【正文】 方面在低轉(zhuǎn)速時又會將已經(jīng)吸入氣缸的新鮮充量重又推回到進(jìn)氣管中。h） –1 be /g（ kW 一、采用多氣門機構(gòu) 優(yōu)點：增加進(jìn)排氣門流通面積，從而減小了進(jìn)排氣阻力 ，提高了充氣效率；可以使火花塞中央布置，以縮短火焰?zhèn)鞑ゾ嚯x，提高發(fā)動機的抗爆性，因而可以采用更高的壓縮比，提高汽油機的燃油經(jīng)濟性。 PL 越高，表面發(fā)動機工作容積利用率越高；發(fā)出一定數(shù)量的有效功率的發(fā)動機尺寸就越小。 思考：如何看待節(jié)能與排放之間的關(guān)系。 環(huán)保壓力 據(jù)研究，目前 大氣中 %的 HC、 %的 CO、 %的 NOx、 %的 CO %的 SO2和 32%的微粒來自汽車，而在 城市大氣中 ，這一比例更高，大概 87%的 HC、 61%的CO和 55%的 NOx來自于汽車。 發(fā)動機節(jié)能技術(shù)發(fā)展 在汽油機方面主要應(yīng)用電子控制燃油噴射系統(tǒng)（ EFI）；為了提高發(fā)動機充氣效率，增加氣門數(shù)量，并應(yīng)用可變配氣相位裝置 , VVTi發(fā)動機、同時采用渦輪增壓系統(tǒng)、進(jìn)氣諧波增壓系統(tǒng)；稀薄混合氣燃燒，缸內(nèi)直噴 。 第二節(jié) 影響汽車發(fā)動機節(jié)能的因素 一、影響汽車發(fā)動機熱效率的因素 汽油機定容加熱循環(huán)的熱效率： 111??? ktv ??低速柴油機定壓加熱循環(huán)的熱效率： )1(1111 ????? ???? kkktp高速柴油機混合加熱循環(huán)的熱效率： )1()1(1111 ??????? ??????? kkktm式中： ε——壓縮比； k——絕熱指數(shù)； λ——壓力升高比； ρ——預(yù)脹比。 scamitoL nlHP ??????? ??????? 1式中： Hμ——燃料低熱值； lo——化學(xué)計量空燃比，即燃燒 1kg燃料所需的理論空氣質(zhì)量； ηit——指示熱效率； ηm——機械效率； Фa——過量空氣系數(shù)； τ——行程數(shù)； Фc——充量系數(shù)； n——發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)； ρs——發(fā)動機進(jìn)氣管的空氣密度。 圖 3–5 二氣門及四氣門柴油機 性能指標(biāo)比較圖 —— 四氣門； – – – 二氣門 圖 3–6 二氣門及四氣門柴油機油耗及 有害排放物對比圖 —— 二氣門； – – – 四氣門 轉(zhuǎn)速 /rh）–1 微粒 /g（ kW 氣門升程增大，一方面在高負(fù)荷時有利于提高體積效率；另一方面在低負(fù)荷時又不得不將節(jié)氣門關(guān)得更小，造成更大的泵氣損失和節(jié)流損失。 ? 提高怠速穩(wěn)定性。花鍵套內(nèi)孔的直齒花鍵與凸輪軸 3 端頭的花鍵嚙合，它的外螺旋花鍵與驅(qū)動鏈輪 4 的螺旋花鍵孔嚙合。油壓用電磁閥控制，機油通過中空的凸輪軸供給。發(fā)動機低速工況，液壓油則進(jìn)入搖臂軸左端油孔，將其中小活塞向上壓，使低速凸輪能帶動左端低速搖臂桿工作。杠桿受偏心軸 1控制。兩個相同的彈簧和氣門組成（圖 3–12）。要使氣門關(guān)閉時，線圈 2 斷電，銜鐵和氣門在彈簧力的作用下向上運動；在氣門接近關(guān)閉位置時，線圈 5 通電，電磁力幫助氣門（銜鐵）快速運動至關(guān)閉位置。 電磁氣門驅(qū)動控制方便，結(jié)構(gòu)較為簡單，是比較容易想到的無凸輪軸氣門驅(qū)動方式。它既不需要凸輪也不需要彈簧，而利用壓縮油液的彈性能，在氣門的開啟與閉合期間，使氣門加速或減速，這就是液壓擺或液壓振動體的原理?；钊麩o桿腔的油壓作用面積，比有桿腔的油壓作用面要大。 圖 3–15 Ford 公司的電液式氣門驅(qū)動系統(tǒng)的氣門運動過程 a）高壓電磁閥開啟，氣門開啟加速； b）低壓單向閥開啟，氣門開啟減速； c）高、低壓電磁閥和高、低壓單向閥全關(guān)閉，氣門全開； d）低壓電磁閥開啟，氣門關(guān)閉加速； e）高壓單向閥開啟，氣門關(guān)閉減速； f）低壓電磁閥再次開啟，氣門落座 三、合理利用進(jìn)氣動態(tài)效應(yīng) 進(jìn)氣門的開啟和活塞的運動是一種擾動，會在進(jìn)氣系統(tǒng)產(chǎn)生膨脹波。這種效應(yīng)稱為進(jìn)氣管動態(tài)效應(yīng)。 稀燃汽油機可分為兩大類，一類是 均質(zhì)稀燃 ，另一類為 分層稀燃 。分層燃燒方式又有軸向分層燃燒系統(tǒng)和橫向分層燃燒系統(tǒng) 。此燃燒系統(tǒng)經(jīng)濟性比常規(guī)汽油機提高 6％～ 8％， NOx 含量（體積分?jǐn)?shù)）下降 80％。 GDI發(fā)動機具有以下優(yōu)點： ? 由于稀混合氣燃燒時 N2 和 O2 雙原子分子增多，氣體的比熱容比增大，可使理論循環(huán)熱效率有較大提高。 ? 中小負(fù)荷時，周邊區(qū)域參與燃燒的程度較小，氣體溫度降低，使傳熱損失減小。 ? 低負(fù)荷時 HC 排放高，高負(fù)荷時 NOx 排放高，有碳煙生成。h） 轉(zhuǎn)矩變動∕% α α 圖 2–30 豐田 D4缸內(nèi)直噴式稀燃汽油機 VVTi 圖 3–31 豐田 D4 燃燒室混合氣形成 a） 燃?xì)饣旌线^程； b） 缸內(nèi)混合氣濃度分布 a） b） 圖 3–32 D4稀燃發(fā)動機控制方法 轉(zhuǎn) 矩 ∕ Nm） 功率（ kW） Be （ g/kW 排氣污染和噪聲 ： ? 由于增壓柴油機有較充足的過量空氣系數(shù)，有害氣體排放量（ HC、 CO）一般為非增壓機的 1/3～1/2 ； ? 由于增壓適當(dāng)加大了過量空氣系數(shù) Фa，使燃燒過程得到一定改善，其指示熱效率 ηi t往往也會有所提高； ? 如果采用增壓中冷技術(shù)，可顯著減少 NOx 排放 ； ? 由于增壓后，柴油機著火延遲期縮短，壓力上升率降低，可以使燃燒噪聲減少 ； ? 由于渦輪增壓器的設(shè)置，使進(jìn)、排氣噪聲也有所減少 缺點： 主要體現(xiàn)在 低速轉(zhuǎn)矩特性和加速性下降 等方面。 2. 增壓汽油機 ? 存在的主要問題： 汽油機增壓后，壓縮終點和溫度都加大，爆燃傾向加劇，熱負(fù)荷更加嚴(yán)重。渦輪增壓器超速可能損壞壓氣機及渦輪旋轉(zhuǎn)零部件，造成嚴(yán)重事故。高于該轉(zhuǎn)速后，壓力逐步上升，如果不采用排氣旁通，則壓力沿著虛線上升，會超過發(fā)動機能承受的最高增壓壓力。 最高發(fā)動機轉(zhuǎn)速的百分率 （ %） 圖 3–34 控制增壓壓力與發(fā)動機轉(zhuǎn)速 增壓壓力（ bar ） 用軟管將壓氣機渦殼空腔與膜片作用器的空腔連接起來，傳遞壓氣機出口處空氣壓力變化信號。提升閥桿的上部有中心孔通道，將從壓氣機出口有壓力的空氣引入旁通閥的殼體內(nèi)，冷卻閥后排出。 圖 3–37 排氣背壓及壓氣機入口處真空度控制的增壓系統(tǒng) a）旁通閥關(guān)； b）旁通閥部分打開； c）旁通閥全開 c） a） 2. 空氣旁通 將化油器的節(jié)氣門通過桿件與空氣直接進(jìn)入氣缸的旁通進(jìn)氣道中一閥門連接在一起。輸入信號經(jīng)過處理后，微處理器給電磁線圈發(fā)出指令，控制旁通閥開或者關(guān)。 ? 電控爆燃控制 采用爆燃控制以后，可以在避免發(fā)生爆燃的前提下，最大限度地發(fā)揮整機潛力 ? 增壓中冷 增壓空氣進(jìn)行中冷，對增加充量、降低熱負(fù)荷、消除爆燃均十分有利。 2）油和氣的響應(yīng)速度都較慢，而且彼此間還有差別，致使動態(tài)過程時各種性能惡化。 二、 復(fù)合功能的電控多點燃油噴射與點火系統(tǒng) 電控汽油噴射系統(tǒng)分為單點噴射與多點噴射。而本系統(tǒng)的執(zhí)行器，就是圖 3—51 上的電動汽油泵 噴油器 1油箱通風(fēng)閥 6 、怠速調(diào)整器 9 、點火線圈 16 、壓力調(diào)節(jié)器 17 和廢氣再循環(huán)閥 18等件。 ? 蓄電池電壓修正 電壓下降會引起噴油率下降，故要增大噴油脈寬來補償。 三、多點燃油噴射系統(tǒng)的噴射時序?qū)π阅艿挠绊? 圖 3－ 56 噴油定時示意圖 a）同時噴射方式； b)分組噴射方式； c)順序噴射方式 第七節(jié) 柴油機燃油噴射系統(tǒng)電子控制 一、系統(tǒng)發(fā)展簡述 環(huán)境污染 能源危機 CO2 柴油機電噴系統(tǒng) 直列式 噴油嘴型 轉(zhuǎn)子式 高壓共軌 單體泵型 與機械控制方式相比，柴油機電控噴射有以下優(yōu)點： ? 電控技術(shù)能使控制更為全面和精確，比之原有的機械或機、液控制更易實現(xiàn)性能優(yōu)化并對相互矛盾的要求進(jìn)行合理的折中，這樣就能使燃油消耗率和有害物的排放量大幅度下降。該控制閥是一個二位二通的電磁開關(guān)閥，該閥根據(jù)電控單元的指令實現(xiàn)開、關(guān)，從而實現(xiàn)噴油定時控制。 ①由于分列泵的結(jié)構(gòu)特點，泵體具有很好的剛度； ②單體泵可以分別安裝在距噴油器的最近處；只需很短的高壓油管，因此油管的剛度很好 ③可以減小高壓系統(tǒng)的有害容積； ④凸輪和軸承受力較大的部件，都有一定的空間進(jìn)行加強。它的驅(qū)動機構(gòu)比較特