第2章目录 第2章燃油喷射系统的控制 2.1燃油喷射系统概述 2.1.1燃油喷射的基本概念 2.1.2燃油喷射的发展过程 2.1.3汽油发动机对可燃混合气的要求 2.1.4燃油喷射系统的优点 2.1.5燃油喷射系统的分类. 2.2空气供给系统…… 2.2.1空气供给系统的组成 2.2.2空气供给系统主要部件及工作原理 -lI 2.3燃油供给系统 2.3.1燃油供给系统的组成 2.3.2燃油泵的结构与原理 2.3.3汽油滤清器 2.3.4燃油压力调节器和脉动阻尼器 2.3.5电磁喷油器的结构与原理 2.3.6冷起动喷油器和热限时开关 2.3.7汽油分配管总成 -29 24传感器的结构与原理 2.4.1空气流量计 2.4.2进气压力传感器 2.4.3节气门7位置传感器 2.4.4氧传感器 2.4.5温度传感器 2.5电子控制系统 2.5.1电控系统的基本组成与类型 -45 2.5.2信号输入装置及输入信号 2.5.3电子控制装置(ECU) 2.54执行器 50- 2.5.5电子控制系统的简要工作过程 25燃油喷射系统的工作过程 2.5.1喷油器控制 2.5.2喷油量的控制, 小结… 习题
- 1 - 第 2 章目录 第 2 章 燃油喷射系统的控制...........................................................................................................................- 2 - 2.1 燃油喷射系统概述................................................................................................................................. - 2 - 2.1.1 燃油喷射的基本概念 .....................................................................................................................- 2 - 2.1.2 燃油喷射的发展过程 .....................................................................................................................- 2 - 2.1.3 汽油发动机对可燃混合气的要求..................................................................................................- 3 - 2.1.4 燃油喷射系统的优点 .....................................................................................................................- 5 - 2.1.5 燃油喷射系统的分类 .....................................................................................................................- 5 - 2.2 空气供给系统 ..........................................................................................................................................- 9 - 2.2.1 空气供给系统的组成 .....................................................................................................................- 9 - 2.2.2 空气供给系统主要部件及工作原理............................................................................................ - 11 - 2.3 燃油供给系统 ...........................................................................................................................................- 15 - 2.3.1 燃油供给系统的组成 ...................................................................................................................- 15 - 2.3.2 燃油泵的结构与原理 ...................................................................................................................- 16 - 2.3.3 汽油滤清器 ...................................................................................................................................- 19 - 2.3.4 燃油压力调节器和脉动阻尼器....................................................................................................- 19 - 2.3.5 电磁喷油器的结构与原理 ...........................................................................................................- 21 - 2.3.6 冷起动喷油器和热限时开关........................................................................................................- 27 - 2.3.7 汽油分配管总成 ...........................................................................................................................- 29 - 2.4 传感器的结构与原理 ........................................................................................................................... - 29 - 2.4.1 空气流量计 ................................................................................................................................- 29 - 2.4.2 进气压力传感器 ........................................................................................................................- 36 - 2.4.3 节气门位置传感器 ....................................................................................................................- 38 - 2.4.4 氧传感器 ....................................................................................................................................- 40 - 2.4.5 温度传感器 ................................................................................................................................- 43 - 2.5 电子控制系统 ....................................................................................................................................... - 45 - 2.5.1 电控系统的基本组成与类型........................................................................................................- 45 - 2.5.2 信号输入装置及输入信号 ...........................................................................................................- 45 - 2.5.3 电子控制装置（ECU） .................................................................................................................- 46 - 2.5.4 执行器 ...........................................................................................................................................- 50 - 2.5.5 电子控制系统的简要工作过程....................................................................................................- 50 - 2.5 燃油喷射系统的工作过程 ................................................................................................................... - 50 - 2.5.1 喷油器控制 ...................................................................................................................................- 50 - 2.5.2 喷油量的控制 ...............................................................................................................................- 53 - 小结 ..................................................................................................................................................................- 58 - 习题 ..................................................................................................................................................................- 58 -
第2章燃油喷射系统的控制 ☆知识点 1.汽油发动机对可燃混合气的要求:燃油喷射的概念及分类 2.空气供给系统和燃油供给系统的组成、结构、工作原理 3.燃油喷射电子控制系统的组成、结构、工作原理 4燃油喷射系统传感器的结构和工作原理: 5.燃油喷射系统的工作过程 ★要求 掌握 1.燃油喷射系统的概念和分类 2.空气供给系统和燃油供给系统的组成、结构、工作原理: 3.燃油喷射系统传感器的结构和工作原理 4.燃油喷射电子控制系统的组成、结构、工作原理 了解 1.燃油喷射的发展过程 2.电子控制装置(ECU)的工作原理 3.燃油喷射系统的工作过程 2.1燃油喷射系统概述 2.1.1燃油喷射的基本概念 传统的化油器式发动机工作时,汽油和空气通过化油器形成可燃混合气,再进入气缸燃烧,该 系统不能精确的控制可燃混合气的空燃比。随着电子工业的发展,尤其是微型电子计算机出现以后, 微机控制技术在汽车上的广泛应用,有效的解决了汽车动力性、经济性和排放性等之间的矛盾。 电子控制燃油喷射系统( Electronic FueL Injection)简称EFL,它是以电控单元(ECU)为控制 中心,利用安装在发动机不同部位上的各种传感器,测出发动机在各种不同工况下的工作参数,按 照汽车制造厂在电控单元存储器中设定的控制程序,通过控制喷油器,精确的控制喷油量,使发动 机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气,从而使发动机获得良好的燃料经济性和排放性,同时 也提高了汽车的使用性能。 2.1.2燃油喷射的发展过程
- 2 - 第 2 章 燃油喷射系统的控制 ☆ 知识点 1.汽油发动机对可燃混合气的要求；燃油喷射的概念及分类； 2.空气供给系统和燃油供给系统的组成、结构、工作原理； 3.燃油喷射电子控制系统的组成、结构、工作原理； 4.燃油喷射系统传感器的结构和工作原理； 5.燃油喷射系统的工作过程。 ★ 要求 掌握 1. 燃油喷射系统的概念和分类； 2. 空气供给系统和燃油供给系统的组成、结构、工作原理； 3．燃油喷射系统传感器的结构和工作原理； 4.燃油喷射电子控制系统的组成、结构、工作原理。 了解 1.燃油喷射的发展过程 2.电子控制装置（ECU）的工作原理 3. 燃油喷射系统的工作过程 2.1 燃油喷射系统概述 2.1.1 燃油喷射的基本概念 传统的化油器式发动机工作时，汽油和空气通过化油器形成可燃混合气，再进入气缸燃烧，该 系统不能精确的控制可燃混合气的空燃比。随着电子工业的发展，尤其是微型电子计算机出现以后， 微机控制技术在汽车上的广泛应用，有效的解决了汽车动力性、经济性和排放性等之间的矛盾。 电子控制燃油喷射系统（Electronic FueL Injection）简称 EFI，它是以电控单元（ECU）为控制 中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测出发动机在各种不同工况下的工作参数，按 照汽车制造厂在电控单元存储器中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确的控制喷油量，使发动 机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气，从而使发动机获得良好的燃料经济性和排放性，同时 也提高了汽车的使用性能。 2.1.2 燃油喷射的发展过程
燃油喷射技术在20世纪30年代首先应用于航空发动机,1934年德国研制成功第一架装有汽油 喷射发动机的军用战斗机。50年代德国、美国开始研究在汽车发动机上应用汽油喷射技术, 1967年,德国波许( BOSCH)公司研制成功K- Jetronic机械式汽油喷射系统,后来经改进发展 成为RE- Jetronic汽油喷射系统。该系统是在K- Jetronic机械式汽油喷射系统的油量分配器上增设 了一只电液式压差调节器,用以控制计量槽前后的压差,从而能快速地大幅度地调节燃油量,提高 了操纵的灵活性,并增加了控制功能。 70年代后半期迅速发展起来的以微机控制为基础的车用电控汽油喷射系统是世界汽车工业同时 解决节油和排放净化两大难题在技术上的重大突破。1967年,德国波许(B0SCH)公司开始批量生 产用进气管绝对压力控制空燃比的D- Jetronic模拟式电子控制汽油喷射系统。1973年,德国波许 (B0SCH)公司开在D- Jetronic电子控制汽油喷射系统的基础上,经过改进发展成为L- Jetronic电 子控制汽油喷射系统,采用翼片式空气流量计直接测量进气过程中的空气体积流量来控制空燃比, 相比D- Jetronic电子控制汽油喷射系统而言,精度和稳定性都得到了提高。 1981年,L- Jetronic电子控制汽油喷射系统又进一步改进发展成为LH- Jetronic电子控制汽油 喷射系统,用热线式空气流量计直接测量进气空气的质量流量,无需附加专门装置来补偿大气压力 和温度变化的影响。为了在满足排放法规的前提下实现最佳的燃油经济性指标,采用单项电子控制 装置远远达不到要求。 1979年,德国波许(BSCH)公司开始生产集电子点火和电控汽油喷射于一体的 Motronic数字 式发动机控制系统,我们把这种汽油喷射装置和点火装置集中由一个ECU控制的系统称为发动机集 中控制系统;若两者分别由各自的ECU控制,则称为发动机单独控制系统。同一时期,美国和日本 各大汽车公司也研制成功了与各自车型配套的数字式发动机集中控制系统。这种集中控制系统能对 空燃比、点火时刻、怠速转速和废气再循环等多方面进行综合控制,控制精度越来越高,控制功能 日趋完善。总之,发动机电子控制的发展趋势是从单独控制逐步向集中控制系统发展 2.1.3汽油发动机对可燃混合气的要求 混合气的成分不同,对发动机动力性、经济性和排放性有很大影响。混合气的成分通常用空燃 比表示。我们把空气和燃油的混合比,即空气质量与燃油质量比,称为空燃比,通常用A/F表示。 其空燃比的计算公式表达式:A/F=空气质量/燃油质量。汽油完全燃烧并生成二氧化碳和水时的空燃 比称为理论空燃比,理论空燃比约为14.7左右。在实际的发动杋燃烧过程中,燃烧一千克的燃油所 消耗的空气不一定就是理论所需要的空气量,它与发动机的结构和使用工况相关,所供给的实际空 气量可能大于或小于理论空气量。我们把燃烧一千克质量燃油的实际空气质量与理论空气质量的比 值称为过量空气系数,可以用下列公式表示:过量空气系数a=实际空气质量/理论空气质量。 1.不同浓度混合气对发动机性能的影响 (1)标准混合气α=1或A/F=14.7。实际它不能完全燃烧,因为燃烧空间和时间的限制,还
- 3 - 燃油喷射技术在 20 世纪 30 年代首先应用于航空发动机，1934 年德国研制成功第一架装有汽油 喷射发动机的军用战斗机。50 年代德国、美国开始研究在汽车发动机上应用汽油喷射技术。 1967 年，德国波许（BOSCH）公司研制成功 K-Jetronic 机械式汽油喷射系统，后来经改进发展 成为 KE-Jetronic 汽油喷射系统。该系统是在 K-Jetronic 机械式汽油喷射系统的油量分配器上增设 了一只电液式压差调节器，用以控制计量槽前后的压差，从而能快速地大幅度地调节燃油量，提高 了操纵的灵活性，并增加了控制功能。 70 年代后半期迅速发展起来的以微机控制为基础的车用电控汽油喷射系统是世界汽车工业同时 解决节油和排放净化两大难题在技术上的重大突破。1967 年，德国波许（BOSCH）公司开始批量生 产用进气管绝对压力控制空燃比的 D-Jetronic 模拟式电子控制汽油喷射系统。1973 年，德国波许 （BOSCH）公司开在 D-Jetronic 电子控制汽油喷射系统的基础上，经过改进发展成为 L-Jetronic 电 子控制汽油喷射系统，采用翼片式空气流量计直接测量进气过程中的空气体积流量来控制空燃比， 相比 D-Jetronic 电子控制汽油喷射系统而言，精度和稳定性都得到了提高。 1981 年，L-Jetronic 电子控制汽油喷射系统又进一步改进发展成为 LH-Jetronic 电子控制汽油 喷射系统，用热线式空气流量计直接测量进气空气的质量流量，无需附加专门装置来补偿大气压力 和温度变化的影响。为了在满足排放法规的前提下实现最佳的燃油经济性指标，采用单项电子控制 装置远远达不到要求。 1979 年，德国波许（BOSCH）公司开始生产集电子点火和电控汽油喷射于一体的 Motronic 数字 式发动机控制系统，我们把这种汽油喷射装置和点火装置集中由一个 ECU 控制的系统称为发动机集 中控制系统；若两者分别由各自的 ECU 控制，则称为发动机单独控制系统。同一时期，美国和日本 各大汽车公司也研制成功了与各自车型配套的数字式发动机集中控制系统。这种集中控制系统能对 空燃比、点火时刻、怠速转速和废气再循环等多方面进行综合控制，控制精度越来越高，控制功能 日趋完善。总之，发动机电子控制的发展趋势是从单独控制逐步向集中控制系统发展。 2.1.3 汽油发动机对可燃混合气的要求 混合气的成分不同，对发动机动力性、经济性和排放性有很大影响。混合气的成分通常用空燃 比表示。我们把空气和燃油的混合比，即空气质量与燃油质量比，称为空燃比，通常用 A/F 表示。 其空燃比的计算公式表达式：A/F=空气质量/燃油质量。汽油完全燃烧并生成二氧化碳和水时的空燃 比称为理论空燃比，理论空燃比约为 14.7 左右。在实际的发动机燃烧过程中，燃烧一千克的燃油所 消耗的空气不一定就是理论所需要的空气量，它与发动机的结构和使用工况相关，所供给的实际空 气量可能大于或小于理论空气量。我们把燃烧一千克质量燃油的实际空气质量与理论空气质量的比 值称为过量空气系数，可以用下列公式表示：过量空气系数 α=实际空气质量/理论空气质量。 1．不同浓度混合气对发动机性能的影响 （1）标准混合气 α=１或 A/F＝14.7。实际它不能完全燃烧，因为燃烧空间和时间的限制，还
有废气的干扰。 (2)稀混合气a>1或M/F>14.7。它是有可能完全燃烧的混合气,当a=1.05~1.15或A/F 约为16时的混合气,称为经济混合气,此时的空燃比称为经济空燃比。当燃油完全燃烧时,发动机 的油耗最低。α或A/F再增大则导致发动机过热,加速性能变坏。 (3)浓混合气a<1或AF<14.7。当a=0.85~0.95或MF为12~13时的混合气,称为功 率混合气,此时的空燃比称为功率空燃比。这种混合气将使发动机发出最大功率。在功率空燃比与 经济空燃比之间范围内的混合气成分是汽油发动机常用的混合气 2.发动机对混合气的要求 从发动机工作的稳定性、动力性和燃油经济性统一考虑,对不同工况,混合气空燃比的要求是 不同的。 (1)稳定工况对混合气的要求 稳定工况是指发动机已经完成预热,运转过程中没有转速和负荷的突然变化。混合气成分的要 求根据实际运行的转速与负荷而定。稳定工况可分为怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷几 种情况。 1)怠速和小负荷怠速工况是发动机无负荷的运行。怠速时节气门关闭,进气管内的真空度 很大。当进气门开启时,气缸内的一部分废气冲入进气管和新鲜的可燃混合气混合后又被吸入气缸, 为了保证这种被稀释过的混合气能正常燃烧,就必须供给很浓的混合气,一般为α=0.6~0.8的混 合气。随着负荷的增加和节气门开度的加大,新鲜的混合气中废气的含量逐渐减少。所以在小负荷 工况,也应该供给浓的混合气,但是混合气的浓度将会随负荷的增大而减小。 2)中等负荷中等负荷时,节气门的开度已经足够大,一般节气门开度在25%~85%范围内, 废气稀释的影响已经不大,因此要求供给发动机稀的混合气,以获得最佳的燃油经济性,一般α= 0.9~1.1或空燃比A/F约为16~17的经济混合气。 3)大负荷和全负荷大负荷时,随着节气门开度的增大应逐渐加浓混合气以满足功率混合气 的要求。但实际上在节气门尚未全开之前,如果需要获得更大的扭矩,只要把节气门进一步开大就 可以实现,因此就没有必要使用功率混合气来提高功率,而应当继续使用经济混合气来提高经济性 因此在节气门全开之前的所有大负荷工况都应该供给经济混合气,只有在节气门全开即全负荷工况 时,为了获得该工况的最大功率必须供给功率混合气,以满足动力性要求为主。 (2)过渡工况对混合气的要求 过渡工况是指负荷或转速随时间不断变化的运行工况。主要包括冷启动、暖车、加速等工况。 1)冷车启动时,发动机要求供给很浓的混合气。冷启动时,燃油与空气的温度很低,燃油蒸发 的百分数很小,为了保证冷启动顺利完成,要求供给浓混合气的空燃比接近2:1。这样浓的混合气 在汽油喷射系统中用冷启动喷油器或通过各缸喷油器的异步喷射来实现。 2)发动机启动后,就会进入暖车工况,在暖车过程中也需要浓的混合气。暖车的加浓程度必须
- 4 - 有废气的干扰。 （2）稀混合气 α>１或 A/F>14.7。它是有可能完全燃烧的混合气，当 α＝1.05～1.15 或 A/F 约为 16 时的混合气，称为经济混合气，此时的空燃比称为经济空燃比。当燃油完全燃烧时，发动机 的油耗最低。α 或 A/F 再增大则导致发动机过热，加速性能变坏。 （3）浓混合气 α<１或 A/F<14.7。当 α＝0.85～0.95 或 A/F 为 12～13 时的混合气，称为功 率混合气，此时的空燃比称为功率空燃比。这种混合气将使发动机发出最大功率。在功率空燃比与 经济空燃比之间范围内的混合气成分是汽油发动机常用的混合气。 2．发动机对混合气的要求 从发动机工作的稳定性、动力性和燃油经济性统一考虑，对不同工况，混合气空燃比的要求是 不同的。 （1）稳定工况对混合气的要求 稳定工况是指发动机已经完成预热，运转过程中没有转速和负荷的突然变化。混合气成分的要 求根据实际运行的转速与负荷而定。稳定工况可分为怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷几 种情况。 1） 怠速和小负荷 怠速工况是发动机无负荷的运行。怠速时节气门关闭，进气管内的真空度 很大。当进气门开启时，气缸内的一部分废气冲入进气管和新鲜的可燃混合气混合后又被吸入气缸， 为了保证这种被稀释过的混合气能正常燃烧，就必须供给很浓的混合气，一般为 α＝0.6～0.8 的混 合气。随着负荷的增加和节气门开度的加大，新鲜的混合气中废气的含量逐渐减少。所以在小负荷 工况，也应该供给浓的混合气，但是混合气的浓度将会随负荷的增大而减小。 2） 中等负荷 中等负荷时，节气门的开度已经足够大，一般节气门开度在 25％～85％范围内， 废气稀释的影响已经不大，因此要求供给发动机稀的混合气，以获得最佳的燃油经济性，一般α＝ 0.9～1.1 或空燃比 A/F 约为 16～17 的经济混合气。 3） 大负荷和全负荷 大负荷时，随着节气门开度的增大应逐渐加浓混合气以满足功率混合气 的要求。但实际上在节气门尚未全开之前，如果需要获得更大的扭矩，只要把节气门进一步开大就 可以实现，因此就没有必要使用功率混合气来提高功率，而应当继续使用经济混合气来提高经济性。 因此在节气门全开之前的所有大负荷工况都应该供给经济混合气，只有在节气门全开即全负荷工况 时，为了获得该工况的最大功率必须供给功率混合气，以满足动力性要求为主。 （2）过渡工况对混合气的要求 过渡工况是指负荷或转速随时间不断变化的运行工况。主要包括冷启动、暖车、加速等工况。 1）冷车启动时，发动机要求供给很浓的混合气。冷启动时，燃油与空气的温度很低，燃油蒸发 的百分数很小，为了保证冷启动顺利完成，要求供给浓混合气的空燃比接近 2：1。这样浓的混合气 在汽油喷射系统中用冷启动喷油器或通过各缸喷油器的异步喷射来实现。 2）发动机启动后，就会进入暖车工况，在暖车过程中也需要浓的混合气。暖车的加浓程度必须
在暖车过程中逐渐减小,一直到发动机能以稳定的怠速运转为止。 3)发动机的加速是指负荷突然迅速增加的过程。加速时,驾驶员猛踩加速踏板,使节气门开度 突然增大,以期待发动机功率迅速增大。可是当喷油器将汽油喷入进气歧管后,有一部分汽油将附 着在进气门及其附近,由于附着的汽油产生汽化需要一定时间,因此加速时实际供给发动机的燃油 相对不足,致使混合气暂时过稀,车速下降。为了防止这种现象发生,在加速时,喷油器喷射的油 量会相应增加 4)发动机急减速时,驾驶员迅速松开加速踏板,节气门突然关闭,此时由于惯性作用,发动机 仍然保持很高的转速运转,进气管的真空度急剧升高,促使附着在进气管壁面上的燃油加速汽化, 在空气量不足的情况下进入气缸,造成混合气过浓。为避免这种现象的发生,发动机减速时,喷油 器喷射的油量将会相应减少。 2.1.4燃油喷射系统的优点 与传统的化油器式燃油供给系统相比较,使用燃油喷射系统的发动机具有以下优点: 1)能实现空燃比的高精度控制采用多点喷射方式独立向各缸喷油,使各缸空燃比偏差减小: 通过闭环控制系统中的氧传感器的反馈控制,可以精确的控制空燃比;在气压、温度、空气密度、 变化或加减速行驶过渡运转工况时,空燃比可以得到及时的修正;点火控制、怠速控制等辅助控制 系统的采用,使各种工况都有最佳的空燃比。 2)充气效率高在进气系统中,由于没有像化油器那样的喉管部位,进气压力损失小,只要合 理设计进气管道,就可以充分利用吸入空气的惯性增压作用,增大充气量,提高输出功率,增加发 动机的动力。 3)瞬时响应快在汽车加减速行驶的过渡运行阶段,燃油喷射系统响应速度快,使汽车加减速 反应灵敏。 4)起动容易,暖机性能好在发动杋启动时,ECU根据启动工况増加启动时的喷油量;溢流消 除功能可以有效的防止发动机多次启动但不着车,导致启动时气缸内燃油过多的现象。并且使发动 机顺利地过渡到暖机运转。 5〕节油和排放净化效果明显能提供各种运行工况下最佳空燃比的混合气,燃油雾化好,各缸 分配均匀,燃烧效率提高,降低了排放物的污染。 6)减速断油功能降低了排放,节省燃油在燃油喷射系统中,当节气门关闭而发动机转速超过 预定转速时,喷油就会停止,使排气中HC的含量减少,并可降低燃油的消耗。 2.1.5燃油喷射系统的分类 1.按喷油器安装部位和数量不同分类 (1)多点喷射系统(MPI)多点喷射系统是指在每一个气缸的进气门前均安装一只喷油器, 喷油器适时喷油,空气和汽油在进气门附近形成可燃混合气
- 5 - 在暖车过程中逐渐减小，一直到发动机能以稳定的怠速运转为止。 3）发动机的加速是指负荷突然迅速增加的过程。加速时，驾驶员猛踩加速踏板，使节气门开度 突然增大，以期待发动机功率迅速增大。可是当喷油器将汽油喷入进气歧管后，有一部分汽油将附 着在进气门及其附近，由于附着的汽油产生汽化需要一定时间，因此加速时实际供给发动机的燃油 相对不足，致使混合气暂时过稀，车速下降。为了防止这种现象发生，在加速时，喷油器喷射的油 量会相应增加。 4）发动机急减速时，驾驶员迅速松开加速踏板，节气门突然关闭，此时由于惯性作用，发动机 仍然保持很高的转速运转，进气管的真空度急剧升高，促使附着在进气管壁面上的燃油加速汽化， 在空气量不足的情况下进入气缸，造成混合气过浓。为避免这种现象的发生，发动机减速时，喷油 器喷射的油量将会相应减少。 2.1.4 燃油喷射系统的优点 与传统的化油器式燃油供给系统相比较，使用燃油喷射系统的发动机具有以下优点： 1）能实现空燃比的高精度控制 采用多点喷射方式独立向各缸喷油，使各缸空燃比偏差减小； 通过闭环控制系统中的氧传感器的反馈控制，可以精确的控制空燃比；在气压、温度、空气密度、 变化或加减速行驶过渡运转工况时，空燃比可以得到及时的修正；点火控制、怠速控制等辅助控制 系统的采用，使各种工况都有最佳的空燃比。 2）充气效率高 在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，进气压力损失小，只要合 理设计进气管道，就可以充分利用吸入空气的惯性增压作用，增大充气量，提高输出功率，增加发 动机的动力。 3）瞬时响应快 在汽车加减速行驶的过渡运行阶段，燃油喷射系统响应速度快，使汽车加减速 反应灵敏。 4）起动容易,暖机性能好 在发动机启动时，ECU 根据启动工况增加启动时的喷油量；溢流消 除功能可以有效的防止发动机多次启动但不着车，导致启动时气缸内燃油过多的现象。并且使发动 机顺利地过渡到暖机运转。 5）节油和排放净化效果明显 能提供各种运行工况下最佳空燃比的混合气，燃油雾化好，各缸 分配均匀，燃烧效率提高，降低了排放物的污染。 6）减速断油功能降低了排放,节省燃油 在燃油喷射系统中，当节气门关闭而发动机转速超过 预定转速时，喷油就会停止，使排气中 HC 的含量减少，并可降低燃油的消耗。 2.1.5 燃油喷射系统的分类 1. 按喷油器安装部位和数量不同分类 （1）多点喷射系统（MPI） 多点喷射系统是指在每一个气缸的进气门前均安装一只喷油器, 喷油器适时喷油，空气和汽油在进气门附近形成可燃混合气
2)单点喷射系统(SPI)单点喷射系统是指在节流阀体上安装一只或两只喷油器,向进气歧 管中喷油形成可燃混合气,在进气行程时可燃混合气被吸入气缸内。 2.按喷射控制装置的形式不同分类 (1)机械式空气计量器与燃油分配器组合在一起,空气计量器检测空气流量的大小后,靠连接 杆传动操纵燃油分配器的柱塞动作,以燃油计量槽开度的大小控制喷油量,达到控制混合气空燃比的 目的 (2)机电一体混合式在燃油分配器上安装了一个由电控单元控制的电液式压差调节器,电控 单元根据水温、节气门位置等传感器的输入信号控制电液式压差调节器动作,以调节燃油供给量。 (3)电子控制式根据各种传感器送至电控单元的发动机运行状况的信号,由电控单元运算后 发出控制喷油量和点火时刻等多种执行指令,实现多种机能的控制。即为发动机电子集中控制系统。 3.按喷射方式不同分类 (1)间歇喷射系统在发动机运转期间汽油间歇喷射是在进气过程中的某时间内进行的,喷油 量大小取决于喷油器持续开启时间,即电脑指令的喷油脉冲宽度。 (2)连续喷射系燃油喷射的时间占有全部工作循环的时间,连续喷射都是喷在进气道内,大部 分燃油是在进气门关闭后喷射。 4.按喷射位置的不同分类 (1)进气道喷射式喷油器安装在进气歧管上,把燃油喷射到进气门前方。进气道喷射都采用 低压喷射装置,是目前汽油喷射发动机上常用的喷射方式。 (2)缸内直接喷射式喷油器安装在气缸盖上,把燃油直接喷入气缸内,配合气缸内组织的气 体流动形成可燃混合气,这种喷射方式容易实现分层燃烧和稀混合气燃烧,进一步改善了汽车发动 机的排放性与燃油经济性 5.按喷射时序分类 (1)同时喷射同时喷射是指发动机在运转期间,各缸喷油器同时开启且同时关闭,由电脑的同 一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作,如图2.1a所示。 (2)分组喷射分组喷射是指将喷油器分成两组交替喷射,电脑发出两路喷油指令,每路指令控 制一组喷油器,如图2.1b所示 (3)顺序喷射顺序喷射是指喷油器按发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射,它具有喷射正时, 由电脑根据曲轴位置传感器提供的信号,辨别各缸的进气行程,适时发出各缸的喷油脉冲信号,以实 现顺序喷射的功能,如图2.1c所示
- 6 - （2）单点喷射系统（SPI） 单点喷射系统是指在节流阀体上安装一只或两只喷油器,向进气歧 管中喷油形成可燃混合气,在进气行程时可燃混合气被吸入气缸内。 2. 按喷射控制装置的形式不同分类 （1）机械式 空气计量器与燃油分配器组合在一起,空气计量器检测空气流量的大小后,靠连接 杆传动操纵燃油分配器的柱塞动作,以燃油计量槽开度的大小控制喷油量,达到控制混合气空燃比的 目的。 （2）机电一体混合式 在燃油分配器上安装了一个由电控单元控制的电液式压差调节器, 电控 单元根据水温、节气门位置等传感器的输入信号控制电液式压差调节器动作,以调节燃油供给量。 （3）电子控制式 根据各种传感器送至电控单元的发动机运行状况的信号,由电控单元运算后, 发出控制喷油量和点火时刻等多种执行指令,实现多种机能的控制。即为发动机电子集中控制系统。 3. 按喷射方式不同分类 （1）间歇喷射系统 在发动机运转期间汽油间歇喷射是在进气过程中的某时间内进行的,喷油 量大小取决于喷油器持续开启时间,即电脑指令的喷油脉冲宽度。 （2）连续喷射系 燃油喷射的时间占有全部工作循环的时间,连续喷射都是喷在进气道内,大部 分燃油是在进气门关闭后喷射。 4．按喷射位置的不同分类 （1）进气道喷射式 喷油器安装在进气歧管上，把燃油喷射到进气门前方。进气道喷射都采用 低压喷射装置，是目前汽油喷射发动机上常用的喷射方式。 （2）缸内直接喷射式 喷油器安装在气缸盖上，把燃油直接喷入气缸内，配合气缸内组织的气 体流动形成可燃混合气，这种喷射方式容易实现分层燃烧和稀混合气燃烧，进一步改善了汽车发动 机的排放性与燃油经济性。 5. 按喷射时序分类 （1）同时喷射 同时喷射是指发动机在运转期间,各缸喷油器同时开启且同时关闭,由电脑的同 一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作，如图 2.1a 所示。 （2）分组喷射 分组喷射是指将喷油器分成两组交替喷射,电脑发出两路喷油指令,每路指令控 制一组喷油器，如图 2.1b 所示。 （3）顺序喷射 顺序喷射是指喷油器按发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射,它具有喷射正时, 由电脑根据曲轴位置传感器提供的信号,辨别各缸的进气行程,适时发出各缸的喷油脉冲信号,以实 现顺序喷射的功能，如图 2.1c 所示
微 No 4 No.3 No.2 No. a)同时喷射 机 虺 b)分组喷射 ECU lz No.2 c)顺序喷射 图2.1喷油器喷射顺序 6.按空气量的检测方式分类 (1)歧管压力计量式(D型EFⅠ系统)将歧管压力和转速信号输送到电脑,由电脑根据该信 号计算出进气量,再产生与之相对应的喷油脉冲宽度,控制喷油器喷射适量的燃油,如图2.2所示。 (2)翼片式和卡门旋涡式(L型EFⅠ系统)其计量方式属于体积流量型,即通过计量气缸进 气的体积,将物理量转变成电信号输送至电脑,电脑计算出与该体积的空气相适应的喷油量以控制混 合气空燃比,如图2.3所示
- 7 - a）同时喷射 b）分组喷射 c）顺序喷射 图 2.1 喷油器喷射顺序 6. 按空气量的检测方式分类 （1）歧管压力计量式（D 型 EFI 系统） 将歧管压力和转速信号输送到电脑,由电脑根据该信 号计算出进气量,再产生与之相对应的喷油脉冲宽度,控制喷油器喷射适量的燃油，如图 2.2 所示。 （2）翼片式和卡门旋涡式（L 型 EFI 系统） 其计量方式属于体积流量型,即通过计量气缸进 气的体积,将物理量转变成电信号输送至电脑,电脑计算出与该体积的空气相适应的喷油量以控制混 合气空燃比，如图 2.3 所示
ECU 图2.2歧管压力计量式电控燃油喷射系统(D型EFI系统) 1.喷油器2.冷起动喷油器3.汽油压力调节器4.ECU5.节气门位置传感器6.怠速空气调节器 7.支管压力传感兵器8.汽油泵9.汽油滤清器10.冷却液温度传感器11.热限时开关 黑回s ECU 图2.3翼片式电控汽油喷射系统(L型EFI系统) 1.冷却液温度传感器2.节气门位置传感器(开关型)3.喷油器4.汽油压力调节器5.空气流量计6.汽油滤清器 7.汽油箱8.电动汽油泵9.ECU10.辅助空气阀 (3)热线式和热膜式(LH型EFI系统)直接测量进入气缸内空气的质量,将该空气的质量转 换成电信号,输送给电脑,由电脑根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量,以控制空燃比在最佳 值。如图2.4所示,为波许( Bosch)公司 Motronic m3.82系统,该系统采用热膜式空气流量计测 量进气量、微杋控制无分电器电控点火系统、节气门直动式怠速进气控制、全电脑控制冷起动喷油
- 8 - 图 2.2 歧管压力计量式电控燃油喷射系统（D 型 EFI 系统） 1．喷油器 2．冷起动喷油器 3．汽油压力调节器 4．ECU 5．节气门位置传感器 6．怠速空气调节器 7．支管压力传感兵器 8．汽油泵 9．汽油滤清器 10．冷却液温度传感器 11．热限时开关 图 2.3 翼片式电控汽油喷射系统（L 型 EFI 系统） 1．冷却液温度传感器 2．节气门位置传感器(开关型) 3．喷油器 4．汽油压力调节器 5．空气流量计 6．汽油滤清器 7．汽油箱 8．电动汽油泵 9．ECU 10．辅助空气阀 （3）热线式和热膜式（LH 型 EFI 系统） 直接测量进入气缸内空气的质量,将该空气的质量转 换成电信号,输送给电脑,由电脑根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量,以控制空燃比在最佳 值。如图 2.4 所示，为波许（Bosch）公司 Motronic M3.8.2 系统，该系统采用热膜式空气流量计测 量进气量、微机控制无分电器电控点火系统、节气门直动式怠速进气控制、全电脑控制冷起动喷油
图2.4热膜式电控汽油喷射系 1.冷却液温度传感器2.节气门位置传感器(开关型)3.氧传感器4.喷油器5.汽油压力调节器6.热膜式空气流量计 7.汽油箱8.电动汽油泵9.汽油滤清器10.怠速控制阀 2.2空气供给系统 2.2.1空气供给系统的组成 空气供给系统由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速空气调整器、谐 振腔、动力腔、进气歧管等组成。发动机工作时,驾驶员通过加速踏板操纵节气门的开度,以此来 改变进气量,控制发动机的运转。进入发动机的空气经空气滤淸器滤去尘埃等杂质后,流经空气流 量计,沿节气门通道进入动力腔,再经进气歧管分配到各个气缸中;发动机冷车怠速运转时,部分 空气经附加空气阀或怠速控制阀绕过节气门进入气缸。空气供给系统的组成如图2.5~1.7所示 空气滤清器 空气流量计 节气门 进气总 进气歧 体 怠速控制 (ISC)阀 a) 空气滤清器 节气门体 进气总管 进气歧管 怠速控制(ISC)阀 进气管绝对压力传感器
- 9 - 图 2.4 热膜式电控汽油喷射系统 1．冷却液温度传感器 2．节气门位置传感器(开关型) 3．氧传感器 4．喷油器 5．汽油压力调节器 6．热膜式空气流量计 7．汽油箱 8．电动汽油泵 9．汽油滤清器 10．怠速控制阀 2.2 空气供给系统 2.2.1 空气供给系统的组成 空气供给系统由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速空气调整器、谐 振腔、动力腔、进气歧管等组成。发动机工作时，驾驶员通过加速踏板操纵节气门的开度，以此来 改变进气量，控制发动机的运转。进入发动机的空气经空气滤清器滤去尘埃等杂质后，流经空气流 量计，沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分配到各个气缸中；发动机冷车怠速运转时，部分 空气经附加空气阀或怠速控制阀绕过节气门进入气缸。空气供给系统的组成如图 2.5～1.7 所示。 a) 空气滤清器 空气流量计 节气门 体 进气总 管 进气歧 管 怠速控制 （ISC）阀 怠速控制（ISC）阀 空气滤清器 节气门体 进气总管 进气歧管 进气管绝对压力传感器
图2.5空气供给系统框图 a)L型空气供给系统框图b)D型空气供给系统框图 图2.6凌志LS400型轿车1UZ-FE型发动机L型空气供给系统 1.空气滤清器2.空气流量计3.进气连接管4.节气门体5.进气室 图2.7皇冠3.0型轿车2JZ-E型发动机D型空气供给系统 1.空气滤清器2.稳压箱3.节气门体4.进气控制阀5.进气室6.真空罐7.电磁真空阀8.真空驱动器9.怠速控制阀 在冷却液温度较低时,为加快发动机暖机过程,设置了快怠速装置,由空气阀来控制快怠速所 需要的空气,这时经空气流量计计量后的空气,绕过节气门体经空气阀直接进入进气总管。 可以通过怠速调整螺钉调节怠速转速,用空气阀控制快怠速转速,也可由ECU操纵怠速控制阀 (ISC)控制怠速与快怠速,如图2.8所示
- 10 - b) 图 2.5 空气供给系统框图 a)L 型空气供给系统框图 b)D 型空气供给系统框图 图 2.6 凌志 LS400 型轿车 1UZ-FE 型发动机 L 型空气供给系统 1.空气滤清器 2.空气流量计 3.进气连接管 4.节气门体 5.进气室 图 2.7 皇冠 3.0 型轿车 2JZ-GE 型发动机 D 型空气供给系统 1.空气滤清器 2.稳压箱 3.节气门体 4.进气控制阀 5.进气室 6.真空罐 7.电磁真空阀 8.真空驱动器 9.怠速控制阀 在冷却液温度较低时，为加快发动机暖机过程，设置了快怠速装置，由空气阀来控制快怠速所 需要的空气，这时经空气流量计计量后的空气，绕过节气门体经空气阀直接进入进气总管。 可以通过怠速调整螺钉调节怠速转速，用空气阀控制快怠速转速，也可由 ECU 操纵怠速控制阀 （ISC）控制怠速与快怠速,如图 2.8 所示
