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1、第四章第四章 汽油机电控燃油喷射系统汽油机电控燃油喷射系统第一节 汽油机燃油喷射系统概述 第二节 燃料供给系统 第三节 空气供给系统 第四节 电子控制系统第一节第一节 汽油机汽油机燃油喷射系统概述燃油喷射系统概述汽油喷射是以直接与间接测出的空气量 信号为基础,计算出发动机燃烧必需的汽油量 ,通过喷油阀的开启给发动机提供适量的燃料 ,控制精通的空燃比。定义：定义：汽油机电控燃油喷射系统的特点： 1.能提高发动机最大功率2.燃油消耗量低且经济性能好3.能减少有害气体排放一、电控燃油喷射系统的分类一、电控燃油喷射系统的分类按喷射位 置分类缸内直接喷射缸外喷射 (进气管 喷射)（2）单点喷射（SPI）
2、 又称节气门体喷射或中 央喷射（1）多点喷射系统（MPI）1.按喷喷射位置分类类缸内喷喷射主要特点：喷喷油器安装在气缸盖上，喷喷油器把汽油直接喷喷入发动发动 机气缸内 ，喷喷入的汽油在气缸内与空气形成可燃混合气。缺点：因喷喷油器安装在发动发动 机缸盖 上并以较较高的燃油压压力（ 34MPa）将燃油喷喷出，其 本身必须须能够够承受燃气产产生 的高温、高压压并受到发动发动 机 结结构制约约，目前这这种形式的 应应用尚较较少。缸内喷喷射特点：喷喷油器安装在进进气总总管或进进气歧管上，喷喷油器把汽油喷喷入 进进气总总管或进进气歧管，喷喷入的汽油在进进气管中与空气形成可燃混 合气，在进进气行程被吸入气缸
3、。缸外喷喷射（进进气管喷喷射）多点喷射多点喷射系统是在 每缸进气口处装有 一只喷油器，由电 控单元(ECU)控制顺 序地进行分缸单独 喷射或分组喷射。 控制更为精确，使 发动机无论处于何 种状态，其过渡过 程的响应及燃油经 济性都是最佳的。单点喷射由12个安装在 化油器所在的节气 门段的喷油器，将 燃油喷入进气流， 形成混合气进入进 气歧管，再分配到 各个气缸中。单点喷射系统 结构简单，故障源 少，可采用较低的 喷油压力(只有 0.1MPa)，成本低。一、电控燃油喷射系统的分类一、电控燃油喷射系统的分类按喷射方 式分类连续喷射间歇喷（脉冲喷射 ）（2）次序喷射（1）同时喷射2.按喷喷射方式分类
4、类（3）分组喷射间歇喷射间歇喷射对每一个气缸的喷射都有一限制的喷射持续期，喷射是在进 气过程中的某段时间内进行的，喷射持续时间相应就是所控制的 喷油量。对于所有的缸内直接喷射系统和多数进气道喷射系统都 采用了间歇喷射的方式。间歇喷射由可细分为同时喷射、顺序喷 射和分组喷射。 (a) 同时喷射 (b) 顺序喷射 (c) 分组喷射图23 间歇喷射的三种方式 汽油机工作过程：功用：提供、测量和控制汽油燃烧时所需要的空气 量。组成：空气滤清器、空气流量计（进气压力传感器）、节气门体、进气总管和进气歧管等。 4.2 4.2 空气空气供给系统供给系统（1）D（速度型）型通过检测进气歧 管压力（真空度 ）和
5、发动机转速 ，推算出吸入的 空气量,再根据进 气量和发动机转 速确定基本喷油 量。因受进进气管内空气压压力波动动的影响，进进气量的测测量精度不高，但其进进气阻力小，充气效率高。4.2.1 空气工给给系统类统类 型（2）L（速度型）型L型电电控燃油喷喷射系统统利用空气流量计计直接测测量发动发动 机的进进气量，电脑电脑 不必进进行推算，即可根据空气流量计计信号计计算与该该空气量相应应的喷喷油量。由于消除了推算进进气量的误误差影响，其测测量的准确度高于D型，故对对混合气浓浓度的控制更精确。4.2.2 4.2.2 空气空气滤清器滤清器空气滤清器的作用是净化空气。4.2.3 4.2.3 空气流量计空气流
6、量计空气流量计是测量发动机进气量的装置, 它将吸入的空气量转换成电信号送至电脑,作 为决定喷油量的基本信号之一,主要用于L型 EEI系统。根据测量原理不同，空气流量计有翼片式 、卡门旋涡式、热线式及热膜式几种类型 （一（一）翼片式）翼片式空气流量计空气流量计1、结构如右图，空气 流量计主要由测量 板、补偿板、回位 弹簧、电位计、旁 通气道组成，此外 还包括怠速调整螺 钉、油泵开关及进 气温度传感器等。 图 244 叶片式空气流量计的结构图246 叶片式空气流量计的电位计 2 2、叶片式空气流量计工作原理、叶片式空气流量计工作原理来自空气滤清器 的空气通过空气流量 计时，空气推力使测 量板打开一
7、个角度， 当吸入空气推开测量 板的里与弹簧变形后 的回位力相平衡时， 叶片停止转动。与测 量扳同轴转动的电位 计检测出叶片转动的 角度，将进气量转换 成电压信号VS送给ECU 。图247 叶片式空气流量计工作原理1、电位计滑臂 2、可变电阻 3、接进气管4、测量叶片 5、旁通空气道 6、接空气滤清器 （二）（二）热线式热线式空气流量计空气流量计热线电阻RH以铂丝 制成，RH和温度补偿电阻RK 均置于空气通道中的取气管 内，与RA、RB共同构成桥式 电路。 RH 、RK阻值均随温 度变化。当空气流经RH时， 使热线温度发生变化，电阻 减小或增大，使电桥失去平 衡，若要保持电桥平衡，就 必须使流经
8、热线电阻的电流 改变，以恢复其温度与阻值 ，精密电阻RA两端的电压也 相应变化，并且该电压信号 作为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。 （三）热膜式（三）热膜式空气空气流量计流量计热线电阻RH以铂丝 制成，RH和温度补偿电阻RK 均置于空气通道中的取气管 内，与RA、RB共同构成桥式 电路。 RH 、RK阻值均随温 度变化。当空气流经RH时， 使热线温度发生变化，电阻 减小或增大，使电桥失去平 衡，若要保持电桥平衡，就 必须使流经热线电阻的电流 改变，以恢复其温度与阻值 ，精密电阻RA两端的电压也 相应变化，并且该电压信号 作为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。 （四）（四）卡门旋
9、涡式空气流量计卡门旋涡式空气流量计1、测量原理卡门旋涡式空气流量计通常与空气滤清器外壳安装 成一体,在其空气通道中央设置一柱状或锥状的涡流发生 器,在涡流发生器后部将不断产生称之为卡门旋涡的涡流 串,卡门旋涡的频率f,与空气流速V之间存在如下关系：f=0.2V/d测得卡门旋涡的频率f就可以求得空气流速,空气流 速乘以空气通路面积,就可以得到进气的流量。涡旋频率的检测方法有反光镜检测和超声波检测两 种。 图251 卡门涡旋原理2 2、光电检测、光电检测式卡门涡旋空气流量计式卡门涡旋空气流量计反光镜检测式空气流量 计的检测部分由镜面、发光二 极管和光电晶体管等组成。空 气流经涡旋发生器时，压力发
10、生变化，这种压力变化经压力 导向孔作用于薄金属制成的反 光镜表面，使反光镜产生振动 。反光镜振动时，将发光二极 管投射的光反射给光电管，对 反射光信号进行检测，即可得 涡旋频率。高频率对应大进气 量。 图252 反光镜检测式卡门涡旋空气流量计原理1空气进口；2管路；3光敏晶体管；4板弹簧；5导孔；6旋涡发生器；7整流栅3 3、超声波检测式卡门涡旋空气流量计、超声波检测式卡门涡旋空气流量计在与空气流动方向垂直 的方向上安装超声波信号发 生器，在与其相对的位置上 安装超声波接收器。卡门涡 旋造成空气密度变化，受其 影响，信号发生器发出的超 声波到达接收器的时机或变 早或变晚，测出其相位差， 利用放
11、大器使之形成矩形波 ，矩形波的脉冲频率即为卡 门涡旋的频率。 图253 超声波检测式卡门涡旋空气流量计原理 1超声波信号发生器；2超声波发射探头； 3涡流稳定板；4涡流发生器；5整流器; 6空气辅助通道；7超声波接收探头；8转换 电器 4.2.4 4.2.4 节气节气门门体体、进气总管、进气歧管进气总管、进气歧管节气门体装在空气流量计 后方的进气管上,节气门位置 传感器、怠速旁通气道、怠速 调整螺钉等组成。节气门用来 控制发动机正常运行工况下的 进气量。由于EFI系统在发动 机怠速时通常将节气门全关， 故设一旁通气道，在发动机怠 速时供给少量空气。为防止当减速时，节气门 由开到全闭，有时会招致
12、发动 机不良冲击和熄火，有的节气 门体上装有节气门缓冲器。为 防止寒冷季节流经节气门体的 空气中水分在节气门体上冻结 ，有些节气门体上设有供发动 机冷却水流经的管路。 进进气总管、进气歧管气总管、进气歧管SPI系统发动机采用中央喷射法，进气管形状与 化油器式发动机基本一致。(a) SPI系统发动机进气管 (b) MPI系统发动机进气管图263 SPI系统进气管MPI系统发动机为消除进气脉动和使各缸配气均匀， 对进气总管、歧管在形状、容积等方面都提出了严格的设 计要求。各缸分别设立独立的歧管，歧管和总管可制成整 体型，也可分开制造再以螺栓连接。图264 MPI系统发动机分开型进气管返 回4.2.
13、5 4.2.5 怠怠速空气阀速空气阀怠速空气阀的作用 是在发动机低温运转时， 增加进气量，使发动机快 怠速运转，加强暖机过程 ，热机后减少空气量，使 发动机由快怠速转入稳定 的怠速运转。图260 双金属片式怠速空气阀1出气口；2阀片；3进气口；4双金属片；5进水口；6加热线圈 4.3 4.3 燃油燃油供给供给系统系统一.电动汽油泵 二.汽油滤清器 三.燃油压力调节器 四.喷油器 图 223 燃油供给系统的组成实物图图 224 燃油供给系统的主要装置4.3.1 4.3.1 电动汽油泵电动汽油泵功用：电控汽油喷射系统的电动汽油泵是一种由小型 直流电动机驱动的油泵,其作用是提供汽油喷射所需 的压力燃
14、油 类型： 按安装位置不同分为： 内置式安装在油箱中，具有噪声小、不易产 生气 阻、不易泄漏、管路安装简单。 外置式串接在油箱外部的输油管路中，易布置、 安装自由大，但噪声大，易产生气阻。 按电动燃油泵的结构不同分为： 叶轮式、滚柱式、转子式和侧槽式，常用的为叶轮式 、滚柱式电动汽油泵电动汽油泵结构结构功用：燃油滤清器安装在油泵之后的高压油路中。其 作用是，滤除燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物， 防止燃料系统堵塞，减小系统的机械磨损，确保发动 机稳定运转，提高工作可靠性。性能：燃油滤清器应具有过滤效率高、寿命长、压力 损失小、耐压性能好、体积小、质量轻等性能。使用：滤芯阻塞时，将使油压下降、起
15、动困难、发动 机功率降低，故应按规定更换滤清器。4.3.24.3.2 燃油滤清器燃油滤清器功用：使燃油压力相对于大气压力或进气管负压保持 一定，即保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定。 以使ECU能以控制喷油时间的长短来控制喷油量4.3.3 4.3.3 燃油燃油压力调节器压力调节器 图2-35 燃油压力调节器实物图 4.3.44.3.4 喷油器喷油器功用：喷油器的作用是根据ECU提供的电信 号，控制燃料喷射。图237 电磁喷油器结构 1滤网 2电接头 3磁化线圈 4回位弹簧 5衔铁 6针阀 7 轴针 8密封圈SPI系统的喷油器位于节气门体空 气入口处；MPI系统的喷油器通过绝缘垫 圈安装在各进
16、气歧管或进气道附近的缸 盖上，并用输油管路固定。分类分类喷油器有几种不同的分类方式：按喷口形式分为轴 针式、球阀式、片阀式。4.4 4.4 电子电子控制系统控制系统4.4.1 电子控制元件及其组成 电子控制系统的功能是根据发动机运转状况和 车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量。该系统 由传感器、电控单元(ECU)和执行器三部分组成 一、发动机转速与曲轴位置传感器一、发动机转速与曲轴位置传感器功用：空气流量计只能够检测出每个单位时间 内吸入的空气量，但是不能检测出每工作循环 内吸入的空气量,因此为确定最佳空燃比的喷 油量，还必须在已知单位时间空气流量的基础 上，应检测发动机转速。同时为选取合适的喷 油时刻和点火时刻，还需检测每缸曲轴转角的 位置，故还须设有发动机转速与曲轴位置传感 器。安装位置：传感器可装在曲轴中部或飞轮上， 亦可装于分电器上。
