由于控制计算机具有根据几个输入信号每秒钟进行实时正确判断的能力,发动机的计算机控制使得设计开发小型、高性能、低污染的汽车发动机成为可能。
(3)点火控制。点火系统对发动机的整机排放性能有重要影响。点火时刻决定了点火脉冲传到火花塞,点燃可燃混合气的精确时刻。通过在燃烧前对其进行尽可能精确地控制,可以阻止产生有害的污染物排放,甚至可能不需要进行排放后处理控制。不恰当的点火时间可能影响三种污染物的排放浓度。一方面,点火过早可能导致燃烧不完全,使CO排放增加,未燃燃料同样导致HC排放的增加。最后由于燃烧温度高,导致NOX排放量大增。另一方面,如果点火过晚,同样由于燃烧不完全,将导致CO排放增加,未燃燃料同样也导致HC排放的增加。
为了保证最佳点火控制,发动机的控制计算机接收各种传感器的输人信号,根据发动机的不同工况,利用程序进行计算,最后发出指令改变点火时间。
(4)蒸发污染。蒸发污染是由于燃料蒸气直接释放到大气中产生的污染。在加油过程、驻车过程、发动机运行过程中都会产生蒸发污染。汽油是挥发性很强的物质,很容易挥发。在采用蒸发控制系统之前,燃油系统与大气直接相通,尽管这对防止系统内部的不安全压力非常必要,但这种类型的通风系统将导致HC污染,进而导致光化学烟雾。现在法规不再允许使用这种自然通风系统,汽车都带有蒸发污染控制系统,其主要功能如下:
①车辆倾翻时储存液体燃料。
②捕集燃料蒸气。
③储存燃料蒸气。
④将燃料蒸气送入发动机燃烧。
(5)废气再循环。
废气再循环系统(
EGR)由
EGR阀、控制机构、连接管路和连接通道等组成。该系统是非常重要的,因为
EGR直接影响发动机的性能,其
EGR对发动机性能影响如表7所示。
由于NOX产生于高温燃烧,最有效的解决措施是使发动机在足够低的温度下进行燃烧,以防止氮原子和氧原子发生反应。但是,我们已经知道稀混合气虽然能减少HC和CO排放,但是却使NOX排放增加。另外,增加点火提前角能改善燃油经济性,同样也使NOX排放增加。
EGR阀通过减少燃烧室充气体积来避免过高的燃烧温度,从而达到减少NOX生成量的目的。
EGR阀工作时,
EGR系统使一部分废气和新鲜空气在进气管内进行混合。随着燃烧室充气体积的减少,可燃混合气所占空间减少,降低了燃烧室内的最高燃烧温度。
EGR的另外一个好处是因为燃烧的燃料有所减少,所以燃料经济性略有提高。
燃烧过的废气基本是惰性的,不能再发生化学反应,也不能继续燃烧,一部分废气和新鲜空气混合后,稀释了进气充量,结果是减少了进入燃烧室的新鲜空气的体积,降低了燃烧温度和燃烧压力,最终降低了NOX的浓度。
因为
EGR系统减少了新鲜空气的体积,并对燃烧产生了影响。因此
EGR系统设计时,必须保证系统能够恰当的控制
EGR量,以控制NO、的生成量,同时不对发动机性能产生太大的影响。当发动机不需要再循环废气的时候,
EGR系统却进行工作,可能就会影响汽车的驾驶性能(见表7)。为了达到最好的驾驶性能,
EGR阀的开度应当和节气门开度成正比(但是在节气门全开时没有
EGR)。同样,在发动机冷起动时也不需要进行
EGR。
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