第2章發(fā)動機(jī)節(jié)能原理與技術(shù)2.1發(fā)動機(jī)的工作性能及評價指標(biāo)2.1.1發(fā)動機(jī)的工作性能動力性經(jīng)濟(jì)性運(yùn)轉(zhuǎn)性能可靠性2.1.2發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)又分為有效性能指標(biāo)和指示性能指標(biāo)指示性指標(biāo)：以工質(zhì)在氣缸內(nèi)對活塞所作之功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)，不受動力輸出過程中機(jī)械摩擦和附件消耗等因素影響。有效性能指標(biāo)：以發(fā)動機(jī)曲軸輸出功為計(jì)算基準(zhǔn)的指標(biāo)，可以直接作為評判發(fā)動機(jī)優(yōu)劣的指標(biāo)。有效功率、有效轉(zhuǎn)矩、燃油消耗率有效功率指發(fā)動機(jī)通過曲軸或飛輪對外輸出的功率，通常用Pe表示，單位為kW。有效功率同樣是曲軸對外輸出的凈功率。它等于有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速的乘積。發(fā)動機(jī)的有效功率可以在專用的試驗(yàn)臺上用測功器測定，測出有效扭矩和曲軸轉(zhuǎn)速，然后用下面公式計(jì)算出有效功率。

式中：Te－有效扭矩，單位為N·m；

n－曲軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。轉(zhuǎn)速

指發(fā)動機(jī)曲軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min。發(fā)動機(jī)產(chǎn)品銘牌上標(biāo)明的功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速稱為額定功率和額定轉(zhuǎn)速。按照汽車發(fā)動機(jī)可靠性試驗(yàn)方法的規(guī)定汽車發(fā)動機(jī)應(yīng)能在額定工況下連續(xù)運(yùn)行300～1000小時。燃油消耗率是指單位有效功的燃油消耗量，也就是發(fā)動機(jī)每發(fā)出1kW有效功率在1小時內(nèi)所消耗的燃油質(zhì)量(以g為單位)，燃油消耗率通常用ge表示，其單位為g/kW·h，計(jì)算公式如下式中：Qt－每小時的燃油消耗量，kg/h；

Pe－有效功率，kW。很明顯，有效燃油消耗率越小,其經(jīng)濟(jì)性越好。通常發(fā)動機(jī)銘牌上給出的有效燃油消耗率ge是最小值。發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)主要指排放性能包括排放煙度、有害氣體(CO，HC，NOx)排放量、噪聲等。如果把汽油發(fā)動機(jī)CO排放量當(dāng)作1的話，則液化氣發(fā)動機(jī)的CO排放量為1/2，而柴油發(fā)動機(jī)的CO排放量為1/100。可以看出，柴油發(fā)動機(jī)與其它發(fā)動機(jī)相比，其CO排出量要小得多。而且，柴油發(fā)動機(jī)的HC排出量也較少，但NOx排出量則和汽油機(jī)差不多，且會排出令人討厭的黑煙。運(yùn)轉(zhuǎn)性能指標(biāo)2.2發(fā)動機(jī)的節(jié)能原理與途徑2.2.1提高充氣效率充氣效率=實(shí)際進(jìn)入氣缸內(nèi)氣體/理論充滿氣缸的氣體量提高充氣效率的結(jié)果？V一定、燃料供給量一定考慮提高充氣效率的途徑（結(jié)構(gòu)上包括進(jìn)、排氣過程）一.減少進(jìn)氣系統(tǒng)的流動損失1.減少進(jìn)氣門座處的流動損失（1）增大進(jìn)氣門直徑；（2）增加節(jié)氣門的數(shù)目；（3）改善進(jìn)氣門處流體動力性能，減少氣門出流動損失；（4）采取較小的S/D2.減小整個進(jìn)氣管道的阻力二.減少對新鮮充氣量的加熱三.減少排氣系統(tǒng)的阻力四.合理地選擇配氣相位VVT（可變氣門正時）技術(shù)

可變氣門升程技術(shù)：氣門開啟大?。忾T升程）也可以時間可變調(diào)節(jié)的話，那么就可以針對不同的轉(zhuǎn)速使用合適的氣門升程，從而提升發(fā)動機(jī)在各個轉(zhuǎn)速內(nèi)的動力性能.

2.2.2提高發(fā)動機(jī)的機(jī)械效率途徑：降低機(jī)械損失，總摩擦減少17%~21%時，經(jīng)濟(jì)性提高3%~7%一.機(jī)械損失的組成機(jī)械損失：機(jī)械摩擦損失附件消耗損失泵氣損失1.機(jī)械摩擦損失：活塞組件的摩擦;軸承摩擦;配氣機(jī)構(gòu)摩擦;其他損失。2.附件消耗損失：為維持發(fā)動機(jī)運(yùn)作時所必須的輔助機(jī)構(gòu)損失3.泵氣損失：進(jìn)排氣過程中工質(zhì)流動時節(jié)流和摩擦等造成的能量損失。二.影響機(jī)械效率的主要因素1.轉(zhuǎn)速（活塞平均速度）的影響2.負(fù)荷的影響3.潤滑條件的影響三.減小機(jī)械摩擦損失的途徑1.降低活塞、活塞環(huán)、連桿等往復(fù)運(yùn)動機(jī)件的摩擦和質(zhì)量；2.降低滑動部件的滑動速度及高壓面比；3.減少潤滑油的攪拌阻力；4.潤滑油的改良——低粘度化；5.合理選擇摩擦零件的材料，提高摩擦表面的加工精度。2.2.3可燃混合氣含量與發(fā)動機(jī)工況的合理匹配發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)型主要取決于它的燃燒過程發(fā)動機(jī)對燃燒的要求：迅速、及時、完全一.可燃混合氣的成分及對發(fā)動機(jī)性能的影響空燃比：歐美、日本使用理論上1kg汽油完全燃燒需要空氣14.8kg，所以：空燃比A=14.8時的混合氣為理論混合氣空燃比A<14.8時的混合氣為濃混合氣空燃比A>14.8時的混合氣為稀混合氣過量空氣系數(shù)=1，理論混合氣過量空氣系數(shù)<1，濃混合氣過量空氣系數(shù)>1，稀混合氣我國及俄羅斯等國家，可燃混合氣的成分通常用過量空氣系數(shù)而不同成分的混合氣，對發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性的影響，是通過試驗(yàn)獲知的，右圖所示過量空氣系數(shù)=0.88（空燃比為13.2）此時，混合氣中汽油含量多，易于同空氣中氧原子結(jié)合，燃燒迅速，釋放熱量大，功率最大，但經(jīng)濟(jì)性差。過量空氣系數(shù)=1（空燃比為14.7）此時，混合氣中汽油含量減少，與空氣中氧原子結(jié)合變慢，燃燒速度降低，功率有所下降，但燃料利用好轉(zhuǎn)，經(jīng)濟(jì)性好轉(zhuǎn)。過量空氣系數(shù)=1.1（空燃比為16.6）此時，混合氣中汽油成分更少，氧分子較多，燃燒速度變慢，釋放熱量少而損失多，功率變小，但燃料能充分利用，經(jīng)濟(jì)性最好。過量空氣系數(shù)<0.88（空燃比小于13.2）此時，混合氣中的空氣量相對不足，燃燒不完全，發(fā)動機(jī)功率大為降低，經(jīng)濟(jì)性很差。同時，由于燃燒不完全，析出許多炭質(zhì)，沉附在各零件上，是排氣管冒黑煙。嚴(yán)重時產(chǎn)生“放炮”現(xiàn)象。過量空氣系數(shù)<0.4（空燃比小于6）此時，發(fā)動機(jī)可能著火，但火焰無法傳播，很快熄火，（值為燃燒上限）過量空氣系數(shù)>1.1（空燃比大于16.6）此時，混合氣中汽油分子過少，燃燒速度緩慢，釋放熱量更少，功率大為降低，經(jīng)濟(jì)性差?！盎鼗稹薄紵徛?，容易引起發(fā)動機(jī)過熱，燃燒延續(xù)到下一個工作循環(huán)進(jìn)氣開始，進(jìn)氣門打開時，火焰?zhèn)魅脒M(jìn)氣歧管。過量空氣系數(shù)>1.4（空燃比大于21）此時，發(fā)動機(jī)雖然著火，但火焰無法傳播，燃燒下限。為兼顧動力性和經(jīng)濟(jì)性，在節(jié)氣門全開的情況下，0.8<過量空氣系數(shù)<1.1二.發(fā)動機(jī)各種工況對可燃混合氣含量的要求1.發(fā)動機(jī)工作過程：冷啟動—暖機(jī)—怠速和小負(fù)荷—中等負(fù)荷—大負(fù)荷和全負(fù)荷以及加速工況（1）冷啟動工況：轉(zhuǎn)速極低—節(jié)氣門開度小—噴入燃油不易企劃—可燃混合氣過稀解決辦法：噴油量由微電腦根據(jù)發(fā)動機(jī)水溫、進(jìn)氣溫度和啟動轉(zhuǎn)速來確定。如果啟動發(fā)動機(jī)時環(huán)境溫度很低，屬于冷啟動，微電腦會按冷啟動工況進(jìn)行控制，由延長冷啟動噴油器噴油時間或各缸噴油器額外噴入一部分燃油。（2）暖機(jī)工況：發(fā)動機(jī)氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)—溫度上升（直到正常值）；此時發(fā)動機(jī)穩(wěn)定的進(jìn)行怠速工作解決辦法：混合氣過量空氣系數(shù)隨溫度逐漸加大到正常值。（3）怠速和小負(fù)荷工況：發(fā)動機(jī)保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行-進(jìn)入氣缸的可燃混合氣少、霧化不良（進(jìn)氣管真空度高）-當(dāng)進(jìn)氣門開啟（廢棄膨脹進(jìn)入進(jìn)氣管稀釋可燃混合氣）解決辦法：提供較濃混合氣（過量空氣系數(shù)0.6~0.8）設(shè)置怠速油孔（提供額外濃混合燃?xì)猓┻M(jìn)入小負(fù)荷工況：節(jié)氣門少量打開進(jìn)入小負(fù)荷工況（可燃?xì)饣旌隙雀纳疲^量空氣系數(shù)減少=0.7~0.9（4）中等負(fù)荷工況：發(fā)動機(jī)大部分工作時間，此時燃油經(jīng)濟(jì)性為首要目標(biāo)—過量空氣系數(shù)=0.9~1.1（燃料消耗量最少），其中主要是供給過量空氣系數(shù)>1的混合氣設(shè)置裝置為滲入空氣矯正系統(tǒng)（改變主供油系統(tǒng)的供油）（5）大負(fù)荷和全負(fù)荷工況：供油使得節(jié)氣門全開—化油器供給汽車最大功率的混合氣（過量空氣系數(shù)=0.85~0.95）采用滿負(fù)荷加濃裝置（又稱省油器）。（6）加速工況：節(jié)氣門突然加大—空氣流量突然增加，但此時燃油進(jìn)入喉管后的速度落后于來不及加熱的冷空氣—燃料蒸發(fā)量減少不能滿足突然加大功率的目的。解決辦法：額外添加供油量—使得混合氣濃度加大利用加速泵額外供給一部分汽油三.燃油供給裝置對混合氣含量的校正用來校正不同工況下所噴入的燃油量（汽油機(jī)）當(dāng)發(fā)動機(jī)處于進(jìn)氣行程時，氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空，新鮮空氣被吸入發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)。汽油機(jī)通過發(fā)動機(jī)控制單元控制噴油器，將一定壓力、一定量的燃油以霧狀噴入靠近氣門的進(jìn)氣歧管內(nèi)或直接噴射到氣缸內(nèi)與空氣混合形成可燃?xì)怏w。對汽油機(jī)噴油時間的修正分兩大類：發(fā)動機(jī)啟動后運(yùn)行控制發(fā)動機(jī)啟動時控制啟動時（1）ECU直接控制噴油器，延長噴油器噴油時間控制；（2）通過冷起動噴油器對氣缸噴入附加燃油來實(shí)現(xiàn)。啟動后的控制：（1）以發(fā)動機(jī)溫度為參數(shù)修正；（2）加減速時的修正；（3）理論空燃比的反饋修正；（4）空燃比的學(xué)習(xí)控制修正；（5）大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速時燃油增量修正；（6）無效噴射時間修正。柴油機(jī)對可燃混合氣含量的校正發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣行程時，新鮮空氣被吸入氣缸，在壓縮行程接近終了時，由噴油泵將高壓柴油噴射到燃燒室中，噴入的柴油迅速霧化、蒸發(fā)，與空氣混合形成可燃混合氣。柴油機(jī)噴油調(diào)節(jié)時依靠調(diào)速器完成的，根據(jù)負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)供油量，以調(diào)節(jié)可燃混合氣的含量，達(dá)到穩(wěn)定怠速、限制超速，或保證發(fā)動機(jī)在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的任一選定的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定工作的目的。機(jī)械離心式調(diào)速器2.2.4提高循環(huán)熱效率燃料化學(xué)能——輸出功的能量轉(zhuǎn)換燃燒效率、循環(huán)熱效率、機(jī)械效率組成由理想熱循環(huán)到真實(shí)循環(huán)引起熱效率的損失：1.工質(zhì)向外傳熱的損失：活塞頂面、氣缸底面和缸套壁面2.早燃損失及后燃損失：汽油機(jī)通過調(diào)整點(diǎn)火提前角；柴油機(jī)通過調(diào)整供油提前角3.換氣損失：排氣門開啟時自由排氣損失；進(jìn)排氣過程中泵氣損失4.不完全燃燒損失：燃料、空氣混合不良，燃燒組織不完善引起的燃料能量不能完全釋放5.缸內(nèi)流動損失：壓縮、燃燒、膨脹過程中，缸內(nèi)氣流所形成的損失6.工質(zhì)泄露損失：工作過程中活塞環(huán)向外泄露以上為真實(shí)循環(huán)與理論循環(huán)的六個差距通過學(xué)者研究圍繞以上各方面改善動力、經(jīng)濟(jì)性的方法如下：（1）提高壓縮比來提高內(nèi)燃機(jī)熱效率（2）當(dāng)燃料在上止點(diǎn)燃燒時，其熱工轉(zhuǎn)換負(fù)荷高（3）稀混合氣的采用有利于提高熱效率2.2.5提高發(fā)動機(jī)的壓縮比壓縮比：活塞在下止點(diǎn)時活塞上部的容積與活塞在上止點(diǎn)時活塞上部的容積之比定容加熱循環(huán)熱效率與壓縮比的關(guān)系:——發(fā)動機(jī)壓縮比——等熵指數(shù)提高壓縮比：1.氣缸內(nèi)混合氣壓縮終了時溫度、壓力隨之升高，改善燃燒條件減少不完全燃燒和傳熱順時。2.被燃燒氣體膨脹充分，燃燒完全3.有利于燃燒稀混合氣體。因此，同升量的發(fā)動機(jī)，選擇較大的壓縮比，不但可以獲得較大的熱效率，同時可以使用燃料更加經(jīng)濟(jì)。但在實(shí)際工況中不能隨意增加壓縮比汽油機(jī)：汽油一定辛烷值下，提高壓縮比容易導(dǎo)致爆燃。（壓縮比選擇以不發(fā)生爆燃為前提）柴油機(jī)：壓縮比過大使得零件負(fù)荷過大，加速零件磨損并降低機(jī)械效率，同時燃油消耗率也會提高。（壓縮比選擇以保證柴油機(jī)冷啟動和最大負(fù)荷以及氣體的污染排放有關(guān)）

爆燃一般是發(fā)生在大負(fù)荷或則全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，為了滿足全負(fù)荷的要求，則需要汽車降低自身壓縮比，是否可以根據(jù)不同工況選擇不同的壓縮比？采用可變壓縮比的方法：改變活塞行程；改變?nèi)紵胰莘e根據(jù)工況不同選擇雙燃料供給系統(tǒng)：在部分負(fù)荷時，供給不含鉛的低辛烷值汽油，減少燃料費(fèi)用和排放污染；全負(fù)荷時供給高辛烷汽油2.3發(fā)動機(jī)節(jié)能技術(shù)2.3.1發(fā)動機(jī)稀燃技術(shù)稀燃：稀薄燃燒的簡稱，指發(fā)動機(jī)在實(shí)際空燃比大于理論空燃比的情況下的燃燒，空燃比可達(dá)25：1，甚至更高。稀薄燃燒汽油機(jī)是一個范圍很廣的概念，只要空燃比＞17，且保證動力性能，就可以稱為稀薄燃燒汽油機(jī)。

稀燃技術(shù)在理論上可以節(jié)能，但在實(shí)際工作過程中卻存在問題…A.混合氣過稀燃燒速度過慢—燃燒速度下降—補(bǔ)燃增加，熱工轉(zhuǎn)換的效率下降—熱效率低B.燃燒速度降低—混合氣發(fā)熱量漸小—指示功漸小，機(jī)械效率下降C.混合氣過稀—發(fā)動機(jī)對混合氣的分配及混合氣成分的均勻性更加敏感—循環(huán)變動率增加，缸失火率增加。稀燃汽油機(jī)可分為兩大類：一類是均質(zhì)稀燃，另一類為分層稀燃。一.燃用稀混合氣的技術(shù)途經(jīng)（1）使汽油充分霧化并保證混合氣混合均勻及各缸混合氣分配均勻。解決途經(jīng)：在預(yù)熱；增加進(jìn)氣流速度、擾動；增加汽油乳化度；汽油分子磁化等方面。（2）采用結(jié)構(gòu)緊湊的燃燒室。（3）加快燃燒速度解決途徑：組織缸內(nèi)的氣體運(yùn)動；提高壓縮比第三氣門噴射系統(tǒng)（4）提高點(diǎn)火能量，延長點(diǎn)火持續(xù)時間解決途徑：高能點(diǎn)火；寬間隙火花塞；雙火花塞；多火花塞（5）采用分層燃燒技術(shù)二.分層燃燒（充氣）技術(shù)分層燃燒：火花塞附近局部區(qū)域內(nèi)，供給適宜點(diǎn)火的濃混合氣，而在其他區(qū)域供給相當(dāng)稀的混合氣兩級分層燃燒發(fā)動機(jī)中，濃混合氣用火花塞點(diǎn)燃，并在循環(huán)的高溫、高壓、高速下進(jìn)行；尚未燃燒的混合氣和濃混合氣的部分，由火花塞6進(jìn)入無火花塞腔，改善無火花塞腔氣體成分，被點(diǎn)燃。三.典型分層充氣系統(tǒng)按燃油噴射形式可分為：氣道噴射（PFI）稀燃系統(tǒng)、直接噴射（GDI）稀燃系統(tǒng)PFI按混合氣的不同組織方式可分為軸向（渦流）分層稀燃系統(tǒng)、縱向（滾流）分層稀燃系統(tǒng)1.軸向（渦流）分層系統(tǒng)：豐田公司的氣道噴射第三代稀燃系統(tǒng)本田VTEC-E馬自達(dá)公司的稀燃系統(tǒng)軸向分層稀薄燃燒：一般是使燃油在進(jìn)氣晚期噴入氣缸，濃混合氣聚集在氣缸上部火花塞四周，通過缸內(nèi)強(qiáng)的渦流運(yùn)動來維持混合氣的分層，達(dá)到稀薄燃燒的目的。2.直接噴射稀燃系統(tǒng)GDI將噴油器直接伸入到燃燒室內(nèi)，根據(jù)供油需要，直接將燃油噴射到燃燒室，并通過進(jìn)氣與噴油時刻的合理匹配，使得火花塞附件的局部區(qū)域混合氣較濃，而其他區(qū)域混合氣較稀的分層燃燒系統(tǒng)。代表：豐田公司的D-4日產(chǎn)的NEODI2.3.2發(fā)動機(jī)的增壓技術(shù)增壓：對新鮮空氣進(jìn)行預(yù)壓縮的過程。是發(fā)動機(jī)提高功率最有效的方法之一可知，通過以下辦法可以提高功率：1）加大汽缸總排量，即增加氣缸數(shù)，增大氣缸直徑、行程；2）提高轉(zhuǎn)速；3）提高平均有效壓力。增壓技術(shù)在汽油機(jī)上應(yīng)用難于柴油機(jī)（1）汽油機(jī)增壓后爆燃傾向增加；（2）汽油機(jī)混合氣過量空氣系數(shù)小，燃燒溫度高，所以汽油機(jī)的渦輪增壓器熱負(fù)荷大；（3）車用汽油機(jī)工況變化頻繁，轉(zhuǎn)速和功率范圍廣使得增壓器與汽油機(jī)匹配困難。解決措施：電噴技術(shù)的發(fā)展及小型增壓器性能的改善。目前發(fā)動機(jī)增壓方式主要有：機(jī)械增壓廢氣渦輪增壓氣波增壓復(fù)合增壓渦輪增壓器目前常用由排氣驅(qū)動的渦輪機(jī)拖動壓力機(jī)來提高進(jìn)氣壓力增加進(jìn)氣量的廢氣渦輪增壓技術(shù)。2.3.3燃油摻水節(jié)油技術(shù)燃油摻水乳化的目的：節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境

摻水乳化節(jié)油原理：微爆理論，油為連續(xù)相，水為分散相，水以微小的顆粒分散地懸浮在油中，乳化油在噴油器中首先被霧化一次；在氣缸中乳化油在噴霧燃燒時，由于水的沸點(diǎn)比油低，在高溫條件下，油中水珠迅速氣化，使油膜發(fā)生爆炸性破裂，二次霧化。1.摻水乳化節(jié)油原理（1）節(jié)油。平均節(jié)油率大于等于10%。是緩解燃油緊張局面的高新技術(shù)產(chǎn)品，具有企業(yè)和社會的雙重節(jié)能效率。（2）乳化油燃燒穩(wěn)定，霧化狀態(tài)好，火焰溫度高。水在乳化油中不僅起到了二次霧化作用，而且產(chǎn)生水煤氣反應(yīng)，引發(fā)了劇烈的支鏈反應(yīng)，改善了燃燒過程，強(qiáng)化了燃燒，增強(qiáng)了輻射傳熱效果。（3）燃燒產(chǎn)物少，有利于減少污染，優(yōu)化環(huán)境。由于乳化油燃燒充分，減少了煙塵的形成，特別是減少碳黑在各種受熱面上的沉積，從而提高設(shè)備的利用率，降低排煙損失。（4）常溫常態(tài)下儲存，運(yùn)輸安全，冬季不易凝聚，利于用戶的保管和使用。（5）價格低于市場同類成品油的市售價。乳化油優(yōu)點(diǎn)：2.燃油摻水乳化方法：摻水乳化的效果評價：取決于油包水型粒徑的大小、均勻度和穩(wěn)定性，即乳化的質(zhì)量。乳化的方法：（1）機(jī)械混合法（2）超聲波乳化法（3）乳化劑法2.3.4發(fā)動機(jī)可變氣缸排量技術(shù)目的：發(fā)動機(jī)在不同工況下所需要的最大功率有所不同，為了降低在低功率狀態(tài)下發(fā)動機(jī)的燃油消耗率和排放污染。工作原理：在中低負(fù)荷的情況下，使部分氣缸停止工作，增加工作氣缸的負(fù)荷率，使之工作點(diǎn)落入低燃油消耗率和低排放工作區(qū)內(nèi)，改善車輛排放性和經(jīng)濟(jì)性；在大功率時，讓全部氣缸參與工作，不影響發(fā)動機(jī)的動力性。2.3.5發(fā)動機(jī)可變配氣正時技術(shù)包括：可變氣門正時和可變氣門升程技術(shù)配氣機(jī)構(gòu)的功能：按照一定時限自動開啟或關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，從而使空氣及時通過進(jìn)氣門向氣缸內(nèi)供給新鮮空氣或則可燃混合氣，并且及時將燃燒做功后形成的廢氣從排氣門排出，實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)氣缸喚起補(bǔ)給的整個過程。氣門門門的開啟大小和時間長短決定人流量門前設(shè)置柵欄控制人流狀態(tài)氣門升程（門開啟角度）正時（門開啟時間）發(fā)動機(jī)可變氣門技術(shù)就是為了讓發(fā)動機(jī)能夠根據(jù)不同的負(fù)荷情況，自由調(diào)整“呼吸”，從而提升動力表現(xiàn)，使燃燒更有效率?？勺冞M(jìn)氣歧管技術(shù)（進(jìn)氣狀態(tài)）VVTI：系統(tǒng)由ECU協(xié)調(diào)控制，來自發(fā)動機(jī)各部位的傳感器隨時向ECU報告運(yùn)轉(zhuǎn)工況。由于在ECU中儲存有氣門最佳正時參數(shù)，所以ECU會隨時控制凸輪軸正時控制液壓閥，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整氣門的開啟時間，或提前，或滯后，或保持不變。氣門正時只能增加或縮小氣門開啟時間，不能有效改善氣缸內(nèi)單位時間的進(jìn)氣量，所以只能提高發(fā)動機(jī)效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，但對發(fā)動機(jī)性能提升作用不大?？勺儦忾T升程技術(shù)（VTEC）：使發(fā)動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下匹配合適的氣門升程，使得低轉(zhuǎn)速下扭矩充沛，而高轉(zhuǎn)速時馬力強(qiáng)勁。低轉(zhuǎn)速時系統(tǒng)使用較小的氣門升程，有利于增加缸內(nèi)紊流提高燃燒速度，增加扭矩。高轉(zhuǎn)速時使用較大的氣門升程，有顯著提高進(jìn)氣量，提高輸出功率。但這是由ECU儲存參數(shù)確定屬于分段可變氣門升程技術(shù)，動力輸出有所改善，但不夠線性。日產(chǎn)和寶馬的連續(xù)可變氣門升程技術(shù)2.3.6可變進(jìn)氣歧管技術(shù)（VGIS）ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化改變進(jìn)氣通道的長度高速時——減短進(jìn)氣通道以減少流動損失，提高功率低速時——增加進(jìn)氣通道以增加流速，充氣效率增加，提高扭矩。采用可變進(jìn)氣歧管長度可變進(jìn)氣共振技術(shù)2.3.7汽油機(jī)燃油噴射與點(diǎn)火系統(tǒng)的電子控制技術(shù)汽油電噴技術(shù)：利用油泵、油嘴直接將計(jì)量好的汽油在進(jìn)氣過程中噴到氣缸口或缸內(nèi)，實(shí)現(xiàn)預(yù)混合的一種技術(shù)。1.汽油機(jī)電噴技術(shù)

電控燃油噴射，就是測量吸入發(fā)動機(jī)的空氣量，再把適量的汽油采取高壓噴射的方式供給發(fā)動機(jī)，把控制空氣和汽油混合比的計(jì)算機(jī)控制過程稱為電子控制燃油噴射。

功能的實(shí)現(xiàn)通過：電噴裝置

電噴發(fā)動機(jī)是采用電子控制裝置，取代傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)(如化油器)來控制發(fā)動機(jī)的供油過程。如汽油機(jī)電噴系統(tǒng)就是通過各種傳感器將發(fā)動機(jī)的溫度、空燃比油門狀況、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、曲軸位置、車輛行駛狀況等信號輸入電子控制裝置，電子控制裝置根據(jù)這些信號參數(shù)．計(jì)算并控制發(fā)動機(jī)各氣缸所需要的噴油量和噴油時刻，將汽油在一定壓力下通過噴油器噴入到進(jìn)入氣管中霧化。并與進(jìn)入的空氣氣流混合，進(jìn)入燃燒室燃燒．從而確保發(fā)動機(jī)和催化轉(zhuǎn)化器始終工作在最佳狀態(tài)。這種由電子系統(tǒng)控制將燃料由噴油器噴入發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的發(fā)動機(jī)稱為電噴發(fā)動機(jī)。目前在市場上，由于電噴車在動力、經(jīng)濟(jì)性和排放上的全面優(yōu)勢，使用化油器的家用車已被淘汰。2.復(fù)合功能的電控多點(diǎn)燃油噴射與點(diǎn)火系統(tǒng)單點(diǎn)噴油系統(tǒng)：在原汽油機(jī)化油器喉管位置處，設(shè)置一個噴嘴供各缸用。英文縮寫SPl多點(diǎn)噴油系統(tǒng)：各缸有單獨(dú)的噴嘴供油。英文縮寫為MPI（目前廣泛使用）電噴發(fā)動機(jī)按噴油器數(shù)量可分為多點(diǎn)噴射和單點(diǎn)噴射。

3.電子控制燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)越性

（1）采用電控技術(shù)減少了排氣污染，降低了發(fā)動機(jī)的燃油消耗，可以滿足更嚴(yán)格的排放法規(guī)要求；

（2）電控單元（ECU）對節(jié)氣門的變化反應(yīng)迅速，使發(fā)動機(jī)的操縱性能和加速性能改善，并且能保持良好的動力性能指標(biāo)；允許發(fā)動機(jī)采用更高的壓縮比，提高了發(fā)動機(jī)的熱效率，可以減少發(fā)動機(jī)的爆震傾向；（3）電控噴射系統(tǒng)的適應(yīng)性較強(qiáng)，對于不同的型號的發(fā)動機(jī)只需改變ECU芯片中的“脈譜圖”，而同一種油泵、噴嘴、ECU等能夠被使用在許多不同規(guī)格型號的產(chǎn)品中，便于形成系列產(chǎn)品。2.3.8柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的電子控制技術(shù)1.柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展簡述

柴油機(jī)電子控制技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，20世紀(jì)80年代以來，英國盧卡斯公司、德國博世公司、奔馳汽車公司、美國通用的底特律柴油機(jī)公司、康明斯公司、卡特彼勒公司、日本五十鈴汽車公司及小松制作所等都競相開發(fā)新產(chǎn)品并投放市場，以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。

現(xiàn)代先進(jìn)的柴油機(jī)一般采用電控噴射、高壓共軌、渦輪增壓中冷等技術(shù)，在重量、噪音、煙度等方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平?，F(xiàn)在，柴油機(jī)電子控制技術(shù)在發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用率已達(dá)到60%以上。2.電噴柴油機(jī)工作原理采用電子控制燃油噴射及排放的柴油機(jī)即為電噴柴油機(jī)。功能實(shí)現(xiàn)依靠電子噴射裝置

柴油機(jī)問世以來的三個里程碑：機(jī)械噴射技術(shù)、增壓技術(shù)、電控噴射技術(shù)（1）工作原理

電噴柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU(計(jì)算機(jī))和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對噴油量以及噴油定時隨運(yùn)行工況的實(shí)時控制。采用轉(zhuǎn)速、油門踏板位置、噴油時刻、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、燃油溫度、冷卻水溫度等傳感器，將實(shí)時檢測的參數(shù)同時輸入計(jì)算機(jī)(ECU)，與已儲存的設(shè)定參數(shù)值或參數(shù)圖譜(MAP圖)進(jìn)行比較，經(jīng)過處理計(jì)算按照最佳值或計(jì)算后的目標(biāo)值把指令送到執(zhí)行器。執(zhí)行器根據(jù)ECU指令控制噴油量(供油齒條位置或電磁閥關(guān)閉持續(xù)時間)和噴油正時(正時控制閥開閉或電磁閥關(guān)閉始點(diǎn))，同時對廢氣再循環(huán)閥、預(yù)熱塞等執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，使柴油機(jī)運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最佳。

3.柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的類型與性能特點(diǎn)位置控制制式時間控制制式位置控制制式：不改變傳統(tǒng)噴油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，只是由電控裝置取代機(jī)械調(diào)速器和提前角，對油量調(diào)節(jié)桿和溢流環(huán)套的位置，及油泵主、從動軸的相互位置進(jìn)行低頻連續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)油量和時間的控制。時間控制制式：利用電磁溢流閥來直接控制噴油始點(diǎn)和噴油量，可以實(shí)現(xiàn)每缸一閥、分缸調(diào)控和響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，為目前的柴油機(jī)電噴系統(tǒng)的主要發(fā)展方向。柴油機(jī)電控技術(shù)的特點(diǎn)：

柴油機(jī)電控技術(shù)與汽油機(jī)電控技術(shù)有許多相似之處，整個系統(tǒng)都是由傳感器、電控單元和執(zhí)行器三部分組成。電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比(汽油與空氣的比例)，柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過控制噴油時間來調(diào)節(jié)輸出油量的大小，且柴油機(jī)噴油控制是由發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板位置(油門、供油拉桿位置)來決定的。柴油機(jī)電控技術(shù)有兩個明顯的特點(diǎn)：一是柴油噴射電控執(zhí)行器復(fù)雜，二是柴油電控噴射系統(tǒng)的多樣化。

2.3.9陶瓷發(fā)動機(jī)目的：減小發(fā)動機(jī)能量損失中的絕大部分冷卻損失和排氣損失。需要解決的問題：1.各種新型陶瓷材料及其生產(chǎn)工藝的研究；2.高溫潤滑的研究；3.開發(fā)陶瓷發(fā)動機(jī)的計(jì)算機(jī)分析與實(shí)驗(yàn)分析方法。2.4發(fā)動機(jī)的節(jié)能裝置2.4.1火花塞二次空氣導(dǎo)入環(huán)（節(jié)油環(huán)）1.節(jié)油環(huán)的作用

使得氣缸能二次吸入空氣，以提高混合氣的燃燒速度，使燃燒更完全。（2）節(jié)油環(huán)導(dǎo)入汽缸中的新鮮空氣渦流在壓縮過程中變?yōu)閺?qiáng)烈的同方向渦流，加強(qiáng)霧化，使得燃燒充分，減少積炭現(xiàn)象，延長火花塞和氣門的使用壽命。（1）可以降低排氣行程后殘余氣體的量和溫度，掃除火花塞周圍的廢氣，使混合氣易于燃燒，提高怠速和低效率時工作穩(wěn)定性。（3）新充入空氣，增加充氣效率，提高效率，提升加速、爬坡性能。（4）有利于對火花塞的冷卻，減少產(chǎn)生爆燃的可能性。（5）同時燃燒完全，減少排氣污染。3.使用節(jié)油環(huán)時注意問題（1）節(jié)油環(huán)一定要配裝在長型火花塞上。（2）需要定期清理螺紋間隙，防止空氣阻塞。（3）保持節(jié)油環(huán)清潔。2.4.2發(fā)動機(jī)磁化節(jié)油器主要目的：加強(qiáng)對油的霧化，提高燃油活性，清除積碳，節(jié)油消煙1.工作原理

應(yīng)用電磁原理，通過高效磁剛，使通過磁鋼所形成空間磁場的燃料分子的微小顆粒帶有磁性，燃油發(fā)生磁化。此話有的顆粒之間同極相斥，使大顆粒變?yōu)樾☆w粒，改變汽油分子排布，減小密度，空氣充分，改善燃燒條件。20度時，柴油此話前后密度測試：磁化前0.84g/cm3

磁化后0.83g/cm3分散性提高2.4.3噴水節(jié)油器目的：解決高壓縮比發(fā)動機(jī)爆燃問題，并能提高發(fā)動機(jī)動力性降低油耗。（代替含鉛抗爆劑）工作原理：在噴油管道上裝一特殊噴嘴，噴嘴噴出極細(xì)水霧，在混合器內(nèi)與可燃混合氣混合，并一起進(jìn)入燃燒室。高溫進(jìn)入燃燒室內(nèi)的水霧轉(zhuǎn)化為蒸汽。噴入得水霧量多少可以通過壓縮機(jī)來控制。一般為使噴水節(jié)油裝置發(fā)揮更好效果，需配合進(jìn)行發(fā)動機(jī)廢氣再循環(huán)，從而提高發(fā)動機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性。2.4.4節(jié)油點(diǎn)火裝置傳統(tǒng)蓄電池點(diǎn)火系統(tǒng)：由蓄電池或發(fā)電機(jī)供給6V、12V、24V的低壓直流電，借點(diǎn)火線圈和斷電器將低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姡?/p>