輕型客車電控燃油噴射的系統方案
隨著世界環境保護的呼聲越來越高,國家環保局已發文規定,從2001 年10 月1 日禁止銷售生產達不到歐I 號標準的M 類的和N1 類汽車,化油器式的汽油車已無法達到此要求。因此各個整車廠紛紛配備電控燃油噴射系統的發動機,電控燃油噴射系統具有化油器式車無法比擬的優點,所以一般輕型客車采用了電控燃油噴射系統,排放達歐洲II 號標準,電控燃油噴射系統具有以下優點:
1) 發動機的充氣效率、發動機的功率和扭矩都比較大。因為汽油直接噴射沒有喉管節流損失;同時汽油噴油器定壓(2~3bar)噴出的霧化好,因此可以適當增加進氣歧管的截面,利用進氣慣性吸進更多的混合氣,充氣量大。
2) 汽油噴射特別是電控燃油噴射系統可以保證隨發動機的工況不同、使用場合不同而配制、供應最佳的連續的精確的空燃比(燃油混合氣成分),電控單元(ECU)的控制速度越來越快。
3) 汽油噴射能保證進入各缸的混合氣的質和量都比較均勻,確保各缸的動力性和經濟性的最佳狀態。
4) 在電控噴射系統中當節氣門關閉而發動機轉速超過預定轉速時,電控單元就使油泵停止供油,噴油停止,減少HC 排量,降低油耗,改善了排放,汽油噴射霧化質量穩定,燃燒完全。
5) 加速性能好,在電控噴射系統中電控單元能快速、精確改變噴油量;再加上噴油器安裝在進氣歧管中進氣門前方,使送至氣缸的混合氣濃度及時隨節氣門開度變化而立即改變。
6) 起動(特別冷起動)、暖機、怠速等過渡工況性能好。
7) 由于各缸混合氣在質與量兩方面都十分均勻分配,汽油噴射發動機就可能使用辛烷值低的燃料約(3 個單位),允許有高的壓縮比,同時也可使爆燃的傾向減少。
8) 通過燃油噴射,可以按氣缸內不同位置實現分層燃燒,例如在火花塞附近用濃混合氣以保證點火,末端的混合氣用稀混合氣可防止爆燃燃燒。
9) 隨著電控燃油噴射技術的應用,很多新技術已在發動機上得到推廣應用;高壓縮比和稀混合氣的燃燒系統,頂置雙凸輪軸的四氣門、五氣門的機構,可變壓縮比,可變配氣定時,可控進氣管道與可變進氣渦流系統,以及增壓、中冷技術在轎車發動機上均得到應用,使發動機的燃油經濟性、功率和排放等綜合性進一步提高。
總之,采用燃油噴射方式的最大優點是能按照發動機的不同工況和復雜的使用條件,非常精確地供應發動機此時所需要的最佳混合氣成分;汽油噴射發動機可以進行稀薄燃燒(lean burn),其動力性、經濟性、排放等都比用化油器式發動機要好得多。試驗表明,一般可提高功率10%,節省燃油5%~20% 。此外,起動性、加速性也都相應改善。利用氧傳感器與電控單元構成對最佳排放所需空燃比的閉環控制可大改善排放。
1 輕型客車電控燃油系統的基本組成及工作原理
1.1 系統組成
輕型客車電控燃油系統采用的是典型的閉環電控多點燃油順序噴射系統,該系統組成如下圖:
1.2.1 空氣流量傳感器
*1 空氣流量傳感器安裝在空氣濾清器后方的進氣道上,其原理是利用卡曼旋渦原理制成的空氣流量計,是一種容積式流量計,故需測定進氣溫度、進氣壓力,對密度加以修正;空氣的體積流量為:
Q=A0βdf/S
d——放置于空氣管道中的圓柱體直徑(m);
β——直徑比,β=d/D 其中D 為管道直徑;
A0——圓柱體的橫截面積。
對于一個具體的卡爾曼旋渦式空氣流量計而言,直徑D、圓柱體旋渦發生體直徑d 以及β均是一個定值,故以上兩種旋渦發生體傳感器的體積流量為:
Q=Kf (式中K 為比例常數)
此式即說明卡爾曼旋渦流量傳感器輸出頻率f 與空氣體積流量Q 成正比。因此,只要測得f,就可以得空氣流速,進而可求得空氣的體積流量。
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