汽车电喷系统讲解
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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。
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)。
多点喷射又称多气门喷射(MPI)或顺序燃油喷射(SFI )或单独燃油喷 射(IFI),与单点喷射相对应。是目前最为普遍的喷射系统。
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。
分类
1.按燃油供应方式分类 ▪ (1)单点喷射(SPI)系统: ▪ (2)多点喷射(MPI)系统: 2.按有无反馈信号分类 ▪ (1)开环控制系统: ▪ (2)闭环控制系统:
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。如今,在国内外普及型轿车上被广泛应用。
1单点喷射的由来
在上世纪九十年代, 80%以上的在用汽油车辆仍然使用化油 器。虽然人们对化油器进行不断改进,使之供油规律不断向 理想化油器特性靠近,却只是治标不治本,没有改变化油器 被动供油的本质,不但收效甚微,反而使化油器结构更加复 杂。而用单点汽油喷射系统代替化油器,则可改善燃烧状况, 提高燃油经济性,降低废气排放,成本比多点燃油喷射系统 低,容易替代在用车辆的化油器。
单点喷射系统的现状
为了保证汽车发动机的运行质量,现在大部分乘用车发动机 电控燃油喷射系统采用多点喷射的形式,单点喷射系统一般 仅用于小型乘用车上。随着汽车排放法规和消费者对于汽车 发动机性能要求的越来越高,单点喷射系统逐渐的退出历史 舞台,让位于多点喷射系统,甚至是最先进的缸内直喷系统。
(2)多点喷射(MPI)系统
汽车电喷系统
汽车电喷系统(auto electronic fuel injection system ) 车用电喷系统分为汽车电喷和柴油电喷系统,汽油电喷技术 有较高的普及率,主要汽车企业均掌握了该技术。而柴油电 喷技术却被美国德尔福、德国博世和日本电装等几家企业所 垄断,自然我国车用柴油电喷系统也都是被国外品牌霸占。
(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。
电喷系统组成
电喷系统中的喷油器
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。
汽车电喷发动机控制系统的主要控制部件
现代汽车的电喷发动机的控制系统一般由传感器、电子控制 单元和执行器三部分组成,如图1所示。图中箭头指向电子控 制单元的部件是传感器,由电子控制单元出来的箭头所指的 部件是执行器。电子控制单元是电控汽油喷射系统的核心元 件,它实际上是一个微型计算机,一方面接收来自传感器的 信号,另一方面处理这些信息,并发出相应的指令来控制执 行器正确动作。传感器是感知信息的部件,负责向电子控制 单元提供发动机的工作情况和汽车运行状况,从而使电子控 制单元正确地管理发动机的运转。执行器负责执行电子控制 单元发出的各项指令,是指令的完成者。
2单点喷射系统的特点
与化油器相比 单点喷射系统的优点如下: (1) 经济性好。汽油单点喷射在改善燃油经济性方面效果明显。单点喷 射的油耗曲线普遍低于化油器的油耗曲线,且曲线较为平坦,平均油耗 率有一定程度的降低,燃油经济性可提高5%~7%。
(2) 动力性好。汽油单点喷射可以适当提高原机的最大扭矩和最大功率。
(3) 排放性好。若废气中的CO控制在0.2%~0.5%以内,成本更低,HC浓 度可控制在120~150PPM以内,符合国内废气排放标准。
与多点喷射系统相比
单点喷射系统的缺点如下: 单点喷射难以保证节气门后至进气门的一段管壁上Leabharlann Baidu形成油膜,因此进气歧管的结构对混 合气的输送和分配有重大影响,而且难以实现在所有工况下都能保持理想的混合气分配; 多点喷射将喷射器设在进气门处,燃油在热的进气门上进一步蒸发与空气充分混合后立即 通过进气门进入燃烧室,不受进气结构的影响,可以保证均匀一致的混合气分配。 单点喷射系统的优点如下: 单点喷射虽然在性能上略低于多点喷射,但其构造简单,工作可靠,维护简单。其中一个 很显著的优点就是单点喷射的喷油器设在节气门上方,直接向气流速度很高的进气管道中 喷射,由于该处压力低(流速与压力成反比),喷射时只需要0.1MPa的低压就可以喷射了, 多点喷射则要在0.35MPa才工作,这就意味着单点喷射系统可以降低对电动燃油泵的要求, 节省了成本。
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)。
多点喷射又称多气门喷射(MPI)或顺序燃油喷射(SFI )或单独燃油喷 射(IFI),与单点喷射相对应。是目前最为普遍的喷射系统。
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。
分类
1.按燃油供应方式分类 ▪ (1)单点喷射(SPI)系统: ▪ (2)多点喷射(MPI)系统: 2.按有无反馈信号分类 ▪ (1)开环控制系统: ▪ (2)闭环控制系统:
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。如今,在国内外普及型轿车上被广泛应用。
1单点喷射的由来
在上世纪九十年代, 80%以上的在用汽油车辆仍然使用化油 器。虽然人们对化油器进行不断改进,使之供油规律不断向 理想化油器特性靠近,却只是治标不治本,没有改变化油器 被动供油的本质,不但收效甚微,反而使化油器结构更加复 杂。而用单点汽油喷射系统代替化油器,则可改善燃烧状况, 提高燃油经济性,降低废气排放,成本比多点燃油喷射系统 低,容易替代在用车辆的化油器。
单点喷射系统的现状
为了保证汽车发动机的运行质量,现在大部分乘用车发动机 电控燃油喷射系统采用多点喷射的形式,单点喷射系统一般 仅用于小型乘用车上。随着汽车排放法规和消费者对于汽车 发动机性能要求的越来越高,单点喷射系统逐渐的退出历史 舞台,让位于多点喷射系统,甚至是最先进的缸内直喷系统。
(2)多点喷射(MPI)系统
汽车电喷系统
汽车电喷系统(auto electronic fuel injection system ) 车用电喷系统分为汽车电喷和柴油电喷系统,汽油电喷技术 有较高的普及率,主要汽车企业均掌握了该技术。而柴油电 喷技术却被美国德尔福、德国博世和日本电装等几家企业所 垄断,自然我国车用柴油电喷系统也都是被国外品牌霸占。
(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。
电喷系统组成
电喷系统中的喷油器
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。
汽车电喷发动机控制系统的主要控制部件
现代汽车的电喷发动机的控制系统一般由传感器、电子控制 单元和执行器三部分组成,如图1所示。图中箭头指向电子控 制单元的部件是传感器,由电子控制单元出来的箭头所指的 部件是执行器。电子控制单元是电控汽油喷射系统的核心元 件,它实际上是一个微型计算机,一方面接收来自传感器的 信号,另一方面处理这些信息,并发出相应的指令来控制执 行器正确动作。传感器是感知信息的部件,负责向电子控制 单元提供发动机的工作情况和汽车运行状况,从而使电子控 制单元正确地管理发动机的运转。执行器负责执行电子控制 单元发出的各项指令,是指令的完成者。
2单点喷射系统的特点
与化油器相比 单点喷射系统的优点如下: (1) 经济性好。汽油单点喷射在改善燃油经济性方面效果明显。单点喷 射的油耗曲线普遍低于化油器的油耗曲线,且曲线较为平坦,平均油耗 率有一定程度的降低,燃油经济性可提高5%~7%。
(2) 动力性好。汽油单点喷射可以适当提高原机的最大扭矩和最大功率。
(3) 排放性好。若废气中的CO控制在0.2%~0.5%以内,成本更低,HC浓 度可控制在120~150PPM以内,符合国内废气排放标准。
与多点喷射系统相比
单点喷射系统的缺点如下: 单点喷射难以保证节气门后至进气门的一段管壁上Leabharlann Baidu形成油膜,因此进气歧管的结构对混 合气的输送和分配有重大影响,而且难以实现在所有工况下都能保持理想的混合气分配; 多点喷射将喷射器设在进气门处,燃油在热的进气门上进一步蒸发与空气充分混合后立即 通过进气门进入燃烧室,不受进气结构的影响,可以保证均匀一致的混合气分配。 单点喷射系统的优点如下: 单点喷射虽然在性能上略低于多点喷射,但其构造简单,工作可靠,维护简单。其中一个 很显著的优点就是单点喷射的喷油器设在节气门上方,直接向气流速度很高的进气管道中 喷射,由于该处压力低(流速与压力成反比),喷射时只需要0.1MPa的低压就可以喷射了, 多点喷射则要在0.35MPa才工作,这就意味着单点喷射系统可以降低对电动燃油泵的要求, 节省了成本。
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。