燃油供给进化:从化油器到电喷的发展
  • 作者:吴泽辉
  • 来源:本站原创
  • 时间:2015-12-14 20:09:30
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  • 内容简介:从化油器到机械喷射、再到电子控制燃油喷射系统,汽油机燃油供给系统的进步和现在电子控制技术的发展息息相关,从中我想更多的来自柴油机的供油理念。
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      汽油机供油技术的发展经历了化油器供油、机械喷射供油和现在的电喷供油,本文站在发展的角度来看看三种供油技术的原理和主要区别,使读者对汽油机供油技术的发展有一个清晰的把握。至于它们具体的结构,可以参看本站相关的文章。

    淘汰的经典-化油器供油

      汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合气,混合气的浓度影响着发动机的工作性能。化油器作为第一代供油技术,在几十年的发展中越来越复杂。

     

    化油器实物图

     

      化油器的设计可以称之为经典,我一度有收藏化油器的想法。在2000年之前,多数国产汽车汽油发动机采用化油器供油。化油器的原理很简单,有一个浮子室的地方,利用浮子和针阀控制浮了室的油面,实现浮子室油面高度的自动平衡,这一点与抽水马桶原理一样。化油器利用了虹吸原理,当发动机工作时,利用发动机进气时形成的进气管负压(低于大气压),将浮子室的汽油吸出,之后汽油被通过的进气气流打散雾化,从而形成汽油和空气和混合气。

     

     

    化油器工作原理图

     

     

     

       为了满足发动机的各种工况:起动、怠速、中小负荷、大负荷、加速等各种工况下发动机对混合气浓度的要求,化油器设计了五大装置:起动装置、怠速装置、主供油装置、加浓装置、加速装置。面对排放、经济、可靠舒适等要求,化油器的结构功能趣来越复杂:化油器还设置了双腔分动真空控制装置、快怠速装置、自动阻风门装置、怠速截止电磁阀、热怠速补偿装置、空调提速装置等。对于从事汽车维修人员来说,能真正搞懂化油器的人可以说是高手了。

    昙花一现的机械喷射:

      事物的发展总有其规律性,当一种事物要不断的改进、进化来满足需求时,它的结构变的越来越越复杂、体积变的越来越庞大;此时,人们会换一种思路去解决问题,于是新的解决方案和事物出现了。对于汽油机化油器的发展来说,人们放弃化油器的虹吸原理,放弃在化油器身上缝缝补补。而提出新的供油解决方案:喷油器喷油。于是,机械喷射出现了。实际上,如果你了解柴油机供油技术,会发现,机械喷射的设计思路一定受柴油机供油技术的影响。

     

     

    博世K型机械燃油喷射系统图

     

      或许是受柴油机喷油器喷油的启发,博世开发了机械燃油喷射系统,在每缸的进气歧管安装有一个喷油器,与现在广泛采用的电磁开关喷油器不同的是,它的喷油器是机械压力控制。即当油管有压力汽油时,即可利用油压打开喷油器实现喷油,类同时传统的柴油机喷油器,只是喷油压力要小的多。而喷油量多少的核心控制部件是一个叫燃油分配器的部件,进气气流通过挡板时,推动挡板打开,带动杠杆控制燃油分配器。进气量大,挡板和杠杆移动量大,燃油分配器配比的汽油量大。

     

     

    博世KE型机电燃油喷射系统图

     

       后来博世在K型机械喷射的基础上,开发出了KE型机电控制燃油喷射系统。加入了电子控制单元ECU,发动机水温传感器、节气门位置传感器等现在电子控制燃油喷射系统部件。但是很遗憾的是,此时的电子控制单元ECU并不参于对喷油器的控制,而是控制压差调节器,来修正喷油器的供油压力。主要的供油量由进气量控制的挡板位移来实现,而电子控制单元ECU依据发动机水温、节气门位置信号来修正供油压力,如水温低时需要适当浓的混合气,ECU可以适当的通过增加供油压力来实现喷油器喷油量的增加。

      我对这种机械喷射或机电喷射有偏见:相对化油器、机械喷射代表着“高端大气上档次”,应用的车型也是豪车。但是后期性能(喷油不均)及维修成本来看,实在让人大跌眼镜。现在分析我想是历史原因吧:这种技术出现在20世纪60年代,而本人从事修车时始于20世纪末,当时一些年长的老进口奔驰、奥迪5缸发动机采用的机械喷射系统已是长时间使用,故障率很高,而配件难、价格高。所以在我的思维里形成了这种偏见。

     电喷发动机质的进步是电磁喷油器的出现

     

     

    现在广泛采用的电子控制燃油喷射系统

     

      现在广泛采用的电子控制燃油喷射系统相对于机械喷射一个重要的进步是喷油器采用了电磁控制的喷油器,喷油器的打开和关闭由喷油器内电磁线圈的通断电实现:喷油器内电磁线圈通电打开、喷油器开始喷油;当电磁线圈断电,喷油器关闭停止喷油。而喷油器的控制由电子控制单元ECU依据发动机各种工况信号,如发动机转速、进气量、水温、节气门位置等来综合确定。

     

     

    来源于柴油机喷油技术的缸内直喷技术

     

      现在,很多车型采用了最为先进的缸内直喷技术:即喷油器将汽油直接喷入气缸内,相对于传统的进气歧管喷油,缸内直喷技术的喷油压力更高,喷油时间、喷油时刻更精确。

     

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