張明德 馬鎮(zhèn)茲
一、緒論
隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展,汽車在人們生活中扮演者越來越重要的角色,人們對汽車功能、技術等的要求也越來越高,因此電子技術被融合到汽車中,使得汽車行業(yè)日趨電子化。其中,電子燃油噴射技術的應用為汽車技術帶來一次劃時代的革新,使得汽車動力更強、安全系數(shù)更高、油耗降低等,因此受到了全球汽車廠商的青睞而普遍使用。另一方面,電噴技術的廣泛應用為相關檢測部門提出了更高的要求,需要改變傳統(tǒng)的檢測方法并改良檢測工具。
二、電噴油耗傳感器的基本結(jié)構和工作原理
1.基本結(jié)構。電噴油耗傳感器主要構成元件與結(jié)構框架如圖1所示:
2.工作原理。在電噴油耗傳感器中,核心元件是FP-2140H型流量傳感器,其結(jié)構如圖2所示:
由圖中可以看出,傳感器兩部分構成:
(1)轉(zhuǎn)速/脈沖轉(zhuǎn)換部。該部件的主要作用是將曲軸轉(zhuǎn)速通過傳感器中的磁性聯(lián)軸節(jié)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷拿}沖信號。再利用傳感器頂部的信號端子將該信號傳輸?shù)诫娔X中,通過油耗儀顯示出燃油流量。(2)流量/轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換部。由上圖可以看出,該部件的主要構成是四個活塞,四個活塞呈輻射狀分列,當燃油進入傳感器后,由于燃油壓力較高,會擠壓活塞進而帶動曲軸運動,將燃油流量轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速。
三、電噴傳感器與普通傳感器油耗道路試驗方法簡介
為了保證測量結(jié)果的客觀性,在車內(nèi)安裝了同一種車速儀用以監(jiān)測汽車速度與距離,行駛距離都是500米。
1.電噴傳感器測試方法。從圖1中可以看出,油泵將油箱中的中的燃油吸出來,分成了兩路,一路流入傳感器中,輸出流量信號,經(jīng)過減壓閥、高壓燃油泵,被噴射到發(fā)動機中進行燃燒,未噴射的燃油會由回油管流入回油處理裝置,再重新進入高壓油泵,繼續(xù)噴射;另一路,即多余部分,也會流入會有處理裝置,目的有兩個:(1)冷卻發(fā)動機回油;(2)加熱油箱燃油溫度。
2.普通傳感器測試方法。與電噴的不同之處在于,普通傳感器是串聯(lián)到進油管與回油管上的,分別測量出發(fā)動機的進油量與回油量,兩者相減即得出了發(fā)動機的耗油量。而這個循環(huán)過程也會為油箱中的燃油加熱。
四、測量誤差分析
1.測試結(jié)果誤差。由于刻意保持了測試環(huán)境、溫度、燃油品質(zhì)、發(fā)動機功況等條件一致,校正公式也一樣,因此兩種方法存在的誤差基本相同,都比較小。
2.測量方法誤差。在測量方法上,電噴法由于安裝與操作比較簡單、所用儀器技術水平高,因此測量結(jié)果準確,誤差小。而普通傳感器測量法安裝與操作都略顯復雜,又由于進油量傳感器與回油量傳感器因數(shù)的不同,導致測量結(jié)果存在較大誤差。兩個傳感器都存在誤差,當放到一起進行測量時,誤差會被放大。
3.人為因素誤差。由上文分析可知,電噴法用到的控制器數(shù)量少(1個),因此在人為操作上所能產(chǎn)生的誤差就比較小。而普通傳感器測量法用到的控制器多(3個),需要三個人操作,而人與人之間由于反應能力、操作水平等的差異很難保證做到同步測量,因此測量結(jié)果誤差較大。
4.油溫變化誤差。從圖1中可以看出,安裝電噴傳感器的汽車,供油系統(tǒng)中有回油處理裝置,目的是為了給發(fā)動機回油進行冷卻,使整個供油系統(tǒng)中油溫趨于相同,減小油溫變化帶來的影響。而普通傳感器測試法由于系統(tǒng)結(jié)構不同,需要在測試前進行預熱(80~120km/h行駛30分鐘),這樣就能夠保證測試時進油管的油溫與回油管的油溫保持一致(40攝氏度~45攝氏度),因此,燃油溫度對測試結(jié)果所造成的影響比較小。
五、結(jié)論
實驗得知,電噴發(fā)動機油耗道路最合適的試驗方法為電噴傳感器測試法。傳統(tǒng)的普通傳感器測試法得出的結(jié)果很容易受到外界因素(儀器、人)的影響,產(chǎn)生的誤差較大且難以消除,并不再適合如今的電噴發(fā)動機油耗測量。
(作者單位:中國汽車工程研究院股份有限公司)