汽车电喷原理.doc

汽车电喷系统简介
1、电喷发动机是采用电子控制装置.取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比.油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置.电子控制装置根据这些信号参数.计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合,进入燃烧室燃烧,从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。 电喷发动机按喷油器数量可分为多点喷射和单点喷射。发动机每一个气缸有一个喷油咀,英文缩写为MPI,称多点喷射。发动机几个气缸共用一个喷油咀英文缩写SPI.称单点喷射。  汽油喷射发动机与化油器式发动机相比，突出的优点是能准确控制混合气的质量，保证气缸内的燃料燃烧完全，使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来，同时它还提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和扭矩。电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高一点，因此价格也就贵一些，故障率虽低,一旦坏了就难以修复(电脑件只能整件更换)，但是与它的运行经济性和环保性比，这些缺点就微不足道了。  
2、分类
汽油喷射型式分为机械式和电子控制式两种。机械式汽油喷射装置是一种以机械液力控制的喷射技术，早在30年代就应用在飞机发动机，50年代开始应用在德国奔驰300BL轿车发动机上。集成电路的出现使电子技术能在发动机上得到应用，一种更好的汽油喷射装置——电子控制汽油喷射技术也就应运而生了。  结构任何一种电子控制汽油喷射装置，都是由喷油油路，传感器组和电子控制单元(微型电脑)三大部分组成。当喷射器安装在原来化油器位置上，称为单点电控燃油喷射装置；当喷射器安装在每个气缸的进气管上，称为多点电控燃油喷射装置。  
3、原理
喷油油路由电动油泵，燃油滤清器，油压调节器，喷射器等组成，电控单元发出的指令信号可将喷射器头部的针阀打开，将燃油喷出。传感器好似人的眼耳鼻等器官，专门接受温度，混合气浓度，空气流量和压力，曲轴转速等数值并传送给“中枢神经”的电子控制单元。电子控制单元是一个微计算机，内有集成电路以及其它精密的电子元件。它汇集了发动机上各个传感器采集的信号和点火分电器的信号，在千分之几十秒内分析和计算出下一个循环所需供给的油量，并及时向喷射器发出喷油的指令，使燃油和空气形成理想的混合气进入气缸燃烧产生动力。  
4、历史
从60年代起，随着汽车数量的日益增多，汽车废气排放物与燃油消耗量的不断上升困扰着人们，迫使人们去寻找一种能使汽车排气净化，节约燃料的新技术装置去取替已有几十年历史的化油器，汽油喷射技术的发明和应用，使人们这一理想能以实现。早在1967年，德国波许公司成功地研制了D型电子控制汽油喷射装置，用在大众轿车上。这种装置是以进气管里面的压力做参数，但是它与化油器相比，仍然存在结构复杂，成本高，不稳定的缺点。针对这些缺点，波许公司又开发了一种称为L型电子控制汽油喷射装置，它以进气管内的空气流量做参数，可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量，据此喷射出相应的汽油。这种装置由于设计合理，工作可靠，广泛为欧洲和日本等汽车制造公司所采用，并奠定了今天电子控制燃油喷射装置的邹型。至1979年起美国的通用，福特，日本的丰田，三菱，日产等汽车公司都推出了各自的电子控制汽油喷射装置，尤其是多气门发动机的推广，使电子控制喷射技术得到迅速的普及和应用。到目前为止，欧美日等主要汽车生产大国的轿车燃油供给系统，95%以上安装了燃油喷射装置。从99年1月1日起，只有采用电子控制汽油喷射装置的轿车才能准予在北京市场上销售。  现在电喷发动机(电子控制汽油喷射式发动机)的使用在轿车中越来越普遍，有消息称化油器式发动机轿车在我国各大城市将很快被“消灭”。因此车主对电喷发动机的了解变得越来越重要，只有了解了电喷发动机的“脾气”，您才能更好地使用和养护爱车。  电喷发动机与化油器式发动机有很大的区别，在使用操作方法上也颇有不同。起动电喷发动机时(包括冷车起动)，一般无需踩油门。因为电喷发动机都有冷起动加浓、自动冷车快怠速功能，能保证发动机不论在冷车或热车状态下顺利起动；在起动发动机之前和起动过程中，像起动化油器式发动机那样反复快速踩油门踏板的方法来增加喷油量的做法是无效的。因为电喷发动机的油门踏板只操纵节气门的开度，它的喷油量完全是电脑根据进气量参数来决定；在油箱缺油状态下，电喷发动机不应较长时间运转。因为电动汽油泵是靠流过汽油泵的燃油来进行冷却的。在油箱缺油状态下长时间运转发动机，会使电动汽油泵因过热而烧坏，所以如果您的爱车是电喷车，当仪表盘上的燃油警告灯亮时，应尽快加油；在发动机运转时不能拔下任何传感器插头，否则会在电脑中显现人为的故障代码，影响维修人员正确地判断和排除故障。  
另外要注意的是，尽量不要在电喷车上装用大功率的移动式无线电话系统及无线电设备，以防止无线电信号对电脑工作产生干扰。  传感器  传感器的功用是采集控制系统所需的信号，并将其转换成电信号通过线路输送给ECU。开环FAI电喷系统采用的传感器有进气温度传感器、缸头温度传感器、转速传感器、节气门位置传感器，而闭环FAI电喷系统再加一个氧传感器。其中：节气门位置传感器用于检测节气门开度大小；转速传感器采用原发动机的点火脉冲发生器，检测发动机的瞬时转速和曲轴相位；缸头温度传感器用于检测发动机缸头温度状态，判断发动机的热状态；进气温度传感器用于采集进气温度信号，修正大气密度的变化；氧传感器实时检测发动机排气中氧气的含量，以动态反馈修正喷油量，使混合气浓度始终处于理论当量比，保证发动机燃烧性能；自学习功能可以保证发动机即使在不能闭环控制（例如起动后的几分钟内，氧传感器温度不够）时，混合气浓度也处于最佳稳定状态，同时不受发动机运行时间、磨损等慢变过程的影响。  
汽车电喷系统
　　汽车电喷系统（auto electronic fuel injection system ）
　　1.按燃油供应方式分类
　　(1)单点喷射(SPI)系统：在进气管节流阀上方装1个中央喷射装置，用l～2个喷油器集中喷射。汽油喷人进气气流中，形成的可燃混合气由进气歧管分配到各个气缸中。单点喷射又称为节流阀体喷射(TBI)或中央燃油喷射(CFI)。单点喷射系统成本较低，仅略高于传统的化油器。目前在国内外普及型轿车上被广泛应用。

　　(2)多点喷射(MPI)系统：在每个气缸内装有1个喷油器，电控单元(ECU)控制并按顺序对各缸进行单独喷射或分组喷射，将汽油直接喷射到各缸进气门上方。多点喷射系统的燃油分配均匀性好，进气管可按最大气量来设计。由于它直接控制空燃比，因此，无论发动机处于冷态或热态，其过渡的响应及燃油经济性都是最佳的。但其缺点是，控制系统较复杂、成本较高。主要用于对一些豪华轿车上。
　　2.按有无反馈信号分类
　　(1)开环控制系统：把实验得到的发动机各种工况下的最佳供油参数预先存人计算机内，
　　发动机运行时，计算机根据各个传感器的输入信号判断自身所处的运行工况，计算出最佳供油量。经功率放大器控制喷油器的喷射时间从而精确地控制混合气空燃比的大小，使发动机处于最佳工作状态。
　　(2)闭环控制系统：根据安装在排气管上的氧传感器的信号确定出混合气空燃比的大小。通过计算机与设定的目标空燃比值进行比较，再将误差信号经放大器，控制电磁喷油器喷油量，使空燃比值保持在设定的目标值附近。
汽车电喷系统喷油器的原理及组成
文章来源：网络    编辑：吴丽娟    时间：2010-5-14 8:57:29

    喷射器是汽油电喷装置中很关键的一个部件，它控制燃油的最终喷射，如果出了问题，发动机的工作就会不正常或者立即停止工作。

    喷射器如果安装在原来化油器的位置上，与节气门组合在一起，这种形式称为单点电控燃油喷射，它的优点是成本低维修简单，缺点是因喷射点与各气缸距离不等而导致燃油分配不均匀，冷机启动时燃油容易粘附在进气管壁上。 

    喷射器如果安装在每个气缸的进气管上，这种形式称为多点电控燃油喷射装置，是当前大多数汽油电喷发动机采用的形式。它的优点是每一个缸都有自己的喷射器，喷射器尽量靠近进气门，避免了单点电控燃油喷射的缺点，缺点是成本高维修复杂。 

    当前多数汽车发动机都采用多点电喷形式，也有少部分经济型汽车采用单点电喷形式。如果旧式化油器发动机改装为电喷式就要采用单点电喷形式。 

    一般汽车电控汽油喷射装置有3个部分组成：供油部分、供气部分和控制部分。其中供油部分由油箱、汽油泵、汽油滤清器、压力调节器和喷油器组成，汽油泵将汽油从油箱抽出经汽油滤清器过滤杂质，经压力调节器加压使汽油压力高于进气歧管的负压力，再经输油管送至各缸的喷射器。喷射器相当于一个开关，控制开关的部件就是ECU（电子控制单元）。 

    喷射器由电磁线圈控制，而电磁线圈电流的通断则是由ECU控制的。ECU根据传感器反馈的信号进行处理，发送电信号到喷射器，该电信号确定了喷射器开启和喷射汽油的时间，这个时间的间隔称为喷射器的“脉冲宽度”。喷射器电磁线圈通电后产生磁场，在磁场作用下柱塞克服弹簧力而被吸起，带着阀体离开阀座，汽油则在压力下从喷嘴口喷出；当电磁线圈断电时磁场消失，柱塞在弹簧力作用下下移，阀体顶着阀座封闭了喷嘴口，汽油也就出不去了。阀体以构造划分有球阀和针阀两种。为了保证喷油的精确度，球阀或针阀与阀座都要求有很高的加工精度，而且阀体的升程微小，只有0.1毫米左右。由于有压力调节器作用，喷油器前方是高压力油路，后方是进气歧管的低压力，压力差形成了负压力，保证燃油形成雾状喷射到进气门附近。 

    虽然多点电控燃油喷射系统每一个气缸都有一个喷射器，喷射器的喷油量是由脉冲宽度决定的，也就是说喷油量取决于喷射器开启时间。但是具体到不同的喷油形式，又不是全都一样，有一般的多点燃油喷射系统（MPI）和顺序式燃油喷射系统（SFI）之分。 

    在MPI系统中，喷射器被分成几组，同一组的喷射器在同一时间被打开。例如4缸机的喷射器分成两组，每组各2个喷射器，这两组喷射器轮流喷油，发动机曲轴每转一圈有一组喷射器喷油。这种系统的喷射器是并联的，ECU只对同一组中的所有喷射器发同一信号，喷射器都在相同的时间打开和关闭，程序编制简单，简化了电子线路，但它对于发动机不同的工况缺乏随机变化的功能，会产生油气在进气歧管滞留的现象。 

    SFI系统中每一个喷射器直接与ECU连接，分别控制，它可以精确做到喷油器刚好在进气门打开前被打开，喷油器两个喷油期之间可以做到瞬时调节混合气的功能，以适应不同工况的变化。因此SFI是多点电控燃油喷射系统中最精确和最理想的方式，目前许多轿车发动机都采用这种方式。