汽油喷射发动机(2)


电子控制汽油喷射装置,由喷油器、传感器和电子控制单元(ECU)三大部分组成,其基本特点就是混合气的配制由ECU来控制。在《汽油喷射发动机》一文中有一幅示意图,ECU起到“中枢神经”的作用,它存储了发动机各种运行工况下的最佳喷油持续时间,根据各个传感器的输入信号计算出实际最佳喷油持续时间,指令喷射器将一定量的燃油喷入进气歧管。而传感器象人的五官,专门感受温度,混合气浓度,空气流量或压力,曲轴转速等数值并传送给ECU,起非常重要的作用。根据空气感应方法,又将电子控制汽油喷射装置分为两种,一种是流量感应式电子控制汽油喷射装置(L型),通过感应进气管中空气的流量来控制喷油量;另一种是压力感应式电子控制汽油喷射装置(D型),通过感应进气管中空气压力的高低来控制喷油量。由于L型使用比较广泛,本文以介绍L型为主。

整个L型电子控制汽油喷射装置有3个部分组成:供油部分、供气部分和控制部分。

供油部分由油箱、汽油泵、汽油滤清器、压力调节器和喷油器组成,汽油泵将汽油从油箱抽出经汽油滤清器过滤杂质,经压力调节器加压使汽油压力高于进气歧管的负压力,再经输油管送至各缸的喷射器。喷射器相当于一个开关,控制开关的部件就是ECU。

供气部分由空气滤清器、空气流量计、节气门装置等组成,当空气经过空气滤清器滤去尘埃杂质后,流经空气流量计计量,再沿着节气门通道直入进气歧管,通过进气门分别供给各个气缸。驾车者通过油门踏板操纵节气门开度,决定进气歧管的空气流量,空气流量计叶板在气流冲击下会有一个转角,使流量计内的电阻器数值发生变化。因此,不同的空气流量就会有不同的叶板转角,对应不同的电压信号,反馈至ECU就有不同的喷油量。

控制部分由ECU、传感器和继电器组成,分布在发动机各部位上的传感器将采集到的信号反馈到ECU,经过ECU计算确定喷射器的喷油量和时间,确保最佳的空燃比。其中主要传感器有节气门位置传感器、空气温度传感器、水温传感器、转速传感器、霍尔传感器、爆燃传感器、氧传感器等。

节气门位置传感器安装在节气门体上专门测量节气门的开度,进而反映发动机不同的工况;空气温度传感器安装在节气门之后的进气歧管上,用以检测进气温度,ECU根据其信号修正喷油量使得发动机自动适应外部环境的变化;水温传感器监测发动机冷却水温度,ECU根据其信号修正喷油量,喷油量与温度是反比关系,水温越高喷油量会越少;转速传感器安装在气缸体上监测曲轴的转速,形成脉冲信号传送至ECU;霍尔传感器安装在凸轮轴位置上,用以检测曲轴转角,为ECU控制点火时刻提供信号;爆燃传感器安装在缸体上,当发生爆燃产生振动时,压力波通过缸体传到传感器,使传感器的压电陶瓷发生电压信号变化传至ECU,ECU就会根据信号将点火提前角推迟使爆燃消失;氧传感器安装在排气管上,它的一面与大气接触,另一面与排气管废气接触,实际上是利用废气及大气中氧浓度之间的差值产生电动势,将信号反馈给ECU,只要空燃比偏离了理论空燃比就会发信号,ECU根据信号发出新的喷油指令,使混合气的空燃比处于理想状态。总之,这些传感器在岗位上各负其责,在汽车运行中不断将信号传送至ECU,而ECU就根据存储的数据与信号不断对比不断修正喷射器油量,从而达到最佳混合气的空燃比。

另外,电子控制汽油喷射装置还有怠速装置、废气再循环控制装置等。其中怠速是保障汽车运行经济性和稳定性的重要因素,为了保证怠速作用,设计师在节气门附近开了一个旁通道,通过装在节气门旁通地方的怠速控制阀来改变节气门旁通道的空气流量来控制怠速。这有点象学校大门(节气门)旁边的小门(旁通道),在少人的情况下使用。怠速控制阀的阀门控制旁通道的关闭,而阀门是由微型电机或磁力线圈控制,它们与怠速控制阀做成一体。ECU根据传感器的信号与存储数据对比随时做出不同的指令送至怠速控制阀,当发动机怠速运转时,节气门关闭,空气经旁通道进入进气歧管,ECU通过电信号经继电器给怠速控制阀,使阀门随时调节旁通道流量来自动控制怠速。

车汇通
2001年11月1日
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