燃油噴射系統圖解

燃油噴射系統圖解

　　燃油噴射系統是指在一定的壓力下，利用噴油器將一定數量的燃料直接噴入氣缸或進(jìn)氣道內的燃油供給裝置。以下是小編為大家精心整理的燃油噴射系統圖解，歡迎大家閱讀。

　　汽油噴射系統

　　分類(lèi)

　　車(chē)用汽油噴射系統有多種類(lèi)型，可按不同方法進(jìn)行分類(lèi)：

　　1、按噴射部位的不同可分為缸內噴射和缸外噴射兩種。缸內噴射是通過(guò)安裝在氣缸蓋上的噴油器，將汽油直接噴入氣缸內。這種噴射系統需要較高的噴射壓力，月3-5MPa。因而噴油器的結構和布置都比較復雜。缸外噴射系統是將噴油器安裝在進(jìn)氣管或進(jìn)氣歧管上，以0.20-0.35MPa的噴射壓力將汽油噴入進(jìn)氣管或進(jìn)氣道內。前者稱(chēng)進(jìn)氣管?chē)娚洌▎吸c(diǎn)電噴），后者稱(chēng)進(jìn)氣道噴射（多點(diǎn)噴射）。目前汽油機電控系統廣泛采用的是進(jìn)氣道噴射。

　　2、按噴射的連續性將汽油噴射系統分為連續噴射式和間歇噴射式。連續噴射是指在發(fā)動(dòng)機工作期間，噴油器連續不斷地向進(jìn)氣道內噴射，且大部分汽油是在進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉時(shí)噴射的。這種噴射方式大多用于機械控制式或機電混合控制式汽油噴射系統。間歇式噴射是指在發(fā)動(dòng)機工作期間，汽油被間歇地噴入進(jìn)氣道內。電控汽油噴射系統都采用間歇噴射方式。

　　控制原理

　　發(fā)動(dòng)機在不同工況下運轉，對混合氣濃度的要求也不同。特別是在一些特殊工況下（如起動(dòng)、急加速、急減速等），對混合氣濃度有特殊的要求。ECU要根據有關(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。

　　1、起動(dòng)噴油控制

　　起動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機由起動(dòng)馬達帶動(dòng)運轉。由于轉速很低，轉速的波動(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�；�于這個(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300轉/分時(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)機水溫、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。所增加的噴油量及加濃持續時(shí)間完全由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)氣溫度愈低，噴油量就愈大，加濃的持續時(shí)間也就愈長(cháng)。這種冷起動(dòng)控制方式不設冷起動(dòng)噴油器和冷起動(dòng)溫度開(kāi)關(guān)。

　　2、運轉控制

　　在發(fā)動(dòng)機運轉中，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。

　　基本噴油量：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）計算出的噴油量。

　　修正量：修正量是根據進(jìn)氣溫度、大氣壓力等實(shí)際運轉情況，對基本噴油量進(jìn)行適當修正，使發(fā)動(dòng)機在不同運轉條件下都能獲得最佳濃度的混合氣。修正量的內容為：進(jìn)氣溫度修正、大氣壓力修正和蓄電池電壓修正（電壓變化時(shí)，自動(dòng)對噴油脈沖寬度加以修正）。

　　3、反饋控制

　　汽油噴射系統進(jìn)行反饋控制的傳感器是熱氧傳感器，使用熱氧傳感器的發(fā)動(dòng)機必須使用無(wú)鉛汽油。反饋控制（閉環(huán)控制）是在排氣管上加裝熱氧傳感器，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值，把它輸入ECU與設定的目標空燃比值進(jìn)行比較，將誤差信號經(jīng)放大器控制電磁噴油器噴油量，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)控制的汽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，如啟動(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)相結合的控制方式。

　　柴油機噴射系統

　　分類(lèi)

　　自1897年由德國狄塞爾發(fā)明第一臺柴油機以來(lái)，柴油機燃燒系統發(fā)生了很大的變化。燃料供給系統從傳統的機械式泵-管-噴嘴型的位置式控制方式，經(jīng)歷電子控制方式，已經(jīng)發(fā)展為泵-管-噴嘴型或泵噴嘴的時(shí)間壓力控制方法。最高噴射壓力從傳統的20-24MPa提高到200MPa以上。根據結構特點(diǎn)來(lái)分類(lèi)，可分為泵-管-嘴系統（包括合成泵系統、分配泵系統和單體泵系統）、泵-噴嘴系統以及共軌式系統。

　　典型系統

　　1、機械式直列柱塞泵

　　直列柱塞泵一般由柴油機曲軸的定時(shí)齒輪驅動(dòng)。固定在噴油泵體上的活塞式輸油泵由噴油泵的凸輪軸驅動(dòng)。當柴油機工作時(shí)，輸油泵從柴油箱吸出柴油，經(jīng)油水分離器去除柴油中水分后，再經(jīng)柴油濾清器濾除柴油中的雜質(zhì)，然后送到噴油泵。在噴油泵內柴油經(jīng)過(guò)增壓和計量后，經(jīng)高壓油管供入噴油器，通過(guò)噴油器將柴油按一定壓力噴入到燃燒室。

　　2、泵噴嘴

　　電控泵噴嘴噴射系統是一種將柱塞偶件和噴油器偶件組合安裝在一個(gè)殼體內的柴油機燃料噴射系統，主要由泵噴嘴體、控制閥以及電磁閥等組成。相當于在機械式泵-管-嘴系統中取消了高壓油管，需要在氣缸蓋上設置專(zhuān)用凸輪軸以直接驅動(dòng)挺柱控制柱塞泵的泵油過(guò)程。由于無(wú)高壓油管，所以柱塞泵壓油時(shí)所產(chǎn)生的高壓燃油直接進(jìn)入噴油器的承壓環(huán)槽內。噴油正時(shí)和噴油量是通過(guò)高頻電磁閥控制泵噴嘴進(jìn)油閥的開(kāi)啟時(shí)刻和開(kāi)啟持續時(shí)間來(lái)控制。

　　3、高壓共軌

　　共軌柴油噴射系統（Common Rail System，縮寫(xiě)CRS）是未來(lái)追求的高壓噴油系統，燃油壓力的產(chǎn)生和噴射是分開(kāi)的。噴入各個(gè)氣缸的燃油來(lái)自共用的、一直保持高壓的蓄壓器。蓄壓器的燃油壓力由高壓徑向柱塞泵產(chǎn)生，并可隨發(fā)動(dòng)機工況而變。每個(gè)氣缸蓋上裝有一個(gè)由電磁閥控制的噴油器。噴油量由噴油器出口斷面、電磁閥開(kāi)啟持續時(shí)間和蓄壓器中燃油壓力確定。蓄壓式噴油系統的壓力可高達180MPa。未來(lái)系統的燃油壓力目標會(huì )高于200MPa。噴油開(kāi)始以及預噴射、后噴射則通過(guò)快速電磁閥或可實(shí)現控制時(shí)間小于100s的特別短的壓電元件控制。噴油量可小于1ml。