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第5章電控汽油噴射系統收藏

第5章電控汽油噴射系統

內容提要

1. 電控汽油噴射系統的特點(diǎn)

2. 電控汽油噴射系統的分類(lèi)

3. 電控汽油噴射系統的總體組成

4. 電控汽油噴射系統空氣供給系統的組成與工作原理

5. 電控汽油噴射系統燃油供給系統的組成與工作原理

6. 電控汽油噴射系統電子控制系統的組成與工作原理

5．1 電控汽油噴射系統的特點(diǎn)

5.1.1 化油器存在的問(wèn)題：空燃比控制精度較低，各缸混合氣濃度不均勻，影響動(dòng)了發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性能、經(jīng)濟性能和排放性能。

5.1.2 電控汽油噴射系統產(chǎn)生：20世紀70～80年代，排放與節能要求，電子技術(shù)發(fā)展，使電控汽油噴射技術(shù)在汽車(chē)上迅速得到推廣和應用，

5.1.3 電控汽油噴射系統特點(diǎn)：如表5-1所示。

表5-1 電控汽油噴射系統特點(diǎn)

電控汽油噴射系統的特點(diǎn)	對汽車(chē)主要使用性能的影響
動(dòng)力性能	經(jīng)濟性能	排放性能	其它使用性能
1. 能準確測量發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣量，并根據發(fā)動(dòng)機工況（轉速、負荷）和目標空燃比，精確計量噴油量，在各種工況下均能配制**佳空燃比的混合氣	+	++	++	O
2. 進(jìn)氣系統取消了喉管，進(jìn)氣阻力大大減小，提高了發(fā)動(dòng)機的充氣效率	++	+	+	0
3. 燃油以一定壓力噴射，霧化質(zhì)量高；多點(diǎn)燃油噴射系統，各缸混合氣均勻性好；采用氧傳感器反饋控制，能使空燃比控制在合適的范圍內	+	+	++	冷啟動(dòng)性能好
4. 空燃比控制系統動(dòng)態(tài)響應快	+	0	+	加速性能好
5. 能自動(dòng)實(shí)現冷車(chē)快怠速，有附加裝置（如空調）工作時(shí)高怠速	0	0	++	怠速平穩，工況過(guò)度圓滑
6. 減速斷油功能，當節氣門(mén)關(guān)閉而發(fā)動(dòng)機轉速超過(guò)預定轉速時(shí)，ECU控制噴油器停止噴油	0	+	+	0
7. 能根據進(jìn)氣溫度、海拔高度變化，對空燃比進(jìn)行修正	0	+	+	0

注：+——表示此項性能良好；++——表示此項性能優(yōu)良； 0——表示此項性能一般

5.2 電控汽油噴射系統的類(lèi)型

圖5-1 多點(diǎn)燃油噴射和單點(diǎn)燃油噴射

a）多點(diǎn)汽油噴射系統（MPI） b) 單點(diǎn)汽油噴射系統（SPI）

5.2.1 按噴油器數量分

有多點(diǎn)汽油噴射系統（MPI）和單點(diǎn)汽油噴射系統（SPI），（圖5-1）。

1. 多點(diǎn)汽油噴射系統:在每一個(gè)氣缸的進(jìn)氣門(mén)附近裝有一個(gè)噴油器（圖5-1a），目前已廣泛應用在各種電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機上。

2.單點(diǎn)汽油噴射系統:在節氣門(mén)體上安裝一個(gè)或兩個(gè)噴油器（圖5-1b），向進(jìn)氣管中噴油，汽油和空氣在進(jìn)氣管中形成可燃混合氣，在進(jìn)氣行程時(shí)混合氣被吸入氣缸。該系統雖然能夠提高空燃比的控制精度，但各缸混合氣分配不均勻的問(wèn)題仍然沒(méi)有解決，因此已逐步被淘汰。

5.2.2 按汽油噴射方式分

分為連續噴射系統和間歇噴射系統。

圖5-2 噴油時(shí)序

（a）同時(shí)噴射 (b)順序噴射 (c)分組噴射

1.連續噴射系統:在發(fā)動(dòng)機運轉期間連續不斷地噴油。這種方式多用于機械控制式和機電結合式汽油噴射系統中。

2.間歇噴射系統:在發(fā)動(dòng)機運轉期間間斷噴油，噴油量的多少取決于噴油器開(kāi)啟時(shí)間的長(cháng)短。它按照噴油時(shí)序的不同又可分為順序噴射、分組噴射和同時(shí)噴射（圖5-2）。

5.2.3 按噴射裝置的控制方式分

分為機械控制式（K型）、機電結合控制式（KE型）和電子控制式（EFI型）噴射系統。

圖5-5 電子控制式汽油噴射系統（EFI）

1-燃油箱 2-燃油泵 3-燃油濾清器 4-燃油壓力脈動(dòng)阻尼器 5-控制器 6-點(diǎn)火線(xiàn)圈 7-高壓分電器 8-火花塞 9-主噴油器 10燃油分配總管 11-燃油壓力調節器 12-冷啟動(dòng)噴油器 13-怠速轉速調節螺釘 14-節氣門(mén) 15-節氣門(mén)位置開(kāi)關(guān) 16-空氣流量傳感器 17-進(jìn)氣溫度傳感器 18-氧傳感器 19-熱限時(shí)開(kāi)關(guān) 20-冷卻液溫度傳感器 21-輔助空氣閥 22-怠速混合氣濃度調節螺釘 23-曲軸位置傳感器 24-轉速傳感器 25-蓄電池 26-點(diǎn)火開(kāi)關(guān) 27-主繼電器 28-油泵繼電器

電子控制式(圖5-5)：通過(guò)空氣流量計和各種傳感器，檢測發(fā)動(dòng)機的運行狀態(tài)，經(jīng)過(guò)ECU對這些信號進(jìn)行分析、計算、比較、判斷后發(fā)出噴油脈沖和點(diǎn)火正時(shí)指令。

5.2.4 按空氣量的檢測方式分

可分為進(jìn)氣管絕對壓力傳感器式和空氣流量傳感器式兩大類(lèi)，后者又可分為體積流量型和質(zhì)量流量型兩類(lèi)，體積流量型有葉片式和卡門(mén)旋渦式，質(zhì)量流量型有熱線(xiàn)式和熱膜式空氣流量計等類(lèi)型。

5.2.5 按噴油器的噴射位置分

可分為缸內直噴和缸外噴射。缸內直噴是指噴油器將汽油直接噴射到氣缸燃燒室內，因此需要較高的噴射壓力（0.3～0.4MPa）；缸外噴射是指進(jìn)氣支管或進(jìn)氣門(mén)前噴射,這是本章將要討論的內容。

5.3 電控汽油噴射系統的基本組成與工作原理

電控汽油噴射系統一般由空氣供給系統、燃油供給系統和電子控制系統三大部分組成。

5.3.1 空氣供給系統

1.作用：向發(fā)動(dòng)機提供新鮮的空氣。

圖5-8 空氣供給系統

1-節氣門(mén) 2-空氣流量計 3-進(jìn)氣溫度傳感器 4-空氣濾清器

2.組成：空氣濾清器、空氣流量計、節氣門(mén)、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣支管和怠速空氣控制閥等。

3.工作原理（翼片式空氣流量為例）：氣流對測量葉片的作用力增大，葉片偏轉角度增大，與葉片轉軸同軸的電位計轉動(dòng)，使電位計阻值發(fā)生變化，從而把進(jìn)氣流量的變化轉化成電量參數的變化，實(shí)現對進(jìn)氣量的測量。

緩沖室3和緩沖葉片4的作用是減小進(jìn)氣氣流的變化對測量葉片產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng)，使葉片轉動(dòng)平穩，提高測量精度。

怠速調整螺釘5用來(lái)調節怠速時(shí)的進(jìn)氣量大小，以改變怠速時(shí)的混合氣濃度。

葉片式空氣流量傳感器結構簡(jiǎn)單，工作可靠性高，測量精度不受電源電壓波動(dòng)的影響，但葉片對進(jìn)氣產(chǎn)生阻力，動(dòng)態(tài)響應慢，需要對進(jìn)氣溫度、壓力進(jìn)行修正。

5.3.2 燃油供給系統

1.作用：向發(fā)動(dòng)機供給燃燒所需的汽油。

圖5-6 燃油供給系統框圖

1-燃油箱 2-電動(dòng)燃油泵 3-燃油濾清器 4-燃油總管 5-燃油壓力調節器 6-噴油器

2.組成：電動(dòng)燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力脈動(dòng)阻尼器、燃油壓力調節器、噴油器和燃油管路等（圖5-6）。

圖5-7 軸針式電磁噴油器

1-濾網(wǎng) 2-電控信號接頭3-電磁線(xiàn)圈 4-彈簧 5-銜鐵 6-針閥 7-閥體 8-軸針

噴油器（電磁噴油器）：是電控燃油噴射系統的一個(gè)重要的執行器，它根據ECU發(fā)來(lái)的噴油脈沖信號，精確地計量燃油噴射量。軸針式電磁噴油器結構如圖5-7所示，主要由針閥6、電磁線(xiàn)圈3、彈簧4和殼體等組成。當電磁線(xiàn)圈中無(wú)電流通過(guò)時(shí)，噴油器針閥在彈簧力作用下緊壓在錐形密封閥座上；當電磁線(xiàn)圈通電時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)將銜鐵連同針閥向上吸起，噴油口打開(kāi)，燃油噴出。為了使燃油充分霧化，針閥前端磨出一段噴油軸針8，它具抗污染能力強，自潔性能好的特點(diǎn)。

3.工作過(guò)程：電動(dòng)燃油泵2把汽油從油箱中泵出，經(jīng)過(guò)燃油濾清器3濾去雜質(zhì)，再通過(guò)燃油總管4分配到各個(gè)噴油器6。燃油壓力脈動(dòng)阻尼器可以減小燃油管路中油壓的波動(dòng)（由于燃油泵輸出壓力周期性變化、噴油器噴油時(shí)引起油壓變化）。燃油壓力調節器5保證噴油器兩端壓差恒定，使噴油量只受?chē)娪蜁r(shí)間長(cháng)短的影響，提高噴油量控制精度。

5.3.3 電子控制系統

1.作用：檢測發(fā)動(dòng)機的工作狀況，精確控制燃油噴射量、噴油正時(shí)和點(diǎn)火時(shí)刻。

2.組成：各種傳感器、各種執行器、控制器（又稱(chēng)電控單元——ECU），圖5-8是桑塔納2000GSi型轎車(chē)AJR發(fā)動(dòng)機電子控制系統。

圖5-8 桑塔納2000GSi型轎車(chē)AJR發(fā)動(dòng)機電子控制系統

傳感器的作用是將發(fā)動(dòng)機的工況及狀態(tài)，汽車(chē)行駛工況和狀態(tài)等物理量轉變?yōu)殡娦盘?，輸送給ECU，主要有空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、發(fā)動(dòng)機轉速傳感器、節氣門(mén)位置傳感器、氧傳感器和爆震傳感器等。

執行器用以執行發(fā)動(dòng)機ECU發(fā)出的各種控制指令。執行器主要有：電動(dòng)燃油泵、噴油器、怠速控制（ISC）閥、廢氣再循環(huán)（EGR）閥及自診斷系統等。

控制器是電子控制系統的核心。它主要由中央處理器(CPU)、隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入和輸出接口電路、驅動(dòng)電路和固化在ROM中的發(fā)動(dòng)機控制程序等組成。

3.電子控制系統工作原理

發(fā)動(dòng)機電控單元根據進(jìn)氣流量或進(jìn)氣管絕對壓力、發(fā)動(dòng)機轉速、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、節氣門(mén)位置等傳感器輸入的信號，與存儲在ROM中的參考數據進(jìn)行比較，從而確定在該狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機所需的噴油量、噴油正時(shí)和**佳點(diǎn)火提前角。存儲在ROM中的參考數據是通過(guò)大量的發(fā)動(dòng)機及整車(chē)實(shí)驗所獲得的優(yōu)化數據。

在發(fā)動(dòng)機狀態(tài)信號中進(jìn)氣流量或進(jìn)氣管絕對壓力和轉速信號是兩個(gè)主要參數，它們決定該工況下的基本燃油供給量和基本的點(diǎn)火提前角。其它各種參數起修正作用，如冷卻液溫度修正、進(jìn)氣溫度修正、大氣壓力修正、蓄電池電壓修正、節氣門(mén)變化速率（加減速）修正、排氣中氧含量修正等。

【復習思考題】

1. 名詞解釋?zhuān)簡(jiǎn)吸c(diǎn)汽油噴射、多點(diǎn)汽油噴射、同時(shí)噴射、順序噴射、分組噴射。

2. 電控汽油噴射系統有哪些特點(diǎn)？

3. 電控汽油噴射系統由哪幾部分組成？各起什么作用？

4. 電控汽油噴射系統的空氣供給系統主要有哪些部件組成？工作原理如何？

5. 電控汽油噴射系統的汽油供給系統主要由哪些部件組成？工作原理如何？

電控汽油噴射系統的電子控制系統主要由哪些部件組成？工作原理如

發(fā)表于 @ 2008年06月05日 10:30:00 |點(diǎn)擊數（）