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介绍福特最新EcoBoost动力技术
来源:本站整理  作者:佚名  2012-03-24 08:38:21


PCM通过占空比信号控制喷油器:

PCM先发出数字控制信号;数字控制信号经过放大器电路转换成模拟控制电压信号传递给喷油器,直流DC转换器将控制信号的初始电压转化成65V左右,通过采用65V的高电压,可以提高喷油器的开启速度;当喷油器针阀完全开启后,只需要比较低的12V系统电压就可以保持针阀的开启。即开启时采用65V高电压,而维持时采用12V的常规电压。

 

三、进气增压技术

TNBA发动机的进气系统,采用了废气涡轮增压装置(未采用机械增压),废气涡轮增压器能够提高发动机的充气效率,大幅度提升发动机的最大功率和扭矩,还能够提高发动机的燃油经济性和降低尾气排放。

 

该发动机正常温度时采用均质混合汽燃烧方式,发动机的扭矩是通过电子节气门控制进入的空气量来控制的。通过增压器产生的增压气体经过中冷器冷却后进入进气系统中,电子节气门在增压系统和进气系统之间形成了一个分界,节气门的开度最终决定了实际进气量。

 

TNBA发动机为实现低速大扭矩,解决涡轮“迟滞”效应,精心甄选一个小型低惯量转子,使得涡轮叶片更容易被废气驱动,实现了发动机在1500r/min时就能够获得最大扭矩,发动机峰值扭矩的提前实现使得涡轮“迟滞”被控制在最低限度。另外涡轮经过精心匹配,该发动机在转速高达5000r/min时仍保持强劲动力和灵敏响应,因此其峰值动力输出范围更宽。该增压器的最高转速可达200000r/min,允许最大的增压压力是0.12MPa。

 

增压压力控制电磁阀和回风阀都集成在涡轮增压器总成上,增压器采用机油润滑和冷却液冷却(图10所示),。

 

增压压力调节。不同工况下的增压压力,是通过控制增压压力控制电磁阀来实现的。PCM通过PWM信号来控制增压压力控制电磁阀,该电磁阀通过控制作用在增压器真空执行器装置上的真空压力来控制增压器旁通阀的开启位置,增压器旁通阀开度的不同能够控制增压压力的大小。增压器旁通阀在发动机静止的状态下是关闭的。

 

增压压力控制电磁阀。增压压力控制电磁阀的电源线是由PCM提供的l2V电压,PCM通过PWM信号来控制电磁阀的搭铁,当PCM控制地线搭铁时,电磁阀打开泄压通路。在断电状态下下电磁阀是关闭的。当增压器旁通阀全部打开时,占空比大约为80%;当涡轮增压旁通阀全部关闭时,占空比大约为20%。

 

回风阀。当发动机高速旋转时,突然关闭节气门,会导致节气门和涡轮增压器叶轮之间的空间内产生很高的背压,增压器叶轮会被强烈的制动,被制动的涡轮增压器,导致大量的增压压力损失而且在下一次需要产生增压效果时损失了动力,回风阀(有的车型上称为防喘振阀)可以防止节气门突然关闭时产生的“喘振”现象。

 

TNBA发动机未采用类似大众TSI发动机的增压压力再循环电磁阀(防止喘振现象),而是采用了机械式的回风阀(图10)。回风阀通过一个真空管连接到进气歧管中,如果节气门突然关闭,回风阀会因为进气歧管中的真空度突然增加而打开,增压后的部分空气会通过回风阀打开所提供的通道又返回增压器的进气侧,因此,增压器的转速就得以保持。回风阀在增压压力和进气歧管的两侧压力差超过0.024MPa时将会打开。

 

由于采用了增压中冷技术,为精确计算进气量以及对增压器进行实时控制,TNBA发动机采用了进气流量和温度MAFT传感器、增压压力和温度MAPT传感器和增压压力MAP传感器等三组传感器。

 

M A F T传感 器。空气 流量及 温 度MAFT传感器安装在空气滤清器后面进气管路上(图12),用于计量吸入发动机的进气量,MAF将发动机进气量信息传递给PCM模块,PCM用该信号来确定喷油脉宽、燃油压力、点火时刻、涡轮增压压力、发动机负荷等。

 

自动变速器控制模块TCM也根据这个信号用于换挡控制,PCM模块通过CAN通讯将该信号是传递给TCM。

 

MAF产生的信号电压是0~5V之间不断变化的方波信号,PCM通过监测信号的频率来计量空气的流量。信号的频率是随着空气流量的增加而提高的。

 

集成在MAFT上面的温度传感器用于监测涡轮增压器前端的进气温度。

 

M A P T传感 器。增压 压 力及 温 度MAPT传感器位于中冷器出口处(图12),PCM通过这个传感器监测增压压力和进气温度。通过监测该信号,PCM可以判断经过增压的。

 

空气是否达到目标增压压力,如果实际增压压力和目标增压压力存在差异,PCM通过控制增压压力控制电磁阀来调节增压压力。

 

集成在MAPT上面的温度传感器是一个负温度系数型的热敏电阻,PCM用该温度信号修正增压压力和喷油脉宽。

 

如果MAPT传感器失效,PCM无法得到增压后的空气压力信息,在这种故障模式下,PCM不再对增压系统进行控制,增压压力控制电磁阀会一直处于不工作的状态。当MAPT失效,PCM控制增压压力控制电磁阀的占空比为恒定的98%。

 

MAP传感器。增压压力MAP传感器位于进气歧管上,它用于监测节气门后方进气歧管里的绝对压力。这个传感器与空气流量和进气温度传感器MAFT一起,用于计算空气流量。

 

MAP是一个压敏电阻型的传感器,由PCM提供5V的工作电压,产生的信号电压随着压力的增加而提高,信号电压范围在0.5V~4.5V之间。

 

四、双可变气门正时DVCT技术

 

双可变气门正时技术在缸外喷射的汽油发动机中已得到广泛的应用。TNBA发动机的双可变气门正时技术与缸外喷射发动机(如丰田、现代等)的结构、原理基本相同。TNBA发动机双可变气门正时结构如图14所示。

 

气门正时控制VCT单元。TNBA发动机的进气侧与排气侧最大可调节角度均为50°。进气和排气侧VCT单元的不同之处在于:进气侧VCT单元是4个油腔,而排气侧VCT单元是3个油腔;排气侧VCT单元有6个弹簧(2个弹簧依次布置在每一个油腔里面)可以增加转子达到极限位置(图15)。VCT单元在维修的时候只能更换总成。

 

气门正时控制VCT油压控制电磁阀。PCM根据发动机的转速、负荷等参数,通过PWM信号控制VCT电磁阀(图16),VCT电磁阀内的柱塞控制通往VCT单元的机油

流量和方向,实现凸轮轴的相对转动,2个凸轮轴位置传感器实时检测进气、排气凸轮轴位置并将信号反馈至PCM,实现对进排气门正时的闭环控制。

 

机油油位油温传感器。该传感器包含一个测量机油油位的线路和一个测量机油温度的回路,能传递油位及油温信号给PCM,但是在TNBA发动机管理系统中,PCM只采集机油温度的信号,不支持油位监测。机油油温传感器是负温度系数的传感器,它输出的信号电压随着温度的身高而降低。机油油温传感器的信号主要用于PCM对VCT系统的精确控制(部分缸外喷射汽油机,例如北京现代伊兰特发动机未安装该传感器)。

 

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