嘉賓:博世技術(shù)專家
今晚分享一下電裝共軌系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)。
關(guān)于日本電裝共軌系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)
電裝的共軌系統(tǒng)與博世的共軌系統(tǒng)區(qū)別不大,接下來說明一下它的系統(tǒng)構(gòu)成和傳感器方面的知識(shí)。
凸輪軸和曲軸
電裝系統(tǒng)里面,曲軸位置傳感器叫NE傳感器,凸輪軸叫G傳感器,與博世系統(tǒng)有所區(qū)別。
上圖顯示出凸輪軸和曲軸位置傳感器的位置以及它的信號(hào)盤。
在電裝系統(tǒng)中,曲軸位置傳感器類型屬于磁電式,凸輪軸位置傳感器是霍爾式的。油門踏板,進(jìn)氣溫度,進(jìn)氣壓力,水溫,燃油溫度,大氣壓力,博世的進(jìn)氣壓力和進(jìn)氣溫度是合二為一的。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的脈沖數(shù)量取決于安裝在車輛上傳感器的規(guī)格,也就是信號(hào)盤的規(guī)格。
電裝系統(tǒng)中,凸輪軸傳感器的信號(hào)盤采用7脈沖,每一缸對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖,多余的脈沖即為1缸確認(rèn)的脈沖,信號(hào)盤上有7個(gè)齒,就是凸輪軸傳感器的信號(hào)盤,曲軸傳感器信號(hào)盤采用多齒加缺齒的結(jié)構(gòu),在博世和電裝系統(tǒng)中都能用到。
電裝曲軸位置傳感器原理:曲軸位置傳感器安裝在曲軸正時(shí)齒或飛輪位置,傳感器單元是磁電式傳感器,曲軸上安裝發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖齒通過傳感器時(shí),傳感器內(nèi)部磁線圈發(fā)生變化,從而產(chǎn)生一個(gè)交流電壓,AC電壓可與檢測(cè)信號(hào)一樣,由發(fā)動(dòng)機(jī)控制檢測(cè)到該信號(hào)。
對(duì)凸輪軸傳感器,氣缸識(shí)別傳感器安裝位置是在輸油泵上,傳感器是一個(gè)電磁電阻式元件,當(dāng)脈沖通過傳感器時(shí),磁阻發(fā)生變化,通過傳感器的電壓,磁阻也將發(fā)生變化,內(nèi)置的AC電路使電壓的變化放大,輸出到控制單元上,脈沖數(shù)量取決于安裝在傳感器上的信號(hào)盤規(guī)格。
凸輪軸和曲軸位置傳感器波形圖,通過示波器讀到,也可以叫同步信號(hào),凸輪軸傳感器波形圖中,30度位置有2個(gè)齒距離較近,一個(gè)是1缸,一個(gè)是1缸的確認(rèn)。
對(duì)于曲軸和凸輪軸傳感器,在信號(hào)盤中,曲軸波形圖有1缸脈沖基準(zhǔn),也有6缸脈沖基準(zhǔn),此時(shí),凸輪軸轉(zhuǎn)2圈,曲軸轉(zhuǎn)1圈。凸輪軸轉(zhuǎn)1圈,曲軸就要轉(zhuǎn)2圈,波形圖中,凸輪軸脈沖有2次波形,曲軸是2段波形,從1缸到6缸中間有3次脈沖數(shù)。曲軸和凸輪軸傳感器作用:來判斷曲軸和凸輪軸的位置,便于電腦控制噴油器的正時(shí)點(diǎn)火。
電裝系統(tǒng)中,油門踏板是非技術(shù)性傳感器,主要結(jié)構(gòu)有連桿和加速踏板一起轉(zhuǎn)動(dòng),輸出端的電壓根據(jù)連桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化,鑒于兩個(gè)傳感器的輸出電壓,沒有任何輸出電壓抵消,在這種情況下,油門踏板的信號(hào)電壓在電裝系統(tǒng)中成倍數(shù)關(guān)系。
進(jìn)氣溫度傳感器
圖中,它的安裝位置是檢測(cè)通過渦輪增壓器后的溫度傳感器,包含的的是一個(gè)熱敏電阻,它將隨著進(jìn)氣溫度的變化而變化,用來檢測(cè)進(jìn)氣溫度。
傳感器的信號(hào)電壓是0.5V到4.5V的范圍,傳感器的好壞判斷可以測(cè)量傳感器的電阻,傳感器的2根電線一根5V,一根是回路,當(dāng)傳感器正常連接時(shí),5V電壓和信號(hào)電壓共用一根線。
水溫傳感器
水溫傳感器和進(jìn)氣溫度傳感器原理一樣,都是使用熱敏電阻,水溫傳感器是用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻,隨著水溫降低,阻值增高,,對(duì)于它的好壞判斷可通過對(duì)傳感器升降溫度后阻值的變化范圍。
同樣,水溫傳感器有2根線,當(dāng)傳感器與線束未連接時(shí),將有1根5V,一根回路,當(dāng)傳感器連接之后,5V將變成0.5V-4.5V的信號(hào)電壓,隨溫度變化而變化。
電裝比博世多一個(gè)傳感器-燃油溫度傳感器,同水溫傳感器一樣使用熱敏電阻,其好壞判斷也是通過使用萬用表測(cè)量它的電阻,信號(hào)電壓大約是0.5-4.5V。
進(jìn)氣溫度傳感器,水溫傳感器以及燃油溫度傳感器原理是一樣的,信號(hào)電壓是在0.5-4.5V之間,超出4.5V或低0.5V都是不正常的,可能是線路上存在短路或斷路所造成的。
博世系統(tǒng)中,進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力合二為一,電裝系統(tǒng)中是獨(dú)立分開的,有一根氣管需要與傳感器連接,傳感器三根線分別為電源,信號(hào)以及地線。其中,VC代表電源5V,GND代表回路,VOUT代表信號(hào)(0.5V-4.5V)。
傳感器結(jié)構(gòu)類型采用半導(dǎo)體型,傳感器的微元件壓力發(fā)生變化時(shí),電阻值也隨之變化,此時(shí),采用的是壓電效應(yīng)的原理。
上述傳感器中,凸輪軸和曲軸傳感器為發(fā)動(dòng)機(jī)提供有效的正時(shí)信號(hào),油門踏板搜集駕駛員的駕駛意圖,其他傳感器如燃油傳感器,水溫傳感器,進(jìn)氣壓力及進(jìn)氣溫度傳感器都將參與到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量的控制。
哪些傳感器會(huì)影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油量呢?
對(duì)于噴油量的計(jì)算,首先,通過加速踏板的開度變化搜集到駕駛員的駕駛意圖,有開度變化之后會(huì)出現(xiàn)基本噴射量,之后發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)增加,噴射量大小的修正在于進(jìn)氣壓力,其次是進(jìn)氣溫度,大氣壓力,環(huán)境溫度,以及發(fā)動(dòng)機(jī)的最大噴射量校正,這取決于發(fā)動(dòng)機(jī)是冷機(jī)還是暖機(jī)。
噴射量的修正除凸輪軸和曲軸位置傳感器以外,其他傳感器都會(huì)參與噴油量的修正量,計(jì)算出最合適的噴射量來完成噴射,發(fā)動(dòng)機(jī)噴射不足最大的因素就是進(jìn)氣壓力,進(jìn)氣壓力是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
基本噴射量:油量由發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和加速踏板的開度,當(dāng)轉(zhuǎn)速恒定時(shí),加速踏板開度增加,噴射量增加,加速踏板開度恒定時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大,噴射量則減少。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定時(shí),比如處于怠速狀態(tài)時(shí),如果駕駛員操作油門踏板,等同于油門踏板開度增加,此時(shí)噴射量必須增加;如果加速踏板此刻恒定,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加,噴射量必須降低。
第2個(gè)油量叫起動(dòng)噴射量,根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的基本噴射量,和發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)開關(guān),也就是on檔的時(shí)間,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和冷卻液溫度增加來校正油量,如果冷卻液溫度較低,噴油量則增加,發(fā)動(dòng)機(jī)已著車,則模式取消,是指當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),冷卻液較低,此時(shí)必須增加起動(dòng)噴射量,一旦著車,則取消此模式。
最高轉(zhuǎn)速設(shè)定噴射量
通過最高轉(zhuǎn)速來設(shè)置或限制噴射量,以便發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過多增加導(dǎo)致飛車,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到標(biāo)定轉(zhuǎn)速時(shí),必須限制噴油器的噴射量,否則會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)超速飛車。
基本最大噴射量
哪些傳感器會(huì)影響噴油器的最大噴射量?
噴射量要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及3個(gè)溫度傳感器(水溫、燃油溫度、進(jìn)氣溫度)、大氣溫度、進(jìn)氣壓力以及大氣壓力,通過校正得到最大的噴射量。
發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和影響最大噴射量的傳感器會(huì)校正出最合適的噴射量,水溫、燃油溫度、進(jìn)氣溫度、大氣溫度都會(huì)影響最大噴射量的校正,其中影響最大的是進(jìn)氣壓力,進(jìn)氣壓力越大,油量會(huì)越大;進(jìn)氣壓力越小,油量會(huì)越小。
最大噴射量受進(jìn)氣壓力影響越大,原因是當(dāng)進(jìn)氣壓力低時(shí),最大噴射量必須得到限制,減少黑煙的排放,進(jìn)氣壓力高,供油多,進(jìn)氣壓力低,供油少。
除了進(jìn)氣壓力,最大噴射量同樣受大氣壓力影響。最大噴射量根據(jù)大氣壓力的不同而增加或降低,當(dāng)大氣壓力較高時(shí),最大噴射量增加,大氣壓力較低時(shí),最大噴射量將減少。
加速噴射量的延時(shí)校正:如果加速踏板的開度較大,噴射量將延遲增加,防止冒黑煙。如果駕駛員操作油門踏板時(shí),油門開度變化過快,這樣做不會(huì)快速增加油量,而會(huì)延遲增加油量,目的是防止黑煙的排放。
電裝系統(tǒng)中的執(zhí)行器:指安裝在油泵上的PCV電磁閥。博世的燃油計(jì)量單元安裝在油泵的進(jìn)油道上,通過控制油泵進(jìn)油量來控制軌壓,電裝PCV閥與燃油計(jì)量單元作用一樣,都是通過控制油量來間接控制軌壓。
不同之處在于計(jì)量單元控制的是油泵進(jìn)油量,PCV電磁閥控制PCV的關(guān)閉正時(shí),等同于油泵的一個(gè)出油量。
該圖是PCV電磁閥的示意圖以及電路構(gòu)成,PCV電磁閥分PCV1和PCV2,電器插件不可互換,主繼電器為PCV電磁閥提供電源,當(dāng)鑰匙門打開之后,繼電器為PCV電磁閥上電,工作開始時(shí)間取決于ECU控制它的負(fù)極端。
PCV電磁閥的工作原理:PCV電磁閥安裝在柱塞的上方,當(dāng)PCV電磁閥處于斷電狀態(tài)時(shí),因PCV電磁閥的閥芯是打開的,進(jìn)油通道是打開的,因此燃油能被抽吸到柱塞箱。
第一張柱塞示意圖,此刻PCV電磁閥的閥門是打開的,燃油會(huì)被柱塞抽吸到柱塞箱,第二張圖,柱塞是亞油狀態(tài),此刻PCV電磁閥還未關(guān)閉,燃油只能順著進(jìn)油道送回油箱。第三張圖,此刻,PCV電磁閥供電,閥芯已被關(guān)閉,相當(dāng)于進(jìn)油通道關(guān)閉,柱塞腔內(nèi)的所有燃油會(huì)被擠壓,壓力升高,克服安裝在柱塞上的出油閥彈簧力,之后會(huì)被送到油軌。
電裝軌壓的控制取決于PCV電磁閥的關(guān)閉早晚,當(dāng)柱塞處于亞油狀態(tài)時(shí),PCV電磁閥關(guān)閉的越早,油量越大,PCV電磁閥關(guān)閉的越晚,油量越小。
PCV電磁閥的關(guān)閉時(shí)間根據(jù)凸輪軸傳感器以角度計(jì)算的,電裝系統(tǒng)中,如果軌壓處于怠速狀態(tài),PCV電磁閥的關(guān)閉時(shí)間就是132度,也就是凸輪的132度,此刻提供的燃油量就可以滿足怠速時(shí)的燃油需求,駕駛員需要加油時(shí),PCV電磁閥可以更早關(guān)閉,從而使燃油量得以增加。
電裝噴油器電磁閥的驅(qū)動(dòng)與博世區(qū)別,博世是兩兩對(duì)應(yīng)的接線方式,電裝系統(tǒng)中,每三缸共用一個(gè)回路,6缸噴油器有2個(gè)回路線,1/2/3缸和4/5/6缸共用。
共用1為1/2/3缸提供回路,共用2為4/5/6缸提供回路。