汽油喷射系统

第六章汽油喷射系统

本章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，找出其中的一般规律。

本章主要内容有：1、汽油喷射系统概述；2、传感器；3、执行器；4、汽油喷射系统的结构与工作原理。

第一节、汽油喷射系统概述

一、汽油喷射系统的发展及应用

自从1967年博世公司研制开发成功了K型机械式汽油喷射系统以来，汽油喷射系统经历了K型系统，K—E型系统（机械与电子混合控制），EFI（电控燃油喷射系统）的发展过程。

目前除少数汽车仍在采用K或K—E系统外，大多数都采用了EFI电控燃油喷射系统。SPI 单点燃油喷射系统因其结构较简单，只用一个喷油器，发动机结构在化油器式的基础上变动较少，成本较低，故国内外现在已经迅速推广应用在低排量的普通轿车甚至载货汽车上。大排量的轿车大多采用MPI多点喷射。

目前代表国际中级轿车顶尖水平的第5代车型，如奥迪A6和帕萨特（PASSAT）B5等都是采用了多点电控喷射。而且它们还采用了德国大众集团独有的领先于世界的三大技术，即5气门技术、可变配气相位技术和可变进气管技术。以前汽车都是采用每气缸1进气门1出气门德2气门发动机，现代轿车上多数采用了2进2出的4气门发动机，而5气门发动机技术是采用3进2出的方法，在每个燃气室有5个气门，使燃气混合更快更均匀，排气也更迅速更彻底，燃烧室的空间可以得到更充分的利用。因此，发动机的动力性将得到提高，废气排放将大大减少。可变凸轮轴通过改变进排气门的开启和关闭时间（可变配气相位），使发动机在高转速工况下获得尽可能高的功率，在低转速的情况下极大的降低了燃烧不平稳性，提高转矩。采用可变通的通道进气管，即随发动机的转速和负荷改变进气路径长短，高转速时，通道变短，减少流动损失，提高高速功率。低转速时，进气通道变长，提高进气流速，增加转矩。

日本日立（HITACHI）公司近年来开发了一种MSI（Multi Stream Injection）系统，即所谓单点多方向喷射系统。它采用一个喷油器同时向各缸的进气歧管喷射，因此性能要比SPI 强，成本比MPI要低。且发动机的质量轻，它的质量约为2公斤，比SPI的3.4公斤及MPI 的5公斤都要小的多。虽然排放性能比MPI差，但还是可以达到欧洲三号标准。目前正将该系统推广应用在小排量的3缸普及型轿车和微型车上。

近年来，高档豪华轿车有采用DI（Direct Injection）系统，即采用直喷系统的趋势。该系统最早由日本三菱公司研制开发，它是将喷油器安装在每个气缸的燃油室上方，燃油直接喷入气缸内进行混合燃烧，一般喷射系统的喷射压力为250千帕，而DI系统的喷射压力将达到5兆帕以上。由于压力增大，因而燃烧更充分，效率更高，可以节约燃料20%以上，并能满足2005年开始实施的欧洲4号排放规定。但是由于它必须使用低硫汽油，其目前的应用还受到一定限制，汽油直喷式发动机的开发成功为制造出更节能、更干净的汽车提供了良好的开端。缸内直喷特别是四冲程汽油机缸内直喷是当前轿车汽油喷射中的前沿技术，电控燃油直喷式发动机将成为21世纪汽车的主流。

二、汽油喷射系统的优缺点

汽油喷射系统的实质就是一种新型的汽油供油系统。化油器利用空气流动时在节气们上方的喉管处产生负压，将浮子室的汽油连续吸出，经过雾化后输送给发动机。汽油喷射系统

则是通过采用大量的传感器感受各种工况，根据直接或间接检测的进气信号，经过计算机判断和分析，计算出燃烧时所需的汽油量，然后将加有一定压力的汽油经喷油器喷出，以供发动机使用。

电控发动机系统取消了化油器供油系中的喉管，喷油位置在节气门下方，直接在进气门负极或缸内，有计算机控制喷油器精确供油。与化油器式发动机相比，汽油喷射系统具有以下优点：

1、提高了发动机的充气系数，从而增加了发动机的输出功率和扭矩。这是因为汽油喷射系统

没有化油器的喉管，减少类进气压力的损失；汽油喷射是在进气歧管附近，只有空气通过歧管，这样可以增加进气歧管的直径，增加进气歧管的惯性作用，提高充气效率。

2、能根据发动机负荷的变化，精确控制混合气的空燃比，适应发动机的各种工况，使汽油燃

烧充分，降低油耗，减少排气污染，而且响应速度快。

3、可均匀分配各缸燃油，减少了爆震现象，提高了发动机工作的稳定性。同时，也降低了废

气排放和嘈声污染。

4、提高了汽车驾驶性能。在寒冷的季节里，化油器主喷油管的附近容易结冰，会造成发动机输出功率不足，而汽油喷射供油不经过节气门和进气歧管，所以没有结冰现象，从而提高了冷起动性能；另外，汽油喷射是高压供油，喷出的汽油雾滴比较小，汽油不经过进气歧管，所以，当突然加速时，雾滴较小的汽油能与空气同时进入燃烧室混合，因而比化油器供油的响应速度快，加速性能好。

与传统的机化油器相比，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。

电控汽油系统价的缺点在于价格偏高、维修要求高。

图2-1 进气系统的工作流程图

三、电控汽油喷射系统的组成

组成：按其部件功用来看，主要有进气系统（气路）、燃油控制系统（油路）和电子控制系统（电路）三部分。

1、进气系统

作用：为发动机提供必要的空气。

组成：一般由空气滤清器、节气门体、节气门、空气阀、进气总管、进气歧管等部分组成。

另外，为了随时调节进气量，进气系统中还设置了进气量的检测装置。

（L 型） （D 型）

L 型和D 型EFI 系统框图

如图所示：在L 型EFI 系统中，采用装在空气滤清器后的空气流量计（空气流量传感器）直接测量发动机发动机吸入的进气量 。其测量的准确度高于D 型EFI 系统，可以精确的控制空燃比。“L ”是德文“空气”的第一个字母。

D 型EFI 系统是根据进气歧管压力传感器进行检测。由于进气管内的空气压力在波动，所以控制的测量精度稍微差些。“D ”是德文“压力”的第一个字母。

空气阀只是在发动机温度低时用来调节进气量，控制发动机的怠速转速。

节气门总成包括控制进气量的节气门通道和怠速运行的空气旁通道。节气门位置传感器与节气门轴相连接，用来检测节气门的开度。

2、燃油供给系统

燃油供给系统工作流程图

作用：向气缸提供燃烧所需要的燃油 。