第一節汽油機的新型燃燒室

第二節電控汽油噴射系統

第三節電控電子點火系統

第四節柴油機的電子控制

第五節可變配氣機構與可變進氣管

第六節工程應用實例一(文摘)

第七節電控氣體燃料噴射系統

第八節工程應用實例二(文摘)第十章汽車發動機新技術稀薄燃燒及缸內直噴式汽油機稀薄燃燒汽油機是一個范圍很廣的概念，只要>17，就可以稱為稀薄燃燒汽油機。稀燃汽油機分可為兩類，一類是非直噴式稀燃汽油機，包括均質稀燃和分層稀燃式汽油機，一般只能在<25的范圍內工作。而另一類是缸內直噴式稀燃汽油機，可在≥25～50范圍內穩定工作。稀薄燃燒汽油機有良好的排放特性和燃油經濟性。圖6–64不同燃燒方式的性能對比第一節汽油機的新型燃燒室1.均質稀混合氣的燃燒室

1)TGP燃燒室燃燒室中設有一個預燃室，火花塞位于通道中。在壓縮過程中，新鮮混合氣進入預燃室，產生適當的渦流，并對火花塞間隙進行掃氣，促進著火。火焰核心進入預燃室，引起迅速燃燒，結果形成火焰束噴入主燃燒室，使主燃燒室氣體產生強烈紊流，促進了主燃燒室燃燒。圖6–65TGP燃燒室圖6–66TGP燃燒室與傳統型燃燒室放熱率比較2)雙火花塞燃燒室離半球形燃燒室中心兩邊等距離處各布置一個火花塞，因而火焰傳播距離僅為缸徑的一半，點火提前角可減小，提高了點火時混合氣的壓力和溫度，使著火性能得到改善，燃燒持續時間縮短，提高了發動機的性能。圖6–68雙火花塞燃燒室2.分層燃燒

分層充氣燃燒，即在火花塞附近形成具有良好著火條件的較濃的可燃混合氣，而在周邊區域是較稀混合氣或空氣。如圖6–64所示，分層燃燒的汽油機可穩定工作在=20～25范圍內。分層往往是通過不同的氣流運動和供油方法實現。

1)美國德士古分層燃燒系統(TCCS)

此系統吸入氣缸的是空氣，由螺旋進氣道或導氣屏組織強進氣渦流。在壓縮上止點前30°左右，噴油嘴順氣流方向將汽油噴人氣缸，燃油隨氣流流動，火花塞位于噴嘴下方邊緣，此處混合氣濃，容易著火。著火后，火焰、燃氣隨氣流擴展，被氣流帶離火花塞、噴油嘴，新鮮空氣又被渦流帶到燃油噴射區。圖6–69德士古TCCS燃燒室

2)CVCC燃燒系統

CVCC燃燒系統是一種分區燃燒方式，有主、副兩個燃燒室和兩個化油器。工作時，向主燃燒室供給較稀混合氣，而向副燃燒室供給少量濃混合氣，在壓縮過程中，副燃燒室內形成的易于著火的混合氣。火花塞首先點燃副燃燒室中的混合氣，由副燃燒室噴出的火焰點燃主室的稀混合氣。

圖6–70CVCC燃燒系統

3)軸向分層燃燒系統

進氣過程早期只有空氣進入氣缸，進氣組織較強的渦流；當進氣門開啟接近最大升程時，通過安裝在進氣道上的噴油器將燃料對準進氣閥噴入缸內；燃料在渦流的作用下，沿氣缸軸向發生上濃下稀分層。壓縮過程維持這種軸向分層，在火花塞附近存在較濃的混合氣，而其余部分混合氣較稀。圖6–71軸向分層工作原理

4)滾流(縱渦)分層稀燃系統

滾流(縱渦)分層稀燃燒系統在進氣道中設置兩塊薄的垂直隔板，使進氣在氣缸內形成三股獨立的滾流，外層的兩股渦流僅由空氣組成，中間的一股是濃de的混合氣，這樣強的空氣和燃料線型氣流，大大抑制了水平渦流的形成，同時防止它們彼此混合，使燃料和空氣在壓縮過程維持分層，保證火花塞附近形成濃混合氣，向缸壁逐漸稀化。圖6–72三菱縱渦流旋轉系統

5)四氣門分層稀燃系統

四氣門高壓縮快速燃燒中有一個切向進氣道l和一個中性進氣道2分別獨立地通往各自的進氣門。切向進氣道產生繞氣缸中心線旋轉的進氣渦流；同時，中性進氣道末端與氣缸中心線的夾角較小，產生向下的氣流，該氣流與活塞運動相配合，產生一種其旋轉軸線平行于曲軸中心線的滾流。安置在中性進氣道中的渦流控制閥3控制著兩個進氣道中的流量比，進而決定缸內充量運動的渦流比。渦流控制閥下游的進氣道上開有一個“窗口”，雙束噴油器4通過這個“窗口”將兩支油束分別噴人兩個進氣道。兩支油束的燃油流量相等、持續時間相同。當渦流控制閥3不是完全開啟時，中性進氣道的混合氣較濃，切向進氣道的混合氣較稀，造成分層充氣。圖6–73AVL四氣門高壓縮快速燃燒系統3.均質稀混合氣的燃燒室

1)福特缸內直噴燃燒系統(PROCO)

福特缸內直噴燃燒系統如圖6–74所示，噴油器直接把汽油噴入燃燒室，利用渦流和滾流進行燃油一空氣的混合。圖6–74福特缸內直噴燃燒系統優點：充量系數提高；壓縮比較大，發動機壓縮比達11.5；可大幅度降低冷起動時的HC排放,穩定工作的最大空燃比可達25。

2)4G系列缸內直噴式稀薄燃燒

燃燒系統主要工作特點是利用立式進氣道在氣缸中產生逆向翻滾氣流；利用一個高壓(噴射壓力5MPa)的旋流式電磁噴油器，使得噴出的燃油有好的貫穿度和合適的霧化；可實現小負荷時分層燃燒；可以實現兩段燃燒(二段燃燒法是指在怠速運轉時，不僅在壓縮行程后期噴油，還在膨脹行程的后期補充噴油的燃燒技術)；在全工況范圍內，可以實現均質、分層、二段混合燃燒等。圖6–75三菱GDI燃燒系統

3)豐田D-4缸內直噴稀燃發動機

D-4缸內直噴式稀燃系統通過安裝在進氣道上的電子渦流控制閥，形成不同斜向角度的進氣渦流。燃燒室為半球屋頂形，活塞頂部設有唇型深皿凹坑，與進氣渦流旋向以及高精度的噴油時間和噴油方向控制相配合，在火花塞周圍形成較濃的易點燃混合氣區域。圖6–76豐田公司D-4缸內直噴燃燒系統示意圖一、汽油噴射供給系統的優點1)可以對混合氣空燃比進行精確控制，使發動機在任何工況下都處于最佳工作狀態，特別是對過渡工況的動態控制，更是傳統化油器式發動機所無法做到的。

2)由于進氣系統不需要喉管，減少了進氣阻力，加上不需要對進氣管加熱來促進燃油的蒸發，所以充氣效率高。

3)由于進氣溫度低，使得爆燃得到了有效控制，從而有可能采取較高的壓縮比，這對發動機熱效率的改善是顯著的。

4)保證各缸混合比的均勻性問題比較容易解決，并且發動機可以使用辛烷值低的燃料。

5)發動機冷起動性能和加速性能良好，過渡圓滑。第二節電控汽油噴射系統1.D型電控汽油噴射系統原理：以進氣管壓力和發動機轉速控制噴油量，速度密度方式。2—噴油器3—進氣歧管絕對壓力傳感器6—冷啟動噴油器二、電控汽油噴射供給系統的主要型式2.L型電控汽油噴射系統原理：以吸入的空氣量作為控制噴油量的主要因素。L型測量準確程度高于D型

5—噴油器8—冷啟動噴油器10—阻流板式空氣流量傳感器3.Mono系統低壓中央噴射系統，即單點噴射系統，在原來化油器的基礎上僅用一只電磁噴油器進行集中噴射。1一中央噴射組件一)、空氣流量計空氣流量計用于L型EFI系統。根據測量原理不同，空氣流量計有熱線式、熱膜式、卡門渦旋式、翼片式等幾種類型。熱線式空氣流量計有兩種形式：主流測量式和旁通測量式。三、電控汽油噴射系統的組成(一)進氣系統熱線式空氣流量計工作原理是由4個熱敏電阻組成了一個電橋，其中的熱線和冷線在取樣管中，取樣管在進氣管的中央或一側。發動機運轉，空氣流過時，帶走熱量，熱線的電阻值變小(PTC)，冷線電阻值變大(NTC)，電橋失去平衡。測量兩端的電壓降，即可得知流過空氣量的多少，ECU就能確定所需空燃比的噴油量。圖6–23熱線式空氣流量計圖6–24熱線式空氣流量計工作原理如圖二)、進氣管壓力傳感器

半導體壓敏電阻式進氣壓力傳感器:

在單晶半導體上，通過擴散的方法加入一些不純物質，就會形成了一定的電阻值。在此電阻值的基礎上，施加一定的應力應變，其阻值會發生變化，這種現象就稱為半導體的壓電效應，半導體壓力傳感器就是應用了這個原理。觀看動畫圖6–25半導體的壓電電阻效應圖6–26壓敏電阻式進氣壓力傳感器三)、節流閥體

節流閥由油門踏板控制，以便控制發動機的進氣量。怠速通道：節流閥體上，當怠速時可提供少量的空氣。通過流量板轉角的變化來計量吸入的空氣量，并將轉角的變化轉變為電壓信號輸送到電腦。圖6–27怠速時空氣流量作用：供給發動機燃燒過程所需的燃油。組成：燃油泵、燃油濾清器、油壓調節器、噴油器、燃油脈動衰減器、油箱、油管等。圖6–28燃油供給系統1-燃油箱2—燃油泵3—燃油濾清器4—回油管

5—燃油壓力調節器6—輸油管7—冷啟動噴油器

8—穩壓箱9—噴油器10—各缸進氣歧管(二)燃料供給系統燃油管油箱汽油濾清器汽油泵空氣濾清器化油器桑塔納轎車汽油供給系示意圖輸油管冷起動噴油器油壓調節器噴油器油壓脈動衰減器燃油濾清器油箱供油裝置燃油泵1.燃油泵作用：把燃油從油箱吸出并通過噴油器供給發動機各氣缸。電動燃油泵裝在油箱內，渦輪泵由電機驅動。當泵內油壓超過一定值時，燃油頂開單向閥向油路供油。當油路堵塞時，卸壓閥開啟，泄出的燃油返回油箱。2、油壓調節器作用：使油壓保持在某一規定值不變，確保噴油壓力恒定。

工作原理：當發動機工作時，若進氣歧管負壓增加，可使作用在調節器膜片彈簧室側的壓力減小，在系統油壓作用下，膜片上移，打開閥門，使多余部分的燃油從回油管流回油箱，系統油壓隨之相應減小，從而使得噴油器的噴油絕對壓力不隨進氣歧管真空度的變化而發生變化，即保持恒定。圖6–30燃油壓力調節器3、燃油壓力脈動阻尼器

作用：減小燃油壓力脈動

。

工作原理：燃油壓力脈動阻尼器的彈簧室密封，等于是一個空氣彈簧。全部輸油量通過阻尼器流向燃油總管。當燃油壓力升高時，彈簧室容積變小而燃油容積擴大，使油壓升高峰值減小。反之，油壓降低時彈簧室容積變大而燃油容積減小，又使油壓降幅減小。

圖6–30燃油壓力脈動阻尼器4、噴油器功用：噴油。工作原理：當ECU發出命令使電磁線圈通電后，在電磁線圈磁場的作用下，銜鐵和針閥被吸起，汽油從噴孔噴出。當電源切斷后，針閥在回位彈簧作用下關閉噴孔。圖6–32球閥式電磁噴油器5、冷起動噴油器功用：冷起動時，額外加大噴油量，使混合氣瞬時加濃，便于著火起動。工作原理：當冷車起動時，電磁線圈通電，產生磁力，將銜鐵吸起，汽油通過旋流式噴嘴噴出。

圖6–33冷起動噴油器圖6–34燃油濾清器6、燃油濾清器功用：清除汽油中的雜質，防止堵塞噴油器等部件，減少運動部件的磨損。工作原理：燃油濾清器與普通的濾清器一樣，采用過濾形式，殼體內有一個紙濾芯，濾芯的微孔平均直徑為10μm，并串接一個棉纖維制成的過濾篩。濾芯的形式通常有兩種，即菊花形和渦卷形。一)、傳感器1溫度傳感器

進氣溫度傳感器和冷卻水溫度傳感器都采用熱敏電阻式溫度傳感器。

熱敏電阻式溫度傳感器:把傳感器與一個精密電阻串聯接到一個穩定的電源上，就能夠用串聯電阻的分壓輸出放映溫度的變化。圖6–36水溫度傳感器(三)電子控制系統2曲軸位置傳感器

1）磁脈沖式曲軸位置傳感器2）霍爾傳感器

圖6–37磁脈沖式曲軸位置傳感器圖6–38霍爾傳感器3節氣門位置傳感器

可動觸點可沿導向凸輪溝槽移動，導向凸輪由固定在節氣門軸上的控制桿驅動。當發動機怠速工作時，傳感器可動觸點與怠速觸點接觸，怠速工況信號線輸出為高電平；當發動機節氣門開度大于50％時，另一對功率觸點閉合，功率信號線輸出為高電平；當發動機節氣門開度在怠速和50％之間時，活動觸點處于兩個觸點間，傳感器輸出線均為低電平。圖6–39簡單開關式節氣門位置傳感器4車速傳感器1）舌簧開關式2）光電耦合式圖6–41舌簧開關型車速轉速傳感器圖6–42光電耦合型車速傳感器5氧傳感器1）二氧化鋯傳感器圖45二氧化鈦氧傳感器圖6–44600℃氧化鋯傳感器的輸出特性

2）二氧化鈦傳感器6空燃比傳感器空燃比傳感器的結構見圖6–46，與氧傳感器相似，空燃比傳感器采用了二氧化鋯固體電解質來測定排放氣體中的氧濃度，用以檢測空燃比。圖6–46空燃比傳感器7爆震傳感器1）磁滯伸縮式爆震傳感器2）壓電式傳感器

傳感器是感知信息的部件，負責向ECU提供發動機和汽車運行狀況。二)、電子控制單元ECU是微型計算機。發動機工作狀態通過傳感器反映給ECU。在ECU內存儲噴射持續時間、點火時刻、怠速和故障診斷等數據，這些存儲的數據與發動機工況以及計算機程序相匹配。ECU利用這些數據和來自發動機上各種傳感器的信號，經過邏輯運算，又輸出控制信號給執行器，通過執行器控制發動機工作狀態。中間的金屬方盒為電子控制單元，箭頭指向電子控制單元的部件為傳感器，箭頭從電子控制單元出去的部件為執行器。三、執行器：三）.執行元件執行元件也叫執行器，它是受ＥＣＵ控制，具體執行某項控制功能的裝置。一般是由ＥＣＵ控制執行器電磁線圈的搭鐵回路。噴油控制系統中主要的執行元件是控制空燃比大小的電控噴油器、冷起動噴油器。一）、噴油時刻的控制

噴油時刻是指噴油器開始進行噴油的時刻相對曲軸位置的轉角。噴油時刻隨發動機噴油方式的不同而有所不同，但都是在相對曲軸轉角的固定轉角處。ECU以曲軸轉角傳感器的信號為依據,根據不同的噴油方式控制噴油器的開啟時刻。

四、電控汽油噴射系統的工作過程二、噴油量的控制

ECU根據各種傳感器測得的發動機進氣量、轉速、節氣門開度、冷卻水溫度與進氣溫度等多項運行參數，按設定的程序進行計算，并按計算結果向噴油器發出電脈沖，通過改變每個電脈沖的寬度來控制各噴油器每次噴油的持續時間，從而達到控制噴油量的目的。電脈沖的寬度越大，噴油持續時間越長，噴油量也越大。1）起動工況的噴油控制

發動機剛起動時，ECU按預先給定的起動程序來進行噴油控制。ECU根據起動開關及轉速傳感器的信號，判定發動機是否處于起動狀態。當起動開關接通，且發動轉速低于某一轉速時。ECU按發動機水溫、進氣溫度和起動轉速計算出一個固定的噴油量，使發動機獲得順利起動所需的濃混合氣。冷車起動時，一般采用以下兩種方法。1.通過ECU控制冷起動加濃通過延長各缸噴油器的噴油持續時間或增加噴油次數來增加噴油量。2.通過冷起動噴油器和冷起動溫度開關控制冷起動加濃除了通過ECU延長各缸噴油器的噴油持續時間來增大噴油量之外，還通過冷起動噴油器噴入一部分冷車起動所需要的附加燃油，以加濃混合氣。2）起動后的噴油控制

發動機起動后，各傳感器適時檢測發動機的轉速、進氣量、進氣溫度、冷卻液溫度、節氣門位置(即工況)以及排氣中氧的含量等信號，通過接口電路輸入微機。ECU按下式確定噴油持續時間：噴油持續時間=基本噴油時間×噴油修正系數十電壓修正值基本噴油時間是根據空氣質量和發動機轉速計算出的為實現設定空燃比而需要的噴油時間。各噴油修正系數：1.蓄電池電壓修正噴油器電磁線圈的電感阻抗延緩了噴油器針閥的開啟時刻。當蓄電池電壓不同時，會引起實際噴油量的變化，蓄電池電壓降低，噴油量也會下降。蓄電池電壓修正通常以14V電壓為基準，低于14V時，增加噴油時間。2.進氣溫度修正

進氣溫度不同，空氣質量會有變化。在空氣流量計內常裝有進氣溫度傳感器，通常是以20℃時的進氣溫度為基準。當進氣溫度低于20℃時，修正系數大于1，適當增加噴油量；當進氣溫度高于20℃時，修正系數小于1，適當減少噴油量。圖6–53進氣溫度修正系數3.起動后噴油修正

發動機冷車起動后數十秒內，由于發動機機體溫度較低使得汽油氣化不良，為使發動機保持穩定運轉，應隨時間變化進行不同程度的加濃。噴油修正系數的初始值由冷卻水的溫度決定，然后隨著起動運行，修正系數逐漸衰減。圖6–54冷車起動燃油修正系數4.暖機加濃修正

在冷車起動結束后的暖機過程中，發動機的溫度一般不高，噴入燃油與空氣的混合依然較差，結果造成氣缸內的混合氣變稀。因此，在暖機過程中必須增加噴油量。暖機增量比的大小取決于水溫傳感器所測得的發動機溫度。圖6–55暖機加濃修正系數5.加速修正

汽車發動機加速時，節氣門突然開大，發動機吸氣量會隨著節氣門開度的變化而立即發生變化，為了獲取良好的加速過渡性能，要求供給系統能在短時間內使混合氣加濃。在加速工況時，發動機根據節氣門位置傳感器的變化速率判斷發動機是否處于加速工況。

圖6–56加速修正系數6.加速修正

大負荷工況時，應按功率混合氣要求供給噴油量，目的是使發動機發出最大功率。大負荷信號由節氣門位置傳感器測得的節氣門開度來決定。當判斷出為大負荷時，ECU調節噴油器的持續噴油時間，使噴油量增加。7.斷油控制暫時中斷燃油噴射，以滿足發動機運轉中的特殊要求，它包括超速斷油控制和減速斷油控制兩種斷油控制方式。（1）超速斷油控制（2）減速斷油控制減速斷油控制條件：1)節氣門位置傳感器中的怠速開關接通。2)發動機水溫已達正常溫度。3)發動機轉速高于某一數值。3）理論空燃比的反饋控制

反饋控制是指借助安裝在排氣管中的氧傳感器送來的反饋信號，對理論空燃比進行反饋控制的方式。根據氧傳感器的輸出特性，氧傳感器輸出電壓信號在過量空氣系數處發生躍變。微機有效地利用這一空燃比反饋信號，當混合氣過稀時，排氣中含氧量增加；當增加到一定值時，氧傳感器的輸出電壓突然降低。ECU根據這一信號命令噴油器增加供油量，使混合氣逐漸變濃，直至加濃到實際空燃比略低于化學計量空燃比、氧傳感器的輸出電壓再次迅速上升、ECU再次發出減少噴油量的命令為止。反饋控制便是如此循環往復地進行的。圖6–57反饋控制特性曲線圖a)混合氣實際空燃比b)氧傳感器輸出電壓c)噴油量第三節電控電子點火系統一、電控電子點火系統的基本工作原理圖１０-３２電控點火系統工作原理圖二、點火提前角的控制(一)定值控制方法1)發動機起動時，發動機轉速變化大，無法正確計算點火提前角。

2)發動機轉速較低時(此轉速值因發動機和控制系統的不同而有所區別)。

3)當ECU系統出現故障而起用備用系統工作時。(二)基本點火提前角×冷卻液溫度修正系數控制方法在一些電子控制點火系統中，發動機運行時的點火提前角是由基本點火提前角乘以冷卻液溫度修正系數來確定的。基本點火提前角是由發動機運行工況決定的、存儲在系統存儲單元中的點火提前角數值。冷卻液溫度修正系數是根據試驗結果確定的存儲在系統控制單元中的數值。發動機工作時，系統由表中查取對應工況的基本點火提前角，根據冷卻液傳感器所測出的冷卻液溫度值由冷卻液溫度修正圖中查出修正系數，將基本點火提前角乘以修正系數，其計算結果即為此工況下發動機點火提前角的實際控制值。(三)原始點火提前角＋基本點火提前角＋修正點火提前角控制方法有些發動機電子控制點火系統，采用了原始點火提前角＋基本點火提前角＋修正點火提前角的控制方法。原始點火提前角為一固定值，其提前角度是在發動機生產出來之后便有的點火提前量，任何工況此提前角都保持恒定。基本點火提前角是存儲在微機系統的存儲器中的數值，它是與發動機的轉速和負荷有關的一組數據。三、通電時間的控制圖１０-３３電源電壓與通電時間關系曲線四、爆燃控制圖１０-3４爆燃反饋控制原理圖五、點火提前角的控制方式(1)點火控制方式Ⅰ曲軸位置傳感器只在每個氣缸工作間隔角度產生信號(四缸發動機為１８０°(CA)，六缸發動機為１２０°(CA))，ECU以該信號發生時刻為基準，根據預定程序的通電時間和點火時刻進行計算，求出開始通電時刻和斷電時刻，再由微機進行控制。

(2)點火控制方式Ⅱ曲軸位置傳感器產生１８０°(CA)的信號和３０°(CA)的信號。

(3)點火控制方式Ⅲ曲軸位置傳感器產生１８０°(CA)的信號和１°(CA)的信號，以１８０°(ＣＡ)信號為基準，按每１°(CA)分頻，用既定的曲軸轉角產生開始通電時刻和斷電時刻信號。圖１０-３５曲軸位置傳感器和點火控制方式

1—信號傳感器2、6、16—曲軸位置傳感器信號3—曲軸位置信號(整形后)

4—定時計數器5—傳感器7—計數器8—定時計數器9—受光元件10—分電器

11—發光元件12—轉子13—轉動盤14—１°信號槽15—１８０°信號槽17—計數器第四節柴油機的電子控制一、概述柴油機的電子控制技術是在20世紀70年代初期開始發展的，現在發達國家已從實驗開發階段進入產品推廣階段，柴油機電子控制技術已在各個配套領域得到應用，其中汽車柴油機發展最快。二、對柴油機噴油系統的控制1.轉速控制采用電子調速器代替機械調速器。只要更換軟件即可輕易變動其調速特征，也能輕易地在全程式或兩極式之間轉換，還能具有低、怠速恒速的特點與超速保護的功能。由于電子調速器中沒有飛錘等零件，因而有很高的敏感性。怠速電子控制還能實現溫度補償。2.對各種轉速下最大噴油量的控制1)轉矩校正通過電子裝置可以方便地調整柴油機的扭矩曲線，改變最大轉矩值及最大轉矩時的轉速。

2)進氣壓力變動補償用壓力傳感器將進氣管中的壓力變化轉換成電信號，輸入電控系統后可以及時調節噴油外特性，當因海拔升高、空濾器阻塞或渦輪增壓器轉速低造成氣缸壓力低時，自動減少噴油量，避免柴油機冒黑煙，這些情況消除后噴油量又自動恢復，保持原有的輸出水平。

3)進氣溫度、冷卻液溫度與機油溫度補償

當這些溫度提高時，進氣充量減少，為減少柴油機冒黑煙或過熱，電控系統收到這些信號后就會減少噴油量。

4)增壓柴油機進氣流量補償通過轉速傳感器和渦輪增壓器出口壓力傳感器測得的超速、壓力信號估算出進入柴油機的空氣量，根據空氣量電控系統實時調節噴油最大限制量。5)柴油機低油壓保護當潤滑油壓力過低時，電控系統將柴油機最高轉速限制與最大噴油量限制都適當降低，保證在此工況下運轉柴油機不出問題。

6)增壓器工作狀態保護增壓器工作是否正常，可由增壓器壓力傳感器檢測出來。3.噴油定時的電子控制這種控制除了根據柴油機轉速與負荷來確定噴油時刻外，還要根據柴油機的冷卻液溫度、大氣壓力與瞬時狀態加以校正，使其性能比機械式自動提前器優越。三、對柴油機其它系統的控制(1)廢氣再循環電子控制的廢氣再循環裝置，通過閉環式電—氣伺服機構控制再循環閥，從而能在不同工況和大氣壓下，精確控制再循環排氣量，使柴油機排放達到最優。

(2)進氣渦流調節直噴式柴油機噴油系統和進氣渦流比Ω＝的匹配是十分重要的，要使柴油機獲得好性能，高速時渦流比要低，低速時渦流比要高。

(3)可變幾何截面渦流增壓器在設計高增壓小排量發動機時，為了滿足低速扭矩的要求，將增壓器的匹配點設計在低速區，在高速時采用放氣的辦法，以防止增壓壓力ｐｋ過高或超速，這樣高速時排氣能量便不能得到充分利用，使油耗升高。(4)可調機構的進氣系統柴油機低負荷時，所需空氣量少，過多的空氣量會增加換氣損失，使油耗升高。

(5)暖機電子控制裝置在冷起動時，冷卻液溫度不易升高，暖機時間長，在噴油量很少的低速工況下暖機時，這種缺陷尤為顯著。(6)部分停缸電子控制系統柴油機在部分負荷工作時，油耗高的部分原因是由于進、排氣泵氣損失相對增加。

(7)可變氣門定時控制通過控制氣門定時，來調節發動機的實際排量，從而改善部分負荷運行時的經濟性。四、電控燃油噴射系統的類型1.位置控制式電控燃油噴射系統這種系統的特點是不改變傳統噴油系統的工作原理和結構，只是用電控裝置取代機械式調速器和提前器，對直列泵的油量調節齒桿和VE泵的溢流環套以及油泵驅動軸和凸輪軸的相互位置進行低頻連續調節，以實現油量和定時的控制，所以叫做位置控制系統。位置控制式電控燃油噴射系統生產繼承性強，安裝方便，在西方國家已成熟并批量生產應用。但它顯然只是對傳統噴油系統的初步電控化改造。由于未變更原有噴油裝置，噴油特性也未改變，因此一般不可能對噴油率和噴油壓力進行調控。此外，由于位置控制不是直接改變油量和定時，中間環節多，控制響應慢，也做不到各缸的分缸調控。2.時間控制式電控燃油噴射系統(1)時間控制式柱塞泵脈動供油系統此類系統仍保持傳統的柱塞往復運動脈動供油方式，但柱塞只起加壓、供油作用，取消了齒桿、齒圈、柱塞斜槽乃至出油閥等調節油量的裝置與機構，直接由電磁閥控制油量與定時。

(2)時間控制式共軌噴油系統這種系統不再應用傳統柱塞脈動供油原理，而是先將燃油或者其他傳遞動力的工質，如機油，以高壓(所需噴油壓)或中壓(10ＭＰａ左右)狀態儲集在被稱為共軌的容器中，然后利用電磁三通閥將共軌中的壓力油引到噴油器中實現噴射。圖１０-３８ＥＣＤ—Ｖ３型電控分配泵系統

1—電磁溢流閥2—柱塞3—柱塞腔4—出油閥

5—供油定時控制閥6—相對轉角位置傳感器第五節可變配氣機構與可變進氣管一、可變配氣機構1.可變配氣相位對發動機性能的影響圖１０-４１進氣門關閉角對平均有效壓力影響

３５°(ＣＡ)——基準相位５０°(ＣＡ)

６５°(ＣＡ)，氣門重疊不變，２０°(ＣＡ)2.可變配氣相位機構圖１０-４３ＭＩＶＥＣ機構二、可變進氣管圖１０-４４可變進氣諧振增壓系統

1—轉換閥2—短共振管3—長共振管

4—雙節氣門5—慣性增壓第六節工程應用實例一(文摘)一、引言眾所周知，降低燃油耗的許多方法中，以稀混合氣燃燒最有效。然而，發動機用稀混合氣運轉要求有渦流或其他方法來改善和穩定燃燒，但發動機輸出功率常因進氣道流量系數減小而降低。而且稀燃發動機的排氣惡化了氧化條件，使三元催化轉化器不能有效地工作，因此ＮＯｘ排放難以達到滿意的水平。為此，作者通過采用變渦流系統(稱為ＶＴＥＣ機構)和優化渦流比的方法，在保證稀混合氣穩定燃燒的同時，提高輸出功率。同時，采用空燃比控制系統把ＮＯｘ排放降低到足夠低的水平。二、渦流控制系統1.要求渦流運動是作為獲得稀混合氣穩定燃燒的手段。為使普通發動機生成渦流運動，就難以采用兩個進氣門。但進氣門數的減少，會使發動機在高速時由于充量系數降低而降低功率輸出。為了滿足這顯然相互矛盾的要求，即既要低的燃油消耗率，又要獲得高輸出功率，只得采用在高速區和低速區能改變進氣門數目的配氣機構，稱之為ＶＴＥＣ-Ｅ機構。2.ＶＴＥＣ-Ｅ機構圖１０-4６ＶＴＥＣ-Ｅ機構的工作原理三、稀氣燃燒控制1.渦流比的優化圖１０-４９緊湊型燃燒室對部分

負荷稀氣極限的影響2.混合氣形成關于氣道噴油渦流式發動機的噴油定時，有文獻報導，當在進氣沖程中一定時刻噴油，便能形成軸向分層進氣。濃混合氣在氣缸上部，稀混合氣在氣缸下部。濃混合氣集中在火花塞附近有助于穩定著火，因而擴大了稀燃極限。3.燃燒過程的改進圖１０-５０ＶＴＥＣ-Ｅ發動機與傳統4氣門發動機燃燒性能的對比四、發動機控制系統1.渦流控制(見前文所述)，作者通過采用變渦流系統(稱為ＶＴＥＣ機構)和優化渦流比的方法，在保證稀混合氣穩定燃燒的同時，提高輸出功率。同時，采用空燃比控制系統把ＮＯｘ排放降低到足夠低的水平。圖１０-５２發動機控制系統2.空燃比控制在部分負荷下用一個進氣門運行時，空燃比控制為22，在這一點上，ＮＯｘ排放、燃油耗和燃燒穩定性準則都能滿足。用兩個進氣門運行時，在理想配比條件下應用廢氣再循環，用三元催化轉化器控制ＮＯｘ，因為即使在部分負荷工況下發動機高速時ＮＯｘ排放也會增加。在這種情況下全負荷運行時，空燃比控制在12.5，以獲得最大輸出功率。然而在瞬態工況，要把空燃比精確保持在所要求的數值是極為困難的。為此，開發了能高精度檢測寬廣范圍空燃比，并能快速響應的ＬＡＦ傳感器。五、實車試驗結果在應用上述稀燃技術并裝有該發動機控制系統的汽車上，以ＬＡ－＃４和公路工況試驗評定排放和燃油經濟性。試驗結果表明，在公路工況試驗中，燃油經濟性比裝于同一汽車以理想配比工作的發動機高12%，在ＬＡ－＃