photographerstories.com 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:duqinglong 類別:汽車電器維修 時(shí)間:2006-10-14
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(jī)性能相關(guān)的系統(tǒng)與零部件的工作原理和功用。在你對(duì)不完全熟悉的汽車和系統(tǒng)進(jìn)行診斷前,請(qǐng)先閱讀本部分內(nèi)容。
二、配氣機(jī)構(gòu)
1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)緊湊,噪聲低。JV和AFE發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣系統(tǒng)示意圖參見 圖1 。AJR發(fā)動(dòng)機(jī)取消了中間軸,因此圖l里傳動(dòng)系統(tǒng)中沒有中間軸皮帶輪,但增加了機(jī)油泵驅(qū)動(dòng)鏈輪。AJR發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣門分置氣缸蓋兩側(cè),凸輪升程、氣門定時(shí)均有了改進(jìn),4根進(jìn)氣管長(zhǎng)度增加,互相獨(dú)立,增大了慣性充氣效應(yīng)。氣缸蓋上配氣機(jī)構(gòu)情況參見 圖2 。
2. 液壓挺柱
液壓挺柱中心線與凸輪的對(duì)稱中心線錯(cuò)位1.5mm,同時(shí)凸輪在母線長(zhǎng)度方向傾斜0.002-0.02mm,使挺柱在工作過(guò)程中能繞其軸線微微轉(zhuǎn)動(dòng)。
液壓挺柱有自補(bǔ)償氣門間隙的功能,省去了定期檢查和調(diào)整氣門間隙的工作,消除了因氣門間隙存在而產(chǎn)生的沖擊,從而減少了配氣機(jī)構(gòu)各接觸面的磨損,降低了噪聲。其工作原理是:當(dāng)凸輪的凸起部分與挺柱頂面接觸時(shí),即氣門從開始開啟到剛好關(guān)閉這段時(shí)間內(nèi),液壓挺柱受凸輪力、氣門彈簧力和氣門組質(zhì)量慣性力的作用,高壓油腔內(nèi)的機(jī)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。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到基圓對(duì)著挺柱頂面時(shí),氣門關(guān)閉,液壓挺柱不再受到凸輪力和氣門彈簧力的作用,高壓腔內(nèi)的壓力油和柱塞回位彈簧一起推動(dòng)柱塞向上運(yùn)動(dòng),高壓腔內(nèi)油壓下降,當(dāng)高壓腔內(nèi)油壓低于貯油腔II內(nèi)油壓某一值時(shí),止回閥打開,油從貯油腔口下流進(jìn)入高壓腔,直到達(dá)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(dá)到補(bǔ)償氣門間隙的作用。
發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓挺柱見 圖3 。
三、供給系統(tǒng)
1.化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)的供給系統(tǒng)
LX型的JV發(fā)動(dòng)機(jī)和GLS型的AFE發(fā)動(dòng)機(jī)都采用化油器式供給系統(tǒng)。供給系統(tǒng)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(duì)LX型的JV和2000GLS型的AFE發(fā)動(dòng)機(jī)采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)膜片式燃油泵,它裝在曲軸箱外側(cè),由發(fā)動(dòng)機(jī)的中間軸通過(guò)偏心輪驅(qū)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 圖4 、 圖5 、 圖6 、 圖7 。
KEIHIN化油器有下列主要功能系統(tǒng):
起動(dòng)系統(tǒng):起動(dòng)時(shí),通過(guò)起動(dòng)拉桿使阻風(fēng)門關(guān)閉,系統(tǒng)提供濃混合氣。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和溫度的升高,空氣需要量增大,這時(shí)阻風(fēng)門在空氣壓力的作用下轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度,以適應(yīng)這種狀況。同時(shí),受進(jìn)氣管真空度控制的阻風(fēng)門膜片室也開始起作用,它通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)使阻風(fēng)門逐漸打開。起動(dòng)時(shí)混合氣濃度α值為0.2-0.6。
怠速系統(tǒng):此時(shí)由于曲軸轉(zhuǎn)速低,節(jié)氣門開度接近全閉狀態(tài),空氣在化油器喉管處流速低,噴油不僅數(shù)量少,而且霧化質(zhì)量也不好。同時(shí)進(jìn)氣門開啟時(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(tǒng)參見 圖8 ;推鞯闹髑坏∷傧到y(tǒng),裝有空調(diào)調(diào)節(jié)裝置(2000型轎車裝有空調(diào)裝置)?照{(diào)使用時(shí)使怠速負(fù)荷增大,要適當(dāng)提高怠速才能適應(yīng)。具體情況是,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)負(fù)荷時(shí),三通閥封閉至節(jié)氣門后開口的通道,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(nèi)彈簧在左限位,發(fā)動(dòng)機(jī)即在無(wú)負(fù)荷下工作;當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)有負(fù)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,因壓力減小,膜片向右移動(dòng),節(jié)氣門怠速時(shí)的轉(zhuǎn)角增大,發(fā)動(dòng)機(jī)即可在帶動(dòng)空調(diào)的情況下怠速運(yùn)行。
副腔的怠速系統(tǒng),不在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)工作,它是在副腔節(jié)氣門逐步開啟時(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(jī)的所有工況下都起作用,它包括主供油系統(tǒng)、怠速系統(tǒng)、真空加濃系統(tǒng)、加速系統(tǒng)和起動(dòng)系統(tǒng)。副腔只是在發(fā)動(dòng)機(jī)處于高速、大負(fù)荷時(shí)才起作用,它具有主供油系統(tǒng)和怠速過(guò)渡系統(tǒng)兩大部分。主腔和副腔的協(xié)調(diào)是由一套杠桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行的,主腔節(jié)氣門在開啟53°以上時(shí),副腔節(jié)氣門才逐步打開,而其開啟的程度是由受喉管真空度控制的副腔節(jié)氣門真空控制器通過(guò)杠桿調(diào)節(jié)的。此時(shí)化油器供給濃混合氣,α值為0.8-0.9,以保證達(dá)到最大功率;推鬟^(guò)渡系統(tǒng)參見 圖9 ,滿載工況參見 圖10 。
加速工況:當(dāng)汽車需要在短時(shí)間由低速變成高速時(shí),節(jié)氣門開度急劇變大,化油器通過(guò)膜片式加速裝置將一部分額外燃油補(bǔ)充噴入喉管,使混合氣濃度維持在一定水平上,以適應(yīng)加速工況,參見 圖11 。
加濃裝置:該化油器采用真空加濃裝置,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于全負(fù)荷時(shí),這時(shí)節(jié)氣門接近于全開,節(jié)氣門后的真空度相對(duì)較小,這時(shí)使加濃閥開啟,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(jié)氣門開度有關(guān)外,還與轉(zhuǎn)速有關(guān),參見 圖12 。
2.GSI型AJR電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的供給系統(tǒng)
GSI型AJR發(fā)動(dòng)機(jī)采用M3.8.2多點(diǎn)順序燃油噴射系統(tǒng)。電子控制燃油噴射(EFI)系統(tǒng)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(jī)不同部位上的各種傳感器,測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工作參數(shù),按照制造廠在ECU中設(shè)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(jī)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(tǒng)通過(guò)ECU中的控制程序,還能實(shí)現(xiàn)起動(dòng)加濃、暖機(jī)加濃、加速加濃、全負(fù)荷加濃、減速調(diào)稀、強(qiáng)制斷油、自動(dòng)怠速控制等功能,滿足發(fā)動(dòng)機(jī)特殊工況對(duì)混合氣的要求,使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和低排放,也提高了汽車的使用性能。其工作原理參見 圖13 。
電子控制燃油噴射系統(tǒng)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(nèi),浸在燃油中。油箱內(nèi)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(jī)上方的燃油導(dǎo)管(分配油管)中。燃油導(dǎo)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)電磁閥開啟,壓力燃油以霧狀噴入進(jìn)氣歧管內(nèi),與空氣混合,在進(jìn)氣行程中被吸進(jìn)氣缸。燃油導(dǎo)管的末端裝有油壓調(diào)節(jié)器,用來(lái)調(diào)節(jié)燃油導(dǎo)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(diào)節(jié)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(jié)氣門來(lái)控制。節(jié)氣門開度不同,進(jìn)氣量也不同,裝在進(jìn)氣歧管內(nèi)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(jì)可將進(jìn)氣量的變化轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的變化,并轉(zhuǎn)送給ECU,ECU根據(jù)進(jìn)氣信號(hào)電壓的大小計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量,再根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角傳感器測(cè)得的信號(hào)計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。ECU根據(jù)進(jìn)氣量和轉(zhuǎn)速計(jì)算出各缸相應(yīng)的基本噴油量。通過(guò)控制每次噴油的持續(xù)時(shí)間來(lái)控制噴油量(GSI車已取消冷起動(dòng)閥,由ECU控制噴油量實(shí)現(xiàn)冷車加濃),噴油持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng),噴油量就越大。一般每次噴油的持續(xù)時(shí)間為2-10ms。各缸噴油器每次噴油的開始時(shí)刻由ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(曲軸位置傳感器)和凸輪軸位置傳感器測(cè)得的位置信號(hào)共同控制。這種類型的燃油噴射系統(tǒng)稱為多點(diǎn)順序噴油系統(tǒng)。多點(diǎn)順序噴油系統(tǒng)的工作示意圖參見 圖14 。
發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)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(duì)混合氣濃度有特殊的要求。ECU根據(jù)有關(guān)傳感器測(cè)得的運(yùn)轉(zhuǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)由起動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)速很低,轉(zhuǎn)速波動(dòng)也很大,因此這時(shí)空氣流量傳感器所測(cè)得的進(jìn)氣量信號(hào)有很大的誤差;谶@個(gè)原因,在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),ECU不以空氣流量傳感器的信號(hào)作為噴油量的計(jì)算依據(jù),而是按照預(yù)先給定的起動(dòng)程序來(lái)進(jìn)行噴油控制。ECU根據(jù)起動(dòng)開關(guān)及轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào),判定發(fā)動(dòng)機(jī)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(dāng)起動(dòng)開關(guān)接通,且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于300r/min時(shí),ECU判定發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)冷卻水溫度、進(jìn)氣溫度、起動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì)算出一個(gè)固定的噴油量。這一噴油量能使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得順利起動(dòng)所需的濃混合氣。冷車起動(dòng)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)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(xù)時(shí)間或噴油次數(shù)來(lái)增加噴油量。所增加的噴油持續(xù)時(shí)間或噴油次數(shù)完全由ECU根據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)水溫傳感器測(cè)得的溫度高低來(lái)決定。發(fā)動(dòng)機(jī)水溫或進(jìn)氣溫度越低,噴油量就越大,加濃的持續(xù)時(shí)間也就越長(zhǎng)。這種冷起動(dòng)控制方式不設(shè)冷起動(dòng)噴油量和冷起動(dòng)溫度開關(guān)。
·運(yùn)轉(zhuǎn)噴油控制:在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),ECU主要根據(jù)進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算噴油量。此外,ECU還要參考節(jié)氣門開度、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、進(jìn)氣溫度、海拔高度及怠速工況、加速工況、全負(fù)荷工況等運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)來(lái)修正噴油量,以提高控制精度。由于ECU要考慮的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)很多,為了簡(jiǎn)化ECU的計(jì)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(jì)算出結(jié)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(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)算出的噴油量;修正量是根據(jù)進(jìn)氣溫度、大氣壓力和蓄電池電壓等實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況,對(duì)基本噴油量進(jìn)行適當(dāng)修正以使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)、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(jī)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(jī)增量、加速增量和大負(fù)荷增量。使用起動(dòng)后增量的原因是由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷車起動(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(nèi),增加部分噴油量,以加濃混合氣,保證發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)而不熄火。
起動(dòng)后增量的大小取決于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的溫度,并隨發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)而逐漸減小為0。使用暖機(jī)增量的原因是由于在冷車起動(dòng)結(jié)束后的暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)在冷的進(jìn)氣管道及氣缸壁面上,結(jié)果造成氣缸內(nèi)的混合氣變稀,因此,在暖機(jī)過(guò)程中要增加噴油量。
暖機(jī)增量的大小取決于水溫傳感器所測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度,并隨著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(jī)加濃結(jié)束。在加速工況時(shí),ECU能自動(dòng)按一定的增量比適當(dāng)增加噴油量,使發(fā)動(dòng)機(jī)能發(fā)出最大扭矩,改善加速性能,ECU是根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器測(cè)得的節(jié)氣門開啟速率鑒別出發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于加速工況的。使用大負(fù)荷增量的原因是由于部分負(fù)荷是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要運(yùn)行工況,在這種工況下的噴油量應(yīng)能保證供給發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣最經(jīng)濟(jì),通常稀于理論混合比。在大負(fù)荷及滿負(fù)荷工況下,要求發(fā)動(dòng)機(jī)能發(fā)出最大功率,因而噴油量應(yīng)比部分負(fù)荷工況大,以提供稍濃于理論混合比的混合氣。大負(fù)荷信號(hào)由節(jié)氣門開關(guān)內(nèi)的全負(fù)荷開關(guān)提供或由ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器測(cè)得的節(jié)氣門開度來(lái)決定,當(dāng)節(jié)氣門開度大于70°時(shí),ECU按功率混合比計(jì)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,以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)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?cái)嘤涂刂。超速斷油控制是在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)允許的最高轉(zhuǎn)速時(shí),由ECU自動(dòng)中斷噴油,以防止發(fā)動(dòng)機(jī)超速運(yùn)轉(zhuǎn),造成機(jī)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(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的實(shí)際轉(zhuǎn)速與控制程序中設(shè)定的發(fā)動(dòng)機(jī)最高極限轉(zhuǎn)速(一般為6000-7000r/min)相比較,當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速超過(guò)此極限轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步升高:當(dāng)斷油后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降至低于極限轉(zhuǎn)速約100/min時(shí),斷油控制結(jié)束,恢復(fù)噴油。減速斷油控制是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時(shí)再恢復(fù)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(jī)轉(zhuǎn)速盡快下降,有利于汽車減速。減速斷油控制過(guò)程是由ECU根據(jù)節(jié)氣門位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度等運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù),作出綜合判斷,在滿足一定條件時(shí),執(zhí)行減速斷油控制。這些條件是:節(jié)氣門位置傳感器中的怠速開關(guān)接通;發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液達(dá)到正常溫度;發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到減速斷油轉(zhuǎn)速。當(dāng)這三個(gè)條件都滿足時(shí),ECU就執(zhí)行減速斷油控制,切斷噴油脈沖。上述條件只要有一個(gè)不滿足,ECU就立即停止執(zhí)行減速斷油,恢復(fù)噴油。減速斷油轉(zhuǎn)速數(shù)值是由ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、負(fù)荷等參數(shù)確定。通常冷卻液溫度越低,發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷越大(使用空調(diào)時(shí)),該轉(zhuǎn)速越高。溢油消除是發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)燃油噴射系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)提供很濃的混合氣。若多次轉(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)電機(jī)后發(fā)動(dòng)機(jī)仍未起動(dòng),淤集在氣缸內(nèi)的濃混合氣可能會(huì)浸濕火花塞,使之不能跳火。這種情況稱為溢油或淹缸。此時(shí)駕駛員可將油門踏板踩到底,并轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)火開關(guān),起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。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)火開關(guān)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及節(jié)氣門位置同時(shí)滿足以下條件時(shí),才能進(jìn)入溢油消除狀態(tài):點(diǎn)火開關(guān)處于起動(dòng)位置;發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于500r/min;節(jié)氣門全開。因此,電子控制燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí),不必踩下油門踏板,否則有可能因進(jìn)入溢油消除狀態(tài)而使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法起動(dòng)。減扭矩?cái)嘤涂刂剖茄b有電子控制自動(dòng)變速器的汽車在行駛中自動(dòng)升檔時(shí),控制變速器的ECU向燃油噴射系統(tǒng)的ECU發(fā)出減扭矩信號(hào),燃油噴射系統(tǒng)的ECU在收到這一減扭矩信號(hào)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(jī)轉(zhuǎn)速,從而減輕換檔沖擊。
反饋控制(閉環(huán)控制):燃油噴射系統(tǒng)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(jī)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(jù)排氣中氧含量的變化,測(cè)定出進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室混合氣的空燃比,把它輸入ECU與設(shè)定的目標(biāo)空燃比進(jìn)行比較,將誤差信號(hào)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(shè)定目標(biāo)值附近。因此,閉環(huán)控制可達(dá)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(wěn)定性好,抗干擾能力強(qiáng)。但是為了使三元催化裝置對(duì)排氣凈化處理達(dá)到最佳效果,閉環(huán)控制的燃油噴射系統(tǒng)只能運(yùn)行在理論空燃比14.7附近很窄的范圍內(nèi)。因此對(duì)特殊的運(yùn)行工況,如:起動(dòng)、暖機(jī)、怠速、加速、滿負(fù)荷等需加濃混合氣的工況,仍需采用開環(huán)控制,使電磁噴油器按預(yù)先設(shè)定的加濃混合氣配比工作,充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能,所以采用開環(huán)和閉環(huán)結(jié)合的控制方式。
3. GSI型AJR電噴發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)主要部件及工作原理
GSI型AJR電噴發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)主要部件有:發(fā)動(dòng)機(jī)控制組件(ECU)、主繼電器、發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)、節(jié)氣門控制器、燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)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(jī)供給系統(tǒng)相同。
(1)發(fā)動(dòng)機(jī)控制組件(ECU)
ECU位于駕駛員一側(cè)的儀表板下方,轉(zhuǎn)向柱旁邊。它的組成參見 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(diào)控制等功能。當(dāng)整車供電后,開始不斷地定時(shí)檢查各傳感器及開關(guān)信號(hào),并以此為依據(jù),計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)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(qū)動(dòng)電路完成對(duì)噴油器、點(diǎn)火組件、怠速直流電機(jī)和空調(diào)系統(tǒng)的控制。
(2)ECU的硬件組成及功能如下:
輸入電路:它將系統(tǒng)中各傳感器檢測(cè)到的信號(hào)輸入微機(jī)。
模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器:將模擬輸入的信號(hào)原形轉(zhuǎn)換成微機(jī)能夠識(shí)別處理的數(shù)字信號(hào)。
微機(jī):將各傳感器送來(lái)的信號(hào)用內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理,并將結(jié)果送至各執(zhí)行器。
輸出電路:將微機(jī)作出的決策指令轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂菩盘?hào)執(zhí)行器進(jìn)行工作?刂葡到y(tǒng)中最主要的軟件是主控程序,它主要負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)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(hào)的輸出等。軟件中還有轉(zhuǎn)速與負(fù)荷的處理程序、中斷處理程序及查表程序。針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)使用要求,預(yù)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(shù)、修正函數(shù)和常數(shù)等,都以離散數(shù)據(jù)的形式貯存在微機(jī)的存貯器中。
ECU除了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施最佳控制外,還對(duì)部分傳感器傳遞來(lái)的信號(hào)進(jìn)行鑒別,若發(fā)現(xiàn)某個(gè)傳感器傳來(lái)的信號(hào)超出了規(guī)定范圍,則ECU認(rèn)為此傳感器或相關(guān)線路有故障,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(shè)定的數(shù)據(jù)或其它傳感器來(lái)的信號(hào)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施控制,這樣ECIJ就使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入故障應(yīng)急狀況下運(yùn)行。
(3)主繼電器
主繼電器控制ECU供電。點(diǎn)火開關(guān)打開時(shí),主繼電器勵(lì)磁,主觸點(diǎn)接通并向ECU供電(12V)。點(diǎn)火開關(guān)關(guān)閉時(shí),ECU利用內(nèi)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(jī)前的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保存到ECU的存貯器中。發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈發(fā)動(dòng)機(jī)故障指示燈安裝在儀表板上,用來(lái)顯示電子控制系統(tǒng)故障。點(diǎn)火開關(guān)打開,未起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),故障指示燈應(yīng)發(fā)亮。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后該燈應(yīng)熄滅,若系統(tǒng)有故障,該燈不熄滅提示系統(tǒng)有故障。
(5)曲軸位置傳感器(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器)
曲軸位置傳感器安裝在飛輪附近,參見 圖16 。飛輪圓周均勻分布若干齒,發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),霍爾傳感器不斷檢測(cè)飛輪上齒峰和齒谷間的變化,并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)傳給ECU。ECU根據(jù)該信號(hào)計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速并判斷出曲軸轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速、一缸上止點(diǎn)信號(hào),進(jìn)而控制噴油器開啟時(shí)刻、燃油噴油量、點(diǎn)火正時(shí)、怠速和燃油泵等各項(xiàng)工作。
(6)冷卻液溫度傳感器
冷卻液溫度傳感器參見 圖17 。它安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)溫器處,其溫度傳感元件為負(fù)溫度系數(shù)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(zhuǎn)變成電信號(hào),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(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)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(cè)量及修正精確,通常是將進(jìn)氣溫度傳感器安裝在空氣測(cè)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 圖18 。ECU中的電阻與進(jìn)氣溫度傳感器串聯(lián),當(dāng)熱敏電阻的電阻值隨進(jìn)氣溫度變化時(shí),THA信號(hào)的電壓也隨之改變。當(dāng)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(cè)到THA信號(hào)電壓高。根據(jù)此信號(hào),ECU相應(yīng)增加噴油量。反之,當(dāng)進(jìn)氣溫度高(進(jìn)氣空氣密度小)時(shí),ECU檢測(cè)到的THA信號(hào)電壓低,ECU控制噴油量減少。
5.爆震傳感器
爆震傳感器參見 圖19 。它安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)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(nèi)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(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)因燃油標(biāo)號(hào)低、缸內(nèi)積碳過(guò)多、點(diǎn)火過(guò)早等原因出現(xiàn)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(shì),這一信號(hào)傳輸給ECU,經(jīng)濾波后,再轉(zhuǎn)換成指示爆震的數(shù)字信號(hào)。ECU根據(jù)這一信號(hào)調(diào)整點(diǎn)火提前角,消除爆震。
6.氧傳感器
氧傳感器參見 圖20 。它安裝在排氣管上,用來(lái)檢測(cè)排氣中氧分子的濃度。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)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(yīng)元件內(nèi)外表面氧分子的濃度不同,因而使氧離子從濃度大的內(nèi)表面向濃度小的外表面移動(dòng),從而在感應(yīng)元件內(nèi)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(hào)。排氣中氧氣分子的濃度取決于混合氣的空燃比:當(dāng)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,排氣中沒有氧分子;當(dāng)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。混合氣越稀,排氣中的氧分子濃度就越大。因此,氧傳感器發(fā)出的信號(hào)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(hào),對(duì)噴油量的計(jì)算結(jié)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(jì)
在空氣濾清器與節(jié)氣門體之間的進(jìn)氣管上裝有熱膜式空氣流量計(jì),參見 圖21 。測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量,并轉(zhuǎn)換成l-5V的電壓信號(hào)送給ECU,ECU根據(jù)此信號(hào),結(jié)合其他傳感器信息,計(jì)算出最佳供油量和點(diǎn)火正時(shí)。
熱膜式空氣流量計(jì)由用鉛片制成的熱膜電阻R2、空氣補(bǔ)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(bǔ)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脂膜上。其工作原理和廣泛使用的熱線風(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)熱體周圍通過(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(jì)就是利用發(fā)熱體與空氣之間的這種熱傳遞現(xiàn)象進(jìn)行空氣流量測(cè)量的。
這種空氣流量計(jì)設(shè)有進(jìn)氣溫度測(cè)量部分和發(fā)熱部分,ECU根據(jù)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(jì)在ECU計(jì)算噴油持續(xù)期及空燃比時(shí)無(wú)需對(duì)進(jìn)氣溫度和壓力進(jìn)行修正。熱膜電阻R2、空氣補(bǔ)償電阻R4、精密金屬膜電阻R1、R3、R5組成惠斯頓電橋,參見 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(dāng)空氣流量增大時(shí),對(duì)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(hào),可測(cè)得吸入氣缸的空氣量。
為了提高測(cè)量精度,內(nèi)部設(shè)有穩(wěn)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(jì)基于熱膜表面與空氣的熱傳導(dǎo),熱膜上的任何沉積物都將對(duì)輸出信號(hào)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(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)氣門控制器
節(jié)氣門控制器由節(jié)氣門位置傳感器、怠速開關(guān)、怠速穩(wěn)定控制裝置、怠速節(jié)氣門位置傳感器和怠速直流電機(jī)等組成,安裝在空氣流量計(jì)與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的進(jìn)氣歧管上。
·節(jié)氣門位置傳感器:節(jié)氣門位置傳感器是一線性電位器,安裝在節(jié)氣門軸上,與駕駛員加速踏板聯(lián)動(dòng)。通過(guò)安裝在節(jié)氣門軸一端的滑臂在電阻軌道上滑動(dòng),將節(jié)氣門的開度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸送給ECU,作為ECU判斷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的依據(jù),并通過(guò)改變進(jìn)氣道截面積,控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況,參見 圖23 。
·怠速開關(guān):怠速開關(guān)與節(jié)氣門位置傳感器同軸,在整個(gè)怠速范圍內(nèi)閉合。ECU根據(jù)“閉合”信號(hào)判定發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速工況,從而按怠速工況的要求控制噴油量:當(dāng)節(jié)氣門打開時(shí),怠速開關(guān)張開,ECU根據(jù)這一信號(hào)進(jìn)行從怠速到小負(fù)荷的過(guò)渡工況噴油控制。怠速開關(guān)的信號(hào)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(hào),參見圖23。
·怠速穩(wěn)定控制裝置:采用球形空氣道,參見 圖24 ?稍诘∷贂r(shí)的不同節(jié)氣門開度下精確調(diào)節(jié)空氣量,使在任何條件下均可保證發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。利用怠速電機(jī),通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)直接改變節(jié)氣門開度。
·怠速節(jié)氣門位置傳感器:怠速節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體內(nèi),參見圖23?蓪⒐(jié)氣門的開度、怠速電機(jī)的位置信號(hào)傳給ECU。當(dāng)?shù)∷俟?jié)氣門電位計(jì)達(dá)到怠速調(diào)節(jié)極限位置時(shí),電位計(jì)不動(dòng),節(jié)氣門仍可繼續(xù)開啟。如果信號(hào)中斷,應(yīng)急彈簧則進(jìn)入應(yīng)急狀態(tài),將節(jié)氣門拉開至規(guī)定開度,同時(shí)怠速升高。
·怠速直流電機(jī):當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入怠速工況時(shí),怠速節(jié)氣門位置傳感器將其電阻值的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào),ECU根據(jù)該值確定怠速節(jié)氣門的位置,通過(guò)怠速電機(jī)微量調(diào)節(jié)氣門開度來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速低于理論轉(zhuǎn)速時(shí),電機(jī)正轉(zhuǎn),電機(jī)軸通過(guò)齒輪機(jī)構(gòu)將節(jié)氣門打開一微小的開度,從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,逐漸逼近理論轉(zhuǎn)速:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于理論轉(zhuǎn)速時(shí),電機(jī)反轉(zhuǎn),將節(jié)氣門關(guān)閉一微小的開度,從而減小發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低,逐漸逼近理論轉(zhuǎn)速。
9.燃油泵
電動(dòng)燃油泵安裝在燃油箱內(nèi),是一種內(nèi)浸式內(nèi)齒輪泵,參見 圖25 。齒輪泵主要由直流電動(dòng)機(jī)、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(hù)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(nèi)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)主動(dòng)齒輪(外齒輪)轉(zhuǎn)動(dòng),主動(dòng)齒輪嚙合從動(dòng)齒輪(內(nèi)齒輪)轉(zhuǎn)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(nèi)齒和兩側(cè)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(cè)吸入,從排出口一側(cè)壓出。相對(duì)于進(jìn)氣管真空度,系統(tǒng)的工作油壓恒定為300KP。升壓后的燃油,通過(guò)電動(dòng)油泵內(nèi)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(nèi),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(yán)禁拆卸,以免破壞其密閉性而引起爆炸。燃油應(yīng)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(jī)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(diào)節(jié)器
燃油壓力調(diào)節(jié)器裝在供油管的一端,參見 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(jié)氣門后的進(jìn)氣歧管相連,下腔接供油管。當(dāng)系統(tǒng)壓力超過(guò)設(shè)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(wěn)定后,膜片回落,關(guān)閉回油口,使油壓保持一固定值。當(dāng)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(tǒng)壓力隨之下降,從而使系統(tǒng)壓力與進(jìn)氣管真空度保持恒定。
12.噴油器與分配油管(以稱燃油導(dǎo)管)
噴油器固定在分配油管上安裝在靠近缸蓋一側(cè)的進(jìn)氣歧管上,參見 圖27 。內(nèi)部有個(gè)電磁線圈,外面引出插座,經(jīng)線束與ECU連接。噴油器頭部的針閥與銜鐵連接為一體。當(dāng)電磁線圈通電時(shí),便產(chǎn)生吸力,將銜鐵和針閥吸起,打開噴油孔,燃油經(jīng)針閥頭部的軸針與噴孔之間的環(huán)形間隙高速噴出,并被粉碎成霧狀。電磁線圈不通電時(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(yīng)快捷,使在數(shù)毫秒之內(nèi)開啟和關(guān)閉。
噴油器的進(jìn)油口在噴油器側(cè)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(nèi)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(jī)熱車時(shí)噴油量的穩(wěn)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(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)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 圖28 。它安裝在中央配電盒內(nèi),用于控制燃油泵、空氣流量計(jì)、炭罐電磁閥和氧傳感器加熱器的供電。點(diǎn)火開關(guān)打開時(shí),該繼電器86、85號(hào)線在ECU控制下通電勵(lì)磁,使30號(hào)電源線向油泵等供電。若在2秒鐘內(nèi)ECU收不到曲軸位置信號(hào),ECU控制該繼電器失去勵(lì)磁,油泵停止運(yùn)行。
14.燃油蒸發(fā)系統(tǒng)
燃油蒸發(fā)系統(tǒng)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 圖29 。
油箱內(nèi)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傾斜時(shí)油箱內(nèi)的燃油從蒸氣管道漏出。蒸氣回收罐內(nèi)充滿了活性炭顆粒,故又稱為活性炭罐;钚蕴靠梢晕饺加驼魵庵械娜加头肿。當(dāng)油箱內(nèi)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(jī)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(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如果電磁閥開啟,則在進(jìn)氣管內(nèi)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(jī)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(jī)燃燒,,使燃料得到充分利用,同時(shí)還能使蒸氣回收罐內(nèi)的活性炭恢復(fù)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)操縱電磁閥的開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或怠速運(yùn)轉(zhuǎn)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(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以中高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),ECU使電磁閥開啟,貯存在蒸氣回收罐內(nèi)的燃油蒸氣經(jīng)過(guò)軟管被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)的電噴系統(tǒng)
AFE電噴發(fā)動(dòng)機(jī)采用Motronic電控多點(diǎn)順序燃油噴射系統(tǒng)(M1.5.4)。它的電噴系統(tǒng)工作情況參見 圖30 。駕駛員通過(guò)節(jié)氣門控制進(jìn)氣量,而由節(jié)氣門位置傳感器檢測(cè)節(jié)氣門開度信息傳給ECU,由ECU綜合諸因素調(diào)整噴油量,使混合氣配比最佳。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),節(jié)氣門位置傳感器檢測(cè)駕駛員控制的節(jié)氣門開度,空氣壓力傳感器檢測(cè)進(jìn)入氣缸的空氣量,這兩個(gè)信號(hào)作為燃油噴射的主要信息輸入ECU,由ECU計(jì)算出噴油量。再根據(jù)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(duì)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(jù)霍爾傳感器檢測(cè)到的曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào),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(tǒng)中有一個(gè)爆震傳感器,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆震時(shí),爆震信號(hào)反饋到ECU,ECU指令適當(dāng)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(hào)汽油時(shí)不損壞發(fā)動(dòng)機(jī),同時(shí)也保證發(fā)動(dòng)機(jī)在使用高質(zhì)量汽油時(shí)能發(fā)出最大功率。系統(tǒng)中的溫度傳感器是保證發(fā)動(dòng)機(jī)在冷起動(dòng)時(shí)能適當(dāng)加濃,而系統(tǒng)中的氧傳感器則可隨時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒情況,由ECU隨時(shí)調(diào)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(xù)時(shí)間和點(diǎn)火提前角等指令,使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳狀態(tài)。
電子控制燃油噴射系統(tǒng)的ECU能根據(jù)各個(gè)傳感器測(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù),在不同的工況下,按不同的模式控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
·起動(dòng)工況控制:發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)需要很濃的混合氣,以克服溫度低、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)起動(dòng)開關(guān),起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),起動(dòng)開關(guān)同時(shí)送給ECU一個(gè)起動(dòng)信號(hào),ECU根據(jù)這個(gè)信號(hào)開始按起動(dòng)模式控制噴油,增加每次噴油持續(xù)時(shí)間或增加噴油次數(shù)(如:每循環(huán)噴油次數(shù)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(jī)起動(dòng)后再逐步減少噴油量。
·怠速運(yùn)轉(zhuǎn)工況控制:燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)為了提高怠速穩(wěn)定性及怠速調(diào)整的精確度,在怠速時(shí)讓節(jié)氣門處于全閉位置,而讓空氣由節(jié)氣門旁邊的怠速氣道進(jìn)入。怠速時(shí)要求提供較濃的混合氣。在節(jié)氣門旁邊有一個(gè)節(jié)氣門開關(guān)和一個(gè)全負(fù)荷開關(guān)。在節(jié)氣門全閉時(shí)怠速開關(guān)閉合,ECU根據(jù)怠速開關(guān)的閉合信號(hào)開始按怠速運(yùn)轉(zhuǎn)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(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性,并將怠速排放控制在最低水平。
·冷車運(yùn)轉(zhuǎn)(曖機(jī))工況控制:在發(fā)動(dòng)機(jī)冷車起動(dòng)后的暖機(jī)過(guò)程中,為了使冷車怠速能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)并縮短暖機(jī)過(guò)程的時(shí)間,應(yīng)讓發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于熱車時(shí)的怠速轉(zhuǎn)速,這種工況稱為冷車快怠速。這一功能由附加空氣閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。在暖機(jī)過(guò)程中,附加空氣閥開啟,使一部分額外的補(bǔ)償空氣經(jīng)旁通氣道繞過(guò)節(jié)氣門吸入進(jìn)氣道內(nèi)。這一部分空氣不受節(jié)氣門控制,使暖機(jī)過(guò)程中怠速工況的進(jìn)氣量增大,實(shí)現(xiàn)了快怠速。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)不斷升溫,該閥自動(dòng)地逐漸關(guān)閉,直至發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常工作溫度時(shí)完全關(guān)閉,怠速也隨之恢復(fù)正常。
·中小負(fù)荷運(yùn)行工況控制:在中小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況下,ECU按照提供經(jīng)濟(jì)混合氣的模式控制噴油器。它先根據(jù)進(jìn)氣歧管真空度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)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(cè)得的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度和進(jìn)氣溫度,對(duì)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(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況控制:全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),節(jié)氣門接近全開,此時(shí)節(jié)氣門開關(guān)內(nèi)全負(fù)荷觸點(diǎn)閉合,ECU根據(jù)全負(fù)荷觸點(diǎn)的閉合信號(hào)開始執(zhí)行全負(fù)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(jī)發(fā)出最大功率,滿足動(dòng)力性的要求。
GLI型AFE電噴發(fā)達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)供給系統(tǒng)的主要部件及工作原理
該系統(tǒng)的主要部件外形參見 圖31 。Motronic系統(tǒng)可分成三大部分:
·發(fā)動(dòng)機(jī)控制組件ECU。主要用來(lái)控制、調(diào)整燃油噴射和點(diǎn)火,另外還具有故障自診斷和故障應(yīng)急功能。
·傳感器。主要向ECU提供發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。
·執(zhí)行組件。執(zhí)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(jī)供給系統(tǒng)的燃油泵、燃油壓力調(diào)節(jié)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(jī)供給系統(tǒng)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(jī)供給系統(tǒng)相同。下面敘述其不同部件。
(1)進(jìn)氣管壓力傳感器
系統(tǒng)的空氣流量計(jì)是用進(jìn)氣管壓力傳感器測(cè)量節(jié)氣門之后的進(jìn)氣管真空度,來(lái)間接地測(cè)量進(jìn)氣量的。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),隨著節(jié)氣門開大,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(yīng)了進(jìn)氣量或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的大小,真空度是計(jì)算噴油量的主要參數(shù)。采用大規(guī)模集成電路和微機(jī)控制的電噴系統(tǒng),利用進(jìn)氣管真空度信號(hào)并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和節(jié)氣門開度信號(hào),能使噴油量的控制達(dá)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 圖32 。進(jìn)氣管壓力傳感器是根據(jù)物體在承受應(yīng)力變形時(shí),因長(zhǎng)度發(fā)生變化而使其電阻改變的原理設(shè)計(jì)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(dǎo)線和電阻相連,參見 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(nèi),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圍。硅片上的4個(gè)電阻連接成惠斯頓電橋的形式,由穩(wěn)壓電源供電,參見 圖34 。電橋在硅片無(wú)變形時(shí)調(diào)到平衡狀態(tài)。當(dāng)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AB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(hào)。
這種形式的進(jìn)氣管壓力傳感器能在較大范圍內(nèi)不受溫度變化影響,因?yàn)楦鱾(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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),因此,被廣泛應(yīng)用于燃油噴射系統(tǒng)中。
(2)節(jié)氣門位置傳感器
節(jié)氣門體位于進(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(jī)的進(jìn)氣量,從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。不同節(jié)氣門的開度標(biāo)志著發(fā)動(dòng)機(jī)的不同運(yùn)轉(zhuǎn)工況。為了使噴油量能滿足不同工況的要求,電子控制燃油噴射系統(tǒng)在節(jié)氣門體上裝有節(jié)氣門位置傳感器。它可將節(jié)氣門的開度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給ECU,作為ECU判定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的依據(jù)。
線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器是一種線性電位計(jì),參見 圖35 。由節(jié)氣門軸帶動(dòng)電位計(jì)的滑臂轉(zhuǎn)動(dòng)。在不同的節(jié)氣門開度下,電位計(jì)的電阻也不同,從而將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸送給ECU。ECU通過(guò)節(jié)氣門位置傳感器可以獲得表示節(jié)氣門由全閉到全開所有開啟角度連續(xù)變化的模擬信號(hào),以及節(jié)氣門開度的變化速率,從而更精確地判定發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況,提高控制精度和效果。節(jié)氣門體上有怠速開關(guān)和全開開關(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(hào),使混合氣加濃;全負(fù)荷時(shí),全開觸點(diǎn)閉合,向ECU輸出全負(fù)荷信號(hào),使混合氣加濃。
(3)怠速控制閥
對(duì)GLI型AFE發(fā)動(dòng)機(jī),通過(guò)一個(gè)怠速控制閥來(lái)控制怠速穩(wěn)定。在怠速自動(dòng)控制過(guò)程中,ECU不斷地從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器得到發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速信號(hào)并將這一實(shí)際轉(zhuǎn)速與控制程序中設(shè)定的理論最佳怠速相比較,最后按實(shí)際轉(zhuǎn)速和理論轉(zhuǎn)速的偏差,向怠速控制閥發(fā)出脈沖控制信號(hào)。怠速控制閥是一個(gè)旋轉(zhuǎn)滑閥,在電機(jī)的帶動(dòng)下,滑閥可在限定的范圍內(nèi)作一定軸向運(yùn)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(nèi)的電機(jī)與ECU連接,改變脈沖信號(hào)的占空比,即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)角,從而改變怠速控制閥的開度,調(diào)整旁通空氣量。由于這一部分旁通空氣已經(jīng)過(guò)絕對(duì)壓力傳感器的計(jì)量,因此噴油量也會(huì)隨旁通空氣量的大小作出相應(yīng)的變化,這樣通過(guò)調(diào)旁通空氣量就可使怠速得到調(diào)整。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速低于理論轉(zhuǎn)速時(shí),ECU使怠速控制閥旁通進(jìn)氣量增加,使轉(zhuǎn)速上升;反之,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于理論轉(zhuǎn)速時(shí),ECU使怠速控制閥旁通進(jìn)氣量減少,使轉(zhuǎn)速下降,直至和理論最佳轉(zhuǎn)速相等為止。怠速控制閥參見 圖36 。
(4)噴油器
2000GLI型AFE發(fā)動(dòng)機(jī)使用上部供油式噴油器,參見 圖37 。它安裝在靠近缸蓋一側(cè)的進(jìn)氣歧管上。內(nèi)部有個(gè)電磁線圈,外面引出插座,經(jīng)線束與ECU連接。噴油器頭部的針閥與銜鐵連接為一體。當(dāng)電磁線圈通電時(shí),便產(chǎn)生吸力,將銜鐵和針閥吸起,打開噴油孔,燃油經(jīng)針閥頭部的軸針與噴孔之間的環(huán)形間隙高速噴出,并被粉碎成霧狀。電磁線圈不通電時(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(yīng)快捷,使在數(shù)毫秒之內(nèi)開啟和關(guān)閉。
四、發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)
LX型JV和GLS型AFE發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)
發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)由蓄電池、火花塞、分電器、點(diǎn)火線圈、電子點(diǎn)火器、點(diǎn)火開關(guān)、等主要部件組成,參見 圖38 。
(1)無(wú)觸點(diǎn)分電器
JV和AFE發(fā)動(dòng)機(jī)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)接通與斷開點(diǎn)火線圈的一次繞組,通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生高壓點(diǎn)火電壓,并按發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序?qū)⒏邏弘娏鞣峙浣o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 圖39 。
(2)霍爾傳感器
當(dāng)電流通過(guò)放在磁場(chǎng)中的半導(dǎo)體片(霍爾元件)且電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),使半導(dǎo)體片內(nèi)的電子向一側(cè)偏移,于是在垂直于電流與磁力線方向上,半導(dǎo)體片的兩側(cè)接觸面間產(chǎn)生一個(gè)與電流和磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的電壓,該電壓稱為霍爾電壓。霍爾傳感器參見 圖40 。它由霍爾元件、永久磁體和帶缺口的轉(zhuǎn)子組成。其工作過(guò)程是:帶缺口的轉(zhuǎn)子與分電頭連成一體,由分電器軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),其缺口數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)相等。當(dāng)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(hào)輸出;當(dāng)轉(zhuǎn)子缺口部分進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間時(shí),磁力線穿過(guò)缺口進(jìn)入霍爾元件,產(chǎn)生霍爾電壓,傳感器輸出信號(hào)。可以設(shè)計(jì)成在有信號(hào)輸出時(shí)作為切斷或接通一次繞組的控制信號(hào)。
(3)點(diǎn)火控制器
點(diǎn)火控制器由專用的集成電路芯片、達(dá)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(hào)整形、放大,并轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)火控制信號(hào),通過(guò)達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火線圈一次繞組的接通或斷開,在二次繞組產(chǎn)生高壓電。
(4)分電器
它由分火頭和分電器蓋組成。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(shù)目相等的旁通極,與蓋上的旁座孔相通,由此引出高壓線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)火線圈的高壓導(dǎo)線相連,其內(nèi)座孔內(nèi)安裝著帶彈簧的碳精柱,彈性地壓在分火頭的導(dǎo)電片上。分火頭裝在分電器軸的頂端,隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),每當(dāng)霍爾傳感器輸出信號(hào)時(shí),導(dǎo)電片正對(duì)著蓋內(nèi)某一電極,高壓電便從中心電極經(jīng)帶彈簧的碳精柱、導(dǎo)電片到旁電極。導(dǎo)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(dǎo)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(zhuǎn)的離心重塊,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角。轉(zhuǎn)速愈高,提前角愈大。真空式點(diǎn)火提前裝置參見 圖41 。真空式點(diǎn)火提前調(diào)節(jié)裝置內(nèi)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(gòu)成真空室,有彈簧將膜片壓向左側(cè)。左側(cè)腔室通大氣,室內(nèi)有一拉桿。該拉桿一頭連膜片,另一頭銷孔松套在隨動(dòng)板凸緣的銷釘上。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(dāng)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(zhuǎn)動(dòng),使帶有缺口的轉(zhuǎn)子相對(duì)于霍爾傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,從而改變點(diǎn)火提前角。當(dāng)節(jié)氣門開度不大或轉(zhuǎn)速增高時(shí),節(jié)氣門后真空度增大,右室內(nèi)壓力顯著小于左室內(nèi)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(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,從而點(diǎn)火提前角增大。反之,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷加大時(shí),真空度(在一定轉(zhuǎn)速下)降低,提前角減小。怠速時(shí),節(jié)氣門接近全閉,因?yàn)檎婵招】孜挥诠?jié)氣門上方,真空度幾乎等于零,點(diǎn)火時(shí)間不提前。
2. 點(diǎn)火線圈
點(diǎn)火線圈其功能類似于一個(gè)變壓器,它將蓄電池提供的低壓電轉(zhuǎn)變成點(diǎn)火所需的高壓電。AFE發(fā)動(dòng)機(jī)采用的點(diǎn)火線圈參見 圖42 。它的一次繞組漆包絲為230-330匝,線徑0.5-1.0mm。二次繞組漆包絲為11000-23000匝,線徑0.06-0.l0mm。
3.GSI型AJR發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)
GSI型AJR電噴發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)與LX型JV發(fā)動(dòng)機(jī)和GLS型AFE發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)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(nèi)部,參見 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(yùn)轉(zhuǎn)。按照霍爾原理,凸輪軸帶動(dòng)觸發(fā)器窗口運(yùn)轉(zhuǎn),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(cè)窗口的出現(xiàn),判斷出發(fā)動(dòng)機(jī)一缸的點(diǎn)火位置。發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)兩周,該傳感器發(fā)出一個(gè)11V-0V的負(fù)脈沖信號(hào)。該信號(hào)送至ECU,ECU根據(jù)此信號(hào)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(hào),則發(fā)動(dòng)機(jī)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(tǒng),它把點(diǎn)火線圈的次級(jí)高壓直接送到火花塞,所以也稱為電子點(diǎn)火模塊或模塊點(diǎn)火系統(tǒng),參見 圖44 。此系統(tǒng)每?jī)筛着溆幸粋(gè)點(diǎn)火線圈,因此四缸發(fā)動(dòng)機(jī)需要兩個(gè)線圈。普通線圈的次級(jí)繞組有一端連在初級(jí)繞組上,而無(wú)分電器系統(tǒng)的次級(jí)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?yàn)閘-3-4-2。ECU根據(jù)凸輪軸位置傳感器檢測(cè)到的曲軸角度信號(hào)和轉(zhuǎn)速,辨別出需要點(diǎn)火的氣缸,將氣缸鑒別信號(hào)(IGdA和IgdB)和點(diǎn)火定時(shí)信號(hào)送給點(diǎn)火器,點(diǎn)火器根據(jù)這些信號(hào)分別給兩個(gè)點(diǎn)火線圈初級(jí)電路配電。
當(dāng)以正常方式切斷初級(jí)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,另一缸正開始排氣,因此這個(gè)缸的跳火不起作用。對(duì)于每個(gè)氣缸來(lái)說(shuō)每循環(huán)有兩次點(diǎn)火。
(3)點(diǎn)火線圈和點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)器
點(diǎn)火線圈輸出的點(diǎn)火信號(hào)送到點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)器,大功率驅(qū)動(dòng)管在點(diǎn)火信號(hào)的作用下交替截止、導(dǎo)通,控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電流的截止與導(dǎo)通,使線圈次級(jí)產(chǎn)生高壓,經(jīng)火花塞點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)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(tǒng)是將發(fā)動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行工況(轉(zhuǎn)速和負(fù)荷)下最佳的點(diǎn)火提前角值事先貯存在控制組件內(nèi)。而在發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí),由ECU根據(jù)運(yùn)行的實(shí)際轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信息,在所貯存的點(diǎn)火特性中取出適應(yīng)于該工況下的點(diǎn)火提前角數(shù)值。同時(shí)ECU還根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門位置等信息對(duì)所選取的點(diǎn)火提前角進(jìn)行修正,使發(fā)動(dòng)機(jī)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(jù)氣缸上止點(diǎn)位置確定點(diǎn)火的時(shí)間。發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)有曲軸轉(zhuǎn)角傳感器和一個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角參考信號(hào)G,用來(lái)確定相對(duì)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(cè)實(shí)際曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的信號(hào)Ne,ECU用Ne信號(hào)確定基本噴油持續(xù)時(shí)間和基本點(diǎn)火提前角。通常ECU把G信號(hào)后第一個(gè)Ne信號(hào)通過(guò)零點(diǎn)定為壓縮行程上止點(diǎn)前10°,ECU計(jì)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(jī)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(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)是固定不變的,它是考慮信號(hào)傳遞的一些滯后因素而設(shè)置的。在初始點(diǎn)火提前角基礎(chǔ)上,ECU根據(jù)進(jìn)氣管壓力(或進(jìn)氣量)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)拇尜A器中存貯的點(diǎn)火提前角脈譜圖中找到相應(yīng)的基本點(diǎn)火提前角,然后根據(jù)有關(guān)傳感器信號(hào)加以修正,得出實(shí)際的點(diǎn)火提前角,參見 圖45 。
4. GLI 型AFE電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)系統(tǒng)
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(jī)和GLS型AFE發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)不同的是在這種分電器中,霍爾傳感器不僅測(cè)量轉(zhuǎn)速,同時(shí)也能采集上止點(diǎn)標(biāo)記和第一缸標(biāo)記信號(hào)。
霍爾傳感器安裝在分電器內(nèi),分電器每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),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(biāo)識(shí)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(cè)量和控制的時(shí)間基準(zhǔn)。ECU根據(jù)各下降沿之間的時(shí)間差,推算出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。點(diǎn)火線圈初級(jí)線圈的接通和斷開受ECU的控制,接通時(shí)間越長(zhǎng),點(diǎn)火能量越大。斷開時(shí)刻即為點(diǎn)火時(shí)刻,點(diǎn)火線圈的高壓電脈沖通過(guò)分電器分配到各缸對(duì)應(yīng)的火花塞。本分電器沒有離心調(diào)速裝置和真空調(diào)速裝置,而這兩個(gè)參數(shù)(轉(zhuǎn)速和真空度)的變化對(duì)點(diǎn)火提前角的影響是根據(jù)貯存在ECU內(nèi)的調(diào)整參數(shù)對(duì)點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行調(diào)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(duì)噴油器的特性有較大的影響,因此,ECU利用所測(cè)得的電壓值,對(duì)噴油脈沖的寬度進(jìn)行修正。參見 圖46 。
五、潤(rùn)滑系統(tǒng)
發(fā)動(dòng)機(jī)采用壓力閉式循環(huán)與飛濺潤(rùn)滑的復(fù)合潤(rùn)滑系統(tǒng),參見 圖47 。
機(jī)油通過(guò)集油器、機(jī)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(jī)油進(jìn)入濾清器進(jìn)一步濾清,大部分進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)主油道,另一小部分進(jìn)入凸輪軸軸承、氣門機(jī)構(gòu),然后回到油底殼。進(jìn)入主油道的壓力機(jī)油又分成兩路:第一路進(jìn)入分油道潤(rùn)滑主軸承、然后經(jīng)過(guò)曲軸內(nèi)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(jī)已取消中間軸),然后流回油底殼。機(jī)油濾清器蓋上裝有一個(gè)擰緊力矩為25N·m的壓力開關(guān),開啟壓力為0.18Mpa,如果機(jī)油濾清器阻塞,機(jī)油能直接進(jìn)入主油道,不影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。主油道上有5條分油道,對(duì)準(zhǔn)5個(gè)主軸承。缸蓋上凸輪軸總油道尾端(整個(gè)壓力油潤(rùn)滑油路終端),這里也裝有一個(gè)壓力開關(guān),即最低壓力報(bào)警開關(guān),動(dòng)作壓力為30Kpa。活塞與氣缸壁之間靠飛濺潤(rùn)滑。
1.燃油泵
機(jī)油泵剖視圖參見 圖48 。采用傳統(tǒng)的齒輪式機(jī)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(jī)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(jī)高速或冷態(tài)時(shí)機(jī)油壓力過(guò)高,在機(jī)油泵座內(nèi)設(shè)置了限壓閥,當(dāng)機(jī)油壓力過(guò)高時(shí),閥門開啟,部分高壓油直接流回油底殼,而不進(jìn)入主油道。
2.機(jī)油濾清器
機(jī)油濾清器是一個(gè)細(xì)濾芯與粗濾芯串聯(lián)而且設(shè)置在同一外殼內(nèi)的復(fù)合式濾清器,其結(jié)構(gòu)參見 圖49 。粗濾器濾去機(jī)油中0.05-0.1mm范圍的較大雜質(zhì),細(xì)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 圖50 。
從油底殼來(lái)的臟油從端蓋周邊的機(jī)油空進(jìn)入濾清器內(nèi),從外向內(nèi)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(dāng)機(jī)油壓力大于止回閥的彈簧力時(shí),推開止回閥,過(guò)濾后的機(jī)油流向發(fā)動(dòng)機(jī)。褶紙濾芯由棉花、毛絨、人造纖維等不同類型的材料制成,能吸附不同類型和不同直徑的雜質(zhì)。使臟油從濾芯的外部流向內(nèi)部是為了使粗濾的面積增大。為了安全起見,濾清器上有一個(gè)旁通閥(參見圖.49)。如果濾芯被堵塞,這時(shí)壓力增大,使旁通閥打開,機(jī)油繞過(guò)濾芯直達(dá)中心油腔,可防止發(fā)動(dòng)機(jī)缺油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí),機(jī)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(jī)內(nèi)有足夠的機(jī)油,有利于下次起動(dòng)。
機(jī)油壓力不足的指示燈傳感器
機(jī)油高壓不足傳感器裝在機(jī)油濾清器座上,機(jī)油低壓不足傳感器裝在氣缸蓋主油道的后端。打開點(diǎn)火開關(guān)時(shí),位于儀表板上的機(jī)油壓力不足指示燈應(yīng)發(fā)亮。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,當(dāng)機(jī)油壓力大于30KPa時(shí),該燈熄滅。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),機(jī)油壓力如小于30KPa,機(jī)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(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)2150r/min時(shí),機(jī)油壓力應(yīng)在180KPa以上,如果此時(shí)還達(dá)不到180KPa,那么機(jī)油高壓不足傳感器中的觸點(diǎn)斷開,機(jī)油壓力不足指示燈發(fā)亮,報(bào)警器也同時(shí)鳴響。在機(jī)油溫度80℃時(shí),正常的機(jī)油壓力應(yīng)該是:800r/min時(shí),機(jī)油壓力注30KPa,2000r/min時(shí),機(jī)油壓力注200KPa。
六、冷卻系統(tǒng)
發(fā)動(dòng)機(jī)采用閉式強(qiáng)制循環(huán)水冷系統(tǒng),參見 圖51 。
1.冷卻水泵
水泵結(jié)構(gòu)參見 圖52 (AJR發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)通過(guò)“V”形皮帶傳動(dòng)水泵葉輪旋轉(zhuǎn)。這是一種離心泵,它將動(dòng)能轉(zhuǎn)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(jié)溫器
節(jié)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)路線及流量,自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強(qiáng)度,使冷卻液溫度保持在最適宜的范圍內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)采用蠟式雙閥型節(jié)溫器,參見 圖53 。
長(zhǎng)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(nèi)。橡膠管與感溫器體11之間的空腔內(nèi)充滿特制的石臘。常溫下石蠟呈固態(tài),當(dāng)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4上,下端則與副閥門l鉚接在一起。節(jié)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(dāng)冷卻液溫度低于85℃時(shí),節(jié)溫器體內(nèi)的石蠟體積膨脹量尚小,故主閥門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l則離開來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)水套之間作小循環(huán)流動(dòng)。因此,冷發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作時(shí),冷卻液快速升溫,能很快暖機(jī),在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度。當(dāng)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(duì)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9逐漸開啟,副閥門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)。隨著溫度升高,主閥門開大,作大循環(huán)流動(dòng)的冷卻液增多。當(dāng)水溫達(dá)到105℃時(shí),主閥門全開,開足升程至少7mm,副閥門則完全關(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 圖54 及 圖55 。
3.散熱器
發(fā)動(dòng)機(jī)采用自動(dòng)補(bǔ)償封閉式散熱器。散熱器結(jié)構(gòu)參見 圖56 。它主要由右水室、散熱器芯、左水室、熱敏開關(guān)、進(jìn)水口、出水口和蒸氣導(dǎo)出口組成。蒸氣導(dǎo)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(jī)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(jī)械裝配式連接。它的特點(diǎn)是增設(shè)了一個(gè)膨脹水箱,用軟管連接到散熱器的蒸氣導(dǎo)出口。膨脹箱的作用是減少冷卻液的損失,當(dāng)冷卻液受熱膨脹后,散熱器內(nèi)多余的冷卻液流入膨脹箱,當(dāng)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,參見 圖57 。平時(shí)嚴(yán)密蓋住,冷卻系統(tǒng)與大氣隔斷。當(dāng)系統(tǒng)溫度上升時(shí),冷卻系統(tǒng)內(nèi)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。蒸氣閥的開啟壓力為0.12MPa,此時(shí)冷卻液沸點(diǎn)可達(dá)135℃,故散熱能力很強(qiáng)。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力高于上述額定值時(shí),蒸氣閥克服彈簧壓力自動(dòng)開啟,使一部分蒸氣經(jīng)導(dǎo)出口泄出,以防壓力過(guò)高使冷卻系統(tǒng)的零部件損壞,引起泄漏。當(dāng)冷卻系統(tǒng)內(nèi)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,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(jī)驅(qū)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(jī)上的兩只風(fēng)扇都有獨(dú)立電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。設(shè)置兩只風(fēng)扇,滿足了散熱器長(zhǎng)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)扇與熱敏開關(guān)配合使用,能做到自動(dòng)控制,不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度,自動(dòng)控制風(fēng)扇兩檔轉(zhuǎn)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 圖58 和 圖59 。
更多>>
湘公網(wǎng)安備 43120202000083號(hào)