高级技师论文--浅谈福特系列缸内直喷发动机燃油喷射系统(精品文档)

目录

前言

一、福特Ecoboost系列缸内直喷发动机的发展历程 (1)

二、 Ecoboost发动机燃油喷射系统基本原理 (1)

三．Ecoboost发动机燃油喷射系统结构及工作过程 (3)

1.低压部分 (4)

（1）低压油路传感器 (4)

（2）泄放阀 (5)

（3）单向阀和过压保护阀 (5)

2.高压部分 (5)

(1)高压油泵 (6)

(2)燃油计量阀（IMV） (8)

(3)限压阀 (9)

(4)脉动缓冲器 (9)

(5)燃油压力传感器 (9)

(6)喷油器 (10)

四．结束语

参考文献

前言

随着汽车的普及，它开始走进了普通百姓家庭的生活，汽车产销量发展十分迅速，给环境城市道路以及能源带来很大的压力。为减少能源的消耗和汽车尾气对环境的影响，汽车发动机技术日新月异；由于化油器的种种缺点，已不能满足汽车发展的需要，新一代的电喷技术体现了它独特的优点。随着排放法规的日趋严格及人们对汽车燃油经济性要求的提高，改变传统汽油机的燃烧方式以获得更好的燃油经济性和更低的排放水平已成为当今内燃机领域重大的研究课题之一。因此，一种新型的汽油机燃油燃烧方式应运而生，即发动机稀薄燃烧技术，而实现稀薄燃烧的理想方式是分层燃烧，这对汽油机缸内直喷技术要求很高。

浅谈缸内直喷发动机燃油喷射系统

为便于缸内直喷发动机的正确使用和维修保养,本文以新款福特蒙迪欧致胜所搭载的 2.0L Ecoboost涡轮增压缸内直喷发动机为例，

围绕缸内直喷技术最核心的燃油喷射系统进行介绍。该发动机燃油经济性提升20%，二氧化碳排放降低15%，在减少燃油消耗的同时增加动力输出。

一福特Ecoboost系列缸内直喷发动机的发展历程

2007年的林肯MKR概念车上首次展示这个概念，当时它被称为Twin-Force；2008.1北美国际车展上，林肯MKT概念车上再次搭配上述发动机，并正式命名为Ecoboost，设定动力输出为415 hp (309 kW)和400 lb·ft (542 N·m)。2009.5.19在福特俄亥俄州克利夫兰第一发动机工厂正式量产，V6 3.5，之后V6发动机都放在克利夫兰生产；量产发动机动力输出为：365hp(272 kW)/5500rpm或355hp(265 kW)/5700rpm、350lb·ft(475 N·m)/1500-5250rpm。2010款林肯MKS、MKT和2010款福特Flex、金牛座SHO车型上将陆续搭载EcoBoost V6发动机（动力可能进行不同调校）

同时福特开发了2.0L,1.6L I4发动机以及更小排量的发动机，最新国产的福特蒙迪欧致胜所搭载了2.0L Ecoboost涡轮增压缸内直喷发动机。

二Ecoboost发动机燃油喷射系统基本原理

发动机缸内直喷技术是指在发动机进气行程，只有新鲜空气通过开启的进气门流入燃烧室，而高压燃油通过专门的喷油器被精确地喷射到汽缸燃烧室内，通过活塞上的凹坑形成混合气（如下图）。

2.0L Ecoboost发动机

采用的室缸内直喷的燃

油喷射方式，喷油时刻发

生在进气行程，与进气歧

管多点喷射的发动机相

比，燃油与空气的混合时

间更短，为了提高燃油的

雾化效果，缸内直喷发动机要求燃油有很高的压力（最大燃油压力可达到15Mpa）。2.0L Ecoboost发动机有均质和催化器加热模式。当发动机在正常工作温度下工作时，喷射模式为均质模式，此时，燃油喷射量按照理论空燃比（14.7：1）精确计算，燃油在进气行程喷射，使得混合气有足够的时间混合均匀。当发动机温度较低时，喷射模式为催化器加热模式，采用2段喷射技术，将燃油分2次喷入汽缸燃烧室（分别在进气和压缩行程喷射），以达到快速加热三元催化转换器的目的。第一次喷射与均质模式一样，在进气行程喷油；第二次喷射发生在压缩行程，在进气门关闭后，快速地喷射，以形成一个浓地油核，围绕在火花塞周围，点火时刻被推迟，使得尽可能多的燃烧余热可以进入排气管，从而快速加热三元催化转换器，以降低HC和NOX 排放。与传统电喷发动机相比，缸内直喷发动机CO2的排放降低高达百分之十几，为减少温室效应做出了重要贡献（如下图）。

三 Ecoboost发动机燃油喷射系统结构及工作过程

2.0L Ecoboost发动机的燃油喷射系统如下图所示，可以将其分为低压和高压2部分。

3.1低压部分

低压部分采用李无回流燃油供给系统，其结构如下图所示。

油箱上安装了一个单独的油泵控制模块（FPDM），通过电子油泵控制线路控制低压油路的压力。PCM将所需要油压的控制信号传递给FPDM，该信号室一个低频的PWM信号（可变脉宽的脉冲信号），占空比在10%85%（占空比是指正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值）。FPDM在收到PCM发送过来的比所需油压的控制信号后又以高频信号驱动电子油泵，此时占空比在0%~100%。电子油泵根据该信号给高压油泵供油，而发动机不同工况所需的燃油量由PCM进行计算和控制，所以不存在回油。低压管路的油压传感器把当前的低压管路油压值传送给PCM，这样就构成乐闭环控制回路。由于PCM对低压管路油压进行控制，所以施加在高压油泵上的油压只有380kPa~620kPa。

3.1.1 低压油路传感器

低压油路传感器检测低压油路的燃油压力，PCM通过油压传感器的信号实现低压管路油压闭环控制。低压油路油压传感器输出的电压信

号是随着油压的上升而上升的。

3.1.2泄放阀

电子油泵在长时间高速运转室会产生很高的热量，当燃油通过油泵后会是燃油的温度升高，在低压燃油管路李容易形成气泡，严重的情况下产生气堵会造成发动机停机或难以起动。使用泄放阀（直径为0.55mm）,可以出去油管中的燃油蒸汽提高低压油管的燃油流速，从而避免任何工况下产生气泡（气阻）。

3.1.3单向阀和过压保护阀

油管上安装有一个单向阀和过压保护阀，这两个元件一起安装。过压保护阀防止低压端压力过高，当压力达到830kPa~930kPa时，阀门开启，多余的燃油返回到油箱。

单向阀确保发动机停机后的油压稳定，防止燃油回流到油箱。单向阀的弹簧弹力是预先设定好的，只有在压力超过125kpa（绝对压力）才会打开。

以前的无回油系统中，发动机停机后，油压会直接拖加在油泵和汽油滤清器上。发动机再次起动时，油泵必须克服这个油压才能把燃油送往油轨，这样就会增加油泵的负荷，从而造成油泵磨损量增大。引入单向阀和过压保护的阀后，当发动机一旦停机，油泵和汽油滤清器上的油压也会迅速降低。

3.2高压部分

高压部分的结构如下图所示，包括高压油泵、燃油管路接头（低压燃油）、燃油压力传感器、高压燃油管路、油轨和喷油等。高压油泵