发动机的运转状况有多种状态,主要包括冷起动状态、热车状态和喷油的浓状态。现代发动机的电子控制系统通过改变燃料喷射的时间来控制燃烧室内汽油的量。这个喷射的时间是基本的喷射时间和各种修正时间的叠加。其中,在冷启动时喷油量的控制非常重要。
为了控制喷油,必须了解燃料喷射的控制原理。发动机控制喷油器的方式从进气门的前歧管燃料喷射EFI到分层注入燃烧FSI。这种技术可以在低转速下产生大扭矩,并可以降低废气中的有害物质。而燃料喷射主要由喷射器的喷射时间控制,于是燃油系统中的燃油泵、油管、液压调节器和喷油器等成为喷油控制的重要因素。
喷射控制与转速有关,燃油泵的转速随转速的增加而增加,以提高系统的燃油压力,但传递到喷油器的压力由工况控制。例如,空闲时为250MPa。喷射器内部为电磁阀构成的针阀结构,电磁阀的通电针阀打开。而这个通电时间由发动机计算机ECU控制,受到发动机水温、曲轴转速、进气温度等的影响。因此,在冷启动时,喷射量需要得到特别控制。
冷启动时的喷油量控制包括基本喷射量和修正的喷射量。基本喷射量是根据曲轴位置传感器和进气量计算的,但在冷启动情况下,基本喷射量不能根据吸入空气量计算。此时的进气流不稳定,曲轴位置传感器也受到影响,因此怠速转速大致较高,逐渐下降。因此,汽车设计的工程师以发动机水温的数据为基本量,并把该数据作为程序保存在发动机ECU内。此时的水温和喷射量呈一对一的关系,温度越低,气缸内的燃料雾化越差,混合不充分。因此,发动机ECU使用增加喷射时间的方法得到浓混合气。而这个增加时间约为1-2ms。通过其他传感器的修正作用,还可以控制喷射量的修正时间。这些传感器包括空燃比反馈控制和电压修正等。
在这些修正方法中,使用氧传感器(或空燃比传感器)的反馈控制,可以得到闭环控制。在冷启动情况下,氧传感器处于开环控制,但在利用氧传感器的电压信号判断空燃比数据时,可以判断氧传感器反馈的燃烧量比空燃比小时,喷射器减少喷射量以降低混合气的比率。相反,电压值大于该数值时,得到的是浓度变浓的比率。而在这些控制过程中,也需要考虑电池的电压对喷射量的控制。
电池的电压控制喷射器由电池的电压供电,电压为12V,电压的传递信号由ECU决定。如果ECU向喷油器传递的喷油时间和实际喷油时间存在时间误差,则该误差可以延迟。电池超过3-4年后,电池的电压容量会大幅下降。延迟时间越长,此时的影响就是混合气的稀释。因此,ECU会根据电池电压下降的幅度延长冷启动时喷油的时间。
综上所述,控制喷油量是发动机控制重要的一环。只有通过各种方法的修正和调节,才能保证发动机的运转稳定和环保。