电喷发动机工作原理分析.pdfVIP

1 电喷发动机 1.1 电喷发动机的发展历程 汽油喷射技术在 1834 年用于军用飞机上，机械式汽油喷射技术于 1952 年第 一次在轿车上实现应用，基于该技术的第一台装置由德国博世公司生产并用在 了奔驰 300L 型赛车上，该装置的空燃比通过气动式混合气调节器来控制，进而 实现直接喷射入气缸[14]。随着时代的进步和发展，对汽油机各项参数要求的提 高，化油器发动机的缺陷愈发的明显：（1）燃烧不完全；（2）各缸进气不均 匀；（3）喉管降低进气效率。针对这些缺陷，人们不断对化油器进行改进。从 20 世纪中期开始，随着人们对环境保护的愈发重视，将汽油喷射技术应用于汽 车上，这一改进方式日益受到了人们对关注。早在 20 世纪 50 年代末，全球首 款电子燃油喷射系统（EFI）由美国Bendix 公司研制成功，并将其装在 AMC Rambler Rebel 车型上实验，虽然动力得到了很大的提升：5.4L V8 发动机的最 大功率从 259 马力提升到了 292 马力，峰值扭矩转速也下降了 500 转[14]。但只 可惜因为故障率太高，在冬天里启动发动机不顺利等原因，致使它的可靠性非 常差，这套系统当时只安装在了为数不多的几台试验车上，最终也没能将其量 产。1958 年，克莱斯勒在自己品牌旗下的克莱斯勒 300D、迪索托Adventurer、 道奇 D-500 和普利茅斯 Fury 等 35 台车上都试着安装了美国Bendix 公司研发出 的电子燃油喷射系统（EFI），但还是因为电子技术不达标，无法与发动机很好 地匹配[14]。因此Bendix 公司做了一个重要决策——将 EFI 的研发技术变卖出 去，很快就有买家出手了，接手买下这项技术它的公司，便是德国博世 （Bosch）公司。随着电子技术的飞速发展，经过多年的深入研发和系统的修改 完善，20 世纪 60 年代后期，德国博世（Bosch）公司推出了一套名为“D- Jetronic”的电子燃油喷射系统，这套系统才是今天电喷系统的雏形。德国博 世（Bosch）公司于 1967 年将其研制的 D-Jetronic 电子燃油喷射系统安装在德 国大众Type 3 1600TL/E 车型上进行试验并最终成功量产。这套名为 D- Jetronic 的电子燃油喷射系统会依据发动机的转速和进气量来计算燃油喷射的 计量，不论是在燃油经济性还是动力性提升等方面都较化油器的车型有了质的 飞跃，因此如今才会全面替代化油器车型。 1.2 电喷发动机简介 电喷发动机对发动机实现燃油供应的方式并非采用老旧的机械式化油器，而 是运用电子控制装置来完成。比如，应用于汽油机中的电喷系统，其发动机的 各种运行信号参数可以在多种电子传感器的作用下，传输到电子控制装置，该 装置以这些获得的信号参数为基础，解算出发动机的各个气缸运行所需的喷油 量及喷油节点，通过特定的压力手段使汽油经喷油器作用，从而在进气管达到 雾化效果，该雾气与空气充分混合成混合气，再进入到燃烧室中燃烧，这样一 来可以保证发动机与催化转化器总是维持在最理想的工作状态[9]。所以我们可 以这样来理解电喷发动机的含义：首先它的的燃油供应过程是由相关电子控制 系统完成，并且经过喷油器高压作用雾化产生的燃料雾气才能被推送到发动机 的进气系统内。 1.2.1 电喷发动机组成 电喷发动机的电子控制系统是根据汽车发动机当时的工况来确定燃油的理想 的喷射剂量与喷射时间点。该控制系统主要由三部分构成，具体组成如图 1-1 所示。 图 1-1 电控系统的基本组成 该电子控制系统在工作时，实现主要控制功能的是电控单元（ECU），其控制 的条件是空气的流量及发动机的转速，所要控制的是喷油器，进而保障发动机 获得与运行状态匹配且理想的空燃比。要实现这样的功能，这类型的电喷发动 机所要求的构架基本相同。通常情况下，电控燃油喷射装置，大体上可由三部 分来进行分解，具体如下： 1 进气系统 进气系统的作用在于，能监控喷入发动机燃烧室中，当时最佳工况空燃比所 需要的空气量。电喷发动机系统不再设置化油器,而是用喷油器取而代之，在它 的作用下，燃油在压力作用下被喷射到进气门周围，并与周围空气充分混合 后，再喷人气缸。所以，进气系统不再受到阻力影响，也不再用到预热部件， 这一切都由电子控制系统完成。系统设计过程中，可以对进气管的形态进行优 化设计，提升进气能力，进而改善进气效率。 2 燃油