汽油机混合气的形成和燃烧
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➢ 工作原理：ECU根据凸轮轴位置传感器（G信号）、曲轴位置 传感 器（Ne信号）和发动机的作功顺序，确定各气缸工作位置。 当确定 各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，ECU输出 喷油控制信 号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油。 ➢ 特点：喷油器驱动回路数与气缸数目相等。
24
顺序喷射正时图
第三章 汽油机混合气的形成和燃烧
本章要求：
掌握：汽油机混合气形成 方式、汽油机的正常燃烧 过程和不正常燃烧过程。 理解：汽油机不规则燃烧 的形成 了解：燃烧的特点及燃烧 室设计原则。
1
2
燃烧之前，用于燃烧的 混合气是如何形成的？
❖ 装置结构——化油器式、汽油喷射式 ❖ 简单工作原理
3
1. 化油器式
20
同时喷射正时图
21
（2）分组喷射正时控制
➢ 特点：把所有喷油器分成2～4组，由ECU分组控制喷油 器。 ➢ 工作原理： 以各组最先进入作功的缸为基准，在该气缸 排 气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通 该组 喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。
22
分组喷射正时图
23
（3）顺序喷射正时控制
11
稳定工况 怠速
过渡工况 起动
小负荷
急加速
中等负荷 急减速
大负荷、全 负荷
12
如何使汽油与空气的混 合气比例是合适的？
13
1. 化油器式
14
加速加浓系统
怠速系统 机械加浓系统
15
2.电控汽油喷射系统
控制方式： 开环控制——
只按给定的控制量进行控制，而 被控量在整个控制过程中对控制 量不产生任何影响，即无反馈。 闭环控制—— 将被控量反馈到系统的输入端与 控制量进行比较，得出误差信号， 作为控制执行元件动作的依据， 以消除由于各种干扰使被控量偏 离期望值的偏差，提高控制精度。
29
2. 体积法
（1）大气标准状态下的基本喷射时间 Tp
Tp
Q/n
K1 ( A / F ) (U S
K /UB)n
式（3-5）
K1—由喷油器尺寸/性能、发动机气缸数、空燃比等确定的常数； Q—空气体积流量，m3/s； n—发动机转速，1/s；
Q/n—一个进气行程中填充气缸的空气量，m3；
A/F—目标空燃比；（US/UB）——翼片式空气流量计输出信号。 30
44
启动时的喷油时间计算
T TTH Tu 式（4-7）
实现方式： ——冷启动喷油器 ——微机控制喷油器
启动时喷射时间特性
45
汽油机缸内是如何着火的？
46
燃烧的基本理论
发动机混合气的燃烧，本质上是燃油激烈的氧化反应。 根据氧化反应进行的激烈程度不同，燃烧分为两个阶段：着 火与燃烧。
着火是燃烧的物理和化学准备阶段。 物理准备：燃料的雾化、蒸发、与空气形成可燃混合气等 化学准备：焰前的缓慢氧化反应。速度很低，压力和温度 无明显升高。此过程逐渐积累热量或形成活化中心。 活化中心：在压缩终了高温作用下，燃油分子分裂成大量自 由原子或自由基（如H、O、CH、OH等），它们具有很强 的反应能力。
38
2.控制过程
39
（六）空燃比学习控制产生的修正 FL
1. 必要性 2. 方法和步骤
40
2. 方法和步骤
41
（七）大负荷、高转速时的修正 FH
扭矩、排气温度与空燃比的关系
42
1.减速时
（八）燃油停供
减速时燃油停供与复供特性 1-停供转速；2-复供转速
VG30E发动机减速停供示意图 43
2.超速时
16
喷油器的驱动方式
1）电流驱动方式 2）电压驱动方式
a）电流驱动
b）电压驱动（低阻） C）电压驱动（高阻） 17
一、喷油正时的控制
在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中， 电脑必须控制喷油器喷油的开始时刻，这就是喷 油正时控制。其控制目标一般是在进wk.baidu.com行程开始 前，喷油结束。
1．同步喷油正时控制 2．异步喷油正时控制
25
2.异步喷油正时控制
（1）起动时异步喷油正时控制
在同步喷油基础上，为改善发动机的起动性能，在增加一次异步 喷油。
在起动开关处于接通状态时，ECU接受到第一个凸轮轴位置传感 器信号（Ne信号）后，接收到第一个曲轴位置传感器信号（G信号） 时，开始进行起动时的异步喷油。
（2）加速时异步喷油正时控制
（2）基本喷油时间
Tp
Tp
(U s
K /UB)n
273 20 273 t
p 式（3-6）
101
t—实际进气温度，℃； p—实际大气压力，kPa。
31
（二）与发动机温度有关的修正系数 FET
1.启动后的修正
初期值
衰减系数
32
2.暖机时的修正
3.高温时的修正
33
（三）加减速时的修正系数 FAD
18
1.同步喷油正时控制分为：
（1）同时喷射正时控制 （2）分组喷射正时控制 （3）顺序喷射正时控制
19
（1）同时喷射正时控制
➢ 特点：所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。 ➢ 工作原理：喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸 为基准， 在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令 信号，接通该组喷 油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。
27
（一） 基本喷射时间的确定
Tp只与每循环吸入的空气量有关，空气 量测量方法不同，其计算方法也各有不同。
•质量法 •体积法
28
1. 质量法
Tp
K
G n
式（3-4）
K—由喷油器尺寸/性能、发动机气缸数、空燃比等确定的常数； G—空气流量计测出的质量空气流量，kg/s； n—发动机转速，r/min。
为了改善加速性能，ECU根据节气门位置传感器中怠速信号从接
通到断开时，增加依次固定量的喷油。
26
二、喷油量的控制
喷油时间的计算
T Tp Fc Tu 式（3-2）
T—喷射时间，ms； Tp—基本喷射时间，ms； Fc—基本喷射时间修正系数，包括FET、FAD、 FO、 FL、FH 等各项； Tu—无效喷射时间，ms。
利用空气流动时 在喉管处产生的负 压，把汽油吸向节 流阀上部的进气通 道中。
4
2.电控汽油喷射系统
空 气 供 给 系 统
空气供给系统
燃油供给系统
电子控制系统
5
燃 料 供 给 系 统
6
控制系统
7
主信号
传感器
反馈信号
8
修正信号
执行元件
9
控制单元（ECU）
10
不同的工况下，对汽油与空 气的混合气浓度有何不同要 求？
1.加速时的修正系数FAC
负荷变化量修正系数（加速时）
冷却水温度修正系数（加速时）
34
2.减速时的修正系数FDC
负荷变化量修正系数（减速时）
冷却水温度修正系数（减速时）
35
（四）急加速的异步喷射
36
37
（五）理论空燃比的反馈修正 FO
1.控制条件
只在怠速和部分负荷工况范围，且结束暖机 后，才激活空燃比闭环控制。
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顺序喷射正时图
第三章 汽油机混合气的形成和燃烧
本章要求：
掌握：汽油机混合气形成 方式、汽油机的正常燃烧 过程和不正常燃烧过程。 理解：汽油机不规则燃烧 的形成 了解：燃烧的特点及燃烧 室设计原则。
1
2
燃烧之前，用于燃烧的 混合气是如何形成的？
❖ 装置结构——化油器式、汽油喷射式 ❖ 简单工作原理
3
1. 化油器式
20
同时喷射正时图
21
（2）分组喷射正时控制
➢ 特点：把所有喷油器分成2～4组，由ECU分组控制喷油 器。 ➢ 工作原理： 以各组最先进入作功的缸为基准，在该气缸 排 气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通 该组 喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。
22
分组喷射正时图
23
（3）顺序喷射正时控制
11
稳定工况 怠速
过渡工况 起动
小负荷
急加速
中等负荷 急减速
大负荷、全 负荷
12
如何使汽油与空气的混 合气比例是合适的？
13
1. 化油器式
14
加速加浓系统
怠速系统 机械加浓系统
15
2.电控汽油喷射系统
控制方式： 开环控制——
只按给定的控制量进行控制，而 被控量在整个控制过程中对控制 量不产生任何影响，即无反馈。 闭环控制—— 将被控量反馈到系统的输入端与 控制量进行比较，得出误差信号， 作为控制执行元件动作的依据， 以消除由于各种干扰使被控量偏 离期望值的偏差，提高控制精度。
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2. 体积法
（1）大气标准状态下的基本喷射时间 Tp
Tp
Q/n
K1 ( A / F ) (U S
K /UB)n
式（3-5）
K1—由喷油器尺寸/性能、发动机气缸数、空燃比等确定的常数； Q—空气体积流量，m3/s； n—发动机转速，1/s；
Q/n—一个进气行程中填充气缸的空气量，m3；
A/F—目标空燃比；（US/UB）——翼片式空气流量计输出信号。 30
44
启动时的喷油时间计算
T TTH Tu 式（4-7）
实现方式： ——冷启动喷油器 ——微机控制喷油器
启动时喷射时间特性
45
汽油机缸内是如何着火的？
46
燃烧的基本理论
发动机混合气的燃烧，本质上是燃油激烈的氧化反应。 根据氧化反应进行的激烈程度不同，燃烧分为两个阶段：着 火与燃烧。
着火是燃烧的物理和化学准备阶段。 物理准备：燃料的雾化、蒸发、与空气形成可燃混合气等 化学准备：焰前的缓慢氧化反应。速度很低，压力和温度 无明显升高。此过程逐渐积累热量或形成活化中心。 活化中心：在压缩终了高温作用下，燃油分子分裂成大量自 由原子或自由基（如H、O、CH、OH等），它们具有很强 的反应能力。
38
2.控制过程
39
（六）空燃比学习控制产生的修正 FL
1. 必要性 2. 方法和步骤
40
2. 方法和步骤
41
（七）大负荷、高转速时的修正 FH
扭矩、排气温度与空燃比的关系
42
1.减速时
（八）燃油停供
减速时燃油停供与复供特性 1-停供转速；2-复供转速
VG30E发动机减速停供示意图 43
2.超速时
16
喷油器的驱动方式
1）电流驱动方式 2）电压驱动方式
a）电流驱动
b）电压驱动（低阻） C）电压驱动（高阻） 17
一、喷油正时的控制
在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中， 电脑必须控制喷油器喷油的开始时刻，这就是喷 油正时控制。其控制目标一般是在进wk.baidu.com行程开始 前，喷油结束。
1．同步喷油正时控制 2．异步喷油正时控制
25
2.异步喷油正时控制
（1）起动时异步喷油正时控制
在同步喷油基础上，为改善发动机的起动性能，在增加一次异步 喷油。
在起动开关处于接通状态时，ECU接受到第一个凸轮轴位置传感 器信号（Ne信号）后，接收到第一个曲轴位置传感器信号（G信号） 时，开始进行起动时的异步喷油。
（2）加速时异步喷油正时控制
（2）基本喷油时间
Tp
Tp
(U s
K /UB)n
273 20 273 t
p 式（3-6）
101
t—实际进气温度，℃； p—实际大气压力，kPa。
31
（二）与发动机温度有关的修正系数 FET
1.启动后的修正
初期值
衰减系数
32
2.暖机时的修正
3.高温时的修正
33
（三）加减速时的修正系数 FAD
18
1.同步喷油正时控制分为：
（1）同时喷射正时控制 （2）分组喷射正时控制 （3）顺序喷射正时控制
19
（1）同时喷射正时控制
➢ 特点：所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。 ➢ 工作原理：喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸 为基准， 在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令 信号，接通该组喷 油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。
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（一） 基本喷射时间的确定
Tp只与每循环吸入的空气量有关，空气 量测量方法不同，其计算方法也各有不同。
•质量法 •体积法
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1. 质量法
Tp
K
G n
式（3-4）
K—由喷油器尺寸/性能、发动机气缸数、空燃比等确定的常数； G—空气流量计测出的质量空气流量，kg/s； n—发动机转速，r/min。
为了改善加速性能，ECU根据节气门位置传感器中怠速信号从接
通到断开时，增加依次固定量的喷油。
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二、喷油量的控制
喷油时间的计算
T Tp Fc Tu 式（3-2）
T—喷射时间，ms； Tp—基本喷射时间，ms； Fc—基本喷射时间修正系数，包括FET、FAD、 FO、 FL、FH 等各项； Tu—无效喷射时间，ms。
利用空气流动时 在喉管处产生的负 压，把汽油吸向节 流阀上部的进气通 道中。
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2.电控汽油喷射系统
空 气 供 给 系 统
空气供给系统
燃油供给系统
电子控制系统
5
燃 料 供 给 系 统
6
控制系统
7
主信号
传感器
反馈信号
8
修正信号
执行元件
9
控制单元（ECU）
10
不同的工况下，对汽油与空 气的混合气浓度有何不同要 求？
1.加速时的修正系数FAC
负荷变化量修正系数（加速时）
冷却水温度修正系数（加速时）
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2.减速时的修正系数FDC
负荷变化量修正系数（减速时）
冷却水温度修正系数（减速时）
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（四）急加速的异步喷射
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（五）理论空燃比的反馈修正 FO
1.控制条件
只在怠速和部分负荷工况范围，且结束暖机 后，才激活空燃比闭环控制。