◆文/貴州 李濤

低壓燃油傳感器安裝在從燃油泵模塊引出的燃油輸送管路與通向高壓燃油泵的低壓(LP)輸送管路之間。該傳感器測量從安裝在油箱中的燃油泵模塊供應到高壓燃油泵的燃油壓力，然后向PCM返回一個可變電壓信號。低壓傳感器燃油如圖23所示，低壓燃油系統控制示意圖如圖24所示。

Ingenium I3 1.5L汽油發(fā)動機的高壓燃油系統是由動力傳動系統控制模塊(PCM)控制的直噴(DI)系統。高壓燃油泵對來自低壓燃油泵的低壓燃油進行加壓，然向燃油分供管，燃油分供管上有有三個噴油器。PCM控制高壓燃油泵和噴油器，將所需的燃油量噴射到燃燒室中。PCM控制高壓燃油泵，以確保壓力達到順暢工作的最優(yōu)水平，最高壓力可達250bar(1bar=100kPa)。如圖25所示，高壓燃油系統由以下部件組成如下：高壓燃油管路、高壓燃油泵、燃油分供管、燃油分供管壓力和溫度(FRPT)傳感器和噴油器(3個)。

高壓燃油泵是一個單缸泵，位于發(fā)動機頂部，連接在凸輪軸支座上，如圖26所示。它由排氣凸輪軸上的一個三凸角凸輪以機械方式驅動，凸輪作用在柱塞端部的挺桿上。該柱塞為彈簧加載型，從而確保挺桿與凸輪保持接觸。

PCM控制高壓燃油泵的輸出，以便將最高達250bar的燃油壓力輸送至燃油分供管。高壓燃油泵的輸送率由燃油計量閥來調節(jié)，該閥由來自PCM的PWM信號控制。然后，PCM使用來自FRPT傳感器的數據，計算為燃燒室提供正確燃油量所需的噴油器通電時間。

燃油泵工作原理示意圖如圖27所示，燃油計量閥是一個常開電磁閥，由PCM利用PWM信號進行控制。在進油沖程中，燃油計量閥斷電，使得燃油進入泵室。在供油沖程中，PCM向關閉的燃油計量閥通電，加壓的燃油通過止回閥流入燃油分供管。在供油沖程中，通過改變燃油計量閥的關閉點，PCM可以調節(jié)燃油輸出量，從而決定燃油分供管中的燃油壓力。減振器室吸收來自燃油計量閥操作的壓力脈沖。止回閥可阻止高壓燃油在柱塞的進油沖程中返回到泵室。如果高壓燃油泵輸送壓力增至250bar，PRV將打開并將燃油送回柱塞的進口側。在供油沖程中，如果燃油計量閥未激活，則吸入泵室的燃油將返回低壓側。如果燃油計量閥發(fā)生故障，則發(fā)動機將僅以低壓燃油泵供油壓力運行，從而會導致發(fā)動機性能大幅下降。

燃油分供管壓力和溫度傳感器位于燃油分供管的頂部，如圖28所示。該傳感器以擰入方式安裝到一個螺紋端口中并由配合膠帶進行密封。該傳感器通過四根導線直接連接到PCM，這些導線是壓力傳感器的5V電源；溫度信號；壓力信號；共用接地。

FRPT傳感器包含一個負溫度系數(NTC)傳感器，便于PCM確定燃油溫度。壓力傳感器利用金屬薄膜技術，根據薄鋼片的膨脹幅度確定燃油壓力。膨脹幅度由PCM通過回路信號線進行感測，膨脹幅度與燃油分供管中的燃油壓力成比例。PCM將傳感器信號電壓與存儲器中存儲的值進行比較，以計算燃油分供管中的實際燃油壓力。然后，PCM使用燃油分供管壓力信息來控制高壓燃油泵上的燃油計量閥的工作位置。如果信號發(fā)生故障，則燃油計量閥將會失控。發(fā)動機將僅以低壓燃油泵供油壓力運行，從而會導致發(fā)動機性能大幅下降。

噴油器如圖29所示，高壓燃油控制示意圖如圖30所示。三個高壓噴油器將燃油從燃油分供管直接噴射到燃燒室中。噴油器安裝在燃燒室中心附近，位于進氣門之間，靠近火花塞。在每個噴油器上，噴油器頭部均由O形密封圈和支承盤密封到燃油分供管中。汽缸缸蓋中噴油器的噴嘴由一個特氟綸燃燒室密封圈進行密封。噴油器是電磁閥操縱的，當電磁閥線圈通電時，針閥將會打開，燃油就會噴入燃燒室中。噴嘴頂端周圍有六個用來噴射燃油的孔。其中兩個孔將燃油噴向火花塞下面。其他四個孔圍繞燃燒室的其余部分均勻地噴射燃油。電磁閥線圈連接到來自PCM的電源饋線和接地，PCM通過一個兩級電源操作噴油器。PCM起初為噴油嘴提供65V電壓，然后在提升電流達到11.5A時，將電源切換到蓄電池電壓并以PWM控制。當噴油嘴打開時，PCM將電流控制在3.1A左右。PCM通過調整電磁閥線圈通電的時間來計量噴射到燃燒室中的燃油量。如果噴油嘴發(fā)生故障，則儀表盤(IC)上的故障指示燈(MIL)將會點亮。發(fā)動機將會出現缺火，怠速不穩(wěn)，噪音、振動、平順性(NVH)變差，排放變差以及性能和燃油經濟性降低等癥狀。

Ingenium I3 1.5L汽油發(fā)動機的點火系統部件如圖31所示，它是一個線圈式直插火花塞式(COP)、多火花系統，由PCM進行控制。多火花系統在冷啟動條件和特定的部分負載條件下使用，直至冷卻液溫度達到預定值。每個汽缸上都安裝有一個火花塞，位于進氣門和排氣門之間，每個火花塞上安裝有一個點火線圈。點火系統控制框圖如圖32所示，火花塞上有一個銥金中心電極和一個鉑金接地電極。PCM通過以下各項計算單個汽缸的點火正時：

(1)來自曲軸位置(CKP)傳感器的發(fā)動機轉速；

(2)來自排氣和進氣凸輪軸位置(CMP)傳感器的凸輪軸位置；

(3)發(fā)動機負荷；

(4)發(fā)動機溫度；

(5)爆震控制功能；

(6)換擋控制功能；

(7)怠速控制功能。

點火線圈安裝在汽缸缸蓋罩中，位于噪音、振動、不平順性(NVH)蓋板下面。每個點火線圈都安裝在火花塞上，并由單個螺釘固定到相關的汽缸缸蓋罩上。每個點火線圈都包含一個初級繞組和一個次級繞組。初級繞組中的一個功率級允許PCM中斷電源。此操作將在次級繞組中產生感應電壓，進而在火花塞上產生電壓。次級繞組接地側的一個二極管可減小不需要的接通電壓，防止進氣歧管缺火。此功率級限制初級繞組中的最大電壓和電流，從而保護功率級，并限制次級繞組中的電壓。每個點火線圈都有一個三引腳接頭，藉此進行以下連接：

(1)來自PCM繼電器的初級繞組電源，經過一個25A熔絲；

(2)次級繞組的接地連接；

(3)來自PCM的信號連接，控制點火線圈功率級切換(以打開和關閉主電路)。

PCM向各點火線圈發(fā)送單獨的信號以觸發(fā)功率級切換。PCM根據蓄電池電壓和發(fā)動機轉速計算點火正時。這可提供恒定的能量級別，該能量級別是每次切換功率級時在次級繞組中產生的。這可確保提供足夠的點火能量而無需過大的初級電流，從而避免點火線圈過熱和受損。

五、進氣系統

Ingenium I3 1.5L發(fā)動機帶渦輪增壓器的進氣回路示意圖如圖33所示，渦輪增壓器前端的進氣分配和過濾部件如圖34所示，渦輪增壓器后端的進氣分配和過濾部件如圖35所示。環(huán)境空氣通過位于發(fā)動機罩左側的發(fā)動機罩百葉窗內的臟空氣管道進入進氣系統。空氣經過管道，進入空氣濾清器殼體。褶紙過濾器對空氣進行過濾，除去顆粒物質。從過濾器出來的清潔空氣經過空氣濾清器緩沖室內的一條管道，穿過空氣質量流量(MAF)傳感器，然后進入通往渦輪增壓器的清潔空氣管道。MAF傳感器測量進入渦輪增壓器的空氣流量。在渦輪增壓器內，清潔空氣由渦輪機壓縮機的葉輪進行壓縮。壓縮的熱空氣從渦輪增壓器通過一個軟管傳到增壓空氣冷卻器?？諝饫鋮s后(這會增大其密度)，從增壓空氣冷卻器流入電子節(jié)氣門，然后進入進氣歧管。MAPT傳感器測量進氣歧管和增壓空氣管道中的空氣壓力，PCM利用此信息并結合MAFT傳感器來計算進入發(fā)動機內的空氣壓力和密度。

傳統排氣歧管由一個用螺栓固定到汽缸缸蓋上的鑄鐵、不銹鋼或組合式雙膜結構組成，但是集成排氣歧管是汽缸缸蓋鑄件的組成部分，如圖36所示。將排氣歧管集成到汽缸缸蓋鑄件中有多種優(yōu)點。集成單元重量更輕，更加緊湊，并且其表面積較小，這意味著廢氣溫度可以更高，停留時間可以更長。這樣便能夠將更多的能量傳輸到渦輪增壓器(減少渦輪增壓器遲滯)，并且可以更快速地預熱后處理系統(降低排放)。這個集成單元也會降低整個總成的成本和重量。此外，集成排氣歧管可以接收到更大程度的水冷。這意味著，在歧管達到所需溫度后，系統就可以控制和保持這個溫度，因為有更多的冷卻能量可供使用。因為歧管冷卻效果有所增大，所以可以避免加濃操作，從而能夠提高燃油經濟性。在輕量化以及更加高效的熱傳遞的共同作用下，排放得以降低，渦輪增壓器的響應也有所改善，從而能夠提供更加令人滿意的駕駛體驗。

渦輪增壓器如圖37所示，壓縮機殼體頂部有一個電動渦輪增壓器廢氣旁通閥執(zhí)行器，該執(zhí)行器用于打開和關閉廢氣旁通閥。廢氣旁通閥允許廢氣旁通渦輪機，從而調節(jié)渦輪機轉速，隨后調節(jié)產生的增壓空氣壓力。該執(zhí)行器由一個直流電機通過直齒輪系統進行驅動，利用來自PCM的正極和負極PWM控制實現雙向驅動。執(zhí)行器還包含位置傳感器。如果電機或位置傳感器發(fā)生故障，則廢氣旁通閥執(zhí)行器將會失控，并導致增壓空氣壓力不上升，發(fā)動機將會發(fā)生扭矩和性能損失。

渦輪增壓器壓縮機再循環(huán)閥如圖38所示，位于增壓空氣管道內，該管道將壓縮機出口連接至增壓空氣冷卻器。壓縮機再循環(huán)閥包含一個電磁閥，該電磁閥帶有一個12V電源，并且由PCM通過接地側PWM控制進行驅動。在急松加速踏板期間，該閥允許來自壓縮機后方的加壓空氣再循環(huán)流至壓縮機進口(節(jié)氣門關閉或進氣門關閉時都會存在增壓空氣壓力)。如果沒有此閥，則加壓空氣將會穿過壓縮機回流到進口，導致壓縮機浪涌。

進氣分配系統利用水冷式增壓空氣冷卻器來控制從渦輪增壓器進入進氣歧管的空氣的溫度。系統通過保持正確的進氣溫度，可確保發(fā)動機中吸入了正確密度的空氣。該系統帶有自己的冷卻系統，如圖39所示，冷卻系統包括一個獨立的增壓空氣散熱器和一個增壓空氣冷卻液泵，并且由PCM通過PWM信號進行控制。從增壓空氣冷卻器頂部到主散熱器頂部的一根管道構成了與主冷卻回路的唯一連接，用于系統的加注和放氣。

電子節(jié)氣門位于增壓空氣冷卻器連接管道與進氣歧管之間。系統不斷改變電子節(jié)氣門開度以維持所需的進氣歧管壓力，以便提供最佳的燃油效率設置并幫助汽缸凈化氣流。PCM通過節(jié)氣門位置傳感器(TPS)持續(xù)讀取節(jié)氣門的位置，該位置由PCM通過直流(DC)電機控制。