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第5章電控汽油噴射系統(tǒng)收藏

第5章電控汽油噴射系統(tǒng)

內(nèi)容提要

1. 電控汽油噴射系統(tǒng)的特點

2. 電控汽油噴射系統(tǒng)的分類

3. 電控汽油噴射系統(tǒng)的總體組成

4. 電控汽油噴射系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)的組成與工作原理

5. 電控汽油噴射系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)的組成與工作原理

6. 電控汽油噴射系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的組成與工作原理

5．1 電控汽油噴射系統(tǒng)的特點

5.1.1 化油器存在的問題：空燃比控制精度較低，各缸混合氣濃度不均勻，影響動了發(fā)動機(jī)的動力性能、經(jīng)濟(jì)性能和排放性能。

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

5.1.3 電控汽油噴射系統(tǒng)特點：如表5-1所示。

表5-1 電控汽油噴射系統(tǒng)特點

電控汽油噴射系統(tǒng)的特點	對汽車主要使用性能的影響
動力性能	經(jīng)濟(jì)性能	排放性能	其它使用性能
1. 能準(zhǔn)確測量發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，并根據(jù)發(fā)動機(jī)工況（轉(zhuǎn)速、負(fù)荷）和目標(biāo)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(tǒng)取消了喉管，進(jìn)氣阻力大大減小，提高了發(fā)動機(jī)的充氣效率	++	+	+	0
3. 燃油以一定壓力噴射，霧化質(zhì)量高；多點燃油噴射系統(tǒng)，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(nèi)	+	+	++	冷啟動性能好
4. 空燃比控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)快	+	0	+	加速性能好
5. 能自動實現(xiàn)冷車快怠速，有附加裝置（如空調(diào)）工作時高怠速	0	0	++	怠速平穩(wěn)，工況過度圓滑
6. 減速斷油功能，當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉而發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過預(yù)定轉(zhuǎn)速時，ECU控制噴油器停止噴油	0	+	+	0
7. 能根據(jù)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(tǒng)的類型

圖5-1 多點燃油噴射和單點燃油噴射

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

5.2.1 按噴油器數(shù)量分

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

1. 多點汽油噴射系統(tǒng):在每一個氣缸的進(jìn)氣門附近裝有一個噴油器（圖5-1a），目前已廣泛應(yīng)用在各種電控汽油噴射發(fā)動機(jī)上。

2.單點汽油噴射系統(tǒng):在節(jié)氣門體上安裝一個或兩個噴油器（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)氣行程時混合氣被吸入氣缸。該系統(tǒng)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題仍然沒有解決，因此已逐步被淘汰。

5.2.2 按汽油噴射方式分

分為連續(xù)噴射系統(tǒng)和間歇噴射系統(tǒng)。

圖5-2 噴油時序

（a）同時噴射 (b)順序噴射 (c)分組噴射

1.連續(xù)噴射系統(tǒng):在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間連續(xù)不斷地噴油。這種方式多用于機(jī)械控制式和機(jī)電結(jié)合式汽油噴射系統(tǒng)中。

2.間歇噴射系統(tǒng):在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間間斷噴油，噴油量的多少取決于噴油器開啟時間的長短。它按照噴油時序的不同又可分為順序噴射、分組噴射和同時噴射（圖5-2）。

5.2.3 按噴射裝置的控制方式分

分為機(jī)械控制式（K型）、機(jī)電結(jié)合控制式（KE型）和電子控制式（EFI型）噴射系統(tǒng)。

圖5-5 電子控制式汽油噴射系統(tǒng)（EFI）

1-燃油箱 2-燃油泵 3-燃油濾清器 4-燃油壓力脈動阻尼器 5-控制器 6-點火線圈 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(diào)節(jié)器 12-冷啟動噴油器 13-怠速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)螺釘 14-節(jié)氣門 15-節(jié)氣門位置開關(guān) 16-空氣流量傳感器 17-進(jìn)氣溫度傳感器 18-氧傳感器 19-熱限時開關(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(diào)節(jié)螺釘 23-曲軸位置傳感器 24-轉(zhuǎn)速傳感器 25-蓄電池 26-點火開關(guān) 27-主繼電器 28-油泵繼電器

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

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，后者又可分為體積流量型和質(zhì)量流量型兩類，體積流量型有葉片式和卡門旋渦式，質(zhì)量流量型有熱線式和熱膜式空氣流量計等類型。

5.2.5 按噴油器的噴射位置分

可分為缸內(nèi)直噴和缸外噴射。缸內(nèi)直噴是指噴油器將汽油直接噴射到氣缸燃燒室內(nèi)，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)氣門前噴射,這是本章將要討論的內(nèi)容。

5.3 電控汽油噴射系統(tǒng)的基本組成與工作原理

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

5.3.1 空氣供給系統(tǒng)

1.作用：向發(fā)動機(jī)提供新鮮的空氣。

圖5-8 空氣供給系統(tǒng)

1-節(jié)氣門 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(jié)氣門、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(zhuǎn)角度增大，與葉片轉(zhuǎn)軸同軸的電位計轉(zhuǎn)動，使電位計阻值發(fā)生變化，從而把進(jìn)氣流量的變化轉(zhuǎn)化成電量參數(shù)的變化，實現(xiàn)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，使葉片轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，提高測量精度。

怠速調(diào)整螺釘5用來調(diào)節(jié)怠速時的進(jìn)氣量大小，以改變怠速時的混合氣濃度。

葉片式空氣流量傳感器結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高，測量精度不受電源電壓波動的影響，但葉片對進(jìn)氣產(chǎn)生阻力，動態(tài)響應(yīng)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(tǒng)

1.作用：向發(fā)動機(jī)供給燃燒所需的汽油。

圖5-6 燃油供給系統(tǒng)框圖

1-燃油箱 2-電動燃油泵 3-燃油濾清器 4-燃油總管 5-燃油壓力調(diào)節(jié)器 6-噴油器

2.組成：電動燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力脈動阻尼器、燃油壓力調(diào)節(jié)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(tǒng)的一個重要的執(zhí)行器，它根據(jù)ECU發(fā)來的噴油脈沖信號，精確地計量燃油噴射量。軸針式電磁噴油器結(jié)構(gòu)如圖5-7所示，主要由針閥6、電磁線圈3、彈簧4和殼體等組成。當(dāng)電磁線圈中無電流通過時，噴油器針閥在彈簧力作用下緊壓在錐形密封閥座上；當(dāng)電磁線圈通電時，產(chǎn)生磁場將銜鐵連同針閥向上吸起，噴油口打開，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(qiáng)，自潔性能好的特點。

3.工作過程：電動燃油泵2把汽油從油箱中泵出，經(jīng)過燃油濾清器3濾去雜質(zhì)，再通過燃油總管4分配到各個噴油器6。燃油壓力脈動阻尼器可以減小燃油管路中油壓的波動（由于燃油泵輸出壓力周期性變化、噴油器噴油時引起油壓變化）。燃油壓力調(diào)節(jié)器5保證噴油器兩端壓差恒定，使噴油量只受噴油時間長短的影響，提高噴油量控制精度。

5.3.3 電子控制系統(tǒng)

1.作用：檢測發(fā)動機(jī)的工作狀況，精確控制燃油噴射量、噴油正時和點火時刻。

2.組成：各種傳感器、各種執(zhí)行器、控制器（又稱電控單元——ECU），圖5-8是桑塔納2000GSi型轎車AJR發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)。

圖5-8 桑塔納2000GSi型轎車AJR發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)

傳感器的作用是將發(fā)動機(jī)的工況及狀態(tài)，汽車行駛工況和狀態(tài)等物理量轉(zhuǎn)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)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、氧傳感器和爆震傳感器等。

執(zhí)行器用以執(zhí)行發(fā)動機(jī)ECU發(fā)出的各種控制指令。執(zhí)行器主要有：電動燃油泵、噴油器、怠速控制（ISC）閥、廢氣再循環(huán)（EGR）閥及自診斷系統(tǒng)等。

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

3.電子控制系統(tǒng)工作原理

發(fā)動機(jī)電控單元根據(jù)進(jìn)氣流量或進(jìn)氣管絕對壓力、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門位置等傳感器輸入的信號，與存儲在ROM中的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確定在該狀態(tài)下發(fā)動機(jī)所需的噴油量、噴油正時和**佳點火提前角。存儲在ROM中的參考數(shù)據(jù)是通過大量的發(fā)動機(jī)及整車實驗所獲得的優(yōu)化數(shù)據(jù)。

在發(fā)動機(jī)狀態(tài)信號中進(jìn)氣流量或進(jìn)氣管絕對壓力和轉(zhuǎn)速信號是兩個主要參數(shù)，它們決定該工況下的基本燃油供給量和基本的點火提前角。其它各種參數(shù)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(jié)氣門變化速率（加減速）修正、排氣中氧含量修正等。

【復(fù)習(xí)思考題】

1. 名詞解釋：單點汽油噴射、多點汽油噴射、同時噴射、順序噴射、分組噴射。

2. 電控汽油噴射系統(tǒng)有哪些特點？

3. 電控汽油噴射系統(tǒng)由哪幾部分組成？各起什么作用？

4. 電控汽油噴射系統(tǒng)的空氣供給系統(tǒng)主要有哪些部件組成？工作原理如何？

5. 電控汽油噴射系統(tǒng)的汽油供給系統(tǒng)主要由哪些部件組成？工作原理如何？

電控汽油噴射系統(tǒng)的電子控制系統(tǒng)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 |點擊數(shù)（）