摩托车电喷系统的工作原理及控制策略

电喷摩托车的工作原理

电喷摩托车是一种新型的摩托车,它通过一个微型计算机控制喷油器根据发动机的负荷给需要工作的气缸喷油,不工作的气缸不给油。电喷摩托车比传统化油器摩托车省油,比同等化油器摩托车省油20%以上。因为实现了数字点火和燃油喷射功能,降低了油耗,改善了排放,所以比化油器车更环保,直接达到欧排放标准11。同时还具有易启动、爆发力强、怠速稳定的特点。

工作原理:化油器通过机械方式向发动机供油,供油量与转速或节气门开度的关系只能是线性的,无法保证发动机在所有工况、所有天气下空燃比都能达到理想。同时,当发动机本身的状态发生变化时,化油器无法随机应变,造成大量能量浪费,不利于燃烧,从而增加油耗,恶化排放。电喷摩托车采用电喷技术,用电喷系统装置(EFI)取消化油器装置,采用装有电喷专用软件的微电脑(ECU)对发动机供油和点火进行实时智能控制。燃油供给极其精确,使发动机在任何工况和环境下都能随时达到最佳的空燃比和点火角,从而降低油耗,改善排放,大大提高摩托车的综合性能。

分类比较:电喷摩托车大致可以分为开环电喷摩托车和闭环电喷摩托车。

开环电喷摩托车不一定比化油器好;闭环电喷摩托车相当到位,功能和作用基本和汽车一样。闭环电喷摩托车可以根据消声器内的含氧量来调节电动喷嘴的喷油量,也可以根据外界大气压力的变化来改变进气压力的大小。目前国内摩托车基本都是开环电喷摩托车。

电喷发动机:摩托车发动机的电喷装置一般由喷油电路、传感器组和电子控制单元(ECU)组成。如果喷油器安装在原化油器位置,即整个发动机只有一个汽油喷射点,这就是单点电喷;如果喷油器安装在各缸的进气管上,即汽油从多处喷入缸内(至少每个缸有一个喷射点),这就是多点喷射。

摩托车开环和闭环的优缺点:开环不是真的电喷,介于化油器和电喷之间,比化油器更容易启动。只有闭环,有ECU精确供油,才是电喷,在不同的环境气候下都能做出相应的自动调节,不会出现高原气候下车辆怠速抖动等情况。摩托车迟早会进入全电喷时代。

结构部件:ECU:电子控制单元的缩写,实际上是一块集成电路板。它负责将各种传感器送来的电信号转换成数字信号,用电路板读写存储器中存储的程序进行处理,然后发出控制信号,控制喷油器喷油和高压线圈点火。

喷油器:负责喷射和雾化燃油的精密部件,通常安装在节气门体的进气管端。

节气门体:相当于化油器的喉腔,但化油器上没有其他零件,只是有一个怠速旁通气道。当发动机在怠速和低速时温度升高,由于加热密度降低,进气量会不足。此时,将通过控制旁路空气通道来补充适量的空气。

节气门位置传感器(TPS):与节气门阀板连接。当节气门阀板的角度改变且开度增加时,传感器中的部件随阀板旋转。节气门位置传感器实际上是一个可变电位计。当它与油门同步旋转时,它将油门的角度和角度变化率转换成电压信号,并发送给ECU。该信号主要代表发动机的负载。

空气温度传感器:用于测量进气温度。它是一个热敏电阻。温度越高,电阻值越小,从而引起电压变化,并发送给ECU。

进气流量传感器:由特殊材料制成的进气格栅在工作时通电,以保持其温度恒定。当进气量发生变化时,进气格栅被冷却,此时需要更大的电流使其温度升高到原来的标准温度,而所需电流与进气量成正比,因此可以测出进气量。

曲轴角度传感器:由脉冲齿圈和磁电线圈组成。脉冲齿圈安装在飞轮上,随曲轴一起旋转。转动时,磁电线圈感应到脉冲齿圈的信号,并将其转化为电压信号发送给ECU。

氧传感器:主要是将废气中氧含量的信息发送给ECU,ECU根据信号调整空燃比,使三元催化器效率最高,污染排放最少。氧传感器一般安装在排气歧管中,其电压输出值随着废气中氧浓度的变化而变化。ECU根据氧传感器的电压变化判断空燃比,并相应调整喷油量。因此,即使由于发动机零部件磨损导致空燃比发生变化,氧传感器也能及时反馈给ECU,实现发动机最佳空燃比的闭环控制。

生产法

电喷技术的分类

电喷系统的作用:电喷系统实际上是一个集成了化油器和点火器的系统,在不同的工况下为发动机提供合适的燃油。

并控制点火时间以保证发动机的正常工作。

电喷系统的优点:相对于化油器供油,电喷系统控制更精确,可以实现不同工况下的精确供油控制,点火角度可以根据需要改变。此外,带氧传感器的闭环电喷系统,即使摩托车使用一段时间,也能根据发动机的实际情况修正喷油量,更好地控制排放,提高燃油经济性。电喷系统的分类

带汽油泵的电喷系统:供油原理:打开点火开关后,油箱内的汽油泵通电运行。

电喷摩托车

把油送到喷油器,油路中有一个燃油压力调节器,它会在燃油压力稳定后把燃油送到喷油器,剩余的燃油在喷油泵一次喷射后通过回油管流回油箱。

控制信号输入:“节气门位置传感器、进气流量传感器、气温传感器、发动机温度传感器、曲轴位置传感器、氧传感器”等传感器实时测得的信号送至ECU。

信号处理与输出:ECU(中央控制单元)接收到各种传感器的信号后,根据内置的计算程序计算出所需的喷油量,并根据喷油量向喷油器发出不同波长的脉冲信号,通过控制喷油嘴的开启时间,达到在不同工况下供应不同量燃油的目的。同时将初级电压及时提供给点火线圈,达到点火的目的。无汽油泵的电喷系统:供油原理:和普通摩托车一样,油箱里的汽油靠重力送到喷油器里。

电喷摩托车

喷油器喷完之后,剩余的燃油通过回油管流回油箱。

控制信号输入:“节气门位置传感器、进气流量传感器、气温传感器、发动机温度传感器、曲轴位置传感器、氧传感器”等传感器实时测得的信号送至ECU。信号处理和输出:

ECU(中央控制单元)接收到传感器的信号后,根据内置的计算程序计算出所需的喷油量,根据喷油量向喷油器发送不同波长的脉冲信号,通过控制喷油器中柱塞的动作对燃油加压。当压力超过压力控制阀时,阀门开启,燃油喷出,燃油量也由脉冲信号的长短控制。信号波长越长,柱塞周围的电磁线圈通电时间越长,柱塞运动时间越长,喷油量越大。两种电喷系统的比较:

供油:FI系统有燃油泵,需要改造油箱,额外增加了功耗。同时,因为是高压供油,对油管等零部件要求更高。比如要求油管不能太软,以保证燃油压力。因为是压力供油,所以对油箱和喷油器的位置没有高低要求。

DCP系统采用重力供油,油箱不需要更换,也不增加功耗,对油管等部件没有特殊要求。但由于重力供油,油箱出油口的位置必须高于喷油器,在某些车型上可能不方便布置。控制信号输入:两个系统在控制信号输入上没有区别。

信号处理和输出:两个系统在信号处理和输出上没有太大区别,主要是DCP系统的喷油器不同。因为DCP系统的喷油器相当于FI系统集成的喷油器和燃油泵,所以结构更复杂,体积一般也大一点。

主要优势

1,供油精准,空燃比易控制,燃油经济性好;

2.点火采用数字点火方式,在任何工况下都能在最佳点火时刻点火,燃烧充分彻底;3.空燃比可控制在λ=1附近波动,使得三元催化剂对CO、HC、NOX三种有害气体的转化效率高,排放性能好;

4、起步性能好,加减速等变工况下过渡平稳,驾驶性能好;

5.电喷与化油器摩托车相比,点火时间更准确,但空燃比更稀,发动机的动力性能与燃油相当。