电喷发动机的组成和工作原理

电喷车点火系统的工作原理
从1957年美国公司推出了电子控制汽油喷射系统，这就是所谓的电子喷射，简称电喷。电喷技术为发动机，乃致整个运输事业的发展开创了一个新纪元。起先是用的模拟电子喷射，后来发展到数字电子喷射。它的基本原理是微电脑（ecu）根据各种传感器传来的信号，通过分析、计算、判断，从而精确地控制和选择最佳点火和喷油时刻及喷油量。电子控制汽油喷油喷射的优点主要表现为：一是对各种工况都能根据特定的目标对燃油定量实现最精确的优化，且各工况之间能做到最佳匹配；二是可实现闭合控制，防止喷射密度的变化所带来的喷油量偏差。
在汽油机中，气缸内的可燃混合气是由电火花点燃的，在汽车发动机点火系统中，点火线圈是为点燃发动机汽缸内空气和燃油混合物提供点火能量的执行部件。它基于电磁感应的原理，通过关断和打开点火线圈的初级回路，初级回路中的电流增加然后又突然减小，这样在次级就会感应产生点燃火花塞所需的高电压。点火线圈可以认为是一种特殊的脉冲变压器，它将10-12v的低电压转换成25000v或更高的电压。
为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。能够按规定的时间在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系统，点火系统通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。对于早期的机械触点断路器(即白金点火)和通过无分布器晶体管点火的机械高压分布帽点火。
以及后来的双火花线圈。属于微机控制点火系，主要由下列元件组成，监测发动机运行状况的传感器、处理信号、发出指令的微处理机（ecu）、响应微机指令的点火器、点火线圈等。微机控制点火系统由于不再配置真空离心点火提前调节装置，点火提前角由微机控制，从而使发动机在各种情况下都可最佳地调整点火时刻，使点火提前到发动机刚好不发生爆震的范围。微机控制的点火系统具有能量损失小、高速性能好、电磁干扰少及点火精度高等诸多优点，目前在中高档车上的应用越来越多。采用无分电器点火方式同时点火，同时点火是指两个气缸合用一个点火线圈，即一个点火线圈有两个高压输出端。
点火系统是由几个部份组成：微处理机（ecu），点火线圈，电子驱动模块，高压点火线，火花塞 如图：（注：由于没有利亚纳车的原理图，此图只作参考）
1.各种传感器 2.电子控制单元 3点火器（电子驱动模块）. 4.点火开关 5.12v蓄电池 6.点火线圈 7.火花塞 8.初级线圈 9.次级线圈
下面讲解一下各部件的特性和工作原理：
1、微处理机（ecu）
一般车友所谓的电脑，指的是负责车辆与引擎状况监管的行车电脑，ecu--electronic control unit--电子控制单元。它由输入信号传感器、电子控制单元(ecu)及点火执行器三部分组成。也就是我们所称的ecu，是由一些主要的传感器:如发动机转速、冷却水温、进气温度、节气门位置、氧传感器、进气压力...等信号经ecu计算处理后送给执行单元进行修正，以实现高精度的空燃比和最佳的点火正时的控制。ecu除了依照不同的行驶状态来供给适当的油料、调整点火角度与时机外，还必须负责控制各种电子配备，如冷气系统、冷却系统以及自我检测系统等，对于车辆来说，ecu相当于人体的大脑，负责接受各种信号，经由内建的基础程式判别后，来控制各个系统，以维持车辆正常的行驶。ecu按照预先设计的程序计算各种传感器送来的信息，经过处理以后，并把各个参数限制在允许的电压电平上，再发送给各相关的执行机构，执行各种预定的控制功能。
微处理机根据输入数据和储存在map中的数据，计算喷油时间、喷油量、喷油率和喷油定时等。并将这些参数转换为与发动机运行匹配的随时间变化的电量。以发动机的转速、负荷为基础，经过ecu计算和处理，向喷油器、供油泵等发送动作指令，使每一个汽缸都有最合适的喷油量、喷油率和喷油定时，保证每一个汽缸进行最佳的燃烧。由于发动机的工作是高速变化的，而且要求计算精度高，处理速度快，因此，ecu的性能应当随发动机技术的发展而发展，微处理器的内存越来越大，信息处理能力越来越强。
这个信号输入电子点火控制器，经过大功率晶体管前置电路放大、整形处理后，控制高能干式点火线圈初级的充电和放电过程，当功率管导通时，点火线圈初级也导通，点火线圈贮能，当信号使控制器功率管截止时，点火线圈初级断路，在线圈次级感应出瞬时高压。
由微控制器发出的控制信号经过点火器中的功率三极管的驱动放大,(注：我未拆卸过利亚纳车的ecu，有些车是使用功率模块或者是达林顿，或直接将点火电子控制单元以微控制器为核心,并由电源、输入信号整形处理、驱动放大电路和通讯电路等功能模块构成。) 不管是用哪一种方式，原理都是一样．是实现了对初级电路的通断电控制。即点火控制：包括点火顺序控制、点火定时控制和点火能量控制。点火系统应按发动机的工作顺序进行点火,即点火顺序应与发动机的工作顺序一致,否则不能适时点着混合气,发动机就不能正常工作。点火定时控制的目的是使发动机功率输出大、油耗低、爆震小和排放低,点火系统必须在最有利的时刻点火,并需在上述目标之间进行折衷。点火时刻用点火提前角来表示,从火花塞开始跳火到活塞运行至压缩行程上止点的时间内曲轴转过的角度被称为点火提前角。发动机在不同工况下的最佳点火提前角是不同的。在微机控制的点火系统中,根据发动机转速、负荷等传感器的信号确定发动机运行工况,计算出最佳的点火时刻,并由微控制器输出控制信号,使功率三极管截止、初级电路断电,从而实现控制。
２、点火线圈
在汽车发动机点火系统中，点火线圈是为点燃发动机汽缸内空气和燃油混合物提供点火能量的执行部件。它基于电磁感应的原理，通过关断和打开点火线圈的初级回路，初级回路中的电流增加然后又突然减小，这样在次级就会感应产生点燃火花塞所需的高电压。点火线圈可以认为是一种特殊的脉冲变压器，它将10-12v的低电压转换成25000v或更高的电压。主要是通过初级线圈绕组的电流作为磁场储存。当初级线 圈绕组电流突然被切断（通过功率晶体管断开电路接地端）时，磁场衰减，使次级线圈绕组产生感应电动势，该感应电动势的电压足以使火花塞放电，我们称其为电感放电式点火。(如图). 另外也有电容放电式点火系统，通常被称为 cdi点火方式。
我们的利亚纳车沿用的是闭磁路 固体式点火线圈，主要由低压线圈绕组、高压线圈绕组再串联高压阻尼电阻后分二路输出、闭磁路铁芯、外壳以及固体填充物等组成（其外形结构如图所示）。
3、点火线圈中另一组成部件—高压线。
高压导线顾名思义就是肩负着传输由高压线圈所发出的高压电流到火花塞的任务。高压线其实是很简单的绝缘导线,一条最普通的金属导线外包上高强度绝缘体就是了。它的最主要质量指标就是能在较高、低温下有良好的绝缘强度。它通过的电流很小,对里面的金属导线要求甚低；通过的电压很高(15000v-40000v)，所以要求的绝缘材料绝缘系数甚高。它的主要毛病就是绝缘材料老化绝缘强度下降而产生漏电。一组优良的高压导线必须具备最少的电流损耗及避免高压电传输过程产生的电磁干扰。因此高压点火线设计成为带电阻值的，这个电阻在电路学里面叫阻尼电阻。高压线电阻的大小是根据各种不同的高压输出系统设计而不同，有的只有几百欧姆，有的达到10k以上。当然带阻尼电阻的高压线只有电喷车上才使用的，以前的白金汽车点火系统化油器车辆无需这玩儿。

电喷车主要是由传感器，控制器，执行器组成。发动机在各个工况下的各个系统的信息有传感器监控，给控制器，由控制器控制执行器工作