空燃比详细解答

1、空燃比的意义 关于混合气的几个问题 燃烧速度最快的混合气浓度是多少? 最经济的混合气浓度是多少? 何谓过浓混合气? 何谓过稀混合气? 发动机控制的核心问题是什么? 燃油喷射时间就是实际喷油量吗? 理论空燃比的概念 空气燃油理论上理想的质量比为14.71， 称作理论空燃比。燃油完全燃烧的质量关 系为14.7kg空气比1kg燃油，与此对应的容 积比为9500L空气比1L燃油。 14.7：1 过量空气系数 理论上使燃油完全燃烧，所需的空气量等于理论 空气量。实际上，供给的空气量总是大于或小于 理论空气量。为了评定发动机工作过程中所用空 气数量的多寡，常引入过量空气系数的概念。 发动机工作过程中，燃烧

2、1kg燃油实际供给的空气 量L与理论空气量LO之比,称为过量空气系数。 O ab L L (弗爱 ) 燃烧速度最快的混合气 过量空气系数at=0.850.95 时,火焰传播速度最大,此时燃烧 速度最快,可在短时间内使气缸 压力和温度达到最大值,散热损 失小,做功最多。 由于此时供给的燃料量比完全燃 烧时所需的燃料稍多，在空气量 一定的情况下，提高了对氧的利 用程度，使燃烧产物的分子数增 多，燃气压力提高，因此，发动 机发出最大功率。称这种混合气 为最大功率混合气。 过浓混合气 当过量空气系数at0.85时，称为过浓混合气。此时,由 于火焰传播速度降低，功率减少；由于缺氧，燃烧不完全， 热效率降

3、低，耗油率增加。发动机怠速或低负荷运转时， 节气门开度小，进入气缸的新鲜混合气量少，残余废气相 对较多，可能引起断火现象。 如果在发动机在中等负荷下，也供给过浓混合气，由于火 焰传播速度低，燃烧速度减慢，混合气在大容积下燃烧， 发动机易过热，排气温度增高。高温废气中未完全燃烧的 成分在排气管口与空气相遇，剧烈氧化，形成排气管放炮 现象。 当at=0.40. 5时，由于严重缺氧，火焰 不能传播，混 合气不能燃烧。 最经济混合气 当过量空气系数at=1.051.15时，火焰 传播速度仍很高，且此时空气相对充足， 燃油能完全燃烧，所以热效率最高，有效 耗油率最低。此浓度混合气称为最经济混 合气。 过

4、稀混合气 当过量空气系数at1.15时，称为过稀混合气。 此时火焰传播速度降低很多，燃烧缓慢，使燃烧 过程进行到排气行程终了，补燃增多，使发动机 功率下降，油耗增多。由于燃烧过程的时间延长， 在排气行程终了进气门已开启，含氧过剩的高温 废气可以点燃进气管内新气，造成进气管回火。 当at=1.31. 4时，由于燃料热值过低，混合气 不能传播，造成缺火或停车现象。此混合气浓度 为火焰传播的下限。 正常混合气 为保证发动机稳 定可靠地工作， 有利的混合气成 分一般在 at=0.851. 2范 围内。 发动机各种工况对混合气的要求 发动机在实际运行过程中,其工况在工作范 围内是不断变化的,且在工况变化

5、时,发动 机对可燃混合气空燃比的要求也是不同的. (一)稳定工况 (二)过渡工况 （一）稳定工况对混合气的要求 发动机的稳定工况是指发动机已经完全预 热,进入正常运转,且在一定时间内转速和负 荷没有突然变化的情况.稳定工况又可分为 怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负 荷等几种。 怠速工况 怠速工况是指发动机对外无功率输出且以最低稳 定转速运转。 此时，混合气燃烧后所做的功，只用于克服发动 机内部的阻力，并使发动机保持最低转速稳定运 转。 在怠速工况下，节气门处于关闭状态。因而进气 管内的真空度很大。在进气门开启时，气缸内的 压力可能高于进气管压力，废气膨胀进入进气管 内。在进气冲程中，把这些

6、废气和新混合气同时 吸入气缸，结果气缸内的混合气含有比例较大的 废气，为保证这种经废气稀释过的混合气能正常 燃烧，就必须供给很浓的混合气。 小负荷工况 如图中A点开始，随节 气门开度增大，稀释 将逐渐减弱，所以小 负荷工况下要求混合 气如图AB段所示。也 就是说，发动机在小 负荷运行时，供给混 合气也应加浓，但加 浓的程度随负荷的增 加而减小。 中等负荷工况 汽车发动机的大部分时间都处在中等负荷 状态。在中等负荷运行时，节气门已有足 够的开度，废气稀释影响已经不复存在， 因此要求供给发动机稀的混合气，以获得 最佳的燃油经济性，如图BC段，空燃比约 为1617。 大负荷工况 在大负荷时，节气门开

7、度已超过3/4，此时应随着 节气门开度的加大而逐渐地加浓混合气以满足发 动机功率的要求，如图中的CD段。但实际上，在 节气门尚未全开之前，如果需要获得更大的转矩， 只要把节气门进一步开大就能实现，没有必要使 用功率空燃比来提高功率，而应当继续使用经济 混合气来达到省油的目的。因此，在节气门全开 之前所有的部分负荷工况都按经济混合气配制。 只是在全负荷工况时，节气门已经全开，此时为 了获得该工况下的最大功率必须供给功率混合气， 如图中D点。在从大负荷过渡到全负荷工况的过 程中，混合气的加浓也应该是逐渐变化的。 （二）过渡工况对混合气的要求 汽车在运行中的过渡工况可分为以下三种 形式： 冷起动 暖

8、机 加速和减速 冷起动 冷车起动时，由于发动机的转速和燃烧室 壁面温度低、空气流速慢，导致汽油蒸发 和雾化条件不好，因此要求发动机供给很 浓的混合气。为保证冷起动顺利，要求供 给的混合气空燃比达21才能在气缸中产 生可燃混合气。 暖机 暖车过程中，尽管发动机温度随着转速的 提升也在逐步上升，但发动机温度仍然较 低，气缸内的废气相对较多，混合气受到 稀释，对燃烧不利，为保持发动机稳定的 运行也要求浓的混合气。暖车的加浓程度， 应在暖车过程中逐渐减小，一直到发动机 能以正常的混合气在稳定工况下运转为止。 加速和减速 汽车在加速时，节气门突然开大，进气管压力随之 增加。由于液体燃料流动的惯性和进气管

9、压力增大 后燃料蒸发量减少、大量的汽油颗粒沉淀在进气管 壁上，形成厚油膜，这样造成实际混合气成分瞬间 被稀释，使发动机转速下降。为防止这种现象发生， 要喷入进气管附加燃料，才能获得良好的加速性能。 汽车急减速时，驾驶员迅速松开加速踏板，节气门 突然关闭，此时由于惯性作用，发动机仍保持很高 的转速。因为进气管真空度急剧升高，进气管内压 力降低，促使附着在进气管壁上燃油加速气化，造 成混合气过浓。为避免这一情况发生，在发动机减 速时，供给的燃料应减少。 加速和减速 汽车在加速时，节气门突然开大，进气管压力随之 增加。由于液体燃料流动的惯性和进气管压力增大 后燃料蒸发量减少、大量的汽油颗粒沉淀在进气

10、管 壁上，形成厚油膜，这样造成实际混合气成分瞬间 被稀释，使发动机转速下降。为防止这种现象发生， 要喷入进气管附加燃料，才能获得良好的加速性能。 汽车急减速时，驾驶员迅速松开加速踏板，节气门 突然关闭，此时由于惯性作用，发动机仍保持很高 的转速。因为进气管真空度急剧升高，进气管内压 力降低，促使附着在进气管壁上燃油加速气化，造 成混合气过浓。为避免这一情况发生，在发动机减 速时，供给的燃料应减少。 环保混合气（理论空燃比） 前面，我们大家看到了在不同工况下，对混合气的需求是有所 不同的，而其各工况工作的条件，也是受历史条件限制的。我 们大家看到的关于各工况混合气状况分析也是建立在传统发动 机原

11、理的基础之上。 传统发动机，受限于当时的生产技术条件及科研水平，尤其是 电子计算机控制技术的发展相对比较落后。而进入21世纪后， 汽车技术有了一个突飞猛进的跳跃式发展。大量新技术、新结 构不断出现，尤其是在发动机方面，VVT可变配气相位技术、 电子气门升程控制等、电子节气门控制、缸内直喷技术、分层 燃烧技术等等新技术的采用，带来了一系列完全不同控制理念。 这就导致我们常规所学习、了解的发动机原理有了很大不同， 尤其是在关于汽油发动机核心部分“空燃比”控制方面，发生 了非常大的变化，我们平时提到的多种工况混合气理念与现在 的发动机工作原理产生了很大的不同，所以，就需要我们在了 解传统发动机原理的

12、基础上，根据现代汽车的变化作出相应的 变化，否则，在针对现代车辆的维修过程中，就无法作出正确 的分析。 怠速工况时的混合气控制 相对于传统发动机，我们大家可以知道，由于VVT可变配 气正时控制的出现，使得凸轮轴的角度，由原来的不可变 动，形成了今天的可以随发动机工况变化而改变。这其中， 最大的变化，就是怠速时进排气门重叠角度的变化，由原 来的大约2060曲轴转角， 变成了重叠角度为0。 由于进排气门重叠的情况不再出现，所以，就不存在进气 冲程中的废气稀释问题。因此，对于混合气的需求就不再 要求供给很浓的混合气。 因此，在采用VVT可变配气正时系统的发动机上，在发动 机达到正常工作温度后，即进入

13、闭环控制，采用=1的混 合气喷入气缸参加工作。 这样，通过技术上的提升，可以大大降低怠速时的燃油消 耗量，同时，对于怠速时的排放控制也有着极大的好处。 减少（消除）气门重叠角，减少废气进入进气侧 如前所述，传统发动机由怠速工况向 小负荷工况转换时，虽然受气门重叠 角的影响造成的废气稀释越来越小， 但其制约作用依旧存在。混合气呈现 随负荷增加，逐渐向高空燃比变化的 过程，直至其值接近中等负荷时的 1617:1（经济混合气区域）。 但我们大家可以看到，在采用可变配 气正时的发动机上，气门重叠角度， 依然保持与怠速时的0相同，这样， 在轻载、小负荷工况时，依然不需要 供给浓的混合气，这样，发动机还是

14、 使用的是=1的混合气，从而在小负 荷工况时，起到节省燃油的作用。 小负荷时的混合气控制 中等负荷工况时混合气控制 中等负荷时，传统发 动机采用所谓空燃比 为1617:1的经济混 合气，以达到节省燃 油的目的。 但是从废气排放的角 度来看，经济混合气 却不适应环保法规的 要求，同时，如果要 保持较高的空燃比， 对于三元催化器的要 求也进一步提高。 增大气门重叠角，增大内部EGR率，减少泵气损失 中等负荷时的气门重叠角 时刻需要牢记 追根诉源，发动机的核心问题：其实就是 针对进入汽缸的空气量所作出的决策。这 其中最核心的控制是燃油喷射量的计算、 以及最佳点火时刻的确定。 一切皆源于空气 发动机汽

15、缸容积 对于一部排量一定的发动 机来讲，其汽缸容积是一 定的，也就是说，发动机 在进气行程，每一次从上 止点到下止点之间走过的 冲程一定，进入汽缸的空 气量一定。以四缸发动机 为例，也就是说，发动机 每两转，都有四次进气发 生。而一个完整工作循环 进入的空气总量（假设节 气门全开，充气系数为1 时），就是一个汽缸的工 作容积4 。 四冲程发FLASHzt4.swf动机 举个例子，我们请10个人来吃饭，假设每个人的 饭量是一样的，我们准备的食物，当然要准备10 份客饭，准备8份、9份，那肯定有人要饿肚子， 准备11或12份，那就要产生浪费！同样的道理， 进入汽缸的空气如果是15，我们用1份的燃油

16、去 进行工作，混合气就偏稀，进入汽缸的空气如果 是14，我们用1份燃油，那当然是混合气偏浓了。 也就是说，对于排量一定的发动机，当我们知道 当地的大气压、空气的温度、空气的密度，我们 就应该可以算出发动机每一循环的实际进气质量 了！ 基本燃油喷射量 也许，还有很多人对于电子燃油喷射的基本燃油 喷射量的计算方法不是很明白。 实际燃油喷射量实际燃油喷射量=基本燃油喷射量修正系数基本燃油喷射量修正系数+电电 压校正压校正 基本燃油喷射量取决于发动机转速以及进气量信基本燃油喷射量取决于发动机转速以及进气量信 号。号。 上面的提法，任意一本书中，都是这样注名，可 是为什么如此呢？一般书中没有详细的答案。

17、所 以一般的读者、技术人员很难明白。教给学生的 老师，也是依葫芦画瓢，照本宣科。 其实，问题的答案就在进入汽缸的空气量的计 算方法上，虽然汽缸的容积不变，但由于发动 机转速不同，节气门开度不同，导致每分钟进 入汽缸的空气量是不同的。所以，如果想精确 地控制进入汽缸的燃油量，就必须知道发动机 转速和每秒准确地进气量。如果，我们大家知 道了每一循环的实际的进气量，再乘以发动机 转速，我们就得到每分钟进入汽缸的总的空气 总量。 那么，当我们知道了发动机转速后，怎么计算总 进气量呢？由于发动机曲轴旋转两圈，所有汽缸 完成一个工作循环。当发动机转速为800rpm时， 要产生400次的工作循环，所以，答案

18、当然是用 400去乘以每一循环的实际进气量了。同样，发 动机转速为2000rpm时，就要用1000去乘了。发 动机电脑通过空气流量传感器得知实际的进气量 后，就相应地要喷射同等对应的燃油来保持完全 燃烧。现在，我们是不是知道了为什么要按照发现在，我们是不是知道了为什么要按照发 动机转速和进气量信号来计算基本燃油喷射量了动机转速和进气量信号来计算基本燃油喷射量了 吧！（对于博世吧！（对于博世Mono-Jetronic系统来说，是通系统来说，是通 过测量节气门转角过测量节气门转角和发动机转速和发动机转速n，运用间接方，运用间接方 式确定空气充量。）式确定空气充量。） 其实，对于普通发动机来说，只要

19、排气量一定，其实，对于普通发动机来说，只要排气量一定， 发动机工况稳定时，每秒进入汽缸的空气质量几发动机工况稳定时，每秒进入汽缸的空气质量几 乎很少有差距，这也是我们大家看不同发动机数乎很少有差距，这也是我们大家看不同发动机数 据流时，能看到的相同点之一。据流时，能看到的相同点之一。 以L型电控系统为例，发动机ECU根据空气 流量传感器检测不同发动机转速下的每秒 的进气质量，然后，通过一定的运算，就 可以得到每个喷油器每秒的喷油时间。 接下来我们看一看，电脑是如何根据进气 质量来计算实际燃油喷射量的。 丰田PREVIA发动机数据流 喷油时间喷油时间 喷油时间的计算 每分钟发动机转速每分钟发动机

20、转速11182=5592=559个工作循环个工作循环/ /分钟分钟 559个工作循环个工作循环/分分60秒秒=9.316个工作循环个工作循环/秒秒 9.316个工作循环个工作循环/秒秒4 4汽缸汽缸=37.26=37.26个进气冲程个进气冲程/ /秒秒 5.32克克/秒的空气秒的空气37.2637.26个进气冲程个进气冲程/ /秒秒=0.143=0.143克克/ /冲程的空气冲程的空气 0.1430.143克克/ /冲程的空气冲程的空气14.714.7的空燃比的空燃比=0.0097=0.0097克克/ /冲程的燃油冲程的燃油 0.00970.0097克克/ /冲程的燃油冲程的燃油0.00345

21、克克/毫秒喷油量毫秒喷油量=2.81毫秒喷油时间毫秒喷油时间 2.81毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=3.01毫秒喷油时间毫秒喷油时间 3.01毫秒毫秒=喷油器通电时间喷油器通电时间 现在揭晓答案 上表中，由于发动机曲轴旋转两圈，每个汽缸完 成一个工作循环，这样，将发动机转速除以2，就 可以得到一个汽缸在一分钟内完成的循环数量， 由于任一循环中都包含一个进气冲程，这样，我 们只要除以60秒，再乘以发动机的汽缸数量，就 可以得到每秒种的进气冲程总数量。然后，根据 发动机空气流量传感器的进气质量，就可以算出 每个冲程进入的空气量；将此值除以理论空燃比 14.7

22、，就可以得到每冲程需要的燃油质量。将需 要的燃油质量除以喷油器的单位时间喷油量，就 可以得到需要的喷油脉宽。 喷油器数据计算 喷油器的标准数值，我们可以通过下面的方 法得到： 根据厂家提供的对2AZ-FE发动机喷油器的测 试数据是：喷油器15秒喷油量为70-73cm3, 取其平均值为每秒4.76ml/s，以93号汽油密 度0.725g/ml，得到单位喷油时间为 0.00345g/ms（或3.45mg/ms）。 参考： 汽油容积：v=m/p 因季节气候不同，汽油的密度会有略微变化，平均如下： 90号汽油的平均密度为0.72g/ml； 93号汽油的密度为0.725g/ml； 97号汽油的密度为0.

23、737g/ml； -20号柴油的密度为0.83g/ml 节气门转角与进气充量的关系 一般情况下，我们可以近似地这样考虑：即近 似地将节气门开度值与进气充量等同起来。当 节气门开度为10% 时，认为进气量也近似为 10%。依次类推，得到如下结果。 除了采用上述方法进行计算外，我们还可以采用另外一种 方法来进行粗略计算，如上图博世Mono-Jetronic系统发 动机脉谱图所示，是通过测量节气门转角和发动机转速 n，利用发动机转速与节气门转角之间的相互函数关系， 通过实验得到相对空气充量。 发动机负荷法计算喷油量 以上面的排气量为2.4L的2AZ-FE发动机为例，不考虑外 界温度的变化影响，以标准

24、空气状态下的空气密度 1.293kg/m3，可以得到全负荷时，进气质量为 m=vp=2.41.293=3.1032g。所需要的燃油总质量为 0.211g，每缸需要的燃油质量是0.0527g。以喷油器单位 时间喷油量0.00345g/ms来计算，则喷油器喷油时间为 15.27ms，加上0.2ms的针阀开启时间，则实际喷油器通 电时间为15.47ms。 由于发动机的负荷与节气门开度值均在19%左右，我们可 以近似地认为，此时每冲程的进气量就是理论值的19%， 这样，我们我们可以用15.27ms乘以19%，得到每进气冲 程的喷油量值为2.9ms。如果再加上0.2ms的针阀开启时 间，则此值为3.1m

25、s。 发动机负荷法计算喷油量 总进气质量总进气质量m=vp=2.41.293=3.1032克空气克空气 3.1032克空气克空气14.7的空燃比的空燃比= 0.211克燃油克燃油 0.211克的燃油克的燃油4个冲程个冲程= 0.0527克克/冲程的燃油冲程的燃油 0.0527克克/冲程的燃油冲程的燃油 0.00345克克/毫秒喷油量毫秒喷油量= 15.27ms喷油时间喷油时间 15.27毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=15.47毫秒喷油时间毫秒喷油时间 当发动机的负荷为当发动机的负荷为19%时时 15.27毫秒喷油时间毫秒喷油时间19%负荷负荷= 2.9毫

26、秒喷油时间毫秒喷油时间 2.9毫秒喷油时间毫秒喷油时间0.2毫秒针阀开启时间毫秒针阀开启时间=3.1毫秒喷油时间毫秒喷油时间 以上两种关于进气量与喷油量的计算，都是利用理想 值进行的推算，这与发动机实际工作时的情况，还有 所区别，但总的来说，已经非常接近实际值了，对于 我们加深对空气与燃油之间关系的深入理解很有帮助。 在实际发动机控制系统中，ECU考虑的因素，还要包 括海拔高度、进气温度、冷却液温度、节气门开度等 等。以上情况是在发动机转速比较稳定，节气门开度 一定时得到的，但实际情况是，在很多时候，节气门 的开度与发动机负荷信号有时会相差较大，比如发动 机加速过程中以及减速过程中，都会有较大

27、差异。但 是我们在这里要说明的一个重要的问题，也就是我们 要重点关注的，就是发动机的核心问题，即进气量决 定了喷油量，这一点是永远是不变的。即使加速时， 混合气瞬间过浓，但一旦发动机工况稳定了，电脑仍 然是围绕理论空燃比来进行控制，在燃油反馈作用下， 将值控制在0.971.02之间。 测试题 根据以下数据计算出表格中喷油器数据。 序号发动机转速 （rpm） 进气量(g/s)汽缸数量喷油器喷油量 （mg/ms） 喷油脉宽 （ms） 111504.6743.45 213005.7143.45 38254.4863.08 喷油时间与燃油修正系数的关系 当发动机转速一定,进气量一定时,喷油时间 与燃油

28、修正系数之间存在以下关系. 实际喷油时间实际喷油时间=每冲程喷油时间（长期燃油修正系数每冲程喷油时间（长期燃油修正系数+短期短期 燃油修正系数）燃油修正系数） 喷油时间与燃油修正系数的关系 总进气质量总进气质量m=vp=2.41.293=3.1032克空气克空气 3.1032克空气克空气14.7的空燃比的空燃比= 0.211克燃克燃 0.211克的燃油克的燃油4个冲程个冲程= 0.0527克克/冲程的燃油冲程的燃油 0.0527克克/冲程的燃油冲程的燃油 0.00345克克/毫秒喷油量毫秒喷油量= 15.27ms喷油时间喷油时间 15.27毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒

29、的针阀开启时间=15.47毫秒喷油时间毫秒喷油时间 当发动机的负荷为当发动机的负荷为19.2%时时 15.27毫秒喷油时间毫秒喷油时间19.2%负荷负荷= 2.93毫秒喷油时间毫秒喷油时间 2.93毫秒喷油时间毫秒喷油时间0.2毫秒针阀开启时间毫秒针阀开启时间=3.13毫秒喷油时间毫秒喷油时间 由于喷油器堵塞导致由于喷油器堵塞导致 13.24%(长期修正系数长期修正系数)+20.27%(短期修正系数短期修正系数)=33.51%燃油修正系数燃油修正系数 2.93毫秒喷油时间毫秒喷油时间 (1+33.51%燃油修正系数燃油修正系数)= 3.91毫秒喷油时间毫秒喷油时间 实际喷油时间实际喷油时间=

30、3.91毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=4.11毫秒喷毫秒喷 油时间油时间 每分钟发动机转速每分钟发动机转速8922=4462=446个工作循环个工作循环/ /分钟分钟 446个工作循环个工作循环/分钟分钟60秒秒=7.433个工作循环个工作循环/秒秒 7.433个工作循环个工作循环/秒秒4 4汽缸汽缸=29.73=29.73个进气冲程个进气冲程/ /秒秒 4.20克克/秒的空气秒的空气29.7329.73个进气冲程个进气冲程/ /秒秒=0.1412=0.1412克克/ /冲程的空气冲程的空气 0.14120.1412克克/ /冲程的空气冲程的空气14.7

31、14.7的空燃比的空燃比=0.00961=0.00961克克/ /冲程的燃油冲程的燃油 0.009610.00961克克/ /冲程的燃油冲程的燃油0.00345克克/毫秒喷油量毫秒喷油量=2.78毫秒喷油时间毫秒喷油时间 2.78毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=2.98毫秒喷油时间毫秒喷油时间 由于喷油器堵塞导致由于喷油器堵塞导致 13.24%(长期修正系数长期修正系数)+20.27%(短期修正系数短期修正系数)=33.51%燃油修正系数燃油修正系数 2.78毫秒喷油时间毫秒喷油时间(1+33.51%燃油修正系数燃油修正系数)=3.71毫秒喷油时间毫秒喷油

32、时间 3.71毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=3.91毫秒喷油时间毫秒喷油时间 3.91毫秒毫秒=喷油器通电时间喷油器通电时间 众所周知，在车辆维修中，我们经常见到 由于喷油器堵塞导致发动机怠速不稳、加 速不良、高速行驶无力的故障现象。 喷油器堵塞导致车辆高速动力不足 的原因 假设此时的混合气是理论空燃比 每分钟发动机转速每分钟发动机转速37872=2=18941894个工作循环个工作循环/ /分钟分钟 1894个工作循环个工作循环/分钟分钟60秒秒=31.558个工作循环个工作循环/秒秒 31.558个工作循环个工作循环/秒秒4 4汽缸汽缸= =126.

33、23126.23个进气冲程个进气冲程/ /秒秒 71.28克克/秒的空气秒的空气126.23126.23个进气冲程个进气冲程/ /秒秒=0.=0.5646856468克克/ /冲程的空气冲程的空气 0.0.5646856468克克/ /冲程的空气冲程的空气14.714.7的空燃比的空燃比=0.0=0.038413841克克/ /冲程的燃油冲程的燃油 0.0.038403841 1克克/ /冲程的燃油冲程的燃油0.00345克克/毫秒喷油量毫秒喷油量=11.13毫秒喷油时间毫秒喷油时间 11.13毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=11.33毫秒喷油时间毫秒喷油

34、时间 由于喷油器堵塞导致由于喷油器堵塞导致 13.24%(长期修正系数长期修正系数)+20.27%(短期修正系数短期修正系数)=33.51%燃油修正系数燃油修正系数 11.13毫秒喷油时间毫秒喷油时间（1+33.51%）=14.859毫秒喷油时间毫秒喷油时间 4.65%(长期修正系数长期修正系数)+4.65%(短期修正系数短期修正系数)=9.30%燃油修正系数燃油修正系数 11.13毫秒喷油时间毫秒喷油时间(1+9.30%燃油修正系数燃油修正系数)=12.17毫秒喷油时间毫秒喷油时间 12.17毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=12.37毫秒喷油时间毫秒喷油

35、时间 12.37毫秒毫秒=喷油器通电时间喷油器通电时间 功率混合气为13.78:1（过量空气系 数为0.937） 每分钟发动机转速每分钟发动机转速37872=2=18941894个工作循环个工作循环/ /分钟分钟 1894个工作循环个工作循环/分钟分钟60秒秒=31.558个工作循环个工作循环/秒秒 31.558个工作循环个工作循环/秒秒4 4汽缸汽缸= =126.23126.23个进气冲程个进气冲程/ /秒秒 71.28克克/秒的空气秒的空气126.23126.23个进气冲程个进气冲程/ /秒秒=0.=0.5646856468克克/ /冲程的空气冲程的空气 0.0.5646856468克克/

36、 /冲程的空气冲程的空气1 13 3.7.78 8的空燃比的空燃比=0.04198=0.04198克克/ /冲程的燃油冲程的燃油 0.0.0419804198克克/ /冲程的燃油冲程的燃油0.00345克克/毫秒喷油量毫秒喷油量=12.168毫秒喷油时间毫秒喷油时间 12.168毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=12.368毫秒喷油时间毫秒喷油时间 由于喷油器堵塞导致由于喷油器堵塞导致 13.24%(长期修正系数长期修正系数)+20.27%(短期修正系数短期修正系数)=33.51%燃油修正系数燃油修正系数 12.368毫秒喷油时间（毫秒喷油时间（1+33.5

37、1%）=16.51毫秒喷油时间毫秒喷油时间 4.65%(长期修正系数长期修正系数)+4.65%(短期修正系数短期修正系数)=9.30%燃油修正系数燃油修正系数 12.168毫秒喷油时间毫秒喷油时间(1+9.30%燃油修正系数燃油修正系数)=13.29毫秒喷油时间毫秒喷油时间 13.29毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=13.49毫秒喷油时间毫秒喷油时间 13.49毫秒毫秒=喷油器通电时间喷油器通电时间 分析 从数据流中，看到节气门开度67%，计算的负荷已达到了 79.57%，这已经进入了大负荷工作阶段，所以，按照系统 的燃油修正设定，此时的长期与短期燃油修正

38、系数均固定 在了4.65%，此时的车速在143KM/H，变速器处于4th档位。 按照理论空燃比的数值，此时的喷油器脉宽在喷油器堵塞 33.51%的情况下，应该是14.859ms，而ECU按照固定 9.3%（长、短期4.65%）的修正系数增加喷油量时，应该 喷12.37ms的燃油。 而按照功率混合气的要求，按0.937的过量空气系数，此时 的燃油喷射量也应在16.51ms。 显然，此时的13.5ms的喷油量已经无法满足此时的功率混 合气要求，这导致发动机的功率下降，因此，发动机ECU 做出了降档的动作，如下图所示。档位降档到三档。 发动机最大喷油量控制 对于发动机来说，其喷油器喷油特性一定，所以

39、，发动机 可以通过对喷油器通电时间的控制进行喷油量控制。 发动机设计最高转速时，必须考虑其合适的点火、供油时 刻、以及合适的供油量，以满足发动机最高转速时的工况。 但是由于发动机工作时，随转速升高，每一工作循环所用 的时间逐渐缩短，对于喷油器来说，要求在相对一定的时 间内，要保证喷油器喷射足够的燃油。 如果以发动机转速最高为8000rpm来计算，则发动机一个 工作循环所用的时间为15ms,也就是说，即使喷油器始终 持续喷射，也只有最大15ms的喷油时间。 同时，我们大家通过前面的负荷法进行计算时，得到了该 款发动机（2.4L）全负荷时的喷油量为15.47ms。 根据以上两个原则，我们基本可以确

40、定其最大喷油量在 15ms就无法提高了。 而对于不同排量的发动机来说，为了实现其控制，也只有 从喷油器的特性值上来实现其功能。 发动机转速与曲轴转角时间 转速转速80010002000300040005000600070008000 每毫秒 转动角 度（度） 4.8612182430364248 曲轴转 动一周 时间 （ms） 756030201512108.577.5 发动机 一个工 作循环 时间 （ms） 150120604030242017.1415 最大负荷空燃比12.52:1（过量空气 系数0.85） 每分钟发动机转速每分钟发动机转速51502=2=25752575个工作循环个工作循

41、环/ /分钟分钟 2575个工作循环个工作循环/分钟分钟60秒秒=42.91个工作循环个工作循环/秒秒 42.91个工作循环个工作循环/秒秒4 4汽缸汽缸= =171.66171.66个进气冲程个进气冲程/ /秒秒 99.56克克/秒的空气秒的空气171.66171.66个进气冲程个进气冲程/ /秒秒=0.=0.57995799克克/ /冲程的空气冲程的空气 0.0.57995799克克/ /冲程的空气冲程的空气1 12.522.52的空燃比的空燃比=0.0463=0.0463克克/ /冲程的燃油冲程的燃油 0.0.04630463克克/ /冲程的燃油冲程的燃油0.00345克克/毫秒喷油量毫

42、秒喷油量=13.42毫秒喷油时间毫秒喷油时间 13.42毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=13.62毫秒喷油时间毫秒喷油时间 由于喷油器堵塞导致由于喷油器堵塞导致 13.24%(长期修正系数长期修正系数)+20.27%(短期修正系数短期修正系数)=33.51%燃油修正系数燃油修正系数 13.42毫秒喷油时间（毫秒喷油时间（1+33.51%）=17.915毫秒喷油时间毫秒喷油时间 4.65%(长期修正系数长期修正系数)+4.65%(短期修正系数短期修正系数)=9.30%燃油修正系数燃油修正系数 13.42毫秒喷油时间毫秒喷油时间(1+9.30%燃油修正系数燃油

43、修正系数)=14.66毫秒喷油时间毫秒喷油时间 14.66毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=14.86毫秒喷油时间毫秒喷油时间 14.86毫秒毫秒=喷油器通电时间喷油器通电时间 过量空气系数0.84 每分钟发动机转速每分钟发动机转速52002=2=26002600个工作循环个工作循环/ /分钟分钟 2600个工作循环个工作循环/分钟分钟60秒秒=43.33个工作循环个工作循环/秒秒 43.33个工作循环个工作循环/秒秒4 4汽缸汽缸= =173.33173.33个进气冲程个进气冲程/ /秒秒 96.20克克/秒的空气秒的空气173.33173.33个进气冲程

44、个进气冲程/ /秒秒=0.=0.555555克克/ /冲程的空气冲程的空气 0.0.555555克克/ /冲程的空气冲程的空气1 12.362.36的空燃比的空燃比=0.04488=0.04488克克/ /冲程的燃油冲程的燃油 0.0.0448804488克克/ /冲程的燃油冲程的燃油0.00345克克/毫秒喷油量毫秒喷油量=13.01毫秒喷油时间毫秒喷油时间 13.01毫秒喷油时间毫秒喷油时间+0.2毫秒的针阀开启时间毫秒的针阀开启时间=13.21毫秒喷油时间毫秒喷油时间 由于喷油器堵塞导致由于喷油器堵塞导致 13.24%(长期修正系数长期修正系数)+20.27%(短期修正系数短期修正系数)=33.51%燃油修正系数燃油修正系数 13.01毫秒喷油时间（毫秒喷油时间（1+33.51%）=17.368毫秒喷油时间毫秒喷油时间