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發(fā)動(dòng)機電控 原理和運用

有 126 人瀏覽 日期:2019-05-09?? 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 進(jìn)入發(fā)布者【商鋪 放大字體??縮小字體

文章摘要:作者:佚名文章來(lái)源:全球汽車(chē)互聯(lián)網(wǎng)一、概述 二、配氣機構 三、供給系統 四、發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火系統 五、潤滑系統 六、冷卻系統 發(fā)動(dòng)

作者:佚名    文章來(lái)源:全球汽車(chē)互聯(lián)網(wǎng)  

 

一、概述 二、配氣機構 三、供給系統 四、發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火系統 五、潤滑系統 六、冷卻系統
發(fā)動(dòng)機性能

桑塔納LX、桑塔納2000GLS、桑塔納2000GLI、桑塔納2000GSI

一、概述

本部分介紹了與發(fā)動(dòng)機性能相關(guān)的系統與零部件的工作原理和功用。在你對不完全熟悉的汽車(chē)和系統進(jìn)行診斷前,請先閱讀本部分內容。

二、配氣機構

1.結構特點(diǎn)

發(fā)動(dòng)機的配氣機構采用頂置凸輪、液壓挺柱、齒形皮帶傳動(dòng),具有良好的動(dòng)力性、可靠性及耐久性,而且結構緊湊,噪聲低。JV和AFE發(fā)動(dòng)機的配氣系統示意圖參見(jiàn) 圖1 。AJR發(fā)動(dòng)機取消了中間軸,因此圖l里傳動(dòng)系統中沒(méi)有中間軸皮帶輪,但增加了機油泵驅動(dòng)鏈輪。AJR發(fā)動(dòng)機進(jìn)、排氣門(mén)分置氣缸蓋兩側,凸輪升程、氣門(mén)定時(shí)均有了改進(jìn),4根進(jìn)氣管長(cháng)度增加,互相獨立,增大了慣性充氣效應。氣缸蓋上配氣機構情況參見(jiàn) 圖2 。

2. 液壓挺柱

液壓挺柱中心線(xiàn)與凸輪的對稱(chēng)中心線(xiàn)錯位1.5mm,同時(shí)凸輪在母線(xiàn)長(cháng)度方向傾斜0.002-0.02mm,使挺柱在工作過(guò)程中能繞其軸線(xiàn)微微轉動(dòng)。

液壓挺柱有自補償氣門(mén)間隙的功能,省去了定期檢查和調整氣門(mén)間隙的工作,消除了因氣門(mén)間隙存在而產(chǎn)生的沖擊,從而減少了配氣機構各接觸面的磨損,降低了噪聲。其工作原理是:當凸輪的凸起部分與挺柱頂面接觸時(shí),即氣門(mén)從開(kāi)始開(kāi)啟到剛好關(guān)閉這段時(shí)間內,液壓挺柱受凸輪力、氣門(mén)彈簧力和氣門(mén)組質(zhì)量慣性力的作用,高壓油腔內的機油被壓縮,其油壓大于貯油腔口中壓力,止回閥在該壓差和止回閥彈簧力的作用下關(guān)閉在柱塞的閥座上,切斷了高壓腔與貯油腔II的通路。液體不可壓縮,油柱和柱塞成為一個(gè)剛性整體推動(dòng)氣門(mén)。當凸輪轉到基圓對著(zhù)挺柱頂面時(shí),氣門(mén)關(guān)閉,液壓挺柱不再受到凸輪力和氣門(mén)彈簧力的作用,高壓腔內的壓力油和柱塞回位彈簧一起推動(dòng)柱塞向上運動(dòng),高壓腔內油壓下降,當高壓腔內油壓低于貯油腔II內油壓某一值時(shí),止回閥打開(kāi),油從貯油腔口下流進(jìn)入高壓腔,直到達到新的平衡為止。此時(shí),液壓挺柱的頂面因受柱塞回位彈簧力的作用,仍和凸輪基圓接觸,從而達到補償氣門(mén)間隙的作用。

發(fā)動(dòng)機的液壓挺柱見(jiàn) 圖3 。

三、供給系統

1.化油器式發(fā)動(dòng)機的供給系統

LX型的JV發(fā)動(dòng)機和GLS型的AFE發(fā)動(dòng)機都采用化油器式供給系統。供給系統由空氣濾清器、化油器、燃油濾清器、燃油泵、燃油箱等組成。其主要部件敘述如下:

(1)空氣濾清器

使用紙質(zhì)干式空氣濾清器。紙質(zhì)濾芯由經(jīng)過(guò)樹(shù)脂處理的微孔紙折疊而成,濾清效率高,進(jìn)入濾清器的空氣,可濾去其中絕大部分的塵粒。

(2)燃油泵

燃油泵將燃油抽出燃油箱,經(jīng)燃油管路和燃油濾清器,泵入化油器或噴油器中。對LX型的JV和2000GLS型的AFE發(fā)動(dòng)機采用機械驅動(dòng)膜片式燃油泵,它裝在曲軸箱外側,由發(fā)動(dòng)機的中間軸通過(guò)偏心輪驅動(dòng)。

(3)燃油濾清器

燃油濾清器的功能是除去燃油中的水分和雜質(zhì),防止油路堵塞。燃油濾清器采用紙質(zhì)濾芯,外殼為尼龍筒體。

(4)化油器

采用雙腔分動(dòng)式KEIHIN化油器,參見(jiàn) 圖4 、 圖5 、 圖6 、 圖7 。

KEIHIN化油器有下列主要功能系統:

起動(dòng)系統:起動(dòng)時(shí),通過(guò)起動(dòng)拉桿使阻風(fēng)門(mén)關(guān)閉,系統提供濃混合氣。隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機轉速和溫度的升高,空氣需要量增大,這時(shí)阻風(fēng)門(mén)在空氣壓力的作用下轉過(guò)一定的角度,以適應這種狀況。同時(shí),受進(jìn)氣管真空度控制的阻風(fēng)門(mén)膜片室也開(kāi)始起作用,它通過(guò)杠桿機構使阻風(fēng)門(mén)逐漸打開(kāi)。起動(dòng)時(shí)混合氣濃度α值為0.2-0.6。

怠速系統:此時(shí)由于曲軸轉速低,節氣門(mén)開(kāi)度接近全閉狀態(tài),空氣在化油器喉管處流速低,噴油不僅數量少,而且霧化質(zhì)量也不好。同時(shí)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí),氣缸中有少量廢氣沖入進(jìn)氣管,而后又與新鮮混合氣一起吹入氣缸。這時(shí)混合氣較濃,α=0.6-0.8。

化油器的怠速系統參見(jiàn) 圖8 ?;推鞯闹髑坏∷傧到y,裝有空調調節裝置(2000型轎車(chē)裝有空調裝置)??照{使用時(shí)使怠速負荷增大,要適當提高怠速才能適應。具體情況是,當發(fā)動(dòng)機無(wú)負荷時(shí),三通閥封閉至節氣門(mén)后開(kāi)口的通道,通風(fēng)罩與怠速提高真空控制器之間形成通路,這時(shí)真空控制器內彈簧在左限位,發(fā)動(dòng)機即在無(wú)負荷下工作;當發(fā)動(dòng)機有負荷時(shí),三通閥封閉至通風(fēng)罩的通道,由化油器經(jīng)過(guò)連接管至真空控制器的通道打開(kāi),因壓力減小,膜片向右移動(dòng),節氣門(mén)怠速時(shí)的轉角增大,發(fā)動(dòng)機即可在帶動(dòng)空調的情況下怠速運行。

副腔的怠速系統,不在發(fā)動(dòng)機怠速時(shí)工作,它是在副腔節氣門(mén)逐步開(kāi)啟時(shí)才工作,為防止混合氣變稀而起圓滑過(guò)渡作用。

主副腔協(xié)同工作:主腔在發(fā)動(dòng)機的所有工況下都起作用,它包括主供油系統、怠速系統、真空加濃系統、加速系統和起動(dòng)系統。副腔只是在發(fā)動(dòng)機處于高速、大負荷時(shí)才起作用,它具有主供油系統和怠速過(guò)渡系統兩大部分。主腔和副腔的協(xié)調是由一套杠桿機構進(jìn)行的,主腔節氣門(mén)在開(kāi)啟53°以上時(shí),副腔節氣門(mén)才逐步打開(kāi),而其開(kāi)啟的程度是由受喉管真空度控制的副腔節氣門(mén)真空控制器通過(guò)杠桿調節的。此時(shí)化油器供給濃混合氣,α值為0.8-0.9,以保證達到最大功率?;推鬟^(guò)渡系統參見(jiàn) 圖9 ,滿(mǎn)載工況參見(jiàn) 圖10 。

加速工況:當汽車(chē)需要在短時(shí)間由低速變成高速時(shí),節氣門(mén)開(kāi)度急劇變大,化油器通過(guò)膜片式加速裝置將一部分額外燃油補充噴入喉管,使混合氣濃度維持在一定水平上,以適應加速工況,參見(jiàn) 圖11 。

加濃裝置:該化油器采用真空加濃裝置,當發(fā)動(dòng)機處于全負荷時(shí),這時(shí)節氣門(mén)接近于全開(kāi),節氣門(mén)后的真空度相對較小,這時(shí)使加濃閥開(kāi)啟,燃油從主量孔和加濃量孔同時(shí)供油,使混合氣加濃。這種加濃裝置除了與節氣門(mén)開(kāi)度有關(guān)外,還與轉速有關(guān),參見(jiàn) 圖12 。

2.GSI型AJR電噴發(fā)動(dòng)機的供給系統

GSI型AJR發(fā)動(dòng)機采用M3.8.2多點(diǎn)順序燃油噴射系統。電子控制燃油噴射(EFI)系統以一個(gè)電子控制組件(ECU)為控制中心,利用安裝在發(fā)動(dòng)機不同部位上的各種傳感器,測得發(fā)動(dòng)機的各種工作參數,按照制造廠(chǎng)在ECU中設定的控制程序,通過(guò)控制噴油器,精確地控制噴油量,使發(fā)動(dòng)機在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣。此外,電子控制燃油噴射系統通過(guò)ECU中的控制程序,還能實(shí)現起動(dòng)加濃、暖機加濃、加速加濃、全負荷加濃、減速調稀、強制斷油、自動(dòng)怠速控制等功能,滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機特殊工況對混合氣的要求,使發(fā)動(dòng)機獲得良好的燃油經(jīng)濟性和低排放,也提高了汽車(chē)的使用性能。其工作原理參見(jiàn) 圖13 。

電子控制燃油噴射系統的噴油壓力是由電動(dòng)燃油泵提供的,電動(dòng)燃油泵安裝在油箱內,浸在燃油中。油箱內的燃油被電動(dòng)燃油泵吸出并加壓,壓力燃油經(jīng)燃油濾清器濾去雜質(zhì),送至發(fā)動(dòng)機上方的燃油導管(分配油管)中。燃油導管與安裝在各缸進(jìn)氣歧管上的噴油器相通。噴油器是一個(gè)電磁閥,由ECU控制。通電時(shí)電磁閥開(kāi)啟,壓力燃油以霧狀噴入進(jìn)氣歧管內,與空氣混合,在進(jìn)氣行程中被吸進(jìn)氣缸。燃油導管的末端裝有油壓調節器,用來(lái)調節燃油導管中燃油的壓力,使油壓保持某一定值(3.0bar),多余的燃油從油壓調節器上的回油口經(jīng)回油管返回燃油箱。

進(jìn)氣量由駕駛員通過(guò)加速踏板操縱節氣門(mén)來(lái)控制。節氣門(mén)開(kāi)度不同,進(jìn)氣量也不同,裝在進(jìn)氣歧管內的熱膜溫度也不同。進(jìn)氣歧管的熱膜溫度與進(jìn)氣量成一定的比例關(guān)系??諝饬髁坑嬁蓪⑦M(jìn)氣量的變化轉變成電信號的變化,并轉送給ECU,ECU根據進(jìn)氣信號電壓的大小計算出發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣量,再根據曲軸轉角傳感器測得的信號計算出發(fā)動(dòng)機轉速。ECU根據進(jìn)氣量和轉速計算出各缸相應的基本噴油量。通過(guò)控制每次噴油的持續時(shí)間來(lái)控制噴油量(GSI車(chē)已取消冷起動(dòng)閥,由ECU控制噴油量實(shí)現冷車(chē)加濃),噴油持續時(shí)間越長(cháng),噴油量就越大。一般每次噴油的持續時(shí)間為2-10ms。各缸噴油器每次噴油的開(kāi)始時(shí)刻由ECU根據發(fā)動(dòng)機轉速傳感器(曲軸位置傳感器)和凸輪軸位置傳感器測得的位置信號共同控制。這種類(lèi)型的燃油噴射系統稱(chēng)為多點(diǎn)順序噴油系統。多點(diǎn)順序噴油系統的工作示意圖參見(jiàn) 圖14 。

發(fā)動(dòng)機在不同工況下運轉,對混合氣濃度的要求不同。特別是在一些特殊工況(如:起動(dòng)、急加速、急減速等)下,對混合氣濃度有特殊的要求。ECU根據有關(guān)傳感器測得的運轉工況,按不同的方式控制噴油量。噴油量的控制方式可分為:起動(dòng)控制、運轉控制、斷油控制和反饋控制。

·起動(dòng)噴油控制:起動(dòng)時(shí),發(fā)動(dòng)機由起動(dòng)電機帶動(dòng)運轉。由于轉速很低,轉速波動(dòng)也很大,因此這時(shí)空氣流量傳感器所測得的進(jìn)氣量信號有很大的誤差?;谶@個(gè)原因,在發(fā)動(dòng)機起動(dòng)時(shí),ECU不以空氣流量傳感器的信號作為噴油量的計算依據,而是按照預先給定的起動(dòng)程序來(lái)進(jìn)行噴油控制。ECU根據起動(dòng)開(kāi)關(guān)及轉速傳感器的信號,判定發(fā)動(dòng)機是否處于起動(dòng)狀態(tài),以決定是否按起動(dòng)程序控制噴油。當起動(dòng)開(kāi)關(guān)接通,且發(fā)動(dòng)機轉速低于300r/min時(shí),ECU判定發(fā)動(dòng)機處于起動(dòng)狀態(tài),從而按起動(dòng)程序控制噴油。在起動(dòng)噴油控制程序中,ECU按發(fā)動(dòng)機冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度、起動(dòng)轉速計算出一個(gè)固定的噴油量。這一噴油量能使發(fā)動(dòng)機獲得順利起動(dòng)所需的濃混合氣。冷車(chē)起動(dòng)時(shí),發(fā)動(dòng)機溫度很低,噴入進(jìn)氣道的燃油不易蒸發(fā)。為了能產(chǎn)生足夠的燃油蒸氣,形成足夠濃度的可燃混合氣,保證發(fā)動(dòng)機在低溫下也能正常起動(dòng),必須進(jìn)一步增大噴油量。由ECU控制,通過(guò)增加各缸噴油器的噴油持續時(shí)間或噴油次數來(lái)增加噴油量。所增加的噴油持續時(shí)間或噴油次數完全由ECU根據進(jìn)氣溫度傳感器和發(fā)動(dòng)機水溫傳感器測得的溫度高低來(lái)決定。發(fā)動(dòng)機水溫或進(jìn)氣溫度越低,噴油量就越大,加濃的持續時(shí)間也就越長(cháng)。這種冷起動(dòng)控制方式不設冷起動(dòng)噴油量和冷起動(dòng)溫度開(kāi)關(guān)。

·運轉噴油控制:在發(fā)動(dòng)機運轉時(shí),ECU主要根據進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機轉速來(lái)計算噴油量。此外,ECU還要參考節氣門(mén)開(kāi)度、發(fā)動(dòng)機水溫、進(jìn)氣溫度、海拔高度及怠速工況、加速工況、全負荷工況等運轉參數來(lái)修正噴油量,以提高控制精度。由于ECU要考慮的運轉參數很多,為了簡(jiǎn)化ECU的計算程序,通常將噴油量分成基本噴油量、修正量、增量三個(gè)部分,并分別計算出結果,然后再將三個(gè)部分疊加在一起,作為總噴油量來(lái)控制噴油器噴油。其中基本噴油量是根據發(fā)動(dòng)機每個(gè)工作循環(huán)的進(jìn)氣量,按理論混合比(空燃比=14.7:1)計算出的噴油量;修正量是根據進(jìn)氣溫度、大氣壓力和蓄電池電壓等實(shí)際運轉情況,對基本噴油量進(jìn)行適當修正以使發(fā)動(dòng)機在各種運轉條件下都能獲得最佳濃度的混合氣量;增量是在一些特殊工況下(如:暖機、加速等),為加濃混合氣而增加的噴油量。增量的目的是為了使發(fā)動(dòng)機獲得良好的使用性能(如:動(dòng)力性、加速性、平順性等),增量可分為起動(dòng)后增量、暖機增量、加速增量和大負荷增量。使用起動(dòng)后增量的原因是由于發(fā)動(dòng)機冷車(chē)起動(dòng)后,低溫下混合氣形成不良及部分燃油在進(jìn)氣管上沉積,造成混合氣變稀,為此,在起動(dòng)后一短段時(shí)間內,增加部分噴油量,以加濃混合氣,保證發(fā)動(dòng)機穩定運轉而不熄火。

起動(dòng)后增量的大小取決于發(fā)動(dòng)機起動(dòng)時(shí)的溫度,并隨發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)間的增長(cháng)而逐漸減小為0。使用暖機增量的原因是由于在冷車(chē)起動(dòng)結束后的暖機運轉過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機溫度一般不高,在這樣低的溫度下噴入進(jìn)氣歧管的燃油與空氣混合較差,不易立即氣化,容易使一部分燃油液滴凝結在冷的進(jìn)氣管道及氣缸壁面上,結果造成氣缸內的混合氣變稀,因此,在暖機過(guò)程中要增加噴油量。

暖機增量的大小取決于水溫傳感器所測得的發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度,并隨著(zhù)冷卻液溫度的升高而逐漸減小,直至冷卻液溫度升高至80℃時(shí),暖機加濃結束。在加速工況時(shí),ECU能自動(dòng)按一定的增量比適當增加噴油量,使發(fā)動(dòng)機能發(fā)出最大扭矩,改善加速性能,ECU是根據節氣門(mén)位置傳感器測得的節氣門(mén)開(kāi)啟速率鑒別出發(fā)動(dòng)機是否處于加速工況的。使用大負荷增量的原因是由于部分負荷是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的主要運行工況,在這種工況下的噴油量應能保證供給發(fā)動(dòng)機的混合氣最經(jīng)濟,通常稀于理論混合比。在大負荷及滿(mǎn)負荷工況下,要求發(fā)動(dòng)機能發(fā)出最大功率,因而噴油量應比部分負荷工況大,以提供稍濃于理論混合比的混合氣。大負荷信號由節氣門(mén)開(kāi)關(guān)內的全負荷開(kāi)關(guān)提供或由ECU根據節氣門(mén)位置傳感器測得的節氣門(mén)開(kāi)度來(lái)決定,當節氣門(mén)開(kāi)度大于70°時(shí),ECU按功率混合比計算噴油量。

·斷油控制:斷油控制是ECU在一些特殊工況下,暫時(shí)中斷燃油噴射,以滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機運轉中的特殊要求。它包括超速斷油控制、減速斷油控制、溢油消除和減扭矩斷油控制。超速斷油控制是在發(fā)動(dòng)機轉速超過(guò)允許的最高轉速時(shí),由ECU自動(dòng)中斷噴油,以防止發(fā)動(dòng)機超速運轉,造成機件損壞,也有利于減小燃油消耗量,減少有害排放物。超速斷油控制過(guò)程是由ECU將轉速傳感器測得的實(shí)際轉速與控制程序中設定的發(fā)動(dòng)機最高極限轉速(一般為6000-7000r/min)相比較,當實(shí)際轉速超過(guò)此極限轉速時(shí),ECU就切斷送給噴油器的噴油脈沖,使噴油器停止噴油,從而限制發(fā)動(dòng)機轉速進(jìn)一步升高:當斷油后發(fā)動(dòng)機轉速下降至低于極限轉速約100/min時(shí),斷油控制結束,恢復噴油。減速斷油控制是當發(fā)動(dòng)機在高轉速運轉中突然減速時(shí),由ECU自動(dòng)中斷燃油噴射,直至發(fā)動(dòng)機轉速下降到設定的低轉速時(shí)再恢復噴油。其目的是為了控制急減速時(shí)有害物的排放,減少燃油消耗量,促使發(fā)動(dòng)機轉速盡快下降,有利于汽車(chē)減速。減速斷油控制過(guò)程是由ECU根據節氣門(mén)位置、發(fā)動(dòng)機轉速、冷卻液溫度等運轉參數,作出綜合判斷,在滿(mǎn)足一定條件時(shí),執行減速斷油控制。這些條件是:節氣門(mén)位置傳感器中的怠速開(kāi)關(guān)接通;發(fā)動(dòng)機冷卻液達到正常溫度;發(fā)動(dòng)機轉速達到減速斷油轉速。當這三個(gè)條件都滿(mǎn)足時(shí),ECU就執行減速斷油控制,切斷噴油脈沖。上述條件只要有一個(gè)不滿(mǎn)足,ECU就立即停止執行減速斷油,恢復噴油。減速斷油轉速數值是由ECU根據發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度、負荷等參數確定。通常冷卻液溫度越低,發(fā)動(dòng)機負荷越大(使用空調時(shí)),該轉速越高。溢油消除是發(fā)動(dòng)機起動(dòng)時(shí)燃油噴射系統向發(fā)動(dòng)機提供很濃的混合氣。若多次轉動(dòng)起動(dòng)電機后發(fā)動(dòng)機仍未起動(dòng),淤集在氣缸內的濃混合氣可能會(huì )浸濕火花塞,使之不能跳火。這種情況稱(chēng)為溢油或淹缸。此時(shí)駕駛員可將油門(mén)踏板踩到底,并轉動(dòng)點(diǎn)火開(kāi)關(guān),起動(dòng)發(fā)動(dòng)機。ECU在這種情況會(huì )自動(dòng)中斷燃油噴射,以排除氣缸中多余的燃油,使火花塞干燥。ECU只有在點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、發(fā)動(dòng)機轉速及節氣門(mén)位置同時(shí)滿(mǎn)足以下條件時(shí),才能進(jìn)入溢油消除狀態(tài):點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于起動(dòng)位置;發(fā)動(dòng)機轉速低于500r/min;節氣門(mén)全開(kāi)。因此,電子控制燃油噴射式發(fā)動(dòng)機在起動(dòng)時(shí),不必踩下油門(mén)踏板,否則有可能因進(jìn)入溢油消除狀態(tài)而使發(fā)動(dòng)機無(wú)法起動(dòng)。減扭矩斷油控制是裝有電子控制自動(dòng)變速器的汽車(chē)在行駛中自動(dòng)升檔時(shí),控制變速器的ECU向燃油噴射系統的ECU發(fā)出減扭矩信號,燃油噴射系統的ECU在收到這一減扭矩信號時(shí),暫時(shí)中斷個(gè)別氣缸(如:2、3缸)的噴油,以降低發(fā)動(dòng)機轉速,從而減輕換檔沖擊。

反饋控制(閉環(huán)控制):燃油噴射系統進(jìn)行反饋控制的傳感器是氧傳感器,使用氧傳感器的發(fā)動(dòng)機必須使用無(wú)鉛汽油。反饋控制是在排氣管上加裝氧傳感器,根據排氣中氧含量的變化,測定出進(jìn)入發(fā)動(dòng)機燃燒室混合氣的空燃比,把它輸入ECU與設定的目標空燃比進(jìn)行比較,將誤差信號經(jīng)放大器來(lái)控制電磁噴油器的噴油量,使空燃比保持在設定目標值附近。因此,閉環(huán)控制可達到較高的空燃比控制精度,并可消除因產(chǎn)品差異和磨損等引起的性能變化,工作穩定性好,抗干擾能力強。但是為了使三元催化裝置對排氣凈化處理達到最佳效果,閉環(huán)控制的燃油噴射系統只能運行在理論空燃比14.7附近很窄的范圍內。因此對特殊的運行工況,如:起動(dòng)、暖機、怠速、加速、滿(mǎn)負荷等需加濃混合氣的工況,仍需采用開(kāi)環(huán)控制,使電磁噴油器按預先設定的加濃混合氣配比工作,充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性能,所以采用開(kāi)環(huán)和閉環(huán)結合的控制方式。

3. GSI型AJR電噴發(fā)動(dòng)機供給系統主要部件及工作原理

GSI型AJR電噴發(fā)動(dòng)機供給系統主要部件有:發(fā)動(dòng)機控制組件(ECU)、主繼電器、發(fā)動(dòng)機故障指示燈、曲軸位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、爆震傳感器、氧傳感器、空氣流量計、節氣門(mén)控制器、燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節器、噴油器、燃油泵繼電器等??諝鉃V清器和燃油箱與化油器式發(fā)動(dòng)機供給系統相同。

(1)發(fā)動(dòng)機控制組件(ECU)

ECU位于駕駛員一側的儀表板下方,轉向柱旁邊。它的組成參見(jiàn) 圖15 。ECU具有空燃比控制、點(diǎn)火正時(shí)控制、加減速控制、下坡斷油控制、超速控制、怠速控制、空調控制等功能。當整車(chē)供電后,開(kāi)始不斷地定時(shí)檢查各傳感器及開(kāi)關(guān)信號,并以此為依據,計算出發(fā)動(dòng)機各工況下的最佳供油量、最佳點(diǎn)火正時(shí)、最理想的怠速等。經(jīng)輸出驅動(dòng)電路完成對噴油器、點(diǎn)火組件、怠速直流電機和空調系統的控制。

(2)ECU的硬件組成及功能如下:

輸入電路:它將系統中各傳感器檢測到的信號輸入微機。

模擬/數字轉換器:將模擬輸入的信號原形轉換成微機能夠識別處理的數字信號。

微機:將各傳感器送來(lái)的信號用內存的程序和數據進(jìn)行運算處理,并將結果送至各執行器。

輸出電路:將微機作出的決策指令轉變?yōu)榭刂菩盘枅绦衅鬟M(jìn)行工作??刂葡到y中最主要的軟件是主控程序,它主要負責對整個(gè)系統進(jìn)行初始化,實(shí)現系統的工作程序、判定控制模式、控制點(diǎn)火角度和噴油脈沖信號的輸出等。軟件中還有轉速與負荷的處理程序、中斷處理程序及查表程序。針對發(fā)動(dòng)機使用要求,預先確定點(diǎn)火角脈譜及噴油量脈譜,以及其它為匹配各工況而選定的修正系數、修正函數和常數等,都以離散數據的形式貯存在微機的存貯器中。

ECU除了對發(fā)動(dòng)機各個(gè)運行狀態(tài)實(shí)施最佳控制外,還對部分傳感器傳遞來(lái)的信號進(jìn)行鑒別,若發(fā)現某個(gè)傳感器傳來(lái)的信號超出了規定范圍,則ECU認為此傳感器或相關(guān)線(xiàn)路有故障,并將有關(guān)故障的信息貯存起來(lái),同時(shí),ECU用一個(gè)人為設定的數據或其它傳感器來(lái)的信號對發(fā)動(dòng)機實(shí)施控制,這樣ECIJ就使發(fā)動(dòng)機轉入故障應急狀況下運行。

(3)主繼電器

主繼電器控制ECU供電。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí),主繼電器勵磁,主觸點(diǎn)接通并向ECU供電(12V)。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí),ECU利用內部積存的電能使主繼電器延遲失磁。ECU則利用這個(gè)時(shí)間將停機前的現場(chǎng)數據保存到ECU的存貯器中。發(fā)動(dòng)機故障指示燈發(fā)動(dòng)機故障指示燈安裝在儀表板上,用來(lái)顯示電子控制系統故障。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi),未起動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí),故障指示燈應發(fā)亮。發(fā)動(dòng)機起動(dòng)后該燈應熄滅,若系統有故障,該燈不熄滅提示系統有故障。

(5)曲軸位置傳感器(發(fā)動(dòng)機轉速傳感器)

曲軸位置傳感器安裝在飛輪附近,參見(jiàn) 圖16 。飛輪圓周均勻分布若干齒,發(fā)動(dòng)機運行時(shí),霍爾傳感器不斷檢測飛輪上齒峰和齒谷間的變化,并轉換成電壓信號傳給ECU。ECU根據該信號計算出發(fā)動(dòng)機的轉速并判斷出曲軸轉角、轉速、一缸上止點(diǎn)信號,進(jìn)而控制噴油器開(kāi)啟時(shí)刻、燃油噴油量、點(diǎn)火正時(shí)、怠速和燃油泵等各項工作。

(6)冷卻液溫度傳感器

冷卻液溫度傳感器參見(jiàn) 圖17 。它安裝在發(fā)動(dòng)機節溫器處,其溫度傳感元件為負溫度系數的熱敏電阻,溫度越低電阻值越大。冷卻液溫度傳感器將冷卻液溫度的高低轉變成電信號,輸出給ECU,從而控制供油加濃量、點(diǎn)火正時(shí)和怠速。

4.進(jìn)氣溫度傳感器

進(jìn)氣溫度傳感器安裝于進(jìn)氣管上,是檢測發(fā)動(dòng)機吸入空氣溫度用的傳感器。由于吸入空氣溫度的變化會(huì )引起空氣密度發(fā)生變化,因此需要進(jìn)行燃油噴油量修正。為使測量及修正精確,通常是將進(jìn)氣溫度傳感器安裝在空氣測量部位附近。進(jìn)氣溫度傳感器的輸出特性與水溫傳感器相同。進(jìn)氣溫度傳感器與ECU的連接參見(jiàn) 圖18 。ECU中的電阻與進(jìn)氣溫度傳感器串聯(lián),當熱敏電阻的電阻值隨進(jìn)氣溫度變化時(shí),THA信號的電壓也隨之改變。當進(jìn)氣溫度低(空氣密度大)時(shí),熱敏電阻電阻值增大,ECU檢測到THA信號電壓高。根據此信號,ECU相應增加噴油量。反之,當進(jìn)氣溫度高(進(jìn)氣空氣密度小)時(shí),ECU檢測到的THA信號電壓低,ECU控制噴油量減少。

5.爆震傳感器

爆震傳感器參見(jiàn) 圖19 。它安裝在發(fā)動(dòng)機缸體上,是一個(gè)按固體傳聲原理工作的壓電陶瓷式加速度傳感器。其內部是一個(gè)壓電陶瓷片,一個(gè)慣性配重通過(guò)螺釘緊壓在壓電陶瓷片上,使之產(chǎn)生一定的予壓力。當發(fā)動(dòng)機因燃油標號低、缸內積碳過(guò)多、點(diǎn)火過(guò)早等原因出現爆震時(shí),產(chǎn)生1-l0KHz的壓力波。這一壓力波通過(guò)缸體傳給爆震傳感器,通過(guò)慣性配重,使作用在壓電陶瓷片上的壓力發(fā)生變化,產(chǎn)生約20Mv/g的電動(dòng)勢,這一信號傳輸給ECU,經(jīng)濾波后,再轉換成指示爆震的數字信號。ECU根據這一信號調整點(diǎn)火提前角,消除爆震。

6.氧傳感器

氧傳感器參見(jiàn) 圖20 。它安裝在排氣管上,用來(lái)檢測排氣中氧分子的濃度。發(fā)動(dòng)機運轉時(shí),排出的廢氣從氧傳感器表面流過(guò),在高溫狀態(tài)下氧分子發(fā)生電離。由于感應元件內外表面氧分子的濃度不同,因而使氧離子從濃度大的內表面向濃度小的外表面移動(dòng),從而在感應元件內外表面的兩個(gè)電極之間產(chǎn)生一個(gè)微小的電壓,形成電壓信號。排氣中氧氣分子的濃度取決于混合氣的空燃比:當混合氣濃于理論值(即空燃比小于14.7:1)時(shí),在燃燒過(guò)程中氧分子被全部耗盡,排氣中沒(méi)有氧分子;當混合氣稀于理論值(即空燃比大于14.7:1)時(shí),在燃燒過(guò)程中氧分子未能全部耗盡,排氣中含有氧分子?;旌蠚庠较?,排氣中的氧分子濃度就越大。因此,氧傳感器發(fā)出的信號間接地反映了混合氣空燃比的高低。ECU按氧傳感器的反饋信號,對噴油量的計算結果進(jìn)行修正,使混合氣的空燃比更接近于理論空燃比。

7.空氣流量計

在空氣濾清器與節氣門(mén)體之間的進(jìn)氣管上裝有熱膜式空氣流量計,參見(jiàn) 圖21 。測量發(fā)動(dòng)機吸入的空氣量,并轉換成l-5V的電壓信號送給ECU,ECU根據此信號,結合其他傳感器信息,計算出最佳供油量和點(diǎn)火正時(shí)。

熱膜式空氣流量計由用鉛片制成的熱膜電阻R2、空氣補償電阻R4、精密金屬膜電阻R1、R3、R5和電子回路等組成。熱膜、空氣補償電阻及其他精密電阻用厚膜工藝固定在以陶瓷為基片的樹(shù)脂膜上。其工作原理和廣泛使用的熱線(xiàn)風(fēng)速儀相同。在空氣通路中放置一發(fā)熱體,由于熱量被空氣吸收,發(fā)熱體本身會(huì )變冷,熱膜的電阻值會(huì )變小。發(fā)熱體周?chē)ㄟ^(guò)的空氣流量越多,被帶走的熱量也越多。熱膜式空氣流量計就是利用發(fā)熱體與空氣之間的這種熱傳遞現象進(jìn)行空氣流量測量的。

這種空氣流量計設有進(jìn)氣溫度測量部分和發(fā)熱部分,ECU根據進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣量的大小,改變供給熱膜的電流,保持吸入空氣的溫度與熱膜的溫度差值恒定。熱膜式空氣流量計在ECU計算噴油持續期及空燃比時(shí)無(wú)需對進(jìn)氣溫度和壓力進(jìn)行修正。熱膜電阻R2、空氣補償電阻R4、精密金屬膜電阻R1、R3、R5組成惠斯頓電橋,參見(jiàn) 圖22 。

控制電路使熱膜的溫度始終保持比空氣流溫度高出一定值(如:100℃),當空氣流量增大時(shí),對熱膜的冷卻作用加劇,電阻減小,從而破壞了電橋的平衡,改變電橋中的電壓分布。以電阻R1的端電壓為輸出電壓信號,可測得吸入氣缸的空氣量。

為了提高測量精度,內部設有穩定電路,以便控制熱膜兩端電壓保持恒定,使其不受外部電源變動(dòng)的影響。由于這種流量計基于熱膜表面與空氣的熱傳導,熱膜上的任何沉積物都將對輸出信號產(chǎn)生有害的影響,因此控制電路中具備有自動(dòng)“燒凈”功能。每當發(fā)動(dòng)機熄火后4s,控制電路發(fā)出控制電流,使熱膜溫度迅速升至1000℃高溫,加熱1s,將粘附于熱膜表面的污染物完全燒凈。

8.節氣門(mén)控制器

節氣門(mén)控制器由節氣門(mén)位置傳感器、怠速開(kāi)關(guān)、怠速穩定控制裝置、怠速節氣門(mén)位置傳感器和怠速直流電機等組成,安裝在空氣流量計與發(fā)動(dòng)機之間的進(jìn)氣歧管上。

·節氣門(mén)位置傳感器:節氣門(mén)位置傳感器是一線(xiàn)性電位器,安裝在節氣門(mén)軸上,與駕駛員加速踏板聯(lián)動(dòng)。通過(guò)安裝在節氣門(mén)軸一端的滑臂在電阻軌道上滑動(dòng),將節氣門(mén)的開(kāi)度轉換為電信號輸送給ECU,作為ECU判斷發(fā)動(dòng)機運轉工況的依據,并通過(guò)改變進(jìn)氣道截面積,控制發(fā)動(dòng)機運轉工況,參見(jiàn) 圖23 。

·怠速開(kāi)關(guān):怠速開(kāi)關(guān)與節氣門(mén)位置傳感器同軸,在整個(gè)怠速范圍內閉合。ECU根據“閉合”信號判定發(fā)動(dòng)機處于怠速工況,從而按怠速工況的要求控制噴油量:當節氣門(mén)打開(kāi)時(shí),怠速開(kāi)關(guān)張開(kāi),ECU根據這一信號進(jìn)行從怠速到小負荷的過(guò)渡工況噴油控制。怠速開(kāi)關(guān)的信號還可以作為ECU判斷是否進(jìn)行怠速自動(dòng)控制和急減速斷油控制的信號,參見(jiàn)圖23。

·怠速穩定控制裝置:采用球形空氣道,參見(jiàn) 圖24 ??稍诘∷贂r(shí)的不同節氣門(mén)開(kāi)度下精確調節空氣量,使在任何條件下均可保證發(fā)動(dòng)機平穩運轉。利用怠速電機,通過(guò)齒輪機構直接改變節氣門(mén)開(kāi)度。

·怠速節氣門(mén)位置傳感器:怠速節氣門(mén)位置傳感器安裝在節氣門(mén)體內,參見(jiàn)圖23??蓪⒐潥忾T(mén)的開(kāi)度、怠速電機的位置信號傳給ECU。當怠速節氣門(mén)電位計達到怠速調節極限位置時(shí),電位計不動(dòng),節氣門(mén)仍可繼續開(kāi)啟。如果信號中斷,應急彈簧則進(jìn)入應急狀態(tài),將節氣門(mén)拉開(kāi)至規定開(kāi)度,同時(shí)怠速升高。

·怠速直流電機:當發(fā)動(dòng)機進(jìn)入怠速工況時(shí),怠速節氣門(mén)位置傳感器將其電阻值的變化轉換成電壓信號,ECU根據該值確定怠速節氣門(mén)的位置,通過(guò)怠速電機微量調節氣門(mén)開(kāi)度來(lái)調節發(fā)動(dòng)機怠速。當發(fā)動(dòng)機實(shí)際轉速低于理論轉速時(shí),電機正轉,電機軸通過(guò)齒輪機構將節氣門(mén)打開(kāi)一微小的開(kāi)度,從而增加發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣量,使發(fā)動(dòng)機轉速增加,逐漸逼近理論轉速:當發(fā)動(dòng)機轉速高于理論轉速時(shí),電機反轉,將節氣門(mén)關(guān)閉一微小的開(kāi)度,從而減小發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣量,使發(fā)動(dòng)機轉速降低,逐漸逼近理論轉速。

9.燃油泵

電動(dòng)燃油泵安裝在燃油箱內,是一種內浸式內齒輪泵,參見(jiàn) 圖25 。齒輪泵主要由直流電動(dòng)機、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪和輔助裝置組成。輔助裝置上裝有保護燃油輸送管路用的安全閥、保持殘余壓力用的單向閥以及燃油的吸入口和排出口。由于內齒輪泵排出的燃油壓力脈動(dòng)小,所以不需要安裝減振器。齒輪泵的工作原理是:電動(dòng)機轉動(dòng)時(shí),帶動(dòng)主動(dòng)齒輪(外齒輪)轉動(dòng),主動(dòng)齒輪嚙合從動(dòng)齒輪(內齒輪)轉動(dòng)。由于主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪不同心,使主動(dòng)齒輪的外齒、從動(dòng)齒輪的內齒和兩側面的泵亮三者之間所包圍的容積在進(jìn)油口處周期性變大,在出油口處周期性減小,使燃油從吸入口一側吸入,從排出口一側壓出。相對于進(jìn)氣管真空度,系統的工作油壓恒定為300KP。升壓后的燃油,通過(guò)電動(dòng)油泵內部,經(jīng)單向閥從排油口泵出。燃油泵與油箱之間有一個(gè)不大的間隙,以防止油泵將振動(dòng)傳給油箱。燃油泵借助于支架安裝在油箱內,為防止油泵振動(dòng)引起的噪音,使用了隔振橡膠墊。

注意:油泵本體嚴禁拆卸,以免破壞其密閉性而引起爆炸。燃油應干凈,否則進(jìn)油濾網(wǎng)易堵塞,燃油泵也容易磨損。

10.燃油濾清器

由于采用噴油器,其針閥等為精密機件,所以裝用一個(gè)全封閉的濾清器。它由紙質(zhì)濾芯串聯(lián)一個(gè)棉纖維過(guò)濾網(wǎng)制成,有很高的濾清效果,可濾去大于0.01mm的雜質(zhì)。在正常使用情況下,燃油濾清器每3萬(wàn)公里更換。

11.燃油壓力調節器

燃油壓力調節器裝在供油管的一端,參見(jiàn) 圖26 。由膜片分為上下兩腔,上腔通過(guò)真空連接口接真空軟管與節氣門(mén)后的進(jìn)氣歧管相連,下腔接供油管。當系統壓力超過(guò)設定壓力(300KP)時(shí),膜片向上拱曲,燃油通過(guò)回油口流回油箱。壓力穩定后,膜片回落,關(guān)閉回油口,使油壓保持一固定值。當進(jìn)氣管真空度增加時(shí),減輕了彈簧的壓力,膜片向上拱曲,回油量增加,系統壓力隨之下降,從而使系統壓力與進(jìn)氣管真空度保持恒定。

12.噴油器與分配油管(以稱(chēng)燃油導管)

噴油器固定在分配油管上安裝在靠近缸蓋一側的進(jìn)氣歧管上,參見(jiàn) 圖27 。內部有個(gè)電磁線(xiàn)圈,外面引出插座,經(jīng)線(xiàn)束與ECU連接。噴油器頭部的針閥與銜鐵連接為一體。當電磁線(xiàn)圈通電時(shí),便產(chǎn)生吸力,將銜鐵和針閥吸起,打開(kāi)噴油孔,燃油經(jīng)針閥頭部的軸針與噴孔之間的環(huán)形間隙高速?lài)姵?,并被粉碎成霧狀。電磁線(xiàn)圈不通電時(shí),磁力消失,彈簧將銜鐵和針閥下壓,關(guān)閉噴孔,停止噴油。噴油器針閥的升程很小,一般為0.l-0.2mm,以保證針閥反應快捷,使在數毫秒之內開(kāi)啟和關(guān)閉。

噴油器的進(jìn)油口在噴油器側面的中下部,整個(gè)噴油器穿過(guò)分配油管,進(jìn)油口上下方各有一個(gè)“O”密封圈,以保持密封,防止分配油管的燃油外漏。由于燃油泵的供油量大大超過(guò)噴油量,回流的燃油不斷穿過(guò)噴油器內部,帶走了因高溫而產(chǎn)生的燃油氣泡,因此大大提高了發(fā)動(dòng)機熱車(chē)時(shí)噴油量的穩定性,也改善了熱起動(dòng)性能。

分配油管安裝在進(jìn)氣歧管上。作用是將燃油均勻、等壓地輸送給各缸噴油器。分配油管的截面一般都較大,其容積油量相對于發(fā)動(dòng)機的噴油量來(lái)說(shuō)要大得多,它能起到貯油蓄壓,防止燃油壓力波動(dòng),保證供給各噴油器等量燃油的作用。

13.燃油泵繼電器

燃油泵繼電器,參見(jiàn) 圖28 。它安裝在中央配電盒內,用于控制燃油泵、空氣流量計、炭罐電磁閥和氧傳感器加熱器的供電。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí),該繼電器86、85號線(xiàn)在ECU控制下通電勵磁,使30號電源線(xiàn)向油泵等供電。若在2秒鐘內ECU收不到曲軸位置信號,ECU控制該繼電器失去勵磁,油泵停止運行。

14.燃油蒸發(fā)系統

燃油蒸發(fā)系統由蒸氣回收罐(活性炭罐)、凈化控制電磁閥、蒸氣分離閥、蒸氣管和真空軟管組成。凈化控制電磁閥參見(jiàn) 圖29 。

油箱內的燃油蒸氣從蒸氣分離閥出口經(jīng)管道進(jìn)入蒸氣回收罐。該閥的作用是防止汽車(chē)傾斜時(shí)油箱內的燃油從蒸氣管道漏出。蒸氣回收罐內充滿(mǎn)了活性炭顆粒,故又稱(chēng)為活性炭罐?;钚蕴靠梢晕饺加驼魵庵械娜加头肿?。當油箱內的燃油蒸氣經(jīng)管道進(jìn)入蒸氣回收罐時(shí),蒸氣中的燃油分子被吸附在活性炭表面,剩下的空氣則經(jīng)過(guò)出氣口排到大氣中。蒸氣回收罐上方的另一個(gè)出口經(jīng)軟管與發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣管相通。軟管中部有一個(gè)電磁閥控制管路的通斷。當發(fā)動(dòng)機運轉時(shí),如果電磁閥開(kāi)啟,則在進(jìn)氣管內真空吸力的作用下,空氣從蒸氣回收罐下方進(jìn)入,經(jīng)過(guò)活性炭從上方出口經(jīng)軟管進(jìn)入發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣管,使吸附在活性炭表面的燃油分子又重新蒸發(fā),隨空氣一起吸入發(fā)動(dòng)機燃燒,,使燃料得到充分利用,同時(shí)還能使蒸氣回收罐內的活性炭恢復吸附能力,不會(huì )因使用太久而失效。經(jīng)回收進(jìn)入進(jìn)氣管的燃油蒸氣量必須加以控制,以防破壞正常的混合氣成分。這一控制過(guò)程由ECU通過(guò)操縱電磁閥的開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現。在發(fā)動(dòng)機停機或怠速運轉時(shí),ECU使電磁閥關(guān)閉,這時(shí)從油箱蒸發(fā)的燃油蒸氣被蒸氣回收罐吸收。當發(fā)動(dòng)機以中高速運轉時(shí),ECU使電磁閥開(kāi)啟,貯存在蒸氣回收罐內的燃油蒸氣經(jīng)過(guò)軟管被吸入發(fā)動(dòng)機。此時(shí)發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣量較大,少量的燃油蒸氣不會(huì )影響混合氣的濃度。

GLI型AFE發(fā)動(dòng)機的電噴系統

AFE電噴發(fā)動(dòng)機采用Motronic電控多點(diǎn)順序燃油噴射系統(M1.5.4)。它的電噴系統工作情況參見(jiàn) 圖30 。駕駛員通過(guò)節氣門(mén)控制進(jìn)氣量,而由節氣門(mén)位置傳感器檢測節氣門(mén)開(kāi)度信息傳給ECU,由ECU綜合諸因素調整噴油量,使混合氣配比最佳。發(fā)動(dòng)機工作時(shí),節氣門(mén)位置傳感器檢測駕駛員控制的節氣門(mén)開(kāi)度,空氣壓力傳感器檢測進(jìn)入氣缸的空氣量,這兩個(gè)信號作為燃油噴射的主要信息輸入ECU,由ECU計算出噴油量。再根據冷卻液溫度、空氣溫度、氧、爆震等四個(gè)傳感器輸入的信息,ECU對主噴油量進(jìn)行必要的修正,確定出實(shí)際噴油量。最后ECU根據霍爾傳感器檢測到的曲軸轉角信號,確定出最佳噴油和點(diǎn)火時(shí)刻并指令噴油器噴油,火花塞跳火。在該系統中有一個(gè)爆震傳感器,當發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生爆震時(shí),爆震信號反饋到ECU,ECU指令適當推遲點(diǎn)火正時(shí)而減弱爆震。爆震傳感器不僅可保證使用低牌號汽油時(shí)不損壞發(fā)動(dòng)機,同時(shí)也保證發(fā)動(dòng)機在使用高質(zhì)量汽油時(shí)能發(fā)出最大功率。系統中的溫度傳感器是保證發(fā)動(dòng)機在冷起動(dòng)時(shí)能適當加濃,而系統中的氧傳感器則可隨時(shí)監測發(fā)動(dòng)機的燃燒情況,由ECU隨時(shí)調整噴油量,從而將排放污染物減小到最低程度。ECU控制噴油起始時(shí)間、噴油持續時(shí)間和點(diǎn)火提前角等指令,使發(fā)動(dòng)機工作在最佳狀態(tài)。

電子控制燃油噴射系統的ECU能根據各個(gè)傳感器測得的發(fā)動(dòng)機各種運轉參數,在不同的工況下,按不同的模式控制發(fā)動(dòng)機的運轉。

·起動(dòng)工況控制:發(fā)動(dòng)機起動(dòng)時(shí)需要很濃的混合氣,以克服溫度低、轉速低、燃油蒸發(fā)不良等不利因素,保證順利起動(dòng)。因此在轉動(dòng)起動(dòng)開(kāi)關(guān),起動(dòng)發(fā)動(dòng)機時(shí),起動(dòng)開(kāi)關(guān)同時(shí)送給ECU一個(gè)起動(dòng)信號,ECU根據這個(gè)信號開(kāi)始按起動(dòng)模式控制噴油,增加每次噴油持續時(shí)間或增加噴油次數(如:每循環(huán)噴油次數由一次變?yōu)閮纱?,以增加噴油量,提供起動(dòng)所需的濃混合氣。在發(fā)動(dòng)機起動(dòng)后再逐步減少?lài)娪土俊?

·怠速運轉工況控制:燃油噴射發(fā)動(dòng)機為了提高怠速穩定性及怠速調整的精確度,在怠速時(shí)讓節氣門(mén)處于全閉位置,而讓空氣由節氣門(mén)旁邊的怠速氣道進(jìn)入。怠速時(shí)要求提供較濃的混合氣。在節氣門(mén)旁邊有一個(gè)節氣門(mén)開(kāi)關(guān)和一個(gè)全負荷開(kāi)關(guān)。在節氣門(mén)全閉時(shí)怠速開(kāi)關(guān)閉合,ECU根據怠速開(kāi)關(guān)的閉合信號開(kāi)始按怠速運轉模式進(jìn)行控制,讓噴油器增加噴油量,提供較濃的混合氣,以維持怠速運轉的穩定性,并將怠速排放控制在最低水平。

·冷車(chē)運轉(曖機)工況控制:在發(fā)動(dòng)機冷車(chē)起動(dòng)后的暖機過(guò)程中,為了使冷車(chē)怠速能平穩運轉并縮短暖機過(guò)程的時(shí)間,應讓發(fā)動(dòng)機的轉速高于熱車(chē)時(shí)的怠速轉速,這種工況稱(chēng)為冷車(chē)快怠速。這一功能由附加空氣閥來(lái)實(shí)現。在暖機過(guò)程中,附加空氣閥開(kāi)啟,使一部分額外的補償空氣經(jīng)旁通氣道繞過(guò)節氣門(mén)吸入進(jìn)氣道內。這一部分空氣不受節氣門(mén)控制,使暖機過(guò)程中怠速工況的進(jìn)氣量增大,實(shí)現了快怠速。隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機不斷升溫,該閥自動(dòng)地逐漸關(guān)閉,直至發(fā)動(dòng)機達到正常工作溫度時(shí)完全關(guān)閉,怠速也隨之恢復正常。

·中小負荷運行工況控制:在中小負荷運轉工況下,ECU按照提供經(jīng)濟混合氣的模式控制噴油器。它先根據進(jìn)氣歧管真空度和發(fā)動(dòng)機轉速計算出基本噴油量,再按冷卻液溫度傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器測得的發(fā)動(dòng)機冷卻液溫度和進(jìn)氣溫度,對基本噴油量作出修正,以修正后的噴油量控制噴油器噴油。

·全負荷運轉工況控制:全負荷運轉時(shí),節氣門(mén)接近全開(kāi),此時(shí)節氣門(mén)開(kāi)關(guān)內全負荷觸點(diǎn)閉合,ECU根據全負荷觸點(diǎn)的閉合信號開(kāi)始執行全負荷加濃,按照提供功率混合氣的模式控制噴油量,以便發(fā)動(dòng)機發(fā)出最大功率,滿(mǎn)足動(dòng)力性的要求。

GLI型AFE電噴發(fā)達發(fā)動(dòng)機供給系統的主要部件及工作原理

該系統的主要部件外形參見(jiàn) 圖31 。Motronic系統可分成三大部分:

·發(fā)動(dòng)機控制組件ECU。主要用來(lái)控制、調整燃油噴射和點(diǎn)火,另外還具有故障自診斷和故障應急功能。

·傳感器。主要向ECU提供發(fā)動(dòng)機在各種工況運行時(shí)的參數。

·執行組件。執行ECU發(fā)出的諸如:噴油、點(diǎn)火等各種指令。

GLI型AFE電噴發(fā)動(dòng)機供給系統的燃油泵、燃油壓力調節器、燃油濾清器、冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、爆震傳感器和氧傳感器都與GSI型AJR發(fā)動(dòng)機供給系統相同,ECU的控制方式也基本相同??諝鉃V清器和燃油箱與化油器式發(fā)動(dòng)機供給系統相同。下面敘述其不同部件。

(1)進(jìn)氣管壓力傳感器

系統的空氣流量計是用進(jìn)氣管壓力傳感器測量節氣門(mén)之后的進(jìn)氣管真空度,來(lái)間接地測量進(jìn)氣量的。發(fā)動(dòng)機運轉時(shí),隨著(zhù)節氣門(mén)開(kāi)大,進(jìn)氣量增加,進(jìn)氣管真空度減小,因此進(jìn)氣管真空度的大小反應了進(jìn)氣量或發(fā)動(dòng)機負荷的大小,真空度是計算噴油量的主要參數。采用大規模集成電路和微機控制的電噴系統,利用進(jìn)氣管真空度信號并結合發(fā)動(dòng)機轉速信號和節氣門(mén)開(kāi)度信號,能使噴油量的控制達到足夠高的精度。

進(jìn)氣管壓力傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器制成一體,外形參見(jiàn) 圖32 。進(jìn)氣管壓力傳感器是根據物體在承受應力變形時(shí),因長(cháng)度發(fā)生變化而使其電阻改變的原理設計的。壓力傳感器的主要元件是一個(gè)很薄的硅片,外圍較厚,約為0.250mm;中部最薄,只有0.025mm。硅片上下兩面各有一層0.003mm厚的二氧化硅膜。在膜層中沿硅片四邊,有4個(gè)傳感電阻。在硅片四角各有一個(gè)金屬塊,通過(guò)導線(xiàn)和電阻相連,參見(jiàn) 圖33 。

在硅片底面粘連了一塊硼硅酸玻璃片,使硅膜片中部形成一個(gè)真空腔。硅片裝在一個(gè)密封容器內,通過(guò)一根橡膠管和進(jìn)氣管相通,使進(jìn)氣管壓力作用在硅片周?chē)?。硅片上?個(gè)電阻連接成惠斯頓電橋的形式,由穩壓電源供電,參見(jiàn) 圖34 。電橋在硅片無(wú)變形時(shí)調到平衡狀態(tài)。當進(jìn)氣管壓力增加時(shí),硅膜片彎曲,引起電阻值的變化:R1和R4的電阻增加,R2和R3的電阻等量減小。這樣,電橋失去平衡,在A(yíng)B端形成電位差,經(jīng)差動(dòng)放大器放大后,輸出正比于壓力的電壓信號。

這種形式的進(jìn)氣管壓力傳感器能在較大范圍內不受溫度變化影響,因為各個(gè)電阻受熱后電阻值的增加是相同的。此外由于它具有可靠、耐用、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn),因此,被廣泛應用于燃油噴射系統中。

(2)節氣門(mén)位置傳感器

節氣門(mén)體位于進(jìn)氣管壓力傳感器之后的進(jìn)氣管上,由駕駛員通過(guò)加速踏板來(lái)操縱,以改變發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣量,從而控制發(fā)動(dòng)機的運轉。不同節氣門(mén)的開(kāi)度標志著(zhù)發(fā)動(dòng)機的不同運轉工況。為了使噴油量能滿(mǎn)足不同工況的要求,電子控制燃油噴射系統在節氣門(mén)體上裝有節氣門(mén)位置傳感器。它可將節氣門(mén)的開(kāi)度轉換成電信號輸送給ECU,作為ECU判定發(fā)動(dòng)機運轉工況的依據。

線(xiàn)性可變電阻型節氣門(mén)位置傳感器是一種線(xiàn)性電位計,參見(jiàn) 圖35 。由節氣門(mén)軸帶動(dòng)電位計的滑臂轉動(dòng)。在不同的節氣門(mén)開(kāi)度下,電位計的電阻也不同,從而將節氣門(mén)開(kāi)度轉變?yōu)殡妷盒盘栞斔徒oECU。ECU通過(guò)節氣門(mén)位置傳感器可以獲得表示節氣門(mén)由全閉到全開(kāi)所有開(kāi)啟角度連續變化的模擬信號,以及節氣門(mén)開(kāi)度的變化速率,從而更精確地判定發(fā)動(dòng)機的運行工況,提高控制精度和效果。節氣門(mén)體上有怠速開(kāi)關(guān)和全開(kāi)開(kāi)關(guān)兩組觸點(diǎn):怠速時(shí),怠速觸點(diǎn)閉合,向ECU輸出怠速信號,使混合氣加濃;全負荷時(shí),全開(kāi)觸點(diǎn)閉合,向ECU輸出全負荷信號,使混合氣加濃。

(3)怠速控制閥

對GLI型AFE發(fā)動(dòng)機,通過(guò)一個(gè)怠速控制閥來(lái)控制怠速穩定。在怠速自動(dòng)控制過(guò)程中,ECU不斷地從發(fā)動(dòng)機轉速傳感器得到發(fā)動(dòng)機的實(shí)際轉速信號并將這一實(shí)際轉速與控制程序中設定的理論最佳怠速相比較,最后按實(shí)際轉速和理論轉速的偏差,向怠速控制閥發(fā)出脈沖控制信號。怠速控制閥是一個(gè)旋轉滑閥,在電機的帶動(dòng)下,滑閥可在限定的范圍內作一定軸向運動(dòng),以改變旁通氣道的大小,按實(shí)際怠速高低增減怠速進(jìn)氣量。怠速控制閥內的電機與ECU連接,改變脈沖信號的占空比,即可改變電機轉動(dòng)的轉角,從而改變怠速控制閥的開(kāi)度,調整旁通空氣量。由于這一部分旁通空氣已經(jīng)過(guò)絕對壓力傳感器的計量,因此噴油量也會(huì )隨旁通空氣量的大小作出相應的變化,這樣通過(guò)調旁通空氣量就可使怠速得到調整。當發(fā)動(dòng)機實(shí)際轉速低于理論轉速時(shí),ECU使怠速控制閥旁通進(jìn)氣量增加,使轉速上升;反之,當發(fā)動(dòng)機轉速高于理論轉速時(shí),ECU使怠速控制閥旁通進(jìn)氣量減少,使轉速下降,直至和理論最佳轉速相等為止。怠速控制閥參見(jiàn) 圖36 。

(4)噴油器

2000GLI型AFE發(fā)動(dòng)機使用上部供油式噴油器,參見(jiàn) 圖37 。它安裝在靠近缸蓋一側的進(jìn)氣歧管上。內部有個(gè)電磁線(xiàn)圈,外面引出插座,經(jīng)線(xiàn)束與ECU連接。噴油器頭部的針閥與銜鐵連接為一體。當電磁線(xiàn)圈通電時(shí),便產(chǎn)生吸力,將銜鐵和針閥吸起,打開(kāi)噴油孔,燃油經(jīng)針閥頭部的軸針與噴孔之間的環(huán)形間隙高速?lài)姵?,并被粉碎成霧狀。電磁線(xiàn)圈不通電時(shí),磁力消失,彈簧將銜鐵和針閥下壓,關(guān)閉噴孔,停止噴油。噴油器針閥的升程很小,一般為0.l-0.2mm,以保證針閥反應快捷,使在數毫秒之內開(kāi)啟和關(guān)閉。

四、發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火系統

LX型JV和GLS型AFE發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火系統

發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統由蓄電池、火花塞、分電器、點(diǎn)火線(xiàn)圈、電子點(diǎn)火器、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、等主要部件組成,參見(jiàn) 圖38 。

(1)無(wú)觸點(diǎn)分電器

JV和AFE發(fā)動(dòng)機采用無(wú)觸點(diǎn)分電器。它的功能是通過(guò)霍爾傳感器和點(diǎn)火控制器來(lái)接通與斷開(kāi)點(diǎn)火線(xiàn)圈的一次繞組,通過(guò)電磁感應產(chǎn)生高壓點(diǎn)火電壓,并按發(fā)動(dòng)機的工作順序將高壓電流分配給各氣缸的火花塞。無(wú)觸點(diǎn)分電器由:霍爾傳感器、點(diǎn)火控制器、分電器和點(diǎn)火提前裝置等組成,參見(jiàn) 圖39 。

(2)霍爾傳感器

當電流通過(guò)放在磁場(chǎng)中的半導體片(霍爾元件)且電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),使半導體片內的電子向一側偏移,于是在垂直于電流與磁力線(xiàn)方向上,半導體片的兩側接觸面間產(chǎn)生一個(gè)與電流和磁感應強度成正比的電壓,該電壓稱(chēng)為霍爾電壓?;魻杺鞲衅鲄⒁?jiàn) 圖40 。它由霍爾元件、永久磁體和帶缺口的轉子組成。其工作過(guò)程是:帶缺口的轉子與分電頭連成一體,由分電器軸帶動(dòng)旋轉,其缺口數與發(fā)動(dòng)機氣缸數相等。當轉子的葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間時(shí),磁場(chǎng)被轉子的葉片所旁路,這時(shí)不產(chǎn)生霍爾電壓,傳感器無(wú)信號輸出;當轉子缺口部分進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間時(shí),磁力線(xiàn)穿過(guò)缺口進(jìn)入霍爾元件,產(chǎn)生霍爾電壓,傳感器輸出信號??梢栽O計成在有信號輸出時(shí)作為切斷或接通一次繞組的控制信號。

(3)點(diǎn)火控制器

點(diǎn)火控制器由專(zhuān)用的集成電路芯片、達林頓管及其它輔助電路組成。它用來(lái)將霍爾傳感器產(chǎn)生的信號整形、放大,并轉變?yōu)辄c(diǎn)火控制信號,通過(guò)達林頓管驅動(dòng)點(diǎn)火線(xiàn)圈一次繞組的接通或斷開(kāi),在二次繞組產(chǎn)生高壓電。

(4)分電器

它由分火頭分電器蓋組成。分電器蓋用膠木制造,裝在分電器的上部,在蓋的四周有與氣缸數目相等的旁通極,與蓋上的旁座孔相通,由此引出高壓線(xiàn)與各氣缸的火花塞相連接。蓋的中央有一個(gè)中心電極,和點(diǎn)火線(xiàn)圈的高壓導線(xiàn)相連,其內座孔內安裝著(zhù)帶彈簧的碳精柱,彈性地壓在分火頭的導電片上。分火頭裝在分電器軸的頂端,隨軸一起轉動(dòng),每當霍爾傳感器輸出信號時(shí),導電片正對著(zhù)蓋內某一電極,高壓電便從中心電極經(jīng)帶彈簧的碳精柱、導電片到旁電極。導電片與旁電極間有0.25-0.80mm的間隙,以防止火花塞表面積炭而產(chǎn)生漏電,導致跳火電壓降低。

(5)點(diǎn)火提前裝置

點(diǎn)火提前裝置有離心式點(diǎn)火提前裝置和真空式點(diǎn)火提前裝置。離心式點(diǎn)火提前裝置,靠與分電器軸一起旋轉的離心重塊,隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機轉速變化而自動(dòng)調節點(diǎn)火提前角。轉速愈高,提前角愈大。真空式點(diǎn)火提前裝置參見(jiàn) 圖41 。真空式點(diǎn)火提前調節裝置內腔有一膜片將其分成左、右兩室。右室用管子與化油器連接,構成真空室,有彈簧將膜片壓向左側。左側腔室通大氣,室內有一拉桿。該拉桿一頭連膜片,另一頭銷(xiāo)孔松套在隨動(dòng)板凸緣的銷(xiāo)釘上。隨動(dòng)板和安裝霍爾傳感器的托板都固定在分電器外殼上。因此,當拉桿因真空度變化而移動(dòng)時(shí),通過(guò)隨動(dòng)板帶動(dòng)外殼和托板轉動(dòng),使帶有缺口的轉子相對于霍爾傳感器轉動(dòng)一個(gè)角度,從而改變點(diǎn)火提前角。當節氣門(mén)開(kāi)度不大或轉速增高時(shí),節氣門(mén)后真空度增大,右室內壓力顯著(zhù)小于左室內壓力,膜片克服彈簧力被壓向右方,拉桿使霍爾傳感器逆分電器輸入軸旋轉方向轉動(dòng)一個(gè)角度,從而點(diǎn)火提前角增大。反之,當發(fā)動(dòng)機負荷加大時(shí),真空度(在一定轉速下)降低,提前角減小。怠速時(shí),節氣門(mén)接近全閉,因為真空小孔位于節氣門(mén)上方,真空度幾乎等于零,點(diǎn)火時(shí)間不提前。

2. 點(diǎn)火線(xiàn)圈

點(diǎn)火線(xiàn)圈其功能類(lèi)似于一個(gè)變壓器,它將蓄電池提供的低壓電轉變成點(diǎn)火所需的高壓電。AFE發(fā)動(dòng)機采用的點(diǎn)火線(xiàn)圈參見(jiàn) 圖42 。它的一次繞組漆包絲為230-330匝,線(xiàn)徑0.5-1.0mm。二次繞組漆包絲為11000-23000匝,線(xiàn)徑0.06-0.l0mm。

3.GSI型AJR發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)火系統

GSI型AJR電噴發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統與LX型JV發(fā)動(dòng)機和GLS型AFE發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統的主要不同部件敘述如下:

(1)霍爾傳感器(凸輪軸位置傳感器)

霍爾傳感器安裝在分電裝置內部,參見(jiàn) 圖43 。它由霍爾觸發(fā)器片和霍爾電壓發(fā)生器集成電路組成?;魻栍|發(fā)器葉片窗口與凸輪軸同軸運轉。按照霍爾原理,凸輪軸帶動(dòng)觸發(fā)器窗口運轉,改變了霍爾元件的磁場(chǎng),使霍爾觸發(fā)器產(chǎn)生一個(gè)微弱電壓,即霍爾電壓。通過(guò)檢測窗口的出現,判斷出發(fā)動(dòng)機一缸的點(diǎn)火位置。發(fā)動(dòng)機每轉兩周,該傳感器發(fā)出一個(gè)11V-0V的負脈沖信號。該信號送至ECU,ECU根據此信號確定噴油器的工作順序、噴油的起始點(diǎn)和爆震控制。若無(wú)霍爾信號,則發(fā)動(dòng)機不可能起動(dòng),但點(diǎn)火和噴油的精度變差,爆震控制會(huì )中止。

(2)電子點(diǎn)火

無(wú)分電器的電子分電系統,它把點(diǎn)火線(xiàn)圈的次級高壓直接送到火花塞,所以也稱(chēng)為電子點(diǎn)火模塊或模塊點(diǎn)火系統,參見(jiàn) 圖44 。此系統每?jì)筛着溆幸粋€(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈,因此四缸發(fā)動(dòng)機需要兩個(gè)線(xiàn)圈。普通線(xiàn)圈的次級繞組有一端連在初級繞組上,而無(wú)分電器系統的次級繞組連到兩個(gè)火花塞上,每一端連接一個(gè)火花塞。兩個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈分別為1、4缸,3、2缸提供點(diǎn)火所需的高電壓。點(diǎn)火順序為l-3-4-2。ECU根據凸輪軸位置傳感器檢測到的曲軸角度信號和轉速,辨別出需要點(diǎn)火的氣缸,將氣缸鑒別信號(IGdA和IgdB)和點(diǎn)火定時(shí)信號送給點(diǎn)火器,點(diǎn)火器根據這些信號分別給兩個(gè)點(diǎn)火線(xiàn)圈初級電路配電。

當以正常方式切斷初級電路時(shí),兩個(gè)火花塞都產(chǎn)生高壓火花。即1、4缸和3、2缸同時(shí)點(diǎn)火,此時(shí)只有一個(gè)缸需要點(diǎn)火,另一缸正開(kāi)始排氣,因此這個(gè)缸的跳火不起作用。對于每個(gè)氣缸來(lái)說(shuō)每循環(huán)有兩次點(diǎn)火。

(3)點(diǎn)火線(xiàn)圈和點(diǎn)火驅動(dòng)器

點(diǎn)火線(xiàn)圈輸出的點(diǎn)火信號送到點(diǎn)火驅動(dòng)器,大功率驅動(dòng)管在點(diǎn)火信號的作用下交替截止、導通,控制點(diǎn)火線(xiàn)圈初級電流的截止與導通,使線(xiàn)圈次級產(chǎn)生高壓,經(jīng)火花塞點(diǎn)燃氣缸內的可燃性壓縮氣體。

(4)點(diǎn)火提前角控制

電子控制點(diǎn)火系統是將發(fā)動(dòng)機在各種運行工況(轉速和負荷)下最佳的點(diǎn)火提前角值事先貯存在控制組件內。而在發(fā)動(dòng)機實(shí)際運行時(shí),由ECU根據運行的實(shí)際轉速和負荷信息,在所貯存的點(diǎn)火特性中取出適應于該工況下的點(diǎn)火提前角數值。同時(shí)ECU還根據發(fā)動(dòng)機溫度、進(jìn)氣溫度、節氣門(mén)位置等信息對所選取的點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正,使發(fā)動(dòng)機總能得到一個(gè)最佳的點(diǎn)火時(shí)刻。為了控制點(diǎn)火定時(shí),ECU根據氣缸上止點(diǎn)位置確定點(diǎn)火的時(shí)間。發(fā)動(dòng)機中設有曲軸轉角傳感器和一個(gè)曲軸轉角參考信號G,用來(lái)確定相對于每缸上止點(diǎn)的噴油定時(shí),同時(shí)提供一個(gè)用于檢測實(shí)際曲軸轉角和發(fā)動(dòng)機轉速的信號Ne,ECU用Ne信號確定基本噴油持續時(shí)間和基本點(diǎn)火提前角。通常ECU把G信號后第一個(gè)Ne信號通過(guò)零點(diǎn)定為壓縮行程上止點(diǎn)前10°,ECU計算點(diǎn)火定時(shí)時(shí),就把這一點(diǎn)作為參考點(diǎn)。電控發(fā)動(dòng)機實(shí)際點(diǎn)火提前角是由三部分組成的,即:實(shí)際點(diǎn)火提前角=初始點(diǎn)火提前角+基本點(diǎn)火提前角+修正點(diǎn)火提前角(或推遲角)。初始點(diǎn)火提前角對于發(fā)動(dòng)機來(lái)說(shuō)是固定不變的,它是考慮信號傳遞的一些滯后因素而設置的。在初始點(diǎn)火提前角基礎上,ECU根據進(jìn)氣管壓力(或進(jìn)氣量)和發(fā)動(dòng)機轉速從存貯器中存貯的點(diǎn)火提前角脈譜圖中找到相應的基本點(diǎn)火提前角,然后根據有關(guān)傳感器信號加以修正,得出實(shí)際的點(diǎn)火提前角,參見(jiàn) 圖45 。

4. GLI 型AFE電噴發(fā)動(dòng)機的點(diǎn)系統

它使用的也是帶霍爾傳感器的無(wú)觸點(diǎn)分電器。與LX型JV發(fā)動(dòng)機和GLS型AFE發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統不同的是在這種分電器中,霍爾傳感器不僅測量轉速,同時(shí)也能采集上止點(diǎn)標記和第一缸標記信號。

霍爾傳感器安裝在分電器內,分電器每轉一轉,發(fā)出四個(gè)脈沖,其中一個(gè)脈沖的占空比與其它三個(gè)有明顯不同,用于標識第一缸上止點(diǎn)的位置。每一個(gè)脈沖的下降沿作為每一缸測量和控制的時(shí)間基準。ECU根據各下降沿之間的時(shí)間差,推算出發(fā)動(dòng)機的轉速。點(diǎn)火線(xiàn)圈初級線(xiàn)圈的接通和斷開(kāi)受ECU的控制,接通時(shí)間越長(cháng),點(diǎn)火能量越大。斷開(kāi)時(shí)刻即為點(diǎn)火時(shí)刻,點(diǎn)火線(xiàn)圈的高壓電脈沖通過(guò)分電器分配到各缸對應的火花塞。本分電器沒(méi)有離心調速裝置和真空調速裝置,而這兩個(gè)參數(轉速和真空度)的變化對點(diǎn)火提前角的影響是根據貯存在ECU內的調整參數對點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行調整。蓄電池供電控制入口組件所需的電能。由于蓄電池電壓的變化對噴油器的特性有較大的影響,因此,ECU利用所測得的電壓值,對噴油脈沖的寬度進(jìn)行修正。參見(jiàn) 圖46 。

五、潤滑系統

發(fā)動(dòng)機采用壓力閉式循環(huán)與飛濺潤滑的復合潤滑系統,參見(jiàn) 圖47 。

機油通過(guò)集油器、機油泵從油底殼吸上來(lái),如果油壓太高或流量太大,將由安全閥旁流回油底殼。壓力機油進(jìn)入濾清器進(jìn)一步濾清,大部分進(jìn)入發(fā)動(dòng)機主油道,另一小部分進(jìn)入凸輪軸軸承、氣門(mén)機構,然后回到油底殼。進(jìn)入主油道的壓力機油又分成兩路:第一路進(jìn)入分油道潤滑主軸承、然后經(jīng)過(guò)曲軸內部油道進(jìn)入連桿大頭軸承、連桿中的油道進(jìn)入連桿小頭軸承,最后流回油底殼;第二路則進(jìn)入中間軸的軸承(AJR發(fā)動(dòng)機已取消中間軸),然后流回油底殼。機油濾清器蓋上裝有一個(gè)擰緊力矩為25N·m的壓力開(kāi)關(guān),開(kāi)啟壓力為0.18Mpa,如果機油濾清器阻塞,機油能直接進(jìn)入主油道,不影響發(fā)動(dòng)機正常工作。主油道上有5條分油道,對準5個(gè)主軸承。缸蓋上凸輪軸總油道尾端(整個(gè)壓力油潤滑油路終端),這里也裝有一個(gè)壓力開(kāi)關(guān),即最低壓力報警開(kāi)關(guān),動(dòng)作壓力為30Kpa。活塞與氣缸壁之間靠飛濺潤滑。

1.燃油泵

機油泵剖視圖參見(jiàn) 圖48 。采用傳統的齒輪式機油泵,兩個(gè)齒輪均為粉末冶金制成。主動(dòng)齒輪軸的扁平上端插在分電器中,由分電器來(lái)帶動(dòng)。而分電器軸則由中間軸(AJR發(fā)動(dòng)機已取消中間軸)上的螺旋齒輪來(lái)帶動(dòng)。為防止發(fā)動(dòng)機高速或冷態(tài)時(shí)機油壓力過(guò)高,在機油泵座內設置了限壓閥,當機油壓力過(guò)高時(shí),閥門(mén)開(kāi)啟,部分高壓油直接流回油底殼,而不進(jìn)入主油道。

2.機油濾清器

機油濾清器是一個(gè)細濾芯與粗濾芯串聯(lián)而且設置在同一外殼內的復合式濾清器,其結構參見(jiàn) 圖49 。粗濾器濾去機油中0.05-0.1mm范圍的較大雜質(zhì),細濾器用來(lái)清除直徑在0.001mm以上的雜質(zhì)。其工作過(guò)程參見(jiàn) 圖50 。

從油底殼來(lái)的臟油從端蓋周邊的機油空進(jìn)入濾清器內,從外向內流過(guò)褶紙濾芯和尼龍濾芯過(guò)濾后進(jìn)入濾清器中心油腔。當機油壓力大于止回閥的彈簧力時(shí),推開(kāi)止回閥,過(guò)濾后的機油流向發(fā)動(dòng)機。褶紙濾芯由棉花、毛絨、人造纖維等不同類(lèi)型的材料制成,能吸附不同類(lèi)型和不同直徑的雜質(zhì)。使臟油從濾芯的外部流向內部是為了使粗濾的面積增大。為了安全起見(jiàn),濾清器上有一個(gè)旁通閥(參見(jiàn)圖.49)。如果濾芯被堵塞,這時(shí)壓力增大,使旁通閥打開(kāi),機油繞過(guò)濾芯直達中心油腔,可防止發(fā)動(dòng)機缺油。當發(fā)動(dòng)機停止工作時(shí),機油泵也停止工作,濾清器中心油腔的壓力下降,止回閥在彈簧的作用下關(guān)閉,以維持發(fā)動(dòng)機內有足夠的機油,有利于下次起動(dòng)。

機油壓力不足的指示燈傳感器

機油高壓不足傳感器裝在機油濾清器座上,機油低壓不足傳感器裝在氣缸蓋主油道的后端。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí),位于儀表板上的機油壓力不足指示燈應發(fā)亮。在發(fā)動(dòng)機起動(dòng)后,當機油壓力大于30KPa時(shí),該燈熄滅。當發(fā)動(dòng)機怠速運轉時(shí),機油壓力如小于30KPa,機油壓力不足傳感器中的觸點(diǎn)也會(huì )接通,指示燈又將發(fā)亮。在當發(fā)動(dòng)機轉速超過(guò)2150r/min時(shí),機油壓力應在180KPa以上,如果此時(shí)還達不到180KPa,那么機油高壓不足傳感器中的觸點(diǎn)斷開(kāi),機油壓力不足指示燈發(fā)亮,報警器也同時(shí)鳴響。在機油溫度80℃時(shí),正常的機油壓力應該是:800r/min時(shí),機油壓力注30KPa,2000r/min時(shí),機油壓力注200KPa。

六、冷卻系統

發(fā)動(dòng)機采用閉式強制循環(huán)水冷系統,參見(jiàn) 圖51 。

1.冷卻水泵

水泵結構參見(jiàn) 圖52 (AJR發(fā)動(dòng)機的水泵與此有差別,其一半殼體鑄在缸體壁上)。水泵葉輪裝在雙連軸承的一端,另一端泵軸軸頭安裝皮帶輪,發(fā)動(dòng)機通過(guò)“V”形皮帶傳動(dòng)水泵葉輪旋轉。這是一種離心泵,它將動(dòng)能轉變成冷卻水的壓頭,使之克服冷卻水流道的阻力加速循環(huán)流動(dòng)。

2.節溫器

節溫器安裝在冷卻液循環(huán)的通路中,用來(lái)改變冷卻液的流動(dòng)路線(xiàn)及流量,自動(dòng)調節冷卻系的冷卻強度,使冷卻液溫度保持在最適宜的范圍內。發(fā)動(dòng)機采用蠟式雙閥型節溫器,參見(jiàn) 圖53 。

長(cháng)方形的閥座5與下支架3鉚接在一起,緊固在閥座上中心桿6的錐形下端插在橡膠管10內。橡膠管與感溫器體11之間的空腔內充滿(mǎn)特制的石臘。常溫下石蠟呈固態(tài),當溫度升高時(shí),逐漸熔化,體積也隨之增大,感溫器體上部套裝在主閥門(mén)4上,下端則與副閥門(mén)l鉚接在一起。節溫器安裝在水泵下端,進(jìn)水口的前部,用來(lái)控制水泵的進(jìn)水。當冷卻液溫度低于85℃時(shí),節溫器體內的石蠟體積膨脹量尚小,故主閥門(mén)9受大彈簧4作用緊壓在閥座5上,來(lái)自散熱器的水道被關(guān)閉,而副閥門(mén)l則離開(kāi)來(lái)自發(fā)動(dòng)機的旁通水道,所以冷卻液便不經(jīng)過(guò)散熱器,只在水泵與發(fā)動(dòng)機水套之間作小循環(huán)流動(dòng)。因此,冷發(fā)動(dòng)機開(kāi)始工作時(shí),冷卻液快速升溫,能很快暖機,在短時(shí)間內達到發(fā)動(dòng)機的正常工作溫度。當冷卻液溫度高于85℃時(shí),石蠟體積膨脹,是橡膠管受擠壓變形,但由于中心桿6是固定不動(dòng)的,于是橡膠管10收縮則對中心桿錐形端部產(chǎn)生一個(gè)軸向推力,迫使感溫器體11壓縮大彈簧4,使主閥門(mén)9逐漸開(kāi)啟,副閥門(mén)1逐漸關(guān)閉,因而來(lái)自散熱器的部分冷卻液作大循環(huán)流動(dòng)。隨著(zhù)溫度升高,主閥門(mén)開(kāi)大,作大循環(huán)流動(dòng)的冷卻液增多。當水溫達到105℃時(shí),主閥門(mén)全開(kāi),開(kāi)足升程至少7mm,副閥門(mén)則完全關(guān)閉,全部冷卻液經(jīng)散熱器作大循環(huán)流動(dòng)。冷卻液小循環(huán)、大循環(huán)圖解參見(jiàn) 圖54 及 圖55 。

3.散熱器

發(fā)動(dòng)機采用自動(dòng)補償封閉式散熱器。散熱器結構參見(jiàn) 圖56 。它主要由右水室、散熱器芯、左水室、熱敏開(kāi)關(guān)、進(jìn)水口、出水口和蒸氣導出口組成。蒸氣導出口用軟管與膨脹水箱連接,進(jìn)水口用軟管和發(fā)動(dòng)機出水口連接,出水口用軟管和水泵主進(jìn)水口連接。散熱器為全鋁裝配式,即散熱片和水管為鋁質(zhì),采用圓形冷卻管,機械裝配式連接。它的特點(diǎn)是增設了一個(gè)膨脹水箱,用軟管連接到散熱器的蒸氣導出口。膨脹箱的作用是減少冷卻液的損失,當冷卻液受熱膨脹后,散熱器內多余的冷卻液流入膨脹箱,當然又會(huì )有相反的過(guò)程。

散熱器蓋安裝在膨脹水箱上,它帶有自動(dòng)閥門(mén),參見(jiàn) 圖57 。平時(shí)嚴密蓋住,冷卻系統與大氣隔斷。當系統溫度上升時(shí),冷卻系統內冷卻液的壓力將高于大氣壓力,這樣可以提高冷卻液的沸點(diǎn),加大冷卻液溫度與外界大氣的差值,提高散熱能力。蒸氣閥的開(kāi)啟壓力為0.12MPa,此時(shí)冷卻液沸點(diǎn)可達135℃,故散熱能力很強。當系統內壓力高于上述額定值時(shí),蒸氣閥克服彈簧壓力自動(dòng)開(kāi)啟,使一部分蒸氣經(jīng)導出口泄出,以防壓力過(guò)高使冷卻系統的零部件損壞,引起泄漏。當冷卻系統內的壓力因水蒸氣凝固而低于外界大氣壓一定值時(shí),空氣閥打開(kāi),散熱器與大氣相通,避免散熱器水管壓癟。

4.冷卻風(fēng)扇

冷卻風(fēng)扇不與水泵同軸。有兩只冷卻風(fēng)扇,其一由電動(dòng)機驅動(dòng),另一只由第一只風(fēng)扇帶動(dòng)(從動(dòng)風(fēng)扇)。AJR發(fā)動(dòng)機上的兩只風(fēng)扇都有獨立電動(dòng)機帶動(dòng)。設置兩只風(fēng)扇,滿(mǎn)足了散熱器長(cháng)寬比大及散熱面積大的需要,排風(fēng)量大,散熱效果好。電動(dòng)風(fēng)扇與熱敏開(kāi)關(guān)配合使用,能做到自動(dòng)控制,不受發(fā)動(dòng)機轉速的影響。根據發(fā)動(dòng)機的溫度,自動(dòng)控制風(fēng)扇兩檔轉速,來(lái)改變散熱器的空氣流量。電動(dòng)風(fēng)扇和從動(dòng)風(fēng)扇參見(jiàn) 圖58 和 圖59 。

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