MED—Motronic发动机管理系统.ppt

汽油机管理系统 MED Motronic发动机管理系统 概述 对于汽油机 火花点火发动机 来说 气缸内直接喷射不仅相对于传统的进气管喷射可减少20 燃油消耗 而且对减少C02的排放也会产生持久的作用 为了发挥直接喷射的全部功能 有必要精确界定部分负荷时的分层充量运行和全负荷 WOT 时均匀A F混合气的形成过程 以及它们之间的转换 到目前为止 执行上述喷射方式的装置中仍存在下列问题 分层充量运行时 发动机功率的限制 稀燃期间缺乏应用催化对N0 x进行后处理的可能性 发动机管理技术和催化转化工程的发展有助于解决这些问题 因此 气缸内直喷的火花点火 SI 发动机 未来有着广泛发展的良机 MED7 Motronic系统概述 一 任务MED7 Motronic发动机管理系统 由于它有显著的灵活性 因而可使装有气缸内直喷的现代Sl发动机有精确的控制性能 系统中大量的不同的执行变量使之对应用工程的要求很高 从实质上看 发动机管理系统发出的命令可分为 精确计量所需的喷油量 形成所需的喷油压力 确定正确的喷油时刻 精确地 直接地将汽油喷入到发动机燃烧室内 发动机管理系统还必须协调对发动机提出的千差万别的转矩要求 然后对发动机执行必要的控制活动 Bosch公司的MED7 Motronic是以ME7 Motronic进气管喷射系统为基础的 Motronic系统独创的转矩体系将在汽油直喷系统的成功中扮演主要角色 二 设计和构造 三 运行方式 1 燃油供给和燃油喷射对燃油喷射系统提出的要求由蓄压器型燃油喷射系统执行 这些要求包括 自由选择的喷油时刻 可变主压力 使用该系统 在任意需要喷油的时刻 电磁喷油器都可能将储存在压力油轨中的燃油直接喷到燃烧室内 1 低压油路低压油路位于系统的油箱一侧 它由电子燃油泵及与之并联的压力调节器组成 并产生0 35MPa 3 5bar 的压力 通过该油路将燃油供给发动机驱动的高压泵 2 高压油路 3 高压泵该泵有如下功能 将油压从0 35MPa 3 5bar 升高到12MPa 120bar 使油轨的压力波动最小 防止燃油和发动机的润滑油混合在一起 4 蓄压器 油轨 一方面 蓄压器 油轨必须有足够的弹性 来对付喷油形成的周期压力脉动及高压泵泵油压力脉动所同步产生的压力渡冲击 另一方面 它必须有足够的刚度 以便油轨压力对发动机的燃油要求能快速做出反应 油轨压力由压力传感器测定 在很大程度上 油轨的弹性是根据燃油的压缩性能和油轨容积来选定的 油轨是管状的 由铝制成 它与喷油嘴 压力控制阀 高压泵相连 并与传感器的安装相关 5 压力传感器压力传感器识别油轨的压力 采用焊入不锈钢膜片的薄膜技术 吸附装在上面的测量电阻 用作感应元件 6 压力控制阀压力控制阀的任务是在发动机全部工况范围内 根据其脉谱图来调整主压力 这里 主压力不受喷油量和油泵输送量的影响 压力控制阀下游的过量燃油是负荷状态的函数 它不返回油箱 而是回到高压泵进口 这样可避免油箱中的燃油被加热和油箱的活性炭罐清洁系统过载 7 喷油器喷油器与喷射方式有关 并且必须能满足安装环境 极短的喷射持续期和高度线性等严格要求 气缸内直喷系统的喷油器直接与油轨相连 喷油起始点和喷油量均由喷射阀触发信号确定 2 A F混合气的形成和点火 三种运行模式 分层进气模式 1 6 3 0稀薄均匀进气模式 1 55 3 0均匀进气模式 1 0 分层进气模式 发动机在相应的转速和负荷范围内尾气排放系统无故障冷却液温度高于50 NOx传感器正常NOx存储转化器温度在250 500 只有达到上述条件 才能以分层进气模式运行 分层进气模式 进气过程 节气门尽可能全开 以减小进气阻力 进气歧管翻板关闭进气歧管下部 空气流由进气歧管上部高速翻转运动进入汽缸内 空气进入汽缸内后 由于活塞顶部的形状 加剧了空气的翻转运动 形成涡流 喷油过程 燃油在压缩行程的后三分之一喷射 在TDC前60 开始喷射 在TDC前45 喷射结束 喷油时刻直接影响混合气在火花塞附近的雾化情况 燃油喷射到活塞顶部的燃油凹槽内 喷射形状有利于可燃混合气的雾化 雾化的燃油向火花塞附近运动 在此过程与涡流空气进一步混合并雾化 形成可燃混合气 混合气形成过程 可燃混合气的形成只占40 50的曲轴转角 这是混合气可燃性的决定性因素 若喷油和点火间隔时间过短 燃油和空气不能充分混合雾化 混合气不易被点燃 间隔时间过长也不易点燃 整个燃烧室 1 6 3 0燃烧过程 燃油 空气混合气到达火花塞周围时 火花塞开始点火 此时只是火花塞周围的可燃气燃烧 外围空气和废气再循环供给的尾气起绝热保温作用 因此热损失小 热效率高 此时发动机扭矩输出主要取决于喷油量 进气量和点火提前角起修正作用 均匀稀薄进气模式 介于分层进气模式和均匀进气模式之间 在此模式下 均匀稀薄混合气充满整个燃烧室 1 55进气过程 节气门尽可能全部打开 以减小进气阻力 进气歧管翻板关闭进气歧管下部 空气流由进气歧管上部高速翻转运动进入汽缸内 喷油过程 在进气行程 大约在TDC前300 曲轴转角时燃油直接喷入汽缸 喷油量由发动机控制单元控制 空气与燃油混合比大约为 1 55 混合气形成过程 由于燃油提前喷射到汽缸中 有更多的时间和空气混合 最终均匀稀薄混合气充满整个燃烧室 燃烧过程 点火时刻由控制单元根据空气 燃油混合比来确定 燃烧过程充满整个燃烧室 均匀进气模式 汽油直喷发动机处于均匀进气模式工作时 与进气管喷射发动机基本相同 不同之处是直接将燃油喷入汽缸内而不是进气管内 发动机扭矩由点火时间和进气量决定 燃油喷射量应保证 1 进气过程 节气门开度由油门踏板位置决定 进气歧管翻板根据发动机运行情况开启或关闭 在发动机中等负荷和转速范围内 进气歧管翻板处于关闭位置 空气由进气歧管上部高速翻转进入燃烧室 有利于可燃混合气的形成 当发动机负荷变大 转速升高时 进气歧管翻板处于打开位置 此时进气歧管上部和下部同时进气 喷油过程 在进气行程 大约TDC前300 曲轴转角时燃油直接喷入汽缸 喷油量由发动机控制单元控制 使空气与燃油混合比大约为 1 混合气形成过程 由于燃油在进气行程喷射到汽缸中 从而有更多的时间和空气混合 最终形成可燃混合气并均匀分布于整个燃烧室中 在此过程中燃油雾化蒸发吸收热量 使汽缸中温度