1、第一講第五章 汽車發動機輔助控制怠速控制怠速控制(ISC) 排放污染控制排放污染控制（廢氣再循環（EGR）和汽油蒸發控制） 進氣系統控制進氣系統控制（進氣諧振增壓控制系統、可變進氣控制系統多氣門、可變氣門正時、可變氣門升程、進氣渦可變氣門升程、進氣渦流控制流控制、廢氣渦輪增壓系統）稀薄燃燒控制稀薄燃燒控制第一講第五章 汽車發動機輔助控制 在發動機運轉時，如果完全放松油門踏板，這時發動機就處于怠速狀態。怠速狀態是指發動機空轉時一種工作狀況。 發動機怠速時的轉速被稱為怠速轉速，是維持發動機沒有做功時正常運轉的最低轉速。怠速時發動機動力消耗在汽車發動機在內的傳動系統內部零件的摩擦、空調、電器和動力轉

2、向裝置。怠速轉速可以通過調整怠速時進氣量來調整其高低。一般來講，怠速轉速以發動機不抖動時的最低轉速為最佳。怠速不穩（阻力變化和進氣不穩），過低（易熄火）、過高（增加油耗）。 第一講第五章 汽車發動機輔助控制怠速控制(ISC)控制的目標： 穩定的最低速度和良好的排放怠速控制(ISC)控制的系統原理： 根據汽車及發動機自身和車載設備的工況，由ECU決定控制目標轉速，并與實際轉速比較后發出控制信號去調節發動進氣量的大小，完成怠速控制。噴油量由ECU計算得到。典型工況怠速控制：起動后、暖機中、負荷變化（如有無空調）和減速過程 第一講第五章 汽車發動機輔助控制怠速空氣量的調節方式： 第一講第五章 汽車發

3、動機輔助控制怠速控制(ISC)控制方式：反饋控制方法，通過節氣門旁通控制和節氣門調節控制第一講第五章 汽車發動機輔助控制第一講第五章 汽車發動機輔助控制步進電機控制裝置第一講第五章 汽車發動機輔助控制旋轉滑閥式怠速控制裝置第一講第五章 汽車發動機輔助控制起動控制暖機控制負荷預測控制學習控制第一講第五章 汽車發動機輔助控制直接對節氣門調節來控制怠速第一講第五章 汽車發動機輔助控制直接對節氣門調節來控制怠速第一講第五章 汽車發動機輔助控制排放污染控制排放污染控制 廢氣再循環（EGR） 汽油蒸發污染控制（碳罐吸收） 第一講第五章 汽車發動機輔助控制廢氣再循環（廢氣再循環（EGR）目的：）目的： 排氣

4、中的少部分廢氣經EGR閥進入進氣系統，與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時氣缸中的溫度，因NOX是在高溫富氧的條件下生成的，故抑制了NOX的生成，從而降低了廢氣中的NOX的含量。第一講第五章 汽車發動機輔助控制廢氣再循環（廢氣再循環（EGR）目的：）目的： 排氣中的少部分廢氣經EGR閥進入進氣系統，與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。少部分廢氣進入氣缸參與混合氣的燃燒，降低了燃燒時氣缸中的溫度，因NOX是在高溫富氧的條件下生成的，故抑制了NOX的生成，從而降低了廢氣中的NOX的含量。第一講第五章 汽車發動機輔助控制廢氣再循環程度用廢氣再循環程度用EGR率

5、表示：率表示： 有資料表明EGR率達15%時NOX排放量即可減少60%。100%EGREGREGR流量吸入空氣量流量率第一講第五章 汽車發動機輔助控制廢氣再循環（廢氣再循環（EGR）工作原理：）工作原理： 發動機控制電腦即ECU根據發動機的轉速、負荷(節氣門開度)、溫度、進氣流量、排氣溫度控制電磁閥適時地打開，進氣管真空度經電磁閥進入EGR閥真空膜室，膜片拉桿將EGR閥門打開，排氣中的少部分廢氣經EGR閥進入進氣系統，與混合氣混合后進入氣缸參與燃燒。第一講第五章 汽車發動機輔助控制廢氣再循環（廢氣再循環（EGR）：）：過度的廢氣參與再循環，將會影響混合氣的著火、性能，從而影響發動機的動力性。

6、特別是在發動機怠速、低速、小負荷及冷機時，再循環的廢氣會明顯地影響發動機性能。 當發動機超過一定的轉速、負荷及達到一定的溫度時，ECU控制少部分(或關閉）廢氣參與再循環。 參與再循環的廢氣量根據發動機轉速、負荷、溫度及廢氣溫度的不同而不同，以達到廢氣中的NOX最低。 第一講第五章 汽車發動機輔助控制閉環廢氣再循環控制系統：閉環廢氣再循環控制系統：EGR率實時控制，以用EGR率（檢測進氣管中氧含量）和EGR閥開度（位置傳感器檢測開度）反饋。 第一講第五章第一講第五章 汽車發動機輔助控制汽車發動機輔助控制n汽油蒸發污染控制汽油蒸發污染控制（碳罐吸收）第一講第五章 汽車發動機輔助控制進氣系統控制：進

7、氣系統控制：進氣諧振增壓控制系統可變進氣控制系統（多氣門、可變氣門正時、可變氣門升程、進氣渦流控制） 廢氣渦輪增壓系統第一講第五章 汽車發動機輔助控制進氣系統控制：進氣諧振增壓控制系統（ACIS）第一講第五章 汽車發動機輔助控制可變進氣控制系統可變進氣控制系統：多氣門控制進氣流速和進氣渦流控制第一講第五章 汽車發動機輔助控制可變氣門正時技術背景：可變氣門正時技術背景： 氣門開啟相位、氣門關閉相位（開、關相位差即為氣門開啟持續角）和氣門升程三氣門正時參數影響發動機的功率、排放和油耗。 第一講第五章 汽車發動機輔助控制可變氣門正時技術背景：可變氣門正時技術背景： 進氣門提前開啟，進氣時間充足，有利

8、高速時進氣門提前開啟，進氣時間充足，有利高速時提高充氣量；氣門重疊角（進氣和排氣同時開啟提高充氣量；氣門重疊角（進氣和排氣同時開啟的區間角）有利廢氣再循環，但起動困難。怠速的區間角）有利廢氣再循環，但起動困難。怠速不穩和低速粗暴；高速時推遲進氣關閉相位可以不穩和低速粗暴；高速時推遲進氣關閉相位可以充分利用高速氣流的慣性效應來提高充氣效率，充分利用高速氣流的慣性效應來提高充氣效率，但低速時會把已經吸入氣缸新鮮空氣重新推回進但低速時會把已經吸入氣缸新鮮空氣重新推回進氣管；氣門行程增大，有利高負荷時提高吸入空氣管；氣門行程增大，有利高負荷時提高吸入空氣的體積效率，另一方面在低負荷造成真空度不氣的體積

9、效率，另一方面在低負荷造成真空度不夠，吸入氣缸的流速降低影響氣缸充氣，因此低夠，吸入氣缸的流速降低影響氣缸充氣，因此低負荷時必須關小氣門開度。負荷時必須關小氣門開度。第一講第五章 汽車發動機輔助控制改變進氣遲閉角可以改變充氣效率曲線隨轉速變化的趨向，以調整發動機扭矩曲線，滿足不同的使用要求。不過，更確切地說，加大進氣門遲閉角，高轉速時充氣效率hv增加有利于最大功率的提高，但對低速和中速性能則不利。減小進氣遲閉角，能防止氣體被推回進氣管，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。 第一講第五章 汽車發動機輔助控制（1）要提高功率：進氣早開晚關并增大升程（2）要提高低俗扭矩：早關進氣（3）要改善怠速和

10、低速穩定：晚開進氣，減少重疊角。第一講第五章 汽車發動機輔助控制可變氣門正時技術背景：可變氣門正時技術背景：所謂可變氣門正時技術，是一種旨在通過改變發動機進氣門開閉時間或升程來提高發動機充氣效率的技術，英文縮寫是VVT（variable valve Timing),通過氣門正時技術，可以提高內燃機在各個工況下的動力性，經濟性，并能夠降低排放。 豐田的VVT-i系統可連續調節氣門正時 n本田的i-VTEC技術。VTEC全寫為：variale valve timing and lift Electronic Control ，全稱是可變氣門正時和升程電子控制系統 第一講第五章 汽車發動機輔助控制廢

11、氣渦輪增壓系統第一講第五章 汽車發動機輔助控制稀薄燃燒控制稀薄燃燒的特點：稀薄燃燒的特點：（1）熱效率隨空燃比增加而增加，燃燒溫度低，完全燃燒的程度高，不易爆震（2）溫度低和氧氣足夠，CO、HC、NOx排放低（3）改善部分負荷工況的負荷特性，有利經常工作在部分負荷下的車輛。稀薄燃燒的關鍵技術：稀薄燃燒的關鍵技術：（1）高壓縮比：高壓縮比：采用緊湊型燃燒室，改進進氣口位置使缸內形成強的空氣運動旋渦，提高氣流速度，將火花塞置燃燒室中央，縮短點火距離；增大壓縮比，促進燃燒速度的加快。（2）分層燃燒：分層燃燒：通過缸內空氣的運動，先在火花塞周圍形成易于點火的濃混合氣，由濃至稀分層燃燒。（3）高能點火：

12、高能點火：高能點火，多火花塞從組織混合氣化層的位置分：進氣管分層燃燒和缸內直噴分層燃燒n進氣管分層燃燒：進氣管分層燃燒：n 渦流分層燃燒n 滾流分層燃燒n進氣管分層燃燒（稀薄燃燒）控制：進氣管分層燃燒（稀薄燃燒）控制：只在部分負荷工況才采用分層燃燒。在起動、怠速、加速和全負荷等工況不能實現稀薄燃燒（分層燃燒）。n稀薄燃燒控制項目：稀薄燃燒控制項目：進氣渦流比、噴油正時、點火正時、過量空氣系數閉環控制和稀燃極限控制n缸內直噴（缸內直噴（GDIGDI）分層燃燒）分層燃燒n缸內直噴（缸內直噴（GDIGDI）優點：）優點：提高缸內充氣系數，降低爆震極限，提高壓縮比，改善動力性和燃油經濟性。n缸內直噴（

13、缸內直噴（GDIGDI）關鍵技術：）關鍵技術：控制缸內氣流，使噴射入氣缸的汽油和空氣形成一種多層次的旋轉渦流。采用立式吸氣口，彎曲頂面活塞、高壓旋轉噴射。n缸內直噴式汽油發動機的優點：缸內直噴式汽油發動機的優點：n 油耗量低，升功率大。混合比達到40:1（一般汽油發動機的混合比是15:1），也就是人們所說的“稀燃”。n 機內的活塞頂部一半是球形，另一半是壁面，空氣從氣門沖進來后在活塞的壓縮下形成一股渦流運動，當壓縮行程行將結束時，在燃燒室頂部的噴油嘴開始噴油，汽油與空氣在渦流運動的作用下形成混合氣，這種急速旋轉的混合氣是分層次的，越接近火花塞越濃，易于點火作功。由于缸內噴注壓縮比達到12，與同

14、體積的一般發動機相比功率與扭矩都提高了10。 n缸內直噴（缸內直噴（GDIGDI）燃燒模式：）燃燒模式：n 分層燃燒、均質稀燃和均質燃燒 n1、分層燃燒：熱效率高、節流損失少、有限的燃料盡熱效率高、節流損失少、有限的燃料盡可能可能多地轉化成工作能量。n 分層燃燒模式下節氣門不完全打開且開度相對較大，保證進氣管內有一定真空度（可以控制廢氣再循環和碳罐等裝置）的同時，減少了一部分節流損失。多氣門和可變進氣渦流控制裝置讓進氣加速通過，與形活塞頂配合，相成進氣渦旋。n 分層燃燒時噴油時間在上止點前60至上止點前45，噴射時刻對混合氣的形成有很大影響。混合氣形成發生在曲軸轉角40至50范圍內，如果小于這

15、個范圍，混合氣無法點燃，若大于，就變成均質狀態了。分層燃燒的過量空氣系數一般在1.6-3之間。n 點火時，只有火花塞周圍混合狀態較好的氣體被點燃，這時周圍的新鮮空氣以及來自廢氣再循環的氣體形成了很好的隔熱保護，減少了缸臂散熱，提升了熱效率。點火時刻的控制也很重要，它只在壓縮過程終了的一個很窄的范圍內。n n 2、均質稀燃模式：、均質稀燃模式：混合氣形成時間長，燃燒均勻，通過精確控制噴油，可以達到較低的混合氣濃度。均質稀燃的點火時間選擇范圍寬泛，有很好的燃油經濟性。n 均質稀燃與分層燃燒的進氣過程相同，油氣混合時間加長，形成均質混合氣。燃燒發生在整個燃燒室內，對點火時間的要求沒分層燃燒那么嚴格。均質稀燃