當(dāng)前位置:汽車配件110網(wǎng) >> 汽修百科 >> 汽車電器維修 >> 汽油噴射發(fā)動機(jī)(電噴發(fā)動機(jī))簡介 |
互聯(lián)網(wǎng) duqinglong 汽車電器維修 2006-12-27
優(yōu)點(diǎn) 汽油噴射發(fā)動機(jī)與化油器式發(fā)動機(jī)相比,突出的優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確控制混合氣的質(zhì)量,保證氣缸內(nèi)的燃料燃燒完全,使廢氣排放物和燃油消耗都能夠降得下來,同時(shí)它還提高了發(fā)動機(jī)的充氣效率,增加了發(fā)動機(jī)的功率和扭矩。電子控制燃油噴射裝置的缺點(diǎn)就是成本比化油器高一點(diǎn),因此價(jià)格也就貴一些,故障率雖低,一旦壞了就難以修復(fù)(電腦件只能整件更換),但是與它的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性相比,這些缺點(diǎn)就微不足道了。 分類 汽油噴射型式分為機(jī)械式和電子控制式兩種。機(jī)械式汽油噴射裝置是一種以機(jī)械液力控制的噴射技術(shù),早在30年代就應(yīng)用在飛機(jī)發(fā)動機(jī),50年代開始應(yīng)用在德國奔馳300BL轎車發(fā)動機(jī)上。集成電路的出現(xiàn)使電子技術(shù)能在發(fā)動機(jī)上得到應(yīng)用,一種更好的汽油噴射裝置——電子控制汽油噴射技術(shù)也就應(yīng)運(yùn)而生了。 結(jié)構(gòu) 任何一種電子控制汽油噴射裝置,都是由噴油油路,傳感器組和電子控制單元(微型電腦)三大部分組成。當(dāng)噴射器安裝在原來化油器位置上,稱為單點(diǎn)電控燃油噴射裝置;當(dāng)噴射器安裝在每個(gè)氣缸的進(jìn)氣管上,稱為多點(diǎn)電控燃油噴射裝置。 原理 噴油油路由電動油泵,燃油濾清器,油壓調(diào)節(jié)器,噴射器等組成,電控單元發(fā)出的指令信號可將噴射器頭部的針閥打開,將燃油噴出。傳感器好似人的眼耳鼻等器官,專門接受溫度,混合氣濃度,空氣流量和壓力,曲軸轉(zhuǎn)速等數(shù)值并傳送給“中樞神經(jīng)”的電子控制單元。電子控制單元是一個(gè)微計(jì)算機(jī),內(nèi)有集成電路以及其它精密的電子元件。它匯集了發(fā)動機(jī)上各個(gè)傳感器采集的信號和點(diǎn)火分電器的信號,在千分之幾十秒內(nèi)分析和計(jì)算出下一個(gè)循環(huán)所需供給的油量,并及時(shí)向噴射器發(fā)出噴油的指令,使燃油和空氣形成理想的混合氣進(jìn)入氣缸燃燒產(chǎn)生動力。 歷史 從60年代起,隨著汽車數(shù)量的日益增多,汽車廢氣排放物與燃油消耗量的不斷上升困擾著人們,迫使人們?nèi)ふ乙环N能使汽車排氣凈化,節(jié)約燃料的新技術(shù)裝置去取替已有幾十年歷史的化油器,汽油噴射技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)用,使人們這一理想能以實(shí)現(xiàn)。 早在1967年,德國波許公司成功地研制了D型電子控制汽油噴射裝置,用在大眾轎車上。這種裝置是以進(jìn)氣管里面的壓力做參數(shù),但是它與化油器相比,仍然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。針對這些缺點(diǎn),波許公司又開發(fā)了一種稱為L型電子控制汽油噴射裝置,它以進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流量做參數(shù),可以直接按照進(jìn)氣流量與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系確定進(jìn)氣量,據(jù)此噴射出相應(yīng)的汽油。這種裝置由于設(shè)計(jì)合理,工作可靠,廣泛為歐洲和日本等汽車制造公司所采用,并奠定了今天電子控制燃油噴射裝置的鄒型。 至1979年起美國的通用,福特,日本的豐田,三菱,日產(chǎn)等汽車公司都推出了各自的電子控制汽油噴射裝置,尤其是多氣門發(fā)動機(jī)的推廣,使電子控制噴射技術(shù)得到迅速的普及和應(yīng)用。到目前為止,歐美日等主要汽車生產(chǎn)大國的轎車燃油供給系統(tǒng),95%以上安裝了燃油噴射裝置。從99年1月1日起,只有采用電子控制汽油噴射裝置的轎車才能準(zhǔn)予在北京市場上銷售。
電子控制汽油噴射裝置,由噴油器、傳感器和電子控制單元(ECU)三大部分組成,其基本特點(diǎn)就是混合氣的配制由ECU來控制。在《汽油噴射發(fā)動機(jī)》一文中有一幅示意圖,ECU起到“中樞神經(jīng)”的作用,它存儲了發(fā)動機(jī)各種運(yùn)行工況下的最佳噴油持續(xù)時(shí)間,根據(jù)各個(gè)傳感器的輸入信號計(jì)算出實(shí)際最佳噴油持續(xù)時(shí)間,指令噴射器將一定量的燃油噴入進(jìn)氣歧管。而傳感器象人的五官,專門感受溫度,混合氣濃度,空氣流量或壓力,曲軸轉(zhuǎn)速等數(shù)值并傳送給ECU,起非常重要的作用。根據(jù)空氣感應(yīng)方法,又將電子控制汽油噴射裝置分為兩種,一種是流量感應(yīng)式電子控制汽油噴射裝置(L型),通過感應(yīng)進(jìn)氣管中空氣的流量來控制噴油量;另一種是壓力感應(yīng)式電子控制汽油噴射裝置(D型),通過感應(yīng)進(jìn)氣管中空氣壓力的高低來控制噴油量。由于L型使用比較廣泛,本文以介紹L型為主。 整個(gè)L型電子控制汽油噴射裝置有3個(gè)部分組成:供油部分、供氣部分和控制部分。 供油部分由油箱、汽油泵、汽油濾清器、壓力調(diào)節(jié)器和噴油器組成,汽油泵將汽油從油箱抽出經(jīng)汽油濾清器過濾雜質(zhì),經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器加壓使汽油壓力高于進(jìn)氣歧管的負(fù)壓力,再經(jīng)輸油管送至各缸的噴射器。噴射器相當(dāng)于一個(gè)開關(guān),控制開關(guān)的部件就是ECU。 供氣部分由空氣濾清器、空氣流量計(jì)、節(jié)氣門裝置等組成,當(dāng)空氣經(jīng)過空氣濾清器濾去塵埃雜質(zhì)后,流經(jīng)空氣流量計(jì)計(jì)量,再沿著節(jié)氣門通道直入進(jìn)氣歧管,通過進(jìn)氣門分別供給各個(gè)氣缸。駕車者通過油門踏板操縱節(jié)氣門開度,決定進(jìn)氣歧管的空氣流量,空氣流量計(jì)葉板在氣流沖擊下會有一個(gè)轉(zhuǎn)角,使流量計(jì)內(nèi)的電阻器數(shù)值發(fā)生變化。因此,不同的空氣流量就會有不同的葉板轉(zhuǎn)角,對應(yīng)不同的電壓信號,反饋至ECU就有不同的噴油量。 控制部分由ECU、傳感器和繼電器組成,分布在發(fā)動機(jī)各部位上的傳感器將采集到的信號反饋到ECU,經(jīng)過ECU計(jì)算確定噴射器的噴油量和時(shí)間,確保最佳的空燃比。其中主要傳感器有節(jié)氣門位置傳感器、空氣溫度傳感器、水溫傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、霍爾傳感器、爆燃傳感器、氧傳感器等。 節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上專門測量節(jié)氣門的開度,進(jìn)而反映發(fā)動機(jī)不同的工況;空氣溫度傳感器安裝在節(jié)氣門之后的進(jìn)氣歧管上,用以檢測進(jìn)氣溫度,ECU根據(jù)其信號修正噴油量使得發(fā)動機(jī)自動適應(yīng)外部環(huán)境的變化;水溫傳感器監(jiān)測發(fā)動機(jī)冷卻水溫度,ECU根據(jù)其信號修正噴油量,噴油量與溫度是反比關(guān)系,水溫越高噴油量會越少;轉(zhuǎn)速傳感器安裝在氣缸體上監(jiān)測曲軸的轉(zhuǎn)速,形成脈沖信號傳送至ECU;霍爾傳感器安裝在凸輪軸位置上,用以檢測曲軸轉(zhuǎn)角,為ECU控制點(diǎn)火時(shí)刻提供信號;爆燃傳感器安裝在缸體上,當(dāng)發(fā)生爆燃產(chǎn)生振動時(shí),壓力波通過缸體傳到傳感器,使傳感器的壓電陶瓷發(fā)生電壓信號變化傳至ECU,ECU就會根據(jù)信號將點(diǎn)火提前角推遲使爆燃消失;氧傳感器安裝在排氣管上,它的一面與大氣接觸,另一面與排氣管廢氣接觸,實(shí)際上是利用廢氣及大氣中氧濃度之間的差值產(chǎn)生電動勢,將信號反饋給ECU,只要空燃比偏離了理論空燃比就會發(fā)信號,ECU根據(jù)信號發(fā)出新的噴油指令,使混合氣的空燃比處于理想狀態(tài)。總之,這些傳感器在崗位上各負(fù)其責(zé),在汽車運(yùn)行中不斷將信號傳送至ECU,而ECU就根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)與信號不斷對比不斷修正噴射器油量,從而達(dá)到最佳混合氣的空燃比。 另外,電子控制汽油噴射裝置還有怠速裝置、廢氣再循環(huán)控制裝置等。其中怠速是保障汽車運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的重要因素,為了保證怠速作用,設(shè)計(jì)師在節(jié)氣門附近開了一個(gè)旁通道,通過裝在節(jié)氣門旁通地方的怠速控制閥來改變節(jié)氣門旁通道的空氣流量來控制怠速。這有點(diǎn)象學(xué)校大門(節(jié)氣門)旁邊的小門(旁通道),在少人的情況下使用。怠速控制閥的閥門控制旁通道的關(guān)閉,而閥門是由微型電機(jī)或磁力線圈控制,它們與怠速控制閥做成一體。ECU根據(jù)傳感器的信號與存儲數(shù)據(jù)對比隨時(shí)做出不同的指令送至怠速控制閥,當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),節(jié)氣門關(guān)閉,空氣經(jīng)旁通道進(jìn)入進(jìn)氣歧管,ECU通過電信號經(jīng)繼電器給怠速控制閥,使閥門隨時(shí)調(diào)節(jié)旁通道流量來自動控制怠速。 |
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