電噴發(fā)動(dòng)機(jī)是電控燃油......



電噴發(fā)動(dòng)機(jī)是電控燃油噴射(EFI)發(fā)動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)稱，電噴發(fā)動(dòng)機(jī)均采用電子點(diǎn)火系統(tǒng)。
電噴發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)主要包括：點(diǎn)火電流的恒定控制、無(wú)分電器點(diǎn)火控制、點(diǎn)火正時(shí)控制、點(diǎn)火時(shí)序(判缸)控制以及點(diǎn)火提前與爆震的控制等。
一、點(diǎn)火電流的恒定控制
點(diǎn)火線圈的初/次級(jí)繞組的匝數(shù)比確定后，點(diǎn)火時(shí)的高壓(點(diǎn)火線圈的次級(jí)電壓)主要由初級(jí)繞組中通過(guò)的電流大小來(lái)決定。現(xiàn)代的發(fā)動(dòng)機(jī)電子點(diǎn)火系統(tǒng)為了提高點(diǎn)火時(shí)的高壓，點(diǎn)火線圈的初級(jí)均采用粗導(dǎo)線繞制，其內(nèi)阻只有0.5Ω左右，但這又會(huì)引起電流過(guò)大，如不加以控制會(huì)使點(diǎn)火線圈因電流過(guò)大而影響壽命。
當(dāng)功率三極管T1或T2導(dǎo)通時(shí)，電流經(jīng)其射極負(fù)反饋電阻Rf到地。通過(guò)電阻Rf的電流越大，其上的壓降也越大。如果點(diǎn)火電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)(一般為6.5A)，電路Rf上的壓降增大，恒流控制電路開始起控使閉合角減小。繼而減小了三極管T1、T2的導(dǎo)通時(shí)間，最終通過(guò)點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組中的電流減小，避免點(diǎn)火線圈發(fā)熱和三極管T1、T2的損壞。若點(diǎn)火電流小于規(guī)定值6.5A時(shí)，恒流控制電路也將起控，增大閉合角使三極管T1或T2的導(dǎo)通時(shí)間增加，使點(diǎn)火電流增大，最終恒定在6.5A的標(biāo)準(zhǔn)值上。
二、無(wú)分電器電子點(diǎn)火
為了進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的可靠性、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)代的發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)越來(lái)越多地采用無(wú)分電器電子點(diǎn)火。無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與以往的點(diǎn)火系統(tǒng)不同，它取消了分電器，消除了因分電器產(chǎn)生的機(jī)械磨損而引起的點(diǎn)火時(shí)間不準(zhǔn)，以及點(diǎn)火能量損失等不利因素，因而它是新型發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的主流。
無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)根據(jù)使用點(diǎn)火線圈的數(shù)量以及其火花塞的跳火方式，又可分為同時(shí)點(diǎn)火和單獨(dú)順序點(diǎn)火兩種方式。
1.無(wú)分電器同時(shí)點(diǎn)火方式
該電路的特點(diǎn)是每?jī)蓚€(gè)缸的火花塞共用一只點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組的兩端采用開放式分別接兩個(gè)缸上的火花塞。點(diǎn)火時(shí)兩個(gè)缸的火花塞形成串聯(lián)電路同時(shí)跳火。其中一個(gè)缸的火花塞在常規(guī)方向跳火，即從正中央電極到負(fù)旁電極;而另一個(gè)缸的火花塞跳火則從負(fù)旁電極到正中央電極。在兩個(gè)缸的火花塞同時(shí)跳火時(shí)，只有處于壓縮行程氣缸的火花塞的跳火才是有效的，而處于排氣行程的另一個(gè)氣缸的火花塞的跳火是無(wú)效的多余的，所以也有稱這種點(diǎn)火為“浪費(fèi)”火花型點(diǎn)火。
在兩個(gè)缸的火花塞同時(shí)跳火時(shí)，一個(gè)缸的活塞處于排氣行程的上止點(diǎn);另一個(gè)缸的活塞處于壓縮行程的上止點(diǎn)。即點(diǎn)火應(yīng)在處于壓縮行程氣缸活塞的上止點(diǎn)位置的1缸進(jìn)行。因此發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制器(ECU)根據(jù)曲軸位置傳感器送來(lái)的活塞上止點(diǎn)信號(hào)和同步信號(hào)傳感器送來(lái)的判缸信號(hào)，經(jīng)計(jì)算處理后輸出正確的點(diǎn)火指令，令1缸點(diǎn)火。點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組電路中增加的一只高壓二極管，是為了防止三極管T1和T2在導(dǎo)通的瞬間，次級(jí)繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使火花塞跳火。
在無(wú)分電器同時(shí)點(diǎn)火方式中，為了降低成本和節(jié)省發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的空間，還采用一種初級(jí)繞組帶中間抽頭的點(diǎn)火線圈，獨(dú)立完成對(duì)各缸的點(diǎn)火。圖2是四缸電噴發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)分電器用一只點(diǎn)火線圈同時(shí)點(diǎn)火的基本電路。
該同時(shí)點(diǎn)火電路的基本原理是：ECU根據(jù)曲軸位置傳感器和同步信號(hào)傳感器送來(lái)的信號(hào)，經(jīng)計(jì)算處理后向電子點(diǎn)火組件中的驅(qū)動(dòng)三極管T1發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)(1缸和4缸的同時(shí)點(diǎn)火信號(hào))，這時(shí)三極管T1導(dǎo)通T2截止。點(diǎn)火電流從蓄電池的+12V→三極管T1的集電極和發(fā)射極→初級(jí)繞組的L2→蓄電池負(fù)極。這時(shí)初級(jí)繞組的L1中的電流中斷，次級(jí)繞組中感應(yīng)產(chǎn)生高壓電，其極性為上負(fù)下正。其電流流向?yàn)椋捍渭?jí)繞組的b端→二極管D4→4缸火花塞的中央電極和旁電極→蓄電池負(fù)極(車身)→1缸火花塞的旁電極和中央電極→二極管D1→次級(jí)繞組的a端。這時(shí)1和4兩個(gè)缸的火花塞同時(shí)跳火。由于圖2的點(diǎn)火工作順序?yàn)?-3-4-2，4缸的活塞處于排氣行程，1缸的活塞處于壓縮行程的上止點(diǎn)位置，因而1缸的火花塞跳火是有效的，而4缸的火花塞跳火是無(wú)效的。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)180°后，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)曲軸的位置傳感器和同步信號(hào)傳感器送來(lái)的信號(hào)，向三極管T2發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)(2缸和3缸的同時(shí)點(diǎn)火信號(hào))，這時(shí)三極管T2導(dǎo)通T1截止。點(diǎn)火電流從蓄電池的+12V→初級(jí)繞組中的L1→三極管T2的集電極和發(fā)射極→蓄電池的負(fù)極。這時(shí)初級(jí)繞組L2中的電流中斷，次級(jí)繞組中感應(yīng)產(chǎn)生高壓電，其極性為上正下負(fù)。其電流流向?yàn)椋捍渭?jí)繞組的a端→二極管D2→2缸火花塞的中央電極和旁電極→蓄電池負(fù)極(車身)→3缸火花塞的旁電極和中央電極→二極管D3→次級(jí)繞組的b端。這時(shí)2和3兩個(gè)缸的火花塞同時(shí)跳火，3缸的活塞處于壓縮行程的上止點(diǎn)位置，火花塞的跳火是有效的，而2缸的活塞是處于排氣行程，因而其火花塞的跳火是無(wú)效的。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)兩圈(720°)在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，各缸的火花塞有效跳火一次。
2.無(wú)分電器單獨(dú)順序點(diǎn)火方式
該無(wú)分電器點(diǎn)火系統(tǒng)中的工作點(diǎn)火順序與常規(guī)的發(fā)動(dòng)機(jī)按工作順序點(diǎn)火的原理相同。不同的是因無(wú)分電器單獨(dú)點(diǎn)火，每個(gè)缸的火花塞均需一個(gè)點(diǎn)火線圈，并且工作時(shí)還需要判缸信號(hào)。ECU根據(jù)曲軸位置傳感器和同步信號(hào)傳感器送來(lái)的信號(hào)，經(jīng)處理后向電子點(diǎn)火組件中的驅(qū)動(dòng)三極管T1發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)。這時(shí)三極管T1截止，使點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組中的電流中斷，次級(jí)繞組便感應(yīng)產(chǎn)生高壓電，使1缸的火花塞跳火。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，ECU將按照該發(fā)動(dòng)機(jī)的工作點(diǎn)火順序(如1-3-4-2)依次向1缸、3缸、4缸、2缸發(fā)出點(diǎn)火信號(hào)，使相應(yīng)氣缸的火花塞跳火。
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這種無(wú)分電器單獨(dú)順序點(diǎn)火方式多用于多氣缸的發(fā)動(dòng)機(jī)上。它的點(diǎn)火線圈體積很小，可直接安裝在火花塞上，因此節(jié)省了發(fā)動(dòng)機(jī)的空間，并使可靠性增加，同時(shí)對(duì)通訊產(chǎn)生的干擾也較小。故它在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)分電器電子點(diǎn)火系統(tǒng)中得到了廣泛地應(yīng)用。
三、點(diǎn)火正時(shí)的控制
點(diǎn)火正時(shí)是指活塞處于壓縮行程的上止點(diǎn)時(shí)刻點(diǎn)火，它由安裝在飛輪邊緣的曲軸位置傳感器給ECU提供信息，ECU經(jīng)判斷處理后輸出指令使電子點(diǎn)火器工作。曲軸位置傳感器是點(diǎn)火系統(tǒng)的重要器件。對(duì)于四缸發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，在其飛輪的相對(duì)方向上各有均等的4個(gè)槽。4個(gè)槽為一組，兩組槽相隔180°，每組槽齒間隔20°。
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曲軸位置傳感器多由霍爾傳感器擔(dān)任，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，其上的槽齒經(jīng)過(guò)霍爾傳感器時(shí)產(chǎn)生霍爾效應(yīng)輸出5V的高電平信號(hào)。當(dāng)飛輪上的槽齒不經(jīng)過(guò)霍爾傳感器的期間，無(wú)霍爾電壓產(chǎn)生，輸出0.3V的低電平信號(hào)。飛輪旋轉(zhuǎn)一圈(360°)，每組槽齒共產(chǎn)生4個(gè)霍爾電壓脈沖信號(hào)。