06第六章：汽车新技术-电喷发动机.ppt

,汽车新技术（一） 电喷发动机,问题的提出 随着汽车工业的快速发展，其能源；排气污染的危机日趋严重。现在世界各国都高度重视此项工作，尤其汽车高度普及的美国，美国国会已通过“汽车排气零污染”的决议，他们也知道这是非常苛刻，甚至是不可能的，但因汽车保有量的剧增，不这样办，人们将无法在地球上继续生存下去。这就迫使汽车必须在现有基础上，在结构上作大的变革，生产出无污染的绿色汽车，所以出现了燃油喷射电子控制汽车、太阳能汽车、电动汽车等。,化油器式发动机的缺点： (1)混合气浓度调整不精确，而且是滞后于发动机的需要。在化油器中对浓度的调整是 当工况变化时，由人工控制机械式的调整，因此精度受到限制，且滞后于实际需求。 (2)混合气混合质量不理想。尤其是在转速变化或低速时，混合气混合不均匀，造成燃烧不完全。 (3)排气污染严重。由于上述二个原因，在怠速和工况变化时排气污染严重，这是化油器最致命的缺点，也是限止使用它的重要原因。 (4)振动大，易于熄火。工作时振动大，操作时稍不熟练，配合不好，在工况变化时易熄火。 (5)工作状况受发动机姿势影响。汽车上坡、下坡、振动、颠簸时都会对化油器正常工作产生不良影响。,电控基本原理,电控发动机基本组成： 1、进气系统。 包括空滤器、流量计、节气门体、进气总管、岐管等。 2、燃油系统。 燃油泵、燃油滤清器、喷油器、燃油压力调节器、供油总管等。 3、点火系统。 点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线等。,进气系统： 为发动机提供可燃混合气的 形成提供必需的空气。 空气流量由节气门来控制。 此间的传感器和控制阀有： 节气门体；空气流量计1、2； 进气压力传感器； 节气门位置传感器等。,空气流量计（翼片式）,进气压力（温度）传感器 （确定喷油量的另外一种方法） 1、半导体压敏电阻式进气压力传感器,2、电容式进气压力传感器 3、表面弹性波式（saw）进气压力传感器,节气门位置传感器 安装位置： 安装在节流阀体上，把节气门打开的角度转换成电压信号送到电脑（ecu). 作用： 怠速触点信号（idl)主要用于断油控制和点火提前角的修正。电脑根据vta （节气门开度输出信号）或psw（全负荷开关信号），增加喷油量，以提高发动机 的输出功率。,1、开关型节气门位置传感器 2、电位计型节气门位置传感器,燃油系统： 燃油泵、燃油滤清器、喷油器、燃油压力调节器、怠速控制阀、供油总管等,燃油泵,安装形式： 1、装在供油管路中。2、安装在燃油管路内。 作用： 供给燃油系统足够多的具有规定压力的汽油。,燃油滤清器,作用：把含在发动机燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物除去，防止燃油系统杜塞，减少机械磨损，确保发动机稳定行驶，提高可靠性。 性能：过滤效率高、寿命长、压力损失小、耐压性能好、体积小、重量轻。 耐压强度一般在500mpa以上。 滤芯元件： 菊花型、盘簧型,喷油器,燃油喷射系统的一个关键的执行器，它接受来自电脑送来的燃油脉冲信号，精确地计量燃油喷射量，因此，它是一种加工精度非常高地精密器件。要求其动态流量范围大、抗杜塞能力强及雾化效果好。 主要形式有： 轴针式、 球阀式 和片阀式。,燃油压力调节器,安装位置：燃油分配管的末端。 作用：使系统油压（即供油总管内的油压）与进气歧管压力之差保持常数，一般为250mpa。 这样，喷油量唯一 地取决于喷油器 地开启时间。,怠速控制阀,功用：1、稳定发动机地怠速转速，从而降低汽车怠速行驶时的燃油消耗量； 2、发动机在怠速运行时，若负荷增大，如接通空调、动力转向和液力变矩器等，则提高怠速转速（快怠速），以防止发动机熄火。 控制方式：主要是通过控制节气门旁通道的方式来实现怠速调整的。 主要结构形式：旋转滑阀式和步进电机式。,点火系统 点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线等。 电脑根据曲轴位置和转速传感器、水温传感器等工况传感器信号计算出点火时刻和通电时间，将此计算结果送至点火电子组件（点火器),由点火电子组件控制点火线圈的初级电路接通和断开，使火花塞点火。,曲轴位置和转速传感器,作用：最主要的传感器之一，控制点火时刻（点火提前角）不可或缺的信号源。其检测并输入发动机微机控制装置的信号包括活塞上止点即曲轴转角等两种，同时也是供测量发动机转速的信号源。 结构形式：磁脉冲式、光电式和霍尔式。,水温传感器,反馈控制电子元件 监测混合起燃烧情况、排气管中氧的含量用于修正点火参数。 传感器：爆震传感器、氧传感器（作用、原理）,电控系统的扩展控制 1、排气再循环（egr）控制,2、油气蒸发控制,发动机新技术简介,丰田的vvtl-i,variable valve timing&liftintake 可变气门正时与“两阶段式”升程系统,优点： 高速时具有足够大的功率； 低速时具有足够大的扭矩。,本田的vtec,variable valve timing and valve life electronic control system 可变气门配气相位和气门升程电子控制系统,发动机低速时，小活塞在原位置上，三根摇臂分离，主凸轮a和次凸轮b分别推动主摇臂a和次摇臂b，控制两个进气门的开闭，气门升量较少，情形好像普通的发动机。虽然中间凸轮c也推动中间摇臂c，但由于摇臂之间已分离，其它两根摇臂不受它的控制，所以不会影响气门的开闭状态。 发动机达到某一个设定的高转速（3500转/分）时，电脑即会指令电磁阀启动液压系统，推动摇臂内的小活塞，使三根abc摇臂锁成一体，一起由中间凸轮c驱动，由于中间凸轮比其它凸轮都高，升程大，所以进气门开启时间延长，升程也增大了。 当发动机转速降低到某一个设定的低转速时，摇臂内的液压也随之降低，活塞在回位弹簧作用下退回原位，三根摇臂分开。,进.排气阀于不同正时、重叠时间与升程搭配与组合下有不同的性能表现,可变进气道,长进气道 发动机在低转速时，空气经过长的进气道，使气缸充气最佳，且扭矩增大。,短进气道 发动机在高转速时，空气流经短进气道，可提高效率。,发动机新技术：可变压缩比发动机,一般发动机的压缩比是不可变动的，因为燃烧室容积及气缸工作容积都是固定的参数，在设计中已经定好。不过，为了使得现代发动机能在各种变化的工况中发挥更好的效率，以变对变来改善发动机的运行性能。其中气门可变驱动技术早已实现，做为重要参数的压缩比也有人尝试由固定不变改为“随机应变”，但由于涉及压缩比必然要涉及到整个发动机结构的改变，牵一而动百，难度很大，长期没有进展。现在这一难题已被瑞典的绅宝工程师克服。 近年绅宝（saab）开发的svc发动机以改变压缩比来控制发动机的燃油消耗量。它的核心技术就是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧室与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的客积，从而改变压缩比。其压缩比范围可从8：1至14：1之间变化。在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油；在发动机大负荷时采用低压缩比，并辅以机械增压器以实现大功率和高扭矩输出。绅宝svc发动机是1.6升5缸发动机，每缸缸径68毫米，活塞行程88毫米，最大功率166千瓦，最大扭矩305牛顿米，综合油耗比常规发动机降低了30%，并且满足欧洲号排放标准。,涡轮增压系统,增加空气进气量，增加循环供油量，提高了升功率和升扭矩。 提高了整机的使用经济性。,组成部件,工作原理,空气增压过程,增压压力调整过程,旁通阀,通电时，管路通,断电时，管路通,轿车用柴油机技术,1、直喷式柴油机的不足： a：喷油不均匀 b：产生残余压力下的二次喷射。 2、电喷柴油机的特点： a：高压缩比（12-22）； b：高喷射压力（120-200mpa） c：燃油消耗低（198g/kw.h）,mpa图 三维数据控制器,3、电喷柴油机系统组成： 传感器、ecu、执行机构,电控单元,n,me,t,油轨压力,蓄压器、共轨管,电控喷油器,高压油泵,低压油泵,燃油,3.1高压油轨（共轨管）,压力限制器,共轨压力传感器,液流缓冲器,ecd-12共轨管将油泵提供的高压燃油分配到各喷油器中，起蓄压器作用 （120-200mpa）。其管内压力波动控制在5mpa以内。 压力传感器向ecu提供压力信号； 液流缓冲器（限流器）保证在喷油器出现泄露时切断向喷油器供油。 压力限制器保证压力出现异常时，迅速将高压油规中的高压燃油泄回油箱。 3.2高压油泵 任何情况下，保证柴油机供油量需求使共规系统内压力与燃油喷射过程无关。,3.3电控喷油器 喷油器是共轨系统中最关键、最复杂、最精确的部件。 接ecu发出的控制信号， 通过控制电磁阀的打开与关闭， 按最佳的喷油时刻、喷油量、 喷油脉宽、喷油定时完成喷油， 进入燃烧室。 3.4高压油管、附件。,回油,电控电磁阀,高压油管接头,cng客车技术,以cng发动机为动力的客车。 cng客车的特点： a：cng气体以甲烷ch4为主，含有少量乙烷c2h6，丙烷c3h8 ，丁烷c4h10。 b：具有较高的辛烷值与热值。 c：汽油燃点比天然气低，易于自燃，cng气体是高燃点 低密度气体，安全性能好。 d：我国的储量大，燃烧稳定，燃烧完全、排放清洁。 e：1立方的cng相当于1升汽油，价格仅为2.1元，价格相比之下较为便宜。 f：可采用稀混合气燃烧，涡轮增压，多点喷射燃料，电控点火，闭环控制空燃比等技术。,cng客车配置须知,1、与冷却系统匹配 冷却散热量将