空燃比控制对分层稀燃发动机性能的影响
汽油最稀空燃比-概述说明以及解释
汽油最稀空燃比-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:汽油作为常用的燃料，在现代社会发挥着重要作用。
而汽油的燃烧效果与空燃比密切相关，空燃比是指进入发动机的空气和油气混合物的比例。
在燃烧时，空燃比会直接影响到燃烧产物的数量和质量，从而影响到引擎性能和排放物质的排放情况。
本文将重点讨论汽油最稀空燃比这一概念，分析其重要性以及影响因素。
通过深入探讨汽油最稀空燃比，可以更好地理解汽油燃烧过程的机理，为提高引擎效率和降低排放提供理论支持。
同时，还将探讨未来可能的研究方向，以期为汽油燃烧技术的发展做出更多贡献。
1.2 文章结构文章结构部分将介绍本文的整体组织和框架，主要包括以下几个部分：1. 引言：在引言部分将概要介绍汽油最稀空燃比的概念和重要性，引出本文的主题。
同时对文章的结构和内容进行简要说明，让读者对全文有一个整体的把握。
2. 正文：正文部分将分为三个小节，分别介绍了汽油的组成和燃烧特性、空燃比的概念和重要性，以及影响汽油最稀空燃比的因素。
通过这些内容，读者可以深入了解汽油在引擎中的燃烧过程以及其空燃比的重要性。
3. 结论：在结论部分将对本文的主要内容进行总结和概括，强调汽油最稀空燃比的重要性，并提出未来研究方向和可能的发展趋势。
最后得出结论，为整篇文章画上一个完整的句号。
1.3 目的本文的主要目的是探讨汽油最稀空燃比这一概念在引擎燃烧过程中的重要性和影响因素。
通过对汽油的组成和燃烧特性、空燃比的概念和重要性进行深入分析，以及对汽油最稀空燃比的影响因素进行探讨，旨在帮助读者更全面地了解汽油在引擎中的燃烧过程，以及如何优化燃烧效率和降低排放。
通过本文的阐述，读者可以更深入地理解汽油最稀空燃比对引擎性能和环境影响的重要性，为未来研究和技术改进提供参考和启示。
2.正文2.1 汽油的组成和燃烧特性汽油是一种石油提炼产品，主要由碳氢化合物组成，包括烷烃、烯烃和芳烃等。
烷烃是汽油的主要组成部分，具有较高的辛烷值，是提供动力的主要成分。
空燃比对排放特性的影响部分
为进一步改善单燃料LPG发动机的HC、CO、NO排气温度、燃料消耗特性、采用电控系统，选用宽域空燃比氧传感器(UEGO)，确保在不同工况时精确控制空燃比。
UEGO也称稀氧传感器，它不同于普通的理论空燃比传感器，后者是根据混合气的浓度或稀给出高或低的电压开关信号，而UEGO的输出信号则是在10:1~20:1之间与A/F成正比变化。
通过在运行时保持不同的空燃比，研究其排放和动力性。
另外由于LPG在稀混合器下具有稳定的着火特性，利用LPG稀燃潜力大的特性，尽量提高LPG发动机的热效率。
因而也就稀燃条件下的LPG发动机的排放特性对优化其总体性能更具现实意义。
NO的排放与过量空气系数的关系■—■Φ=1.4 ●—●Φ=1.3 ▼—▼Φ=1.0 □—□Φ=0.9NO的排放与过量空气系数和转速的关系如图所示。
影响NO排放的两个主要因素，一是燃烧过程和膨胀过程早期的气缸内氧气的浓度，他又昏昏前期的过量空气系数决定，通常存在一个NO 排放量最大的混合气浓度，过浓或过稀都会使NO的排放量下降；另一个就是燃烧过程的最高温度。
在一定空燃比的情况下，发动机的运转参数对燃烧的最高温度影响很大，在此只考虑转速的影响。
转速对燃烧最高温度的影响在低速时，由于气缸内的气体流动减弱，火焰传播的速度减低，散热损失和漏气损失相对增加，导致最高燃烧温度下降。
随着转速的提高气缸内气体流动强度加强，火焰的传播的速度上升，散热损失和漏气损失相对下降，使得最高燃烧温度存在上升的趋势；同时由于进排气的时间相对缩短，未燃混合气中的已燃气体质量分数增加，工质的比热容用上升，单位质量燃料燃烧后火焰温度升高值下降，同时废气的比例上升，也使得火焰的传播速度下降，导致最高燃烧温度存在下降趋势。
过量空气系数Φ=1.2时NO的排放比较理想，随着转速的上升，急剧下降，说明转速提高总体上使得最高燃烧温度的快速降低，在过量空气系数Φ=1.0时，即处于理论空燃比状态，火焰的传播度最快，随着转速的升高，缸内燃烧温度快速升高，NO排放量快速上升，在高转速时NO的排放量已经接近过量空气系数Φ=0.9时的混合气较浓，燃烧相对缺氧，NO的排放总体处于较低水平。
空燃比定义-解释说明
空燃比定义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述空燃比是指发动机燃料与空气的混合比例，它对于发动机的工作效率和排放性能有着重要的影响。
在内燃机中，正确定量的燃料与空气混合后才能保证燃烧的充分和高效，从而保证发动机的正常工作。
因此，空燃比的调节和控制对于发动机性能和经济性来说至关重要。
本文将着重探讨空燃比的定义、影响因素以及调节方法，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考和指导。
1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分进行讨论。
在引言中将简要介绍空燃比的概念和重要性，以及本文的目的和结构安排。
在正文部分将详细解释空燃比的概念、影响因素和调节方法，为读者提供全面的了解。
最后，在结论部分将总结空燃比的重要性，并探讨其实际应用和未来发展。
通过这样的结构安排，将使读者对空燃比有清晰的认识，从而更好地应用于实际的工程和生活中。
1.3 目的文章的目的是通过对空燃比的定义、影响因素和调节方法进行深入的研究和分析，帮助读者全面了解空燃比在内燃机工作中的重要性和作用。
同时，通过总结空燃比的重要性和实际应用，展望未来空燃比在内燃机工程中的发展趋势，为相关领域的技术工作者提供参考和借鉴。
希望本文能够引起读者的兴趣，提高对空燃比的认识和理解，促进相关领域的学术交流和技术创新。
2.正文2.1 空燃比的概念空燃比是指发动机燃烧室中混合气体的空气与燃料的质量比，通常用符号λ表示。
空燃比的定义是发动机燃烧室中混合气体的空气质量与理论完全燃烧所需空气质量的比值。
在理想的条件下，空燃比为1表示混合气中的空气和燃料按照化学计量比完全燃烧，这种条件下的空燃比被称为化学平衡空燃比。
空气过量时，空燃比大于1；燃料过量时，空燃比小于1。
空燃比的概念对于发动机性能和排放具有重要的影响，不同的发动机工况需要不同的空燃比来保证燃烧的高效和清洁。
因此，深入理解空燃比的概念对于发动机的控制和优化是非常重要的。
在接下来的部分中，我们将进一步讨论空燃比的影响因素和调节方法，以及空燃比在实际应用中的重要性和未来发展前景。
关于空燃比对农用柴油机性能影响及优化措施
关于空燃比对农用柴油机性能影响及优化措施摘要：柴油机在我国有着较为广泛的应用范围，不论是在工业生产还是在农业生产中，其都有着较为突出的贡献。
在柴油机使用过程中，柴油燃料与空气相融合形成可燃烧的混合性气体，空燃比为混合气体中的空气质量与柴油质量的比重。
为了衡量其性能的好坏，在一定程度上行业可以借助柴油机空燃的大小来进行判定。
另外，在目前阶段下，农业生产在与一定程度上主要依赖于柴油机。
我国有着广袤的土地，是农业大国。
科学的优化柴油机的性能，可以在很大程度上对环境进行保护，促进农业的绿色生产。
因此，本文就关于空燃比对农用柴油机性能产生的影响进行相关分析，并提出优化柴油机的相关措施。
关键词：空燃比；农用柴油机；性能；优化措施柴油机是内燃机的一种，在实际应用的过程中需要空气的介入才能够实现其做功运转。
在一定程度上，内燃机的空燃比越低，其应用效果越佳。
在柴油机进行做功燃烧的过程中，其消耗完所有的燃料所需要的空气就称之为理论空燃比。
在空燃比的研究中，是综合很定内燃机工作性能的一项主要内容，有着一定的科学性。
另外，在农业生产中，柴油机的应用范围十分广泛，在一定程度上与农业生产有着直接的关联。
同时，我国作为农业大国，柴油机的工作性能与能耗及对环境的污染程度，在一定程度上行还会直接影响到我国的农业生产及发展水平。
因此，在针对柴油机使用的过程中，针对其空燃比进行其做功性能的分析并针对这一要素对柴油机进行优化有着一定的科学性。
一、柴油机空燃比对农用柴油机的性能影响在柴油机实际运转的过程中，其需要燃油与空气的共同作用才能够实现基本的做功，因此，在针对空燃比的分析中对其定义为柴油机在运转的过程中，空气与燃油的消耗比就称之为空燃比。
在针对柴油机的实际使用与性能研究中，空燃比有着重要的研究意义与研究价值。
空燃比在一定程度上还会对尾气排放，发动机的动力性能和经济效用等产生一定的影响。
在一般的柴油机实际运转中，空燃比一般为14:3。
简析空燃比对汽车发动机性能的影响
简析空燃比对汽车发动机性能的影响【摘要】作为混合气浓度最直观参数空燃比的变化，直接影响发动机性能，在不同空燃比的燃烧过程中，空燃比A/F对发动机影响的程度和变化规律各不相同。
使发动机达到最佳的空燃比，可有效地提高和改善发动机的动力性、经济性及排放性，从而提高了发动机的性能。
【关键词】空燃比；燃烧；发动机；性能0.引言当一台发动机完成整体设计并生产出来后，对其性能影响最大的因素之一就是进入气缸的混合气浓度。
因为混合气的浓度直接影响着混合气在燃烧室中进行燃烧的速度、压力和温度，从而对发动机性能产生极大的影响；发动机原理中，用以表述混合气浓度的参数是空燃比。
1.空燃比对发动机性能的影响空燃比是指进人气缸进行燃烧的空气的质量与燃料的质量之比，用A/F表示。
空燃比的大小支配着发动机的动力性、经济性及废气中污染物的含量。
从理论上讲，燃料只有完全燃烧才能获得最佳的经济性和最小的空气污染。
那么，实现燃料完全燃烧时的空燃比称为理论空燃比。
1.1空燃比对发动机动力性、经济性的影响当空燃比略小于理论空燃比时，燃烧火焰的温度最高，而当空燃比高于或低于此空燃比时，火焰温度都会比这种空燃比时的低。
此时的空燃比约为13.5-14.00，当空燃比A/F=12-13时，火焰温度虽然没有上述情况下的高，但是，火焰的传播速度却因混合气浓度的增加而达到最高值。
因此，在这种空燃比下，发动机发出的功率达到最大值。
此时的空燃比又称为功率空燃比，这样的混合气被称为功率混合气。
但是，由于混合气浓度的增加，使燃烧过程中，混合气中的燃料不能得到完全燃烧，从而使发动机的油耗率明显上升。
当空燃比继续减小时，由于混合气过浓使燃烧时氧的供应明显不足，因而又使燃烧速度和燃烧温度都下降，发动机的功率下降，油耗率上升。
当空燃比在16附近变化时，发动机的耗油率达到最低值，而火焰温度和发动机功率均随之下降。
报据以上分析可以看出.提高发动机功率和降低燃料消耗是一对矛盾。
发动机稀燃技术与分层燃烧技术
• 应当指出，稀薄燃烧不一定分层。 这种两级分层燃烧发动机的优点是： ① 等熵指数高 ② 可以采用高压缩比，当采用高辛烷值的汽油时，
压缩比可以提高到11~12，因而大大提高了发动 机的动力性和经济性。 ③ 燃烧温度低，传热损失和高温分解的热损失小 ④ 排污少 • 分层燃烧发动机的缺点：
混合气，可提高热效率。如采用空燃比20和27，将比空燃比14.8 时热效率分别提高8%和12%。 – 排气污染严重。一般汽油机所需的空燃比正是废气排放高的范围
稀薄燃烧汽油机与传统汽油机的性能对比
• 但事实上，当过量空气系数>1.05~1.15之后，油耗 反而增加。这是由于混合气过稀，燃烧速度过于缓 慢，等容燃烧速度下降，补燃增加，热工转化的有 效性下降；燃烧速度下降，混合气发热量和分子改 变系数减小，指示功减小，机械效率下降；混合气 过稀，发动机对于混合气分配的均匀性和汽油、空 气及废气三者的混合均匀性变得更加敏感，循环变 动率增加。如果不解决这些问题，盲目地调稀混合 气，不但不能发挥稀混合气理论上的优势，反而会 更费油。
2. 加快燃烧速度。这是稀燃技术的必要条件和实施的 基础。提高燃烧速度的主要措施是组织缸内的气体 运动和提高压缩比
3. 提高点火能量，延长点火持续时间。高能点火和宽 间隙火花塞有利于火核的形成，火焰传播距离缩短， 燃烧速度提高，稀燃极限大。有些稀燃发动机采用 双火花塞或者多极火花塞装置来达到上述目的
分层燃烧技术
• 含义：如果在火花塞附近的局部区域内，供给适 宜点火的浓混合气（α=0.8~0.9），而在其他区域 供给给稀混合气，这样可以实现稀薄燃烧。在这 种情况下，即使采用普通点火系，也能很快地点 燃很稀的混合气。由于混合气有浓、稀层次之分， 燃烧的进展也从浓到稀，故把按上述方式工作的 汽油机成为分层燃烧汽油机。
发动机稀燃技术
发动机稀燃技术稀燃是稀薄燃烧的简称，指发动机在实际空燃比大于理论空燃比的情况下的燃烧，空燃比可达25:1，甚至更高。
稀薄燃烧不仅使燃料的燃烧更加完全，而且也减少了换气损失，同时辅以相应的排放控制措施，大大降低了汽油机的有害排放物，因此具有良好的经济性和排放性能。
稀薄燃烧可以提高发动机燃料经济性的主要原因是，由于稀混合气中的汽油分子有更多的机会与空气中氧分子接触，燃烧完全。
采用稀混合气，由于气缸内压力低、温度低，不易发生爆燃，则可以提高热效率。
燃用稀混合气，由于其燃烧后最高温度降低，一方面使通过汽缸壁的传热损失较小，另一方面燃烧产物的离解损失减少，使热效率得以提高。
且当采用稀薄混合气燃烧时，由于进入缸内空气的量增加，减小了泵吸损失，这对汽油机部分负荷经济性的改善非常有利。
另外，稀薄燃烧时燃烧室内的主要成分O2和N2的比热容较小，多变指数K 较高，因为发动机的热效率高，燃油经济性好。
从理论上讲，混合气越稀，热效率越高。
但就普通发动机来说，当过量空气系数α>1.05~1.15后，油耗反而增加。
这是由于混合气过稀时，发动机混合气分配的均匀性变得更加敏感，循环变动率增加，个别缸失火的概率增加；等等，如果不解决这些问题，盲目地调稀混合气，不但不能发挥稀混合气理论上的优势，反而会费油。
燃用混合气的技术途径1）使汽油充分雾化，对均质燃烧要保证混合气均匀及各缸混合气分配均匀。
消除局部区域混合气偏稀的现象，避免电喷发动机调整时的有意加浓；同时，使缸内混合气的实际含量有所增加，失火及不稳定现象就会大大减少，发动机便可以在较稀混合气含量的条件下工作。
要是汽油充分雾化，可以在预热、增加进气流的速度、增强进气流的扰动、增加汽油的乳化度以及使汽油分子磁化等方面采取措施。
2）采用结构紧凑的燃烧室。
使压缩时形成挤流，以提高燃烧速度，从而提高燃烧效率，减少热损失。
一般采用火花塞放在正中的半球形或蓬顶形燃烧室，或其他紧凑型的燃烧室。
二冲程柴油机 空燃比范围
二冲程柴油机空燃比范围二冲程柴油机是一种常见的内燃机，其工作原理是通过压缩空气使柴油燃料自燃，从而产生动力。
在二冲程柴油机中，空燃比是一个非常重要的参数，它对发动机的性能和排放有着重要的影响。
本文将介绍二冲程柴油机的空燃比范围及其影响。
一、空燃比的定义空燃比是指在发动机燃烧室中进入的空气和燃料的质量比。
在柴油机中，空气是通过进气门进入燃烧室的，而燃料则是通过喷油器喷入燃烧室的。
空燃比的大小直接影响着燃烧的效率和排放的质量。
二、空燃比的范围在二冲程柴油机中，空燃比的范围通常在14:1到18:1之间。
这个范围是指空气和燃料的质量比，也就是说，当空燃比为14:1时，每14个单位的空气中有1个单位的燃料；当空燃比为18:1时，每18个单位的空气中有1个单位的燃料。
三、空燃比对发动机性能的影响1. 燃烧效率空燃比的大小直接影响着燃烧的效率。
当空燃比过低时，燃料无法完全燃烧，会产生大量的未燃烧的碳氢化合物和一氧化碳等有害物质，同时也会降低发动机的功率和燃油经济性。
当空燃比过高时，燃料燃烧不充分，会产生大量的氮氧化物，同样会降低发动机的功率和燃油经济性。
2. 发动机功率空燃比的大小也会影响发动机的功率。
当空燃比适中时，燃料能够充分燃烧，产生更多的热能，从而提高发动机的功率。
但是当空燃比过低或过高时，燃料的燃烧效率会降低，从而降低发动机的功率。
3. 燃油经济性空燃比的大小还会影响燃油经济性。
当空燃比适中时，燃料能够充分燃烧，从而提高燃油经济性。
但是当空燃比过低或过高时，燃料的燃烧效率会降低，从而降低燃油经济性。
4. 排放质量空燃比的大小还会影响排放质量。
当空燃比适中时，燃料能够充分燃烧，产生的有害物质会减少，从而降低排放质量。
但是当空燃比过低或过高时，燃料的燃烧效率会降低，从而增加有害物质的排放。
四、结论空燃比是二冲程柴油机中一个非常重要的参数，它对发动机的性能和排放有着重要的影响。
在实际应用中，需要根据具体的工况和要求来选择合适的空燃比，以达到最佳的性能和排放效果。
基于Savitzky-Golay算法的发动机动态工况燃烧稳定性评价方法
Vol. 50 No. 1Feb. 2021第50 1 内燃机与车20212 SMALL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND VEHICLE TECHNIQUE 基于Savitzky-Golay 算法的发动机动态工况燃烧稳定性评价方法李承运 卢维伟 邹明恩 丛日振 赵福成(宁波吉利罗佑发动机零部件有限公司浙江宁波315336)摘 要：重"介绍了一种基于Savitzky-Golay 算法的发动机瞬态工况IMEP(平均指示有效压力)的拟 合方法，并在此基础上提出一种新的燃烧稳定性的评价方法-DIOC ,即Dynamic Index of Combustion ,发动机动态工况燃烧评价指标。
相比传统的评价方法，新方法能够同时对稳态工况和动态工况的燃烧稳定性进行客观评价。
通过试验验证,Savitzky-Golay 算法拟合的动态工况缸压IMEP 曲线能够准确表征瞬态工况下发动机的燃烧变化,具备较强的实用性。
关键词:Savitzky-Golay 算法动态工况拟合燃烧评价发动机中图分类号:TK411+.2文献标识码：A 文章编号:2095-8234(2021)01-0023-05Evaluation Method of Combustion Stability in Engine Dynamic Conditions Based on Savitzky-Golay AlgorithmLI Chengyun; LU Weiwei; ZOU Ming'en; CONG Rizhen; ZHAO FuchengNingbo Geely Royal Engine Components Co., Ltd. (Ningbo, Zhejiang, 315336, China)Abstract : This paper mainly introduces a fitting method of engine transient conditions IMEP (indicatedmean effective pressure) based on Savitzky-Golay algorithm, and based on this, proposes a new combus tion stability evaluation method-DIOC, namely Dynamic Index Of Combustion, combustion evaluation in dex for engine dynamic conditions. Compared with the traditional evaluation methods, the new method canobjectively evaluate the combustion stability in both steady-state and dynamic conditions. It is verified by experiments that the dynamic condition cylinder pressure IMEP curve fitted by Savitzky-Golay algorithmcan accurately characterize the combustion change of the engine under transient conditions, and has strongpracticability.Keywords : Savitzky-Golay algorithm; Dynamic condition; Fitting; Combustion evaluation; Engine引言为应对全球排放法规日益加严，各汽车公司对 传统内燃机的瞬时排放重视程度越来越高，尤其是对发动机起动阶段和暖机阶段的排放更为重视。
汽车排放及控制技术试题答案
一、填空题1、汽车排放的污染物主要有_ 一氧化碳_、氮氧化合物_、_ 碳氢化合物__和__微粒____。
2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_ 喷油定时_、 放热规律___和 负荷与转速的影响_。
3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__ 起燃温度 __来评价,而对于整个催化转化系统则用__ 起燃时间 _来评价。
4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_ 扩散机理、 拦截机理_、 惯性碰撞机理_、 重力沉积机理_。
5、电控柴油喷射系统已发展了三代，第一代是 位置控制_ 系统，第二代是_ 时间控制__系统，第三代是 电控高压共轨 系统。
6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_ 废气再循环技术_。
7、常用排放污染物取样系统有 直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。
8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_ 燃烧室未燃燃料、 窜入曲轴箱的未燃燃料和 燃油系统蒸发的燃油蒸汽_ 三种途径。
9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比，最大区别是_ 汽油喷射的位置_。
10、EGR 率是指 ×100%+返回废气量进气量返回废气量11、为使三元催化转化器的净化效率达到80%以上，其过量空气系数(Φa) “窗口”应达到的要求是“窗口”很窄，宽度只有_ 0.01~0.02__。
12、生成氮氧化物的三个要素是_ 混合气浓度_、 温度_和 氧浓度_。
13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有 化学催化的方法_。
14、排气成分分析中，CO 和CO2用_ 不分光红外线气体分析仪_测量，NO 用_ 化学发光分析仪_测量，HC 用 _ 氢火焰离子型分析仪_测量，氧多用 顺磁分析仪_测量。
15、烟度的测量方法主要有两类： 滤纸法__和 消光度法__。
16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是 天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和 植物油__。
空燃比对柴油丙烷混合燃料发动机燃烧和排放的影响
而柴油的供给和价格时常受到国际国内原油市场 入甲烷后，最大压力升高率和最大燃烧平均温度
波动的冲击。这就迫使人们研究和开发柴油的替 都较柴油小。
代燃料以期在保持柴油机优势的同时尽量向发动 机燃料多元化方向发展。黄佐华等人[1]进行了压
在柴油中溶入一定量的 CH4[7]，CO2[8]，N2[9] 等气体可以利用在喷射过程中气体的微爆作用而
系。可以看出，两种转速下，HC 排放随空燃比 缸的空气量基本保持不变，空燃比的增加，只能
的增加呈现出先减小后增加的现象。原因是，空 使喷油量减小，而此时喷油压力较低，燃料雾化
受到影响，从而无法完全燃烧，甚至就没有燃烧， 这就导致了 HC 排放的增加。随着空燃比的减小， HC 排放也逐渐减少，当空燃比继续减小时，造 成混合气过浓，使得 HC 排放量突增。在整条曲 线上，随着丙烷比例的增加，HC 排放逐渐减少。
高了喷雾雾化质量，促进了燃料与空气的混合， 缩短了可燃混合气着火前的物理化学准备时间。 再次，由于本实验是在保持发动机的静态供油提 前角不变的条件下进行的，而燃用不同比例的柴 油/丙烷混合燃料会由于其体积弹性模量的改变 而使发动机动态喷油提前角发生变化，即随着丙 烷含量的增加，混合燃料的体积弹性模量降低， 也就是可压缩性增大，从而使动态喷油提前角减 小，而这一方面占主导地位。所以，最终的结果 还是缩短了滞燃期。
图 5 缸内最高平均燃烧温度随空燃比的变化关系
2.2 排放性能
燃比大时，混合气太稀，此时会有部分混合气处
图 6 为 1400 r.min-1 和 2200 r.min-1 两个转速 于稀燃极限附近，此处的温度相对较低而发生氧
下燃用三种燃料的 HC 排放随空燃比的变化关 化过程的淬熄。另外，转速一定，每循环进入气
空燃比对准均质充量压缩点燃天然气发动机低负荷排放性能的影响
第２ ７卷 第 ５期
２００６年 ９月
兵
工
学
报
Ｖｏ ． ７ １２ Ｎｏ． ５
Ｓｅ ２０ ｐ． ０６
ＡＣＴＡ ＡＲＭＡＭ Ｅ ＮＴＡＲＩ Ｉ
空燃 比对准 均质 充量压缩 点燃天然气发动 机 低 负荷排放性 能的影 响
ｉ Ｏ ｎ Ｃ ｅ ｓ ｉｎ ．ＨＣ ｎ ｎ Ｃ ａ ｄ Ｈ ｍｉｓ ｓ ｏ ａ ｄ ＣＯ ｍｉｓ ｎ ｒ ｅ ｕ ｅ ｅ ｒ ａ ｌ ｙ ｏ ｔ ｉｉ ｇ ａ ｅ ｓ ｉ ｓ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｄ ｒ ｍａ ｋ ｂ ｙ ｂ ｐ ｉ ｚｎ ． ｏ ｍ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｐ ｗｅ ｃ ａ ｉａ ｎｇｎｅ ｒｎｇ； ｑ ａ ｉｈｏ ｇｅ ｏ ｓ ｃ ａ ｇｅ ｃ ｍ ｐ ｅ ｓｏ ｇｎ ｔｏ ｎｇ ｎｅ ｄ ｏ ｒ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｅ ｉ ｅ ｉ ｕ ｓ ｍｏ ｎｅ ｕ ｈ ｒ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｌ ｉｉｎ ｅ ｉ ；
ｅ ｃｓ Ｊ Ｃ Ｇ ｒｔ ；ｌ ａ ； ｍｉ ｉｎ ｘ ｅｓａ ／ Ｎ ａｉ Ｏ ｌ ｄ ｅ ｓ ｏ ｒ ｏ Ｗ ｏ ｓ
０ 引言
采用准 均 质 充量 压缩 点燃 （ ＨＣ Ｉ燃 烧 方 式 Ｑ Ｃ）
的天然 气／ 柴油双 燃 料 发 动 机 在 低 负荷 时可 以大 幅
ＱＨＣ １ 然气发 动 机 的工作 原 理 是 ： 然 气 与 Ｃ天 天 空气 在进 气管 中均 匀 混 合 后 进 入 气 缸 ， 压 缩 行 程 在
ｑ ａｉ ｏ ｏ ｅｅ ｕ ｈ ｒｅｃｍｐｅｓ ｎｉｎｔ ｎ （ ＨＣ Ｉ ｕｓ ｈ ｍ ｇ ｎ ｏ ｓ ａｇ ｏ ｒｓｉ ｉｏ Ｑ Ｃ ）ｍｏ ｅａ ｗ ｌａ ｓ ｓｃｒｉ ｕ ． ｅｒ— — ｃ ｏ ｇ ｉ ｄ ｔｏ ｄ ａｒ ｄｏ ｔ Ｔｈ ｅ ｌ ｏ ｗａ ｅ
发动机精确空燃比控制方法的研究
发动机精确空燃比控制方法的研究近年来，随着汽车工业的快速发展，发动机燃烧技术也在不断创新和完善。
其中，精确空燃比控制技术成为了燃烧技术领域的热点之一。
本文将从发动机燃烧原理、空燃比控制的重要性、目前的控制方法以及未来的发展方向等几个方面对发动机精确空燃比控制方法进行深入探讨。
一、发动机燃烧原理在深入探讨精确空燃比控制方法之前，我们首先需要了解发动机的燃烧原理。
发动机的燃烧过程是指空气和燃料经过混合后，在高压环境下进行点燃并快速燃烧的过程。
而燃烧的效率和性能又与空燃比密切相关。
空燃比是指发动机燃烧室内的空气和燃料的混合比，对于不同的发动机来说，最佳的空燃比也是不同的。
实现精确空燃比控制对于提高发动机的燃烧效率和降低排放具有重要作用。
二、空燃比控制的重要性精确的空燃比控制对于发动机的燃烧效率和排放都有着重要的影响。
过高或过低的空燃比都会导致燃烧不完全，从而降低发动机的功率输出和提高尾气排放。
通过精确控制空燃比可以实现更为充分的燃烧，提高发动机的功率输出和降低尾气排放，是发动机技术领域的研究重点。
三、目前的控制方法目前，实现精确空燃比控制的方法主要包括氧传感器闭环控制、模型预测控制、混合气分离控制等。
其中，氧传感器闭环控制是最常见的方法之一。
该方法通过检测排气中氧气的含量，反馈到发动机管理系统，从而调整燃料喷射量，实现精确的空燃比控制。
而模型预测控制则是利用发动机的数学模型来预测最佳的空燃比，然后通过调整燃料喷射量进行控制。
混合气分离控制则是将空气和燃料在进气道分开，并在燃烧室内重新混合，以实现更为精确的空燃比控制。
四、未来的发展方向随着汽车工业的不断发展，未来发动机精确空燃比控制技术将会朝着更加智能化、高效化和环保化的方向发展。
利用人工智能技术实现发动机空燃比的自适应控制，将使发动机在不同工况下都能够实现最佳的空燃比，从而实现更为高效的燃烧和更低的排放。
发动机空燃比控制技术也将与新能源技术相结合，推动汽车工业向更加清洁和可持续的方向发展。
汽车发动机电控系统的结构与维修复习题及答案
汽车发动机电控系统的结构与维修复习题及答案第1章课程概述本章介绍了阐述了发动机电子控制系统及排放的发展。
具体要求如下：一、重点掌握1、了解电子控制系统（以发动机管理系统为例）与被控制对象和必须达到的控制目标之间的关系2、了解本课程的基本任务及特点、学习方法二、一般掌握1、认识排放、经济和安全三大法规与汽车技术进步之间的关系2、认识对结构和工作原理的了解与检测、维修之间的关系三、复习题第2章汽油机对燃料供给与控制的基本要求解释在发动机构造课中应该已经认识了的空气与燃料混合所形成的混合气中的空气与燃料的混合比例——空燃比——在发动机不同的运行工况时的不同要求，也就是建立起对所谓的“控制目标”和“控制要求”的认识。
一、重点掌握1、空燃比对汽油机稳定工况性能的影响2、对稳定工况空燃比的控制要求3、对热机怠速工况进气量和空燃比的控制要求4、变工况过程中对空燃比和进气量的控制要求5、点火提前角与空燃比的关系及对点火提前角的控制要求6、三效催化转化器对空燃比控制的要求二、一般掌握1、混合气分配均匀性第3章化油器式供油与喷射式供油的比较本章讲述了化油器式供油与喷射式供油的比较。
具体要求如下：一、重点掌握1．电控喷油系统的组成；二、一般了解1．化油器供油系统组成及缺点。
第4章电磁喷油器及其他供油部件本章介绍了电控系统各种元器件的工作原理和基本结构。
具体要求如下：一、重点掌握1、喷油器的典型结构、工作特性及驱动2、电动输油泵及其控制3、油压调节器和燃油轨二、一般掌握油压脉动阻尼器的结构与原理第5章控制系统的主要器件本章介绍了控制系统的主要部件，本章的内容应当重点掌握。
具体要求如下：一、重点掌握1、氧传感器、双氧传感器、宽域氧传感器——构造、工作原理2、运行状态传感器——转速传感器、进气量传感器、温度传感器等3、执行器——按控制目标l空燃比——喷油器（压力和开启时间）l点火时间——点火控制器——点火模块或分电器l怠速稳定转速——怠速执行器二、一般了解4、电子控制器（车用电脑）5、典型发动机管理系统图读图第6章控制的实现——开环、闭环控制及控制策略本章讨论了电控系统控制策略。
《基于进气量估计的发动机空燃比控制》范文
《基于进气量估计的发动机空燃比控制》篇一一、引言发动机的空燃比控制是汽车动力系统中的关键技术之一。
空燃比是指发动机在燃烧过程中，空气与燃油的比例关系。
对于发动机的性能和排放，空燃比的控制至关重要。
而基于进气量估计的发动机空燃比控制策略，则是实现这一目标的重要手段。
本文将详细探讨基于进气量估计的发动机空燃比控制的重要性、原理及实际应用。
二、空燃比控制的重要性空燃比是发动机燃烧过程中的关键参数，它直接影响发动机的性能和排放。
适当的空燃比可以保证发动机的稳定运行，提高燃油经济性，降低排放。
而空燃比过大或过小都会对发动机产生不利影响，如燃烧不充分、动力不足、排放恶化等。
因此，对空燃比进行精确控制对于发动机的稳定运行和环保性能具有重要意义。
三、进气量估计原理基于进气量估计的发动机空燃比控制，首先要对进气量进行准确估计。
进气量的估计通常依赖于发动机的传感器系统，如空气流量计、进气压力传感器等。
这些传感器可以实时监测发动机的进气情况，为空燃比控制提供重要依据。
此外，还可以通过数学模型和算法对进气量进行估算，以实现对空燃比的精确控制。
四、空燃比控制策略基于进气量估计的发动机空燃比控制策略主要包括以下几步：1. 传感器数据采集：通过发动机的传感器系统实时采集进气量、转速、负荷等数据。
2. 进气量估计：利用数学模型和算法对采集的传感器数据进行处理，得到准确的进气量估计值。
3. 空燃比计算：根据进气量估计值和预设的空燃比目标值，计算所需的燃油量。
4. 燃油供应控制：根据计算得到的燃油量，通过燃油供应系统对发动机进行供油。
5. 反馈控制：通过氧传感器等设备对排气中的氧含量进行监测，将实际空燃比与目标空燃比进行比较，根据比较结果调整燃油供应量，实现对空燃比的精确控制。
五、实际应用基于进气量估计的发动机空燃比控制在现代汽车中得到了广泛应用。
通过高精度的传感器和先进的算法，实现了对进气量的准确估计和空燃比的精确控制。
这不仅提高了发动机的性能和燃油经济性，还降低了排放，符合环保要求。
什么是稀薄燃烧稀薄燃烧的优点
什么是稀薄燃烧稀薄燃烧的优点稀薄燃烧就是发动机在空燃比大于理论空燃比时的燃烧。
那么你对稀薄燃烧了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是稀薄燃烧的内容，希望大家喜欢!稀薄燃烧的简介稀薄燃烧，实践证明这种燃烧方式既能降低燃油消耗，又能减少发动机的有害排放物，尤其是在低负荷时，由于进入缸内空气的量增加，同时也由于电控喷射的采用可实现变质调节，不用节气门或是小节流，减小了泵吸损失，特别有利于改进部分负荷性能。
虽然NOx、HC、CO 等排放物随空燃比的增大而变化的规律不尽相同，但是如果能合理地设计紧凑的燃烧室，并组织好空气运动，使燃烧在短时间内完成，那么三种排放都可以大大减少，因此，稀薄燃烧再结合最新的电子控制技术，被公认为是提高车用汽油机效率和降低排放的最有前途的一种方法。
稀薄燃烧的优点稀薄燃烧可以降低发动机的燃油耗最主要的原因是：采用稀薄混合气燃烧时循环热效率提高。
汽油机的实际循环接近于定容加热循环，而定容加热循环的指示热效率与压缩比和绝热指数成正比的关系。
随着空燃比的提高，空气所占的量增加，因此工质的绝热指数逐渐接近于空气的绝热指数，也就是在理论上，当空燃比达到无限大时，热效率达到最大值。
稀薄燃烧对排放的改善主要表现在，随着空燃比的增加，由于采用稀的混合气使燃烧温度降低，NOx 的排放明显减少，同时燃烧产物中的氧成分有利于HC 和CO 的氧化，因此，HC 和CO 的排放也减小。
稀薄燃烧存在的问题尽管稀燃能实现提高经济性并且同时改善排放，然而在实际的应用上存在着一些难以解决的问题，主要是：(1)当混合物变稀时，着火延迟时间加长，再加上火焰传播速度慢，使得完全燃烧更加困难。
(2)当混合气变稀时，如果火花塞周围的燃油混合气浓度降低，所需的最小点火能量迅速增加，火核难以形成，不仅使点火困难，而且使滞燃期增长，使得最佳点火提前角增大，燃烧效率降低。
同时，火焰传播速度的变慢还使发动机的循环变动增加，汽车的驾驶性能下降。
空燃比详细解答
（二）过渡工况对混合气的要求
• 汽车在运行中的过渡工况可分为以下三种 形式：
• 冷起动 • 暖机 • 加速和减速
冷起动
• 冷车起动时，由于发动机的转速和燃烧室 壁面温度低、空气流速慢，导致汽油蒸发 和雾化条件不好，因此要求发动机供给很 浓的混合气。为保证冷起动顺利，要求供 给的混合气空燃比达2︰1才能在气缸中产 生可燃混合气。
14.7：1
所需的空气量等于理论 空气量。实际上，供给的空气量总是大于或小于 理论空气量。为了评定发动机工作过程中所用空 气数量的多寡，常引入过量空气系数的概念。
• 发动机工作过程中，燃烧1kg燃油实际供给的空气 量L与理论空气量LO之比,称为过量空气系数。
ab L
• 上面的提法，任意一本书中，都是这样注名，可 是为什么如此呢？一般书中没有详细的答案。所 以一般的读者、技术人员很难明白。教给学生的 老师，也是依葫芦画瓢，照本宣科。
• 其实，问题的答案就在进入汽缸的空气量的计 算方法上，虽然汽缸的容积不变，但由于发动 机转速不同，节气门开度不同，导致每分钟进 入汽缸的空气量是不同的。所以，如果想精确 地控制进入汽缸的燃油量，就必须知道发动机 转速和每秒准确地进气量。如果，我们大家知 道了每一循环的实际的进气量，再乘以发动机 转速，我们就得到每分钟进入汽缸的总的空气 总量。
（一）稳定工况对混合气的要求
• 发动机的稳定工况是指发动机已经完全预 热,进入正常运转,且在一定时间内转速和负 荷没有突然变化的情况.稳定工况又可分为 怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负 荷等几种。
理论空燃比sici组合燃烧排放特性研究
理论空燃比sici组合燃烧排放特性研究随着汽车行业的发展，如何降低汽车的排放问题一直受到广泛的重视。
目前，在排放控制方面，主要集中在改善发动机燃烧性能和改善燃料混合性。
以此为基础，本文研究了理论空燃比与SICI（Spark Ignition Compression Ignition）组合燃烧的排放特性。
理论空燃比是汽车发动机中燃烧最重要的参数之一，它与汽车燃料结构、气缸气压和点火时间三者紧密相关。
它可以通过改变发动机燃油量、气缸气压、点火延迟等因素来改变，它是汽车发动机燃烧反应的重要参数，可以调节发动机的性能，如发动机的质量流量和发动机效率等。
与此同时，SICI（Spark Ignition Compression Ignition）组合燃烧技术利用高级空气分子氧化剂技术，可以把发动机燃烧按照一定的模式来进行，形成有利于排放的混合物。
通过这种方式，可以减少汽车排放甲烷、氮氧化物和其他有害物质，提高燃油燃烧效率，降低汽车排放。
本文采用建模法对理论空燃比及SICI组合燃烧的排放特性进行了详细的研究，构建了研究对象的CFD模型，计算了理论空燃比及SICI组合燃烧排放特性，得出排放特性表。
实验研究表明，SICI组合燃烧技术可以明显降低燃料排放量，特别是有害有毒物质，如CO2、碳氢化合物和NOx等。
综上所述，研究结果表明，理论空燃比及SICI组合燃烧技术在改善汽车排放方面有着重要意义，它们可以降低汽车排放，特别是有害有毒物质的排放，从而实现汽车环保目标。
但是，由于这两种技术的复杂性，未来的研究应该更多着力于对两种技术的交互效应和发动机运行性能的深入研究，从而提高汽车燃料组合燃烧性能以及排放效果。
总之，本文研究了理论空燃比及SICI组合燃烧排放特性，并总结了实验研究结果。
理论空燃比及SICI组合燃烧技术有助于改善汽车排放，但其复杂性也需要更深入的研究。
稀薄燃烧发动机
稀薄燃烧发动机稀薄燃烧发动机概念什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1 : 25以上。
要了解稀薄燃烧，就先要了解发动机的空燃比。
所谓空燃比是指在发动机进气冲程中吸入气缸的空气与燃油（汽油）重量之比，也就是说，混合气中的空气与燃油的比例称为空燃比。
汽油与空气混合燃烧时，空气量过多或者过少都不能有效进行燃烧。
汽油完全燃烧所必需的空气比例，可以根据理论计算得到，并称之为理论空燃比。
具体地讲，一份汽油对14.7份空气。
因此理论空燃比为14.7。
必须根据发动机的工况改变空燃比。
在带有三效催化转化器的发动机中，发动机必须调整到理论空燃比，14.7 : 1。
在部分带节气门开启时，一般发动机以较稀薄的混合气，即空燃比在15 - 16 : 1范围内运转，但在稀薄燃烧发动机中，将以更为稀薄的混合气，即空燃比大于18。
稀薄燃烧技术的最大特点就是燃烧效率高，经济、环保，同时还可以提升发动机的功率输出。
因为在稀薄燃烧的条件下，由于混合气点火比理论空燃比条件下困难，暴燃也就更不容易发生，因此可以采用较高的压缩比设计提高热能转换效率，再加上汽油能在过量的空气里充分燃烧，所以在这些条件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。
比较著名的三菱缸内喷注汽油机（GDI ），可令混合比达到40:1。
它采用立式吸气口方式，从气缸盖的上方吸气的独特方式产生强大的下沉气流。
这种下沉气流在弯曲顶面活塞附近得到加强并在气缸内形成纵向涡旋转流。
在高压旋转喷注器的作用下，压缩过程后期被直接喷注进气缸内的燃料形成浓密的喷雾，喷雾在弯曲顶面活塞的顶面空间中不是扩散而是气化。
这种混和气被纵向涡旋转流带到火花塞附近，在火花塞四周形成较浓的层状混和状态。
这种混合状态虽从燃烧室整体来看十分稀薄，但由于呈现从浓厚到稀薄的层状分布，因此能保证点火并实现稳定燃烧。
大众的直喷汽油发动机（FSI ），则是采用了一个高压泵，汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。
空燃比和排放物、三元催化器的关系
空燃比空燃比，是混合气中空气与燃料之间的质量的比例。
一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。
目录编辑本段简介可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比，空燃比A/F(A：air-空气，F：fuel-燃料)表示空气和燃料的混合比。
空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。
编辑本段原理为使废气催化率达到最佳(90％以上)，必然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制，其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度，转换成电信号后发送给ECU，使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内(14．7：1)，若空燃比大时，虽然CO和HC的转化率略有提高，但NOx的转化率急剧下降为20％，因此必须保证最佳的空燃比，实现最佳的空燃比，关键是要保证氧传感器工作正常。
如果燃油中含铅、硅就会造成氧传感器中毒。
此外使用不当，还会造成氧传感器积碳、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。
氧传感器的失效会导致空燃比失准，排气状况恶化，催化转化器效率降低，长时间会使催化转化器的使用寿命降低。
编辑本段比值发动机工作时，燃料必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以燃烧的混合气，这就是空燃比。
从理论上说，每克燃料完全燃烧所需的最少的空气克数，叫做理论空燃比。
各种燃料的理论空燃比是不相同的：汽油为14.7，柴油为14.3。
空燃比空燃比大于理论值的混合气叫做稀混合气，气多油少，燃烧完全，油耗低，污染小，但功率较小。
空燃比小于理论值的混合气叫做浓混合气，气少油多，功率较大，但燃烧不完全，油耗高，污染大。
汽油机的空燃比在12～13时功率最大，在16时油耗最低，在18左右污染物浓度最低。
因此，为了降低油耗和减少污染，应当尽量使用空燃比大的稀混合气，只在需要时才提供浓混合气。
这种做法，叫做稀薄燃烧，已为当今多数汽油发动机采用。
影响汽油发动机排放的最主要因素是混合气的空燃比，理论上一公斤燃料完全燃烧时需要14.7公斤的空气。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 结论
(1) 混合气空燃比的精确控制对分层稀燃发动 机的燃烧有重要意义, 作为混合气浓度最直观参数 的空燃比的变化, 直接影响发动机的经济性和排放 性能。
Yu Shanying L iu D ex in L iu Shu liang (T ianj in U n iv ersity )
A b stra c t
In th is p ap er, a sing le cylinder and fou r va lve st ra t ifica t ion cha rge lean bu rn ga so line eng ine, in tha t a sw irl con t ro l va lve (SCV ) w a s set in an in take po rt of dua l in take po rt and p roduced sw irl m o t ion, ba sed on a self2develop ed elect ric con t ro l lean bu rn system w a s stud ied. T he effect of a ir fuel ra t io fo r fuel con sum e and em ission s of the fou r va lve st ra t ifica t ion cha rge lean bu rn ga so line eng ine w a s invest iga ted. T he resu lt show s tha t an accu ra te con t ro l of a ir fuel ra t io ha s an im po rtan t sign ificance fo r com bu st ion p rocess of st ra t ifica t ion cha rge lean bu rn ga so line eng ine, and it can increa se sp eed of flam e t ran sm it and reduce HC on the h igh a ir fuel ra t io , w h ich a re keys to im p rove fuel econom y and reduce em ission s.
稀燃发动机的燃烧有重要意义; 增加火焰的传播速度, 抑制高空燃比下 HC 的生成, 是提高燃油经济性和改善排放
性能的关键因素。
关键词: 汽油机 稀薄燃烧 空燃比 排放
中图分类号: T K411+ 125
文献标识码: A
Effect of Ar i Fuel Ra tio Con trol on Stra tif ica tion Charge L ean Burn Ga sol ine Eng ine
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
2
农 业 机 械 学 报
2 0 0 3 年
火花塞为中心的由浓到稀的混合气分层分布。 该发 动机的机构布置如图 2 所示。 在部分负荷时, 关闭 SCV 阀使用单气道进气, 可在缸内形成较强的涡 流, 该涡流在压缩后期逐渐衰减, 但涡流一直保持到 压缩行程上止点。通过控制喷油时刻, 使喷油器在进 气后期喷油, 使油气混合气最后进入气缸, 这样气缸 内就达到了上浓下稀的涡流轴向分层效果[ 2 ]。
图 6 空燃比对 NO x 排放的影响
21 2 空燃比对排放性能的影响 从图 4～ 图 6 中的排放曲线可以看出, 3 种有害
排放物的变化趋势并不相同。从图 4 中可以看出, 随
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
1 电控发动机分层稀燃的实现
分层稀燃的概念是: 在着火时刻, 火花塞周围分
布适于着火的浓混合气, 而在燃烧室的其他部分则 是较稀的混合气, 浓、稀区域之间混合气自然分层。 为了研究油气混合对稀燃发动机性能的影响, 开发 了如图 1 所示的电控发动机实验系统, 可以方便地 对各项参数进行调节, 以实现发动机性能的优化。实 验样机为自行改造的单缸四气门发动机 (参数见 表 1) , 火花塞中心布置, 有两个进气道, 其中一个进 气道中装有喷油器, 另外一个进气道中设有一个涡 流控制阀 (SCV ) , 通过改变它的开度可以实现不同 强度的进气涡流。 逐渐减小 SCV 的开度, 直至完全 关闭该气道, 能够形成沿气缸圆周方向的涡流、与气 缸轴线垂直的滚流所合成的斜轴涡流, 从而形成以
图 4 空燃比对 CO 排放的影响
图 2 SCV 在发动机上的安装位置 1. SCV 2. 喷油器 3. 进气门 4. 火花塞 5. 排气门
2 空燃比的控制系统及对性能的影响
211 空燃比控制系统
图 5 空燃比对 HC 排放的影响
对于电控发动机, 喷油控制与进气量控制是密
切相关的, 精确地控制混合气的浓度, 也就是空燃
化、显示及反馈控制系统均需自行开发。空燃比控制 系统如图 3 所示。 由U EGO 采集的空燃比信号, 与 由节气门位置传感器、曲轴转角传感器、扭矩仪等所 采集信号一起经数据输入接口、A D 转换卡进入计 算机; 计算机产生的控制信号再经数据输出接口分 别传给汽油泵、喷油器、火花塞等执行器, 实现整个 发动机的空燃比控制。
质, 若没有再发生进一步的氧化反应, 就会以未燃 HC 的形式直接排出。 对于空燃比过大时的情况, HC 生成的主要原因是燃烧火焰的冷却 (也就是火 焰传播的中断)。由图 6 可以看出, 随空燃比的增大, NO x 的排放也在增加, 在稍高于理论空燃比时, 它 的生成量达到最高值。 这是由于此时的燃烧温度峰
从以上 3 种有害排放物随空燃比的变化趋势可 以看出, 增加混合气的空燃比对降低 CO、NO x 的排 放都有利, 但是恶化了 HC 的排放, 所以对于改善排 放来说, 实现稀燃的关键是能够在高的空燃比下抑 制 HC 的生成。
213 空燃比对经济性的影响 从图 7 中可以看出, 随混合气逐渐变稀, 油耗逐
表 1 发动机参数
参数 排量 L 缸径×冲程 mm 压缩比 燃烧室形状 气门数 气门驱动方式 进气门正时 排气门正时
数值或形式
01934 10116×11413 815 蓬顶形 4 (2 进, 2 排)
DO HC 26°BTDC～ 50°ABDC 52°BBDC～ 24°A TDC
国外汽车公司基本都是以 25 km h 行驶速度 为典型工况研究发动机的稀燃性能[4] (此工况发动 机转速为 1 500 r m in、平均有效压力 0129 M Pa)。 图 4～ 图 6 是本研究在改装的稀燃汽油机上获得的 3 种主要排放物随空燃比变化的曲线 (SCV 控制阀 全开)。
第 5 期
于善颖 等: 空燃比控制对分层稀燃发动机性能的影响
3
空燃比的增加, CO 的排放迅速减少。采用理论空燃 比(1417) 时, CO 的排放为 113% ; 当空燃比增加到 24 时, 与理论混合气时的 CO 排放相比, 减少了近 90%。 这可作如下的简单解释: 当空燃比较小时 (小 于 1417) , 因氧气不足, 含碳分子燃烧不完全, CO 的 生成较多; 而当空燃比大于 1417 时, 由于氧气较为 充足, 工质的燃烧较充分, CO 的生成量减少。HC 生 成原因较为复杂, 对其机理至今也没有一个完整的 解释, 或者提出一个较为实用的预测模型。但就已有 的研究成果, HC 的来源可以概括为: 活塞及气门周 围的间隙、油膜的粘附及蒸发、气缸壁面的冷却、气 门重叠及泄漏等因素。从燃烧方面来说, 油气混合不 良、燃烧恶化也会导致 HC 排放的增加。从图 5 可以 看出, HC 排放曲线在空燃比为 18～ 19 时出现最小 值 (比理论混合比时约低 45% ) , 空燃比低于或高于 这个值, HC 的排放都会增加。 对此作如下解释: 在 空燃比过小的情况下, 由于氧气浓度较低, 燃烧不完 全, 因此产生的 HC 量增加; 另外, 空燃比过小, 混合 气过浓, 燃烧热量增大, 燃烧室温度升高, 也容易造 成较大分子的碳氢燃料离解成较小分子的碳氢物
收稿日期: 2002 04 17 3 国家自然科学基金资助项目 (项目编号: 59936130) 和天津自然科学基金重点资助项目 (项目编号: 993803111) 于善颖 天津大学天津内燃机研究所 工程师 博士生, 300072 天津市 刘德新 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室 副教授 刘书亮 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室 教授 博士生导师
Key words Ga so line eng ines, L ean bu rn, A ir fuel ra t io , Em ission s
引言
20 世纪 60 年代以来, 汽车技术发展突飞猛进, 汽车拥有量也急速增加。 由于石油资源的有限性和 不可再生性, 以及日益恶化的环境污染等问题, 节能 和环保成为人们日益关注的议题。 分层稀薄燃烧汽 油机可以大幅度改善其燃油经济性, 降低排放指标, 提高发动机的抗爆震性能[1], 因此对它的研究已成 为目前汽油机研究的热点。
渐下降, 当空燃比达到 18 左右, 油耗降到最低。油耗 下降的主要原因是: 不断开大节气门, 增加吸入的空 气量使混合气逐渐变稀造成的, 此时进气阻力减小, 泵气损失也减小。 此外, 工质的绝热指数增大, 加之