翁德沃彭:
- 一般
- 单点喷射系统的节流阀
- 多点喷射系统上的节流阀
- 怠速控制
- 大型发动机的节气门控制
- 节气门位置传感器
- 电子油门踏板(线控油门)
整体:
每台汽油发动机都有一个节气门。 节气门可以调节进入气缸的空气量。 柴油机也有节气门,但在发动机运转时它始终处于全开状态。 这是因为柴油发动机依靠过剩的空气运行。 柴油机上的节气门仅起使发动机平稳关闭的作用; 当阀门关闭时,空气供应被切断。 然后发动机立即关闭。 因此燃料供应停止。 在柴油发动机中,这也称为节流阀而不是节流阀。 事实上,汽油发动机中的节气门也是节气门:除了满载之外的所有条件下空气都会受到节流。
关于单点和多点喷射系统的下一章当然是关于汽油发动机的。
带多点喷射系统的节流阀:
在具有多次喷射(多点喷射系统)的发动机中,间接喷射的喷油器安装在节气门后面的进气歧管中。 喷油器喷射到发动机的进气门上。 通过直接喷射,喷射器直接喷射到燃烧室中。 间接喷射和直接喷射发动机都安装有如下所示的节气门体。 配备 Valvetronic(宝马)和 Multi-air(菲亚特)的发动机除外。 节气门体安装在进气歧管和空气质量计管之间。 这可以使用电子油门踏板(线控驱动)或油门拉线(鲍登拉线)进行电动控制。
目前使用的发动机管理系统使用节气门位置控制。 节气门上的调节电机确保可以改变节气门的位置。 这可以用于巡航控制或怠速控制。 电位器 测量节流阀的位置。 发动机控制单元(ECU)接收来自电位器的值,然后控制执行电机打开或关闭节气门。
怠速控制:
为了加速,踩下油门踏板。 节气门打开,可以吸入更多的空气。 减速或怠速时不操作油门踏板; 这里油门关闭。 为了获得空气通道,使用怠速控制。 发动机管理系统将怠速保持在尽可能低的水平。 怠速越低,燃油消耗和发动机磨损越低。 怠速不能太低; 这会导致发动机运行不规律,并且有可能熄火。 所需的怠速并不总是相同。 进气温度、空调打开情况、离合器踏板或自动变速箱选档杆的位置都会影响怠速控制。 速度控制的稳定性可以通过多种方式实现:
- 灌装液位控制。 它最常与调整点火正时结合使用。
- 改变混合物成分。 这对废气排放有负面影响,且控制范围有限。
- 调整点火正时。 这也会对排放产生负面影响,但确实可以实现极快的控制。
- 调整气门正时。 这在现有灌装液位控制之上提供了额外的控制选项。
加注液位控制使用旁通阀,允许气阀外部空气循环,或调节气阀。
旁通阀:
旁通阀打开或关闭节气门外部的气源,从而稳定怠速。 下图左侧显示了部分打开的节流阀。 在右侧,打开的旁通阀允许发动机将空气吸入旁通管道。 当节气门进一步打开时,旁通阀将关闭。 毕竟,只有在燃气阀关闭时才需要旁路。 发动机管理系统决定旁通阀应打开多远。 指示节气门开度的节气门位置传感器与空气温度传感器一起提供必要的信息。
经常使用的旁路是脉冲宽度调制弹簧加载电磁阀。 电机管理系统向电磁线圈提供 PWM 信号。 通过改变占空比,阀门可以打开、关闭或放置在其间的任何位置。 旁通阀还可以配备步进电机。
脉冲宽度调制旁路电磁阀:
该图显示了 PWM 控制旁通阀的两个视图。 从插头连接的三个引脚来看,这通常是带有两个线圈的版本; 一个用于打开阀门,一个用于关闭阀门。
下图展示了两个线圈的控制方法。 当“EFI 主继电器”(发动机管理计算机的继电器)打开时,微处理器即获得电源。 ECU 中控制两个晶体管。
这种开关方法允许下晶体管反转上晶体管的 PWM 信号。 PWM 信号被镜像。 这就是您在 ISC1 和 ISC2(ECU 的输出)处看到的内容。 ECU 改变每个线圈的占空比。 两个磁场之间的强度差异决定了阀门的位置。 频率在100到250Hz之间。
De 占空比控制 可以用示波器测量。 在下图中,阀门半开(占空比 50%)。 ISC1 和 ISC2 上的正脉冲和负脉冲相等。
脉宽调制弹簧加载旁通电磁阀:
除了具有两个线圈的执行器外,还常常配备一个线圈。 在这种情况下,插头连接中通常有两个引脚:用于 PWM 控制和接地线。 弹簧确保阀门在静止时关闭; 这使得第二个线圈变得多余。
配备步进电机的旁路:
除了 PWM 控制的旁通阀外,还有通过步进电机调节的阀门。 ECU 控制线圈。 点击这里进入步进电机页面。
带执行器的节气门体:
现代发动机管理系统使用节气门位置控制来稳定怠速。 不再需要使用单独的旁通阀。 节气门位置控制的所有部件都位于外壳内。 二 电位器 记录整个角旋转(图像中间)的节流阀位置。 与记录怠速(左)的怠速开关一起,信号被发送到 ECU。 节气门内的直流或直流电机通过PWM信号控制来控制节气门的位置。 这里,步进电机也可以旋转节流阀。
节气门体的内部经过修改,使得气隙随着节气门的角运动线性增加。 这听起来非常精确。 因此,更换或清洁节气门后,使用诊断设备将节气门位置设置为基本设置非常重要。
大型发动机的节气门控制:
在大型发动机中,例如宝马的V12发动机(如下图所示),通过一个节气门的供气量太小。 在满负荷时,发动机需要大量空气,以至于单个节气门的直径太小。 因此安装了两个节气门体。 每排气缸一个。 该版本有两个空气过滤器外壳、两个空气质量计和两个吸气管。
节气门位置传感器:
节气门体内部有一个 节气门位置传感器 它将节气门的位置传输到发动机管理系统的 ECU。 节气门的位置决定了吸入的空气量,因此也决定了喷射的燃油量。 根据节气门位置,ECU可以根据工况调整怠速控制:在发动机冷或空调打开的情况下,怠速必须稍微增加,因此节气门必须打开一点。 请参阅章节:怠速控制。
在下图中,我们看到一个 ECU 和一个电位计,它们通过三根线相互连接。 电位计与节流阀有机械连接。 扭转节流阀会导致转轮移动。
- 电位计在引脚 3 上接收 5 伏的电源电压;
- 电位器在引脚 1 上接地;
- 来自电位计的信号通过引脚 2 发送到 ECU:刮水器(箭头)连接到该电线。
在英语文献中,有时也在荷兰语文献中,我们经常看到使用缩写“TPS”。 这代表:“节气门位置传感器”,是荷兰语“节气门位置传感器”的翻译。
电子油门踏板(线控油门):
如今,节气门是电子控制的:我们不再在加速踏板和节气门之间找到(机械)电缆。 油门踏板的位置由两个位置传感器记录并发送到发动机管理系统的ECU。 ECU 通过相互比较来检查信号的合理性,并控制节气门执行器(调节电机)以使阀门处于预定位置。 我们将其称为“线控油门”,荷兰语:通过接线进行油门控制。
加速踏板位置传感器安装在外壳内或加速踏板顶部。 来自这些传感器的信号必须极其准确和可靠:我们不希望信号中的任何干扰在任何情况下导致意外加速或发动机熄火。 为了确保可靠性,制造商安装了两个 位置传感器 添加:
- 制造商可以选择以不同的电压电平传输来自两个传感器的信号。 当传感器1的信号电压从1,2伏增加到1,6伏时,传感器2的信号电压也会增加400 mV,但从2,2伏增加到2,6伏;
- 另一种选择是镜像两个相同的信号:下面的示波器图像显示了此策略。 当操作油门踏板时,通道 A(蓝色)上的信号从 800 mV 增加到 2,9 伏,通道 B(红色)上的信号从 4,3 伏减少到 2,2 伏。 幅度的信号级数 (调幅信号)完全相同,但呈镜像。
当两个信号之一出现故障时:信号短暂接地或显示噪声,两个信号中都会出现差异。 然后 ECU 可能会决定进入跛行模式:油门踏板位置不再可靠。 在紧急模式下,可用的电力有限,这允许人们以较低的速度行驶到路边的安全地方,或者可能到车库。
油门由一个控制 直流电动机 打开和关闭。 油门调节电机由一个 H桥 受控。 执行器与油门踏板一样,配备有两个电位器。 下面两张图显示了油门控制电机 (3),具有两种双电位器选项:
- 雨刷朝上的电位器:两个信号相同,但电压电平不同;
- 转子相对的电位器:信号是镜像。 如果节气门打开时一个信号变高,则另一个信号变小。