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第2章汽油机电控燃油喷射系统2.1电控燃油喷射系统概述2.2电控燃油喷射系统的功能2.3电控燃油喷射系统的组成与基本原理2.4空气供给系统主要元件的构造与检修2.5燃油供给系统主要元件的构造与检修2.6电控系统主要元件的构造与检修2.1电控燃油喷射系统概述2.1.1汽油喷射系统的发展过程汽油喷射系统于20世纪30年代首次用于军用飞机发动机上，1954年德国奔驰公司首次在奔驰300SL汽车上装用了机械式汽油喷射系统。简称K型汽油喷射系统。20世纪60年代末期，在K型的基础上出现机电组合式汽油喷射系统，简称KE型。如德国奔驰380SE,SOOSL轿车。20世纪60年代后期，德国BOSCH公司研制成功电控燃油喷射系统EFI，并历经晶体管、集成电路到微机处理三大发展进程。日前各国汽车上应用的电控燃油喷射系统都是以BOSCH公司产品为原型发展而来的。日前K型和KE型汽油喷射系统已基本淘汰，EFI系统成为汽油机燃料供给系统的主流。下一页返回2.1电控燃油喷射系统概述BOSCH公司燃油喷射系统的发展过程1967年，BOSCH公司推出D型Jetronic模拟式汽油喷射系统。1973年，BOSCH公司推出L型Jetronic的汽油喷射系统。由于采用了测量空气流量的方法控制喷油量，提高了控制精度，同时还开发出机械式汽油喷射系统。1979年，BOSCH公司推出了集点火与喷油于一体的Motronic数字式发动机综合电子控制系统。在这期间，美国GM公司的DEFI,FORD公司的EEC、丰田公司的TCCS等纷纷出场。这些都是综合控制的电子系统。1995年，美国在轿车上全部采用了电控汽油喷射系统，欧洲的轿车采用汽油喷射系统的占90%以上。日前汽车工业发达的国家在汽油车上均采用汽油喷射系统，以满足日益严格的排放要求。上一页下一页返回2.1电控燃油喷射系统概述2.1.2电控燃油喷射系统的优点电控燃油喷射系统有以下优点。(1)能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度;(2)用排放控制系统后，降低了HC,CO和NOx二三种有害气体的排放;(3)增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好;(4)在不同地区行驶时，发动机控制ECU能及时准确地做出补偿;(5)在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能迅速的做出反应;(6)具有减速断油功能，既能降低排放，一也能节省燃油;(7)在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力小;(8)发动机起动容易，暖机性能提高。上一页下一页返回2.1电控燃油喷射系统概述2.1.3电控喷射系统的类型汽油喷射技术从20世纪六七十年代以来，得到了长足的发展和广泛的应用。欧、美、日的一些著名汽车公司都相继开发研制并实际应用了许多类型不同、档次各异的汽油喷射系统，即使是同一类型的汽油喷射系统，应用于不同汽车公司生产的汽车上又有不同的名称。因此，对于使用和维修人员来说，总觉得其品种繁多，有应接不暇的感觉。为此，我们不妨将现代汽油喷射系统按一定的方式分类归纳，以便有一个较全面的了解和认识。1.按喷射方式分类同时喷射:将各气缸的喷油器并联，所有喷油器由电脑的同一个指令控制，同时喷油，同时断油。如图2.1所示。分组喷射:将各气缸的喷油器分成几组，同一组喷油器同时喷油或断油。如图2.2所示。上一页下一页返回2.1电控燃油喷射系统概述顺序喷射:喷油器由电脑分别控制，按发动机各气缸的工作顺序喷油。如图2.3所示。2.按空气量的计量方式分类D型电控燃油喷射系统:是将歧管绝对压力信号和转速信号输送到ECU，由ECU根据该信号计算出充气量，再产生与之相对应的喷油脉冲，控制喷油器喷射适量的汽油。如图2.4所示。L型电控燃油喷射系统:利用空气流量计直接测量发动机的进气量，电脑不必进行推算，可根据空气流量计信号和转速信号计算与该进气量相应的喷油量。如图2.5所示。上一页下一页返回2.1电控燃油喷射系统概述3.按喷射位置分类多点喷射系统:每缸进气门处装有一个喷射装置，由ECU控制喷射。其燃油分配均匀性好，但控制系统复杂，成本高。主要用于中、高级轿车。如图2.6所示。单点喷射系统:在节气门上方装一个中央喷射装置，由1-2个喷油器集中喷油。其结构简单，故障少、维修调整方便。一泛地应用于普通轿车和货车。如图2.7所示。上一页下一页返回2.1电控燃油喷射系统概述4.按有无反馈信号分类开环控制系统:(未设置氧传感器)通过实验室确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存人电脑，在发动机工作时，电脑根据系统中各传感器的输人信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量。其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工况超出预定范围时，不能实现最佳控制。闭环控制系统:(设置氧传感器)在系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进人气缸的混合气空燃比，将信号反馈回电脑通过电脑与原来设定的日标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量。空燃比控制精度较高。上一页返回2.2电控燃油喷射系统的功能2.2.1喷射正时控制同步喷射正时控制同步喷射正时控制指在设定的曲轴转角进行喷射，在发动机稳定工况的大部分运转时间里，喷油系统以同步方式工作。(1)顺序喷射正时控制(如图2.8所示)。特点:喷油器驱动回路数与气缸数日相等。工作原理:ECU根据凸轮轴位置传感器、曲轴位置传感器和发动机的做功顺序，确定各气缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上止点前某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，使该缸开始喷油。下一页返回2.2电控燃油喷射系统的功能(2)分组喷射正时控制(如图2.9所示)。特点:把所有喷油器分成2一4组，由ECU分组控制喷油器。工作原理:以各组最先进人做功的缸为基准，在该气缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。(3)同时喷射正时控制(如图2.10所示)。特点:所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。工作原理:喷油正时控制是以发动机最先进人做功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。上一页下一页返回2.2电控燃油喷射系统的功能2.异步喷射正时控制发动机在起动和加速时，为了保证起动迅速、加速响应快，ECU会根据水温、油门变化程度适当地增加供油量，此时应采取与曲轴转角无关的异步喷射。(1)起动时异步喷油正时控制。在同步喷油基础上，为改善发动机的起动性能，再增加一次异步喷油。在起动开关处于接通状态时，ECU接收到第一个凸轮轴位置传感器信号后，接收到第一个曲轴位置传感器信号时，开始进行起动时的异步喷油。(2)加速时异步喷油正时控制。为了改善加速性能，ECU根据节气门位置传感器中怠速信号从接通到断开时，增加一次固定量的喷油。上一页下一页返回2.2电控燃油喷射系统的功能2.2.2喷油量控制喷油量控制的日的是使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的喷油量，以提高发动机的经济性和降低排放污染。喷油量的控制是通过对喷油器喷油时间的控制来实现的。1.起动时的同步喷油量控制在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA(起动)挡时，ECU根据水温确定基本喷油持续时间，再根据进气温度和蓄电池电压进行修正，得到起动时的喷油持续时间。起动时的基本喷油持续时间如图2.11所示。上一页下一页返回2.2电控燃油喷射系统的功能2.起动后的同步喷油量控制喷油持续时间=基本喷油持续时间X喷油修正系数+电压修正。基本喷油持续时间:根据传感器信号，由电脑查表确定。D型:根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定基本喷油时间;L型:根据发动机转速信号和空气流量计信号确定基本喷油时间。喷油修正系数:包括起动后加浓修正、暖机加浓修正、进气温度修正、大负荷工况喷油量修正、过渡工况喷油量修正、怠速稳定性修正等。电压修正:考虑蓄电池电压变化的修正。上一页下一页返回2.2电控燃油喷射系统的功能3.异步喷油量控制发动机起动和加速时的异步喷油量是固定的，各气缸喷油器以一个固定的喷油持续时间，同时向各气缸增加一次喷油。2.2.3燃油停供控制减速断油控制:当驾驶员快速松开油门踏板使汽车减速时，ECU控制喷油器停止喷油，以降低HC和CO含量。当转速降至规定值时又恢复正常。限速断油控制:发动机转速超过安全转速或汽车超过设定的最高车速时，ECU控制喷油器停止喷油，以防超速。上一页下一页返回2.2电控燃油喷射系统的功能2.2.4燃油泵控制当点火开关打开或发动机熄灭后，电控燃油喷射系统中的燃油泵一般预先或延迟工作2~3s，以保证燃油系统必需的油压。在发动机起动过程和运转过程中，燃油泵应保持正常工作。打开点火开关但不起动发动机，或关闭点火开关后，应适时切断燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作。有些燃油泵有高低两个转速挡，以满足不同转速的需要。上一页返回2.3电控燃油喷射系统的组成与基本原理电控燃油喷射系统由3个子系统组成:空气供给系统、燃油供给系统和控制系统。2.3.1空气供给系统功用:为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。工作原理如图2.12所示。以L型系统为例，空气经空滤器后，用空气流量计测量，通过节气门体进人进气总管，再分配到各进气歧管。在进气歧管内，从喷油器喷出的汽油和空气混合后被吸人气缸内燃烧。下一页返回2.3电控燃油喷射系统的组成与基本原理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，经空气阀直接进人进气总管。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，一也可由ECU操纵怠速控制阀(ISC控制怠速与快怠速。2.3.2燃油供给系统功用:供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据电脑指令喷油。工作原理如图2.13所示。上一页下一页返回2.3电控燃油喷射系统的组成与基本原理汽油泵抽吸油箱内的汽油，经汽油过滤器过滤后，由压力调节器调压，然后经输油管配送给各个喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据ECU发出的指令，将适量的汽油喷人各进气歧管或进气总管。汽油泵亦可置于汽油箱内。有些车型还在输油管的一端设有脉动阻尼器，以消除喷油时油压产生的微小波动。2.3.3控制系统ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，再根据其他传感器传来的信息对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油或断油。控制系统原理图如图2.14所示。上一页返回2.4空气供给系统主要元件的构造与检修2.4.1空气供给系统元件位置电控燃油喷射发动机空气供给系统基本相同，主要组成元件包括空气滤清器、节气门体和进气管。D型EFI空气供给系统(如图2.15所示)1.D型喷射系统由于没有空气流量计，其进气系统结构简单，应用比较广泛。2.L型EFI空气供给系统(如图2.16所示)L型喷射系统对空气量的测量更精确，应用一也比较广泛。下一页返回2.4空气供给系统主要元件的构造与检修2.4.2空气供给系统元件的构造1.空气滤清器用于滤除空气中的灰尘，一般都为纸质滤芯，其结构与普通发动机上相同。2.节气门体功能:节气门体安装在进气管中，用来控制发动机正常工况下的进气量。组成:主要由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器。3.进气管在多点电控燃油喷射式发动机上，为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和进气歧管的形状、容积都有严格的要求，每个气缸必须有一个单独的进气歧管。有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体，有些则分开制造，再用螺栓连接。上一页下一页返回2.4空气供给系统主要元件的构造与检修2.4.3空气供给系统的检修维修时应注意进行以下检查:(1)检查空气滤清器滤芯是否脏污，必