发动机中的电喷是什么?有什么作用?工作原理是什么?

核心提示电喷发动机是采用电子控制装置取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置电子控制装置根据这些信号参数

电喷发动机是采用电子控制装置取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置电子控制装置根据这些信号参数计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合,进入燃烧室燃烧,从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。

电喷发动机按喷油器数量可分为多点喷射和单点喷射。发动机每一个气缸有一个喷油咀,英文缩写为MPI,称多点喷射。发动机几个气缸共用一个喷油咀英文缩写SPI称单点喷射。

什么是电喷发动机?这个跟传统的发动机有什么区别?

电控发动机与化油器式发动机最大的不同在燃油供给系。电控发动机的燃油供给系取消了化油器,却增加了不少电子自动控制装置。其中包括许多传感器,执行元件和ECU。

电控发动机不仅要完成化油器所要完成的任务,而且要完成化油器难以完成的任务。例如,使可燃混合气的空燃比浓度能控制在所需要的范围内。化油器式发动机油路和电路划分的非常清楚,互相影响不大。而电控发动机燃油供给系统增加了电子控制部分,这就使得油路和电路相互联系,它不仅影响发动机燃油系的工作,而且还影响发动机的正常运行。由于电控发动机电子控制装置的增加,这就使发动机的整个结构(包括电控系)更为复杂。

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结构组成

 

工作原理

 

待测参数

 

优点

基本思想

在初期,是以电子技术替代机械控制技术实现系统的功能,并对其功能进行扩展,使性能得到大幅度提高;发展到一定程度后,电子技术可以促使系统原理发生本质变化,从而可以突破局限,使发动机性能得以大幅度提高。

电控发动机

结构组成

电子控制单元

电控单元(ECU)是发动机电子控制系统的核心。它完成发动机各种参数的采集和喷油量、喷油定时的控制,决定整个电控系统的功能。

传感器

传感器(Sensor)将发动机工况与环境的信息通过各种信号即时、真实的传递到ECU。

换句话说,ECU所了解到的只是一个由诸多信号所构成的发动机。所以,传感器信息的准确性、再现性与即时性就直接决定控制的好坏。

执行器

电控系统要完成的各种控制功能,是靠各种执行器来实现的。

在控制过程中,执行器将ECU传来的控制信号转换成某种机械运动或电器的运动,从而引起发动机运行参数的改变,完成控制功能。

工作原理

以发动机转速和负荷作为反映发动机实际工况的基本信号,参照由试验得出的发动机各工况相对应的喷油量和喷油定时脉谱图来确定基本的喷油量和喷油定时,然后根据各种因素(如水温、油温、、大气压力等)对其进行各种补偿,从而得到最佳的喷油量和喷油正时或点火定时,然后通过执行器进行控制输出。

发动机的电喷和直喷的区别

电喷发动机,是相对化油器发动机而言的,现在出来的都是电喷发动机(汽车),两者主要是供油方式不一样,化油器是负压进油,空燃比不好实时控制与调整,是机械式的;电喷是主动喷油,靠压力泵和喷嘴实现,这样空燃比可以精确控制,另外电喷发动机有氧传感,阀门开度传感器,压力传感器,爆震传感器等,可以精确知道发动机当前状态,让喷油器精确调整当前需要的空燃比和点火角,这样可以让发动机工作在最佳状态,省油、大力矩、环保

直喷式、电喷式发动机之间的不同之处:

1、油门开度控制的不同

直喷式发动机是由转速控制,是人手操控油门开度旋钮和人工选择动力模式开关来控制油门的开度,整体构造比较简单。

电喷式发动机由控制器检测出以下信号:油门开度旋转角度、动力模式开关、发动机转速、油泵压力转速、各个操作阀的先导操控油阀、挖掘机的工作模式, 以及水温、油温等信号。然后,电脑ECU按照驾驶员的操作想法,根据不同的动力模式和工作方式,负载情况和操作情况来确定一个最佳的油门开度位置(即发动 机最佳的转速值)。同时,电脑ECU还能控制油门开度的变化速率(即油门开度从一个角度变换到另一个角度的速度),让发动机能发挥出最佳的性能。

备注:

对于电喷式发动机来说,发动机油门开度的电子控制已经不再是人工开关选择的简单控制,它要充分了解发动机的特性和挖掘机工作时的负荷情况,进行智能 化分析,并采用复的自动化控制,且需要依靠软件来实现绝大部分功能。然后,再经过控制器分析处理,给油门驱动马达发出相应的控制信号,从而进行油门开度的 控制操作。

2、喷油器开启的不同

直喷式柴油发动机

直喷式发动机工艺成熟,产品残值率高(即直喷挖掘机用到最后时的价值),相对保值。缺点是由于柴油机的运转速度很高,其燃油喷射时间很短,只有千分 之几秒,且在喷射过程中高压油管各处的压力随着时间和位置的变化而变化,而且由于柴油的可压缩性和高压油管中柴油的压力变化波动,就使得实际的喷油状态和 喷油泵规定的柱塞供油规律有很大的差异。

有时,油管内的压力波动还会在主喷射之后,使得高压油管内的压力会再次上升,会让喷油器针阀再次开启,就会出现二次喷油的现象。我们知道二次喷油是不可能充分燃烧掉,于是就增加了碳氢化合物和烟雾的排放量,从而增加了油耗。

此外,每次喷射循环结束后,高压油管内的残压都会变化,就很容易引起不稳定的喷射。据老司机讲,这在发动机处于低转速时最容易产生,最严重时不仅喷油会不均匀,且会随机发生喷油器不喷射的情况。

电喷式柴油发动机

柴油机共轨式电控燃油喷射技术是近年来比较先进的技术,其克服了传统柴油机的主要缺陷。共轨式电控燃油喷射技术的核心,是在高压油泵、压力传感器、 电脑控制单元(ECU)组成的封闭环境中,把喷射压力的产生和喷射过程完全分开的一种供油方式。简单的说,是高压油泵把高压燃油送入油轨,油轨中始终有恒定压力值,电脑控制单元ECU会根据负荷转速等信号确定应有的喷射压力和喷油时刻,从而控制喷油器的开启。

其特点是可以自由控制喷油量、压力值,以及自由控制喷油速率(速度)、喷油的正确时间。通过对公共供油管内的油压实现精确控制,使得高压油管压力大小与发动机的实际转速无关,可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化,因此也就减少了传统柴油机的缺陷。

通常采用高压共轨技术的发动机不提每秒喷多少克油,一般用每循环喷多少毫升来表示。即发动机的排量越大,一般每循环喷油量的最大值就越大。

3、维修方面也不同

从实际用户体验来看,直喷式柴油发动机的日常维修保养费用低,发动机工作时产生的扭矩较大,动力强劲,适合中国的普通用户(可用油品较差的柴油)。缺点也很明显,由于国内油品普遍不高,柴油供油异常容易导致汽缸内积碳增多,功率下降、发动机转速降低和不易打火启动等情况。

电喷式柴油发动机能够做到和液压系统良好的匹配,缺点是对柴油油品质量要求很高,后期保养费用相对直喷式发动机的产品要更大,并且损坏严重的部件需要厂家进行维修(个人、小工厂不容易修复)。

4、节能环保方面的不同

直喷式发动机对油品的适应力强,但是燃油不能完全燃烧,用油量大,不环保。电喷式发动机对油品质量要求相对较高,燃油燃烧充分,节油环保。

 
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