進氣管負壓在汽車自動控制上的應用

在相同的發動機轉速下,節氣門的開度越小,則進氣管的負壓越大(進氣歧管的壓力越低);而在相同的節氣門開度下,發動機的轉速越高,則進氣管的負壓越大(進氣歧管的壓力越低) 。由此可見,進氣管負壓的變化意味著發動機轉速及負荷發生變化 。汽車設計師們利用這一特性,巧妙地將進氣管的負壓用作驅動或控制多種裝置 。在20世紀70年代中期之前,進氣管的負壓僅僅用于驅動風窗玻璃刮水器和分電器點火提前裝置 。此后應用的范圍越來越廣,涉及電子控制系統的諸多執行器 。進氣管負壓已經成為汽車自動控制的一種動力源,為現代汽車的功能拓展提供了廣闊的空間 。
1.進氣鼓管絕對壓力傳感器(map)
典型的進氣歧管絕對壓力傳感器為膜片雙腔式,由彈性硅膜片、真空室、硅杯、半導體力敏電阻、底座、導壓管和電極引線等組成 。硅膜片是核心測量元件,它的一面是真空室,另一面導入進氣管的負壓 。在進氣管負壓的作用下,硅膜片產生變形,而且負壓越高硅膜片的變形量越大,使擴散在硅膜片上的4個測量電阻的阻值發生變化 。根據惠斯登電橋原理,當膜片在壓力作用下發生變形時,4個測量電阻中的兩個電阻的阻值升高,另外兩個電阻的阻值降低,硅膜片的電阻變化轉換成電壓信號,輸送給電控單元(ecu),作為判定進氣鼓管壓力大小的依據 。
有的壓電效應式進氣壓力傳感器用一根橡膠管與進氣總管相連,作為取氣管 。如果進氣歧管絕對壓力傳感器上的細真空管脫落,將導致發動機動力不足,甚至引起空調起動不了或者起動空調后出現息速抖動和熄火現象 。
2.燃油壓力調節器
電噴發動機燃油壓力調節器的功能,是使燃油壓力與進氣管負壓之間的壓力差保持不變,從而使噴油量僅僅取決于噴油器針閥開啟的延續時間 。
燃油壓力調節器一般安裝在燃油分配管的末端,是一種膜片控制式溢流調節器 。在該調節器的金屬外殼內,有一塊由橡膠-纖維制成的柔性膜片,膜片將殼體分隔成為兩個腔室:一個是彈簧室,其內有對膜片加載的預緊螺旋彈簧,彈簧室通過一根軟管與節氣門后方的進氣歧管相通,這樣使供油系統的油壓不僅取決于彈簧的預緊力,而且取決于進氣管負壓的變化;另一個是燃油室,用于容納燃油 。在怠速和小負荷時,進氣管的負壓較大,在輸入燃油的壓力和進氣管負壓的雙重作用下,克服彈簧的預緊力,向上壓縮彈簧,推動膜片,打開回油閥,使部分燃油回流燃油箱,于是油路中的油壓下降;在發動機大負荷時,進氣管的負壓較低,僅僅靠燃油壓力無法克服彈簧的預緊力,回油閥關閉,停止回油,油壓又上升,最終使燃油壓力與進氣歧管壓力之差保持不變(圖2-3) 。
隨著汽車控制技術的進步,目前已經發展到利用進氣壓力傳感器替代燃油壓力調節器,用噴油脈寬調節替代燃油壓力的調節 。


現代汽車發動機曲軸箱的換氣都采用封閉、強制通風方式,將曲軸箱的第氣送回進氣管 。曲軸箱強制通風系統由一個pcv單向閥以及真空軟管等組成 。當節氣門部分開啟時,進氣歧管的負壓使pcv閥部分打開,并吸出曲軸箱內的竄氣,外界空氣通過氣門搖臂室蓋的軟管進入曲軸箱;當節氣門全開時,進氣歧管的負壓較低,不足以吸動pcv閥,竄氣有可能在軟管內反方向流動,此時pcv閥基本關閉;當發動機停轉或發生“回火”時,pcv閥依靠彈簧的作用力壓緊在閥座上,使通風管路處于完全關閉狀態,可以防止進氣歧管內的火焰進入高溫、高壓的曲軸箱而發生爆炸危險 。
pcv閥的檢查方法:讓發動機息速運轉,從氣門搖臂室蓋上拆下pcv閥,若能夠聽到

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