汽车发动机构造与维修 课件 8.1电喷系统的分类与组成

电喷系统的分类与组成车用发动机对可燃混合气成分的要求车用发动机在各种使用工况下对混合气成分的要求各不相同：1）怠速与小负荷：怠速，α=0.6~0.8

小负荷（节气门开度<25%）α=0.7~0.92)中等负荷：α=0.9~1.13）大负荷、全负荷：质浓量多的混合

α=0.85~0.95一、稳定工况对混合气浓度的要求1）冷起动：要极浓α=0.2~0.62）暖机：从极浓怠速时需要的浓度3）加速：加浓混合气二、过渡工况：冷起动、暖机、加速从化油器到电控燃油喷射系统的时代更迭

一、汽油机燃料供给系的作用不断地输送滤清的汽油和清洁的新鲜空气，根据发动机各种不同的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，进入气缸燃烧，作功后将废气排入大气。二、化油器式燃油供给系统从化油器到电控燃油喷射系统的时代更迭

汽油机燃料供给系的作用不断地输送滤清的汽油和清洁的新鲜空气，根据发动机各种不同的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，进入气缸燃烧，作功后将废气排入大气。三、FI电控燃油喷射系统从化油器到电控燃油喷射系统的时代更迭

EFI,利用传感器所测得的工作参数，按电控单元中设定的控制程序，通过对汽油喷射时间和喷油量的调节，改变混合气浓度，使发动机在各种工况下都能获得最合适的空燃比。电控燃油喷射系统已经全面取代化油器式燃油供给系统，因此本课程主要研究汽油喷射系统的组成、结构、工作原理，以讲示工作原理图为重点，分析各个组件的工作过程，找出其中一般规律。（一）汽油喷射系统的发展及应用电控燃油喷射技术起源于上世纪初，德国莱特兄弟在飞机发动机上采用向进气管连续喷射汽油的混合气配置方式。汽油喷射技术的发展史一览表D-Jetronic1967-1979K-Jetronic1967-1995L-Jetronic1973-1986LH-Jetronic1981-1998KE-Jetronic1982-1996Mono-Jetronic1987-1997KE-Motronic1987-1996上世纪70年代是一个分水岭二战以后才逐渐应用在汽车发动机上（一）汽油喷射系统的发展及应用70年代后期，随着计算机技术发展，发动机电子控制从单一控制点火时刻和汽油喷射空燃比逐步发展到怠速控制、废气再循环控制（EGR）、汽油蒸发控制（EVAP）、可变进气控制、涡轮增压控制90年代后期汽油直喷技术开始应用；我国汽车电子控制技术开发和应用较晚

上世纪90年代才开始有少数汽车采用电控燃油喷射发动机，最近得到了迅速的发展（二）电控燃油喷射系统与化油器式燃油供给系统对比提高了发动机的充气系数精确控制混合气的空燃比提高了发动机工作的稳定性提高了汽车驾驶性能与传统的化油器相比，电控汽油系统可以使汽车燃油消耗率降低5%到15%，废气排放量减少20%左右，发动机功率提高5%到10%。电控汽油喷射系统无论从燃油经济性、发动机动力性，还是从排气和嘈声污染等方面，都具有化油器式发动机无法比拟的优越性。（三）电控汽油喷射式发动机燃料供给系统组成电控汽油喷射式发动机燃料供给系统由进气系统、燃油供给系统、排气系统、电子控制系统组成。（四）电控汽油喷射系统的类型电控发动机燃油喷射系统分类如图所示。1、按对进入气缸空气量的检测方式分直接检测型的汽油喷射系统采用空气流量计直接测量单位时间发动机吸入的空气量。然后，电控单元根据发动机的转速计算每一循环的空气量，并由此计算出循环基本喷油量。（1）直接检测型（简称L型）1、按对进入气缸空气量的检测方式分如图所示，在间接检测空气流量方式的汽油喷射系统中，利用进气歧管绝对压力传感器检测进气歧管内的绝对压力，电控单元根据进气歧管绝对压力和发动机转速，计算出发动机吸入的空气量，并由此计算出循环基本喷油量。（2）间接检测型（简称D型）2、按喷射位置分如图所示，将高压燃油直接喷到气缸内。这种喷射技术使用特殊的喷油器，燃油喷雾效果更好，并可在缸内产生浓度渐变的分层混合气(从火花塞往外逐渐变稀)。因此可以用超稀的混合气(急速时可达40：1)工作，油耗和排放也远远低于普通汽油发动机。此外这种喷射方式使混合气体积和温度降低，爆震燃烧的倾向减小，发动机的压缩比可比进气道喷射时大大提高。但喷油器直接安装在缸盖上，必须能够承受燃气产生的高温、高压，且受发动机结构限制，采用较少。比较典型的缸内喷射系统有福特PROCO缸内喷射系统，丰田D—4缸内喷射系统和三菱4G缸内喷射系统。（1）缸内喷射（GDI）2、按喷射位置分进气管喷射系统按喷油器的数量不同，又可分为单点喷射系统和多点喷射系统。①单点燃油喷射系统（SPI）单点燃油喷射系统是在节气门体上安装一个或两个喷油器，向进气歧管中喷射燃油形成可燃混合气。如图4-8所示，这种喷射系统又被称为节气门体燃油喷射系统或集中燃油喷射系统，对混合气的控制精度比较低，各个气缸混合气的均匀性也较差，现已很少使用。②多点燃油喷射系统（MPI）多点燃油喷射系统在每一个气缸的进气门前安装一个喷油器，如图4-9所示。喷油器喷射出燃油后，在进气门附近与空气混合形成可燃混合气，这种喷射系统能较好地保证各缸混合气总量和浓度的均匀性。（2）进气管喷射（PFI）：3、按喷油器的喷射方式分（1）连续喷射系统在每个气缸口均安装一个机械喷油器，只要系统给它提供一定的压力，喷油器就会持续不断的喷射出燃油，其喷油量的多少不是取决于喷油器，而是取决于燃油分配器中燃油计量槽孔的开度及计量槽孔内外两端的压差。（2）间歇喷射系统在发动机运转期间间歇性地向进气歧管中喷油，其喷油量多少取决于喷油器的开启时间，即发动机控制模块(ECU)发出的喷油脉冲宽度。这种燃油喷射方式广泛地应用于现代电控燃油喷射系统中。间歇喷射系统根据喷射时序不同又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种，如图所示。4、按燃油喷射系统的控制方式分（1）机械控制式燃油喷射系统机械控制系统是利用机械机构实现燃油连续喷射的系统，由德国博世（Bosch）公司1967年研制成功，在早期的轿车上采用。（2）机电结合式燃油喷射系统机电结合式燃油喷射系统是由机械机构与电子控制系统结合实现的燃油喷射系统，是在机械控制式的基础上改进而成，仍为连续喷射系统。（3）电子控制式燃油喷射系统

电子控制式燃油喷射系统（EFI）是由电控单元直接控制燃油喷射的系统，它能对空气和燃油精确计量，控制精度高，目前在汽车发动机上被广泛应用。5、按有无反馈信号分类：

开环控制系统(无氧传感器)闭环控制系统(有氧传感器)（五）电控燃油喷射系统的优点（1）能提供发动机在各种运行工况下最佳的混合气浓度，使发动机在各种工况条件下保持最佳的动力性、经济性和排放性能。（2）电控燃油喷射系统配用排放控制系统后，大大降低了HC、C0和N0X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；由于每个气缸均安装一个喷油器(多点喷射系统)，所以各缸的燃油分配比较均匀，有利于提高发动机运转的稳定性。（4）当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度的变化，发动机控制电脑(ECU)能及时准确地作出补偿。（5）在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能够迅速的作出反应，使汽车加速、减速性能更加良好。（6）具有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油。减速时，节气门关闭，发动机仍以高速运转，进入气缸的空气量减少，进气歧管内的真空度增大。在化油器系统中，此时会使粘附于进气歧管壁面的燃油由于进气歧管内真空度骤升而蒸发后进入气缸．他混合气变浓，燃烧不完全，排气中HC和CO的含量增加。而在电控燃油喷射发动机中，当节气门关闭而发动机转速超过预定转速时，喷油就会减少或停止，使排气中HC和CO的含量减少，降低燃油消耗。（7）在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力减小。再加上进气管道的合理设计，就能充分利用吸入空气惯性的增压作用，增大充气量，提高发动机的输出功率，增加动力性。（8）在发动机起动时，可以用发动机控制模块(ECU)计算出起动时所需的供油量，使发动机起动容易，暖机更快，暖机性能提高。（六）进气系统的作用和组成（1）作用：控制并测量吸入发动机的空气量，提供可燃混合气形成所需的空气。空气滤清器、空气计量计、节气门体、进气总管、进气歧管、怠速空气阀等。（2）组成：（六）进气系统的作用和组成（六）进气系统的作用和组成工作情况（七）燃油供给系统的作用和组成（1）功用：向气缸供给燃烧所需的汽油。燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动阻尼器、喷油器。燃油压力调节器、输油管道等。（2）组成：（七）燃油供给系统的作用和组成（3）工作油路：（七）燃油供给系统的作用和组成（七）燃油供给系统的作用和组成燃油流动路径为：汽油箱→汽油泵→输油管→汽油滤清器→燃油分配管→喷油器。回油路径为：汽油箱→汽油泵→输油管→汽油滤清器→燃油分配管→油压调节器→回油管→油箱。（八）电子控制系统的作用和组成：