缸内直喷就是将燃油喷嘴安装于气缸内,直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压的进一步提高,使燃油雾化更加细致,真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合。通用燃油直喷技术的代号为SIDI,是Spark Ignition Direct Injection的缩写。
一、SIDI燃油系统的组成
如图1、图2所示,SIDI燃油系统由低压燃油系统和高压燃油系统2部分组成。低压燃油系统包括油泵、油泵控制模块、低压油管、低压燃油压力传感器;高压燃油系统包括高压油泵、油轨压力传感器、高压油管、油轨、燃油压力传感器和喷油器。
高压油泵为机械式单缸设计,由排气凸轮轴上的凸轮驱动,可以产生1740PSI的油压。高压油泵集成了电子油轨压力调节器,通过脉宽调制信号的控制,来获得发动机控制模块(ECM)所需要的油压。停用时,进油阀在弹簧压力的作用下保持关闭。激活时,高电平控制电路驱动器使电子油轨压力调节器通电,低电平控制电路驱动器通过脉冲宽度调制为低电平控制电路提供搭铁。高压燃油泵还包含一个集成式减压阀。高压油管由不锈钢材料制造,连接着高压油泵和油轨。油轨由不锈钢材料制造,向喷油器分配高压燃油,末端与燃油压力传感器相连。燃油压力传感器固定在油轨上,向ECM发送可变电压信号,信号电压值与燃油压力值成正比关系。喷油器是一个内开电磁喷射器。喷油器高压电源电路和高压控制电路都由ECM控制。ECM通过搭铁控制电路为各喷油器通电,使用65V电压控制各喷油器初步打开,之后喷射器在12V电压作用下保持开启。
二、控制原理(工作模式)
ECM监测来自多个传感器的电压信号,以确定提供给发动机的燃油量。ECM通过改变喷油器脉宽以控制喷射至气缸内的燃油量。SIDI系统控制有以下几个模式:
1.起动模式
当ECM检测到点火开关开启时,向燃油泵控制模块提供电压并持续2s。收到该电压时,燃油泵控制模块使燃油箱内的燃油泵模块的搭铁开关闭合,同时向燃油箱内的燃油泵模块提供变化的电压,以维持需要的燃油管路压力。ECM根据发动机冷却液温度传感器(ECT)、歧管绝对压力传感器(MAP)、质量空气流量传感器(MAF)和节气门位置传感器的输入信号,计算空燃比。在发动机转速达到预定转速之前,系统保持在起动模式。
2.清除溢油模式
如果发动机溢油,可以将加速踏板踩到底,然后起动发动机,从而清除溢油。当节气门位置传感器检测到节气门处于全开(WOT)位置时,ECM会减小喷油器脉宽以增加空燃比,直到发动机转速低于预定转速为止。