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電噴發(fā)動機的組成和工作原理

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-10-25

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電噴車點火系統(tǒng)的工作原理從1957年美國公司推出了電子控制汽油噴射系統(tǒng)，這就是所謂的電子噴射，簡稱電噴。電噴技術(shù)為發(fā)動機，乃致整個運輸事業(yè)的發(fā)展開創(chuàng)了一個新紀元。起先是用的模擬電子噴射，后來發(fā)展到數(shù)字電子噴射。它的基本原理是微電腦（ecu）根據(jù)各種傳感器傳來的信號，通過分析、計算、判斷，從而精確地控制和選擇最佳點火和噴油時刻及噴油量。電子控制汽油噴油噴射的優(yōu)點主要表現(xiàn)為：一是對各種工況都能根據(jù)特定的目標對燃油定量實現(xiàn)最精確的優(yōu)化，且各工況之間能做到最佳匹配；二是可實現(xiàn)閉合控制，防止噴射密度的變化所帶來的噴油量偏差。在汽油機中，氣缸內(nèi)的可燃混合氣是由電火花點燃的，在汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)中，點火線圈是為點燃發(fā)動機汽缸內(nèi)空氣和燃油混合物提供點火能量的執(zhí)行部件。它基于電磁感應(yīng)的原理，通過關(guān)斷和打開點火線圈的初級回路，初級回路中的電流增加然后又突然減小，這樣在次級就會感應(yīng)產(chǎn)生點燃火花塞所需的高電壓。點火線圈可以認為是一種特殊的脈沖變壓器，它將10-12v的低電壓轉(zhuǎn)換成25000v或更高的電壓。為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內(nèi)。能夠按規(guī)定的時間在火花塞電極間產(chǎn)生電火花的全部設(shè)備稱為點火系統(tǒng)，點火系統(tǒng)通常由蓄電池、發(fā)電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。對于早期的機械觸點斷路器(即白金點火)和通過無分布器晶體管點火的機械高壓分布帽點火。以及后來的雙火花線圈。屬于微機控制點火系，主要由下列元件組成，監(jiān)測發(fā)動機運行狀況的傳感器、處理信號、發(fā)出指令的微處理機（ecu）、響應(yīng)微機指令的點火器、點火線圈等。微機控制點火系統(tǒng)由于不再配置真空離心點火提前調(diào)節(jié)裝置，點火提前角由微機控制，從而使發(fā)動機在各種情況下都可最佳地調(diào)整點火時刻，使點火提前到發(fā)動機剛好不發(fā)生爆震的范圍。微機控制的點火系統(tǒng)具有能量損失小、高速性能好、電磁干擾少及點火精度高等諸多優(yōu)點，目前在中高檔車上的應(yīng)用越來越多。采用無分電器點火方式同時點火，同時點火是指兩個氣缸合用一個點火線圈，即一個點火線圈有兩個高壓輸出端。點火系統(tǒng)是由幾個部份組成：微處理機（ecu），點火線圈，電子驅(qū)動模塊，高壓點火線，火花塞如圖：（注：由于沒有利亞納車的原理圖，此圖只作參考） 1.各種傳感器 2.電子控制單元 3點火器（電子驅(qū)動模塊）. 4.點火開關(guān) 5.12v蓄電池 6.點火線圈 7.火花塞 8.初級線圈 9.次級線圈下面講解一下各部件的特性和工作原理： 1、微處理機（ecu）一般車友所謂的電腦，指的是負責車輛與引擎狀況監(jiān)管的行車電腦，ecu--electronic control unit--電子控制單元。它由輸入信號傳感器、電子控制單元(ecu)及點火執(zhí)行器三部分組成。也就是我們所稱的ecu，是由一些主要的傳感器:如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻水溫、進氣溫度、節(jié)氣門位置、氧傳感器、進氣壓力...等信號經(jīng)ecu計算處理后送給執(zhí)行單元進行修正，以實現(xiàn)高精度的空燃比和最佳的點火正時的控制。ecu除了依照不同的行駛狀態(tài)來供給適當?shù)挠土?、調(diào)整點火角度與時機外，還必須負責控制各種電子配備，如冷氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及自我檢測系統(tǒng)等，對于車輛來說，ecu相當于人體的大腦，負責接受各種信號，經(jīng)由內(nèi)建的基礎(chǔ)程式判別后，來控制各個系統(tǒng)，以維持車輛正常的行駛。ecu按照預(yù)先設(shè)計的程序計算各種傳感器送來的信息，經(jīng)過處理以后，并把各個參數(shù)限制在允許的電壓電平上，再發(fā)送給各相關(guān)的執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行各種預(yù)定的控制功能。微處理機根據(jù)輸入數(shù)據(jù)和儲存在map中的數(shù)據(jù)，計算噴油時間、噴油量、噴油率和噴油定時等。并將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為與發(fā)動機運行匹配的隨時間變化的電量。以發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負荷為基礎(chǔ)，經(jīng)過ecu計算和處理，向噴油器、供油泵等發(fā)送動作指令，使每一個汽缸都有最合適的噴油量、噴油率和噴油定時，保證每一個汽缸進行最佳的燃燒。由于發(fā)動機的工作是高速變化的，而且要求計算精度高，處理速度快，因此，ecu的性能應(yīng)當隨發(fā)動機技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，微處理器的內(nèi)存越來越大，信息處理能力越來越強。這個信號輸入電子點火控制器，經(jīng)過大功率晶體管前置電路放大、整形處理后，控制高能干式點火線圈初級的充電和放電過程，當功率管導(dǎo)通時，點火線圈初級也導(dǎo)通，點火線圈貯能，當信號使控制器功率管截止時，點火線圈初級斷路，在線圈次級感應(yīng)出瞬時高壓。由微控制器發(fā)出的控制信號經(jīng)過點火器中的功率三極管的驅(qū)動放大,(注：我未拆卸過利亞納車的ecu，有些車是使用功率模塊或者是達林頓，或直接將點火電子控制單元以微控制器為核心,并由電源、輸入信號整形處理、驅(qū)動放大電路和通訊電路等功能模塊構(gòu)成。) 不管是用哪一種方式，原理都是一樣．是實現(xiàn)了對初級電路的通斷電控制。即點火控制：包括點火順序控制、點火定時控制和點火能量控制。點火系統(tǒng)應(yīng)按發(fā)動機的工作順序進行點火,即點火順序應(yīng)與發(fā)動機的工作順序一致,否則不能適時點著混合氣,發(fā)動機就不能正常工作。點火定時控制的目的是使發(fā)動機功率輸出大、油耗低、爆震小和排放低,點火系統(tǒng)必須在最有利的時刻點火,并需在上述目標之間進行折衷。點火時刻用點火提前角來表示,從火花塞開始跳火到活塞運行至壓縮行程上止點的時間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過的角度被稱為點火提前角。發(fā)動機在不同工況下的最佳點火提前角是不同的。在微機控制的點火系統(tǒng)中,根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負荷等傳感器的信號確定發(fā)動機運行工況,計算出最佳的點火時刻,并由微控制器輸出控制信號,使功率三極管截止、初級電路斷電,從而實現(xiàn)控制。２、點火線圈在汽車發(fā)動機點火系統(tǒng)中，點火線圈是為點燃發(fā)動機汽缸內(nèi)空氣和燃油混合物提供點火能量的執(zhí)行部件。它基于電磁感應(yīng)的原理，通過關(guān)斷和打開點火線圈的初級回路，初級回路中的電流增加然后又突然減小，這樣在次級就會感應(yīng)產(chǎn)生點燃火花塞所需的高電壓。點火線圈可以認為是一種特殊的脈沖變壓器，它將10-12v的低電壓轉(zhuǎn)換成25000v或更高的電壓。主要是通過初級線圈繞組的電流作為磁場儲存。當初級線圈繞組電流突然被切斷（通過功率晶體管斷開電路接地端）時，磁場衰減，使次級線圈繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該感應(yīng)電動勢的電壓足以使火花塞放電，我們稱其為電感放電式點火。(如圖). 另外也有電容放電式點火系統(tǒng)，通常被稱為 cdi點火方式。我們的利亞納車沿用的是閉磁路固體式點火線圈，主要由低壓線圈繞組、高壓線圈繞組再串聯(lián)高壓阻尼電阻后分二路輸出、閉磁路鐵芯、外殼以及固體填充物等組成（其外形結(jié)構(gòu)如圖所示）。 3、點火線圈中另一組成部件—高壓線。高壓導(dǎo)線顧名思義就是肩負著傳輸由高壓線圈所發(fā)出的高壓電流到火花塞的任務(wù)。高壓線其實是很簡單的絕緣導(dǎo)線,一條最普通的金屬導(dǎo)線外包上高強度絕緣體就是了。它的最主要質(zhì)量指標就是能在較高、低溫下有良好的絕緣強度。它通過的電流很小,對里面的金屬導(dǎo)線要求甚低；通過的電壓很高(15000v-40000v)，所以要求的絕緣材料絕緣系數(shù)甚高。它的主要毛病就是絕緣材料老化絕緣強度下降而產(chǎn)生漏電。一組優(yōu)良的高壓導(dǎo)線必須具備最少的電流損耗及避免高壓電傳輸過程產(chǎn)生的電磁干擾。因此高壓點火線設(shè)計成為帶電阻值的，這個電阻在電路學(xué)里面叫阻尼電阻。高壓線電阻的大小是根據(jù)各種不同的高壓輸出系統(tǒng)設(shè)計而不同，有的只有幾百歐姆，有的達到10k以上。當然帶阻尼電阻的高壓線只有電噴車上才使用的，以前的白金汽車點火系統(tǒng)化油器車輛無需這玩兒。: 回答者：網(wǎng)友

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