電噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)概述

1、生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告電噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)概述學(xué) 生： 林凱 學(xué) 號(hào)： 20112340 課程教師： 鞠萍華 專業(yè)班級(jí)： 11級(jí)機(jī)自01班 重慶大學(xué).機(jī)械工程學(xué)院電噴發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)概述機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 20112340 林凱摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，汽車行業(yè)已成為我國(guó)的支柱行業(yè)。它開始走進(jìn)了我們的生活，它成為了人類密不可分的伙伴。汽車既可以作為運(yùn)輸生產(chǎn)用品，又可以作為代步、休閑、旅游等消費(fèi)用品，汽車技術(shù)的發(fā)展是人類文明歷史的見(jiàn)證。汽車現(xiàn)在的發(fā)展十分迅速同時(shí)也帶來(lái)了一些負(fù)面影響，交通條件、安全、環(huán)境污染也成了日益嚴(yán)重的問(wèn)題。汽車安全、環(huán)保、節(jié)能是當(dāng)今汽車技術(shù)發(fā)展的方向。關(guān)鍵字：電噴發(fā)動(dòng)機(jī)；電子控制系統(tǒng)；噴射系

2、統(tǒng)前言現(xiàn)代汽車用的發(fā)動(dòng)機(jī)多為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，簡(jiǎn)稱活塞式內(nèi)燃機(jī)。它是將燃料在氣缸內(nèi)燃燒，使其熱能直接轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力來(lái)源，其質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著汽車的性能、可靠程度和壽命。汽油機(jī)是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)機(jī)型，由于其工作柔和、噪聲低、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、升功率高、比質(zhì)量輕，所以在轎車和輕型車是占優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的汽油機(jī)通常由曲柄連桿、配氣兩大機(jī)構(gòu)和燃料供給、潤(rùn)滑、冷卻、點(diǎn)火、起動(dòng)五大系統(tǒng)組成。汽車現(xiàn)在的發(fā)展十分迅速，由于化油器的種種缺點(diǎn)，所以不能在滿足汽車發(fā)展的需要，新一代的電噴技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，在汽車行業(yè)里特顯著起獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。電控技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用體現(xiàn)了汽車行業(yè)飛速的發(fā)展，是促進(jìn)人類追求人與自然

3、和諧相處的又一重大舉措。1電噴發(fā)動(dòng)機(jī)概述電噴發(fā)動(dòng)機(jī)是采用電子控制裝置，取代傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)（如化油器）來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的供油過(guò)程。如汽油機(jī)電噴系統(tǒng)就是通過(guò)各種傳感器將發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度、空燃比、油門狀況、發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、曲軸位置、車輛行駛狀況等信號(hào)輸入電子控制裝置，電子控制裝置根據(jù)這些信號(hào)參數(shù)，計(jì)算并控制發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸所需要的噴油量和噴油時(shí)刻，將汽油在一定壓力下通過(guò)噴油器噴入到進(jìn)氣管中霧化。并與進(jìn)入的空氣氣流混合，進(jìn)入燃燒室燃燒，從而確保發(fā)動(dòng)機(jī)和催化轉(zhuǎn)化器始終工作在最佳狀態(tài)。這種由電子系統(tǒng)控制將燃料由噴油器噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為電噴發(fā)動(dòng)機(jī)。2發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展 始于20世紀(jì)60年代，分為三個(gè)

4、階段： 第一階段，從20世紀(jì)60年代中期到70年代中期，主要是為了改善部分性能而對(duì)汽車產(chǎn)品進(jìn)行的技術(shù)改造； 第二階段，從20世紀(jì)70年代末期到90年代中期，為解決安全、污染、和節(jié)能三大問(wèn)題，研制出電控汽油噴射系統(tǒng)、電子控制防滑制動(dòng)裝置和電控點(diǎn)火系統(tǒng)；第三階段，20世紀(jì)90年代中期以后，電子技術(shù)廣泛的應(yīng)用在底盤、車身、和發(fā)動(dòng)機(jī)多個(gè)領(lǐng)域。3發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)3.1 電子燃油噴射系統(tǒng)(EFI)功用：根據(jù)進(jìn)氣量確定基本噴油量，再根據(jù)其他傳感器(如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等)信號(hào)等對(duì)噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。 發(fā)動(dòng)

5、機(jī)使用電控汽油噴射技術(shù)的優(yōu)點(diǎn): (1)進(jìn)氣系統(tǒng)無(wú)喉管和預(yù)熱的影響；無(wú)流動(dòng)損失和搶氣的影響；無(wú)霧化不良和分配不均的影響。 (2)因而充氣效率好、燃燒條件好、熱效率高。(3)利用電腦ECU計(jì)量控制，均勻點(diǎn)噴，隨機(jī)修正，能使空燃比(A/F)控制在14.7最佳區(qū)域內(nèi)。(4)獲得了更佳的“動(dòng)力性”、“經(jīng)濟(jì)性”、“凈化性”。3.2 電控點(diǎn)火系統(tǒng)功用：是點(diǎn)火提前角控制 。根據(jù)各相關(guān)傳感器信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，選擇最理想的點(diǎn)火提前角點(diǎn)燃混合氣，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染的目的。 3.3 怠速控制系統(tǒng)功用：是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、空

6、調(diào)壓縮機(jī)是否工作、變速器是否掛入擋位等，通過(guò)怠速控制閥對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)以最佳怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 關(guān)于電噴車空檔滑行是否省油的問(wèn)題？很多專家都說(shuō)電噴車空檔滑行不省油 原因很簡(jiǎn)單，當(dāng)帶檔不給油的時(shí)候，如果此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高過(guò)怠速時(shí)的轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)停止供油，直至發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速跌至怠速以下時(shí)，才重新供油；若摘空檔，發(fā)動(dòng)機(jī)一下子就失去了來(lái)自驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力(發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力是雙向的)，轉(zhuǎn)速跌落的非?？?，這個(gè)時(shí)候?yàn)榱吮ＷC發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火，就必須供油以維持最基本的怠速。 3.4 排放控制系統(tǒng) 功用：主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制裝置的工作實(shí)行電子控制。排放控制的項(xiàng)目主要包括：廢氣再循環(huán)(EGR)控制，活性

7、炭罐電磁閥控制，氧傳感器和空燃比閉環(huán)控制，二次空氣噴射控制等。 3.5 進(jìn)氣控制系統(tǒng)功用：主要是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性。 3.6 增壓控制系統(tǒng)功用：是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓裝置的工作進(jìn)行控制。在裝有廢氣渦輪增壓裝置的汽車上，ECU根據(jù)檢測(cè)到的進(jìn)氣管壓力，對(duì)增加裝置進(jìn)行控制，從而控制增壓裝置對(duì)進(jìn)氣增壓的強(qiáng)度。 3.7 巡航控制系統(tǒng)功用：設(shè)定巡航控制模式后，ECU根據(jù)汽車運(yùn)行工況和運(yùn)行環(huán)境信息，自動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作，使汽車自動(dòng)維持一定車速行駛。 3.8 警告系統(tǒng)功用：由ECU控制各種指示和報(bào)警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能及時(shí)

8、發(fā)出信號(hào)警告提示 。3.9 自診斷與報(bào)警系統(tǒng)功用：用來(lái)提示駕駛員發(fā)動(dòng)機(jī)有故障；同時(shí)，系統(tǒng)將故障信息以設(shè)定的數(shù)碼(故障碼)形式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，以便幫助維修人員確定故障類型和范圍 。 3.10 失效保護(hù)系統(tǒng)功用：主要是當(dāng)傳感器或傳感器線路發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)按電腦中預(yù)先設(shè)定的參考信號(hào)值工作，以便發(fā)動(dòng)機(jī)能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 3.11 應(yīng)急備用系統(tǒng) 功用：是當(dāng)控制系統(tǒng)電腦發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)啟用備用系統(tǒng)(備用集成電路)，按設(shè)定的信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，以防車輛停駛在路途中。 4電控系統(tǒng)的控制方式與組成4.1 控制方式開環(huán)控制系統(tǒng)的控制方式比較簡(jiǎn)單，ECU只根據(jù)傳感器信號(hào)對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行控制，而控制的結(jié)果

9、是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)對(duì)其控制過(guò)程沒(méi)有影響。 開環(huán)控制ECU根據(jù)傳感器的信號(hào)對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制，但不去檢測(cè)控制結(jié)果； 閉環(huán)控制也叫反饋控制，在開環(huán)的基礎(chǔ)上，它對(duì)控制結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，并反饋給ECU。 4.2基本組成 任何一種電子控制系統(tǒng)，其主要組成都可分為信號(hào)輸入裝置、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行元件三部分信號(hào)輸入裝置(各種傳感器)電子控制單元(ECU)執(zhí)行元件 信號(hào)輸入裝置：各種傳感器，用于采集控制系統(tǒng)所需的信息，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)通過(guò)線路輸送給ECU。 常用的傳感器有：空氣流量計(jì)、進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、車速傳感器、爆

10、燃傳感器、起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、檔位開關(guān)、制動(dòng)燈開關(guān)等。 電子控制單元(ECU)：給傳感器提供參考電壓，接受傳感器或其他裝置輸入的電信號(hào)，并對(duì)所接受的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析處理，根據(jù)計(jì)算和分析的結(jié)果向執(zhí)行元件發(fā)出指令。 執(zhí)行元件：受ECU控制，具體執(zhí)行某項(xiàng)控制功能的裝置。常用的執(zhí)行元件有：噴油器、點(diǎn)火器、怠速控制閥、EGR閥、炭罐電磁閥、油泵繼電器、節(jié)氣門控制電機(jī)、二次空氣噴射閥、儀表顯示器等。5電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本組成及功能5.1空氣供給系統(tǒng) 功用：為發(fā)動(dòng)機(jī)供給空氣并測(cè)量進(jìn)入氣缸的空氣量。 組成：空氣濾清器、空氣流量傳感器、進(jìn)氣軟管、節(jié)氣門體、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣溫度傳感器

11、等。a)L型 b)D型5.2燃油供給系統(tǒng) 功用：向發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)氣缸供給混合氣燃燒所需的燃油量。 組成：燃油箱、電動(dòng)燃油泵、輸油管、燃油濾清器、油壓調(diào)節(jié)器、燃油分配管、噴油器和回油管等組成。5.3電子控制系統(tǒng)由傳感器、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行器組成，功用是由傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)的工況信號(hào)，根據(jù)各種傳感器的信號(hào)，由ECU進(jìn)行綜合分析和外理，確定最佳噴油量、最佳噴油時(shí)刻以及最佳點(diǎn)火時(shí)刻等，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。6電子控制燃油噴射系統(tǒng)的分類6.1按噴油器數(shù)量l）多點(diǎn)噴射多點(diǎn)噴射系統(tǒng)中，每個(gè)氣缸有一個(gè)專用的噴油器用于為該氣缸提供汽油。2）單點(diǎn)噴射單點(diǎn)噴射系統(tǒng)中，幾個(gè)氣缸共用一個(gè)噴油

12、器生成混合氣。單點(diǎn)噴射因噴油器在節(jié)氣門體上噴油而得名節(jié)氣門體噴射。又因各缸由一個(gè)噴油器集中供油，故又稱集中噴射或中央噴射。 1-汽油；2-空氣；3-節(jié)氣門； 1-汽油；2-空氣；3-節(jié)氣門； 4-進(jìn)氣歧管；5-噴油器；6-發(fā)動(dòng)機(jī) 4-進(jìn)氣歧管；5-噴油器；6-發(fā)動(dòng)機(jī)6.2 按噴油地點(diǎn)1）噴在節(jié)氣門上噴油器裝在節(jié)氣門體上，燃油噴在節(jié)氣門閥板上，用于單點(diǎn)噴射。其缺點(diǎn)是，進(jìn)與管壁上會(huì)形成燃油油膜，在一定的條件下，油膜又會(huì)蒸發(fā)成燃油蒸汽，因而干擾燃油定量的準(zhǔn)確性。 2）噴在進(jìn)氣門前噴油器裝在進(jìn)氣管上，燃油噴在進(jìn)氣門前，又稱進(jìn)氣口噴射。顯然，只有多點(diǎn)噴射才能采用上述噴射方式。 3）噴入氣缸這種燃油噴射又

13、稱為直接噴射。這種情況有點(diǎn)像柴油機(jī)，直接將燃油噴入氣缸。但與柴油噴射有根本區(qū)別，主要表現(xiàn)在噴油時(shí)刻不同。汽油直接噴射發(fā)生在壓縮沖程開始前或剛開始時(shí)，而柴油噴射發(fā)生在壓縮沖釋將要結(jié)束時(shí)。所以，現(xiàn)代汽油直噴技術(shù)（GDI）具有如下特征電子控制節(jié)氣門是電動(dòng)的，由計(jì)算機(jī)控制，油門踏板是一個(gè)位置傳感器，它跟節(jié)氣門之間沒(méi)有直接的機(jī)械聯(lián)系油門踏板踩下不多時(shí)節(jié)氣門是全開的，但當(dāng)油門踏板踩下較深時(shí)節(jié)氣門反而不是全開的超稀薄燃燒，其空燃比可超過(guò)理論當(dāng)量空燃比的2 倍，缸內(nèi)燃油和空氣的混臺(tái)氣不均勻，噴油壓力可高達(dá)12Mpa 采用豎直的立式進(jìn)氣口噴油器噴出的油束帶渦旋活塞頂面彎曲成特殊的形狀，跟立式進(jìn)氣口相配合形成翻滾

14、氣流。6.3 按噴油的連續(xù)性1）連續(xù)噴射在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)不斷地噴油，連續(xù)噴射不能用于直接噴入氣缸的情況。2）間歇噴射噴油系統(tǒng)只在發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中一定的曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)噴油。間歇噴射既可用于多點(diǎn)噴射，又可用于單點(diǎn)噴射，既可用于噴入氣缸，也可用于噴在進(jìn)氣門前或節(jié)氣門上。目前生產(chǎn)的汽油噴射裝置幾乎都采用間歇噴射。其中，多點(diǎn)間歇噴射按各缸噴油相位又可分為： 同時(shí)噴射。各缸噴油器同時(shí)噴油。此時(shí)各缸噴油相位不同，因而各缸混合氣生成的條件不同，造成氣缸與氣缸之間的差異。 成組噴射。各缸噴油器分成若干組。同組噴油器同時(shí)噴射。組與組之間以均勻的曲軸轉(zhuǎn)角間隔噴油。 順序噴射。各缸噴油器都在各自固定的曲軸相

15、位噴油，效果最佳，是目前流行的方式。6.4 按汽油噴射控制方式1）機(jī)械控制通過(guò)機(jī)械裝臂將發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、大氣壓力等信息傳遞給噴油裝置，以實(shí)現(xiàn)燃油定量控制。2）電子控制利用傳感器采集發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度等信息，利用電子控制單元對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理，最終由電子控制單元發(fā)出指令，通過(guò)燃油泵、噴油器等執(zhí)行器控制燃油定量?，F(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射裝置都是電子控制的。按負(fù)荷信息傳感方法又可分為： 間接傳感。用轉(zhuǎn)速-密度法（利用轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣歧管壓力信號(hào)）或轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)角法（利用轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門轉(zhuǎn)角信號(hào)）間接確定每循環(huán)吸氣量，進(jìn)而確定噴油定量。 直接傳感。用空氣流量傳感器直接測(cè)定單位時(shí)間

16、吸氣量，再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速算出每循環(huán)吸氣量，進(jìn)而確定燃油定量。電子控制汽油噴射裝置按信息處理方式又可分為模擬式。采用模擬電路處理數(shù)據(jù)（信息）。 數(shù)字式。采用數(shù)字電路處理數(shù)據(jù)，目前為電子控制汽油噴射所普遍采用。傳感器輸出的模擬信號(hào)先經(jīng)過(guò)模數(shù)（A / D ）轉(zhuǎn)換，然后送往數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。7汽油噴射的特點(diǎn)汽油噴射本身相對(duì)于化油器有如下優(yōu)點(diǎn)7.1 降低缸內(nèi)溫度燃油直接噴入缸內(nèi)，會(huì)有燃油在進(jìn)入氣缸后吸熱汽化，導(dǎo)致缸內(nèi)溫度降低。所以，一方面可增加吸入的空氣量，因而提高轉(zhuǎn)矩和功率；另一方面降低爆震傾向，在燃油辛烷值保持不變的情況下可增大點(diǎn)火提前角或提高壓縮比0.5-1.5，因而降低油耗，或者在壓縮比保持不變的情況下可放松對(duì)燃油辛烷值和沸騰范圍的要求。7.2 可增大氣門疊開角，實(shí)現(xiàn)純空氣掃氣因吸入的空氣充量中不含燃油，故可適當(dāng)增大氣門疊開角而不至于造成未燃燃油外逸。有可能利用純空氣掃氣，既增加吸入的空氣量，又降低油耗和排放。7.3 便于實(shí)現(xiàn)分層充量、稀薄燃燒稀薄燃燒（空燃比大于22-23 ) 可降低油耗、改善排放，為汽油機(jī)的重要發(fā)展方向之一。為了在稀薄燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，必須在汽油機(jī)中造成非均質(zhì)混合氣，這就是分層充量。僅僅依靠化油器或單點(diǎn)噴射是無(wú)法達(dá)到這一