第五讲电喷发动机概述

电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统（ElectronicFuelInjectionSystem）简称为EFI。

它利用各种传感器检测发动机的各种状态，经微处理器的判断、计算，使发动机在不同工况下均能获得合适空燃比的混合气。2/6/20231EFI发动机的发展2/6/20232汽油喷射系统的分类

1.按喷油器安装位置单点喷射（SPI）多点喷射（MPI）节气门装有喷油器节气门喷油器也称节气门体喷射（TBI）2/6/202332.按喷油方式连续喷射间歇喷射多用于机械式或机电结合式汽油喷射系统喷油量大小不取决于喷油器广泛应用于现代电控汽油喷射系统喷油量大小取决于喷油器喷油阀开启时间2/6/202343.按喷射部位缸内喷射缸外喷射汽油直接喷射入气缸内应用少(需要较高喷射压力约3~5MPa)喷油器结构和布置比较复杂

将喷油器安装在进气管或歧管上喷射压力低压(约0.20~0.35MPa)2/6/202354.按喷射时序同时喷射分组喷射顺序喷射计算机喷油器两个喷油器同时喷油按各缸进气行程的顺序轮流喷射2/6/20236世界各国汽油喷射系统

喷射系统名称公司名称系统特点D-Jetronic德国Bosch公司测量进气压力计算喷油量K-Jetronic机械式连续多点喷射L-Jetronic测量进气流量计算喷油量Motronic进行喷油和点火综合控制LH-Jetronic采用热线式流量计的L型KE-Jetronic机械混合控制连续多点喷射Mono-Jetronic单点燃油喷射2/6/20237喷射系统名称公司名称系统特点EFI美国GM公司电子控制多点燃油喷射DEFI（TBI）电子控制单点燃油喷射CFI美国ford公司电子控制单点喷射EEC-IV电子集中控制系统EFI克莱斯勒电子控制多点燃油喷射ECCS日产公司电子集中控制系统TCCS丰田公司集中控制（含自动变速器）ECI三菱公司单点喷射，涡流式流量计2/6/20238EFI的组成电控汽油喷射系统主要由下列四部分组成：进气系统；供油系统；控制系统；点火系统供油系统主要由油压调节器、喷油器和喷油泵组成。

2/6/20239SANTANA2000电控燃油喷射系统空气空气电动燃油泵燃油滤清器燃油压力调节器活性炭罐电磁阀活性炭罐点火线圈组件相位传感器氧传感器喷油器节气门组件空气流量计控制单元进气温度传感器转速传感器冷却液温度传感器爆震传感器2/6/202310

燃油供给系统

电动汽油泵喷油器油压调节器汽油滤清器SANTANA2000GSi电动汽油泵

燃油分配管

喷油器

油压调节器

油压缓冲器

冷起动喷嘴及热时间开关

2/6/202311供油装置输油管冷起动喷油器油压调节器喷油器油压脉动衰减器燃油滤清器油箱2/6/202312功用供给喷油器一定压力的汽油喷油器根据电脑指令喷油组成汽油箱电动燃油泵燃油滤清器燃油分配管油压调节器喷油器冷起动喷嘴油压脉冲衰减器燃油系统组成2/6/202313燃油泵燃油泵装在油箱内，由点火开关和油泵继电器控制。当泵内油压超过一定值时，燃油顶开单向阀向油路供油。当油路堵塞时，卸压阀开启，泄出的燃油返回油箱。油压：多点喷射：0.2～0.3MPa单点喷射：0.1～0.2MPa2/6/202314

喷油器功用按电控单元指令将一定数量的汽油适时地喷入进气管内2/6/202315燃油分配管进油管燃油分配管油压调节器喷油器燃油滤清器进油回油将汽油均匀等压输送给各缸喷油器2/6/202316油轨是由燃油导油管,稳压仓,喷油嘴,压力调节器和一些固定部件所组成,它安装在进气管上.油轨提供了高压燃油的调压容积和流向各喷嘴的管路,以及固定喷嘴的支撑.2/6/202317油压调节器功用喷油压力

=供油压力–进气管压力(压差恒定)

2/6/202318

空气供给系统

空气滤清器热膜式空气流量计节气门控制部件进气岐管进气温度传感器SANTANA2000GSi空气流量计

进气压力传感器

补充空气阀

怠速控制阀

惯性增压进气系统

2/6/202319（1）功用供给与发动机负荷相适应的、清洁空气直接和间接计量空气质量与喷油器喷出的汽油形成最佳混合气（2）组成空气滤清器进气总管空气计量装置节气门体和节气门位置传感器进气歧管怠速控制系统进气控制系统进气温度传感器空气系统组成2/6/2023202/6/202321控制系统控制系统由传感器、执行器和电子控制单元三部分组成。2/6/2023222323SANTANA2000GSi空气流量计

发动机转速传感器相位传感器(凸轮轴)节气门控制部件进气温度传感器冷却液温度传感器氧传感器爆震传感器节气门控制部件喷油器点火线圈组件活性炭罐电磁阀电动燃油泵控制单元自诊断接口2/6/2023235节气门控制单元节流阀体安装在进气歧管的前面.主要功能是控制发动机工作时的进气量.它是电控系统与驾驶员最基本的对话渠道.节流阀体由阀体,阀门,油门拉杆机构,节气门位置传感器,怠速控制阀等构成.节流阀体的喉口直径为35mm.2/6/202324电子控制单元在电控发动机中最主要的输入接口是传感器接口（例如转速、负荷、温度、压力等）。最主要的输出接口是控制接口，它控制外部执行机构的动作（例如：喷油器、点火模块、喷油泵、怠速执行器等）。2/6/202325执行器2/6/202326点火控制系统点火控制系统由传感器、电子控制单元和执行器组成。执行器为点火模块和点火线圈。最常见的为无分电器点火系统，它是两个气缸共用一个点火线圈。目前也有采用每个气缸一个点火线圈的。

2/6/202327排气净化装置作用：

除去HCCONOx(HC一半串入曲轴箱)方法：1.机内净化：2.机外净化：三元催化EGR2/6/202328三元催化器功用：利用催化剂的作用将排气中CO、HC、Nox转换为对人体无害的气体。

三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间,氧传感器之后。三元催化器的最佳工作温度为:375～800C。2/6/202329氧化催化转换器将排气中的CO和HC氧化为CO2和H2O，以二次空气作为氧化剂

三效催化转换器以排气中的CO和HC作为还原剂，把NOx还原为氮（N2）和氧O2），而CO和HC在还原反应中被氧化为CO2和H2O催化转换器类型2/6/202330结构：三元催化器的内部结构是蜂窝状管道设计。在蜂窝管道壁上有铂、铑和钯等贵金属元素的涂层作为催化反应媒。2/6/202331结构：三元催化器的内部结构是蜂窝状管道设计。在蜂窝管道壁上有铂、铑和钯等贵金属元素的涂层作为催化反应媒。2/6/202332排气再循环系统（EGR）功用把排出的废气回送到进气管，与新鲜混合气一起再次进入气缸，减少了NOx的生成量。

排气管进气管EGR阀2/6/202333废气再循环控制通常用EGR率表示EGR的控制量。它用进入气缸的混合气中废气的比例表示。EGR率与发动机动力性、经济性和排放性能有关。2/6/202334EGR阀EGR控制系统中，EGR阀是关键部件。不同的EGR率是通过EGR阀的调节来实现的。电控发动机中广泛采用电子控制EGR阀方法。

直线型EGR阀是由ECU控制针阀位置，调节从排气进入进气歧管孔口的大小，精确地控制EGR率。

EGR工作期间通过监测针阀位置反馈信号控制针阀位置。并根据冷却水温度、节气门位置和进气流量控制EGR针阀的位置。

EGR的控制策略：

增加EGR率可以使NOx排出物降低，但同时会HC排出物和燃油消耗增加。因此在各种工况采用的EGR率必须是对动力性、经济性和排放性能的综合考虑。2/6/202335强制曲轴箱通风系统（PCV）空气滤清器曲轴箱PCV阀功用防止曲轴箱气体排放到大气中组成空气滤清器、空气软管曲轴气体软管、PCV阀2/6/202336汽油蒸发控制系统功用：将汽油蒸气收集和储存在碳罐内，送到气缸内烧掉组成：碳罐、气液分离器油箱气液分离器碳罐浮子室2/6/202337燃油蒸汽为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，电控发动机普遍采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。采用燃油蒸汽的控制可减少大气中的碳氢化合物和节约燃料。2/6/202338发动机排气系统功用减小阻力和降低噪声，排废气单排气系统双排气系统排气管（包括排气歧管、总管等）催化转换器排气消声器类型组成2/6/202339排气管2/6/202340消声器功用降低压力、衰减脉动以消除排气噪声材料镀铝钢板、不锈钢板组成由共振室、膨胀室、管子和吸声材料工作原理排气经过管子流入膨胀室，排气不断改变流动方向，使噪声得到削减2/6/2023412/6/202342FSI汽油直喷发动机技术FSI（FuelStratifiedInjection）缸内直喷发动机，应用稀薄燃烧技术，正常工作的空燃比大于理论空燃比(14.7:1)，混合气浓度比普通电喷发动机更低，经济性提高。2/6/202343FSI汽油直喷发动机技术简介分层燃烧（在不同区域拥有不同混合气浓度的燃烧技术）是FSI发动机的精髓与特点。燃油直接喷射到汽缸中，通过对燃烧室内部形状的设计，让混合气能产生较强的涡流使空气和汽油充分混合。火花塞周围区域能有较浓的混合气，周边区域有较稀的混合气。2/6/202344FIS结构喷油器安装在燃烧室上的，汽油直接喷注到汽缸当中去。要使用高压汽油泵，管道的各个接头的密封处的强度也要随之提高，喷油器有耐高温的能力，喷油嘴的精度要求更高。FIS发动机的压缩高，对汽油的辛烷值高，国内必须使用97甚至98标号的汽油。2/6/202345FSI汽油直喷发动机技术简介

燃油供应系统两次喷射：第一次喷射，在吸气行程的时候喷入部分汽油，让汽油跟空气能有充分的时间混合；第二次喷射，在压缩终了时活塞接近上止点的时候喷入部分汽油，让火花塞周围形成较浓的区域，利于点火。在整个压缩过程中，活塞顶部都在形成强烈的涡流。2/6/202346FSI汽油直喷发动机技术简介供油系统：高压油泵、共轨、燃油压力传感器、压力控制阀、高压喷嘴和ECU。燃油压力50-120Bar（传统4缸汽油喷射发动机的喷射压力是38Bar），燃油喷射时间几千分之一秒。三元催化器需要额外的降低氮氧化物的催化转换器。FIS发动机的压缩高，对汽油的辛烷值高，使用低硫汽油。国内必须使用97甚至98标号的汽油。2/6/202347汽油直喷发动机技术应用博世公司MotronicMED7汽油直喷系统、奥迪公司FSI系统、奔驰CGI系统、菲亚特JTS系统。2002年奔驰1.8LC200CGI轿车最大功率125kW，扭矩增加15%。发动机转速1500rpm时即可输出扭矩的75％，3000rpm时输出最高扭矩250Nm并持续到4500rpm。与同排量C级车比节油超过19％综合油耗是7.8L/100km，排放欧Ⅳ。0到100km/h的加速时间是9.0秒，最高时速222km/h。2/6/202348增压中冷柴油车外形风—风中冷器进风口2/6/202349排气管中冷器二、进气系统—涡轮增压、中冷接中冷器冷却降温废气驱动涡轮增压器从空滤器(吸气)接压气机出口（增压后的高温高压热空气）接进气歧管（经中冷器冷却后的中温高压空气）空滤器进气口2/6/202350涡轮增压中冷系统在增压中冷发动机中，中冷器位于涡轮增压器的压气机下游，其作用是降低压缩空气的温度，从而增加压缩空气的密度

废气排出口2/6/202