷技术 电控燃油喷射，就是测量吸入发动机的空气量，再把 适量的汽油采取高压喷射的方式供给发动机，把控制空气 和汽油混合比的计算机控制过程称为电子控制燃油喷射。 功能的实现通过：电喷装置 电喷发动机是采用电子控制装置，取代传统的机械系统 (如化油器)来控制发动机的供油过程。 如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度

28、、 空燃比油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶 状况等信号输入电子控制装置，电子控制装置根据这些信号参 数计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻，将 汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进入气管中雾化。并与进 入的空气气流混合，进入燃烧室燃烧从而确保发动机和催化 转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷 油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。目前在 市场上，由于电喷车在动力、经济性和排放上的全面优势，使 用化油器的家用车已被淘汰。 2. 复合功能的电控多点燃油喷射与点火系统 单点喷油系统：单点喷油系统：在原汽油机化油器喉管位置处，设置一 个喷嘴供各缸用。

29、英文缩写SPl 多点喷油系统：多点喷油系统：各缸有单独的喷嘴供油。英文缩写为MPI （目前广泛使用） 电喷发动机按喷油器数量可分为多点喷射多点喷射和单点喷射单点喷射。 3. 3. 电子控制燃油喷射系统的优越性电子控制燃油喷射系统的优越性 （1） 采用电控技术减少了排气污染，降低了发动机的 燃油消耗，可以满足更严格的排放法规要求； （2） 电控单元（ECU）对节气门的变化反应迅速，使发 动机的操纵性能和加速性能改善，并且能保持良好的动力 性能指标；允许发动机采用更高的压缩比，提高了发动机 的热效率，可以减少发动机的爆震倾向； （3） 电控喷射系统的适应性较强，对于不同的型号的 发动机只需改变EC

30、U芯片中的“脉谱图”，而同一种油泵、 喷嘴、ECU等能够被使用在许多不同规格型号的产品中， 便于形成系列产品。 2.3.8 2.3.8 柴油机燃油喷射系统的电子控制技术柴油机燃油喷射系统的电子控制技术 1. 柴油机燃油喷射系统的发展简述 柴油机电子控制技术始于20世纪70年代， 20世纪80 年代以来，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车 公司、美国通用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡 特彼勒公司、日本五十铃汽车公司及小松制作所等都竞 相开发新产品并投放市场，以满足日益严格的排放法规 要求。 现代先进的柴油机一般采用电控喷射、高压共轨、 涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度等方面已 取得

31、重大突破，达到了汽油机的水平。现在，柴油机 电子控制技术在发达国家的应用率已达到60%以上。 2. 电喷柴油机工作原理 采用电子控制燃油喷射及排放的柴油机即为电喷柴油机。 功能实现依靠电子喷射装置 柴油机问世以来的三个里程碑：机械喷射技术机械喷射技术、增增 压技术压技术、电控喷射技术电控喷射技术 （1）工作原理 电喷柴油喷射系统由传感器、电喷柴油喷射系统由传感器、ECU(ECU(计算机计算机) )和执行机构三和执行机构三 部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量部分组成。其任务是对喷油系统进行电子控制，实现对喷油量 以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位以及喷油定

32、时随运行工况的实时控制。采用转速、油门踏板位 置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度置、喷油时刻、进气温度、进气压力、燃油温度、冷却水温度 等传感器，将实时检测的参数同时输入计算机等传感器，将实时检测的参数同时输入计算机(ECU)(ECU)，与已储，与已储 存的设定参数值或参数图谱存的设定参数值或参数图谱(MAP(MAP图图) )进行比较，经过处理计算进行比较，经过处理计算 按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器根据 ECUECU指令控制喷油量指令控制喷油量( (供油齿条位置或电磁阀关闭持续时间供油齿条位置或电磁

33、阀关闭持续时间) )和和 喷油正时喷油正时( (正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点正时控制阀开闭或电磁阀关闭始点) )，同时对废气再，同时对废气再 循环阀、预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达到循环阀、预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达到 最佳。最佳。 3. 柴油机燃油喷射系统的类型与性能特点 位置控制制式 时间控制制式 位置控制制式：位置控制制式：不改变传统喷油系统结构，只是由电 控装置取代机械调速器和提前角，对油量调节杆和溢 流环套的位置，及油泵主、从动轴的相互位置进行低 频连续调节，实现油量和时间的控制。 时间控制制式：时间控制制式：利用电磁溢流阀来直接控制喷油始点 和喷油

34、量，可以实现每缸一阀、分缸调控和响应快的 优点，为目前的柴油机电喷系统的主要发展方向。 柴油机电控技术的特点：柴油机电控技术的特点： 柴油机电控技术与汽油机电控技术有许多相似之处，整 个系统都是由传感器、电控单元和执行器三部分组成。 电控喷射方面柴油机与汽油机的主要差别是，汽油机的 电控喷射系统只是控制空燃比(汽油与空气的比例)，柴油机 的电控喷射系统则是通过控制喷油时间来调节输出油量的大 小，且柴油机喷油控制是由发动机的转速和加速踏板位置 (油门、供油拉杆位置)来决定的。 柴油机电控技术有两个明显的特点：一是柴油喷射电控 执行器复杂，二是柴油电控喷射系统的多样化。 2.3.9 2.3.9 陶

35、瓷发动机陶瓷发动机 目的：减小发动机能量损失中的绝大部分冷却损失和排 气损失。 需要解决的问题： 1.各种新型陶瓷材料及其生产工艺的研究； 2.高温润滑的研究； 3.开发陶瓷发动机的计算机分析与实验分析方法。 2.4 2.4 发动机的节能装置发动机的节能装置 2.4.1 2.4.1 火花塞二次空气导入环（节油环）火花塞二次空气导入环（节油环） 1.节油环的作用 使得气缸能二次吸入空气，以提高混合气的燃烧速 度，使燃烧更完全。 （2）节油环导入汽缸中的新鲜空气涡流在压缩过程中 变为强烈的同方向涡流，加强雾化，使得燃烧充分，减 少积炭现象，延长火花塞和气门的使用寿命。 （1）可以降低排气行程后残余

36、气体的量和温度，扫 除火花塞周围的废气，使混合气易于燃烧，提高怠速 和低效率时工作稳定性。 （3）新充入空气，增加充气效率，提高效率，提升加 速、爬坡性能。 （4）有利于对火花塞的冷却，减少产生爆燃的可能性。 （5）同时燃烧完全，减少排气污染。 3. 3. 使用节油环时注意问题使用节油环时注意问题 （1）节油环一定要配装在长型火花塞上。 （2）需要定期清理螺纹间隙，防止空气阻塞。 （3）保持节油环清洁。 2.4.2 2.4.2 发动机磁化节油器发动机磁化节油器 主要目的：加强对油的雾化，提高燃油活性， 清除积碳，节油消烟 1. 工作原理 应用电磁原理，通过高效磁刚，使通过磁钢所形成空 间磁场的

37、燃料分子的微小颗粒带有磁性，燃油发生磁化。 此话有的颗粒之间同极相斥，使大颗粒变为小颗粒，改变 汽油分子排布，减小密度，空气充分，改善燃烧条件。 20度时，柴油此话前后密度测试：磁化前 0.84g/cm3 磁化后 0.83g/cm3 分散性提高 2.4.3 2.4.3 喷水节油器喷水节油器 目的：目的：解决高压缩比发动机爆燃问题，并能提高发动机 动力性降低油耗。（代替含铅抗爆剂） 工作原理：工作原理：在喷油管道上装一特殊喷嘴，喷嘴喷出极细 水雾，在混合器内与可燃混合气混合，并一起进入燃烧 室。高温进入燃烧室内的水雾转化为蒸汽。喷入得水雾 量多少可以通过压缩机来控制。 一般为使喷水节油装置发挥更好效果，需配合进行 发动机废气再循环，从而提高发动机燃料经济性。 2.4.4 2.4.4 节油点火装置节油点火装置 传统蓄电池点火系统：传统蓄电池点火系统： 由蓄电池或发电机供给6V、12V、24V的低压直流电， 借点火线圈和断电器将低压电转变为高压电，再通过分 电器分配到各缸火花塞，使火花塞两电极之间产生电火 花，点燃可燃混合气。 传统蓄电池点火器缺点：传统蓄电池点火器缺点： （1）分电器的白金触点容易烧蚀，使用寿命短； （2）点火能量小，火