汽车发动机原理与汽车理论基本课件-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)第十章汽车发动机新技术稀薄燃烧及缸内直喷式汽油机稀薄燃烧汽油机是一个范围很广的概念，只要>17，就可以称为稀薄燃烧汽油机。稀燃汽油机分可为两类，一类是非直喷式稀燃汽油机，包括均质稀燃和分层稀燃式汽油机，一般只能在<25的范围内工作。而另一类是缸内直喷式稀燃汽油机，可在≥25～50范围内稳定工作。稀薄燃烧汽油机有良好的排放特性和燃油经济性。图6–64不同燃烧方式的性能对比第一节汽油机的新型燃烧室1.均质稀混合气的燃烧室

1)TGP燃烧室燃烧室中设有一个预燃室，火花塞位于通道中。在压缩过程中，新鲜混合气进入预燃室，产生适当的涡流，并对火花塞间隙进行扫气，促进着火。火焰核心进入预燃室，引起迅速燃烧，结果形成火焰束喷入主燃烧室，使主燃烧室气体产生强烈紊流，促进了主燃烧室燃烧。图6–65TGP燃烧室图6–66TGP燃烧室与传统型燃烧室放热率比较2)双火花塞燃烧室离半球形燃烧室中心两边等距离处各布置一个火花塞，因而火焰传播距离仅为缸径的一半，点火提前角可减小，提高了点火时混合气的压力和温度，使着火性能得到改善，燃烧持续时间缩短，提高了发动机的性能。图6–68双火花塞燃烧室2.分层燃烧

分层充气燃烧，即在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓的可燃混合气，而在周边区域是较稀混合气或空气。如图6–64所示，分层燃烧的汽油机可稳定工作在=20～25范围内。分层往往是通过不同的气流运动和供油方法实现。

1)美国德士古分层燃烧系统(TCCS)

此系统吸入气缸的是空气，由螺旋进气道或导气屏组织强进气涡流。在压缩上止点前30°左右，喷油嘴顺气流方向将汽油喷人气缸，燃油随气流流动，火花塞位于喷嘴下方边缘，此处混合气浓，容易着火。着火后，火焰、燃气随气流扩展，被气流带离火花塞、喷油嘴，新鲜空气又被涡流带到燃油喷射区。图6–69德士古TCCS燃烧室

2)CVCC燃烧系统

CVCC燃烧系统是一种分区燃烧方式，有主、副两个燃烧室和两个化油器。工作时，向主燃烧室供给较稀混合气，而向副燃烧室供给少量浓混合气，在压缩过程中，副燃烧室内形成的易于着火的混合气。火花塞首先点燃副燃烧室中的混合气，由副燃烧室喷出的火焰点燃主室的稀混合气。

图6–70CVCC燃烧系统

3)轴向分层燃烧系统

进气过程早期只有空气进入气缸，进气组织较强的涡流；当进气门开启接近最大升程时，通过安装在进气道上的喷油器将燃料对准进气阀喷入缸内；燃料在涡流的作用下，沿气缸轴向发生上浓下稀分层。压缩过程维持这种轴向分层，在火花塞附近存在较浓的混合气，而其余部分混合气较稀。图6–71轴向分层工作原理

4)滚流(纵涡)分层稀燃系统

滚流(纵涡)分层稀燃烧系统在进气道中设置两块薄的垂直隔板，使进气在气缸内形成三股独立的滚流，外层的两股涡流仅由空气组成，中间的一股是浓de的混合气，这样强的空气和燃料线型气流，大大抑制了水平涡流的形成，同时防止它们彼此混合，使燃料和空气在压缩过程维持分层，保证火花塞附近形成浓混合气，向缸壁逐渐稀化。图6–72三菱纵涡流旋转系统

5)四气门分层稀燃系统

四气门高压缩快速燃烧中有一个切向进气道l和一个中性进气道2分别独立地通往各自的进气门。切向进气道产生绕气缸中心线旋转的进气涡流；同时，中性进气道末端与气缸中心线的夹角较小，产生向下的气流，该气流与活塞运动相配合，产生一种其旋转轴线平行于曲轴中心线的滚流。安置在中性进气道中的涡流控制阀3控制着两个进气道中的流量比，进而决定缸内充量运动的涡流比。涡流控制阀下游的进气道上开有一个“窗口”，双束喷油器4通过这个“窗口”将两支油束分别喷人两个进气道。两支油束的燃油流量相等、持续时间相同。当涡流控制阀3不是完全开启时，中性进气道的混合气较浓，切向进气道的混合气较稀，造成分层充气。图6–73AVL四气门高压缩快速燃烧系统3.均质稀混合气的燃烧室

1)福特缸内直喷燃烧系统(PROCO)

福特缸内直喷燃烧系统如图6–74所示，喷油器直接把汽油喷入燃烧室，利用涡流和滚流进行燃油一空气的混合。图6–74福特缸内直喷燃烧系统优点：充量系数提高；压缩比较大，发动机压缩比达11.5；可大幅度降低冷起动时的HC排放,稳定工作的最大空燃比可达25。

2)4G系列缸内直喷式稀薄燃烧

燃烧系统主要工作特点是利用立式进气道在气缸中产生逆向翻滚气流；利用一个高压(喷射压力5MPa)的旋流式电磁喷油器，使得喷出的燃油有好的贯穿度和合适的雾化；可实现小负荷时分层燃烧；可以实现两段燃烧(二段燃烧法是指在怠速运转时，不仅在压缩行程后期喷油，还在膨胀行程的后期补充喷油的燃烧技术)；在全工况范围内，可以实现均质、分层、二段混合燃烧等。图6–75三菱GDI燃烧系统

3)丰田D-4缸内直喷稀燃发动机

D-4缸内直喷式稀燃系统通过安装在进气道上的电子涡流控制阀，形成不同斜向角度的进气涡流。燃烧室为半球屋顶形，活塞顶部设有唇型深皿凹坑，与进气涡流旋向以及高精度的喷油时间和喷油方向控制相配合，在火花塞周围形成较浓的易点燃混合气区域。图6–76丰田公司D-4缸内直喷燃烧系统示意图一、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。第二节电控汽油喷射系统1.D型电控汽油喷射系统原理：以进气管压力和发动机转速控制喷油量，速度密度方式。2—喷油器3—进气歧管绝对压力传感器6—冷启动喷油器二、电控汽油喷射供给系统的主要型式2.L型电控汽油喷射系统原理：以吸入的空气量作为控制喷油量的主要因素。L型测量准确程度高于D型

5—喷油器8—冷启动喷油器10—阻流板式空气流量传感器3.Mono系统低压中央喷射系统，即单点喷射系统，在原来化油器的基础上仅用一只电磁喷油器进行集中喷射。1一中央喷射组件一)、空气流量计空气流量计用于L型EFI系统。根据测量原理不同，空气流量计有热线式、热膜式、卡门涡旋式、翼片式等几种类型。热线式空气流量计有两种形式：主流测量式和旁通测量式。三、电控汽油喷射系统的组成(一)进气系统热线式空气流量计工作原理是由4个热敏电阻组成了一个电桥，其中的热线和冷线在取样管中，取样管在进气管的中央或一侧。发动机运转，空气流过时，带走热量，热线的电阻值变小(PTC)，冷线电阻值变大(NTC)，电桥失去平衡。测量两端的电压降，即可得知流过空气量的多少，ECU就能确定所需空燃比的喷油量。图6–23热线式空气流量计图6–24热线式空气流量计工作原理如图二)、进气管压力传感器

半导体压敏电阻式进气压力传感器:

在单晶半导体上，通过扩散的方法加入一些不纯物质，就会形成了一定的电阻值。在此电阻值的基础上，施加一定的应力应变，其阻值会发生变化，这种现象就称为半导体的压电效应，半导体压力传感器就是应用了这个原理。观看动画图6–25半导体的压电电阻效应图6–26压敏电阻式进气压力传感器三)、节流阀体

节流阀由油门踏板控制，以便控制发动机的进气量。怠速通道：节流阀体上，当怠速时可提供少量的空气。通过流量板转角的变化来计量吸入的空气量，并将转角的变化转变为电压信号输送到电脑。图6–27怠速时空气流量作用：供给发动机燃烧过程所需的燃油。组成：燃油泵、燃油滤清器、油压调节器、喷油器、燃油脉动衰减器、油箱、油管等。图6–28燃油供给系统1-燃油箱2—燃油泵3—燃油滤清器4—回油管

5—燃油压力调节器6—输油管7—冷启动喷油器

8—稳压箱9—喷油器10—各缸进气歧管(二)燃料供给系统燃油管油箱汽油滤清器汽油泵空气滤清器化油器桑塔纳轿车汽油供给系示意图输油管冷起动喷油器油压调节器喷油器油压脉动衰减器燃油滤清器油箱供油装置燃油泵1.燃油泵作用：把燃油从油箱吸出并通过喷油器供给发动机各气缸。电动燃油泵装在油箱内，涡轮泵由电机驱动。当泵内油压超过一定值时，燃油顶开单向阀向油路供油。当油路堵塞时，卸压阀开启，泄出的燃油返回油箱。2、油压调节器作用：使油压保持在某一规定值不变，确保喷油压力恒定。

工作原理：当发动机工作时，若进气歧管负压增加，可使作用在调节器膜片弹簧室侧的压力减小，在系统油压作用下，膜片上移，打开阀门，使多余部分的燃油从回油管流回油箱，系统油压随之相应减小，从而使得喷油器的喷油绝对压力不随进气歧管真空度的变化而发生变化，即保持恒定。图6–30燃油压力调节器3、燃油压力脉动阻尼器

作用：减小燃油压力脉动

。

工作原理：燃油压力脉动阻尼器的弹簧室密封，等于是一个空气弹簧。全部输油量通过阻尼器流向燃油总管。当燃油压力升高时，弹簧室容积变小而燃油容积扩大，使油压升高峰值减小。反之，油压降低时弹簧室容积变大而燃油容积减小，又使油压降幅减小。

图6–30燃油压力脉动阻尼器4、喷油器功用：喷油。工作原理：当ECU发出命令使电磁线圈通电后，在电磁线圈磁场的作用下，衔铁和针阀被吸起，汽油从喷孔喷出。当电源切断后，针阀在回位弹簧作用下关闭喷孔。图6–32球阀式电磁喷油器5、冷起动喷油器功用：冷起动时，额外加大喷油量，使混合气瞬时加浓，便于着火起动。工作原理：当冷车起动时，电磁线圈通电，产生磁力，将衔铁吸起，汽油通过旋流式喷嘴喷出。

图6–33冷起动喷油器图6–34燃油滤清器6、燃油滤清器功用：清除汽油中的杂质，防止堵塞喷油器等部件，减少运动部件的磨损。工作原理：燃油滤清器与普通的滤清器一样，采用过滤形式，壳体内有一个纸滤芯，滤芯的微孔平均直径为10μm，并串接一个棉纤维制成的过滤筛。滤芯的形式通常有两种，即菊花形和涡卷形。一)、传感器1温度传感器

进气温度传感器和冷却水温度传感器都采用热敏电阻式温度传感器。

热敏电阻式温度传感器:把传感器与一个精密电阻串联接到一个稳定的电源上，就能够用串联电阻的分压输出放映温度的变化。图6–36水温度传感器(三)电子控制系统2曲轴位置传感器

1）磁脉冲式曲轴位置传感器2）霍尔传感器

图6–37磁脉冲式曲轴位置传感器图6–38霍尔传感器3节气门位置传感器

可动触点可沿导向凸轮沟槽移动，导向凸轮由固定在节气门轴上的控制杆驱动。当发动机怠速工作时，传感器可动触点与怠速触点接触，怠速工况信号线输出为高电平；当发动机节气门开度大于50％时，另一对功率触点闭合，功率信号线输出为高电平；当发动机节气门开度在怠速和50％之间时，活动触点处于两个触点间，传感器输出线均为低电平。图6–39简单开关式节气门位置传感器4车速传感器1）舌簧开关式2）光电耦合式图6–41舌簧开关型车速转速传感器图6–42光电耦合型车速传感器5氧传感器1）二氧化锆传感器图45二氧化钛氧传感器图6–44600℃氧化锆传感器的输出特性

2）二氧化钛传感器6空燃比传感器空燃比传感器的结构见图6–46，与氧传感器相似，空燃比传感器采用了二氧化锆固体电解质来测定排放气体中的氧浓度，用以检测空燃比。图6–46空燃比传感器7爆震传感器1）磁滞伸缩式爆震传感器2）压电式传感器

传感器是感知信息的部件，负责向ECU提供发动机和汽车运行状况。二)、电子控制单元ECU是微型计算机。发动机工作状态通过传感器反映给ECU。在ECU内存储喷射持续时间、点火时刻、怠速和故障诊断等数据，这些存储的数据与发动机工况以及计算机程序相匹配。ECU利用这些数据和来自发动机上各种传感器的信号，经过逻辑运算，又输出控制信号给执行器，通过执行器控制发动机工作状态。中间的金属方盒为电子控制单元，箭头指向电子控制单元的部件为传感器，箭头从电子控制单元出去的部件为执行器。三、执行器：三）.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。一）、喷油时刻的控制

喷油时刻是指喷油器开始进行喷油的时刻相对曲轴位置的转角。喷油时刻随发动机喷油方式的不同而有所不同，但都是在相对曲轴转角的固定转角处。ECU以曲轴转角传感器的信号为依据,根据不同的喷油方式控制喷油器的开启时刻。

四、电控汽油喷射系统的工作过程二、喷油量的控制

ECU根据各种传感器测得的发动机进气量、转速、节气门开度、冷却水温度与进气温度等多项运行参数，按设定的程序进行计算，并按计算结果向喷油器发出电脉冲，通过改变每个电脉冲的宽度来控制各喷油器每次喷油的持续时间，从而达到控制喷油量的目的。电脉冲的宽度越大，喷油持续时间越长，喷油量也越大。1）起动工况的喷油控制

发动机刚起动时，ECU按预先给定的起动程序来进行喷油控制。ECU根据起动开关及转速传感器的信号，判定发动机是否处于起动状态。当起动开关接通，且发动转速低于某一转速时。ECU按发动机水温、进气温度和起动转速计算出一个固定的喷油量，使发动机获得顺利起动所需的浓混合气。冷车起动时，一般采用以下两种方法。1.通过ECU控制冷起动加浓通过延长各缸喷油器的喷油持续时间或增加喷油次数来增加喷油量。2.通过冷起动喷油器和冷起动温度开关控制冷起动加浓除了通过ECU延长各缸喷油器的喷油持续时间来增大喷油量之外，还通过冷起动喷油器喷入一部分冷车起动所需要的附加燃油，以加浓混合气。2）起动后的喷油控制

发动机起动后，各传感器适时检测发动机的转速、进气量、进气温度、冷却液温度、节气门位置(即工况)以及排气中氧的含量等信号，通过接口电路输入微机。ECU按下式确定喷油持续时间：喷油持续时间=基本喷油时间×喷油修正系数十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。各喷油修正系数：1.蓄电池电压修正喷油器电磁线圈的电感阻抗延缓了喷油器针阀的开启时刻。当蓄电池电压不同时，会引起实际喷油量的变化，蓄电池电压降低，喷油量也会下降。蓄电池电压修正通常以14V电压为基准，低于14V时，增加喷油时间。2.进气温度修正

进气温度不同，空气质量会有变化。在空气流量计内常装有进气温度传感器，通常是以20℃时的进气温度为基准。当进气温度低于20℃时，修正系数大于1，适当增加喷油量；当进气温度高于20℃时，修正系数小于1，适当减少喷油量。图6–53进气温度修正系数3.起动后喷油修正

发动机冷车起动后数十秒内，由于发动机机体温度较低使得汽油气化不良，为使发动机保持稳定运转，应随时间变化进行不同程度的加浓。喷油修正系数的初始值由冷却水的温度决定，然后随着起动运行，修正系数逐渐衰减。图6–54冷车起动燃油修正系数4.暖机加浓修正

在冷车起动结束后的暖机过程中，发动机的温度一般不高，喷入燃油与空气的混合依然较差，结果造成气缸内的混合气变稀。因此，在暖机过程中必须增加喷油量。暖机增量比的大小取决于水温传感器所测得的发动机温度。图6–55暖机加浓修正系数5.加速修正

汽车发动机加速时，节气门突然开大，发动机吸气量会随着节气门开度的变化而立即发生变化，为了获取良好的加速过渡性能，要求供给系统能在短时间内使混合气加浓。在加速工况时，发动机根据节气门位置传感器的变化速率判断发动机是否处于加速工况。

图6–56加速修正系数6.加速修正

大负荷工况时，应按功率混合气要求供给喷油量，目的是使发动机发出最大功率。大负荷信号由节气门位置传感器测得的节气门开度来决定。当判断出为大负荷时，ECU调节喷油器的持续喷油时间，使喷油量增加。7.断油控制暂时中断燃油喷射，以满足发动机运转中的特殊要求，它包括超速断油控制和减速断油控制两种断油控制方式。（1）超速断油控制（2）减速断油控制减速断油控制条件：1)节气门位置传感器中的怠速开关接通。2)发动机水温已达正常温度。3)发动机转速高于某一数值。3）理论空燃比的反馈控制

反馈控制是指借助安装在排气管中的氧传感器送来的反馈信号，对理论空燃比进行反馈控制的方式。根据氧传感器的输出特性，氧传感器输出电压信号在过量空气系数处发生跃变。微机有效地利用这一空燃比反馈信号，当混合气过稀时，排气中含氧量增加；当增加到一定值时，氧传感器的输出电压突然降低。ECU根据这一信号命令喷油器增加供油量，使混合气逐渐变浓，直至加浓到实际空燃比略低于化学计量空燃比、氧传感器的输出电压再次迅速上升、ECU再次发出减少喷油量的命令为止。反馈控制便是如此循环往复地进行的。图6–57反馈控制特性曲线图a)混合气实际空燃比b)氧传感器输出电压c)喷油量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图１０-３２电控点火系统工作原理图二、点火提前角的控制(一)定值控制方法1)发动机起动时，发动机转速变化大，无法正确计算点火提前角。

2)发动机转速较低时(此转速值因发动机和控制系统的不同而有所区别)。

3)当ECU系统出现故障而起用备用系统工作时。(二)基本点火提前角×冷却液温度修正系数控制方法在一些电子控制点火系统中，发动机运行时的点火提前角是由基本点火提前角乘以冷却液温度修正系数来确定的。基本点火提前角是由发动机运行工况决定的、存储在系统存储单元中的点火提前角数值。冷却液温度修正系数是根据试验结果确定的存储在系统控制单元中的数值。发动机工作时，系统由表中查取对应工况的基本点火提前角，根据冷却液传感器所测出的冷却液温度值由冷却液温度修正图中查出修正系数，将基本点火提前角乘以修正系数，其计算结果即为此工况下发动机点火提前角的实际控制值。(三)原始点火提前角＋基本点火提前角＋修正点火提前角控制方法有些发动机电子控制点火系统，采用了原始点火提前角＋基本点火提前角＋修正点火提前角的控制方法。原始点火提前角为一固定值，其提前角度是在发动机生产出来之后便有的点火提前量，任何工况此提前角都保持恒定。基本点火提前角是存储在微机系统的存储器中的数值，它是与发动机的转速和负荷有关的一组数据。三、通电时间的控制图１０-３３电源电压与通电时间关系曲线四、爆燃控制图１０-3４爆燃反馈控制原理图五、点火提前角的控制方式(1)点火控制方式Ⅰ曲轴位置传感器只在每个气缸工作间隔角度产生信号(四缸发动机为１８０°(CA)，六缸发动机为１２０°(CA))，ECU以该信号发生时刻为基准，根据预定程序的通电时间和点火时刻进行计算，求出开始通电时刻和断电时刻，再由微机进行控制。

(2)点火控制方式Ⅱ曲轴位置传感器产生１８０°(CA)的信号和３０°(CA)的信号。

(3)点火控制方式Ⅲ曲轴位置传感器产生１８０°(CA)的信号和１°(CA)的信号，以１８０°(ＣＡ)信号为基准，按每１°(CA)分频，用既定的曲轴转角产生开始通电时刻和断电时刻信号。图１０-３５曲轴位置传感器和点火控制方式

1—信号传感器2、6、16—曲轴位置传感器信号3—曲轴位置信号(整形后)

4—定时计数器5—传感器7—计数器8—定时计数器9—受光元件10—分电器

11—发光元件12—转子13—转动盘14—１°信号槽15—１８０°信号槽17—计数器第四节柴油机的电子控制一、概述柴油机的电子控制技术是在20世纪70年代初期开始发展的，现在发达国家已从实验开发阶段进入产品推广阶段，柴油机电子控制技术已在各个配套领域得到应用，其中汽车柴油机发展最快。二、对柴油机喷油系统的控制1.转速控制采用电子调速器代替机械调速器。只要更换软件即可轻易变动其调速特征，也能轻易地在全程式或两极式之间转换，还能具有低、怠速恒速的特点与超速保护的功能。由于电子调速器中没有飞锤等零件，因而有很高的敏感性。怠速电子控制还能实现温度补偿。2.对各种转速下最大喷油量的控制1)转矩校正通过电子装置可以方便地调整柴油机的扭矩曲线，改变最大转矩值及最大转矩时的转速。

2)进气压力变动补偿用压力传感器将进气管中的压力变化转换成电信号，输入电控系统后可以及时调节喷油外特性，当因海拔升高、空滤器阻塞或涡轮增压器转速低造成气缸压力低时，自动减少喷油量，避免柴油机冒黑烟，这些情况消除后喷油量又自动恢复，保持原有的输出水平。

3)进气温度、冷却液温度与机油温度补偿

当这些温度提高时，进气充量减少，为减少柴油机冒黑烟或过热，电控系统收到这些信号后就会减少喷油量。

4)增压柴油机进气流量补偿通过转速传感器和涡轮增压器出口压力传感器测得的超速、压力信号估算出进入柴油机的空气量，根据空气量电控系统实时调节喷油最大限制量。5)柴油机低油压保护当润滑油压力过低时，电控系统将柴油机最高转速限制与最大喷油量限制都适当降低，保证在此工况下运转柴油机不出问题。

6)增压器工作状态保护增压器工作是否正常，可由增压器压力传感器检测出来。3.喷油定时的电子控制这种控制除了根据柴油机转速与负荷来确定喷油时刻外，还要根据柴油机的冷却液温度、大气压力与瞬时状态加以校正，使其性能比机械式自动提前器优越。三、对柴油机其它系统的控制(1)废气再循环电子控制的废气再循环装置，通过闭环式电—气伺服机构控制再循环阀，从而能在不同工况和大气压下，精确控制再循环排气量，使柴油机排放达到最优。

(2)进气涡流调节直喷式柴油机喷油系统和进气涡流比Ω＝的匹配是十分重要的，要使柴油机获得好性能，高速时涡流比要低，低速时涡流比要高。

(3)可变几何截面涡流增压器在设计高增压小排量发动机时，为了满足低速扭矩的要求，将增压器的匹配点设计在低速区，在高速时采用放气的办法，以防止增压压力ｐｋ过高或超速，这样高速时排气能量便不能得到充分利用，使油耗升高。(4)可调机构的进气系统柴油机低负荷时，所需空气量少，过多的空气量会增加换气损失，使油耗升高。

(5)暖机电子控制装置在冷起动时，冷却液温度不易升高，暖机时间长，在喷油量很少的低速工况下暖机时，这种缺陷尤为显著。(6)部分停缸电子控制系统柴油机在部分负荷工作时，油耗高的部分原因是由于进、排气泵气损失相对增加。

(7)可变气门定时控制通过控制气门定时，来调节发动机的实际排量，从而改善部分负荷运行时的经济性。四、电控燃油喷射系统的类型1.位置控制式电控燃油喷射系统这种系统的特点是不改变传统喷油系统的工作原理和结构，只是用电控装置取代机械式调速器和提前器，对直列泵的油量调节齿杆和VE泵的溢流环套以及油泵驱动轴和凸轮轴的相互位置进行低频连续调节，以实现油量和定时的控制，所以叫做位置控制系统。位置控制式电控燃油喷射系统生产继承性强，安装方便，在西方国家已成熟并批量生产应用。但它显然只是对传统喷油系统的初步电控化改造。由于未变更原有喷油装置，喷油特性也未改变，因此一般不可能对喷油率和喷油压力进行调控。此外，由于位置控制不是直接改变油量和定时，中间环节多，控制响应慢，也做不到各缸的分缸调控。2.时间控制式电控燃油喷射系统(1)时间控制式柱塞泵脉动供油系统此类系统仍保持传统的柱塞往复运动脉动供油方式，但柱塞只起加压、供油作用，取消了齿杆、齿圈、柱塞斜槽乃至出油阀等调节油量的装置与机构，直接由电磁阀控制油量与定时。

(2)时间控制式共轨喷油系统这种系统不再应用传统柱塞脉动供油原理，而是先将燃油或者其他传递动力的工质，如机油，以高压(所需喷油压)或中压(10ＭＰａ左右)状态储集在被称为共轨的容器中，然后利用电磁三通阀将共轨中的压力油引到喷油器中实现喷射。图１０-３８ＥＣＤ—Ｖ３型电控分配泵系统

1—电磁溢流阀2—柱塞3—柱塞腔4—出油阀

5—供油定时控制阀6—相对转角位置传感器第五节可变配气机构与可变进气管一、可变配气机构1.可变配气相位对发动机性能的影响图１０-４１进气门关闭角对平均有效压力影响

３５°(ＣＡ)——基准相位５０°(ＣＡ)

６５°(ＣＡ)，气门重叠不变，２０°(ＣＡ)2.可变配气相位机构图１０-４３ＭＩＶＥＣ机构二、可变进气管图１０-４４可变进气谐振增压系统

1—转换阀2—短共振管3—长共振管

4—双节气门5—惯性增压第六节工程应用实例一(文摘)一、引言众所周知，降低燃油耗的许多方法中，以稀混合气燃烧最有效。然而，发动机用稀混合气运转要求有涡流或其他方法来改善和稳定燃烧，但发动机输出功率常因进气道流量系数减小而降低。而且稀燃发动机的排气恶化了氧化条件，使三元催化转化器不能有效地工作，因此ＮＯｘ排放难以达到满意的水平。为此，作者通过采用变涡流系统(称为ＶＴＥＣ机构)和优化涡流比的方法，在保证稀混合气稳定燃烧的同时，提高输出功率。同时，采用空燃比控制系统把ＮＯｘ排放降低到足够低的水平。二、涡流控制系统1.要求涡流运动是作为获得稀混合气稳定燃烧的手段。为使普通发动机生成涡流运动，就难以采用两个进气门。但进气门数的减少，会使发动机在高速时由于充量系数降低而降低功率输出。为了满足这显然相互矛盾的要求，即既要低的燃油消耗率，又要获得高输出功率，只得采用在高速区和低速区能改变进气门数目的配气机构，称之为ＶＴＥＣ-Ｅ机构。2.ＶＴＥＣ-Ｅ机构图１０-4６ＶＴＥＣ-Ｅ机构的工作原理三、稀气燃烧控制1.涡流比的优化图１０-４９紧凑型燃烧室对部分

负荷稀气极限的影响2.混合气形成关于气道喷油涡流式发动机的喷油定时，有文献报导，当在进气冲程中一定时刻喷油，便能形成轴向分层进气。浓混合气在气缸上部，稀混合气在气缸下部。浓混合气集中在火花塞附近有助于稳定着火，因而扩大了稀燃极限。3.燃烧过程的改进图１０-５０ＶＴＥＣ-Ｅ发动机与传统4气门发动机燃烧性能的对比四、发动机控制系统1.涡流控制(见前文所述)，作者通过采用变涡流系统(称为ＶＴＥＣ机构)和优化涡流比的方法，在保证稀混合气稳定燃烧的同时，提高输出功率。同时，采用空燃比控制系统把ＮＯｘ排放降低到足够低的水平。图１０-５２发动机控制系统2.空燃比控制在部分负荷下用一个进气门运行时，空燃比控制为22，在这一点上，ＮＯｘ排放、燃油耗和燃烧稳定性准则都能满足。用两个进气门运行时，在理想配比条件下应用废气再循环，用三元催化转化器控制ＮＯｘ，因为即使在部分负荷工况下发动机高速时ＮＯｘ排放也会增加。在这种情况下全负荷运行时，空燃比控制在12.5，以获得最大输出功率。然而在瞬态工况，要把空燃比精确保持在所要求的数值是极为困难的。为此，开发了能高精度检测宽广范围空燃比，并能快速响应的ＬＡＦ传感器。五、实车试验结果在应用上述稀燃技术并装有该发动机控制系统的汽车上，以ＬＡ－＃４和公路工况试验评定排放和燃油经济性。试验结果表明，在公路工况试验中，燃油经济性比装于同一汽车以理想配比工作的发动机高12%，在ＬＡ－＃