汽车专业英语 5 FUEL INJECITON SYSTEM

1、Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMu 背景知识背景知识 燃油燃油喷射系统喷射系统是指在一定的压力下，利用喷油器喷油器将一定数量的燃料直接喷入气缸或进气道气缸或进气道内的燃油供给燃油供给装置。根据喷射燃料种类的不同，可以分为汽油喷射系统汽油喷射系统、柴油喷射系统柴油喷射系统、气体燃料喷射气体燃料喷射系统系统等。而根据其控制方式的不同，可分为机械控制式、电子控制式以及机电混合控制式。 u 背景知识背景知识 发动机在不同工况下运转，对混合气浓度的要求也不同。特别是在一些特殊工况下（如起动、急加速、急减速等），对混合气浓度有特殊的要求。ECU要根据有关传感器测得的运转工况，

2、按不同的方式控制喷油量。喷油量的控制方式可分为起动控制、运转控制、断油控制和反馈控制。1、起动喷油控制、起动喷油控制2、运转、运转控制控制3、反馈控制、反馈控制 Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMu 背景知识背景知识1、起动喷油、起动喷油控制控制 起动时，发动机由起动马达带动运转。由于转速很低，转速的波动也很大，因此这时空气流量传感器所测得的进气量信号有很大的误差。基于这个原因，在发动机起动时，ECU不以空气流量传感器的信号作为喷油量的计算依据，而是按预先给定的起动程序来进行喷油控制。ECU根据起动开关及转速传感器的信号，判定发动机是否处于起动状态，以决定是否按起动

3、程序控制喷油。当起动开关接通，且发动机转速低于300转/分时，ECU判定发动机处于起动状态，从而按起动程序控制喷油。 在起动喷油控制程序中，ECU按发动机水温、进气温度、起动转速计算出一个固定的喷油量。这一喷油量能使发动机获得顺利起动所需的浓混合气。冷车起动时，发动机温度很低，喷入进气道的燃油不易蒸发。为了能产生足够的燃油蒸气，形成足够浓度的可燃混合气，保证发动机在低温下也能正常起动，必须进一步增大喷油量。由ECU控制，通过增加各缸喷油器的喷油持续时间或喷油次数来增加喷油量。所增加的喷油量及加浓持续时间完全由ECU根据进气温度传感器和发动机水温传感器测得的温度高低来决定。发动机水温或进气温度愈

4、低，喷油量就愈大，加浓的持续时间也就愈长。这种冷起动控制方式不设冷起动喷油器和冷起动温度开关。 Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMu 背景知识背景知识2、运转控制、运转控制 在发动机运转中，ECU主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。此外，ECU还要参考节气门开度、发动机水温、进气温度、海拔高度及怠速工况、加速工况、全负荷工况等运转参数来修正喷油量，以提高控制精度。 由于ECU要考虑的运转参数很多，为了简化ECU的计算程序，通常将喷油量分成基本喷油量、修正量、增量三个部分，并分别计算出结果。然后再将三个部分叠加在一起，作为总喷油量来控制喷油器喷油。 基本喷油量：基

5、本喷油量是根据发动机每个工作循环的进气量，按理论混合比（空燃比14.7）计算出的喷油量。 修正量：修正量是根据进气温度、大气压力等实际运转情况，对基本喷油量进行适当修正，使发动机在不同运转条件下都能获得最佳浓度的混合气。修正量的内容为：进气温度修正、大气压力修正和蓄电池电压修正（电压变化时，自动对喷油脉冲宽度加以修正）。 Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMu 背景知识背景知识3、反馈控制反馈控制汽油喷射系统进行反馈控制的传感器是热氧传感器，使用热氧传感器的发动机必须使用无铅汽油。反馈控制（闭环控制）是在排气管上加装热氧传感器，根据排气中氧含量的变化，测定出进入发动机

6、燃烧室混合气的空燃比值，把它输入ECU与设定的目标空燃比值进行比较，将误差信号经放大器控制电磁喷油器喷油量，使空燃比保持在设定目标值附近。因此，闭环控制可达到较高的空燃比控制精度，并可消除因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。但是，为了使三元催化装置对排气净化处理达到最佳效果，闭环控制的汽油喷射系统只能运行在理论空燃比14.7附近很窄的范围内。因此对特殊的运行工况，如启动、暖机、怠速、加速、满负荷等需加浓混合气的工况，仍需采用开环控制，使电磁喷油器按预先设定的加浓混合气配比工作，充分发挥发动机的动力性能，所以采用开环和闭环相结合的控制方式。 Chapter 5 FUEL

7、 INJECTION SYSTEM Fuel injection systems have been used on vehicles for many years. The earliest ones were purely mechanical. As technology advanced, electronic fuel injection systems became more popular. Early mechanical and electronic fuel injection systems did not use feedback controls. As emissi

8、ons became more of a concern, feedback controls were adapted to both types of fuel injection systems.译文：译文：燃油喷射系统已经在汽车上运用了许多年。最早期的喷燃油喷射系统已经在汽车上运用了许多年。最早期的喷射系统都是机械式的。随着技术的进步，电子燃油喷射射系统都是机械式的。随着技术的进步，电子燃油喷射系统逐渐得到普及。早期机械式和电子式燃油喷射系统系统逐渐得到普及。早期机械式和电子式燃油喷射系统都没有采用反馈控制。由于排放问题越来越得到重视，都没有采用反馈控制。由于排放问题越来越得到重视，反

9、馈控制在这两种系统中都得到了应用。反馈控制在这两种系统中都得到了应用。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM Both mechanical and electronic fuel injection system can be found on gasoline engines. Diesel engines are most commonly found with mechanical type systems, although the newest generation of these engines have been using electronic fu

10、el injection (EFI).译文：译文：汽油发动机使用机械式或电子式燃油喷射系统。柴汽油发动机使用机械式或电子式燃油喷射系统。柴油机通常使用机械式燃油喷射系统，但是最新一代油机通常使用机械式燃油喷射系统，但是最新一代的柴油发动机也已经在使用电子式燃油喷射系统了。的柴油发动机也已经在使用电子式燃油喷射系统了。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM1.Basic Theory EFI uses solenoid valves called injectors to meter fuel delivery. Most vehicles today use 1 inj

11、ector per cylinder. When the solenoid is energized, fuel sprays out into the valve port. Fuel is delivered to the injector by a high-pressure electric pump at around 40 psi. Fuel delivery is controlled by the injectors which are cycled by the computer. 译文：译文：电子式燃油喷射系统使用被称作喷油器的电磁阀来控制喷电子式燃油喷射系统使用被称作喷油

12、器的电磁阀来控制喷油量。今天大多数汽车油量。今天大多数汽车1个气缸使用个气缸使用1个喷油器。电磁阀一个喷油器。电磁阀一上电，燃油就被喷射至电磁阀口。高压电动燃油泵以大约上电，燃油就被喷射至电磁阀口。高压电动燃油泵以大约40psi的压力将燃油送到喷油器。喷油量是由喷油器控制的压力将燃油送到喷油器。喷油量是由喷油器控制的，而喷油器的开启和关闭又是被计算机控制的。的，而喷油器的开启和关闭又是被计算机控制的。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMThe computer produces a signal to open the injectors for a certain

13、length of time depending on engine conditions relayed by sensors. The longer that the injector is open, the more fuel is injected. As engine load and rpm are increased, the injector open times are increased to match increasing airflow. This computer output signal is called the injector pulse width.

14、The longer the pulse width, the more fuel is injected.译文：译文：计算机根据传感器送来的工况信号，向喷油器发送开启以计算机根据传感器送来的工况信号，向喷油器发送开启以及开启持续时间的信号。喷油器打开时间越长，喷出的燃及开启持续时间的信号。喷油器打开时间越长，喷出的燃油越多。随着发动机负载和转速的增加，喷油器打开的时油越多。随着发动机负载和转速的增加，喷油器打开的时间也要增加来匹配进气量的增加。计算机输出信号被称作间也要增加来匹配进气量的增加。计算机输出信号被称作喷油器脉冲宽度。脉冲宽度越大，喷出的燃油越多。喷油器脉冲宽度。脉冲宽度越大，喷出

15、的燃油越多。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM2. Engine Requirements Stand spark ignited, 4 stroke engines require that the correct proportion of fuel be mixed with the incoming air for efficient operation. This proportion is in the range of 13 parts air to 1 part fuel for best power, 15 to 1 for best emissi

16、on and 17 to 1 for best economy. 译文：译文：标准四冲程点火式发动机为了获得高的效率，要求合适标准四冲程点火式发动机为了获得高的效率，要求合适的空燃比。为了获得最佳动力性，空燃比是的空燃比。为了获得最佳动力性，空燃比是13比比1，为，为了获得最佳排放，空燃比是了获得最佳排放，空燃比是15比比1，为了获得最佳经济，为了获得最佳经济性，空燃比是性，空燃比是17比比1。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM Most modern engines aim for a ratio of around 14.7 to 1 for the major

17、ity of cruising and medium power conditions. This is the chemically correct ratio which results in the lowest average emissions and reasonable power. A rich condition is characterized by an excess of fuel, and a lean condition is characterized by an excess of air or lack of fuel.译文：译文：大多数现代发动机在大多数巡航

18、工况和适中的动力性条大多数现代发动机在大多数巡航工况和适中的动力性条件下，空燃比控制目标为件下，空燃比控制目标为14.7比比1。这是化学分析上适。这是化学分析上适当的空燃比，可以获得最低的平均排放和适当的动力性。当的空燃比，可以获得最低的平均排放和适当的动力性。燃烧浓工况意味着燃料过多，稀工况意味着空气过量或燃烧浓工况意味着燃料过多，稀工况意味着空气过量或燃料不足。燃料不足。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMAs rpm is increased, up to a point, airflow also increases and fuel flow must in

19、crease to match it. As the throttle is opened at a given rpm, airflow increases to a certain point and again, fuel flow must follow airflow.译文：译文：当发动机转速上升到某一点，空气进气量也随之上当发动机转速上升到某一点，空气进气量也随之上升，此时进油量也必须对应随之上升。在某一发动升，此时进油量也必须对应随之上升。在某一发动机转速下，当节气门打开，空气进气量上升到某一机转速下，当节气门打开，空气进气量上升到某一数值下，同样进油量必须跟随空气进气量。数值下

20、，同样进油量必须跟随空气进气量。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM3. Fuel system EFI fuel system consists of a tank, pump, fuel rail, regulator, out an excess of fuel injectors and return line. Fuel is drawn from the tank by the pump which steps up pressure to around to 40 psi. Fuel pressure is controlled by the fuel

21、pressure regulator located on one end of the fuel rail by bleeding fuel back to the tank through the return line.译文：译文：电子喷油系统由油箱、油泵、油轨、调节器、喷油嘴和电子喷油系统由油箱、油泵、油轨、调节器、喷油嘴和回油管路组成。燃油由油泵从油箱吸出，并被加压到大回油管路组成。燃油由油泵从油箱吸出，并被加压到大约约40psi。油压通过位于油轨一端的燃油调节器控制。油压通过位于油轨一端的燃油调节器控制。燃油调节器将燃油通过回油管路放回到油箱实现对油压燃油调节器将燃油通过回油管路放

22、回到油箱实现对油压的控制。的控制。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMThe pump always puts out an excess of fuel so large quantities are returned back to the tank during idle and low speed conditions and less as engine demand increases. The fuel rail is essentially a tubular fuel manifold designed to carry fuel to the in

23、jectors as well as hold them in place on the intake manifold. 译文：译文：油泵总是泵出过多的燃油。因此，空转或低速工况油泵总是泵出过多的燃油。因此，空转或低速工况下，多余的燃油就返回到下，多余的燃油就返回到油油箱。随着发动机负载的箱。随着发动机负载的增加，返回增加，返回油油箱的燃油减小。油轨实际上就是油路箱的燃油减小。油轨实际上就是油路歧管，用来将燃油送到喷油嘴，同时把燃油存在进歧管，用来将燃油送到喷油嘴，同时把燃油存在进油歧管内。油歧管内。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMThe injectors a

24、re usually sealed with O-rings on each end. One end has the fuel entering from the rail and the other end spigots into the manifold. The injector has a 2 pin electrical plug to carry switching current to the solenoid winding. When energized, the solenoid core is pulled back which pulls back a sealin

25、g pintle, disc or ball, allowing fuel to spray out in a fine, conical pattern.译文：译文：通常使用通常使用O型环把喷油嘴的两端密封。喷油嘴一端与油型环把喷油嘴的两端密封。喷油嘴一端与油轨相连，另一端与歧管采用连接管接合。喷油嘴有一个轨相连，另一端与歧管采用连接管接合。喷油嘴有一个两脚电子开关来承载电磁线圈的开关电流。当电磁线圈两脚电子开关来承载电磁线圈的开关电流。当电磁线圈上电，衔铁吸回，带动密封轴、密封盘或密封球，从而上电，衔铁吸回，带动密封轴、密封盘或密封球，从而使得燃油细密呈圆锥形喷出。使得燃油细密呈圆锥形喷出

26、。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM4 Air metering and measurementThe amount of air entering the engine is controlled by a conventional butterfly valve on most engines located in a throttle body assembly.译文：译文：一般大多数发动机使用一个蝶形阀来控制进入到发一般大多数发动机使用一个蝶形阀来控制进入到发动机的空气。这个阀位于节气门体总成上。动机的空气。这个阀位于节气门体总成上。Chapter 5 FU

27、EL INJECTION SYSTEM4 Air metering and measurementAirflow measurement is by one of two basic methods: Mass Airflow and speed Density. The mass airflow method uses either a spring loaded flap attached to a potentiometer or a heated mire mounted in front of the throttle body to sense actual airflow. 译文

28、：译文：发动机进气量的测量有两种基本方法：空气流量计发动机进气量的测量有两种基本方法：空气流量计和速度密度法。空气流量计法使用与电位计相连的和速度密度法。空气流量计法使用与电位计相连的弹簧接片或位于节气门体总成前端的热线来测量实弹簧接片或位于节气门体总成前端的热线来测量实际空气流量。际空气流量。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM4 Air metering and measurementThe position of the flap or amount of current required to keep the wire heated to a certain

29、 temperature is relayed to the computer as a voltage signal. A certain voltage equals a certain airflow rate.译文：译文：弹簧接片的位置或保持热线在一定温度下所需的电弹簧接片的位置或保持热线在一定温度下所需的电流被转换为电压信号传给计算机。一定的电压信号流被转换为电压信号传给计算机。一定的电压信号对应着一定的空气进气速率。对应着一定的空气进气速率。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEMThe speed density system uses a solid st

30、ate pressure transducer to measure the pressure in the intake manifold with rpm and air temperature to indirectly determine airflow. Again, a certain pressure relates to a certain voltage which is relayed to the computer.译文：译文：速度密度系统使用晶体管压力传感器测量进气歧管速度密度系统使用晶体管压力传感器测量进气歧管的压力，并联合发动机转速和空气温度来间接确定的压力，并联合

31、发动机转速和空气温度来间接确定进气量。同样，一定的压力对应着一定的电压信号，进气量。同样，一定的压力对应着一定的电压信号，然后被传给电脑。然后被传给电脑。Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM5 Sensor Inputs5.1 RPM5.2 Airflow5.3 Manifold Pressure5.4 Throttle Position5.5 Water Temperature5.6 Air TemperatureChapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM5.1 RPMMost systems measure rpm off of the ign

32、ition coil tachometer pulse or crank triggered magnetic/Hall effect sensors. Rpm is considered a primary input signal on all EFI systems. Most systems generate an injection pulse for every tach pulse so as rpm is increased, the frequency of injection pulses is also increased.Chapter 5 FUEL INJECTION

33、 SYSTEM5.1 RPMMost systems measure rpm off of the ignition coil tachometer pulse or crank triggered magnetic/Hall effect sensors. Rpm is considered a primary input signal on all EFI systems. Most systems generate an injection pulse for every tach pulse so as rpm is increased, the frequency of inject

34、ion pulses is also increased.Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：大多数燃油喷射系统实用点火线圈转速计脉冲或曲轴触大多数燃油喷射系统实用点火线圈转速计脉冲或曲轴触发磁场发磁场/霍尔效应传感器来测量发动机转速。发动机转霍尔效应传感器来测量发动机转速。发动机转速是所有燃油喷射系统最重要的一个输入信号。大多数速是所有燃油喷射系统最重要的一个输入信号。大多数系统对每一个测速脉冲信号产生一个喷射脉冲信号。因系统对每一个测速脉冲信号产生一个喷射脉冲信号。因此，随着发动机转速的增长，喷射脉冲信号频率也随着此，随着发动机转速的增长，喷射脉冲信号

35、频率也随着增长。增长。5.2 airflowChapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM5.2 airflowOn mass airflow type system, this input is also considered a primary input signal. X amount of air requires Y amount of fuel. As rpm and throttle opening is increased, airflow increases to a point.Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：对于

36、空气流量计系统，空气进气量也是一个非常重要的对于空气流量计系统，空气进气量也是一个非常重要的输入信号。输入信号。X份的空气要求份的空气要求Y份的燃油。随着发动机转份的燃油。随着发动机转速和节气门开度的增加，空气进气量也随之增加到一个速和节气门开度的增加，空气进气量也随之增加到一个数值点上。数值点上。5. 3 Manifold PressureChapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM5. 3 Manifold PressureOn speed density type systems, this input is essential when combined with t

37、he rpm signal to calculate airflow. As the throttle is opened, the manifold pressure increases which will require more fuel.Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：对于速度密度式系统，歧管压力非常重要，它需要对于速度密度式系统，歧管压力非常重要，它需要和联合发动机转速信号来计算空气进气量。当节气和联合发动机转速信号来计算空气进气量。当节气门打开，歧管压力增加，这就需要更多燃油。门打开，歧管压力增加，这就需要更多燃油。5. 4 Thrott

38、le PositionChapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM5. 4 Throttle PositionThis input is a secondary input on most systems. It is required mainly for acceleration enrichment when the throttle is rapidly opened. Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：节气门位置信号对于大多数系统是个较为次要的信节气门位置信号对于大多数系统是个较为次要的信号。它主要是用于当节气门被快速打开时，

39、加快燃号。它主要是用于当节气门被快速打开时，加快燃油浓工况的过程。油浓工况的过程。5.5Water TemperatureWater temperature is a secondary input required mainly to ensure proper starting and warm-up of the engine. When the engine is cold, the air to fuel ratio must be very rich to enable enough fuel to vaporize for proper starting.Chapter 5 FU

40、EL INJECTION SYSTEM译文：译文：水温信号也是一个次要输入信号，主要用来保证发水温信号也是一个次要输入信号，主要用来保证发动机适当启动和热机。当发动机处于冷态，为了保动机适当启动和热机。当发动机处于冷态，为了保证发动机较好的启动，空燃比必须变得很浓，来确证发动机较好的启动，空燃比必须变得很浓，来确保足量的燃油被蒸发。保足量的燃油被蒸发。5.5Water TemperatureThe computer increases the injector pulse width to supply extra fuel when cold and tapers this fuel off

41、 as the water temperature increases. Once the water warms past 120 degrees or so, the computer does not need to add any extra fuel.Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：当发动机处于冷态，为了保证发动机较好的启动，当发动机处于冷态，为了保证发动机较好的启动，空燃比必须变得很浓，来确保足量的燃油被蒸发。空燃比必须变得很浓，来确保足量的燃油被蒸发。冷态时，计算机增加喷油嘴脉冲宽度来提供额外的冷态时，计算机增加喷油嘴脉冲宽度来提供额外的

42、燃油，并随着水温的升高逐步减少额外的燃油喷射。燃油，并随着水温的升高逐步减少额外的燃油喷射。当水温超过大约当水温超过大约120度，计算机不再提供额外的燃度，计算机不再提供额外的燃油喷射信号。油喷射信号。5.6 Air TemperatureThis is a secondary input required especially on speed density systems. The sensor is usually mounted in the intake manifold or air filter area. As the air temperature drops, its d

43、ensity increases. Dense air requires more fuel.Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：对于速度密度式系统，空气温度信号是一个次要的对于速度密度式系统，空气温度信号是一个次要的输入信号。这个传感器一般位于进气歧管或者空气输入信号。这个传感器一般位于进气歧管或者空气滤清器区域。当空气温度下降，空气密度上升。空滤清器区域。当空气温度下降，空气密度上升。空气密度越大，所要求的燃油越多。气密度越大，所要求的燃油越多。6 Oxygen SensorThis sensor is employed in closed loop

44、systems to modify the basic pulse width after the fact. It is mounted into the exhaust manifold area. Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：氧气传感器被用在闭环系统来根据实际情况调整基氧气传感器被用在闭环系统来根据实际情况调整基本脉冲宽度。它位于排气歧管区域。本脉冲宽度。它位于排气歧管区域。By looking at the oxygen content of the exhaust gases after combustion, the computer

45、can determine if the air/fuel ratio is too rich or too lean for optimum combustion and adjust the next few injections accordingly. This sensor is primarily employed for emission control and to a lesser degree, fuel economy. For the lowest average emission, the air/fuel ratio must be kept around 14.7

46、 to 1.Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：通过检测燃烧后排放的废气中氧气的含量，计算机通过检测燃烧后排放的废气中氧气的含量，计算机能判断出对于最佳燃烧而言，空燃比是否过浓或过能判断出对于最佳燃烧而言，空燃比是否过浓或过稀，从而调整接下来喷油量。氧气传感器首先被用稀，从而调整接下来喷油量。氧气传感器首先被用来排放控制，其次用于燃油经济性控制。对于最低来排放控制，其次用于燃油经济性控制。对于最低的平均排放，空燃比必须要控制在的平均排放，空燃比必须要控制在14.7：1左右。左右。Under full throttle conditions, this se

47、nsor is ignored by the computer so that the engine can produce more power. This is called open loop mode and the computer is supplying the injector pulse width from tables based on all of the other sensors inputs.Chapter 5 FUEL INJECTION SYSTEM译文：译文：当节气门全开状态下，氧气传感器的输入被计算机当节气门全开状态下，氧气传感器的输入被计算机忽略，从而使得发动机产生更大的功率。这被称作忽略，从而使得发动机产生更大的功率。这被称作开环模式。此时，计算