電噴發(fā)動機(jī)技術(shù)概述

1、生產(chǎn)實習(xí)報告電噴發(fā)動機(jī)技術(shù)概述學(xué) 生： 林凱 學(xué) 號： 20112340 課程教師： 鞠萍華 專業(yè)班級： 11級機(jī)自01班 重慶大學(xué).機(jī)械工程學(xué)院電噴發(fā)動機(jī)技術(shù)概述機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 20112340 林凱摘要隨著國民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，汽車行業(yè)已成為我國的支柱行業(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、旅游等消費用品，汽車技術(shù)的發(fā)展是人類文明歷史的見證。汽車現(xiàn)在的發(fā)展十分迅速同時也帶來了一些負(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)動機(jī)多為往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，簡稱活塞式內(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)動機(jī)是汽車的動力來源，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。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、潤滑、冷卻、點火、起動五大系統(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，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)里特顯著起獨特的優(yōu)點。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)動機(jī)概述電噴發(fā)動機(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）來控制發(fā)動機(jī)的供油過程。如汽油機(jī)電噴系統(tǒng)就是通過各種傳感器將發(fā)動機(jī)的溫度、空燃比、油門狀況、發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、曲軸位置、車輛行駛狀況等信號輸入電子控制裝置，電子控制裝置根據(jù)這些信號參數(shù)，計算并控制發(fā)動機(jī)各氣缸所需要的噴油量和噴油時刻，將汽油在一定壓力下通過噴油器噴入到進(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)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中的發(fā)動機(jī)稱為電噴發(fā)動機(jī)。2發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的發(fā)展 始于20世紀(jì)60年代，分為三個

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)能三大問題，研制出電控汽油噴射系統(tǒng)、電子控制防滑制動裝置和電控點火系統(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)動機(jī)多個領(lǐng)域。3發(fā)動機(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)信號等對噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動機(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)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。 發(fā)動

5、機(jī)使用電控汽油噴射技術(shù)的優(yōu)點: (1)進(jìn)氣系統(tǒng)無喉管和預(yù)熱的影響；無流動損失和搶氣的影響；無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計量控制，均勻點噴，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“動力性”、“經(jīng)濟(jì)性”、“凈化性”。3.2 電控點火系統(tǒng)功用：是點火提前角控制 。根據(jù)各相關(guān)傳感器信號，判斷發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件，選擇最理想的點火提前角點燃混合氣，從而改善發(fā)動機(jī)的燃燒過程，以實現(xiàn)提高發(fā)動機(jī)動力性、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)動機(jī)怠速工況下，根據(jù)發(fā)動機(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，通過怠速控制閥對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，使發(fā)動機(jī)隨時以最佳怠速轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 關(guān)于電噴車空檔滑行是否省油的問題？很多專家都說電噴車空檔滑行不省油 原因很簡單，當(dāng)帶檔不給油的時候，如果此時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高過怠速時的轉(zhuǎn)速，發(fā)動機(jī)停止供油，直至發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速跌至怠速以下時，才重新供油；若摘空檔，發(fā)動機(jī)一下子就失去了來自驅(qū)動輪的動力(發(fā)動機(jī)與驅(qū)動輪之間的動力是雙向的)，轉(zhuǎn)速跌落的非?？欤@個時候為了保證發(fā)動機(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：主要是對發(fā)動機(jī)排放控制裝置的工作實行電子控制。排放控制的項目主要包括：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)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行控制，以提高發(fā)動機(jī)的充氣效率，從而改善發(fā)動機(jī)動力性。 3.6 增壓控制系統(tǒng)功用：是對發(fā)動機(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)檢測到的進(jìn)氣管壓力，對增加裝置進(jìn)行控制，從而控制增壓裝置對進(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，自動控制發(fā)動機(jī)工作，使汽車自動維持一定車速行駛。 3.8 警告系統(tǒng)功用：由ECU控制各種指示和報警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能及時

8、發(fā)出信號警告提示 。3.9 自診斷與報警系統(tǒng)功用：用來提示駕駛員發(fā)動機(jī)有故障；同時，系統(tǒng)將故障信息以設(shè)定的數(shù)碼(故障碼)形式儲存在存儲器中，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，控制系統(tǒng)自動按電腦中預(yù)先設(shè)定的參考信號值工作，以便發(fā)動機(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，自動啟用備用系統(tǒng)(備用集成電路)，按設(shè)定的信號控制發(fā)動機(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)的控制方式比較簡單，ECU只根據(jù)傳感器信號對執(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)對其控制過程沒有影響。 開環(huán)控制ECU根據(jù)傳感器的信號對執(zhí)行器進(jìn)行控制，但不去檢測控制結(jié)果； 閉環(huán)控制也叫反饋控制，在開環(huán)的基礎(chǔ)上，它對控制結(jié)果進(jìn)行檢測，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輸入裝置、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行元件三部分信號輸入裝置(各種傳感器)電子控制單元(ECU)執(zhí)行元件 信號輸入裝置：各種傳感器，用于采集控制系統(tǒng)所需的信息，并將其轉(zhuǎn)換成電信號通過線路輸送給ECU。 常用的傳感器有：空氣流量計、進(jìn)氣管絕對壓力傳感器、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、起動開關(guān)、空調(diào)開關(guān)、檔位開關(guān)、制動燈開關(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，并對所接受的信號進(jìn)行存儲、計算和分析處理，根據(jù)計算和分析的結(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)行某項控制功能的裝置。常用的執(zhí)行元件有：噴油器、點火器、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)動機(jī)供給空氣并測量進(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)動機(jī)各個氣缸供給混合氣燃燒所需的燃油量。 組成：燃油箱、電動燃油泵、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)動機(jī)的工況信號，根據(jù)各種傳感器的信號，由ECU進(jìn)行綜合分析和外理，確定最佳噴油量、最佳噴油時刻以及最佳點火時刻等，從而提高發(fā)動機(jī)的動力性、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）多點噴射多點噴射系統(tǒng)中，每個氣缸有一個專用的噴油器用于為該氣缸提供汽油。2）單點噴射單點噴射系統(tǒng)中，幾個氣缸共用一個噴油

12、器生成混合氣。單點噴射因噴油器在節(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)動機(jī) 4-進(jìn)氣歧管；5-噴油器；6-發(fā)動機(jī)6.2 按噴油地點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，用于單點噴射。其缺點是，進(jìn)與管壁上會形成燃油油膜，在一定的條件下，油膜又會蒸發(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，而柴油噴射發(fā)生在壓縮沖釋將要結(jié)束時。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)氣門是電動的，由計算機(jī)控制，油門踏板是一個位置傳感器，它跟節(jié)氣門之間沒有直接的機(jī)械聯(lián)系油門踏板踩下不多時節(jié)氣門是全開的，但當(dāng)油門踏板踩下較深時節(jié)氣門反而不是全開的超稀薄燃燒，其空燃比可超過理論當(dāng)量空燃比的2 倍，缸內(nèi)燃油和空氣的混臺氣不均勻，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)動機(jī)運(yùn)行過程中連續(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)動機(jī)一個工作循環(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噴射，又可用于單點噴射，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，多點間歇噴射按各缸噴油相位又可分為： 同時噴射。各缸噴油器同時噴油。此時各缸噴油相位不同，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)械控制通過機(jī)械裝臂將發(fā)動機(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，以實現(xiàn)燃油定量控制。2）電子控制利用傳感器采集發(fā)動機(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）或轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)角法（利用轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門轉(zhuǎn)角信號）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定單位時間

16、吸氣量，再根據(jù)發(fā)動機(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先經(jīng)過模數(shù)（A / D ）轉(zhuǎn)換，然后送往數(shù)字計算機(jī)進(jìn)行處理。7汽油噴射的特點汽油噴射本身相對于化油器有如下優(yōu)點7.1 降低缸內(nèi)溫度燃油直接噴入缸內(nèi)，會有燃油在進(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燃油辛烷值和沸騰范圍的要求。7.2 可增大氣門疊開角，實現(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)動機(jī)中實現(xiàn)點火，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噴射是無法達(dá)到這一