[轉錄文章]噴射供油系統的工作原理

作者: ngx (安) 站內: EFI 標題: [轉錄文章]噴射供油系統的工作原理時間: Tue Mar 22 14:27:06 2005 供油系統的工作原理談到供油系統時還分為化油器和燃油噴射系統兩種，但是就馬力輸出、燃油效率、廢氣汙染、可靠度．．．．各方面來說，化油器比起燃油噴射系統可說是一無是處，所以我們可以說：化油器的時代已經過去，它已成為歷史名詞，無討論的價值。所以，以後談到引擎供油系統就是單指燃油噴射系統。噴油系統是由燃油輸送系統、感應器系統、電腦控制系統所組成。它的工作原理簡單來說就是利用汽油幫浦將汽油加壓以後，從油箱送進高壓油路，經過壓力調整器的調節作用，使系統中的供油壓力維持在2.0~2.5 Kg/c㎡，也就是將送到噴油嘴的汽油壓力保持在2.0~2.5Kg/c㎡（30~38psi）。同時由各感應器將引擎的進氣量及運轉狀態以電壓訊號的形式傳送到供油電腦（ECU:Electronic Control Unit），ECU根據這些電壓訊號加以分析，算出所需的噴油量，也就是算出噴油嘴的噴油時間，然後再將噴油訊號傳送到噴油嘴的線圈，噴油嘴接受噴油訊號後，將噴油閥打開，汽油便噴到進汽門前方的進氣岐管內，再隨著進汽門的打開進入汽缸內。噴射系統的分類一、依噴射（噴油嘴）位置分類：１、節氣閥體噴射式（Throttle Body Injection）又稱為單點噴射（SPI:Single Point Injection），只使用一或二支噴油嘴，裝在節氣閥上方，以較低的壓力噴出汽油，汽油與流經節氣閥的空氣形成混合氣後，必須先通過進氣歧管再由進汽門進入汽缸。但是油氣流經進氣歧管時，部份油氣會在歧管壁附著，並且會因進氣歧管的形狀、長度不同而造成各缸混合氣分配不均。因為油氣從節氣閥到汽缸必然會有的時間延遲，因此引擎加速時的反應會較慢。２、進氣口噴射式（Port Injection）又稱為多點噴射（MPI:Multi-PointInjection），每一缸的進汽門口之前各有一支噴油嘴，對準進汽門，以2~5Kg/c㎡的高壓將汽油噴出，而與進氣歧管中的空氣一起進入汽缸，形成混合氣。如此一來進入各汽缸油氣的混合比得以平均。二、依噴油方式分類：１、連續噴射式（Continuous Injection），又稱機械噴射式，噴油嘴在引擎運轉時不斷的噴油，而噴油量的控制是經由改變供油壓力來達成。２、程序噴射式（Timed-Manifold Injection），使用電子式噴油嘴，需要噴油時將噴油嘴的線圈通電，使柱塞因為磁力的作用而往上提升，噴油嘴便可噴油。噴油量是由噴油時間的長短來控制，單位是微秒（ms）。由於機械噴射已經是過時的設計，因此目前市面上的車種幾乎都採用效率及經濟性較佳的程序式噴射。而單點噴射除了價格較低、結構簡單外，也無任何可和多點噴射媲美之處，況且它還有許多和化油器相同的缺點（效率低、各缸油氣分配不均），因此多點噴射（MPI）可說是現代噴射供油系統的主流。舉例來說：OPEL CORSA手排和自排車型，同樣１．４升的引擎，就只因為多點和單點這一字之差，馬力相差了２２匹。要知道，若想經由事後改裝讓引擎馬力提高２２匹，花費可能不小於六位數，讀者不可不慎。由此可知多點、程序式噴射系統將是現代引擎的唯一選擇。此外，結合了電腦噴射供油控制系統和自動變速箱控制系統的『集中式引擎管理系統』更是目前汽車設計的趨勢。它將兩者的工作特性充份協調、整合，讓引擎與傳動系統的效率得以充份發揮。三、依空氣流量檢測方式分類：進氣量的檢測方式分為直接和間接兩大類，一種是以進氣歧管絕對壓力感應器（MAP Sensor：ManifoldAbsolute Pressure Sensor）測出的進氣歧管壓力和引擎轉速間接計算求得。另一種則是以空氣流量計直接測得。較常見的空氣流量計有三種：翼板式、熱線式、卡魯曼渦流式。目前市場上的車種是以MAP及熱線式空氣流量計為大宗。供油量的計算供油量的多寡是以噴油嘴燃料噴射時間的長短來計算，供油電腦（ECU）根據空氣流量、引擎轉速、及各個感應器所提供的補償訊號，利用原先設定的供油程式算出所需的供油時間，這個供油程式我們可以用圖形的方式來表現。 ECU所算出的燃料噴射時間是『基本噴射時間』、『補償噴射時間』和『無效噴射時間』的總和，單位是微秒（ms），1ms＝0.001秒。其中噴油嘴在單位時間內所噴出的汽油量是由噴油嘴本身口徑的大小及噴油壓力大小所決定。一、基本噴射時間基本噴射時間是由進氣量（此處是指重量）和引擎轉速所決定。當你踩下油門踏板時，控制的是節氣閥的開啟角度，開度越大進氣量越大，供油電腦根據空氣流量計測出的進氣量及當時的引擎轉速來和預先所設定的供油程式比較後，算出所需供油量和相對的噴射時間。二、補償噴射時間補償噴射也就是一般人所稱的『提速』，它是由各種感應器偵測出引擎當時的工作狀況及負荷，將訊號傳給電腦（ECU）以後，算出所需額外的供油量，用以維持引擎穩定、順暢的運轉。補償噴射程式的設定是一複雜的工作，也因車而異。一般來說的補償噴射程式大致有下列幾項：１、冷車啟動補償２、暖車補償３、怠速後啟動補償４、高溫時補償５、加速補償６、高轉速、高負荷補償７、理論空然比回饋補償８、斷油控制三、無效噴射時間噴油嘴從線圈通電到全量噴油之間會有一段延遲時間，稱為『開啟延遲』，而線圈斷電後到完全停止噴油也有一段延遲時間，稱為『關閉延遲』。由於開啟延遲時間大於關閉延遲時間，所以實際的供油量將少於所需，而開啟延遲時間減掉關閉延遲時間就稱為『無效噴射時間』。為了得到正確的供油量，必須把無效噴射時間算進去，也就是說在算出供油量以後要再加上無效噴射時間噴出的油量才會和所想要的相同。因此，無效噴射時間也可視為補償噴射的一項。供油系統的改裝引擎的最佳空燃比為14.7:1，但若在高轉速、高負荷時若想要求得較高的引擎出力，通常要將空燃比提高到12:1~13:1。供油系統的改裝就是要『在適當的時候適量的提高供油量』，讓空燃比適度變大，這『適時』與『適量』也是判斷供油系統的優劣，夠不夠聰明的依據。噴射供油系統的改裝可分為改硬體和改軟體兩大類，改硬體的目是要提高單位時間的供油量。改軟體主要是改變它的供油程式，由於原車的供油程式是考慮了廢氣控制、油耗經濟性、運轉穩性定、引擎材料耐用性所得的設定，所以在馬力的輸出表現上，往往無法達到注重性能的使用者的需求，例如大家最殷切需求的高轉速、高負荷時的表現，往往呈現供油量不足的窘況，這時就有賴改裝軟體來達成。以下我們就針對供油系統的改裝項目，一一說明。一、調壓閥在多點噴射油路系統中的壓力調整器，它負責對噴油嘴提供一固定的壓力，壓力越大那麼相同的噴射時間噴出的汽油量越多。調壓閥是裝置在壓力調整器之後的回油管，經由調整可將噴油嘴的噴油壓力提高（一般約可提高20%），進而達到不更動供油模式的情況下增加噴油量（約可增加5%~10%）。加裝調壓閥可說是供油系統的改裝中最花費最便宜的，其安裝也相當容易，只不過在調整壓力時，需借助汽油壓力表才能量測調出的壓力。目前市場上，對換排氣管、改進氣裝置、換高壓縮比汽缸墊片、裝MSD點火系統，這類小幅改裝的車，通常用加裝條壓閥來彌補其高轉速時噴油量的不足，效果不錯而且經濟。事實上，調壓閥就是MSD點火系統的附屬配件之一。在此要告訴大家一個小常識，若你的車在靜止起步油門踩下的瞬間會出現短暫的爆震現象，裝個調壓閥也許就可改善。二、噴油嘴噴油嘴的大小決定了單位時間的噴油量，改用口徑較大的噴油嘴是提高噴油量的最直接方法，要換到多大則需視引擎的改裝程度而定。改噴油嘴最大的困難是可相容噴油嘴的取得，通常同車系或同系列引擎的噴油嘴才可相容，最常見的就是喜美可換用雅哥的噴油嘴，可增加約25%的噴油量。改調噴油嘴所獲得噴油量的增加是全面性的，也就是從低轉速到高轉速噴油量都會增加，這可能會造成中、低轉速時的供油過濃，導致耗油量增加和運轉不順。通常”動過大手術 ”的引擎才會需要大幅的增加供油量，一般車主所需要的通常是高轉速和重負荷時適度的增加噴油量，這就有賴軟體的改裝才能達成。但有個情況就是引擎大幅改裝後，也許高轉速時所需的噴油時間比引擎運轉一個行程的進氣時間還長，造成噴油嘴持續的噴油都無法提供足夠的油量，這時加大噴油嘴已是必然的選擇。三、供油電腦晶片車廠在設計一具引擎時便已將原先設定好的供油程式燒錄在ROM上，這個程式通常是油耗、汙染、運轉平順度等條件妥協下的產物，而且是不可更動的。就因為不可更動，所以若想改變供油程式就必須換用另一種模式的ROM。通常專業改裝廠都會供應種車型的改裝用電腦晶片，改裝時要先把原電腦的晶片取下（通常原廠供油電腦的 ROM都直接焊在電路板上），焊上一個IC座（如此一來可方便日後再更換），再插上改裝用的晶片。如此所得的供油程式仍是固定的，它只是對原車的程式做修正，其中很重要的一項是可將補償噴射程式中的斷油控制時間延後甚至取消不再有斷油之限制。要注意的是每一種改裝用晶片都有它設定的適用條件（也就是改裝的程度），改裝時必須選用和您愛車改裝狀況相近的晶片，才能得到最佳的效果，否則可能適得其反。晶片的選用唯有尋求經驗豐富的改裝廠諮詢。一個晶片一種供油程式，聰明的讀者一定會想到：如果裝上兩個、三個，結果又如何呢？沒錯，國內以前就有改裝廠將兩個或三個不同供油模式的晶片，同時裝在同一片電路板上，駕駛人可由一個外接到車內切換開關，隨意選擇所需的供油模式，就有如切換自動變速箱的Ｐ檔、Ｅ檔、Ｓ檔一般，以應付不同車主的需求。四、可變程式供油電腦這是供油系統改裝中最貴也最有效的一項，在國內改裝界最為大家所熟悉的就是HALTEC電腦。經由這個電腦車主可依照愛車引擎的改裝程度，配合空燃比計的測量，設定出最佳的供油程式，也就是前文所提的基本噴射程式以及各個補償噴射程式都可利用外接手提電腦任意更改。它與改晶片最大的不同，也是它最大的優點是日後引擎再作更動、改裝時，若出現原有供油程式不合用情況，可經由程式的修正立刻獲得解決。改裝可變程式電腦後，原車的供由電腦便廢棄不用，但較高等級的電腦能將原車的所有感應器功能悉數保留，也就是說各種供油補償程式都可正常運作，也可更改，不因獲得高性能而將運轉順暢度與實用性犧牲。改裝可變程式供油電腦的最大困難並不在於安裝，而是供油程式的設定與最佳化修正。這往往需要借助經驗和儀器，經由不斷的測試才能達成。目前改裝廠的作法是先選定一個基本模式為基礎，再經由實際的運轉和測試逐步的修正，直到滿意為止。供油系統的改裝最大的Know-How在於軟體的設定，但隨著電腦科技的進步，體積越來越小、記憶體容量越來越大、功能越來越強，未來的引擎供油系統也許已經沒有改裝的必要，因為具備多重模式和自我學習功能的供油系統在不久的將來將會出現。也許以後你車上的供油系統，行駛在市區、山路、高速公路、鄉間小路將各有不同的供油模式。到那時談供油系統的改裝就沒有意義了！ -- ╭┼ Origin: 玩車人的天地 ˙東吳機研站 scumotor.com.tw ┼╯ Author: ngx 從 149.65.208.210-twnap 發表