ME Motronic 发动机管理系统

1999版

汽油发动机管理

ME-Motronic

BOSCH

技术说明书

发动机管理系统

ME-Motronic发动机管理系统

各种发动机电子管理系统早已经成为提高燃油经济性和增强汽车环境相容性的决定性因素。

发动机电子管理系统的首要任务是提供驾驶员所要求的扭矩并且同时保证最大的燃油经济性和最少的尾气排放。汽油机（也称之为火花点燃式（SI）发动机或Otto-循环发动机）的ME-Motronic发动机电子管理系统与其它所要求的子系统一起完成以下的任务：电子节气门控制系统（ETC, 或“线控驾驶”）调节吸入空气流量以满足所要求的瞬时扭矩，而燃油喷射系统控制燃油喷射量；同时电子点火系统控制点火正时和点火能量。

ME-Motronic的功能甚至可以进一步扩展，与为增强驾驶者的舒适性，方便性和安全性而设计的其它汽车系统相协调。例如：ME-Motronic发动机电子管理系统为满足ABS和ESP系统的需要，可调整扭矩水平以确保最大的牵引力。

目前各子系统之间的联系更加紧密，这表明在满足发动机电子管理系统的高度多样化功能方面所取得的进展。本说明书揭示了ME-Motronic电子发动机管理系统的设计方案并解释了该系统的操作原理。

系列出版物“M-Motronic发动机电子管理系统”还叙述了传统的Motronic 系统。汽油机的燃烧

火花点燃发动机2

汽油机管理系统

技术要求 4 气缸进气 5 混合气的形成7 点火10 感应点火系统13

汽油喷射系统

概述16 ME-Motronic发动机电子管理系统Motronic系统概述18 气缸进气控制系统21 燃油系统28 运行数据的采集34 运行数据的处理42 运行工况47 闭环怠速控制52 λ闭环控制52 蒸发排放控制系统55 爆震控制57 增压压力控制58 保护功能59 改善驾驶性能60 巡驶控制60 集成诊断62 电子控制单元（ECU）68 其他系统的接口70

汽油机的

燃烧

汽油机的燃烧

火花点燃发动机

或OTTO-循环发动机

工作循环

火花点燃或OTTO-循环1)发动机是一种依靠外部形成的点火火花把燃油中的化学能量转化为动能的内燃（IC）机。

目前标准的火花点燃发动机采用进气歧管喷射汽油在燃烧室外形成混合气。混合气形成系统利用汽油或气体燃料产生空燃混合气，该混合气即被活塞下降产生的吸力吸入发动机中。将来则会越来越多应用另一种方案，即将燃油直接喷射到燃烧室的系统。当活塞上升，压缩燃烧室中的混合气，为定时点火过程做好准备。点火时，外部产生的能量通过火花塞使混合气开始燃烧。燃烧过程中产生的热量使气缸压力增加，迫使活塞向下运动并作用于曲轴

图1进而做功。每一次燃烧冲程后，产生的废气被排出气缸，以便吸入下一轮新鲜空燃混合气。在汽车用途的发动机中用以控制气体转换的主要设计方案是四冲程循环工作原理，每次循环需要曲轴旋转两周。

四冲程工作原理

四冲程发动机采用流量控制阀门控制气体的传输（充气控制）。这些阀门不断地打开或关闭与气缸连接的进气管或排气管：

第一冲程：进气

第二冲程：压缩点火

第三冲程：燃烧作功

第四冲程：排气

进气冲程

进气门：开

排气门：关

活塞运动：向下

燃烧：无

活塞的向下运动增加了气缸的有效容积通过由进气门打开的通道吸入混合气。

压缩冲程

进气门：关

排气门：关

活塞运动：向上

燃烧：开始点火阶段

1) 由Nikolaus Augst Otto (1832-1891)在1876年巴黎世界博览会上首次展出了第一部四冲程煤气压缩发动机后而命名。

往复活塞式发动机设计方案

OT=TDC（气缸压缩上止点）；UT=BDC（活塞行程下止点）；V h: 活塞工作容积; Vc: 压缩容积; s: 活塞行程

由于活塞往上运动，减少了气缸的有效容积，空燃混合气被压缩。在活塞达到上止点（TDC）前一瞬，火花塞点燃浓缩的混合气开始燃烧。

活塞工作容积V h和压缩容积Vc提供了压缩比的计算基础：

ε =（V h+V c）/V c

压缩比ε根据不同的发动机设计可在7...13范围内选取。提高内燃机的压缩比可增加它的热效率，从而可以更加充分利用燃油。例如：压缩比从6:1增加到8:1可提高热效率12%。压缩比的增加范围受爆震限制。爆震这一术语指的是混合气最高燃烧压力升高的失控燃烧。爆震会导致发动机损坏。使用合适的燃油和优良的燃烧室结构可将爆震阈值升到更高的压力范围内。

燃烧作功冲程

进气门：关

排气门：关

活塞运动：向上

燃烧：燃烧/后燃烧阶段

火花塞产生火花点燃被压缩的空燃混合气，燃烧随即开始并伴随温度的升高。

气缸内升高的气压迫使活塞下行。而活塞对曲轴施压做功，该过程便是发动机动力的来源。

功率是发动机转速和扭矩的函数：(P=M⋅ω)

需要具有各种传动比的变速器来使内燃机的功率-扭矩曲线与实际情况下汽车运行的要求相匹配。

排气冲程

进气门：关

排气门：开

活塞运动：向上

燃烧：无

活塞的向上运动，迫使工作后的气体（废气）通过由排气门打开的通道排出气缸。整个循环完成并重新开始新一轮的进气冲程。在整个循环的部分过程中，进气门和排气门同时打开。该重叠的部分利用气体流动和共振的方式促进气缸的充气和扫气。

图2

Otto 循环

四冲程火花点燃发动机的工作循环

第一冲程：进气第二冲程：压缩第三冲程：燃烧第四冲程：排气