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1、毕 业 论 文1电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统一、电控燃油喷射系统（一、电控燃油喷射系统（EFIEFI）的产生）的产生传统的化油器不能满足现代汽车对发动机高经济性、低污染的要求。人们 开始研究怎样同时解决汽车排气净化和节油的两大问题。 从 60 年代初开始，人们首先对点火系统进行改造，采用无触点电子点火装 置。它克服了传统的触点式点火装置的缺陷，提高了点火能量，在节油和排气 净化方面都有较大改善。但是，由于分电器中的运动部件会产生磨损，一旦驱 动部件松旷就会影响点火正时，失去无触点电子点火的优点。而且由于仍采用 机械式点火提前装置，不能实现点火特性的多维调节。 今天，发动机应该控制的项目有：
2、点火时刻、空燃比、排气再循环（EGR） 和怠速速度等。目的在于获得高功率、大扭矩、低油耗、清净的排气以及行驶 稳定性。 电子控制是使上述项目得到最佳调节的最好方法，从 60 年代后半期开始， 随着半导体技术的高速发展，尤其是微型计算机的出现导致电控燃油喷射系统 的产生，使汽车发动机进入一个电于控制的新时代。 1967 年，德国 Bosch 公司研制成 D 型电子控制汽油喷射系统，随后又开发 了 L 型电子控制喷射系统，后来这些技术被不断改进、完善。到 1979 年，发动 机电子控制技术己达到相当高的程度。 电控燃油喷射系统（Electronic fuel injection 简称 EFI）就是
3、用计算机 控制燃油供应量的装置。 电控燃油喷射系统中的计算机综合各种不同传感器送来的信息作出判断， 控制喷油器以一定的压力，正确迅速地把燃油喷射到发动机进气歧管里，与吸 入的空气混合后，进入发动机气缸，配合电于控制点火在最佳时刻点燃可燃混 合气。二、二、电控燃油喷射系统的优点电控燃油喷射系统的优点电控燃油喷射系统与传统的化油器装置相比具有以下优点： 1、发动机且起动时间短。通常设有冷起动喷油器，故可改善低温起动性能，起 动发动机的时间只是传统化油器的 50%。 力性强。采用 EFI 后，发动机的进气可不必预热，可以吸入密度较大的冷空气， 同时进气歧管阻力减小，所以充气系数提高。热效率和充气系数
4、的提高，使发 动机的输出功率提高，其功率可增人 510，扭力可增大 7。 速性能好。由于汽油是直接喷射到发动机进气阀处，混合气经过的路程短，因 此反应灵敏，减少滞后现象，加速性能得到改善。进行油门全开的加速试验， 车速由 0100km/h 比传统化油器缩短 7的时间。 4、 耗油量低，经济性好。EFI 系统最突出的优势是能实现空燃比的高精度控 制。因为汽油是在一定的压力下喷出的，燃油雾化质量好，且喷油量是精确地 控制的，混合气的空燃比为最佳值且各缸分配较均匀，下坡时又可以完全不喷 油，发动机只对空气进行压缩，所以可以降低燃油消耗量。装用 EFI 后比传统 化油器省油 515。毕 业 论 文25
5、、减少排气污染。因为 EFI 装置可以分别控制汽油量与空气量，控制精度很高， 能始终保持所需的最佳空燃比。该装置与三元催化剂配合使用时可以使废气中 的 CO、HC、NOx控制在最低范围。而且，当发动机减速到一定值（约 120r/min） ， 会自动切断燃油供给，可以完全排除传统化油器减速时所无法清除的 HC 气体。 整个装置体积小，而且不需要机械驱动，安装灵活方便。 电子控制燃油喷射装置的最大特点是，既可获得最人功率，又可最大限度地节 油和净化排气，是节约能源，降低排污的有效措施之一。三、电控燃油喷射系统的基本原理、类型及组成三、电控燃油喷射系统的基本原理、类型及组成1 1 电控燃油喷射系统的
6、原理电控燃油喷射系统的原理电控燃油喷射系统采用各种发动机的负荷、转速、加速、减速、吸气流量 和温度、冷却水的温度等变化情况转换成电信号，然后把这些电信号输入到计 算机控制系统（电子控制器）里，电子控制器（ECU）根据这些信号与储存的信 号进行精确计算后输出一个控制信号去控制喷油器阀的开启时间和持续时间， 从而供给发动机气缸最佳油量。2 2 电控燃油喷射系统的类型电控燃油喷射系统的类型电控燃油喷射系统按不同的方法可分为不同的类型。 按检测进气量的方式分类： 压力型（也称 D 型）-以进气管压力为主要控制参数。采用的是速度密度控制 法。这是一种间接测量空气量的方式，它在节气门后面装有压力传感器，以
7、测 量进气管内的压力，因该处的压力（真空度）随节气门开度而变化，它反映了 发动机负荷的大小，故可作为电子控制系统确定喷油量的主控信息。电于控制 器（ECU）根据进气管压力和发动机转速推算每一工作循环吸入发动机的空气量， 再根据推算的空气量计算燃油量。但由于空气流量与该处压力不是线性关系， 且进行排气再循环时管内压力要发生变化，所以不容易精确检测吸人的空气量， 故这种方式控制精度不高，现己少用。 2）流量型（也称 L 型）-以空气流量为主要控制参数。采用的是质量流量控 制法。流量型控制系统是在发动机进气管处安装空气流量计，它是一种直接检测 法，即利用空气流量传感器直接测定进入发动机的空气量，EC
8、U 则根据进气量 信息确定其喷油量，从而可得到较准确的空燃比，由于流量型控制精度高，现 已广泛采用。 2、按喷油器的数量分类： 单点喷射（SPI）Single Point Injection 单点喷射是在节气门后方用一个喷油器集中喷射，为了将燃油喷入节气门 与管壁之间的空间，使燃油雾化得更好，燃油应喷射成锥状。当然，化油器式 发动机歧管所具有的各缸燃油分配不均、动态特性差等缺点，在单点喷射系统 中也同样存在。但单点喷射结构简单，控制较容易，故现在仍有应用。 多点喷射（MPI） Multi Point Injection 多点喷射也称气门口喷射系统，即在每个进气门前方都设一个喷油器，因 此，使燃
9、油有更好的分配，而且与进气歧管的结构无关，避免了壁湿影响，这 样，不论发动机在热态或冷态下工作，其过渡特性都是最佳的。同时，由于进毕 业 论 文3气歧管中只有空气，故可设计得使发动机达到最大的充气量，这将进一步提高 发动机的扭矩和工作性。 按喷射时序的不同，MPI 又可细分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射 3 种。 同时喷射方式是所有喷油器同时喷油；而为了使整套设备的结构简单而喷油准 确，常将发动机的气缸分为两组，供给每组气缸的喷油器都是同时打开，给各 缸的进气歧管同时喷油，两组喷油器交替工作，此即分组喷射；顺序喷射方式 则使喷油器能按各缸的点火顺序进行喷油，每循环喷一次。该种方式较前两种 应用
10、效果更好。 控制系统有无反馈分类 开环系统-又称硬性控制 指施控系统将可控输入转化为信号后作用于受控系统，受控系统的输出结 果不再被送回输入端并形成再控制的直链控制方式，即不带有反馈控制装置的 喷射系统为开环系统。 闭环系统-又称反馈控制 带有反馈控制装置（通常是用氧传感器）的喷射系统为闭环系统。它与开 环控制的区别在于增加了反馈环节。把受控系统的状态或执行结果返送给施控 系统，以影响信号的改变，用以调整未来的动作。 为了获得高的经济性和小的排污量，目前有的使用三元催化装置，同时处 理发动机废气中的 CO、HC 和 NOx3 种有害气体，降低排污量，而三元催化剂的 净化能力与混合气的空燃比有关
11、，在理论空燃比附近，3 种有害气体才能同时 净化。在前述一般电于控制喷射装置中增添一个氧传感器安置在排气管内，输 出一个氧含量信号，反馈给 ECU，随时修上喷入发动机的燃油量，维持混合气 的平均值在理论空燃比附近。3 3 电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射系统主要由燃油供给系统（油路） 、空气供给系统（气路）和 控制系统（电 路。包括各种传感器、电子控制器和执行器）等三人部分组成。 各部分的组成及功能简介如下： 1、燃油供给系统（油路） 燃油供给系统的作用是：向气缸内供给燃烧所需要的汽油。 燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵、燃油缓冲器、燃油压力调节器、燃油 滤清器、喷油器，
12、节温定时开关和冷起动阀（冷起动喷油器）等部件。 燃油箱（汽油箱）-储存燃油用。 燃油泵（电动汽油泵）-其作用是将燃油从燃油箱中泵人燃油管路，并 使燃油保持一定的压力，经过滤清器输送到燃油喷油器和冷起动阀。 燃油泵按其安装位置分为外装泵和内装泵两种外装泵即将泵装在油箱之外 的输油管路中，内装泵则是将泵安装在燃油箱内。与外装泵比较，它不易产生 气阻和燃油泄漏，且噪音小。目前大多数 EFI 采用内装泵。 燃油缓冲器-也称脉动阻尼器。其作用是使燃油泵泵出的油压变得平稳， 减少抽压波动和降低噪音。 燃油压力调节器-油路中安装有压力调节器，它使燃油压力相对于人气 压力或进气管负压保持一定，即保持喷油压力与
13、喷油环境压力的差值一定。此 压力差一般维持在 250kPa，当供油压力超过规定值时，压力调节器内的减压阀 打开，汽油便经过回油管流回油箱，使输油管油压保持恒定。毕 业 论 文4燃油滤清器-装于燃油缓仲器与喷油器之间的油路中，其作用是滤除燃 油中的水份和杂质等污物，以防堵塞喷油器计阀。 喷油器-喷油器安装在节气门体空气人口处（SPI 系统）或进气歧管靠 近各缸进气门附近（MPI 系统） ，受电子控制器喷油信号的控制，其喷油量由喷 油器通电时间的长短决定，从而将适量的燃油成雾状喷入进气歧管。 喷油器的喷油原理是：由电于控制器送来喷油电流信号，电流流经电磁线 圈产生电磁吸力，该吸力吸引铁心，由于针阀
14、与铁心制成一体，故此时计阀打 开，燃油由喷油器喷出。 7）节温定时开关和冷起动阀（冷起动喷油器）节温定时开关的作用是监测冷却 水的温度，当发动机起动，冷却水温度低 114C 时，开关的触点闭合，使冷起动 阀喷油。冷起动阀的作用是在冷起动发动机时向进气歧管喷射额外的燃油，以 改善低温起动性能。有不少车己取消了节温定时开关，冷起动喷油器的工作完 全由 ECU 控制，控制精度更高。 2、空气供给系统（气路） 空气供给系统的作用是：测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。 空气供给系统包括：空气滤清器、空气流量计、节气门室、进气歧管、空 气量调整器等。 空气由空气滤清器吸入，经空气流量计（其作用是测量进入
15、空气量的多少） 、 节气门室、进气歧管而后进入各气缸。 空气流量计（MAF）-用于 L 型 EFI 系统。安装在空气滤清器和节气门之 间，用来测量进入气缸内空气量的多少，然后将进气量信号送入电子控制器 ECU，从而由 ECU 计算出喷油量控制喷油器向节气门主喷入与进气量成最佳比例 的燃油。 2) 节气门室-节气门室的作用是控制进入气缸的空气量，从而控制发动机的 转速。它主要由节气门，怠速调整螺丝、怠速空气孔道和节气门开关等组成。 当发动机在怠速时（节气门全关） ，空气流经旁通孔道（怠速空气孔道） ，此时 只要调整怠速调整螺丝就可以调整发动机在怠速时的转速。 3）空气量调整器-也称附加空气阀。它
16、安装在节气门上方。其作用是在低温 下起动发动机时，它通过另一通道，使进入气缸的空气增多，从而使喷油量也 增加，做到在低温下顺利起动发动机。当发动机温度升高达 6070时，它 将自动关闭。 3、控制系统（电路） 控制系统的作用是：根据发动车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量。控制 系统主要由各种传感器、电子控制器（计算机控制装置）和执行器组成。 控制系统的作用是电子控制器根据接收到的各种传感器采集的反映发动机 实时工况的信息，经过计算机计算出喷油器针阀的开启时间和持续时间，并指 令喷油器工作，以确保供给发动机最佳可燃混合气。 1）传感器：传感器监测发动机的实际工况，感知各种物理信号并将其转换为电 信号传输给 ECU。主要采用的传感器见表 1 表 1 传感器的种类及功能 传感器安装位置功能结构形式毕 业 论 文5冷却水温 度 （THW）安装在发动 机出水口附 近感知发动机冷却水 的温度，并将其转 换成电信号输入 ECU绕线电阻式、热 敏电阻式、热电 偶式温度 传感 器进气温度 （THA）在
