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空燃比的控制策略
为了满足发动机各种工况的要求,混合气的空燃比不能都采用闭环控制,而是采用闭环和开环相结合的策略。
主要分为三种控制方式:
冷起动和冷却水温度低时通常采用开环控制方式。
由于起动转速低、冷却水温度低、燃油挥发性差,需对燃油进行一定的补偿。混合气空燃比与冷却水温度有关,随着温度增加,空燃比逐渐变大。
部分负荷和怠速运行时此时可分为两种情况:
若为了获得最佳经济性,可采用开环控制方式,将空燃比控制在比化学计量比大的稀混合气状态下工作。
为了获得低的排放,并有较好的燃油经济性,必须采用电控汽油喷射系统加三元催化转化器,进行空燃比闭环控制。
图中虚线部分为未加三元催化转化器时,CO、HC和NOx排放浓度与空燃比的关系。实线部分采用三元催化转化器后CO、HC和NOx与空燃比的关系。从图中可看出采用三元催化转化器时只有当空燃比在化学计量比附近很窄范围内HC、CO和NOx排出浓度均较小。装有电控汽油喷射发动机采用闭环控制方式,才能使混合气空燃比严格控制在化学计量比附近很窄的范围内,使三元催化转化器净化效率最高。
节气门全开(WOT)时:
为了获得最大的发动机功率和防止发动机过热,采用开环控制,将混合气空燃比控制在12.5~13.5范围内。此时发动机内混合气燃烧速度最快,燃烧压力最高,因而输出功率也就越大。
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空燃比的控制方法
影响汽油发动机排放的最主要因素是混合气的空燃比, 理论上一公斤燃料完全燃烧时需要14.7公斤的空气。这种空气和燃料的比例称为化学当量比。空燃比小于化学当量比时供给浓混合气,此时发动机发出的功率大,但燃烧不完全,生成的CO、HC多;当混合气略大于化学当量比时,燃烧效率最高,燃油消耗量低,但生成的NOx也最多;供给稀混合气时,燃烧速度变慢,燃烧不稳定,使得HC增多。在电控汽油喷射系统中采用闭环控制的方式,将空燃比控制在化学当量比附近,并在排气系统中消声器前安装一个三元催化转化器,对发动机进行后处理,是当前减少汽车排气污染物的最有效方法。在化学当量比附近,转化器的净化效率最高。
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