在本課程中,我們繼續講解電子燃油噴射系統中的噴油時間以及發動機傳感器對噴油時間的影響。
圖 1.0 |
噴油嘴開啟持續時間
多點噴油嘴是一個電子機械設備,由燃油噴射繼電器或ECM供以12V的電壓。噴油嘴由電磁閥組成,電磁閥由彈簧壓在關閉的位置上,當ECM通電時才打開。當電磁場將針閥抬升離開閥座,燃油噴射到發動機里面。總共抬升大約為0.15 mm,反應時間大概為1毫秒。
只有在發動機起動或運轉中噴油嘴才有電壓,因為電壓供應由轉速繼電器控制。
噴油嘴由共軌油管供應燃油。噴油嘴的開啟時間由ECM獲取的輸入信號決定,這些輸入信號來自于各種傳感器。
這些輸入信號包括:
- 冷卻溫度的阻抗
- 空氣流量計的電壓輸出
- 空氣流量傳感器的阻抗
- 進氣歧管絕對壓力傳感器信號
- 節氣門位置開關/電位計
噴油嘴開啟持續時間因發機機冷起動和暖機狀況會有所差異,當發動機溫度達到工作溫度燃油噴射時間會減少。開啟時間會在加速下擴大,在輕負載下減小。
圖 1.1 |
噴射系統不同,有的噴油嘴在一個循環下噴射一次,有的噴射兩次。同時噴射系統,所有的噴油嘴并列連接,同時噴射。(圖1.0)
次序噴射系統,像同時噴射系統一樣,有一個共同正極電源線連接到噴油嘴上;但不同的是,次序噴射系統,噴油嘴的接地是分開的。(圖1.1)次序噴射系統,內含相位傳感器,當進氣門打開時噴油,進入的氣流幫助霧化燃油。
圖1.2是噴油嘴在V形結構發動機上噴油的示意。燃油輪流地供給發動機的每一岸。在捷豹V12發動機上,噴油嘴分4組,每組3個噴油嘴。各組的3個噴油嘴同時噴油。
由于噴油頻率的關系,次序系統的噴油嘴的開啟時間通常是同時噴射系統的兩倍。當然這也由噴油嘴噴射率和燃油工作壓力決定。
在下圖1.3,我們可以觀察到噴油嘴的電流(紅色)和初級點火信號(藍色)。同時評估這兩個波形的原因:診斷不能起動狀況或突然無動力以致發動機停止的故障。如果檢測不到初級波形,則噴油嘴也不會打開,因為這兩個電路正時是相同的;如果噴油嘴電流缺失,意味著噴油嘴電路有故障。
圖 1.2 |
噴油波形相對于初級信號的頻率,在次序噴射系統和同時噴射系統上是不相同的。次序噴射系統每720°噴射一次,而同時噴射系統每720°噴射兩次。有些同時噴射系統每720°噴射一次,但這是少數情況。
圖 1.3 |
發動機傳感器
接下來詳細介紹對噴油嘴需求的開啟時間有貢獻的汽車ECM輸入信號。有些部件在一些系統上沒有安裝,本文盡力覆蓋所有類型。
冷卻溫度傳感器
冷卻溫度傳感器是細小的兩線設備,向ECM傳送發動機溫度。正是這個信號決定發動機的暖機時間和怠速速度。
圖 1.4 |
這種傳感器通常有個負向溫度系數(NTC),意味著當溫度上升,阻抗下降。正向溫度系數(PTC)與NTC相反,它的阻抗隨溫度上升而上升。
為了讓1992年前沒有安裝催化器的汽車增加駕駛性能,可以通過與冷卻溫度傳感器串聯一個電阻器來計算和改變阻抗。在串聯之前,記得計算好阻抗。如果冷卻溫度傳感器是負向溫度系數的話,不能與電阻器串聯。注意,不要與冷卻溫度傳感器并聯。但是這種修改不能用在裝有催化器的發動機上,因為額外的噴油會打亂氧氣傳感器的正確系數。
這傳感器是汽車廠原廠指定的,即使看起來一模一樣,但其輸出會有很大的不同。電路上任何的接觸不良,都會增加阻抗,也會歪曲ECM的讀數。
圖1.4 顯示的為福特冷卻溫度傳感器。
圖 1.5 |
冷卻溫度傳感器(CTS)是個兩線設備,供應電壓始終是大約5伏。
傳感器本身有能力隨著發動機溫度的改變而改變自身的阻抗。多數傳感器有個負溫度系數(NTC),當溫度增加時部件的阻抗減小。阻抗變化所以看到傳感器的電壓改變,因此可以監測任何超過它工作范圍的偏差。
選擇時間標尺為500秒,然后連接示波器到傳感器上,觀察電壓輸出。
起動發動機,多數情況下電壓起始于3到4伏區域,但取決于發動機的溫度;當溫度增加阻抗降低,可以看到電壓下降。見圖1.5。
電壓改變率通常是線性的,沒有電壓的突變。如果冷卻溫度傳感器在某一溫度顯示錯誤,這是唯一正確的檢測方法。
沃克斯豪爾冷卻溫度傳感器(CTS)
圖 1.6 |
在Pico示波器上看到沃克斯豪爾Vectra 1.6 Lt發動機使用的冷卻溫度傳感器有明顯的不同波形。可以看到冷卻溫度傳感器的電壓有個傳統的下降,直到發動機達到40 - 50 °C ,在這一點電壓顯著上升因為ECM內部的轉換。圖1.6說明這點。在高的工作溫度(50 °C 以上)改變電壓的原因是,ECM增加傳感器電壓是為了得到更好的控制。
所有例子都是用Pico汽車示波器來檢測的。其它廠家的設備會有不同的電壓范圍,但結果波形應該是相似的。請記得使用更高的電壓量程,會讓結果波形看起來幅值會更小,但總體電壓是一樣的。
下一個教程我們將繼續探討會影響噴油時間的其它傳感器。
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