汽车电子控制技术

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1、缸内直喷式汽油机工作原理缸内直喷式汽油机,简称GDI系统(GasolineDirectInjection);又因为燃油是分层燃烧,又称FSI系统(FuelStratifiedInjection)。传统式的电喷汽油机是将汽油喷射在进气门外侧的进气歧管中,在进气过程和压缩过程中,利用时间和空间的混合方式,完成可燃混合气的形成,再点火燃烧作工。这样,燃油在气缸内滞留时间过长(接近3600曲轴转角),燃油的粘结损耗较大,加速响应性低,极易产生“爆燃”,气缸磨损也加大。能否和柴油机一样,在压缩终了,往缸内直接喷射燃油,迅速混合点火燃烧,这只是人们多少年来的一个梦想。缸内直喷式汽油机的主要结

2、构缸内直喷式汽油机,是在传统的电控喷射系统的基础上,改进研发的。在其他结构方面无过多的变化,只是在可燃混合气的形成方法上,和燃烧过程方面发生了概念性的变革。,1、轨道压力传感器为ECU提供轨道压力的高低,当压力达5MPa时,ECU指令停供电磁阀动作,推开高压油泵的片状进油阀,使高压油泵停止吸油而停供。此时,低压油泵也同步停止供油,维持规定的油压,如图1-168所示。2、直立式进气管产生下降大进气流,直接流入气缸,流速快,可达40~50m/s,充气效果好。与传统的横向进气管相比,它的进气涡流方向是相反的旋转,喷油后能在火花塞处形成浓油雾区。3、顶面弯曲活塞引导空气产生进气涡流和挤压

3、高速旋转涡流,以便形成理想地分层燃烧的可燃混合气。旋转涡流为“正向涡流”,与传统的“逆向涡流”方向相反,有利于混合气按浓稀方式层状分布,进行分层燃烧。4、采用两级串联式供油泵低压供油泵为电动涡轮式,油压为0.35MPa;高压供油泵为往复柱塞式,由凸轮轴驱动,使燃油轨道的油压不断堆积,产生5~5.5MPa的喷射油压,经喷油器高速喷入气缸,提高了雾化质量,形成旋转的燃气涡流。5、高压旋流式喷油器由ECU直接用脉冲电流的宽度,控制喷油量的多少,利用特殊的喷孔形状,向气缸内喷出旋转的雾状燃油,与挤压涡流快速的混合,以便点火燃烧。它没有进气管沉积油膜的缺点,又因喷油压力较高,喷油器的自洁功

4、能高,不易产生脏堵故障。6、特别指出,喷油器是属于瞬时高电压和大电流“峰值保持型”驱动方式(用100~110V和17~20A打开;又用限流电阻以3~5A的电流,保持开启状态)。又称为,强劲高频量化控制方式。喷油器可小型化,又缩短了“无效喷射时间”,开启速度快,响应性好,计量准确。为此,喷油器的检测方式,应使用专门的仪器(如MVT-2诊断仪),以防触电和逆变电源过载。所谓“无效喷射时间”,是因为电磁线圈有一定的阻抗,故开启时间较Tr管导通时间迟后,该时间无燃油喷出,故针阀升起和座落与喷油脉冲宽度并不吻合。三、缸内直喷式汽油机的工作原理1、气缸内涡流的运动如图1-172所示,在进气过

5、程中,通过“直立式进气管”,在气缸吸力的作用下,产生强大的下降气流,使充气效率得到提高。又在“顶面弯曲活塞”的作用下,形成比传统汽油机更强大的“滚动涡流”。这个滚动涡流,将压缩后期喷射出的旋转油雾,带到燃烧室中央的火花塞附近,然后及时点火燃烧,这是可燃混合气形成的革新手段。2、高压旋转油雾的产生高压旋转式喷油器,在压缩冲程的后期(此时,缸内压力为0.6~1.5MPa),以5~5.5MPa的高压喷射出旋转的油雾,卷入“滚动涡流”中,迅速吸热汽化,以层状混合状态,被卷到火花塞附近。此时,火花塞附近为“高浓度”混合气,极易点燃,缸内的燃气呈“稀包浓”状态(O2分子包围HC分子),在旋转

6、中逐层的剥离,并从内向外稳定地、彻底的分层燃烧,如图1-173所示。超稀薄的混合气,空燃比A/F可达30~40:1,与传统的汽油机相比,节油率可达40%,可使排气中的CO、HC、NOx等有害物质大幅度降低。3、起动性能的提高因燃油为直接喷入气缸,无燃油的粘结损耗,又因火花塞处为高浓度混合气,与传统的均质混合方式相比,起动性能得到提高,发动机在1~2个循环即可起爆运转。而5传统的均质混合发动机,需要十几个循环才能起爆运转。4、中小负荷工况时的喷油特点乘用车在市内行驶占有的时间为75%~85%,多在中、小负荷工况下工作,应在压缩行程后期喷油,以经济超稀薄混合气成分为主。1)节气门实际

7、优化开度的大小和快慢的反应调节能力;2)冷起动后,快怠速调节和最低稳定怠速的调节能力;3)额外负荷自动调节的能力(AC、灯光、转向助力、P/N挡等);4)防滑转扭矩控制的能力(包括雪地行驶);5)巡航控制升速、减速的能力;6)智能保护能力,提高了汽车的平稳性、舒服性及适应性;7)失效保护能力(电磁离合器断电,节气门维持快怠速状怠,缓慢回家);8)自诊断能力,全面提供该系统各电元件的故障代码(4个电元件代码)。柴油机蓄压式共轨喷油系统ECD-CR(BOSCH)手动/自动一体化自动变

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