上一贴我们已经大概介绍了排放法规和技术路线。这一贴我们来详细说一说共轨系统的结构和工作原理。
共轨系统是指柴油从油箱,被齿轮泵吸出,经过油水分离器,过齿轮泵,到柴油精滤器,到高压泵、共轨管、喷油器,并与传感器和ECU组成的闭环燃油供给系统,将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油方式。其结构如图1所示:
图1:共轨燃油系统
其工作原理是,由共轨泵把高压燃油输送到公共供油管(共轨管;ECU通过控制共轨泵的燃油计量阀的开度,对共轨管的油压实现精确控制;使高压油管压力大小与发动机的转速无关,因此克服了柴油机供油压力随发动机转速而变化的缺陷。ECU通过采集转速以及踏板信号,精确控制喷油器的喷油量,喷油量大小取决于燃油轨(公共供油管)压力和电磁阀开启时间的长短。
下面我们一点点介绍系统的工作
1、转速采集
我们知道发动机的工作原理,一般发动机都是四冲程,它的工作原理包括进气行程、压缩行程、做功行程、排气行程。
图2、发动机工作原理
发动机在曲轴转动的时候带动气缸完成以上四个冲程,每个冲程都在曲轴信号盘有对应的位置;凸轮轴也同样,通过曲轴带动,曲轴转两圈凸轮轴转一圈。凸轮轴带动进气和排气装置。所以总的来说,发动机的工作过程是由曲轴精确带动的。因而采集曲轴位置信号就可以知道发动机四个冲程的位置和时刻,从而达到精确控制喷油的目的。
1.1、转速传感器
曲轴传感器的类型有两种磁电式和霍尔式:
霍尔式:霍尔效应式转速传感器和曲轴位置传感器是一种利用霍尔效应的信号发生器。输出信号为0-5V的方波信号,霍尔信号如图3所示:
图3:霍尔信号
如图3所示,红色为凸轮轴信号,蓝色为曲轴信号,其中曲轴信号有缺齿的位置,用来表示上止点的位置。
磁电式:另一种曲轴传感器就是磁电式的了,磁电式曲轴位置传感器利用了电磁感应原理,通过切割磁感线产生正弦波信号。特点是信号幅度和频率随着转速的增加而增加。而霍尔式只是频率增加幅度不变。图4、5是磁电式的信号图
图4:磁电式传感器安装与信号图
图5、磁电式传感器信号图
图5中,凸轮轴和曲轴全都采用了磁电式传感器。
1.2,曲轴和凸轮轴相位匹配
图6、曲轴和凸轮轴相位关系图
如图6所示分别给出了曲轴和凸轮轴信号盘,其中曲轴是60-2齿,凸轮轴是4+1齿。在标定过程中,要提前标好凸轮轴和曲轴的相位关系,以方便启动后凸轮轴和曲轴同步。从而可以根据曲轴的缺齿位置,精确的得到喷油信息。
1.3、转速信号处理
发动机采集到的转速信号是不能直接送到ECU当中,在进入ECU之前一定要进行处理。
霍尔信号处理
霍尔信号的处理相对简单,幅度是确定的0-5V;对于一般的控制器,可能要做的就是限幅、滤波等。对于3.3V系统还要增加电平转换,将5V转换为3.3V。
磁电信号处理
磁电信号处理比较负载,由于信号的特性、频率越高,幅度越大。其幅度范围从0.5-100V,变化较大。因此第一步一定要做好限幅,限制在较低的电压下。磁电信号还是正弦波信号,还要将信号转换为逻辑信号。常见的方法是加入比较其,至于使用过零比较还是将信号抬高再进行比较,则要看比较器的类型和比较电路了。
图7:磁电信号处理电路
图7是一个磁电信号处理的例子,其中两个二极管将信号钳制在±0.7V,再经过放大器A1进行放大。然后将信号送到比较器A2,进行过零比较,比较器采用5V供电,正好将信号处理为逻辑信号。至于具体的电路参数,需要实验验证,这里仅做参考。
只有注册用户才能在此添加评论。 如果您已经注册,请登录。 如果您还没有注册,请注册并登录。