汽车发动机-汽油机混合气的形成和燃烧.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,吉,林,大,学,汽,车,学,院,第四章 汽油机混合气的形成和燃烧,5-1,汽油机混合气形成及热功转换特点,5-2,汽油机燃烧过程,5-3,汽油机燃料喷射量的控制,5-4,汽油机燃烧组织方式及燃烧室,5-4,汽油机的有害排放物及其控制,内燃机实现热功转换的关键问题：混合气形成方式,着火方式,石油能源的发现和应用，为内燃机提供了能源,汽油的特点，确定其混合气形成方式和着火方式,挥发性好,外部混合气形成法均匀可燃混合气,点燃温度低,强制点,燃,火焰传播燃烧,方式,问题：限制压缩比,过高均匀混合气易爆燃；,所以，热效率低,一、外部混合气形成特点,燃料供给方式分为：化油器和电控喷射两种方式,1,）化油器式混合气形成原理及特点,混合气形成基本原理：,利用空气动力学。,设置喉管,加快气流速度,产生喉管真空度,喷油；,高速空气,冲散、雾化、蒸发,喉管,浮子室,高速气流,这种混合气形成方式存在的问题：,喉管节流：进气阻力,，泵气损失,，,v,，结冰；,多缸机一个化油器：各缸进气支管不等长，造成各缸不均匀性较大；,空然比控制精度,不能满足现代节能与排放法规的要求,淘汰,被电控汽油喷射技术替代,（,1,）汽车电子技术发展背景,社会要求：,2,）电控汽油喷射（,EFI,）式混合气形成,航空技术的发展,化油器结冰成为致命缺陷,1930,年德国因战争需要着手开发机械式喷射系统,但燃料系统改成机械喷射式成本高，安装不方便,为降低成本着手开发电控式汽油喷射系统,1945,年洛杉矶烟雾事件；,1960,年制定,/1965,年实施排放法规,重视排放控制技术,空燃比的控制精度,1883,年戴姆勒发明 轻便快速汽油机,广泛应用,技术支撑：,半导体技术的发展及应用,1948,年晶体管发明，,1957,年使用化；,1958,年发明集成（,IC,）电路,促进汽车电子技术的发展,1970,年后基于美国发布安全、排放、油耗三大法规；,1971,年微机问世,使汽车电子控式技术迅速发展,1972,年波许公司开发,L-J,型质量流量式电控汽油喷射系统,1976,年,GM,公司开发应用应用点火时期的微机控制技术,控制技术由模拟控制向数字控制化发展,1977,年日产,/,丰田实现用氧传感器对空燃比的反馈控制,1980,年三菱推出卡门涡式空气流量计；,1981,年波许,/,日立制作所推出热线式空气流量计,电控汽油喷射技术逐渐成熟,电控汽油喷射的主要优点：,1,提高了控制自由度，,减小进气阻力，改善各缸均匀性；进气管设计可按动力性要求设计，,最大限度地提高充气效率。,2,提高空燃比的控制精度，,改善经济性，且配合三效催化转化器的应用，有效净化尾气排放。,3,因汽油喷射雾化，改善混合气形成条件，故提高发动机加减速等过渡工况响应性和冷起动性。,成为现代汽车的主导地位,（,2,）电控汽油喷射（,EFI,）式混合气形成特点,进入气缸的空气量和燃料量分别控制：,空气量,空气流量计驾驶员控制；,燃料喷射量目标空然比,ECU,控制。,电控汽油喷射的主要问题：,根据不同工况下进入气缸的空气量，如何精确控制燃料喷射量,控制最佳混合气浓度。,关键问题：,确定不同工况下的目标空燃比；,精确控制燃料喷射量。,需要精确测量进入气缸的空气量,电控汽油喷射系统的混合气控制特点：,由台架试验,事先确定不同工况对应的最佳空然比及其影响因素,制成控制脉谱图，存储于,ECU,的,ROM,中。,由专门进气流量测量装置，测量每一工况进入气缸的空气量，作为控制喷油量的主要依据。,ECU,根据传感器信息，判断演算工况、目标空燃比、燃油喷射量；,控制喷油器通电脉宽，按一定喷射压力喷射雾化，完成混合气的形成过程。,质量流量计、进气压力传感器,/,温度传感器以及转速传感器，,二、缸内直喷（,GDI,）式混合气形成：,由控制目的不同，,GDI,系统混合气形成特点不同：,用三效催化装置降低排放角度,均质的理论空燃比为控制目的时：进气过程某一时刻喷油，利用缸内适当气流形成均匀混合气。,控制法与,PFI,同,以节能排放为目的的稀薄燃烧过程时，需要在气缸内形成,A/F,的梯度分布,缸内滚流,+,喷射时刻（压缩）；喷射压力为,25MPa,GDI,混合气形成特点：,无气道黏附油膜现象，节省额外耗油，,起动性、响应性及,A/F,的控制精确,缸内雾化、气化吸热,有利于,充气效率。,三、混合气浓度与发动机性能的关系,1,）混合气浓度对发动机性能的影响,理论上：,a,=1,时完全燃烧，,实际上：,a,=1.031.15,时接近完全燃烧,因缸内混,合气非均匀；残余废气稀释作用直接影响燃烧。,称此混合气为经济混合气,ab,。,a,1.031.15,时：富氧，可完全燃烧；但燃料密度小，放热少，燃烧压力和温度低，燃烧速度,动力性、经济性下降，,NOx,排放也降低。,a,=1.31.4,时：混合气过稀，燃料分子间距增大；,氧化速率,，放热,散热,热量不能积累；,火焰难传播而熄火。,称该混合气浓度为着火下限。,a,=0.80.9,时：燃料密度相对较高，氧气浓度足够,燃烧速率最快，热损失最小,动力性最好。,称此混合气为功率混合气,a,P,。,但,因不完全燃烧,be,、,CO,、,HC,a,40mJ;,作用：形成火焰中心,使火焰传播。,要求：尽可能短、稳定。,影响因素：,a,，缸内,T,、,p,，,气流运动，火花能，,残气等,(1),燃料特性和,a,：,碳链长的烷烃类成分越多自然性越好，,i,越短。当,a,=0.80.9,时,，反应速率最快，,i,最短。,(2),点火时刻气缸内的,p,和,T,：,越高，,p(,),和,T,越高,反应速度越快,i,。但,受爆震限制。,(3),r,：,残余废气是惰性气体其热容高。,r,，化学反应速度,，,i,。,(4),缸内气流强度：缸内气流,使,火焰中心偏离电极间隙处。火花塞附近气流过强，火焰中心散热损失就增加，,i,。,(5),点火能量：,点火能量，电极间隙处的混合气更容易击穿而导通，,i,。,蓄电池,-,点火线圈式点火系统的点火能量：与初级电流切断之前初级线圈所储蓄的能量,E,成正比。即,其中，,L,1,：初级线圈自感系数；,i,1,：初级电流；,V,：线圈两端电压，,R,1,：初级线圈的阻抗；,t,：通电时间,第,II,阶段：明显燃烧期，从,2,点,p,最高,(3),点,特点：火焰传遍整个燃烧室,火焰传播速度取决于：层流火焰速度；,混合气紊流状态；,燃烧室形状。,压力急剧升高，用平均压力上升速度评价：,明显燃烧期越短，燃烧越快,(,等容,),，经济性动力性愈,好；但,p/,高,噪声振动大，粗暴。,第三阶段：后燃期，,3,点,4,点，前阶段未燃分解物在膨胀过程中再次氧化的过程。,来源：缸壁附近，缝隙处，高温分解物等,后燃越多，排温越高；热效率,要求：尽量减少。,燃烧过程的主要参数：,1,p,z,及其对应曲轴转角,&,Tz,及其对应曲轴转角：,p,z,和,Tz,代表燃烧过程中的机械负荷和热负荷；,对应曲轴转角位置,评价燃烧过程组织是否及时,2,(,d,p,/d,),max,及其对应曲轴转角,&(,d,Q,/d,),max,及其对应曲轴转角：主要表明燃烧速率的控制情况。,3,放热率曲线面心对应的曲轴转角：表明放热规律的控制情况。即,越小,燃烧越靠近上止点，定容度和热效率就越高,1,层流火焰传播速率,S,L,：,指火焰前锋面相对未燃混合气的速度,影响混合气的质量燃烧速率。,质量燃烧速率定义：单位时间燃烧的混合气量，即,主要控制明显燃烧期。,2,）火焰传播速率,影响,S,L,的主要因素：,燃料特性、气缸内压力和温度状态。,用经验公式表示，即,其中，,a,：过量空气系数；,p,T,u,:,分别为火焰前锋面前未燃气体压力和温度,a,=0.850.95,时，,U,T,max;,功率最大功率混合气,a,=1.051.15,时，,U,T,降低不多,且有足够氧，促进完全燃烧,经济性最好,经济混合气,a,过大，,U,T,太慢，热效率低,a,1.31.4,时，不能传播，下限；,a,t2t1,：,点火开始到火焰传播末端气体所需时间；,t2,：,点火开始末端气体自燃所经历时间。一切使,t1,延长、,t2,缩短的因素，均使爆燃倾向,外部现象：金属敲击声,冲击波撞击缸壁；,冷却系过热,破坏缸壁表面附面层,正常燃烧,轻微爆振,严重爆振,影响爆燃因素：,燃料的性质：辛烷值高，抗爆性强,末端气体状态：,p,、,T,高，易自燃,爆振倾向,；如压缩比,负荷转速：,n,，,传播速度，,爆振倾向,；,低速大负荷,相反，,爆振倾向,缸径,D,：,D,，,传播距离长，,爆振倾向,。,故，汽油机限制大缸径发动机,功率覆盖范围受限制。,2,）表面点火,炽热表面：排气门,/,火花塞裙部,/,积炭等。,特点：点火时刻不可控制。,早燃：表面点火发生在正常,点火之前；,工作粗暴，诱发爆燃；,无压力冲击波，低频沉闷声。,后燃：表面点火发生在正常,点火之后。,指不靠火花塞而是由燃烧室内炽热表面点燃的现象。,1,）,a,：,a,=0.850.95,时，燃烧速度最大,Pe,、,Tz,、,p,/,Max;,a,=1.051.15,时，完全燃烧，,b,e,Min,，,NOxMax,；,a,1,时,，,O,2,不足，,CO,；,a,1.15,时，燃烧速度慢，部分燃料来不及完全燃烧,;,b,e,，,HC,四、使用因素对燃烧过程的影响,结论：均质混合气,a,对,燃烧过程影响很大，必须严格控制。,2,）点火提前角：,指火花塞跳火时刻到上止点的曲轴转角。,不同点火提前角对燃烧过程影响：,即每一工况存在最佳点火提前角,随工况变化,最佳点火提前角：,Pe,Max,；,be,Min,；,示功图面积最大。,最佳点火时刻的确定方法,点火调整特性。,点火过早,：压缩负功,，,pz,T,易爆燃；,点火过迟,：燃烧过程在膨胀线上延迟,传热，,排温,热效率,3,）负荷增加，节气门开度，,m,1,，,r,减小；,燃烧条件得到改善，燃烧所需时间,t,缩短,对应曲轴转角减小,最佳点火提前角。,但随负荷增大，缸压和温度升高，爆燃倾向增加。,=6,nt,4,）转速,n,：,n,，缸内湍流强度，火焰传播速度；,燃烧过程所占时间,t,缩短；,爆震倾向。,但，由,=6,nt,；随,n,，,t,变化量很小，而,；,最佳点火提前角,。,5.3,汽油机燃料喷射量的控制,混合气形成方式：有化油器，电喷系统：,一、电控汽油喷射系统,(EFI),1,）,EFI(Electronic Fuel Injection),的分类：,根据进气量的测试方式：分为三种：,质量流量式,速度密度式：,节气门,-,速度式,：,热线,/,热膜式,卡门涡式,板式,直接测量进气质量流量,由,n,和进气压力推测进气流量,节气门开度和,n,推测进气流量,根据喷射位置：分为两种,缸内直喷式（,GDI,）,进气管喷射式（,PFI,）：,根据喷油器的安装位置，,PFI,又分为,单点喷射（,SPI,）,淘汰,多点喷射（,MPI,）,主流,喷油器受燃气的高温、高压的影响，而且在结构设计以及布置上要求保证喷油器的安装空间,各缸喷油器独立,进气管设计自由度大,改善各缸均匀性,喷射方式的分类：,根据喷射时期：分为同期喷射和非同期喷射,同期喷射：喷射时刻由曲轴转角位置确定,因此与发动机转速同步；,包括：顺序喷射、同时喷射、分组喷射。,非同期喷射：喷射时刻与曲轴转角位置无关的一种随机性喷射方式,用于起动、怠速或急加速等工况，过渡响应特性,。,根据喷射压力：分为高压喷射,:,200kPa,低压喷射：,设定值时修正。,修正条件,F,TW,：当负荷变化率相同时，若,T,W,不同，因油膜蒸发量不同，,a,不同，故，需,修正。,减速修正系数,F,DC,：,原因：减速时，随节气门开度,，进气量,，进气压力,，管内壁表面油膜蒸发,，,a,变浓,修正方法：与,F,AC,相反,修正区及方向,氧传感器反馈修正系数,F,O,：,原因：汽油机用三效催化装置只在,a,=1,附近，才能同时净化,CO,、,HC,和,NOx,三项有害排放物。,故，用,O,2,传感器反馈控制,a,=1,，提高,a,的控制精度,。,ZnO,2,氧传感器输出特性,修正方法：,a,=1,的正确判定,ECU,反馈控制。,反馈控制,目标,A/F,学习控制修正系数,F,L,：,原因：因发动机长期使用一些零部件磨损等使反馈控制的空燃比偏离目标值的部分，,控制精度,修正方法：三过程,a),学习过程：确定,量,b),记忆过程：记忆,c),实施过程：修正,学习控制效果：,过渡工况：反馈控制无学习控制时,加学习控制,反馈控制响应性慢：积分速率百分之几秒数量级；,发动机高速过渡工况以几十毫秒数量级变化；不能实现理论空燃比的反馈控制。,学习控制：响应迅速，可实现理论空燃比控制,大负荷高转速增量修正系数,F,H,：,原因：大负荷时，要求输出最大转矩,需要功率混合气,a,=0.850.95,。,修正方法：由节气门开度传感器判断全负荷状态；,开度,80%,（设定值）时，停止反馈控制；,取,F,H,=1.18,，并开环控制。,三、速度密度式,1,进气量的推测原理,由充气效率定义：进入气缸的空气质量：,即，通过台架试验确定各工况下的充气效率，,实时检测,进气压力和温度，,求得,G,a,。,2,喷油脉宽,T,i,的确定：,K,a,：进气温度修正系数；,K,w,：怠速暖车修正系数,;,K,k,：加减速修正系数；,K,p,：节气门开度修正系数；,K,f,：反馈修正系数；,K,s,：起动后增量修正及油耗控制修正系数；,K,i,：怠速稳定修正系数。,1,）,T,p,的确定：三维脉谱法,试验确定各工况下的充气效率；并根据,n,和进气压力,p,，标定各工况下的,T,p,脉谱。,任,E,点,T,p,：用,4,点插值法：,2,）,FC,修正系数的确定,进气温度修正系数,Ka,：,原因：因,Tp,是在进气温度,T,a,=20,时标定。,当,T,a,变化时，取,怠速暖车修正系数,K,w,:,与,F,I,相同,修正范围：,T,W,=-3090,，一维脉谱形式。,一般：,T,W,70,时，,Kw,=1,；,T,W,30,时，,Kw,=1.2,；,T,W,-10,时，,Kw,=1.5,加减速修正系数,Kk,：修正原理基本与,F,AD,相同。,方法：同时监测每转进气压力和节气门开度变化量。当其中某一项变化量,设定值时，根据超过设定值的该参数来确定修正系数。当进气压力和节气门开度同时超过设定值时，修正系数取两者较大值。,比较,节气门开度修正系数,Kp,：,原因：修正,v,随节气门开度变化,造成,a,的偏差量,修正方法：,Kp,=,f,(,节气门开度,n,),的三维脉谱形式,;,设定节点之外，采用,4,点插值法。,又，当节气门开度,某一设定值时，表示需要输出大功率,此时直接取,Kp,=1.18,。,反馈修正系数,K,f,：与,F,O,相同,K,f,=1.20.8,起动、怠速、大负荷修正时,停止；并取,Kf,=1,起动后增量修正系数和油耗修正系数,Ks,：,起动后的增量修正：与 相同,以,HC,当,n,n,1,(=400r/min),时，由当时的,T,W,F,g,0,=,K,s,0,后，随,n,，,Ks,。,油耗修正：指发动机轻负荷状态下运转时，将,a,控制在比,a=1,稍微稀薄的范围，以达到改善油耗的目的。,Ks,=1.030.97,范围内时，从,Ks=,1,逐渐减小,怠速修正系数,Ki,：速度,-,密度式特有方式。,原因：这种方式,Tp,是通过进气压力确定；而在过渡工况下进气压力的变化相对,n,的变化有迟后现象,当节气门下游进气容积,，或怠速,n,时，这种响应迟后现象更为严重。,措施：由,Ks,与转矩变动相反方向进行,a,的修正,消除转矩变动,一、对燃烧室的基本要求,燃烧室结构形状,:,影响混合气形成、火焰传播、放热规律、传热损失以及爆燃倾向。,5.4,汽油机燃烧组织方式及燃烧室,所以，要求：,1),结构要紧凑,面容比,A/V,：表征火焰传播距离、散热面积以及熄火面积；,2),良好的充气性能,进气门,/,进气道布置，流通面积，,进气阻力,3),火花塞位置,缩短火焰传播距离,排气道,双火花塞，,抗爆性,4),可 组织适当的气流,通过火焰前锋面积，控制燃烧速率和放热速率,进气道,二、燃烧室内的气流特性,燃烧室内宏观气流运动特性的定义：,涡流：绕气缸中心线（,z,轴）旋转的气流,滚流：绕,于气缸中心与缸心距沟成的面,(y,轴,),旋转的气流,侧滚流：绕,气缸中心与缸心距构成面的（,x,轴）旋转的气流,组织燃烧室内气流的方式,:,进气系统和燃烧室形状配合,进气涡流方式,;,只通过燃烧室形状在压缩过程中形成挤流方式,涡流强度螺旋进气道，,进气阻力，,v,为代价，,且在压缩过程中衰减。,故需随负荷可变控制,多气门涡流可变方式,大负荷时,小负荷时,三、典型燃烧室,楔形：结构较紧凑、火焰传播距离短，挤气面较大,半球形：结构紧凑，,A/V,值小火焰传播距离最短初期燃烧速率快,浴盆形：椭圆形挤气效果差，,A/V,值大，火焰传播距离长,碗形：结构紧凑，火焰传播距离短，挤气效果好燃烧室的,A/V,较大，散热损失,活塞顶上的回转体,四、汽油机分层给气和稀薄燃燃烧系统,1,）分层燃烧,均匀混合燃烧特点：,A/F,变化范围窄,(=12.617),，且在较高温度下易爆燃,限制,t,;,分层给气燃烧的特点：缸内形成,A/F,梯度分布,;,火花塞附近较浓,可靠点燃；,A/F,梯度分布：靠燃烧室内组织的气流与喷射方式配合实现。,分层燃烧方式分类：根据燃料喷射方式分为,进气道喷射式和缸内直喷式两种。,（,1,）进气道喷射式分层给气燃烧方式,根据缸内气流特性分为：轴向分层燃烧方式,横向分层燃烧方式,1,轴向分层稀薄燃烧,关键技术：喷射时期与缸内气流的匹配,A/F,可达,22,晚喷，配合缸内强列涡流，实现,A/F,的轴向梯度分布,进气初期只有空气进入气缸,强烈涡流,气门达,h,max,时喷油，靠涡流,上浓下稀分层,径向分量,轴分量大时,轴向分层,2,横向分层稀薄燃烧,利用,4,气门机构，采用滚流式进气道，配合活塞顶结构形状，形成滚流。,喷油器安装在进气支管，向两个进气门之间喷油，火花塞布置在气缸中央,滚流的引导下浓混合气经过火花塞；而火花塞两侧为纯空气，,形成以火花塞为中心的横向混合气浓度梯度分布,A/F=23,，经济性,68%,，,NOx,80%,(2),缸内直接喷射（,GDI,）式稀薄燃烧,GDI,燃烧系统与,PFI,的比较,PFI,：保留节气门；进气道喷射形成油膜；稀燃范围有限。,GDI,：将喷油器安装在气缸盖上直接向燃烧室内喷油。,更容易控制缸内混合气形成。,通过喷射时期的控制可实现均质混合气燃烧、分层稀薄燃烧以及,HCCI,1,GDI,混合气形成机理,关键技术：进气系统和燃烧室形状,缸内滚流；,高压喷射,控制喷雾与缸内气流配合；,火花塞及喷射位置匹配,分层混合气的形成方式,3 5MPa,喷油器中央布置,+,涡流,火花塞中央布置,+,涡流,滚流为主,挤流为主,2,GDI,燃烧方式的特点,气缸压力,推迟点火提前角，放热速率,，放热持续时间,质调节，取消节气门,泵气损失,。,油雾缸内蒸发,燃烧室壁面,T,，传热损失,。,v,，,，,t,。,分层混合燃烧，外围稀混合气对火焰起隔热作用，,传热损失。,混合气易分层,稳定分层稀燃,接近空气循环。,A/F,控制及过渡工况控制更精确。,因车用发动机不同工况对,A/F,要求不同：,稀燃工况范围只限于中小负荷区。,大负荷或全负荷区：进气行程中喷油,目标空燃比,实现,均匀混合气,在中小负荷区：压缩行程后期喷油,上浓下稀的分层混合气。,螺旋进气道或导气屏,进气涡流,顺着气流喷油，喷射压力,2MPa,气流外缘形成较浓混合气,火花塞安装 位置,3,典型的,GDI,分层稀燃系统,TCCS,燃烧系统（,Texaco controlled combustion process,）,燃气体和未燃气体靠密度差分离,GDI,滚流分层稀燃系统,三菱,4G,型汽油机：,早喷射,晚喷射,纵向直进气道,+,半球形燃烧室,强烈的反滚流,与喷雾配合，分层,A/F=40,，,=12,丰田,D4,型汽油机：,通过喷射方式的有效控制和燃烧室内涡流的优化匹配,实现,A/F=50,稳定燃烧,2,）稀薄燃烧控制,主要控制目的：精确控制,A/F,，使汽车百公里油耗最低；同时降低排放,关键技术：,A/F,精确控制在,T,tq,允许的范围内,控制方法,空燃比反馈控制法：由,A/F,传感器反馈控制。,空燃比传感器,在,ZrO2,固体上施加电压时，产生与排气中的,O2,浓度成比例的,O2,离子的移动，从而形成电流，即,气缸压力反馈控制法：,通过气缸压力传感器,检测每循环缸压，,求,T,tq,，,A/F,反馈控制,使,T,tq,限制在允许范围内,步骤：,规定曲轴位置上测缸压,p,；,N,循环,求,Ttq,、,Ttq,一、汽油机有害排放物及其产生机理,汽油机的有害排放物：排气中的,CO,、,HC,、,NOx,、,CO2,；曲轴箱通风向大气排出的,HC,排放；燃料供给系中燃料蒸发的,HC,等。,污染物来源不同，措施不同：,尾气排放,燃烧系统改进,+,后处理技术；,曲轴箱通风,PCV,阀,回流到进气管；,燃料供给系蒸发物,活性碳罐吸收装置来控制,5.5,汽油机的有害排放物及其控制,活性碳罐吸收装置,用活性碳罐吸附燃油系统的蒸发物；在进气过程中随情系空气进入气缸。,活性炭,活性炭罐,单向阀,产生机理：,N2,和,O2,在高温下化合的结果,Zeldovich,机理,:,因素及措施：,O,2,浓度，燃烧温度,Tz,，滞留时间,危害：,NO,2,是刺激性毒气,;,破坏,O,3,层平衡,测量方法,:,化学发光法,(CLD),N2,分解需较大活化能,决定,NO,形成的高温条件,O,在,NO,形成中起活化链作用，所需活化能小，反应快,1,）,NO,2,）,CO,1,产生机理及影响因素,C/H,不完全燃烧产物,受反应速度、温度及,a,的,影响,在,a,1,下燃烧时局部不均匀,局部燃烧不完全,CO,排气中，未燃碳氢化合物,HC,不完全氧化,少量,CO,2,危害：与血红素的结合能力强，是氧的,300,倍；,破坏造血功能中毒死亡,(0.3%),3.,测量方法：不分光红外线分析仪（,NDIR,）,3,）,HC,1,HC,的生成机理及影响因素,来源：尾气、燃油供给系统以及曲轴箱通风,汽油机燃烧过程中,HC,的生成：,缸内壁面淬冷效应：壁面对火焰的冷却作用,缝隙效应：火焰无法传入缝隙；壁面冷却淬冷效应,，,生成大量,HC,缝隙：活塞与缸壁间，缸盖、缸垫和缸体间；,进、排气门和气门座间；,花塞螺纹和火花塞中心电极周围等处,积碳和壁面油膜的吸附效应：缸壁上的润滑油膜，活塞顶及燃烧室壁面、进排气门上的积碳,吸附,HC,膨胀和排气中释放出来,不完全燃烧：,a,1,状态，怠速时,r,较大；加减速时混合气瞬间过浓或过稀,局部不均匀,不完全燃烧,HC,。,失火：易失火条件,混合气局部过稀或过浓，或点火时刻不当以及点火系统出现故障等。,2,危害：阳光下与,NOx,反应,光化学烟雾；醛类和多环芳香烃危害大,3.,测量方法：氢火焰离子化法（,FID,）,二、影响汽油机排放特性的使用因素,排放物是燃烧过程的产物,凡是,影响混合气形成和燃烧条件的因素,影响排放物。,1,）,a,的影响,NOx,的峰值出现在,ab,=1.031.16,a,ab,虽,O2,浓度，但,Tz,过稀：,HC,NOx,HC,be,2,）点火提前角的影响,a,一定时，,ig,Tz,，,NOx,；,后燃，排温,HC,；,e,3,）转速的影响,n,燃烧滞留时间,NOx,；,紊流强度,；,紊流过强,CO/HC,4,）负荷的影响,中小负荷：随负荷,，,r,改善燃烧条件,CO/HC,;,但，,NOx,；大负荷,aP,NOx,，,CO/HC,三、汽油机排放控制技术,机内措施：,燃烧系统的改善,A/F,控制精确，,GDI,技术实现稀燃,可变技术：进气系统、配气相位、进气涡流及排量,(,休缸,),汽油机增压。,后处理：,两级催化转化器,高低温；,电加热催化转化器；,三效催化器,+,a,=1,精确控制；,稀燃,+,NOx,还原装置,+EGR,技术,四、汽油机的增压及米勒循环,1,）汽油机增压存在的主要问题,易爆震,热负荷高,汽油机与增压器的匹配困难,2,）汽油机与增压器匹配要求：,保证额定功率,部分工况下具有良好扭矩特性和动态响应特性；保证转矩储备系数；,3,）米勒循环,几何,不变，将有效压缩行程缩短,1/5,，但膨胀比不变,;,米勒循环,+,偶合螺杆压气机，实现增压兼顾高低速。,