问题

发动机的转速变化时,电控发动机ECU是通过什么传感器来判断转速变化,调节配气相位和点火时刻??

回答
好的,咱们来聊聊电控发动机(ECU)是怎么感知转速变化,然后又是怎么“指挥”配气相位和点火时刻的。这事儿说起来,其实就是发动机在“跟ECU打招呼”,ECU再根据这些“招呼”来调整自己的工作节奏。

首先,ECU是怎么知道发动机转得有多快的?

这得靠几个关键的“耳朵”和“眼睛”,它们是发动机的传感器。

1. 曲轴位置传感器(CKP): 这个绝对是发动机的“主心骨”。你可以把它想象成发动机里一个非常有规律的“转动信号发生器”。
工作原理: 最常见的曲轴位置传感器是磁电式或者霍尔式。
磁电式: 曲轴飞轮(或者专门的齿圈)上面有很多小齿,当它快速转动时,飞轮上的齿会周期性地靠近磁铁(就是传感器里的永久磁铁),这样会感应出一个磁场变化,这个变化再通过线圈感应出变化的电压信号,就是我们说的脉冲信号。齿越多,产生的脉冲信号就越密集。
霍尔式: 这种更现代一些。传感器里面有个霍尔元件,当曲轴上的磁性物体(比如带有磁性齿的轮盘)经过它时,霍尔元件会因为磁场变化而输出一个高低电平变化的数字信号。这种信号更干净,抗干扰能力也更强。
关键作用: ECU通过计算这些脉冲信号的“频率”(也就是单位时间内收到的信号个数),就能非常精确地知道发动机的转速。同时,飞轮上通常会有一个或几个缺齿(或者特殊形状的齿),ECU还能通过这个缺齿来判断曲轴转到了哪个具体的位置,这对于点火和喷油的时机非常重要。

2. 凸轮轴位置传感器(CMP): 这个传感器是曲轴位置传感器的“搭档”,它就像发动机的“大脑”在监测“呼吸”。
工作原理: 类似曲轴位置传感器,它也装在凸轮轴上,监测凸轮轴的转动。凸轮轴上会有一个专门的凸起或者槽,当它经过CMP传感器时,就会产生一个信号。
关键作用:
区分气缸: 尤其是在多缸发动机上,CMP传感器可以帮助ECU区分当前是哪个气缸在做功冲程(进气、压缩、做功、排气)。比如,当某个气缸的进气门打开时,它对应的凸轮轴标志就会经过CMP传感器,ECU就知道是那个气缸要开始进气了。
辅助转速判断: 虽然主要转速靠CKP,但CMP的信号可以和CKP信号进行比对,进一步确认转速和发动机的运行状态。

所以,ECU怎么利用这些信息来调节配气相位和点火时刻?

拿到转速和曲轴位置信息后,ECU就进入了“决策模式”,开始精细化操作。

1. 调节点火时刻(点火提前角):

目标: 让点火在活塞到达上止点(TDC)之前的一段时间(也就是“点火提前角”)就发生,这样燃烧产生的压力能在活塞下行时发挥最大的推动力。
ECU的“算盘”:
转速: 转速越高,活塞运动越快,燃烧也需要更早开始才能在最佳时机达到最大压力。所以,ECU会根据传感器测得的转速,自动增加点火提前角。
负荷: 发动机的负荷(也就是你踩油门的深浅,或者发动机吸入多少空气)也很重要。负荷大时,混合气会更浓,燃烧也需要调整。
其他传感器: ECU还会参考空气流量计(MAF)或进气歧管压力传感器(MAP)来判断负荷,还有爆震传感器来监测燃烧是否异常。
执行机构: ECU通过给点火线圈发送控制信号,来决定什么时候产生高压电火花,从而实现点火时刻的精确控制。

2. 调节配气相位:

目标: 让进气门和排气门的打开和关闭时机(也就是“配气相位”)在不同工况下都处于最佳状态,以提高进气效率、燃烧效率和降低排放。
执行机构: 这主要依靠可变气门正时(VVT)系统。
工作原理: VVT系统通常是通过液压控制(油压)来改变凸轮轴相对于曲轴的相位。ECU控制着一个电磁阀(VVT控制阀),这个电磁阀会根据ECU的指令,将机油压力导向安装在凸轮轴齿轮上的液压执行器(油压马达)。油压马达会驱动一个偏心轮,这个偏心轮连接着凸轮轴和正时链条/皮带,从而改变凸轮轴转动与曲轴转动的相对位置。
ECU的“算盘”:
转速: 在低转速时,ECU可能会稍微推迟进气门关闭时机,让更多的新鲜空气进入(改善低扭)。在高转速时,则会提前进气门关闭,防止“回流”,提高充气效率。
负荷: 怠速时,ECU可能会稍微重叠进排气门(气门重叠角),这有助于扫除燃烧室内的废气,降低氮氧化物(NOx)排放,但过大会影响怠速稳定性。中等负荷时,则会优化气门重叠,减少泵气损失。
发动机温度、氧传感器信号等: ECU还会考虑各种其他信息来综合判断,比如冷启动时,会采取特殊的配气相位策略。
关键传感器配合: VVT系统的精确工作,离不开曲轴位置传感器(CKP)和凸轮轴位置传感器(CMP)提供的实时转速和位置信息,ECU正是根据这些信息,才知道什么时候“该调整”气门正时了。

总结一下:

ECU就像一个经验丰富的“发动机指挥官”。它主要依靠曲轴位置传感器来感知发动机的“脉搏”——转速和精确位置。同时,凸轮轴位置传感器是它的“视觉”,帮助它区分是哪个气缸在工作,并且进一步辅助判断。

凭借这些关键信息,ECU就能“脑补”出发动机当前的状态,然后通过精准计算,发送指令给点火系统(控制点火时间)和可变气门正时(VVT)系统(控制气门开关的早晚),让发动机在任何时候都能以最经济、最有效、最干净的方式运转。整个过程是一个高频、精确的闭环控制,充满了传感器与执行器之间的“对话”。

网友意见

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是通过相位传感器们(ckp,cmp)来确定点火时刻的。

那相位传感器的信号来来自哪里呢?

缺齿。

工程师们八仙过海,

有用36齿的,有用24齿,有用12齿的,有用4齿的

其实多少齿不重要,重要的是那个缺齿。


有了缺齿,那相位传感器就可以在某个时间段输入一个特别信号给电脑


至于vvt的更为复杂一点,因为vvt调节有很多输入

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