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桑塔纳2000型燃油喷射系统


桑塔纳2000型燃油喷射系统

、桑塔纳2000型燃油喷射系统的形式及特点

燃油喷射系统有机械控制式和电子控制式两种。桑塔纳2000型轿车就是采用电子控制燃油喷射系统。

所谓电子控制燃油喷射系统,就是利用各种传感器将检测到的发动机在运转状态时的空气流量、发动机转速、进气温度、进气压力、冷却液温度及排气中氧的含量等转换成电信号,输送到电控单元(ECU)。电控单元计算出发动机在各种不同工况下所需要的喷油量后,以不同宽度的电脉冲信号输送到电磁喷油器,以控制电磁喷油器开启时间的长短,实现汽车在低排气污染的条件下提高发动机的动力性和燃油经济性。

发动机燃油喷射的分类方式大致有三种:一种是按燃油喷射于发动机的部位分,有燃油直接喷人燃烧室和喷人进气歧管两种;另一种是根据燃油喷射点的多少来分,有多点喷射(MPI)和单点喷射(SPI)两种;还有一种是根据燃油的喷射过程来分,有定时喷射和连续喷射两种。

桑塔纳2000型轿车发动机电控燃油喷射系统属于燃油多点喷射、进气间隙测量、带有氧传感器的闭环控制型式。

所谓燃油多点喷射,它是采用在进气管内多点喷射(MPI),把燃油通过喷油器喷在气缸外的进气门附近的进气管内,如图3-1所示。这种喷射方式由于每个气缸均安装一个喷油器,所以各缸之间的空燃比偏差很小,使混合气分配比较均匀。

所谓进气间接测量,它是利用进气压力传感器和发动机转速传感器检测信号,通过电控单元计算而得知吸入气缸内的空气流量。其特点是便于安装,进气阻力小。

所谓闭环控制,它是在排气管上装有氧传感器,根据排气中氧的含量变化,测定出进入发动机燃烧室混合气随空燃比值;把它输入到电控单元与设定的空燃比值进行比较,经放大处理,使误差信号控制电磁喷油器的喷油量,将空燃比保持在设定目标值附近。从而使空燃比达到较高的控制精度。但是发动机在特殊的工况下工作,如启动、暖机、加速、怠速等需要加浓混合气的工况时,桑塔纳2000型轿车还采用了开环控制,即不需氧传感器测量排气中氧的含量,使电磁喷油器按事先设定的几种特殊工况加浓混合气,使其充分发挥发动机的动力性能。所以,桑塔纳2000型轿车的电控燃油喷射系统,实际上是开环和闭环相结合的控制方式。

桑塔纳2000型电控燃油喷射系统与原来的化油器系统相比较,其优点有:

(1)实现了发动机混合气的空燃比及点火提前角的精确控制,使发动机无论在什么工况下,都能处于最佳的状态下运转。

(2)进气系统中,进气管截面大,进气阻力小。同时进气管不需要加热,使进气温度降低,从而提高了发动机的充气系数。

(3)由于进气温度低,不容易爆燃,故可以提高压缩比。即由化油器型发动机压缩比8.5提高到9.0。

(4)由于燃油是多点喷射到进气道内而形成的混合气,所以,各缸的混合气分配均匀。

由于上述各种原因,电控燃油喷射发动机的最大功率可提高9%,最大扭矩可提高6.9%,并且耗油量有所下降,有害气体的排放可达到目前最严格的法规要求。[TOP]

二、桑塔纳2000型电控燃油喷射系统的组成与工作

桑塔纳2000型电控燃油喷射系统是由空气供给、燃油供给和控制三个子系统组成,如图3-2所示。

1.空气供给系统的组成与工作

空气供给系统的任务是按发动机各工况的需要,适时提供足够的空气,并测量进入气缸的空气量。空气量是由电控单元通过进气压力传感器测出的压力和发动机转速传感器测出的曲轴转速计算求得。

空气经空气滤清器过滤后,经节气门体流入稳压箱并分配到各缸进气管。怠速时,空气经怠速空气阀流入稳压箱并分配到各气缸。空气供给的路线,如图3-3所示。

空气供给系统是由空气滤清器、节气门体、稳压箱、进气压力传感器、进气温度传感器、空气阀等组成。

1)空气滤清器

空气滤清器的作用是清除进入发动机气缸的空气中的尘土、砂粒和杂质,以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。

桑塔纳2000型电控燃油喷射发动机上的空气滤清器是由空气滤清和温度调节两部分组成。主要有滤清器壳、滤清器盖、滤芯、进气软管、热空气软管、热空气收集板及温度调节器等组成,如图3-4所示。

发动机工作时,冷、热空气从滤清器壳体下部进入,经滤芯过滤后,干净空气从空气滤清器盖上的出口通过软管进入进气道。当流经空气滤清器的空气温度较低时,热空气收集板的热空气,经热空气软管进入空气滤清器。当流经空气滤清器的空气温度较高时,冷空气直接进入空气滤清器。这些都是由温度调节器自动调节进入的冷、热空气量,使进入进气道的空气温度相对稳定,不会因环境温度的变化而过低或过高。

2)节气门体

节气门体的作用是控制进气通道截面积的变化.实现对发动机转速和负荷的控制。节气门体位于空气滤清器与稳、压箱之间,与加速踏板相联动。

节气门体是由节气门及装在壳体上的一些部件,如节气门位置传感器、节气门缓冲器、怠速旁通气道和怠速调整螺钉等组成,如图3-5所示。

发动机工作时,驾驶员通过操纵加速踏板使节气门转动,来控制进气通道截面积的变化,即控制进入发动机气缸内的进气量,从而达到控制发动机转速和负荷的目的。

发动机怠速运转时,节气门关闭,怠速时所需的空气经旁通气道进入进气总管。在旁通通路中,装有可改变旁通通路截面积的调整螺钉,可进行怠速调整。为了实现怠速的自动控制,在怠速旁通通道中还设置了能够改变通道面积的步进电机。

当突然抬起加速踏板减速时,节气门便在回位弹簧的作用下,立即回到关闭状态。这时发动机内吸入的空气量急剧减少,发动机输出功率也急剧下降,有时会导致车辆向前冲击,甚至熄火。为防止这种不良情况的发生,在节气门体上安装了节气门缓冲器,使节气门慢慢地回到全关闭状态。节气门缓冲器的结构与工作原理,如图3-6所示。当节气门将要完全关闭时,通过节气门杠杆机构,按图中箭头方向把节气门缓冲器膜片室的膜片向上推,克服阻尼弹簧的张力,使膜片室内的空气从阻尼孔慢慢向外排出。从而减缓了节气门的关闭动作,达到了缓冲的目的,有效地防止了发动机熄火。

2.燃油供给系统的组成与工作

燃油供给系统的作用是向气缸内供给并调节燃烧过程中所需要的燃油量。桑塔纳2000型电控燃油喷射系统中的燃油供给系统主要由燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及喷油器等组成。

电动燃油泵将燃油从燃油箱中吸出,如图3-7所示,经燃油滤清器过滤后,再经压力调节器的调节,使油路中的油压比进气管内负压约高250千帕并经输油管分配给各缸喷油器。喷油器根据电控单元的指令将燃油适时地喷人进气管中。当发动机冷启动时.冷启动喷油器按电控单元的指令喷油,以改善发动机低温启动性能。当油路中油压升高时,压力调节器自动调节,将多余燃油返回油箱,从而保持送给喷油器的燃油压力基本不变。

1)电动燃油泵

电动燃油泵的作用是在规定的压力下,供给燃油系统足够的燃油。它将燃油从燃油箱内吸出,经压缩将油压提高到调节器控制的规定值,然后通过压力系统将燃油送到发动机的喷油器中。

电动燃油泵有外装式和内装式两种。外装式是将燃油泵安装在燃油箱外面的输油管中,而内装式是将燃油泵安装在燃油箱内。桑塔纳2000型轿车的电动燃油泵属内装式滚柱泵。它与外装式相比,不易产生气阻和燃油泄漏,有利于热燃油的输送和电动机的冷却,噪音小。其结构如图3-8所示。电动机与泵轴制成一体,安装在泵体内,带有滚柱的转子偏心地装在泵体内。

发动机工作时,永磁电动机驱动偏心转子旋转,转子凹槽内的滚柱在离心力的作用下压在泵体的内表面上,从而在两个相邻的滚柱之间形成一个空腔。随着转子旋转,一部分空腔的容积不断增大成为低压空腔,将燃油从进油口吸人,而另一部分空腔的容积则不断减小成为高压油腔,将燃油从出油口泵出。

在进油端内设有限压阀,当泵腔内油压过高超过油压界限时,泵腔内燃油便顶开限压阀倒流回进油口。在出油端设有单向阀,以防电动燃油泵停止运转时供油管中的燃油倒流回泵腔,保持供油管路中有一定的剩余压力,以便下次发动机启动时能迅速泵油。

2)燃油滤清器

燃油滤清器的作用是精除燃油中的粉尘、铁锈等固体杂质,防止供油系统堵塞,减少机械磨损,提高发动机工作的可靠性。

燃油滤清器安装在电动燃油泵出口一侧的高压油路中。其结构与组成,如图3-9所示。滤芯采用菊花形结构,这种结构的特点是单位体积内过滤面积大。滤清器内经常承受200-300千帕的燃油压力,因此,要求滤清器壳体及油管的耐压强度应在500千帕以上。

发动机工作时,燃油从滤清器的进口进入滤芯外围,通过滤芯后从出口出去。如果滤清器堵塞,将使油压降低,输油量减少,发动机不能正常工作,应及时更换滤芯。

3)油压调节器

油压调节器的作用是控制供油系统的油压,使燃油压力相对大气压力或进气管负压都能保持恒定。

发动机所需要的燃油量是由电控单元给喷油器的通电时间来控制的。如果本控制燃油压力,即使给喷油器的通电时间相同,燃油压力不同,喷油量也不相同。当燃油压力高时,燃油喷射量增加;燃油压力低时,燃油喷射量减少。喷油器是将燃油喷射在进气道,尽管燃油压力相对大气压力是一定的,但由于进气管内的真空度是不断变化的,因此,即使是给喷油器的通电时间和燃油压力保持不变,喷油量也会发生变化。当进气管内绝对压力低时,燃油喷射量增加;进气管内绝对压力高时,燃油喷射量减少。油压调节器无论节气门开度多大,都能使喷油器中的油压与进气管负压之差始终保持在约250千帕。这样,喷油器的喷油量完全只受喷油器的通电时间长短控制。

油压调节器的结构与组成,如图3-10所示。在壳体上有真空管通口、燃油入口和出口。膜片将油压调节器的内腔分成弹簧室和燃油室两部分,弹簧室与进气管相通,燃油室与供油管道相通。发动机工作时,电动燃油泵将燃油泵入并充满油压调节器的燃油室,燃油顶动膜片将球阀打开,使油压与弹簧力相平衡,多余的燃油从出口流回燃油箱。当节气门开度增大使进气管内负压减小时,弹簧使膜片下移而关闭球阀,使油压上升;当节气门开度减小使进气管内负压增大时,弹簧室真空吸力克服弹簧张力使膜片向上拱曲而开启球阀,燃油室内部分燃油流回燃油箱,使油压下降。通过球阀的开闭,使喷油压力始终恒定在约250千帕。

4)喷油器

桑塔纳2000型轿车发动机使用的喷油器是电磁式的,通过绝缘垫装在进气管上。它的作用是根据电控单元的指令将燃油以雾状喷入进气管内。

电磁喷油器由滤网、电磁线圈、磁芯、针阀、阀体、螺旋弹簧、调整垫等组成,如图3-11所示。

发动机工作时,电控单元的喷油控制信号将喷油器的电磁线圈与电源回路接通。电磁线圈有电流通过便产生磁场,磁芯被吸引,同磁芯为一体的针阀向右移动碰到调整垫时,针阀全开,燃油从喷口喷出。当没有电流通过电磁线圈时,在弹簧的作用下,使针阀左移压在阀座上并起密封作用。

喷油器的喷油量与针阀行程、喷口面积、喷油环境压力及燃油压力等因素有关,但这些因素一旦确定后,喷油量就由针阀的开启时间,即电磁线圈的通电时间来决定。各喷油器的喷油持续时间由电控单元控制,当某缸活塞处于进气行程时,电控单元指令喷油器喷油。[TOP]


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