任务一 发动机电控系统的类型

学习目标

1.了解发动机电控系统的类型

2.了解各种发动机电控系统的优缺点

课程准备

知识准备：汽车发动机构造原理

往复活塞式内燃机的工作腔称作气缸，气缸内表面为圆柱形。在气缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，构成曲柄连杆机构。因此，当活塞在气缸内作往复运动时，连杆便推动曲轴旋转，或者相反。同时，工作腔的容积也在不断地由最小变到最大，再由最大变到最小，如此循环不已。气缸的顶端用气缸盖封闭。在气缸盖上装有进气门和排气门，进、排气门是头朝下尾朝上倒挂在气缸顶端的。通过进、排气门的开闭实现向气缸内充气和向气缸外排气。进、排气门的开闭由凸轮轴控制。凸轮轴由曲轴通过齿形带或齿轮或链条驱动。进、排气门和凸轮轴以及其他一些零件共同组成配气机构。通常称这种结构形式的配气机构为顶置气门配气机构。现代汽车内燃机无一例外地都采用顶置气门配气机构。构成气缸的零件称作气缸体，支承曲轴的零件称作曲轴箱，气缸体与曲轴箱的连铸体称作机体。

课前引入：一位客户来到4S店，要买一辆车。销售顾问向他介绍发动机的类型，销售顾问说，我们这款车有缸内直喷的发动机，也有普通的吸气式发动机，如果你是销售顾问，你能解释这两款发动机的区别和各自的特点吗？

由于电子技术的飞速发展并在汽车上广泛应用，现代汽车上普遍采用电子控制系统来控制发动机的工作。目前市场上发动机电控系统的型式对汽油机来说，主要有歧管喷射式、缸内直喷式，对柴油发动机来说，主要有缸内直喷式，此外还有混合动力等型式的发动机。

一、歧管喷射式发动机电控系统

根据燃油的喷射位置，电控汽油发动机分为歧管喷射式（见图1-1-1）和缸内直喷式两种形式。

图1-1-1 歧管喷射方式

电控燃油喷油系统，需要对进入发动机的空气量进行计量。根据对吸入空气量的检测方式不同，可分为直接和间接两类。直接检测方式又称为质量―流量方式；间接检测方式又分速度―密度方式和节流―速度方式两种。

1.速度—密度方式（D型电控系统）

采用速度—密度方式（D型电控系统）测量进气量是利用发动机转速与进气管压力的关系，间接测定吸入气缸的空气量，进而控制喷油量。其特点是在进气管道内装有一个绝对压力传感器来测量进气道内的绝对空气压力值。“D”是德文“压力”的第一个字母。D型电控系统的布置如图1-1-2所示。

图1-1-2 D型电控系统的布置

由于进气管内的空气压力在波动，所以D型电控系统的测量准确度稍微差些。但这种控制系统仍广泛应用在当前的电控发动机系统中。

2.质量—流量方式（L型电控系统）

质量—流量方式（L型电控系统）是采用空气流量计直接测量发动机进气量，因此控制精度要比D型系统更高。在L型电控系统中利用装在空气滤清器后的空气流量计（空气流量传感器）直接测量发动机吸入的进气量。目前轿车上主要采用热膜式空气流量计来测量空气流量。热膜式空气流量计安装位置如图1-1-3所示。L型电控系统大部分结构与D型电控系统相似。“L”是德文“空气”的第一个字母。L型电控系统的布置如图1-1-3所示。

图1-1-3 L型电控系统的布置

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请说出L型和D型电控系统的区别。

二、缸内直喷式发动机电控系统

缸内直喷（Fuel Stratified Injection，FSI）就是将燃油喷嘴安装于气缸内，直接将燃油喷入气缸内与进气混合。喷射压力也进一步提高，使燃油雾化更加细致，真正实现了精准地按比例控制喷油并与进气混合，并且消除了缸外喷射的缺点。同时，喷嘴位置、喷雾形状、进气气流控制，以及活塞顶形状等特别的设计，使油气能够在整个气缸内充分、均匀地混合，从而使燃油充分燃烧，能量转化效率更高。缸内直喷发动机供油系统如图1-1-4所示。

三、柴油机共轨喷射发动机

目前柴油机多采用共轨喷射方式，共轨式电控燃油喷射技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的空燃比和良好的雾化，最少的污染排放。

图1-1-4 缸内直接喷射的发动机元件

目前世界上主要有三大公司在研发和生产柴油机高压共轨系统，日本电装、德国博世和美国福特公司。博世公司共轨柴油发动机如图1-1-5所示。

图1-1-5 高压共轨喷射发动机原理图

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1.请上网查询使用高压共轨柴油发动机的自主品牌。

2.请说出缸内直喷发动机有哪些优点？