【正文】 5 繼續(xù)通電，使氣門(mén)保持在關(guān)閉狀態(tài)。如此循環(huán)往復(fù)。它的主要問(wèn)題是氣門(mén)落座沖擊大，電磁響應(yīng)速度不夠高，能量消耗及尺寸過(guò)大。 這種電液式無(wú)凸輪軸氣門(mén)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可使發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)的定時(shí)、升程與速度連續(xù)變化。 圖 3–13 Ford 公司的電液式氣門(mén)驅(qū)動(dòng)原理 1—高壓電磁閥； 2—高壓?jiǎn)蜗蜷y； 3—低壓?jiǎn)蜗蜷y； 4—低壓電磁閥 該系統(tǒng)有高壓油源和低壓油源?；钊锨患瓤梢耘c高壓油源相連，也可以與低壓油源相連，活塞下腔始終與高壓油源相通。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)開(kāi)啟由一個(gè)高壓電磁閥控制，氣門(mén)加速時(shí)開(kāi)啟，減速時(shí)關(guān)閉。該系統(tǒng)還包括高壓?jiǎn)蜗蜷y和低壓?jiǎn)蜗蜷y。這個(gè)膨脹波從進(jìn)氣門(mén)出發(fā)，以當(dāng)?shù)芈曀賯鞑サ焦芏?。如果這個(gè)壓縮波傳到進(jìn)氣門(mén)時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟著，那么由于這個(gè)壓縮波引起的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與進(jìn)氣氣流方向一致，進(jìn)氣氣流因此而得到增強(qiáng)，氣缸充量系數(shù)將會(huì)提高，轉(zhuǎn)矩也將增大。 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)要利用好這一效應(yīng)必須滿足下列條件： ncL se???24?L——進(jìn)氣管長(zhǎng)度（ m）； c——當(dāng)?shù)芈曀伲?m／ s）； φse——進(jìn)氣有效持續(xù)角（ ℃ A）； n——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min）。m – – – 轉(zhuǎn)矩進(jìn)氣管 —— 功率進(jìn)氣管 第四節(jié) 汽油機(jī)稀薄燃燒技術(shù) 稀薄燃燒汽油機(jī)是一個(gè)范圍很廣的概念，只要 α ＞ 17，且保證動(dòng)力性能，就可以稱為稀薄燃燒汽油機(jī)。而分層稀燃又可分為：進(jìn)氣道噴射分層稀燃方式和缸內(nèi)直噴分層稀燃方式。 分層燃燒可分為 進(jìn)氣道噴射的分層燃燒方式 和 缸內(nèi)直噴分層燃燒方式 。 1. 進(jìn)氣道噴射的分層燃燒方式 （ 1）軸向分層燃燒系統(tǒng) 圖 3–26 軸向分層燃燒系統(tǒng) 此燃燒系統(tǒng)利用強(qiáng)烈的進(jìn)氣渦流和進(jìn)氣過(guò)程后期進(jìn)氣道噴射，使利于火花點(diǎn)火的較濃混合氣留在氣缸上部靠近火花塞處，氣缸下部為稀混合氣，形成軸向分層，它可以在空燃比 22 下工作，燃油消耗率可比均燃降低 12％。在一個(gè)進(jìn)氣道噴射的汽油生成濃混合氣，在滾流的引導(dǎo)下經(jīng)過(guò)設(shè)置在氣缸中央的火花塞，在其兩側(cè)為純空氣，活塞頂做成有助于生成滾流的曲面。 2. 缸內(nèi)直噴分層燃燒方式 缸內(nèi)直噴（ GDI）燃燒系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)均質(zhì)混合氣燃燒、分層混合氣燃燒以及均質(zhì)混合氣壓燃燃燒（ HCCI）。前兩種方式都有可能形成壁面油膜，是造成碳?xì)渑欧鸥叩闹饕?；后一種方式則與噴霧特性、噴射時(shí)刻關(guān)系密切，但控制起來(lái)比前兩種要難。 ? 由于燃油在缸內(nèi)氣化吸熱使壓縮終點(diǎn)溫度降低，因而爆燃可能性減小，壓縮比可以提高，由此可使燃油消耗率改善 5％ 以上。 ? 由于取消了進(jìn)氣節(jié)流閥，泵氣損失可降低 15％。 GDI發(fā)動(dòng)機(jī)存在的主要問(wèn)題： ? 難以在所要求的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)使燃燒室內(nèi)混合氣實(shí)現(xiàn)理想的分層。 ? 噴油器內(nèi)置氣缸內(nèi)，噴孔自潔能力差，容易結(jié)垢，影響噴霧特性和噴油量。 ? 部分負(fù)荷時(shí)混合氣稀于理論空燃比，三效催化器轉(zhuǎn)化效率下降，需采用選擇性催化轉(zhuǎn)化 NOx 。 （二）典型缸內(nèi)直噴燃燒系統(tǒng) 1. 三菱缸內(nèi)直噴分層充量燃燒系統(tǒng) 圖 3–28 三菱公司 GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖 3–29 三菱公司 GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)性能改善效果 空燃比 b） 空燃比 c） 空載轉(zhuǎn)速 ∕r∕min a） NOx 燃料消耗量∕L∕h be∕g∕（ kWm 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r∕min 低速低負(fù)荷時(shí)，在壓縮行程后期噴油，形成明顯的分層燃燒，而在高速大負(fù)荷時(shí)，進(jìn)氣行程就開(kāi)始噴油，以形成完全的均質(zhì)化學(xué)計(jì)量比燃燒。 第五節(jié) 廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī) 一、廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)性能 1. 增壓柴油機(jī) 轉(zhuǎn)矩（ Nh） 圖 3–33 增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提高 NA–自然吸氣； TC–渦輪增壓； TC+IC–增壓加中冷 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 （ r/min） 經(jīng)濟(jì)性： ? 柴油機(jī)增壓后，平均指示壓力 大大增加，而其平均機(jī)械損失壓力 卻增加不多，因此，機(jī)械效率 ηm 提高； ? 由于增壓適當(dāng)加大了過(guò)量空氣系數(shù) Фa，使燃燒過(guò)程得到一定改善，其指示熱效率 ηi t往往也會(huì)有所提高； ? 增壓機(jī)大多作泵氣正功，也會(huì)使指示熱效率提高； ? 如果增壓和非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)功率相同，則增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少排量，顯然，這樣使機(jī)械損失減少，燃油消耗率降低。這樣，由于機(jī)械損失和磨損減少，對(duì)改善燃料經(jīng)濟(jì)性有利。 低速時(shí)，由于增壓壓力下降，轉(zhuǎn)矩 TTq 的增量明顯比高速時(shí)低，這就使轉(zhuǎn)矩特性的低速段很不理想，影響汽車加速性能及爬坡性能。 此外，動(dòng)態(tài)過(guò)程中，氣體壓力反應(yīng)緩慢，增壓器葉片也有較大慣性，致使各種響應(yīng)都變慢，不僅進(jìn)一步影響了加速及起動(dòng)性能，也因過(guò)渡過(guò)程拖長(zhǎng)而使此時(shí)的排放和經(jīng)濟(jì)性能變差。若燃料辛烷值不提高，就必須采取降低壓縮比，推遲點(diǎn)火等相應(yīng)措施，其結(jié)果會(huì)導(dǎo)致熱效率的下降。 ? 可采取的措施： 電子可變渦輪噴嘴環(huán)截面控制、電控增壓壓力控制等技術(shù)的應(yīng)用可以有效改善低速轉(zhuǎn)矩特性和動(dòng)態(tài)特性；電控燃油噴射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了定時(shí)和轉(zhuǎn)矩特性（油量特性）的優(yōu)化；特別是電控爆燃控制、電控廢氣再循環(huán)控制以及增壓中冷技術(shù) 二、增壓壓力控制 發(fā)動(dòng)機(jī)增壓時(shí)要防止增壓器超速及增壓壓力過(guò)高。增壓壓力過(guò)高則可能使汽油機(jī)發(fā)生爆燃；使柴油機(jī)機(jī)械負(fù)荷及熱負(fù)荷過(guò)高。 l. 排氣旁通 渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的離心式壓氣機(jī)，通常在 1／ 4 發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速以下的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，出口空氣壓力增加甚微。因此要采取排氣旁通或別的措施，使其壓力控制在允許值以下。 為了防止渦輪增壓器的超速及增壓壓力過(guò)高，可以采用提升閥等措施來(lái)控制排氣旁通的通道。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在正常的穩(wěn)定狀態(tài)下工作，增壓壓力不高，提升閥是關(guān)閉的。 圖 3–35 排氣旁通增壓系統(tǒng) a）旁通閥關(guān)； b）旁通閥開(kāi) a） b） 提升閥的閥桿較長(zhǎng)而且與排氣直接接觸，因此殼體外部應(yīng)設(shè)計(jì)散熱翅片，以提高散熱效果。另一方面，從閥桿與閥導(dǎo)向管間隙滲入的排氣，也由壓縮空氣從排氣旁通管路中壓到排氣管中，減輕旁通閥及膜作用器的熱負(fù)荷。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在中速、高速大負(fù)荷工況工作，輸入渦輪的排氣能量增加，使壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速及出口壓力進(jìn)一步上升，此時(shí)壓氣機(jī)入口處真空度增大，其影響與排氣背壓同時(shí)作用在膜片作用器上；使旁通閥打開(kāi)（圖 3–37c）），更多的排氣從旁通閥排入大氣中，使增壓壓力保持在一定范圍內(nèi)。當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度很小，例如小于 1／ 3開(kāi)度，那么旁通進(jìn)氣道中的閥門(mén)打開(kāi)（圖3–38a）），大部分空氣不經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)直接進(jìn)入氣缸中。 圖 3–38 空氣旁通的增壓系統(tǒng) a） 低速輕負(fù)荷工況； b） 高速重負(fù)荷工況 a） b） 該系統(tǒng)主要由微處理機(jī)、壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器（圖中表示通過(guò)分配器提供轉(zhuǎn)速變化信號(hào)）及敲缸傳感器組成。 由于采用了微處理器控制，在發(fā)生敲缸征兆時(shí)，可以自動(dòng)推遲點(diǎn)火提前角，避免爆燃， 因此采用這種控制系統(tǒng)的汽油機(jī)增壓后，可以不降低壓縮比，采用原先使用的汽油。還為在汽油機(jī)增壓系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)爆燃控制、放氣控制、排放控制、增壓器可變技術(shù)的應(yīng)用等綜合控制帶來(lái)了方便。 1. 電控汽油噴射系統(tǒng) 圖 3–43 增壓汽油機(jī)的電子控制系統(tǒng) 1—空氣濾清器； 2—空氣流量計(jì)； 3—渦輪增壓器； 4—放氣閥； 5—爆燃傳感器； 6—水溫傳感器；7—增壓壓力傳感器； 8—節(jié)流閥位置傳感器； 9—EGR閥； 10—中冷器； 11—噴嘴； 12—點(diǎn)火線圈； 13—火花塞； 14—比例式壓力控制電磁閥； 15—電動(dòng)汽油泵； 16—變速器空檔位； 17—車速傳感器； 18—點(diǎn)火正時(shí)控制信號(hào)； 19—曲軸轉(zhuǎn)角傳感器 2. 電控爆燃控制 圖 3–46 爆燃控制過(guò)程的波形圖 圖 3–47 點(diǎn)火時(shí)刻和爆燃的關(guān)系 l—爆燃范圍； 2—余量幅度； 3—無(wú)爆燃控制時(shí)； 4—有爆燃控制時(shí)； MBT—最大轉(zhuǎn)矩的點(diǎn)火提前角 轉(zhuǎn)速 103（ r/min） 轉(zhuǎn) 矩 點(diǎn)火時(shí)刻 3. 增壓中冷 增壓空氣溫度 tk（ ℃ ） 圖 3–48 tk對(duì) pk、 Фa、 燃料辛烷值的影響 pk（ MPa） 圖 3–49 增壓空氣溫度對(duì) 發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 Pe（ kW） be〔 g /（ kW ） 第六節(jié) 汽油