电喷发动机(一)电喷发动机分类和原理
内容简介:电喷发动机是利用发动机的各种传感器、如空气流量计、进气压力传感器、水温传感器、转速传感器等,检测发动机的各种工作参数(进气量、进气压力、水温、转速等),经过电子控制单元ECU计算后,控制喷油器工作,将汽油喷入进气管或气缸内。形成最佳的混合气。 
一 什么是电喷发动机
 
  电喷发动机是利用发动机的各种传感器、如空气流量计、进气压力传感器、水温传感器、转速传感器等,检测发动机的各种工作参数(进气量、进气压力、水温、转速等),经过电子控制单元ECU计算后,控制喷油器工作,将汽油喷入进气管或气缸内。形成最佳的混合气。 
电喷发动机结构图

   在图上有传感器:热线式空气流量计(用于检测发动机的进气量)、节流阀位置传感器(也称节气门位置传感器、用于检测节气门的开度信号)、水温传感器、氧传感器(用于检测排气中氧的含量、反馈混合气的稀或浓),这些传感器将信号给了电子控制单元,电子控制单元计算后,控制喷油器喷油,形成最佳的混合气;同时电子控制单元还控制怠速执行器(也称为怠速控制阀)实现对发动机怠怠速的控制,如实现在发动机水温低时提高发动机的怠速。而喷油器所需的压力汽油由们位于油箱内的电动燃油泵提供,并由油压调
节器调节。
电喷发动机结构控制原理图(左侧为传感器,中间为电子控制单元,右侧为执行元件)
二 电喷发动机的种类:
 
  1 按喷油器的喷油位置可分为进气管喷射和缸内直喷发动机
喷油器的位置图(左为进气管喷射,右为缸内直喷发动机)

 
  进气管喷射指的是喷油器将汽油喷入进气管,在进气管内形成混合气。进气管喷射喷油器的喷油压力低,只有200300KPa0.20.3MPa)。而缸内直喷发动机指的是喷油器直接将汽油喷入气缸,这种方式喷油器的喷油压较高,可达35MPa,喷油器的结构比进气管喷射复杂。现在奥迪A6L2.0FSI发动机即是缸内直缸发动机。

  2  按喷油的数量可以分为单点电喷和多点电喷
 
单点电喷结构图

  对于进气管喷射,多点电喷指每个进气歧管对应一个喷油器。而单点电喷指喷油器安装在节气门体上,而节气门体安装在进气歧管的上部,相当于化油器式发动机安装化油器的位置。因此,进气管喷射又称节气门体喷射(TBI)。由于一台发动机只装有12个喷油器在节气门体上,所以又称这种喷射方式为单点喷射(SPI)。现在应用较多的是多点电喷。
3 对于多点电喷,第进气歧管均有一个喷油器,从电子控制单元对喷油器的控制可以分为
同进喷射、分组喷射和顺序喷射。
 
  3 同时喷射指的是几个喷油器同时喷油,各个喷油器共用一个电源和一个控制线,电子控制单元通过这条控制线即可控制喷油器同时工作喷油。分组喷射是将各缸喷油器分组,两个喷油器为一组。而顺序喷射是电脑对各个喷油器单独控制,依据发动机的做功顺序控制各个喷油器喷油。现在多数电喷发动机为顺序喷射。
电喷发动机(二)燃油供给系统组成和工作原理图
内容简介:电喷发动机燃油供给系统由油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器、冷起动喷嘴和输油管等组成,有的还设有油压脉动缓冲器。
三 电喷发动机燃油供给系统主要组件的构造与工作原理
  电喷发动机燃油供给系统由油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器、冷起动喷嘴和输油管等组成,有的还设有油压脉动缓冲器。
1 电动汽油泵
  电喷发动机的汽油泵是由电机驱动的,所以也称为电动汽油泵,是一个电机和油泵的集成体,安装在油箱内,常见的电动汽油泵有两种类型,即滚柱式电动汽油泵和叶片式电动汽油泵。
 
叶片式电动汽油泵结构原理图
2 燃油分配管
电喷发动机燃油供给系统主要组件
  燃油分配管,也被称作分配油管或共轨,其功用是将汽油均匀、等压地输送给各缸喷油器。由于它的容积较大,故有储油蓄压、减缓油压脉动的作用。

3 .喷油器
   喷油器的功用是按照电控单元的指令将一定数量的汽油适时地喷入进气道或进气管内,并与其中的空气混合形成可燃混合气。喷油器的通电、断电由电控单元控 制。电控单元以电脉冲的形式向喷油器输出控制电流。当电脉冲从零升起时,喷油器因通电而开启;电脉冲回落到零时,喷油器又因断电而关闭。电脉冲从升起到回 落所持续的时间称为脉冲
宽度。若电控单元输出的脉冲宽度短,则喷油持续时间短,喷油量少;若电控单元输出的脉冲宽度长,则喷油持续时间长,喷油量多。一般 vin码是什么意思喷油器针阀升程约为0.1mm,而喷油持续时间在210ms范围内。
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4 油压调节器
油压调节器图
兰博基尼车型  油压调节器的功用是使燃油供给系统的压 力与进气管压力之差即喷油压力保持恒定。因为喷油器的喷油量除取决于喷油持续时间外,还与喷油压力有关。在相同的喷油持续时间内,喷油压力越大,喷油量越 多,反之亦然。所以只有保持喷油压力恒定不变,才能使喷油量在各种负荷下都只惟一地取决于喷油持续时间或电脉冲宽度,以实现电控单元对喷油量的精确控制。

5 油压脉动缓冲器
油压脉动缓冲器图
  当汽油泵泵油、喷油器喷射及油压调节器的回油平面阀开闭时,都将引起燃油管路中油压的脉动和脉动噪声。燃油压力 脉动太大使油压调节器的工作失常。油压脉动缓冲器的作用就是减小燃油管路中油压的脉动和脉动噪声,并能在发动机停机后保持油路中有一定的压力,以利于发动 机重新起动。
6 冷起动喷嘴及热时间开关
  冷起动喷嘴的功用是当发动机低温起动时,向进气管喷入一定数量附加的汽油,以加浓混合气。冷起动喷嘴也是一个电磁阀,故又称冷起动阀。冷起动喷嘴的开启和持 续喷油的时间取决于发动机的温度,并由热时间开关控制。冷起动喷嘴安装在进气管上,热时间开关装在机体上并与冷却液接触。
电喷发动机(三)详解怠速控制阀
内容简介:怠速控制阀位于节气门体上,怠速工况下,节气门几乎全部关闭,由怠速控制阀控制发动机的怠速时的进气量。本站整理了各个时期、各种车型的怠速控制阀,给出原
理及控制线路图!
怠速控制阀位于节气门体上,怠速工况下,节气门几乎全部关闭,由怠速控制阀控制发动机的怠速时的进气量怠速控制阀的种类:可分为机械式、电磁阀式、旋转阀式和步进电机式。而各种怠速控制阀因为原理和结构的不同,也可分为很多种。
一 电磁阀式怠速控制阀
  实现上就是一个电磁线圈,ECU通过占空比的方式控制线圈的电流,控制阀的开度。
  早期见过一种有三个线圈控制的怠速控制阀,相当于是三个怠速控制阀。ECU打开一个或两个或三个来实现怠速的控制。
二 旋转阀式怠速控制阀
电机驱动的怠速控制阀(应用于富康汽车)
1-插头2-壳体3-永久磁铁 4-转子5-空气通道 7-旋转阀
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电机驱动的怠速控制阀控制线路原理图
  两个电磁线圈式怠速控制阀多应用于丰田发动机,ECU 控制两个线圈的通电或断开,改变两个线圈产生的磁场强度,两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用,即可改变控制阀的位置,从而调节怠速空气口的开度,以实现怠速空气量的控制。
  双金属片制成的卷簧,主要起保护作用。当流过阀体冷却液腔的冷却液温度变化时,双金属片变形,带动挡块转动,从而改变阀轴转动的两个极限位置,以控制怠速控制阀的最大开度和最小开度。ECU 控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时,控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间(占空比)来实现对怠速的控制。
由两个电磁线圈式的旋转阀式怠速控制阀图
三 步进电机式怠速控制阀
  现在应用最多是步进电机式怠速控制阀,在电喷发动机的应用有两种:一种是六线式的,应用于早期的丰田汽车,现在各个学校讲怠速控制阀还是以这种为主。在这六线式怠速控制阀中,怠速控制阀内有四个线圈(S1S2S3S4),有两根是电源线(B1B2),四根是电脑的控制线(ISC1新一轮油价调整10月10日24时开启,ISC2ISC3ISC4)。
六线式怠速控制阀原理图
  当动机ECU控制四个线圈S1S2S3S4依次搭铁时,转子旋转,带动阀轴和阀右移(阀芯伸出),气道减小,进气量减小,怠速降低;当按S4S3S2S1顺序依次搭铁时,阀轴和阀左移(阀芯缩回),气道开大,进气量增大,怠速提高;
步进电机式怠速控制阀
  现在应用的另一种步进电机是四线式,西门子VDO、摩托罗拉等电控系统多采用这种,如别克、夏利等。
四线式步进电机式怠速控制阀
四 机械式怠速控制阀
石蜡式怠速控制阀图
  这种怠控制阀不是由电脑来控制,而是由水温来控制。主要是利用石蜡的原理(类同于节温器),在低温下打开以提高发动机的怠速,而随着温度的升高,阀芯关小,稳定怠速。这种怠速控制阀还设有怠速调整螺钉以调节怠速的高低。
电喷发动机(五)详解电喷发动机的点火系统
内容简介:介绍了传统的白金点火、电子点火及电喷发动机的电控制点火的区别,而针对电控点火。
传统的点火系统由点火线圈、分电器、高压线、火花塞、白金触点等组成。在点火线圈内有两个线圈:初级线圈和次级线圈,分电器内的白金触点闭合或断开,控制初级线圈通电或断电,在次级线圈产生高压电,高压电又进入分电器,经过分电器内分配给各缸的火花塞,点燃各缸的混合气。
传统白金点火结构图


  后来出现了电子点火,和传统的白金点火的区别是初级线圈的通是或断电不再由白金触点控制,而由电子点火器内的三级管导管或截止控制。而在分电器内原来安装白金触点的位置改成了传感器,有电磁式和霍尔式两种,传感器将信号给了点火器,触发点火器内的三
级管导通或截止。

  传统的白金点火或电子点火,点火正时要维修工来调整,并且在分电器内设有离心式和真空式点火提前调整装置,以调节点火时间,适应发动机转速和负荷的变化。
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  当发动机从化油器进入电喷后,点火线圈的初级线圈由发动机控制单元ECU直接控制或ECU控制点火器控制。发动机控制单元接收发动机水温、转速、负荷、发动机曲轴位置等信号,控制点火时间。并且设有爆震传感器,因为点火早而产生爆震信号反馈给ECU,电脑及时的调整点火时间。此时的点火称为电控点火。

  电控点火在发展中也有三种型式,早期的电喷发动机点火多是有分电器的,此时的分电器只是分配高压电,没有了传统白金点火和电子点火的离心和真空点火时间调整装置。