汽油机电控燃油喷射系统简介

一、按燃油喷射系统的控制方式分类

发动机汽油喷射系统按控制方式的不同，可分为机械式，机电结合式和电子控制式汽油喷射系统。

1.机械式汽油喷射系统

机械式汽油喷射系统是指利用机械控制实现汽油的连续喷射系统，它是由德国波许公司研制成功，并安装在奔驰、奥迪轿车上的K--Jetronic系统。K－Jetronic 型机械式汽油喷射系统如图1－19所示。该系统的空气计量器与燃油分配器组合成一体，空气流量计的流量计量板随流经空气的多少在空气漏斗中上下浮动，通过标杆传动机械使燃油分配器的控制柱塞上下移动，调节燃油计量槽开度的大小来控制喷油量，以此控制混合气的空燃比。

2.机电结合式汽油喷射系统

机电结合式汽油喷射系统（KE－Jetronic）是由德国波许公司在K－Jetronic基础上改进而成，如图1－20所示。它与K型机械式汽油喷射系统的区别在于燃油分配器上安装了一个由ECU控制的电液式压差调节器。ECU根据水温、节气门位置等传感器的输入信号控制电液式压差调节器的动作。通过改变燃油分配器燃油计量槽进出口油压差，调节燃油供给量，达到对不同工况时可燃混合气空燃比的修正。

3. 电控式汽油喷射系统

电控式汽油喷器应用电子控制单元直接控制燃油喷射和电子点火系统，如图1－21所示。国产桑塔纳2000GLI、捷达GT、GTX，以及富康、切诺基汽车燃油喷射系统都为电子控制式燃油喷射系统。

在该系统中，燃油供给方式是喷油器把高于进气歧管压力300KPa的燃油喷入进气门附近与空气混合，喷油器由ECU控制喷油脉冲，每次喷油持续时间一般为2－10MS。喷油持续时间越长，喷油量越大。

它的进气系统中的空气计量装置（空气流量计或进气压力传感器）检测进气量并转变成电信号输入ECU，曲轴转角传感器检测曲轴转角并转变成电信号输入ECU用于计算发动机的转速，ECU根据进气量信号和转速信号计算基本喷油量，再根据冷却液温度传感器和其他传感器检测的电信号修正基本喷油量，最后确定实际喷油量。ECU还要根据节气门位置传感器输入的节气门不同开度信号，使发动机在不同工况下按不同的模式控制喷油量。在节气门关闭、发动机怠速工况下，ECU将增加喷油持续时间，供给浓混合气，使怠速保持稳定运转；节气门在中、小开度、发动机部分负荷工作时，ECU提供较稀的混合气，以节省燃油；当节气门接近半开或全开、发动机大负荷或满负荷工作时，ECU将供给较浓的功率混合气，保证发动机输出最大功率，以满足使用要求。

在电子控制系统的控制方式中分开环控制和闭环控制两种。开环控制是指ECU 按预先设定最佳喷油脉宽和最佳点火提前角等来控制发动机运转。这些控制参数已预先存储在有ECU的只读存储器（ROM）中。发动机运转过程中，ECU根据各种传感器输入的信号，判断发动机所处的工况，并从只计存储器中查寻相应的控制参数数据，经中央处理器（CPU）计算并经过修正后，输出控制信号，使发动机运转。开环控制不去检测控制结果，例如，混合气燃烧是否完全、怠速是否稳定，是否有爆震发生的可能等情况。所以开环控制其控制精度不高。

开环控制系统调整空燃比和点火时刻的准确度受发动机的技术状况和控制程序及数据的限制。因为开环控制系统所执行的程序及技术数据是按技术状况最好的样机的检测结果制定的。如果现在发动机的技术状况和样机不一样，而空燃比和点火时刻仍按事先存储的参数进行，其结果就不再是适合于发动机目前的实际情况。使用闭环控制系统就能根据发动机所处的技术状况的变化进行补偿，缩小变化的差异。

闭环控制又叫反馈控制，是指将反馈到控制系统以对控制参数进行修正的控制。现在应用到汽车上的反馈控制主要是空燃比和点火提前角的反馈控制，所使用的传感器分别是氧传感器和爆震传感器。氧传感器安装在排气管上，用来检测排气中氧的浓度；爆震传感器安装在发动机机缸体上，用来检测发动机是否有爆震产生的可能。

排气中氧的浓度由混合气的空燃比决定，当空燃比小于理论空燃比（14.7：1）时，混合气偏浓，燃烧过程中氧气少，排气中氧就少；而当空燃比大于理论空燃比时，混合气较稀，燃烧过程中氧充足，排气中氧含量也越多。空燃比反馈控制就是由氧传感器测量排气中氧的含量，间接测量出进入发动机的混合气的浓度，并将检测结果转变成电信号输入ECU，并与设定的目标空燃比进行比较，ECU根据比较结果控制喷油量，从而控制空燃比，使其在规定范围内。当混合气过稀时，排气中氧含量多，ECU控制喷油器增加喷油量，当混合气过浓时，排气中氧含量少，ECU就控制喷油器减少喷油量。在安装有三元催化转化器的系统中，为使排气净化处理达到最佳效果，闭环控制的比应当使其在理论空燃比范围内变化。在发机机起动、加速以及全负荷工况时，需要加浓混合气，仍然需要进行开环控制。在这种工况下，ECU将根据输入的信号，控制喷油器增加喷油量，使混合气加浓，以满足负荷需要。在发动机的电子控制系统中，所执行的控制实际上是开环控制与闭环控制相结合的方式。

二、按喷油方式分类

按喷油方式可分为连续喷射和间歇喷射两大类。

1.连续喷射系统

连续喷射就是发动机运转期间，喷油器连续不断地喷射燃油的控制系统。波许公司的K型与KE型系统都属于连续喷射。其喷油量的大小由喷油分配器中燃油槽

的开度及进出油口间的燃油压力差决定。

2.间歇喷射系统

间歇喷射系统是指发动机运转期间，喷油器间歇喷射燃油的控制系统。这种喷射系统广泛应用在现代汽车燃油喷射系统，如国产桑塔纳2000GLI、2000GSI、捷达GT、GTX型轿车等。其喷油量的大小由ECU控制喷油器的喷油脉宽决定。间歇喷射系统，根据喷射时序的不同又分为同时喷射、顺序喷射和分组喷射。

（1）同时喷射

早期生产的间歇式燃油喷射都是同时喷射。同时喷射电路如图1－22所示。所有的喷油器并联连接，ECU根据曲轴位置传感器输入的基准信号，输出喷油器同时喷油。曲轴每转一周，各缸喷油器同时喷一次油，即在发动机的一个工作循环中喷油两次。两次喷射的燃油，在进气门打开时一起进入气缸，图1－23为同时喷射定时图。

这种喷射方式是所有各缸喷油器同时喷射的，所以，喷油定时与发动机进气、压缩、作功、排气工作循环没有关系。它的缺点是各缸喷射时间的对应不可能最佳，有可能造成各缸的混合气的空燃比不一样。

（2）分组喷射

分组喷射一般是把所有气缸的喷油器分成2－4组。4缸发动机一般把喷油器分成两组，ECU分别控制两组喷油器交替喷射。分组喷射控制电路如图1－24所示。在每一工作循环中，各喷油器均喷油一次，图1－25为分组喷射定时图。

可燃混合气的制备及其在缸内可靠、适时地点燃是决定汽油机运转稳定性及动力性、经济性等至管重要的因素。完成这两项功能的是汽油机的燃油供给系和点火系。

为了满足空燃比高精度控制的要求，目前广泛应用的是电子控制的汽油喷射系统和电子点火系统。

电子控制的汽油喷射系统由进气系统、燃油系统及包括传感器、电子控制单元、执行元件在内的控制系统组成。对空燃比的控制采用空气和燃油分开计量的方式，即根据直接或间接测得的近气量以及所需控制的空燃比，计算发动机燃烧时所需要得燃料量，并控制喷油器将相应的油量以喷射的方式提供给发动机。

汽油喷射，尤其是电子控制汽油喷射，由于同时做到了对空气及燃油两项的精确计量，使空燃比得到了精确控制。同时，由于电子控制的高稳定性及对工况