汽车发动机汽油机混合气的形成和燃烧

第四章汽油机混合气的构成和熄灭§5-1汽油机混合气构成及热功转换特点§5-2汽油机熄灭过程§5-3汽油机燃料放射量的控制§5-4汽油机熄灭组织方式及熄灭室§5-4汽油机的有害排放物及其控制内燃机实现热功转换的关键问题：混合气构成方式着火方式石油能源的发现和运用，为内燃机提供了能源汽油的特点，确定其混合气构成方式和着火方式挥发性好外部混合气构成法均匀可燃混合气点燃温度低强迫点燃火焰传播熄灭方式问题：限制紧缩比过高均匀混合气易爆燃；所以，热效率低一、外部混合气构成特点燃料供应方式分为：化油器和电控放射两种方式1〕化油器式混合气构成原理及特点混合气构成根本原理：利用空气动力学。设置喉管加快气流速度产生喉管真空度喷油；高速空气冲散、雾化、蒸发喉管浮子室高速气流这种混合气构成方式存在的问题：喉管节流：进气阻力，泵气损失，v，结冰；多缸机一个化油器：各缸进气支管不等长，呵斥各缸不均匀性较大；空然比控制精度不能满足现代节能与排放法规的要求淘汰被电控汽油放射技术替代〔1〕汽车电子技术开展背景社会要求：2〕电控汽油放射〔EFI〕式混合气构成航空技术的开展化油器结冰成为致命缺陷1930年德国因战争需求着手开发机械式放射系统但燃料系统改成机械放射式本钱高，安装不方便为降低本钱着手开发电控式汽油放射系统1945年洛杉矶烟雾事件；1960年制定/1965年实施排放法规注重排放控制技术空燃比的控制精度1883年戴姆勒发明轻便快速汽油机广泛运用技术支撑：半导体技术的开展及运用1948年晶体管发明，1957年运用化；1958年发明集成〔IC〕电路促进汽车电子技术的开展1970年后基于美国发布平安、排放、油耗三大法规；1971年微机问世使汽车电子控式技术迅速开展1972年波许公司开发L-J型质量流量式电控汽油放射系统1976年GM公司开发运用运用点火时期的微机控制技术控制技术由模拟控制向数字控制化开展1977年日产/丰田实现用氧传感器对空燃比的反响控制1980年三菱推出卡门涡式空气流量计；1981年波许/日立制造所推出热线式空气流量计电控汽油放射技术逐渐成熟电控汽油放射的主要优点：1．提高了控制自在度，减小进气阻力，改善各缸均匀性；进气管设计可按动力性要求设计，最大限制地提高充气效率。2．提高空燃比的控制精度，改善经济性，且配合三效催化转化器的运用，有效净化尾气排放。3．因汽油放射雾化，改善混合气构成条件，故提高发动机加减速等过渡工况呼应性和冷起动性。成为现代汽车的主导位置〔2〕电控汽油放射〔EFI〕式混合气构成特点进入气缸的空气量和燃料量分别控制：空气量空气流量计驾驶员控制；燃料放射量目的空然比ECU控制。电控汽油放射的主要问题：根据不同工况下进入气缸的空气量，如何准确控制燃料放射量控制最正确混合气浓度。关键问题：确定不同工况下的目的空燃比；准确控制燃料放射量。需求准确丈量进入气缸的空气量

电控汽油放射系统的混合气控制特点：由台架实验,事先确定不同工况对应的最正确空然比及其影响要素制成控制脉谱图，存储于ECU的ROM中。由专门进气流量丈量安装，丈量每一工况进入气缸的空气量，作为控制喷油量的主要根据。ECU根据传感器信息，判别演算工况、目的空燃比、燃油放射量；控制喷油器通电脉宽，按一定放射压力放射雾化，完成混合气的构成过程。质量流量计、进气压力传感器/温度传感器以及转速传感器，二、缸内直喷〔GDI〕式混合气构成：由控制目的不同，GDI系统混合气构成特点不同：用三效催化安装降低排放角度均质的实际空燃比为控制目的时：进气过程某一时辰喷油，利用缸内适当气流构成均匀混合气。控制法与PFI同以节能排放为目的的稀薄熄灭过程时，需求在气缸内构成A/F的梯度分布缸内滚流+放射时辰〔紧缩〕；放射压力为2~5MPaGDI混合气构成特点：无气道黏附油膜景象，节省额外耗油，起动性、呼应性及A/F的控制准确缸内雾化、气化吸热有利于充气效率。三、混合气浓度与发动机性能的关系1〕混合气浓度对发动机性能的影响实际上：a=1时完全熄灭，实践上：a=1.03~1.15时接近完全熄灭因缸内混合气非均匀；剩余废气稀释作用直接影响熄灭。称此混合气为经济混合气ab。a>1.03~1.15时：富氧，可完全熄灭；但燃料密度小，放热少，熄灭压力和温度低，熄灭速度动力性、经济性下降，NOx排放也降低。a=1.3~1.4时：混合气过稀，燃料分子间距增大；氧化速率，放热<散热热量不能积累；火焰难传播而熄火。称该混合气浓度为着火下限。a=0.8~0.9时：燃料密度相对较高，氧气浓度足够熄灭速率最快，热损失最小动力性最好。称此混合气为功率混合气aP。但因不完全熄灭be、CO、HCa<0.8~0.9时：混合气过浓，氧气不够；燃料不完全熄灭放热，熄灭速率；动力性/经济性；缸内易积碳，CO，冒烟。a=0.4~0.5时：严重缺氧，大部分燃料不能熄灭；火焰不能传播而熄火。称此混合气为着火上限。对应最正确动力性和最正确经济性的A/F不一致；存在混合气浓度的着火界限范围。汽油a=0.4~1.42〕汽油机各工况对的要求工况起动、怠速、中小负荷、全负荷和加减速。起开工况：n、温度最低，开度小，气流速低；喷雾及油膜蒸发混合条件最差。供应a=0.4~0.6;保证缸内可燃混合气的浓度；问题：CO和HC排放较严重。初次放射完爆率。怠速：Pe=0，开度最小，n和温度较低，r较大；且随TW，油膜蒸发不同，影响混合气浓度。a=0.6~0.8怠速稳定。快怠速系统缩短暖车时间，怠速经济性，快怠速系统：机械式电控节气门式块怠速原理：低温时进气量，n;随Tw，进气量，nnI机械式(旁通空气法)蜡中小负荷：任务温度，雾化条件改善。此时随节气门开度添加，进气量，r。随开度a；常用工况：三效催化+电控排放：a=1.0全负荷工况：开度最大，输出最大功率。要求供应功率混合气；a=0.8~0.9对经济性和排放问题暂不予思索加减速工况：节气门突变，进气量/进气压力变化影响进气道外表/进气门反面油膜蒸发；影响缸内混合气浓度。加速时：进气量，进气压力，油膜外表压力;妨碍油膜蒸发，缸内混合气变稀；减速时：进气量，进气压力，油膜外表压力使其蒸发量添加，缸内混合气变浓。因此，呵斥汽车加减速时游车景象必需需求相应地进展喷油量的加减修正。汽油机熄灭过程：均匀混合气点燃火焰传播；主要包括：点火过程和火焰传播过程。§5-2汽油机熄灭过程一、点火过程经过外部能源在缸内某一点产生火焰核的过程；手段：火花塞两端施加15kV~30kV火花放电方式火花塞放电过程：三个阶段击穿阶段(10ns)：击穿离子流导通;T=60000电弧阶段：导通电弧放电;电流高,T=6000K辉光放电阶段：离子化气体分散密度，T火焰核构成二、正常熄灭过程1〕正常熄灭过程的示功图分析：根据缸内压力变化特点，分为三个时期第I阶段：着火阶段，点火~2点；点火能量>40mJ;作用：构成火焰中心使火焰传播。要求：尽能够短、稳定。影响要素：a，缸内T、p，气流运动，火花能，残气等(1)燃料特性和a：碳链长的烷烃类成分越多自然性越好，i越短。当a=0.8~0.9时，反响速率最快，i最短。(2)点火时辰气缸内的p和T：越高，p()和T越高反响速度越快i。但受爆震限制。(3)r：剩余废气是惰性气体其热容高。r，化学反响速度，i。(4)缸内气流强度：缸内气流使火焰中心偏离电极间隙处。火花塞附近气流过强，火焰中心散热损失就添加，i。(5)点火能量：点火能量，电极间隙处的混合气更容易击穿而导通，i。蓄电池-点火线圈式点火系统的点火能量：与初级电流切断之前初级线圈所储蓄的能量E成正比。即其中，L1：初级线圈自感系数；i1：初级电流；V：线圈两端电压，R1：初级线圈的阻抗；t：通电时间第II阶段：明显熄灭期，从2点~p最高(3)点特点：火焰传遍整个熄灭室火焰传播速度取决于：层流火焰速度；混合气紊流形状；熄灭室外形。压力急剧升高，用平均压力上升速度评价：

明显熄灭期越短，熄灭越快(等容)，经济性动力性愈好；但p/高噪声振动大，粗暴。第三阶段：后燃期，3点~4点，前阶段未燃分解物在膨胀过程中再次氧化的过程。来源：缸壁附近，缝隙处，高温分解物等后燃越多，排温越高；热效率要求：尽量减少。熄灭过程的主要参数：1．pz及其对应曲轴转角&Tz及其对应曲轴转角：pz和Tz代表熄灭过程中的机械负荷和热负荷；对应曲轴转角位置评价熄灭过程组织能否及时2．(dp/d)max及其对应曲轴转角&(dQ/d)max及其对应曲轴转角：主要阐明熄灭速率的控制情况。3．放热率曲线面心对应的曲轴转角：阐明放热规律的控制情况。即越小熄灭越接近上止点，定容度和热效率就越高1．层流火焰传播速率SL：指火焰前锋面相对未燃混合气的速度影响混合气的质量熄灭速率。质量熄灭速率定义：单位时间熄灭的混合气量，即主要控制明显熄灭期。2〕火焰传播速率影响SL的主要要素：燃料特性、气缸内压力和温度形状。用阅历公式表示，即其中，a：过量空气系数；p,Tu:分别为火焰前锋面前未燃气体压力和温度a=0.85~0.95时，UTmax;功率最大功率混合气a=1.05~1.15时，UT降低不多且有足够氧，促进完全熄灭经济性最好经济混合气a过大，UT太慢，热效率低a>1.3~1.4时，不能传播，下限；a<0.4~0.5时，严重缺氧，不能传播，上限。a火焰前锋面积AT：熄灭室外形和火花塞位置有关混合气密度T：T，可提高熄灭速度。手段：；增压提高进气压力2．湍流火焰传播速率湍流：由宏观涡流运动和无数个微小气团的无规那么运动组成。湍流弱湍流强特点：大尺度湍流火焰前锋面扭曲，其面积；构成多个熄灭中心；扩展火焰前锋熄灭区厚度。小尺度湍流加大火焰面中燃料分子与空气分子之间的相互浸透，加快湍流火焰传播速率。湍流强度火焰速度比令湍流火焰速率与层流火焰速率之比为火焰速率比，即那么，FSR与湍流强度成比例当缸内湍流强度不高时，湍流速率与层流速率之间近似呈线性关系，即湍流过强火焰猝熄HC的缘由之一3．火焰传播速率Sf：定义：火焰传播速率为火焰前锋面相对熄灭室壁面传播的绝对速率，即已燃区的膨胀速率Ap,p:分别为已燃区在活塞上的投影面积和活塞速度，Vb:已燃区体积，V:气缸容积，:曲轴角速度指稳定正常运转的情况下个循环之间熄灭变动和个缸之间的熄灭差别。1.熄灭循环变动：指稳定工况下，每一循环熄灭过程随机变化的景象。产生缘由：火花塞附近a、湍流特性、强度的随机性；呵斥i不同。影响：动力性、经济性。稀混合气、小负荷时大。3〕不规那么熄灭梳状示功图循环变动的评价参数：pmi的变动系数:pz的变动系数:N:循环数，:N次循环pz的平均值。：N次循环平均指示压力的平均值2.各缸熄灭差别：由各缸不均匀性呵斥。各缸不均匀性：各缸之间a、v不同；缘由：进气干涉、进气支管差别、进气速度、紊流形状不同、油膜厚度蒸发条件不同等。影响：动力性、经济性、排放特性。措施：进气系统设计、进气阻力、各零件安装位置汽油机MPI后，各缸进气支管根本坚持一致改善各缸不均匀性。但气道内壁及进门处的油膜、各缸湍流形状不完全一致等，各缸不均匀性一定程度上依然存在。GDI技术将进一步改善各缸不均匀性。4〕熄灭室壁面的熄火作用汽油机产生HC排放物的主要来源之一。缘由：缸壁冷却作用，使链反响中断，生成大量未燃烃HC。实际混合气时，熄火厚度最小；浓或稀，都添加；大负荷、熄灭温度压力提高，加强紊流，可减小熄火厚度；熄灭室的面容比F/V直接影响HC。三、不正常熄灭1〕爆燃：火花塞点火后，末端气体的自燃景象缘由：点火后，末端气体受火焰面热辐射、紧缩，其压力温度，在火焰前锋到达之前自燃。特证：熄灭速度极快，达数百米/s，呵斥很大的压力梯度、温度梯度压力冲击波。危害：严重时动力性/经济性恶化；活塞/气门烧坏;故汽油机不允许在严重爆振下任务产生爆振的条件：t1>t2

t1：点火开场到火焰传播末端气体所需时间；

t2：点火开场末端气体自燃所阅历时间。

一切使t1延伸、t2缩短的要素，均使爆燃倾向外部景象：金属敲击声冲击波撞击缸壁；冷却系过热破坏缸壁外表附面层正常熄灭细微爆振严重爆振影响爆燃要素：燃料的性质：辛烷值高，抗爆性强末端气体形状：p、T高，易自燃爆振倾向；如紧缩比负荷转速：n，传播速度，爆振倾向；低速大负荷相反，爆振倾向缸径D：D，传播间隔长，爆振倾向。故，汽油机限制大缸径发动机功率覆盖范围受限制。2〕外表点火炽热外表：排气门/火花塞裙部/积炭等。特点：点火时辰不可控制。早燃：外表点火发生在正常点火之前；任务粗暴，诱发爆燃；无压力冲击波，低频沉闷声。后燃：外表点火发生在正常点火之后。指不靠火花塞而是由熄灭室内炽热外表点燃的景象。1〕a：a=0.85~0.95时，熄灭速度最大Pe、Tz、Δp/ΔMax;a=1.05~1.15时，完全熄灭，beMin，NOxMax；a<1时，O2缺乏，CO；a<0.8或a>1.15时，熄灭速度慢，部分燃料来不及完全熄灭;be，HC四、运用要素对熄灭过程的影响结论：均质混合气a对熄灭过程影响很大，必需严厉控制。2〕点火提早角：指火花塞跳火时辰到上止点的曲轴转角。不同点火提早角对熄灭过程影响：即每一工况存在最正确点火提早角随工况变化最正确点火提早角：PeMax；beMin；示功图面积最大。最正确点火时辰确实定方法——点火调整特性。点火过早：紧缩负功，pz,T,易爆燃；点火过迟：熄灭过程在膨胀线上延迟—传热，—排温—热效率3〕负荷添加，节气门开度，m1，r减小；熄灭条件得到改善，熄灭所需时间t缩短对应曲轴转角减小最正确点火提早角。但随负荷增大，缸压和温度升高，爆燃倾向添加。=6nt4〕转速n：n，缸内湍流强度，火焰传播速度；熄灭过程所占时间t缩短；爆震倾向。但，由=6nt；随n，t变化量很小，而；最正确点火提早角。§5.3汽油机燃料放射量的控制混合气构成方式：有化油器，电喷系统：一、电控汽油放射系统(EFI)1〕EFI(ElectronicFuelInjection)的分类：根据进气量的测试方式：分为三种：质量流量式速度密度式：节气门-速度式：热线/热膜式卡门涡式板式直接丈量进气质量流量由n和进气压力推测进气流量节气门开度和n推测进气流量根据放射位置：分为两种缸内直喷式〔GDI〕

进气管放射式〔PFI〕：根据喷油器的安装位置，PFI又分为►单点放射〔SPI〕淘汰►多点放射〔MPI〕主流喷油器受燃气的高温、高压的影响，而且在构造设计以及布置上要求保证喷油器的安装空间各缸喷油器独立进气管设计自在度大改善各缸均匀性放射方式的分类：根据放射时期：分为同期放射和非同期放射同期放射：放射时辰由曲轴转角位置确定因此与发动机转速同步；包括：顺序放射、同时放射、分组放射。非同期放射：放射时辰与曲轴转角位置无关的一种随机性放射方式用于起动、怠速或急加速等工况，过渡呼应特性。根据放射压力：分为高压放射:>200kPa低压放射：<200kPa2〕EFI系统的组成：功用：根据进气量，准确控制喷油器喷油量组成：三个系统空气系统：控制并计量进入气缸的空气量；燃料系统：由ECU指令正确控制喷油量；控制系统：由传感器信息，正确判别工况，并计量控制量；输出给执行器。空气系统：空气滤器空气流量计节气门体(空气阀)稳压箱〔气缸〕保证一定量的清洁空气进入气缸。燃料系统：燃油箱燃油泵滤清器调压器喷油器。将清洁的一定量燃油定时定压地喷入气缸。控制系统：由传感器、输入/输出电路以及微机等组成控制系统的指挥部。确定喷油器的开启时辰和封锁时辰控制放射时辰和放射脉宽。量调放射压力=250~300kPa二、质量流量式EFI放射量的控制1．目的空燃比确实定综合各工况下的动力性、过渡呼应性、排气净化特性、燃油耗费率来确定；采用三效催化器时：目的空燃比实际空燃比。根据：进入气缸的实践空气流量各工况的目的空燃比控制喷油量采用GDI时：目的空燃比取决于稀燃控制技术程度1)质量流量计：(a)热线式2．进入气缸的空气量确实定电路温度传感器热线采样管原理：热线产生的热＝向周围的散热式中，TH:热线温度;A:热线传热面积;TA:空气温度;I:热线电流;V:热线两端电压当〔TH-TA〕坚持一定时Gkg/sV即，热线电流的大小与空气质量流量G成比例。由惠斯顿电桥控制热线电流温差〔TH-TA〕一定，那么丈量热线电流的大小求得G(b)卡门涡式：光电晶体管导压孔涡发生体管路LED-卡门涡机理：层流中卡门涡频率与层流速度成正比St:斯特劳赫尔常数，当雷诺数Re=10~104时，St=(0.~0.148)；d:涡发生体的特征尺寸；V:层流速度。整流器的目的：将进气整流，使Re=10~104由卡门涡丈量频率f求V，那么进气流量规范大气条件：p0,T0时，进气密度：0

进气压力、温度及密度分别为p、T、的恣意条件3．喷油量的控制喷油量:=实践进入气缸的空气量/目的空燃比，即Gf：取决于喷孔直径、孔数、针阀升程、放射压力和放射脉宽(Ti)当喷油器构造确定，放射压力为常数时：K0：与喷油器构造有关喷油量的控制放射脉宽Ti的控制Ti确实定：Tp：根本放射时间规范条件下由目的空燃比确定；Fc:Tp的修正系数；Tv:喷油器的无效放射时间。由于TO随电源电压而，Tv随电源电压变化，故根据电源电压进展修正Ti。a)Tp确实定热线式流量计：G:单位时间质量流量；K0：常数；G/n：每转进入气缸的空气质量。喷油器是按每转放射因热线式流量计输出信号呼应特性好遭到进气压力脉动的影响；为提高控制精度，以比进气脉动频率更快的采样速度，对空气流量计输出信号进展A/D转换；按点火间隔时间进展平均化处置求进气行程中平均输出信号。热线式空气流量计的输出电压与空气质量流量关系为非线性，需先进展线性化处置GL，然后再求出根本放射时间。即卡门涡式流量计：设规范大气形状p=101kPa、T=293K；由那么，进气温度和大气压力的修正量：b〕Fc确实定根据进气量的丈量方式Fc确实定方法有所不同。质量流量式EFI，主要思索5个方面的要素：其中，FET：温度修正系数FAD：加减速修正系数FO：氧传感器修正系数FL：学习修正系数FH：大负荷修正系数①FET：温度修正系数因温度不同，影响雾化质量影响混合气浓度。低温时，雾化蒸发不良混合气过稀熄火。高温时，燃油易蒸发“汽阻〞景象影响高温再起动性。起动后增量修正系数：低温起动时，着火后数十秒内进展的增量修正。主要修正进气门、气缸壁因外表温度低油膜蒸发量的部分修正方法修正时间怠速暖车增量修正系数FI：修正起动后，进气门、气缸壁外表温度、冷却水温TW随时间而时，油膜蒸发作用不同呵斥的混合气偏稀的部分。与同时进展修正。但是在起动后数十秒内修正过程终了；而FI那么不断修正到TW到达规定温度为止。高温修正系数FT：指汽车大负荷高速行驶后停车10~30分钟后再起动的2~3分钟时间内的加浓修正缘由：高速行驶时，迎面风冷却油温低。但停车后，发动机作为热源而散热却无冷却风发动机室温度，油温达80~100℃；喷咀内“汽泡〞a过稀无法再起动。加浓修正区：TW≥100℃②加减速修正系数FAD：加速修正系数FAC：缘由：加速时，随节气门开度，进气量，进气压力，管内壁外表油膜蒸发速率；呵斥缸内a变稀。修正方法：思索负荷〔FDL1〕和冷却水温〔FTW〕两个影响要素，即FDL1：当进气量/节气门开度变化率>设定值时修正。修正条件FTW：当负荷变化率一样时，假设TW不同，因油膜蒸发量不同，a不同，故，需修正。减速修正系数FDC：缘由：减速时，随节气门开度，进气量，进气压力，管内壁外表油膜蒸发，a变浓修正方法：与FAC相反修正区及方向③氧传感器反响修正系数FO：缘由：汽油机用三效催化安装只在a=1附近，才干同时净化CO、HC和NOx三项有害排放物。故，用O2传感器反响控制a=1，提高a的控制精度。ZnO2氧传感器输出特性修正方法：a=1的正确断定ECU反响控制。反响控制目的A/F④学习控制修正系数FL：缘由：因发动机长期运用一些零部件磨损等使反响控制的空燃比偏离目的值的部分，控制精度修正方法：三过程a)学习过程：确定量b)记忆过程：记忆c)实施过程：修正学习控制效果：过渡工况：反响控制无学习控制时加学习控制反响控制呼应性慢：积分速率百分之几秒数量级；发动机高速过渡工况以几十毫秒数量级变化；不能实现实际空燃比的反响控制。学习控制：呼应迅速，可实现实际空燃比控制⑤大负荷高转速增量修正系数FH：缘由：大负荷时，要求输出最大转矩需求功率混合气a=0.85~0.95。修正方法：由节气门开度传感器判别全负荷形状；开度>80%〔设定值〕时，停顿反响控制；取FH=1.18，并开环控制。三、速度密度式1．进气量的推测原理由充气效率定义：进入气缸的空气质量：即，经过台架实验确定各工况下的充气效率，实时检测进气压力和温度，求得Ga。2．喷油脉宽Ti确实定：Ka：进气温度修正系数；Kw：怠速暖车修正系数;Kk：加减速修正系数；Kp：节气门开度修正系数；Kf：反响修正系数；Ks：起动后增量修正及油耗控制修正系数；Ki：怠速稳定修正系数。1〕Tp确实定：三维脉谱法实验确定各工况下的充气效率；并根据n和进气压力p，标定各工况下的Tp脉谱。任E点Tp：用4点插值法：2〕FC修正系数确实定①进气温度修正系数Ka：缘由：因Tp是在进气温度Ta=20℃时标定。当Ta变化时，取②怠速暖车修正系数Kw:与FI一样修正范围：TW=-30℃~90℃，一维脉谱方式。普通：TW≥70℃时，Kw=1；TW≈30℃时，Kw=1.2；TW≈-10℃时，Kw=1.5③加减速修正系数Kk：修正原理根本与FAD一样。方法：同时监测每转进气压力和节气门开度变化量。当其中某一项变化量>设定值时，根据超越设定值的该参数来确定修正系数。当进气压力和节气门开度同时超越设定值时，修正系数取两者较大值。比较④节气门开度修正系数Kp：缘由：修正v随节气门开度变化呵斥a的偏向量修正方法：Kp=f(节气门开度,n)的三维脉谱方式;设定节点之外，采用4点插值法。又，当节气门开度>某一设定值时，表示需求输出大功率此时直接取Kp=1.18。⑤反响修正系数Kf：与FO一样Kf=1.2~0.8起动、怠速、大负荷修正时,停顿；并取Kf=1⑥起动后增量修正系数和油耗修正系数Ks：起动后的增量修正：与一样以HC当n>n1(=400r/min)时，由当时的TWF`g0=Ks0后，随n，Ks。油耗修正：指发动机轻负荷形状下运转时，将a控制在比a=1略微稀薄的范围，以到达改善油耗的目的。Ks=1.03~0.97范围内时，从Ks=1逐渐减小⑦怠速修正系数Ki：速度-密度式特有方式。缘由：这种方式Tp是经过进气压力确定；而在过渡工况下进气压力的变化相对n的变化有迟后景象当节气门下游进气容积，或怠速n时，这种呼应迟后景象更为严重。措施：由Ks与转矩变动相反方向进展a的修正消除转矩变动一、对熄灭室的根本要求熄灭室构造外形:影响混合气构成、火焰传播、放热规律、传热损失以及爆燃倾向。§5.4汽油机熄灭组织方式及熄灭室所以，要求：1)构造要紧凑面容比A/V：表征火焰传播间隔、散热面积以及熄火面积；2)良好的充气性能进气门/进气道布置，流通面积，进气阻力3)火花塞位置缩短火焰传播间隔排气道双火花塞，抗爆性4)可组织适当的气流经过火焰前锋面积，控制熄灭速率和放热速率进气道二、熄灭室内的气流特性熄灭室内宏观气流运动特性的定义：涡流：绕气缸中心线〔z轴〕旋转的气流滚流：绕⊥于气缸中心与缸心距沟成的面(y轴)旋转的气流侧滚流：绕⊥气缸中心与缸心距构成面的〔x轴〕旋转的气流组织熄灭室内气流的方式:

进气系统和熄灭室外形配合进气涡流方式;只经过熄灭室外形在紧缩过程中构成挤流方式涡流强度∝螺旋进气道，进气阻力，v为代价，且在紧缩过程中衰减。故需随负荷可变控制多气门涡流可变方式大负荷时小负荷时三、典型熄灭室楔形：构造较紧凑、火焰传播间隔短，挤气面较大半球形：构造紧凑，A/V值小火焰传播间隔最短初期熄灭速率快浴盆形：椭圆形挤气效果差，A/V值大，火焰传播间隔长碗形：构造紧凑，火焰传播间隔短，挤气效果好熄灭室的A/V较大，散热损失活塞顶上的回转体四、汽油机分层给气和稀薄燃熄灭系统1〕分层熄灭均匀混合熄灭特点：A/F变化范围窄(=12.6~17)，且在较高温度下易爆燃限制,t;分层给气熄灭的特点：缸内构成A/F梯度分布;火花塞附近较浓可靠点燃；A/F梯度分布：靠熄灭室内组织的气流与放射方式配合实现。分层熄灭方式分类：根据燃料放射方式分为进气道放射式和缸内直喷式两种。〔1〕进气道放射式分层给气熄灭方式根据缸内气流特性分为：轴向分层熄灭方式横向分层熄灭方式1．轴向分层稀薄熄灭关键技术：放射时期与缸内气流的匹配A/F可达22晚喷，配合缸内强列涡流，实现A/F的轴向梯度分布进气初期只需空气进入气缸剧烈涡流气门达hmax时喷油，靠涡流上浓下稀分层径向分量>轴分量大时轴向分层2．横向分层稀薄熄灭利用4气门机构，采用滚流式进气道，配合活塞顶构造外形，构成滚流。喷油器安装在进气支管，向两个进气门之间喷油，火花塞布置在气缸中央滚流的引导下浓混合气经过火花塞；而火花塞两侧为纯空气，构成以火花塞为中心的横向混合气浓度梯度分布A/F=23，经济性6~8%，NOx80%(2)缸内直接放射〔GDI〕式稀薄熄灭GDI熄灭系统与PFI的比较PFI：保管节气门；进气道放射构成油膜；稀燃范围有限。GDI：将喷油器安装在气缸盖上直接向熄灭室内喷油。更容易控制缸内混合气构成。经过放射时期的控制可实现均质混合气熄灭、分层稀薄熄灭以及HCCI1．GDI混合气构成机理关键技术：进气系统和熄灭室外形缸内滚流；高压放射控制喷雾与缸内气流配合；火花塞及放射位置匹配分层混合气的构成方式3~5MPa喷油器中央布置+涡流火花塞中央布置+涡流滚流为主挤流为主2．GDI熄灭方式的特点气缸压力推迟点火提早角，放热速率，放热继续时间质调理，取消节气门泵气损失。油雾缸内蒸发熄灭室壁面T，传热损失。v，，t。分层混合熄灭，外围稀混合气对火焰起隔热作用，传热损失。混合气易分层稳定分层稀燃接近空气循环。A/F控制及过渡工况控制更准确。因车用发动机不同工况对A/F要求不同：稀燃工况范围只限于中小负荷区。大负荷或全负荷区：进气行程中喷油目的空燃比实现均匀混合气在中小负荷区：紧缩行程后期喷油上浓下稀的分层混合气。螺旋进气道或导气屏进气涡流顺着气流喷油，放射压力2MPa气流外缘构成较浓混合气火花塞安装位置3．典型的GDI分层稀燃系统①TCCS熄灭系统〔Texacocontrolledcombustionprocess〕燃气体和未燃气体靠密度差分别②GDI滚流分层稀燃系统三菱4G型汽油机：早放射晚放射纵向直进气道+半球形熄灭室剧烈的反滚流与喷雾配合，分层A/F=40，=12丰田D4型汽油机：经过放射方式的有效控制和熄灭室内涡流的优化匹配实现A/F=50稳定熄灭2〕稀薄熄灭控制主要控制目的：准确控制A/F，使汽车百公里油耗最低；同时降低排放关键技术：A/F准确控制在Ttq允许的范围内控制方法空燃比反响控制法：由A/F传感器反响控制。空燃比传感器在ZrO2固体上施加电压时，产生与排气中的O2浓度成比例的O2离子的挪动，从而构成电流，即气缸压力反响控制法：经过气缸压力传感器检测每循环缸压，求Ttq，A/F反响控制使Ttq限制在允许范围内步骤：规定曲轴位置上测缸压p；N循环求Ttq、Ttq一、汽油机有害排放物及其产活力理汽油机的有害排放物：排气中的CO、HC、NOx、CO2；曲轴箱通风向大气排出的HC排放；燃料供应系中燃料蒸发的HC等。污染物来源不同，措