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详解汽车发动机系统的分类及结构原理
来源:本站整理  作者:佚名  2013-04-05 06:20:04


二、电控汽油喷射系统的结构原理
    化油器式发动机、机械燃油喷射发动机、机电燃油喷射发动机都已逐步淘汰,本书不再介绍相关内容。传统的电控汽油喷射发动机可以追溯到1957年的微机控制汽油喷射系统,此后博世公司开发出了D型和L型电控汽油喷射系统,目前已广泛应用于汽车发动机中。D型电控汽油喷射系统用进气压力信号计算喷油量见图1-9。

L型电控汽油喷射系统用空气流量信号计算喷油量见图1-10。

    1.空气供给系统
空气供给系统的基本功能是向发动机提供新鲜的空气,同时对进气量进行测量,主要部件包括空气滤清器、空气流量传感器(和/或进气压力传感器)、节气门体、进气管总成、怠速控制阀等。

    空气流量传感器分为翼片式、卡尔旋流式、热丝式、热膜式等几种。热膜式空气流量传感器具有阻力低、测量范围大、补偿温度和空气密度变化等优点,因而被广泛采用。热膜式空气流量传感器见图1-11。

    2.傲油供给系统
    燃油供给系统的功能是向发动机提供所需的压力燃油。该系统主要由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器、燃油分配管及其他附件组成。

    (1)燃油泵
    燃油泵是一个电动泵装置,由电动机和液压泵组成,其中包括单向阀、减压阀和滤清器。通常情况下,它安装在燃油箱内,也有少数车型安装在燃油箱外。燃油泵一般由发动机控制模块通过继电器进行控制,在接收到发动机转速信号之后,发动机控制模块接通继电器,燃油泵通电并运转。燃油泵组件见图1-12。

    (2)燃油滤清器
    燃油滤清器通常称为汽油格,用于过滤燃油中的脏物及杂质。目前一些新车型将燃油滤清器与燃油泵集成在一起,装在燃油箱内部。燃油滤清器见图1-13。

    (3)燃油压力调节器
    实际的喷油量取决于两个因素:一是燃油压力,二是喷油脉冲时间。因此,为了精确地控制喷射量,通常要将燃油压力设置为恒定。早期的燃油压力调节器装在燃油分配管上,接有一根真空管。目前许多车型的燃油压力调节器与燃油泵集成在一起,装在燃油箱内。燃油压力调节器见图1-14。

(4)喷油器
    喷油器是电磁元件,当电磁线圈接通之后,内部的针阀克服弹簧力而被拉起,带有压力的燃油喷射出去。喷油器的类型很多,主要分为低电阻型和高电阻型两大类,目前多采用高电阻型喷油器。喷油器见图1-15。


    3.电子控制系统
    电子控制系统用于检测发动机的工作状况,精确控制点火和喷油。该系统主要由各种传感器、各种执行器和电子控制单元(称为发动机ECU)组成。电子控制系统的工作流程见图1-16。

    (1)进气压力传感器
    进气压力传感器设置在进气歧管上,,它将压力信号转换为电信号并传送至发动机控制模块。进气压力传感器是D型电控燃油喷射系统的特征部件,但在L型电控燃油喷射系统中也可作为检测元件使用。进气压力传感器见图1-17。

    (2)发动机转速传感器
    可以将曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器以及与发动机相位或转速相关的传感器元件归纳为发动机转速传感器。此类传感器非常重要,只有当发动机控制模块或点火模块接收到发动机转速信号之后,才能执行点火和喷油功能。发动机转速传感器见图1-18。

    (3)节气门位置传感器
    节气门位置传感器安装在节气门体上,它将节气门开度信号传送至发动机控制模块。节气门位置传感器分为两种:触点式和滑动电位计式。随着电子节气门的应用和普及,单独的节气门位置传感器已逐步取消。节气门位置传感器见图1-19。

    (4)冷却液沮度传感器
    冷却液温度传感器通常是负温度系数热敏电阻,即电阻与温度呈反比的变化关系。发动机控制模块需要根据冷却液温度信号调节混合气浓度。冷却液温度传感器见图1-20。
    (5)进气沮度传感器
    进气温度传感器用于检测进气温度,通常有两种设计方式:一种与空气流量传感器集成在一起,另一种是单独的元件。进气温度传感器见图1-21。

    (6)氧传感器
    氧传感器用于测量排气中的氧含量,发动机控制模块根据该传感器信号对燃油喷射量进行修正,构成混合气闭环控制系统。氧传感器见图1-22。
    (7)爆燃传感器
    点火过早、废气再循环不良、低标号燃油等原因引起的燃烧爆燃会造成发动机损坏。爆燃传感器向发动机控制模块(有的通过点火控制模块)提供爆燃信号,使控制模块重新调整点火正时,阻止爆燃产生。爆燃传感器见图1-23。

    (8)怠速控制阀
    怠速控制阀有多种结构,如双金属型怠速阀、热敏蜡型怠速阀、步进电动机型怠速阀、旋转滑阀型怠速阀、直动电动机型怠速阀等。目前由于采用电子节气门装置,-单独形式的怠速控制阀逐步被淘汰掉。步进电动机式怠速控制阀见图1-24。

    (9)度气再循环阀(EGR间)
    废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管,并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2,而CO2不能燃烧却吸收大量的热,使气缸中混合气的燃烧温度降低,从而减少了NOx的生成量。废气再循环阀是执行元件,主要有两种:真空式EGR阀和电控式EGR阀,见图1-25。


   (10)电子节气门
    采用电子节气门控制系统,可以使节气门开度得到精确控制,提高燃油经济性,减少排放,系统响应迅速,可获得满意的操控性能。此外,电子节气门可实现怠速控制、巡航控制和车辆稳定控制等功能,简化了控制系统结构。电子节气门见图1-26。

    (11)涡轮增压器
    涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力推动涡轮室内的涡轮,涡轮带动同轴的叶轮,叶轮压送空气,从而增大进气密度,提高发动机功率。涡轮增压器工作原理见图1-27。

    (12)发动机控制模块
    发动机控制模块是电子控制系统的核心部件,它主要由中央处理器、随机存储器、只读存储器、输入和输出接口电路、驱动电路以及控制程序组成。发动机控制模块具有两项基本功能:喷射正时控制和喷油量控制,其工作流程见图1-28。

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