沃爾沃B4204T11發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理（五）

王卓

（12）冷卻液溫度傳感器（如圖77所示）

┃圖77

該傳感器是一個(gè)NTC電阻，由ECM提供5V電源。饋電為類比5V信號(hào)，其中電壓電平對(duì)應(yīng)于特定溫度電阻:

◆-20℃時(shí)約為15kΩ

◆±0℃時(shí)約為5.7kΩ

◆+90℃時(shí)約為240Ω

◆+110℃時(shí)約為142kΩ

（13）發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)

①直接噴射，如圖78所示。

┃圖78

直接噴油提供如低油耗、低排放及高功率等優(yōu)點(diǎn)。噴油直接發(fā)生在高壓的氣缸內(nèi)，介于3～20MPa之間。為了達(dá)到高壓，會(huì)使用一個(gè)由排氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式燃油泵。燃油泵可在高壓下供油給燃油導(dǎo)管。燃油會(huì)分布至由ECM（發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊）進(jìn)行電動(dòng)控制的噴油器上。來自高壓泵的多余燃油會(huì)返回到高壓泵入口。因此，燃油系統(tǒng)中沒有連接至油箱的獨(dú)立回油管線。至氣缸的噴油是通過其一方式:

◆在壓縮沖程中的噴油，即所謂的分層燃燒

◆兩次噴油，一次在進(jìn)氣沖程期間，一次在壓縮沖程期間，即所謂的半分層燃燒，如圖79所示

◆在壓縮沖程中的噴油，即所謂的均質(zhì)燃燒

②分層燃燒

噴油發(fā)生在壓縮沖程的下半段。當(dāng)所有吸入的空氣未完全參與燃燒時(shí)，一部分的空氣會(huì)用于分離和濃縮最佳化學(xué)計(jì)量的空氣和燃油混合物（14.7：1）至火花塞及活塞燃燒室，進(jìn)而產(chǎn)生穩(wěn)定的燃燒?？諝馊加突旌衔镏粱鸹ㄈ盎钊疂饪s是通過進(jìn)氣口及燃燒室形狀所產(chǎn)生的氣流以及相對(duì)于活塞的噴油器位置而發(fā)生。當(dāng)燃燒已開始時(shí)，空氣燃油混合物比例為30：1，或甚至對(duì)于整個(gè)氣缸更為稀薄。在啟動(dòng)機(jī)已啟動(dòng)且燃油壓力已達(dá)到至少3MPa時(shí)會(huì)使用分層燃燒。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作模式會(huì)在需進(jìn)行觸媒加熱時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榘敕謱尤紵?。分層燃燒可在溫度高?20℃（冷卻液溫度/觸媒溫度）時(shí)的所有情況中使用。在較低溫的情況下，亦會(huì)在啟動(dòng)機(jī)序列期間使用半分層燃燒。

③半分層燃燒

噴油會(huì)經(jīng)由兩次噴射而發(fā)生。第一次發(fā)生在進(jìn)氣沖程前半段，另一次在壓縮沖程后半段。燃油量經(jīng)過分配，使最大量的燃油在進(jìn)氣沖程及其余壓縮沖程期間噴出。如此可在低高峰壓力及低溫的情況下提供橫向且穩(wěn)定的燃燒，進(jìn)而產(chǎn)生低NOx排放物。通過矮墻沖擊及稀薄空氣燃油混合物之高效燃燒（波長(zhǎng)大于1），HC排放量亦低。半分層燃燒在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后于觸媒轉(zhuǎn)換器加熱過程中使用。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液處于工作溫度且觸媒轉(zhuǎn)換器已加熱約30s時(shí)（當(dāng)冷卻液和觸媒轉(zhuǎn)換器皆為低溫時(shí)），此操作模式下的時(shí)間可以是從0起的任意時(shí)間。時(shí)間計(jì)算（由ECM進(jìn)行）的重要參數(shù)包含來自觸媒轉(zhuǎn)換器之信號(hào)以及觸媒轉(zhuǎn)換器溫度計(jì)算模型。當(dāng)觸媒轉(zhuǎn)換器被視為足夠熱時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式會(huì)變更為均質(zhì)燃燒。

④均質(zhì)燃燒

相較于傳統(tǒng)的進(jìn)氣口噴油，其噴油則發(fā)生在進(jìn)氣沖程上半段。進(jìn)入的空氣通過燃油蒸發(fā)而冷卻。如此可提高敲缸耐受性。

直接噴油亦可稍微提供墻壁沖擊進(jìn)而導(dǎo)致低HC排放。均質(zhì)燃燒用于行車周期期間，下述情況除外:

◆如果在啟動(dòng)時(shí)燃油導(dǎo)管中的燃油壓力降到0，則需要2～3個(gè)泵沖程，壓力才能達(dá)到3MPa。3個(gè)泵沖程相當(dāng)于曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)1.5次

◆在分層燃燒期間，會(huì)發(fā)生4～20次噴油

◆在半分層燃燒期間，怠速轉(zhuǎn)速升高至1200 （其變化取決于市場(chǎng)）

◆在半分層燃燒期間，排氣凸輪軸被控制到一個(gè)較遲位置。這表示高溫廢氣到達(dá)導(dǎo)致HC排放降低的排氣歧管。觸媒轉(zhuǎn)換器會(huì)連同延遲點(diǎn)火而被快速加熱

┃圖79

◆在分層及半分層燃燒期間，噴油會(huì)發(fā)生在約5°～10°曲軸旋轉(zhuǎn)角度才會(huì)進(jìn)行點(diǎn)火。

◆針對(duì)所有策略，噴油時(shí)間會(huì)根據(jù)如負(fù)載、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、操作模式及噴油量等不同參數(shù)進(jìn)行調(diào)整

（13）ECM（發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊）（如圖80所示）

供應(yīng)商為Denso。該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)及汽油發(fā)動(dòng)機(jī)之控制模塊在以下方面完全相同:

◆外觀形狀

◆接頭

◆電路板

┃圖80

◆與TCM（變速器控制模塊）之通信是通過PT（動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)）-CAN，速度為500kbit/s。有關(guān)換擋品質(zhì)、扭力限制及行車模式（模式）等時(shí)間先決信號(hào)是通過PT-CAN發(fā)送。換擋要求及變速器溫度是通過HSCAN發(fā)送

◆在自動(dòng)變速器正常換擋時(shí)進(jìn)行控制的軟件應(yīng)根據(jù)加速踏板、行車模式、操作條件等，且在鎖止功能必須啟動(dòng)時(shí)發(fā)生。

◆記錄空氣壓力的整合式傳感器

◆整合式溫度傳感器

◆在啟動(dòng)模式下處理細(xì)微的車輪打滑控制

具有相似功能原理的組件及功能范例包括:

◆DC/DC變流器可將蓄電池電壓從12V左右提高至40～50V。冷凝器可儲(chǔ)存控制需要電壓大于12V之組件所需要的電壓

◆分別供應(yīng)電源電壓至兩個(gè)噴油器的兩個(gè)高側(cè)驅(qū)動(dòng)器

◆分別關(guān)閉噴油器的4個(gè)低側(cè)驅(qū)動(dòng)器

◆用來控制兩個(gè)方向電流的H橋，其在一個(gè)組件中變更極性。用于控制電動(dòng)機(jī)，如ETA（電子節(jié)氣門促動(dòng)器）

數(shù)據(jù)容量:

◆CPU（中央處理器）200MHz,32bit

◆RAM（隨機(jī)存取內(nèi)存）256KB

◆EEPROM（電子抹除式可編程唯讀內(nèi)存）快閃內(nèi)存 128KB

┃圖81

（14）曲軸位置傳感器（如圖81所示）

該傳感器包含四個(gè)霍耳傳感器、永磁體及內(nèi)部電子元件。該傳感器具有不同的信號(hào)特性，取決于曲軸旋轉(zhuǎn)方向。傳送至ECM之信號(hào)是介于0.5～4.5V之間的二次脈沖。提高轉(zhuǎn)速可在時(shí)間固定的低信號(hào)下獲得升高的頻率。在正向旋轉(zhuǎn)期間，低信號(hào)的時(shí)間周期是45μs，在后向旋轉(zhuǎn)則為90μs。ECM可在相關(guān)行車周期期間儲(chǔ)存發(fā)動(dòng)機(jī)位置。這表示在發(fā)動(dòng)機(jī)于啟動(dòng)/停止期間關(guān)閉后，ECM會(huì)知道在下次啟動(dòng)時(shí)輪到哪一個(gè)氣缸最接近噴油與點(diǎn)火。發(fā)動(dòng)機(jī)因而可在無須搜尋曲軸及凸輪軸之間同步位置的情況下啟動(dòng)。如此可在蓄電池及啟動(dòng)機(jī)負(fù)載降低的情況下縮短啟動(dòng)階段，這對(duì)于在啟動(dòng)/停止序列期間啟動(dòng)尤其重要。如果行車周期受到中斷，所儲(chǔ)存的曲軸位置也會(huì)從ECM消失。曲軸位置傳感器信號(hào)也可用于點(diǎn)火不良診斷。

用于排氣及進(jìn)氣凸輪軸的傳感器是相同的，該傳感器包含一個(gè)霍耳傳感器、永磁體及內(nèi)部電子元件。該傳感器僅具有一種信號(hào)特性，亦即ECM無法識(shí)別旋轉(zhuǎn)方向。該信號(hào)是介于0.5～4.5V之間的二次脈沖。高信號(hào)對(duì)應(yīng)于觸發(fā)輪上的“峰”，而“谷”則對(duì)應(yīng)于低信號(hào)。

（15）同步曲軸及凸輪軸（如圖82所示）

曲軸鎖環(huán)有一個(gè)“缺口”，并于每次曲軸旋轉(zhuǎn)提供曲軸傳感器56（60-4）次脈沖。當(dāng)ECM已確定該缺口時(shí)，ECM可通過脈沖計(jì)數(shù)確定曲軸的確切位置。當(dāng)曲軸及“缺口”已在上止點(diǎn)之后旋轉(zhuǎn)90°，ECM中可將曲軸傳感器信號(hào)與凸輪軸位置傳感器相比較。如果該信號(hào)與預(yù)期的相符，則組件即完成同步。此初始同步值儲(chǔ)存在ECM中。由于曲軸位置傳感器會(huì)隨著旋轉(zhuǎn)方向（ECM因而“始終”能確定曲軸位置）變更信號(hào)，因此，下回啟動(dòng)無須重新同步即可進(jìn)行。由于鎖定環(huán)“缺口”無須通過曲軸傳感器即可讓ECM識(shí)別位置，因此啟動(dòng)程序時(shí)間明顯較短。ECM亦使用來自曲軸位置傳感器及排氣凸輪軸位置傳感器之信號(hào)來確認(rèn)燃油泵（泵活塞）位置。

（待續(xù)）

┃圖82