发动机喷射技术

一、内燃机喷射技术定义与组成及原理内燃机技术的发展离不开其各个方面的技术的发展与进步，比如，内燃机的增压技术、内燃机的燃烧技术，当然，显而易见的是，内燃机的喷射技术也是十分重要的，也许喷射技术相比于燃烧技术等技术而言，显得并不是十分重要，但是我们的燃油喷射技术也是十分重要的，因为这也是直接影响到我们内燃机的整个运行与对于汽车的动力的性能。一直以来汽车发动机以石油作为主要的燃料来源，但是，石油资源具有不可再生性，连续开采已使得石油资源日益枯竭。此外，尾气排放带来的环境污染问题也是汽车工业急需解决的问题，制定并实施汽车尾气排放标准是一项较为有效的控制措施。在能源与环保的双重压力下，我国内燃机行业引进了许多先进的技术。内燃机的燃油喷射技术就是其中一项重要的技术。那么，我们就要问，提高内燃机的喷射技术有什么益处与意义呢？益处当然是很多的。在解释内燃机喷射技术的改进之前，我们首先应该了解一下什么是内燃机的燃油喷射系统，燃油喷射系统是指在一定的压力下，利用喷油器将一定数量的燃料直接喷入气缸或进气道内的燃油供给装置。燃油喷射系统是有很多分类方式的，首先，我们根据喷射燃料种类的不同，可以分为汽油喷射系统、柴油喷射系统、气体燃料喷射系统等。其次，我们根据其控制方式的不同，可分为机械控制式、电子控制式以及机电混合控制式。当我们了解了燃油喷射系统的定义后，我们就可以很容易地知道喷射技术的作用，那就是利用喷油器向汽缸内喷射燃油，以保证燃油与空气燃烧的合理性与经济性。很显然，提高燃油喷射技术可以极大地提高燃油与空气燃烧的分配比例与燃油的喷射时间，以保证燃油燃烧的合理性、经济性与节能性以及环保性。因此，其技术是十分重要的，应该引起我们的重视。二、内燃机喷射技术分类我们在前面的一个概述中已经提到，我们燃油喷射技术有很多种类，根据不同的分类方式也可以分为很多不同的种类，这些不同的分类方式可以将某些技术的共同点或者特点很明显的展示在我们面前，同时，我们可以根据不同的喷射技术的特点，在不同的工程技术的应用下，选择具体的合适的喷射技术。首先，我们按喷射部位的不同可分为缸内喷射和缸外喷射两种。缸内喷射是通过安装在气缸盖上的喷油器，将汽油直接喷入气缸内。目前汽油机电控系统广泛采用的是进气道喷射。其次，我们按喷射的连续性将汽油喷射系统分为连续喷射式和间歇喷射式。连续喷射是指在发动机工作期间，喷油器连续不断地向进气道内喷射，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的。这种喷射方式大多用于机械控制式或机电混合控制式汽油喷射系统。间歇式喷射是指在发动机工作期间，汽油被间歇地喷入进气道内。电控汽油喷射系统都采用间歇喷射方式。接下来我们来通过举一些典型的内燃机燃油喷射系统的组成与原理来说明内燃机的喷射技术。首先是机械式直列柱塞泵。直列柱塞泵一般由柴油机曲轴的定时齿轮驱动。固定在喷油泵体上的活塞式输油泵由喷油泵的凸轮轴驱动。当柴油机工作时，输油泵从柴油箱吸出柴油，经油水分离器去除柴油中水分后，再经柴油滤清器滤除柴油中的杂质，然后送到喷油泵。在喷油泵内柴油经过增压和计量后，经高压油管供入喷油器，通过喷油器将柴油按一定压力喷入到燃烧室。其次是泵喷嘴。电控泵喷嘴喷射系统是一种将柱塞偶件和喷油器安装在一个壳体内的柴油机燃料喷射系统，主要由泵喷嘴体、控制阀以及电磁阀等组成。相当于在机械式泵-管系统中取消了高压油管，需要在气缸盖上设置专用凸轮轴以直接驱动柱塞泵的泵油过程。由于无高压油管，所以柱塞泵压油时所产生的高压燃油直接进入喷油器的承压环槽内。喷油正时和喷油量是通过高频电磁阀控制泵喷嘴进油阀的开启时刻和开启持续时间来控制。最后是高压共轨技术。其燃油压力的产生和喷射是分开的。喷入各个气缸的燃油来自共用的、一直保持高压的蓄压器。蓄压器的燃油压力由高压径向柱塞泵产生，并可随发动机工况而变。每个气缸盖上装有一个由电磁阀控制的喷油器。喷油量由喷油器出口断面、电磁阀开启持续时间和蓄压器中燃油压力确定。三、内燃机喷射技术的控制发动机在不同工况下运转，对混合气浓度的要求也不同。特别是在一些特殊工况下，对混合气浓度有特殊的要求。ECU要根据有关传感器测得的运转工况，按不同的方式控制喷油量。喷油量的控制方式可分为起动控制、运转控制、断油控制和反馈控制。首先是起动喷油控制。起动时，发动机由起动马达带动运转。由于转速很低，转速的波动也很大，因此这时空气流量传感器所测得的进气量信号有很大的误差。基于这个原因，在发动机起动时，ECU不以空气流量传感器的信号作为喷油量的计算依据，而是按预先给定的起动程序来进行喷油控制。ECU根据起动开关及转速传感器的信号，判定发动机是否处于起动状态，以决定是否按起动程序控制喷油。其次是运转控制。在发动机运转中，ECU主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。此外，ECU还要参考节气门开度、发动机水温、进气温度、海拔高度及怠速工况、加速工况、全负荷工况等运转参数来修正喷油量，以提高控制精度。最后是反馈控制。汽油喷射系统进行反馈控制的传感器是热氧传感器，使用热氧传感器的发动机必须使用无铅汽油。反馈控制（闭环控制）是在排气管上加装热氧传感器，根据排气中氧含量的变化，测定出进入发动机燃烧室混合气的空燃比值，把它输入ECU与设定的目标空燃比值进行比较，将误差信号经放大器控制电磁喷油器喷油量，使空燃比保持在设定目标值附近。总之，内燃机喷射系统的控制问题是一个十分重要的因素，目前电子控制技术发展最为迅猛，我们当解决好喷射系统的控制问题后，能够精确控制喷射系统的燃油喷射，实现燃油燃烧的合理性、经济性与节能性以及环保性，保证内燃机的动力性能。