电控燃油喷射式发动机燃料供给系统

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1、4 2电控汽油喷射式发动机燃料供给系统概述 EFI系统利用安装在发动机不同部位上的各种传感器所测得的工作参数 按照电控单元中设定的控制程序 通过对汽油喷射时间的控制调节喷油量 从而改变混合气浓度 使发动机在各种工况下都能获得与所处工况相匹配的最佳空燃比 4 2 1电控汽油喷射式发动机燃料供给系统组成 4 2 2电控汽油喷射系统的类型 1 按对进入气缸空气量的检测方式分 1 直接检测型 简称L型 2 间接检测型 简称D型 直接测量单位时间发动机吸入的空气体积流量 但存在需要进行大气压力和温度修正等缺点 直接测量单位时间发动机吸入的空气质量流量 不需要进行大气压力和温度修正 利用进气歧管绝对压力传

2、感器检测进气歧管内的绝对压力 电控单元根据进气歧管绝对压力和发动机转速 计算出发动机吸入的空气量 并由此计算出循环基本喷油量 精度较低 需进行流量修正 2 按喷射位置分 1 缸内喷射 GDI 2 进气管喷射 PFI 单点燃油喷射系统 SPI SPI SinglePointInjectionCFI CentralFuelInjection 中央燃油喷射 TBI ThrottleBodyFuelInjectlon 节流阀体喷射 多点燃油喷射系统 MPI D型 压力感应式L型 流量感应型LH型 热线 热膜式空气流量计 将高压燃油直接喷到气缸内 分层混合气 从火花塞往外逐渐变稀 油耗和排放也远远低于普

3、通汽油发动机 3 按喷油器的喷射方式分 1 连续喷射系统其喷油量的多少不是取决于喷油器 而是取决于燃油分配器中燃油计量槽孔的开度及计量槽孔内外两端的压差 2 间歇喷射系统喷油量多少取决于喷油器的开启时间 即发动机控制模块 ECU 发出的喷油脉冲宽度 这种燃油喷射方式广泛地应用于现代电控燃油喷射系统中 同时喷射 分组喷射和顺序喷射 4 按燃油喷射系统的控制方式分 1 机械控制式燃油喷射系统 2 机电结合式燃油喷射系统 3 电子控制式燃油喷射系统电子控制式燃油喷射系统 EFI 是由电控单元直接控制燃油喷射的系统 它能对空气和燃油精确计量 控制精度高 目前在汽车发动机上被广泛应用 4 2 3电控汽油

4、喷射系统的优点 1 能提供最佳的混合气浓度 使发动机保持最佳的动力性 经济性和排放性能 2 降低了HC C0和N0X排放 3 采用多点喷射系统 各缸的燃油分配比较均匀 有利于提高发动机运转的稳定性 4 进气温度修正 5 汽车加速 减速性能更加良好 6 具有减速断油功能 既能降低排放 也能节省燃油 7 进气阻力减小 增大充气量 提高发动机的输出功率 增加动力性 8 在发动机起动时 可以用发动机控制模块 ECU 计算出起动时所需的供油量 使发动机起动容易 暖机更快 暖机性能提高 4 3进气系统的构造与维修 4 3 1进气系统的作用和组成1 作用 提供与负荷相适应的清洁的空气 测量和控制进入气缸的空

5、气量 形成符合要求的可燃混合气 有限的气缸容积中尽可能多和均匀地供气 2 组成 空气滤清器 空气流量计或进气管绝对压力传感器 节气门体 怠速控制阀 进气总管 进气歧管等 4 3 2进气系统的主要部件 4 3 2 1空气滤清器空气滤清器的作用是滤去空气中的尘土和砂粒 以减少气缸 活塞和活塞环的磨损 延长发动机的使用寿命 目前 汽车发动机广泛采用纸质干式空气滤清器 这种滤清器具有结构简单 质量轻 成本低 使用方便 滤清效果高的优点 纸质干式滤清器滤清效率可达99 5 以上 空气滤清器长期使用会产生堵塞 对进气产生额外阻力 使发动机充气量和动力性降低 因此必须定期进行维护 桑塔纳2000GSi轿车A

6、JR发动机每行驶15000km进行常规维护 即将滤芯取出用手轻拍 或用压缩空气吹去积灰 切忌接触油质 以免加大滤清阻力 每行驶30000km更换空气滤清器 4 3 2 2空气流量计 空气流量计的作用是对进入气缸的空气量进行直接计量 并把空气流量的信息输送到ECU 它用在L型的发动机进气系统中 安装在空气滤清器与节气门体之间 作为电控燃油喷射系统的主控信号 在L型电控汽油喷射发动机的发展历程中使用过翼片式 卡门旋涡式 热线式和热膜式等多种型式的空气流量计 目前应用较多的是热线式 热膜式空气流量计 它直接检测空气的质量流量 测量精度高 桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机采用了热膜式空气流量计 空

7、气流量计的安装位置 1 热线式空气流量计 根据热线的安装位置不同 热线式空流量计有主流测量式和旁通测量式两种结构形式 主流测量式热线式空气流量计应用较广 主流测量式热线式空气流量计 旁通测量式热线式空气流量计 热线式空气流量计的工作原理 热丝长时间暴露在进气中 会因空气中灰尘附着在热丝上而影响测量精度 需增加自洁净功能 关闭点火开关时ECU向空气流量计发出一个信号 控制电路立即给热丝提供较大电流 使热丝瞬时升温至1000 左右 把附着在热丝上的杂质烧掉 自洁净功能持续时间约1 2s 热线式空气流量计的输出特性 热膜式空气流量计 热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品 其结构及工作原理与热

8、线式空气流量计基本相同 只是将感知元件由热线改为平面形铂金属膜电阻器 简称热膜 热膜式空气流量计测量精度高 响应速度快 进气阻力小 而且可靠 耐用 不会因粘附污物而影响测量精度 热膜式空气流量计 热模式空气流量计的检测 1 起动发动机 用万用表直流电压档测量空气流量计导线连接器端子2与搭铁线间的电压 应大于11 5V 2 打开点火开关 用万用表测量空气流量计导线连接器端子4与搭铁点间的电压 其值约为5V 3 拆下空气流量计 在空气流量计插座端子4与搭铁线之间加5V直流电压 端子2与搭铁线之间加12V直流电压 用电吹风向空气流量计内吹风 同时用万用表直流电压档测量端子5与3之间的电压 改变吹风距

9、离 电压表读数应能平稳缓慢地变化 距离接近时电压升高 离远时电压下降 否则 应更换空气流量计 4 3 2 3进气歧管绝对压力传感器 进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压力的变化 并转换成电压信号 与转速信号一起输送到电控单元ECU 作为燃油喷射和点火控制的主控信号 进气歧管绝对压力传感器的安装位置较灵活 位于节气门体的后方 有的车型通过真空软管与进气总管连接 有的车型则将进气歧管绝对压力传感器直接安装在进气总管上 压阻效应式传感器具有灵敏度高 尺寸小 成本低 动态响应和抗振性好的优点 从而得到了广泛的应用 压阻效应式进气歧管绝对压力传感器 单晶硅材料在受到应力作用后

10、其电阻率发生明显变化的现象称为压阻效应 进气歧管绝对压力传感器的等效电路 压阻效应式进气歧管绝对压力传感器的输出特性 压阻效应式进气歧管绝对压力传感器的检测 1 检测电源电压点火开关置于 OFF 位置 拔下进气歧管绝对压力传感器的导线连接器 然后将点火开关置于 ON 位置 不起动发动机 用万用表直流电压档测量导线连接器中电源端VC和接地端E2之间的电压 其值应为5V 2 检测输出信号电压将点火开关置于 ON 位置 但不起动发动机 拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管 在ECU导线连接器侧用万用表电压档测量进气歧管绝对压力传感器PIM端子与E2端子间在大气压力状态下的输出电压 并记

11、下这一电压值 然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空 从13 3kPa 100mmHg 起 每次递增13 3kPa 100mmHg 一直增加到66 7kPa 500mmHg 为止 然后测量在不同真空度下进气歧管压力传感器PIM端子与E2端子间的输出电压 该电压应能随真空度的增大而不断下降 4 3 2 4节气门体 节气门体安装在空气流量计之后的进气管上 用以控制发动机正常运行工况下的进气量 节气门体主要由节气门和怠速空气道组成 在节气门体上还安装有节气门位置传感器 怠速控制阀等装置 节气门位置传感器安装在节气门轴上 用来检测节气门的开度 ECU通过怠速控制阀来控制怠速空气道 以根据需要调

12、节发动机怠速时的进气量 节气门限位螺钉用来调节节气门的最小开度 4 3 2 5节气门位置传感器 节气门位置传感器的作用是把汽油机运转过程中节气门的位置及开启角度的变化转换成电信号输入发动机ECU 用于控制燃油喷射及其他辅助控制 节气门位置传感器安装在节气门体上节气门轴的一端 通过节气门轴带动其内部的电刷 触点转动 从而把节气门开度转化为电信号输出 常见的节气门位置传感器有触点开关式 线性电位计式和综合式三种类型 线性电位计式节气门位置传感器 传感器内部装有滑动电阻 滑动电阻的滑臂与节气门轴一同转动 当节气门打开时 滑臂随节气门轴转动的同时在滑动电阻片上滑动 将节气门开度的变化转变为电阻的变化

13、进而以电压方式输出 可以获得节气门从全闭到全开的连续变化的信号 从而精确地判断发动机的运行工况 触点开关式节气门位置传感器输出特性 线性电位计式节气门位置传感器的输出特性 综合式节气门位置传感器的输出特性 4 3 2 6怠速控制阀 怠速控制阀是通过控制进入气缸的空气量来调整发动机怠速的 按照其控制方式可将怠速控制分为直接控制节气门最小开度的节气门直动式和控制节气门旁通气道截面积的旁通气道式两种类型 1 节气门直动式怠速控制机构 节气门直动式怠速控制机构是通过控制节气门的开度调节空气流通面积来控制进气量 从而实现怠速控制的 主要由怠速开关 节气门定位电位计 怠速节气门位置传感器 节气门电位计 节

14、气门位置传感器 节气门定位器 怠速控制电动机 组成 节气门控制组件的怠速控制过程 当发动机怠速工作时 节气门定位电位计将其阻值变化转化为电信号输入ECU ECU根据该传感器信号确定节气门的位置 控制节气门定位器 通过电机微量调节节气门的开度来调节发动机的怠速转速 4 3 2 7温度传感器 电控汽油喷射系统中有两个温度传感器 即冷却液温度传感器和进气温度传感器 它们均采用负温度系数的热敏电阻作为传导元件 所谓负温度系数的热敏电阻 就是在允许的温度范围内 其电阻值随温度和升高而减小 而正温度系数的热敏电阻 其电阻值随温度和升高而增大 冷却水温度传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上 与冷却水接触 用

15、来检测发动机的冷却水温度 进气温度传感器通常安装在空气滤清器之后的进气软管上或空气流量计上 还有的在空气流量计和谐振腔上各装一个 以提高喷油量的控制精度 4 3 2 8进气管 进气管的作用是较均匀地分配可燃混合气 汽油机 或空气 柴油机 到各气缸中 对汽油机来说 进气管的另一作用是使可燃混合气和油膜继续得到汽化 进气管有进气总管和进气歧管 1 进气总管 进气总管是指空气滤清器至进气歧管之间的管道 为了提高发动机的充气效率 通常按有效利用进气压力的原理设计进气管的长度 形状和结构 进气总管上常附有各种形状的气室 如图4 64所示的进气系统中 进气管上设有动力腔 其目的是 充分利用进气管内的空气动

16、力效应 增加各种工况下的充气量 以提高发动机的动力性 2 进气歧管 进气歧管是指进气总管后向各气缸分配空气的支管 轿车发动机多用铝合金制造 进气歧管用螺栓固定在气缸体或气缸盖上 其接合面处装有衬垫 以防止漏气 4 3 3进气系统的检修 电控发动机燃油喷射系统不论是流量型还是压力型 只要进气系统不密封就会影响喷油量 所以对进气系统检修应注意 1 机油加油口盖必须安装好 2 进气软管不能有破裂 箍固要安装紧固 3 真空管不能破裂 扭结 插错 4 喷油器应安装舒贴 密封圈完好 1 检测进气流量由于不同发动机的气缸大小不一 因此在单位时间内的进气量有较大的区别 但是对于特定型号的发动机来说 在基本怠速情况下 关闭空调等附属设备 进气流量应是相对恒定的 有些发动机可以使用解码器的数据流测试功能检测发动机的进气流量 如上海大众2VQS发动机怠速时进气流量正常值为2 0 4 O s 若小于2 0g s则说明进气系统存在真空泄露 若大于4 0g s则说明发动机负荷过大 2 进气道的真空泄漏进气管壁的裂纹 损坏的密封垫 漏装或破裂的真空管会导致进气系统真空泄漏 这一故障对D型和L型电控发动机怠速运转影响

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