❶ 發動機電腦(ECU)
發動機電腦具有空燃比控制、點火正時控制、加減速控制、下坡斷油控制、超速控制、怠速控制、空調控制等功能。當整車供電後,開始不斷地定時檢查各感測器及開關信號,並以此為依據,計算出發動機各工況下的最佳供油量、最佳點火正時、最理想的怠速等。經輸出驅動電路完成對噴油器、點火組件、怠速直流電機和空調系統的控制。硬體組成及功能如下:
1) 輸入迴路:將系統中各感測器檢測到的信號輸入發動機電腦。
2) 模擬/數字轉換器:將模擬輸入的信號原形轉換成微機能夠識別處理的數字信號。
3) 微機:將各感測器送來的信號用內存的程序和數據進行運算處理,並將結果送至各執行器。
4)輸出迴路:將微機作出的決策指令轉變為控制信號,驅動執行器進行工作。
控制系統中最主要的軟體是主控程序,它主要負責對整個系統進行初始化,實現系統的工作時序、判定控制摸式、控制點火角度和噴油脈沖信號的輸出等。軟體中還有轉速與負荷的處理程序,中斷處理程序及查表程序。針對發動機使用要求預先確點火角脈譜及噴油量脈譜,以及其他為匹配各工況而選定的修正系數、修正函數和常數等,都以離散數據的形式儲存在微機的存儲器中。
2、曲軸位置感測器
曲軸位置感測器是發動機控制系統中最主要的感測器,是控制點火時刻(點火提前角)確認曲軸位置不可缺少的信號源。它安裝在飛輪盤附近,如圖所示。飛輪盤圓周上均勻分布著若干齒。發動機運行時,感測器不斷檢測飛輪上齒峰與齒谷間的變化,並轉換成電壓信號傳給ECU。ECU根據該信號計算出發動機的轉速並判斷出活塞在氣缸內的行程位置,進而控制噴油器開啟時刻、燃油噴射量、點火正時、怠速和燃油泵等各項工作。
3、冷卻液溫度感測器
冷卻液溫度感測器安裝在發動機節溫器處,其結構如圖所示,其溫度感應元件為負溫度系數的熱敏電阻,溫度越低阻值越大。冷卻液溫度感測器將冷卻液溫度的高低,轉變成電信號,輸出給電控單元,從而控制供油加濃量、點火正時和怠速轉速。
4、進氣溫度感測器
進氣溫度感測器安裝於進氣管道上,是檢測發動機吸入空氣溫度用的感測器。由於吸入空氣溫度的變化會引起空氣密度發生變化,因此需要進行燃油噴射量修正。為使測量及修正精確,通常是將進氣溫度感測器安裝在空氣測量部位附近。進氣溫度感測器的輸出特性與水溫感測器相同。 ECU中的電阻與進氣溫度感測器串聯,當熱敏電阻的阻值隨進氣溫度變化時,電壓信號也隨之改變。當進氣溫度低時(空氣密度大),熱敏電阻阻值增大,ECU檢測到的電壓信號電壓高。根據此信號,ECU相應增加噴油量。反之,當進氣溫度高時(進氣空氣密度小),ECU檢測到的電壓信號電壓低,ECU控制噴油量減少。
5、爆震感測器
爆震感測器安裝在發動機缸體上,其內部是一個壓電陶瓷片,一個慣性配重通過螺釘緊壓在壓電陶瓷片上,使之產生一定的預壓力,如圖所示。當發動機因燃油標號不足,缸內積碳過多,點火過早出現爆震時,產生1~10KHz的壓力波;這一壓力波通過缸體傳給爆震感測器,又通過慣性配重,使作用在壓電陶瓷片上的壓力發生變化,產生約20mV/g的電動勢;這一信號傳輸給電腦,經濾波後,再轉換成指示爆震的數字信號。 ECU根據這一信號調整點火提前角,消除爆震。
6、氧感測器
氧感測器安裝在排氣管上,用來檢測排氣中氧氣分子的濃度,結構如圖所示。發動機運轉時,排出的廢氣從氧感測器表面流過,在高溫狀態下氧分子發生電離。由於敏感元件3內外表面氧分子的濃度不同,因而使氧離子從濃度大的內表面向濃度小的外表面移動,從而在敏感元件內外表面的兩個電極之間產生一個微小的電壓,形成電壓信號。排氣中氧氣分子的濃度取決於混合氣的空燃比:當混合氣濃於理論混合氣(即空燃比小於14.7:1)時,在燃燒過程中氧分子被全部耗盡,排氣中沒有氧氣分子;當混合氣稀於理論混合氣(即空燃比大於14.7:1)時,在燃燒過程中氧分子未能全部耗盡,排氣中含有氧分子。混合氣愈稀,排氣中的氧分子濃度就愈大。因此,氧感測器發出的信號間接地反映了混合氣空燃比的高低。電腦按氧感測器的反饋信號,對噴油量的計算結果進行修正,使混合氣的空燃比更接近於理論空燃比。
7、燃油泵繼電器
燃油泵繼器安裝在中央配電盒內,用於控制燃油泵的供電。點火開關打開時,該繼電器在ECU控制下勵磁,使電源向油泵和噴油器供電。若在2秒鍾內ECU收不到曲軸位置信號,ECU控制該繼電器失勵,燃油泵停止運行。
8、主繼電器
主繼電器控制ECU供電。點火開關打開時,主繼電器勵磁,主觸點接通向ECU供電。點火開關關閉時,ECU利用內部積存的電能使主繼電器延遲失磁。3電磁線圈4蒸氣出口ECU則利用這的時間將停車前現場數據保存到ECU的存儲器中。
9、發動機故障警報燈
發動機故障警報燈安裝在儀錶板上,用來顯示電控系統故障。點火開關打開發動機未起動時,故障警報燈應點亮;發動機起動後該燈應熄滅;若系統有故障,該燈不滅提示系統有故障。
實踐證明火花塞絕緣體保持在500-600℃溫度時,落在絕緣體上的油滴能立即燒去不會形成積炭,高於這個溫度會早燃,低於這個溫度有積炭。在不同發動機上的溫度會不一樣,設計者就利用絕緣體裙部的長度來解決這個矛盾。有些裙部短受熱面積小,散熱快,因此裙部溫度低些,稱為冷型火花塞,適用於高速高壓縮比的大功率發動機;有些裙部細長受熱面積大,散熱慢,因此裙部溫度高些,稱為熱型火花塞,適用於中低速低壓縮比的小功率發動機。