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1、课 题 项目四十七 燃油喷射系统 2课时教学内容 燃油喷射系统的分类、组成、连接关系教学目的 理解汽油机燃油喷射系统的分类、组成和连接关系。重点难点 分类、组成教学方法 讲授 多媒体 讲授新课一、电控汽油喷射系统的基本组成汽油发动机电控燃油喷射系统通常由空气供给系统、燃油供给系统、点火系统和电子控制系统四部分组成。电子控制系统是核心。电子控制系统主要由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三大部分组成。传感器可将发动机各种状态的物理量转换成相应的电量送给ECU，ECU综合处理这些电量信号后，送出控制数据，执行器将ECU送出的控制数据转换成物理或机械动作，以改变发动机的工作状态。二、电控汽油喷射
2、系统的分类1.按空气量的检测方式分类按空气量的检测方式可分为直接与间接两大类。直接检测方式称之为质量流量计检测方式。间接检测方式又分为两种：一种是利用进气管压力和发动机转速，测定吸入空气量，计算燃油量的方式，称之为速度密度方式；另一种是以节气门开度和发动机转速测定吸入空气量，并计算燃油量，称之为节流速度方式。1）质量流量计方式质量流量计方式是利用空气流量计直接计量吸入的空气流量。目前，占有主流地位的非连续喷射方式所必需的信号时每一工作循环的吸入空气量，也就是每一计量单位时间吸入空气量与循环周期数之比。一般而言，使用空气流量与发动机转速之比作为使用值，以这一数值为基础计算燃油喷射量。2）速度密度
3、方式速度密度方式是利用发动机转速与进气管压力测定每一循环中吸入发动机的空气量，再以这一空气量为基础，测定燃油喷射量。如果以燃油调节量来讲，因为发动机的燃油量的变化范围约80倍，装束变化范围约10倍，所以燃油调节范围约8倍，因此具有燃油调节量精度高这一优点。但是，其缺点是进气管压力与吸入空气量并不是检点的函数关系，需要修正检测过度状态的吸入空气流量。其次，作为降低排放的废气再循环（EGR）时，由于进气管压力的变化，也不易测定吸入空气量。3）节流速度方式节流速度方式是按照节气门开度与发动机转速测定每一循环吸入发动机的空气量，以这一空气量为基础，测定燃油喷射量。由于直接检测节气门的开度，因此过度响应
4、性能良好，广泛应用于赛车上。2.按燃油喷射位置分类按燃油喷射位置不同，燃油喷射系统可分为缸外喷射和缸内喷射。（1）缸外喷射是指进气歧管内喷射或进气门前喷射。该方式中喷油器被安装于进气歧管内或进气门附近，故燃油在进气过程中被喷射后于空气混合形成可燃混合气再进入气缸内。理论上，喷射时刻设计在各缸排气行程上止点前70左右为佳。喷射方式可以是连续喷射或间歇喷射。由于缸外喷射方式汽油的喷油压力不高（0.1MPao.5Mpa），且结构简单，成本较低，应用较为广泛。（2）缸内喷射是指喷油器将燃油直接喷射到汽缸燃烧室内，因此需要较高的喷油压力（3.0MPa4.0MPa）。由于喷油压力较高，可实现稀薄燃烧，有利
5、于提高经济性和排放指标，但对供油系统的要求较高，成本也相应较高。3.按燃油喷射方式分类根据燃油喷射方式不同，燃油喷射系统可分为连续喷射和间歇喷射。1）连续喷射连续喷射又称为稳定喷射，在发动机整个工作过程中连续喷射燃油。连续喷射都是喷到进气道内，而且大部分的燃油是在进气门关闭时喷射的，因此大部分的燃油是在进气道内蒸发的，由于连续喷射系统无需考虑发动机的工作顺序和喷射时机，故控制系统结构较为简单，多应用于机械式或机电结合式燃油喷射系统中。2）间歇喷射又可称为脉冲喷射或同步喷射，喷射是以脉动的方式在某一段时间内进行的，因此喷射都有一定能够的喷油持续期。其特点是喷油频率与发动机转速同步，且喷油量只取决
6、于喷油器的开启时间（喷油脉冲宽度）。故ECU可根据各种传感器所获得的发动机运行参数动态变化的情况，精确计量发动机所需喷油量，再通过控制喷油脉宽来控制发动机各种工况下的可燃混合气的空燃比。由于间歇喷射方式的控制精度较高，故被现代发动机集中控制系统广泛采用。间歇喷射按喷油时序又可细分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种形式。同时喷射是指发动机在运行期间，各缸喷油器同时开启且同时关闭，又计算机的统一喷油指令控制多余喷油器同时动作；分组喷射是将喷油器按发动机每工作循环分成若干组交替进行喷射；顺序喷射则是指喷油器按发动机的工作顺序依次进行喷射，它具有喷油正时，又计算机根据曲轴位置传感器提供的信号，判断各缸
7、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。相比而言，由于顺序方式可在最佳喷油时刻向各缸喷射所需的喷油量，故有利于改善发动机的燃油经济性。但要求系统能对待喷油的汽缸进行识别，同时要求喷油器驱动回路与汽缸的数目相同，故电路较为复杂。4.按喷油器的数目分类在发动机电子控制系统中，按喷油器数目进行分类，可分为单点喷射（Single Point Injection, SPI）和多点喷射（MultiPoint Injection, MPI）两种形式。1）单点喷射单点喷射是在进气管的节气门体上或稳压箱内安装一个中央喷射装置，用一只或两只喷油器集中向进气歧管喷射，形成可燃混合气，在发动机进气
8、行程时被吸入气缸内，故这种喷射系统可称为节气门体喷射系统或中央喷射系统。单点喷射系统可采用更低的喷油压力（0.1MPa），虽然其性能逊于多点喷射系统，但结构简单、成本低、故障率低、工作可靠，对发动机改动少，且维修方便，故在20世纪90年代的小排量普通轿车上曾得到广泛应用，目前已趋于淘汰。2）多点喷射多点喷射系统是在每个汽缸进气门附近安装一个喷油器，所以各缸之间的空燃比混合较均匀，而且在设计进气管时可以充分利用空气惯性的增压效应以实现高功率化设计。5.按喷射装置的控制方式分类按喷射装置的控制方式不同，燃油喷射系统可分为机械式、机电混合式和电子控制式三种。1）机械式燃油喷射系统机械式燃油喷射系统早
9、在20世纪五六十年代就运用于汽车上，采用连续喷射方式。Bosch公司的K-Jetronic系统属于此类型，可简称K系统。其喷油量是通过空气计量板直接控制汽油流量调节柱塞来控制的，该系统中设有冷启动喷油器、暖车调节器、空气阀及全负荷加浓器等装置，以便根据不同工况对基本喷油量进行修正。2）机电混合式燃油喷射系统机电混合式燃油喷射系统，Bosch公司的KE-Jetronic系统即属于此类型，可简称KE系统，是在K系统的基础上改进后的产品。其特点是增加了一个ECU。ECU可根据水温、节气门位置传感器的输入信号来控制电液式压差调节器的动作，以此实现对不同工况下的空燃比进行修正的目的。3）电子控制式燃油喷
10、射系统电子控制式燃油喷射系统（Electronic Fuel Injection, EFI）。在20世纪六七十年代大多只汽油喷射，80年代开始与点火控制一起构成发动机集中控制系统。电子控制单元通过各种传感器来检测发动机运行参数的变化，再由ECU根据输入信号和数学模型来确定所需的燃油喷射量，并通过控制喷油器的开启时间来控制喷入气缸内的每循环喷油量，进而实现对气缸内可燃混合气的空燃比进行精确配制的目的。最佳点火时刻也用同样的方法计算，修正后送给点火电子组件，控制点火时刻。此外根据发动机的要求，计算机还可控制怠速（ISC）和废气再循环（EGR）等其他系统。由于电子控制式燃油喷射系统在发动机各种工况下
11、均能精确计量所需的燃油喷射量，且使用精度高，稳定性好，能实现发动机的优化设计和优化控制。因此，在汽车 燃油喷射系统中得到广泛应用。6.按电子控制系统的控制模式分类在发动机电子控制系统中，按电子控制系统的控制模式进行分类，可分为开环控制和闭环控制两种类型。1）开环控制系统开环控制，是把根据实验确定的发动机各种运行工况所对应的最佳供油量的数据事先存入计算机中，发动机在实际运行过程中，主要根据各个传感器的输入信号，判断发动机所处的运行工况，再找出最佳供油量，并发出控制信号。控制信号经功率放大器放大后，再驱动电磁喷油器动作，以此精确地控制混合气的空燃比，使发动机最佳运行，因此开环控制系统只受发动机运行
12、工况参数变化的控制，按事先设定在计算机ROM中的实验数据流工作。其优点是简单易行，缺点是其精度直接依赖于所设定的基准数据的精度和电磁喷油器调整标定的精度。但当喷油器及传感器系统电子产品性能变化时，混合气就不能正确地保持在原预定的空燃比数值上。因此，它对发动机及控制系统的各个组成部分的精度要求高，系统本身抗干扰能力较差，而且当使用工况超出预定范围时，就不能实现最佳控制。2)闭环控制系统闭环控制系统在排气管上加装了氧传感器，可根据排气中氧含量的变化，测出吸入发动机燃烧室内混合气的空燃比值，并把它输入到计算机中再与设定的目标空燃比值进行比较，将误差信号经放大器放大后控制电磁喷油器，使空燃比值保持在设定的目标值附近。因此闭环控制可以达到较高的空燃比精度，并可消除产品差异和磨损等引起的性能变化，工作稳定性好，抗干扰能力强。小结： 1、 燃油喷射系统的组成。2、 燃油喷射系统的分类。作业: 同步练习
