汽車柴油機(jī)電控高壓共軌噴油系統(tǒng)（五）

⑷熱膜空氣質(zhì)量流量計
為了達(dá)到法定的廢氣排放限值,特別是在發(fā)動機(jī)動態(tài)工況下,必須保持應(yīng)達(dá)到的空燃比，需使用能極為精確地確定實(shí)際吸入空氣質(zhì)量流量的傳感器。進(jìn)氣脈動、倒流，廢氣回竄，凸輪軸控制的改變以及進(jìn)氣溫度的變化都不會影響這種負(fù)荷傳感器的測量精度。
為達(dá)到上述目標(biāo)，在熱膜空氣質(zhì)量流量計中，通過一個加熱的傳感元件對空氣質(zhì)量流進(jìn)行熱傳導(dǎo)（圖31），由一微型測量系統(tǒng)與一混合電路相配合來測定空氣質(zhì)量流量，包括流動方向�？諝赓|(zhì)量流量強(qiáng)烈脈動時，能識別出倒流。

傳感元件布置在插接式傳感器的流動通道中（圖31）。這種插接式傳感器可裝在空氣濾清器或空氣引導(dǎo)部分的測量管中。測量管有各種不同的尺寸，通常要視發(fā)動機(jī)最大空氣流量而定。
信號電壓與空氣質(zhì)量流量的關(guān)系曲線可分為反向和正向流動的兩個信號范圍。為了測定進(jìn)氣溫度，可在熱膜空氣質(zhì)量流量計內(nèi)裝溫度傳感器。
⑸增壓壓力傳感器
增壓壓力傳感器與進(jìn)氣管相通,可測定0.05～0.3MPa的進(jìn)氣管絕對壓力。該傳感器分為帶兩個傳感元件的壓電晶體和求值電路空間兩部分。求值電路放在共用的陶瓷底座上。
傳感元件由一個鐘形的厚層膜片構(gòu)成，并將一個具有一定內(nèi)壓力的基準(zhǔn)容積封閉起來。根據(jù)增壓壓力的不同，膜片將發(fā)生相應(yīng)的變形。膜片上設(shè)置有由壓阻式電阻構(gòu)成的電橋，而這些電阻的電阻值在機(jī)械應(yīng)力下是變化的，使得膜片的變形導(dǎo)致電橋平衡發(fā)生變化，從而電橋電壓成為增壓壓力的尺度。
求值電路的任務(wù)是將電橋電壓放大，補(bǔ)償溫度的影響以及使壓力特性曲線線性化。求值電路的輸出信號傳給ECU，并借助于脈譜圖將測定的電壓折算成增壓壓力。
⑹加速踏板傳感器
與普通的分配泵或直列式泵不同，在柴油機(jī)電控裝置中，駕駛者的加速要求不再是通過拉索或桿系傳給噴油泵，而是用加速踏板傳感器來獲知，并傳輸給ECU。根據(jù)加速踏板的位置，經(jīng)電位計，在加速踏板傳感器中形成一個電壓。ECU再根據(jù)其存儲的脈譜圖和該電壓算出加速踏板的位置。
3.電控單元(ECU)
⑴任務(wù)和工作方式
ECU計算外部傳感器的信號,并把它們限制在允許的電壓電平上。微處理器根據(jù)這些輸入數(shù)據(jù)和存儲的脈譜圖計算出噴油量和噴油正時，并將這些時間量轉(zhuǎn)換成與發(fā)動機(jī)運(yùn)行相匹配的隨時間變化的電壓。由于要求的精度高，發(fā)動機(jī)的工作是高速變化的，因此計算速度非常高。
用輸出電壓來控制噴油器驅(qū)動末級。驅(qū)動末級應(yīng)對調(diào)節(jié)共軌壓力和切斷柱塞供油的電磁閥提供足夠大的功率。此外，執(zhí)行器還具有控制發(fā)動機(jī)的另外一些功能（例如EGR調(diào)節(jié)器、增壓壓力調(diào)節(jié)器和電動燃油泵繼電器等）和其他輔助功能（例如風(fēng)扇繼電器、輔助采暖繼電器、預(yù)熱繼電器和空調(diào)裝置等）。驅(qū)動末級具有短路保護(hù)和電過載故障保護(hù)。這類故障和導(dǎo)線斷開都將反饋給微處理器。噴油器驅(qū)動末級的診斷功能還能識別有缺陷的信號變化過程。另外，一些輸出信號經(jīng)接口傳給車輛的其他系統(tǒng)。為了確保車輛的安全運(yùn)行，ECU還承擔(dān)著監(jiān)控整個噴油系統(tǒng)的任務(wù)。
驅(qū)動噴油器的電流調(diào)節(jié)裝置將通電相位分為吸動電流相位和保持電流相位，它必須精確工作，使得在任何一個工作范圍內(nèi)噴油器都能進(jìn)行可再現(xiàn)的噴油過程。此外，ECU和噴油器中的功率損失必須很小。
⑵使用條件 
對ECU提出了嚴(yán)格的要求:環(huán)境溫度(在正常行車時為-40℃～+85℃)；對工作介質(zhì)（機(jī)油、燃油等）的抵抗能力；環(huán)境濕度；機(jī)械應(yīng)力。
    對電磁兼容性（EMV）和高頻干擾信號輻射限制的要求同樣很高。
⑶結(jié)構(gòu)
ECU裝在一個金屬外殼中，傳感器、執(zhí)行器和電源經(jīng)一個多針接插件與ECU連接，直接控制執(zhí)行器的功率器件安置在ECU外殼內(nèi)，并確保外殼有很好的散熱性。ECU外殼有密封的，也有不密封的。
⑷工作狀態(tài)的調(diào)節(jié)
為使發(fā)動機(jī)在任何工況下都能以最佳的燃燒狀態(tài)運(yùn)行,要由ECU算出所需的噴油量,其間必須考慮各種參數(shù)(圖32)。

1. 啟動油量

啟動時,根據(jù)冷卻水溫度和轉(zhuǎn)速算出噴油量。從開關(guān)接通（圖32中開關(guān)位于位置A）直至發(fā)動機(jī)達(dá)到最低轉(zhuǎn)速為止，都提供啟動油量。駕駛者的操作對啟動油量不產(chǎn)生影響。

1. 行駛

正常行駛（圖32中開關(guān)位于位置B）時，根據(jù)加速踏板位置和轉(zhuǎn)速計算基本噴油量，再根據(jù)其它運(yùn)行參數(shù)（如冷卻水溫度、加減速等）予以修正。這些都是根據(jù)行駛特性曲線場（脈譜圖）來進(jìn)行調(diào)節(jié)的，因此使駕駛者的要求與車輛的效能達(dá)到最佳的相互協(xié)調(diào)。

1. 怠速調(diào)節(jié)

發(fā)動機(jī)怠速時，主要是效率和怠速轉(zhuǎn)速決定了燃油消耗。在道路交通擁擠時，燃油消耗量中相當(dāng)一部分是用在這種行駛狀態(tài)，因此盡量降低怠速轉(zhuǎn)速是有利的。怠速應(yīng)這樣來調(diào)節(jié)：在諸如車用電網(wǎng)負(fù)載、空調(diào)接通、帶自動變速器和主動助力轉(zhuǎn)向裝置的汽車掛上擋等條件下，怠速轉(zhuǎn)速不宜降得太低，以防發(fā)動機(jī)工作噪聲增大甚至停機(jī)。怠速調(diào)節(jié)器為調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速而改變噴油量，直至測得的實(shí)際轉(zhuǎn)速等于預(yù)定的怠速額定轉(zhuǎn)速。而怠速額定轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)特性受到汽車掛的擋位和發(fā)動機(jī)溫度的影響。除了外部的負(fù)載扭矩外，還有內(nèi)部的摩擦力矩必須由怠速調(diào)節(jié)予以補(bǔ)償。但是在發(fā)動機(jī)整個使用期間，它們會不斷發(fā)生少量變化，同時受溫度的影響也很大。

1. 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性調(diào)節(jié)

由于機(jī)加工誤差和零部件的老化，發(fā)動機(jī)的所有汽缸并不都產(chǎn)生相同的扭矩，因而特別是在怠速時發(fā)動機(jī)會產(chǎn)生不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，由運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性調(diào)節(jié)器測定每次燃燒后的轉(zhuǎn)速變化，并將它們相互比較，然后根據(jù)轉(zhuǎn)速的差別來調(diào)節(jié)噴油量，使所有的汽缸都產(chǎn)生相同的扭矩。運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性調(diào)節(jié)器僅在低轉(zhuǎn)速范圍工作。

1. 行車速度調(diào)節(jié)

行車速度調(diào)節(jié)器使車輛恒速行駛。它將車速調(diào)節(jié)到所要求的數(shù)值，此值可在儀表盤上操縱鈕設(shè)定，將噴油量提高或降低，直至測定的實(shí)際車速達(dá)到調(diào)定的額定車速。如果駕駛者在行車速度調(diào)節(jié)器接通的情況下，踩下離合器或制動踏板，則調(diào)節(jié)過程終止。踩下加速踏板時，可加速到超過瞬時額定速度。如果又放松加速踏板，則行車速度調(diào)節(jié)器重新又調(diào)節(jié)到最終有效的額定速度。

1. 限制油量調(diào)節(jié)

不允許噴入駕駛者所要求的或物理條件可能的燃油量的原因：有害物質(zhì)排放量太高；煙度太高；扭矩過大或超速使機(jī)械負(fù)荷過大；由于冷卻水、機(jī)油或渦輪增壓器的溫度太高使熱負(fù)荷過大。
限制油量由各種不同的輸入?yún)��?shù)如吸入的空氣質(zhì)量、轉(zhuǎn)速和冷卻水溫度所決定。

1. 轉(zhuǎn)速波動阻尼

突然踩下或松開加速踏板時，噴油量急劇變化，因而發(fā)動機(jī)輸出扭矩也急劇發(fā)生變化。由于這種突然的負(fù)荷變化，發(fā)動機(jī)彈性支承和傳動系統(tǒng)產(chǎn)生振動，從而促使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速波動（圖33）。

主動轉(zhuǎn)速波動阻尼功能使噴油量隨振動的周期變化而變化：轉(zhuǎn)速上升時噴油量減少，轉(zhuǎn)速下降時噴油量增大，從而大大減少了轉(zhuǎn)速的周期性波動。

1. 停機(jī)

柴油機(jī)的工作原理是自行壓縮著火，因此只有通過切斷燃油供應(yīng)才能停機(jī)。在柴油機(jī)電控裝置中，發(fā)動機(jī)是由ECU預(yù)定“噴油量為零”而停機(jī)的，另外還有一系列附加的停機(jī)電路。