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化油器

我們在「進氣系統」這個單元時有約略談過化油器,化油器最主要的功用是控制進入進氣歧管的燃料流量,以及使燃料與空氣正確混合。化油器主要是利用「文氏管 (Venturi) 效應」將燃油吸入化油器內與空氣混合,供引擎燃燒。什麼是文氏管效應呢?依據流體力學中的「白努利 (Bernoulli) 定律」,在一個連續固定的流場中,當流體流速增加時,流體的壓力會下降。而文氏管效應就是利用流體 (空氣) 流速增加所產生的低壓吸力,而將燃油吸入空氣中。在化油器中,空氣流經口徑較窄的喉部被加速,因加速產生的低壓會將燃油吸出與空氣混合。

常見的化油器設計,是將燃油送至化油器浮筒室中儲存,當節流閥板開啟時,燃油會因文氏管效應而從主油孔讓燃油被吸至空氣流道中,除此之外,還有怠速控制系統來控制怠速及低負荷的燃油供應;副文氏管系統則在引擎油門全開時將油氣增濃;加速泵會在突然大腳油門時,給予引擎更多的燃料好維持正確的燃燒,以提供即時的加速性;阻風門在冷車啟動時,會擋住大部分的空氣進入化油器,以提供較濃的油氣,使引擎能正常啟動。

雖然化油器的成本低、可靠度高,而且維修、保養容易,但由於化油器幾乎是以機械方式供油,其供油精準度已無法應付嚴苛的環保法規,所以這幾年市售的新型汽車,已經不再使用化油器了。

噴射供油

近年來上市的車輛,幾乎都是採用噴射供油系統,最主要的原因也是因為要因應日趨嚴苛的環保法規。噴射供油系統從早期的機械式單點噴射一直演化至目前的電子式多點噴射,那麼,何謂單點噴射及多點噴射呢?假設一個四缸的引擎,由單個噴油嘴至於進氣歧管分支之前,油料由一處噴入後在隨著進氣分佈到四個汽缸內,這是單點噴射;而噴油嘴置於四個汽缸之各器缸的進氣道者,因為每一汽缸各有一個噴油嘴,四缸引擎則有四個噴油嘴,這稱為多點噴射,本單元將談論目前廣泛使用之多點噴射的原理。

從燃油路徑來看,首先燃油泵浦自油箱中將油料送至輸油管中,輸油管再將油料送至油軌內,而油軌由調壓閥來控制燃油壓力,並且確保送至各缸的燃油壓力皆能相同。另一方面,調壓閥也會藉著洩壓將過多的油料送至回油管而流回油箱中。而噴油嘴一端連接於油軌上,噴嘴則為於各個器缸的進氣道上。引擎ECU根據引擎運轉狀況會對噴油嘴下達噴油指令,噴油量是由燃油壓力及噴油嘴噴油時間所決定,燃油壓力在油軌處已由調壓閥所控制,而燃油調壓閥之壓力是由歧管真空 (引擎負荷) 調整,所以ECU能控制的就是噴油時間,當引擎需要較多的燃油時,噴油時間就會較長,反之則噴油時間較短。

噴油嘴本身是一個常閉閥 (常閉閥的意思是當沒有輸入控制訊號時,閥門一直處於關閉狀態;而常開閥則是當沒有輸入控制訊號時,閥門一直處於開啟狀態),由一個閥針上下運動來控制閥的開閉。當ECU下達噴油指令時,其電壓訊號會使電流流經噴油嘴內的線圈,產生磁場來把閥針吸起,讓閥門開啟好使油料能自噴油孔噴出。

噴射供油的最大優點就是燃油供給之控制十分精確,讓引擎在任何狀態下都能有正確的空燃比,不僅讓引擎保持運轉順暢,其廢氣也能合乎環保法規的規範。

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