影响喷油嘴喷油的因素.doc

_影响喷油嘴喷油的因素喷油量由电脑控制。电脑根据各种传感器测得的发动机进气量、转速、节气门开度、水温、进气温度等诸多运转参数，按设定的程序进行计算，并按计算结果向喷油器发出电脉冲，通过改变每个电脉冲的宽度来控制各喷油器每次喷油的持续时间，从而达到控制喷油量的目的，电脉冲的宽度越大，喷油持续时间越长，喷油量也越大。发动机在不同工况下运转，对混合气浓文艺报要求也不同，特别是在一些特殊工况下（如启动、急加速、急减速等），对混合气浓度有特殊的要求，电脑要根据有关传感器测得的运转工况，按不同的方式控制喷油量，喷油量的控制方式大致可分为启动控制、运转控制、断油控制和反馈控制等几种。1、启动喷油控制启动时，发动机由启动机带动运转，由于转速很代，转速的波动也很大，因此这时空气流量计所测得的进气量信号有很大的误差，基于这个原因，在发动机启动时，电脑不以空气流量计的信号作为喷油量的计算依据，而是按预先给定的启动程序来进行喷油控制，电脑根据启动开关及转速传感器的信号民，判定发动机是否处于启动状态，以决定是否按启动程序控制喷油，当启动开关接通，且发动机转速低于300R/MIN时，电脑判定发动机处于启动状态，从而按启动程序控制喷油。在启动喷油控制程序中，电脑按发动机水温、进气温度、启动转速计算出一个固定的喷油量，这一喷油量能使发动机获得顺利启动所需的浓混合气。冷车启动时，发动机温度很低，喷入进气道的燃油不易蒸发，为了能产生足够的燃油蒸气，形成足够浓度的可燃混合气，保证发动机在低温也能正常启动，必须进一步增大喷油量，不同车型的发动机，在冷车启动时增大喷油量的方法不完全相同，一般采用以下两种方法。（1）通过冷启动喷油器和冷启动温度开并控制冷启动加浓，这种控制方式在冷车启动时，除了通过电脑延长各缸喷油器的喷油持续时间来增大喷油量之外，还在进气总管或动力腔的中间位置上安装一个冷启动喷油器，以喷入一部分冷车启动所需求的附加燃油。冷启动喷油器的工作由冷启动温度开关控制，冷启动温度开关安装在缸体水道上，外形与水温传感器相似，内部有一个外绕电热丝的双金属片和一对触点，在发动机冷车启动时，由于水温较低，使冷启动温度开关触电闭合，冷启动喷油量电磁线圈通电，针阀开启，向进气管内喷射雾状燃油，这部分加浓的附加燃油与进气管内的空气混合后，经过进气歧管，与各缸喷油器喷入的燃油一同进入气缸。冷启动喷油器在喷油时是连续喷射的，冷启动温度开关能根据启动时发动机温度的高低来限制冷启动喷油器的喷油持续时间，发动机启动后，两组电热丝通电加热双金属片，使之受热弯曲后将触点打开，切断冷启动喷油器的电路，使之停止喷油，在发动机运转中，冷启动温度开关的电热丝2保持通电，使双金属片所控制的触点处于稳定的断开状态。冷启动温度开关触点接通的持续时间就是冷启动喷油器的喷油持续时间，它取决于启动时发动机的温度。温度愈低，冷启动喷油器的喷油持续时间就愈长。（2）通过电脑控制冷启动加浓，冷启动时增加喷油量的另一种方法是：由电脑控制，通过增加各缸喷油器的喷油持续时间或喷油次数来增加喷油量，所增加的喷油量及加浓持续时间完全由电脑根据进气温度传感器和发动机水温传感器测得的温度高低来决定，发动机水温或进气温度愈低，喷油量就愈大，加浓的持续时间也就愈长。采用这种冷启动控制方式的汽油喷射系统或者不设冷启动喷油器和冷启动温度开关，或者设有冷启动喷油器和冷启动温度开庆，但冷启动喷油器的电源由电脑控制，只有在水温低于某一设定温度值时（如0），电脑才使冷启动喷油器继电器触点闭合，冷启动喷油器才能起作用，并由冷启动温度开关控制喷油持续时间，当水温高于该设定值时，电脑使冷启动喷油器不工作，只在启动的瞬间让它作短时间的喷油，以防止启动喷油器长时间不工作而卡死。2、运转喷油控制在发动机运转中，电脑主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。此外，电脑还要参考节气门开度，发动机水温，进气温度，海拔高度及怠速工况，加速工况，全负荷工况等运转参数来修正喷油量，以提高控制精度，由于电脑要考虑的运转参数很多，为了简化电脑的计算程序，通常将喷油量分成基本喷油量、修正量、增量三个部分，并分别计算出结果，然后再将三个部分叠加在一起，作业总喷油量来控制喷油器喷油。（1）基本喷油量。基本喷油量是根据发动机每个工作循环的进气量，按理论混合比（空燃比14：7：1）计算出喷油量，计算公式为：喷油量= 进气量 比例常数发动机转速即基本喷油量和进气量成正比，和发动机转速成反比。由此可知，空气流量计和发动机转速传感器是电子控制汽油喷射系统中最重要的两个传感器。特别是空气流量计，其精确度将直接影响喷油量计算的精度，并影响发动机运转的动力和油耗。（2）修正量。修正量是根据进气温度，大气压力等实际运转条件，对基本喷油量进行适当修正，以使发动机在各种不同的运转条件下都能获得最佳浓度的混合气，修正量的大小用修正系数表示。3、断油控制断油控制是电脑一些特殊工况下暂时中断燃油喷射，以满足发动机运转中的特殊要求，断油控制有以下几种方式。（1）超速断油控制。超速断油是在发动机转速超过允许的最高转速时，由电脑自动中断喷油，以防止发动机超速运转，造成机件损坏，也有利于减少燃油消耗量，减少有害排放物。超速断油控制过程是由电脑将转速传感器测得的发动机实际转速与控制程序中设定的发动机最高极限转速（一般为60007000R/MIN）相比较，当实际转速超过此极限转速时，电脑就切断送给喷油器的喷油脉冲，使喷油器停止喷油，从而限制发动机转速进一步升高，当断油后发动机转速下降至低于极限转速约100R/MIN时，断油控制结束，恢复喷油。（2）减速断油控制。汽车在高速行驶中突然松开油门踏板减速时，发动机极在汽车惯性的带动下高速旋转，由于节气门已关闭，进入气缸的混合气数量很少，在高速运转下燃烧不完全，使废气中的有害排放物增多，减速断油控制就是当发动机在高转速动转中突然减速时，由电脑自动中断燃油喷射，直至发劝机转速下降到设定的低转速时再恢复喷油，其目的是为了控制急减速时有害物的排放，减少燃油消耗量，促使发动机转速尽快下降，有利于汽车减速。减速断油控制过程是由电脑根据节气门位置，发动机转速，水温等运转参数，作出综合判断，在满足一定条件时，执行减速断油控制，这些条件是：第一、节气门位置传感器中的怠速开关接通。第二、发动机水温已达正常温度。第三、发动机转速高于某一数值。该转速称为减速断油转速，其数值由电脑根据发动机水温、负荷等参数确定，通常水温愈低，发动机负荷愈大，该转速愈高。当上述三个条件都满足时，电脑就执行减速断油控制，切断喷油脉冲，上述条件只要有一个不满足（如发动机转速已下降至低于减速断油转速），电脑就立即停止执行减速断油，恢复喷油。（3）溢油消除。启动时汽油喷射系统向发动机提供很深的混合气，如果多次转动启动机后发动机仍未启动，淤集在气缸内的浓混合气可能会浸湿火花塞，使之不能跳火，这种情况称为溢油或淹缸，此时驾驶员可将油门踏板踩到底，并转动点火开关，启动发动机。电脑在这种情况下会自动中断燃油喷射，以排除气缸中多余的燃油，使火花塞干燥，这种功能称为溢油消除。电脑只有在点火开关、发动机转速及节气门位置同时满足以下条件时，才能进入溢油消除状态：点火开关处于启动位置；发动机转速低于500R/MIN；节气门全开。因此，电子控制汽油喷射式发动机在启动时，不必踩下油门踏板，否则有可能因进入溢油消除状态而使发动机无法启动。（4）减扭矩断油控制。装有电子控制自动变速器的汽车在行驶中自动升挡时，控制变速器的电脑会向汽油喷射系统的电脑发出减扭矩信号。汽油喷射系统的电脑在收到这一减扭矩信号时，会暂时中断个别气缸（如2、3缸）的喷油，以降低发动机转速，从而减轻换挡冲击，这种控制功能称为减扭矩断油控制。4、反馈控制前面所叙述的各种喷油量控制方式都属于开环控制方式，即电脑是按预先设定的控制程序计算并控制喷油量，对控制的结果（如混合气成分、油耗、功率、废气排放等参数）不具备反馈作用。这种控制程序的制定在一定程度上只能代表某一机型的发动机的一般情况，由于存在着加工制造的误差和使用条件的变化如活塞环磨损、气缸积炭等），因此，对个别发动机来说，可能会出现实际控制的结果偏离设定的理想状态，导致油耗增大或功率下降的现象。反馈控制又称为闭环控制。它是利用传感器对每一瞬间进入发动机的混合气成分进行检测，并将检测结果输入电脑，电脑根据这一反馈信号，不断修正喷油量，使混合气浓度始终保持在理想范围内。这种控制方式可以进一步提高喷油量的控制精度，并可避免由于制造加工误差和使用老化带来的影响。目前用于电子控制汽油喷射系统进行反馈控制的传感器是氧化传感器。它安装在发动机的排气管上，用来检测排气中氧分子的浓度，并将其转换成电压信号或电阻信号。排气中氧分子的浓度取决于混合气的空燃比，当混合气浓于理论混合气（即空燃比小于14.7：1）时，在燃烧过程中氧分子被全部耗尽，排气中没有氧分子；当混合气稀于理论混合气（即空燃比14.7：1）时，在燃烧过程中氧分子未能全部耗尽，排气中含有氧分子，混合气愈稀，排气中的氧分子浓度就愈大，因此，氧传感器发出的信号间接地反映了混合气空燃比的高低，电脑按氧传感器的反馈信号，对喷油量的计算结果进气修正，使混合气的空燃比更接近于理论空燃比。氧传感器通常和三元催化反应器一同使用，三元催化反应器安装在排气管的中段，它能同时净化排气中CO、HC、Nox三种主要的有害成分，但只有在混合气的空燃比处于接近理论空燃比的一个窄小范围内，三元催化反应器才能有效地起到净化作用，因此应用氧传感器进行反馈控制的目的也在于保证三元催化反应器的排气净化效果，解决功率、油耗和排气污染之间的矛盾。目前使用的氧伟器有氧化锆氧伟器和二氧化钛氧传器两种，应用最多的是氧化锆氧传感器。（1）氧化锆氧传感器。氧化锆是一种具有氧离子传导性的固体电解质，能在氧分子浓度差的作用下产生电动势。氧化锆氧传感器的外形与火花塞相似，旋入排气管中，传感器体内有一个由氧化锆陶瓷体制成的一端封闭不透气的管状体，称为锆管。锆管的内外表面各自覆盖着一层透气的多孔性薄铂层作为电极。锆管内表面电极与大气相通，外表面则与废气接触，锆管外部套有一个带长缝槽的耐热金属套管，对锆管起保护作用，又可以保证废气渗进保护层与电极接触。氧化锆在温度超过300后才能进行正常工作，早期使用的氧化传感器靠排气加热，这种传感器必须在发动机启动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与电脑连接，现在大部分汽车使用的是带加热器的氧传感器。在这种传感器内有一个电加热元件，可在发动机启动后的2030秒钟内迅速将氧传感器加热至工作温度，这种传感器有三根接线，一根接电脑，另外两根分别接地和电加热元件（作为12V电源）。发动机运转时，排出的废气从氧传感器锆管外表面流过，在高温状态下氧分子发生电离，由于锆管内外表面上氧分子的浓度不同，因而使氧离子从浓度大的锆管内表面向浓度小的锆管外表面移动，从而在锆管内外表面的两个电极之间产生一个微小的电压，当混合气的实际空燃比小于理论空燃比，即发动机以较浓的混合气运转时，排气中缺氧，锆管中氧离子移动较快，并产生0.81V左右的电压，当混合气的实际空燃比大于理论空燃比，即发动机以较稀混合气运转时，废气中有一定的氧分子，使锆管中氧离子的移动能力减弱，只产生约0.1V的电压，因此，这种氧传感器输出的电压信号是随混合气成分不同而变化的，并以理论空燃比为界产生突变。锆管外表面的铂电极还起着催化反应器的作用。因为即使是供给较浓的混合气，由于燃烧不完全，在排出的废气中也会有一定的剩氧，铂电极可使废气中的剩氧和废气中的CO发生化反应，生 CO2，进一步将废气中的氧分子消耗掉，以增大锆管内外表面氧分子的浓度差，提高氧传感器的灵敏度。电脑根据氧传感器的信号对喷油量进行修正。它将氧传感器的信号以500MV为界进行划分：大于500MV，为混合气过浓；小于500MV，为混合气过稀，在发动机运转中，如果混合气较浓，实际空燃比小于理论空燃比，氧传感器的输出电压大于500MV，电脑便命令喷油器减少喷油量，使混合气逐渐变稀，空燃比上升；当实际空燃比升至超过理论空燃比时，氧传感器的输出电压迅速下降，低于500MV，电脑根据这一信号命令喷油器增加喷油量，使混合气逐渐变浓，直至加浓到实际空燃比低于理论空燃比，氧传感器的输出电压再次迅速上升，电脑再次发出减少喷油量的命令为止，反馈控制如此循环往复地进行。在反馈控制过程中，由于从喷油器喷油形成混合气开始，至氧传感器检测出排出的废气中的氧分子浓度炎止，要经过进气、压缩、做功、排气及氧传感器响应等过程，需要一定的时