《汽车发动机管理系统》第2章 燃油直喷汽油发动机管理系统

●起动：λ=0.2～0.6 (非常浓的混合 气)(A/F=2.9～8.8) ●怠速：λ=0.6～0.8 (较浓的混合气)(A/F=8.8～ 11.8) ●中等负荷：λ=0.9～1.11（经济混合气） (A/F=13.2～16.3) ●全负荷：λ=0.8～0.9（功率混合气） (A/F=11.8～13.2) ●加速：额外供给一部分油。
空燃比大约为 = 1,55 ---(A/F=22.8).
均匀稀薄模式
混和气形成 有更多的时间可用于
– 均匀混合物形成
燃烧 在整个气缸内均匀燃烧 点火正时可以自由确定
均质混合气模式
进气
节气门在操纵油门踏板后打开
进气翻板在相应的工作点后打开或者 关闭
– 在部分载荷以及中等转速范围内关 闭
如果曲轴角小于这个范围 无法点燃混合气 如果曲轴角大于这个范围 混合气就变成均质充气了。
空气/燃油比 =1.6～ 3(A/F=23.5～44).
分层充气模式
分层工作模式的条件： – 发动机处于相应的转速和载荷范围 – 系统没有存储排放相关故障 – 冷却液温度高于50℃ – NOX存储式催化净化器温度必须在250
均质混合气模式
喷油、混合气形成和燃烧过程与均匀稀薄 模式一样。
空燃比 = 1
“均匀燃烧”工况可分为两种状态：
１.进气歧管翻板关闭时的均匀燃烧： 在发动机转速低于3750转／分或发动机负荷低于40% 时， 进气歧管翻板是关闭的（由特性曲线决定）。下部进气道被 封闭，于是被吸入的空气就会通过上部进气道加速后呈紊流 状流入燃烧室，燃油喷射发生在进气行程。
λ值
分层充气
中等 1.6-3
均匀稀薄
较高来自百度文库大约1.5
进气翻板
关闭下通道
关闭下通道
节气门开度
最大开度
最大开度
混合气形成 燃烧
可燃混合气聚集在火花塞周围，外 层是新鲜空气和倒流的尾气
可燃混合气被点燃，外层空气作为 绝热层减少热量损失，提高热效率
均匀的混合气分布在整个燃烧室内 可燃混合气在整个燃烧室均匀燃烧
FSI技术
燃油直喷汽油发动机管理系统
2.1燃油直喷汽油发动机概述
●发动机工况---即发动机工作状况。一般用它的 功率与转速来表示，也可以用转速和节气门开度 表示。节气门全开时功率就达到这一转速下的最 大值。 ●发动机的工况有多个，但根据汽车运行特点可 将其分为：起动；怠速；中等负荷；全负荷和加 速等五种基本工况。 ●发动机各工况对混合汽浓度的要求 (化油器式 和大部分进气道喷射汽油机) ：
为什么采用汽油直喷技术？
●在稀薄燃烧时，通过进一步打开节气门，减少进气截流损 失； ●在稀薄燃烧和均质稀薄燃烧时,混合气消耗少；从而减少燃 料消耗,直喷发动机节省燃料15%左右。 ●在稀薄燃烧时，热效率高, 因为燃烧只发生在火花塞附近。 ●燃油喷射在压缩冲程快结束时出现. 发动机在尽量低的稳定 转速下运行,最低的四缸可达到400R/min。 ●低的废气排放，能够满足高的排放标准。
分层充气模式
压缩 在到达点火时间之前的很短时间里，以50－100bar的压力向火花塞附近喷射燃油 燃油喷射有一个平面角度，以避免油气混合物与活塞底部接触，以便能够扩大分层充气模
式的转速和功率范围（进气组织引导式燃烧方式） 在火花塞附近形成可燃混合气
分层充气模式
注：★只有混合好的气雾被
点火燃烧。 ★混合好的气雾周围的气体起 隔离作用。
●燃烧上限：λ=0.4(A/F=5.9) ●燃烧下限：λ=1.4(A/F=20.6)
●传统的汽油机（包括化油器式和大部分 进气道喷射汽油机），一般在空燃比 A/F=12.6～17(λ=0.86～1.16)范围内工 作,其混合气是均质的。
●所谓稀薄燃烧汽油机是一个范围内很广 的概念，只要A/F>17（λ>1.16)就可以称 为稀薄燃烧汽油机。缸内直喷式汽油机， 可在A/F=25～50（λ=1.7～3.4）范围内 稳定工作。
2.2燃油直喷汽油发动机进气系统
直喷发动机的三种工作模式： 分层充气模式 均质稀混合气模式 均质混合气模式
分层充气模式
2.0l FSI 发动机
分层充气模式
吸气 进气翻板完全关闭下部进气通道 被吸进来的空气以涡流形式通过上部的进气通道加速进入气缸 活塞的扰流槽加剧了紊流效应 同时节气门张开，尽量减少节流损失
其结果是：
缸壁热损耗小 热效率提高了
★点火时刻范围窄
做功 在火花塞周围点燃混合气 在燃烧的混合气和缸壁之间形成一个气体分层，这样能够改善缸体散热损失，提高了热效率， 同时，燃油喷入降低进气的温度，降低了爆震的可能性，可以提高压缩比。
分层充气模式
混合形成区
混合气形成：
混合气形成只发生在活塞到达 上止点的40 ～50° 曲轴角之 间。
２．进气歧管翻板打开时的均匀燃烧： 在发动机转速高于3750转／分或发动机负荷高于40%时，进 气歧管翻板是打开的，这样就可保证发动机在高转速、大负 荷时获得更多的进气量。同时这个过程双级进气管切换到功 率工况（短进气管），燃油喷射发生在进气行程中。
FSI 工作模式综述（大众技术）
工作模式 功率、转速范围
℃ ～500 ℃之间 – 进气翻板关闭
节气门不能全部打开，由于活性炭罐，必须保持较低的背压 发动机产生的扭矩只通过喷油量来调节，这里进气量和点火角度对于扭矩只有较小的影响
均匀稀薄模式
进气 和分层充气模式一样 节气门打开 进气翻板关闭
均匀稀薄模式
燃油在进气冲程中就已经喷入汽缸，喷 油提前角大约上止点前300°曲轴转角。
均匀
满载 1
最高转速和载荷时打开 中等转速和载荷时关闭 根据载荷大小由驾驶员调节
均匀的混合气分布在整个燃烧室内
可燃混合气在整个燃烧室均匀燃烧
FSI 工作模式综述（奥迪技术）
工作模式 功率、转速范围
λ值
分层充气
怠速、中速 1.6-3
均匀稀薄
较高 大约1.5
均匀
满载 1
进气翻板
按照特性图动作
按照特性图动作
按照特性图动作
节气门开度 混合气形成
燃烧
最大开度
最大开度
可燃混合气聚集在火花塞周围，外 层是新鲜空气和倒流的尾气
可燃混合气被点燃，外层空气作为 绝热层减少热量损失，提高热效率
均匀的混合气分布在整个燃烧室内 可燃混合气在整个燃烧室均匀燃烧