本篇文章將談?wù)撾娮尤加蛧娚湎到y(tǒng),會(huì)關(guān)注傳感器與執(zhí)行器,和它們?cè)贓CM上的輸入、輸出信號(hào)。本文章談?wù)摰氖嵌帱c(diǎn)噴射系統(tǒng),單點(diǎn)噴射以后會(huì)涉及到。
概要
多點(diǎn)噴射與單點(diǎn)噴射的工作原理非常相似,有個(gè)機(jī)電操作的噴油嘴,噴油嘴的開啟時(shí)間(噴油嘴脈沖寬度)早已預(yù)設(shè)好。噴油嘴脈沖寬度由ECM決定,依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和氧氣(lambda)傳感器信息。燃油由油箱輸出,經(jīng)過過濾器,由調(diào)節(jié)器控制燃油的壓力。供給發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油要精確,多數(shù)情況下燃油噴入進(jìn)氣歧管等待氣門開啟,然后隨著進(jìn)氣進(jìn)入燃燒室。
燃油箱
很明顯解釋整個(gè)系統(tǒng)要從油箱開始。與化油器式汽車不同,燃油箱是密封的。打開油箱蓋,可以聽到燃油氣泄漏的聲音。
燃油泵
這種高壓油泵(圖1.0)被稱為滾子泵。燃油進(jìn)入泵體內(nèi)被滾子壓縮,迫使燃油以高壓通過油泵。這種泵可產(chǎn)生8 bar (120 psi)壓力,每分鐘傳輸4到5升燃油。在泵里面有一個(gè)壓力釋放閥,如果過濾器或管路或其它地方阻塞,壓力到8 bar時(shí)離開閥座,釋放壓力。燃油泵的另一端(輸出端)是有一個(gè)止回閥,當(dāng)切斷燃油泵的電壓,關(guān)閉燃油回路,保持管道的油壓。系統(tǒng)正常的工作壓力大概是2 bar (30 psi),此時(shí)燃油泵的電流是3到5安培。燃油通過油泵轉(zhuǎn)子會(huì)遭受火花與電弧;這聽起來(lái)好危險(xiǎn),但由于沒有氧氣,所以是不會(huì)爆炸的!
圖 1.0 |
現(xiàn)在大多數(shù)燃油泵都安裝在油箱里面,被稱為“潛”油泵。油泵的結(jié)構(gòu)是內(nèi)部和外部齒輪垂直組裝裝置,稱為“內(nèi)齒輪油泵”。整個(gè)油泵通過螺絲和橡膠墊或鎖緊環(huán)牢牢固定住。有些汽車,有兩個(gè)油泵,“潛水”泵將燃油輸送給外部的滾子泵。
圖 1.1 |
圖1.1 顯示來(lái)自轉(zhuǎn)向器每個(gè)扇區(qū)的電流。多數(shù)轉(zhuǎn)向器有6到8個(gè)扇區(qū),如波形有重復(fù)點(diǎn)意味著有磨損等故障。上圖可以看出一個(gè)扇區(qū)有一個(gè)低電流點(diǎn),且油泵每旋轉(zhuǎn)720°重復(fù)一次。上圖例子旋轉(zhuǎn)一周有8個(gè)扇區(qū)。
圖 1.2 |
圖1.2 顯示用Pico示波器電流鉗附件檢測(cè)燃油泵電流的方法。
燃油泵的電流取決于燃油壓力,但不應(yīng)該高于8安培。
燃油供給
傳統(tǒng)的“供油和回油”系統(tǒng),燃油供給油管,過多的燃油會(huì)通過壓力調(diào)節(jié)器流回油管。壓力調(diào)節(jié)器約束系統(tǒng)里的工作壓力。
無(wú)回油管燃油系統(tǒng)
這種系統(tǒng)已被幾個(gè)汽車制造廠所采用,它不同于傳統(tǒng)的燃油系統(tǒng),它只有一條燃油供給管,而沒有回油管通往油箱。
無(wú)回油燃油系統(tǒng),不管是機(jī)械式還是電子式的,是排放法規(guī)所要求的。沒有被加熱過的燃油回到油箱,減少了燃油蒸發(fā)的數(shù)量,同時(shí)燃油管比較短,減少了制造成本。
機(jī)械式無(wú)回油管燃油系統(tǒng)
無(wú)回油管系統(tǒng)與平常的系統(tǒng)不一樣,它的壓力調(diào)節(jié)器是安裝在燃油箱里面的。當(dāng)燃油泵被激勵(lì),燃油流往系統(tǒng)管道,直到達(dá)到所需求的壓力;“過多”的燃油流過壓力調(diào)節(jié)器回到燃油箱。
“供油和回油”系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)器有一個(gè)真空連接,在加速時(shí)進(jìn)氣歧管的真空度下降,壓力調(diào)節(jié)器會(huì)增加燃油壓力,提供更多燃油。
無(wú)回油管燃油系統(tǒng)沒有影響燃油壓力的機(jī)械部件,燃油壓力保持高于普遍的 44 到 50 psi。增加輸油壓力,ECM 調(diào)節(jié)噴油寬度來(lái)供應(yīng)精確的燃油,不受發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載影響,也不用燃油壓力補(bǔ)償。
電子式無(wú)回油管燃油系統(tǒng)
這種系統(tǒng)需要的所有部件都安裝在“潛”油泵體內(nèi)。它包含微粒過濾器、泵、電子壓力調(diào)節(jié)器、油位傳感器和聲音隔離系統(tǒng)。電子壓力調(diào)節(jié)器在加速狀態(tài)下增加燃油壓力,泵的燃油輸出可調(diào)節(jié)到適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油需要。這可延長(zhǎng)油泵的壽命,因?yàn)橛捅貌辉贂?huì)提供過量的燃油。
ECM 提供所要求的壓力信息,燃油泵輸出信號(hào)為數(shù)字方波。改變方波的占空因數(shù)就可改變?nèi)加捅玫娜加洼敵觥?/p>
為了補(bǔ)償由于燃油溫度造成的燃油粘度的變化,會(huì)在油管上安裝一個(gè)溫度傳感器。也會(huì)在油管前部分或里面安裝一個(gè)脈沖消除裝置。
噴油嘴
噴油嘴是個(gè)電子裝置,從燃油噴射繼電器或 ECM 供以 12 伏的電。只有當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)中噴油嘴才會(huì)有電壓,因?yàn)檫@個(gè)電壓是由轉(zhuǎn)速繼電器控制的。噴油嘴的脈沖寬度取決于 ECM 所讀取的輸入信號(hào);輸入信號(hào)來(lái)自各種各樣的發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器,冷機(jī)起動(dòng)和暖機(jī)期間不同的補(bǔ)償,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)到工作溫度初始的脈沖寬度會(huì)變窄。噴油脈沖寬度在加速下會(huì)擴(kuò)張,而在輕負(fù)載下會(huì)收縮。
圖 1.3 |
多點(diǎn)噴油嘴可以是次序或同時(shí)噴射。同時(shí)噴射系統(tǒng)4個(gè)噴油嘴同時(shí)噴油,每個(gè)周期(曲軸旋轉(zhuǎn)720°)每個(gè)汽缸收到2個(gè)噴油脈沖。次序系統(tǒng)每一個(gè)周期只收到1個(gè)噴油脈沖,時(shí)間與進(jìn)氣門開門一致。粗略估計(jì),怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度正常下的噴油脈沖寬度大概為同時(shí)系統(tǒng)2.5ms,次序系統(tǒng)3.5ms。
因?yàn)樵卺橀y被抬升離開閥座前需要建立一定的磁場(chǎng),所以機(jī)電式的噴油嘴需要短時(shí)間來(lái)反應(yīng)。這時(shí)間被稱為“電磁反應(yīng)時(shí)間”。監(jiān)測(cè)這延遲是非常重要的,且有時(shí)候這延遲會(huì)占總脈沖寬度的三分之一。下面圖1.4顯示的是噴油嘴開啟延遲的一個(gè)好例子。
清楚地看到波形被“分開”成兩個(gè)區(qū)域。第一個(gè)區(qū)域的波形負(fù)責(zé)的是電磁力抬升針閥,在這個(gè)例子里花費(fèi)大概0.6 ms。針閥保持開啟過程,我們可以看到這一點(diǎn)電流在再次上升前下降。有了這電流下降,噴油嘴保持打開的總時(shí)間未必與測(cè)量到的時(shí)間相等。然而,這是不可能計(jì)算噴油嘴彈簧完全關(guān)閉噴油嘴和切斷燃油所用的時(shí)間。
這個(gè)測(cè)試對(duì)識(shí)別噴油嘴有一個(gè)不可接受的慢電磁反應(yīng)時(shí)間,非常理想。例如噴油嘴沒有按要求的燃油數(shù)量供油和問題汽缸燃燒過稀。
圖 1.4 |
圖 1.5同時(shí)顯示噴油嘴電壓和電流。
圖 1.5 |
所有例子都是用Pico汽車示波器來(lái)檢測(cè)的。其它廠家的設(shè)備會(huì)有不同的電壓范圍,但結(jié)果波形應(yīng)該是相似的。請(qǐng)記得使用更高的電壓量程,會(huì)讓結(jié)果波形看起來(lái)幅值會(huì)更小,但總體電壓是一樣的。
下一個(gè)教程,我們將學(xué)習(xí)控制噴油脈沖寬度的ECM輸入信號(hào)。
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