第四章 电控汽油喷射燃料供给系统

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博世LH型（LH-叶特朗尼克）汽油喷射系统
LH型汽油喷射系统是L型汽油喷射系统的变型产品
两者的结构与工作原理基本相同，不同的是LH型采用热 线式空气流量计，而L型采用翼片式空气流量计
LH型汽油喷射系统优点
结构简单 无运动部件 进气阻力小，信号反应快 该流量计还装有海拔高度与进气温度的自补偿装置，在不 同环境温度及高原地区也不易发生测量误差 空气的计量精度更准确 电控装置采用大规模数字集成电路，运算速度快，控制范 围广，功能更加完善
Leabharlann Baidu述
燃料供给系统
燃料供给系统的功用与组成
功用是不断地输送滤清的燃油和清洁的新鲜空气，根据发动机各种不 同工作情况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，进入气缸 燃烧，做功后将废气排入大气。同时燃料供给系统还需要储存相当数 量的汽油，以保证汽车有相当远的行驶里程
电控汽油喷射燃料供给系统组成
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博世LH型（LH-叶特朗尼克）汽油喷射系统
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博世M型（M-叶特朗尼克）汽油喷射系统
M型汽油喷射系统将L型喷射系统与电子点火系统结合在一起，用一个由 大规模集成电路组成的数字式微型计算机同时对这两个系统进行控制， 从而实现了汽油喷射与点火的最佳配合，进一步改善了发动机的起动性 、怠速稳定性、加速性、经济性和排放性
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电控汽油喷射系统主要零部件的构造和工作原理
空气供给装置主要零部件的构造 与工作原理
空气流量传感器（AFS）
• 功用是测量进入发动机的空气流 量，并将测量的结果转换为电信 号传输给电控单元 • 安装在空气滤清器和进气软管之 间
空气流量传感器类型
• 反光镜检测方式
• 把涡流发生器两侧的压力变 化，通过导压孔引向薄金属 制成的反光镜表面，使反光 镜产生振动，反光镜振动将 发光二极管投射的光反射给 光敏晶体管，对反光信号进 行检测，即可得到涡流的频 率
卡门漩涡式
• 超声波检测方式
• 进气量大时，信号频率高；进气量小时 ，信号频率低
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按喷射位置
缸内喷射
电控汽油喷射系统的类型
• 在压缩行程开始前或刚开始时将汽油直接喷入气缸内 • 喷射压力较高（3～4MPa），高压喷射困难多，可靠性差
缸外喷射
• 喷射压力低（0.3～0.4MPa），成本低，工作效果好 • 四冲程汽油机常用此喷射系统
• 喷在进气门前（只用于多点喷射系统） • 喷在节气门上方（只用于单点喷射系统）
汽油供给装置
• 汽油箱、电动汽油泵、汽油表、油管、汽油滤清器、燃油分配管、燃油 压力调节器、冷起动喷油器、热正时器
空气供给装置
• 空气滤清器、空气流量传感器、进气管、动力腔、进气支管、怠速控制 阀、节气门、节气门位置传感器
可燃混合气形成装置
• 进气支管（或进气管、气缸）
废气排出装置
• 排气管、排气消音器
• 轿车发动机负荷经常是40%～60%，而货车则为70%～80%
理想可燃混合气（化油器）特性
即在一定转速下，汽车发动机所要求的可燃混合气浓度随负荷而变化 的规律（下负图中曲线3） 对于经常在中等负荷下工作的汽车发动机，为了保持其正常的运转， 从小负荷到中等负荷时要求燃料供给系统能随着负荷的增加，供给由 浓逐渐变稀的混合气，直到供给经济混合气，以保证发动机工作的经 济性。从大负荷到全负荷阶段，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到 功率混合气，以保证发动机发出最大功率
直接测量方式（压力L型，检测精度高）
• 用空气流量计直接检测出进气管的空气流量。流量计装在节气门的前方 ，其开度与节气门同步变化。用测得的空气流量除以发动机的转速而得 每一循环的空气量，由此算出每一循环的喷油量
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典型电控汽油喷射系统
博世L型（L-叶特朗尼克）汽油喷射系统
电子控制多点、间歇式汽油喷射系统 以发动机的进气量和发动机转速作为基本控制参数，从而 提高了喷油量的控制精度
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博世D型（D-叶特朗尼克）汽油喷射系统
最早应用在汽车发动机上的电子控制多点间歇式汽油喷射系统 其基本特点是以进气管压力和发动机转速作为基本控制参数，用来控制喷 油器的喷油量 D型汽油喷射系统的组成和工作原理与L型基本上相同。不同的是在L型中 用的是流量计而在D型中用的是压力传感器
按喷油器安装部位
多点喷射（Multi Point Injection, MPI）
• 在进气门前各有一个喷油器
单点喷射（Single Point Injection, SPI）
• 在进气道节气门前用1～2个喷油器集中喷射
按汽油喷射方式
连续喷射
• 发动机工作时，喷油器连续不断喷油， • 不能用于缸内喷射，常见于机械喷射系统 Technical Center
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节气门体汽油喷射系统（Mono-叶特朗尼克系统）
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电控汽油喷射系统优点
提高了发动机的充气效率，增加了发动机的功率和 转矩 混合气的分配均匀性好，有利于有害排放物的控制 和提高燃油经济性 良好的起动性能 加速性能好 良好的减速减油或断油特性 任何工况下都能获得最佳浓度的可燃混合气 扩大了控制功能，增加自诊断功能 降低了汽油机油路和电路的故障率
翼片式
• 工作可靠，但有一定的进气阻力 ，容易磨损
热线式
• 铂丝易断，进气阻力小，反应快 ，测量精度高 • 铂热线电阻RH、温度补偿电阻 RK、精密电阻RA、高阻值电阻 RB
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空气流量传感器
热膜式
• 将发热体由热线式改为热膜式，即将热 线、补偿电阻、精度电阻等镀在一块陶 瓷片上，将发热金属铂固定在树脂膜上
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节气门体汽油喷射系统（Mono-叶特朗尼克系统）
节气门体汽油喷射系统
单点喷射系统，只用一个或两个安装在节气门体上的喷油 器，将汽油喷入节气门前方的进气管内，并与吸入的空气 混合形成混合气，再通过进气支管分配至各气缸
节气门体喷射系统特点
它是向气流速度较高的大喉管中喷射，喷油压力只有 0.1MPa即可，可采用使用寿命较长的叶片式汽油泵，降低 了对燃油系统零部件的技术要求，从而降低了成本 结构简单、工作可靠、维护方便。在小、中、大排量的汽 油机中广泛使用 节气门体的热负荷小，喷油器不易污堵（碳化物、铅化物 ），故障率低，维修周期长 在性能上优于电控化油器，而不及多点喷射系统
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喷油器
喷油器功用
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进气管压力传感器（MAP）
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补充空气阀（AAD）
补充空气阀
实现发动机怠速的装置 现代汽油喷射系统多采用蜡式补充空气阀
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怠速控制阀（IAC）
怠速控制阀
功用是自动调节发动机的 怠速转速，使发动机在设 定的怠速转速下稳定运转 驾驶员踩加速踏板，怠速 开关触点打开。当怠速开 关触点闭合时，电控单元 通过此信号来判别是怠速 工况
经济混合气：Φa=1.05～1.15 功率混合气：Φa=0.85～0.95 火焰传播上限：Φa=0.4～0.5 火焰传播下限：Φa=1.3～1.4
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汽车发动机各工况对可燃混合气浓度要求
发动机工况
发动机工作情况的简称
汽车发动机的工作特点
工况变化范围很大，负荷可以从0变化到100%，转速可以从最低稳定 转速变到最高转速，有时工况变化非常迅速 工况间的变化是连续的，中间并没有一个实际界限，工况的变换过程 只是在节气门的开度和发动机转速高低的过程中 在汽车行驶的大部分时间内，发动机是在中等负荷下工作的
• 空燃比
• α=空气质量/燃油质量 • α=14.8的可燃混合气称为理论混合气体（理论空燃比或化学计 量空燃比） • α<14.8的可燃混合气称为浓混合气体 • α>14.8的可燃混合气称为稀混合气体 Technical Center
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可燃混合气浓度的表示法
Φa 与α数值对应关系
Φa 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 α 8.9 10.4 11.8 13.3 14.8 16.3 17.8 19.2 20.7
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可燃混合气浓度的表示方法
发动机正常运转必须具备的条件
足够的压缩终了压力和温度 正确的点火时刻和良好的火花 良好的空气和燃油的混合比
发动机对燃料燃烧的要求
性能要求
• 动力性
• 要求发动机发出功率大，即要求可燃混合气燃烧迅速
• 经济性
• 要求发动机耗油率低，即要求可燃混合气燃烧完全
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电控汽油喷射系统的类型
间歇喷射：发动机在一定的曲轴转角内喷油
• 同时喷射
• 各缸喷油器同时喷油，发动机电控单元用一个喷油指令控制所有喷油器动作
• 分组喷射（多在八缸发动机上使用）
• 将各个气缸喷油器分成若干组交替喷油，点火间隔为360o曲轴转角的两个喷 油器为一组，同组喷油器同时喷油
• 顺序喷射（多为多点喷射系统）
• 各缸喷油器按照发动机的点火顺序分别进行喷油，间歇地喷在节气门的前方
按空气量的检测方式
间接测量方式（压力D型，检测精度不高）
• 通过压力传感器测出进气管的压力，压力传感器装接在节气门的后方， 多用软管连通。再根据发动机的转速间接地推算出进气流量，从而确定 喷油量
小负荷
• Φa=0.7~0.9的混合气（节气门开 度25%以内）
中等负荷工况
Φa=0.9~1.1的经济可燃混合气（ 节气门开度25%~85%）
大负荷和全负荷工况
Φa=0.85~0.95的功率混合气（节 气门接近或达到全开） Technical Center
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电控汽油喷射系统工作原理
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汽车发动机各工况对可燃混合气浓度要求
冷起动工况
Φa=0.2~0.6的极浓可燃混合气
加速工况
在节气门突然开大空气流量迅速 增加的同时，燃料供给系统瞬时 快速地供给一定数量的汽油，使 变稀的混合气得到重新加浓
怠速及小负荷工况
怠速
• 指发动机对外无功率输出的工况 下的最低发动机转速 • Φa=0.6~0.8的浓而少的混合气（ 节气门接近关闭）
迅速完全燃烧条件
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• 汽油与空气一定的质量比例混合 • 汽油在空气中彻底雾化蒸发并与空气均匀混合
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可燃混合气浓度的表示法
可燃混合气体浓度
可燃混合气中空气与燃油的比例，通常用过量空气系数和 空燃比表示
• 过量空气系数
• Φa=燃烧1kg燃油实际供给的空气质量/完全燃烧1kg燃油的化学计量 空气质量 • Φa=1的可燃混合气称为理论混合气体 • Φa<1的可燃混合气称为浓混合气体 • Φa>1的可燃混合气称为稀混合气体
节气门体
位于空气流量传感器之后 的进气管上
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燃油供给装置主要零件部件的构造和工作原理
电动汽油泵
滚柱式电动汽油泵
• 滚柱式电动汽油泵运转时噪声大，油压脉动也大，而且泵体内表 面和转子容易磨损
叶片式电动汽油泵
• 叶片式电动汽油泵运转噪声小，油压脉动小，泵油压力高，叶片 磨损小，使用寿命长
控制装置
• 发动机温度传感器、进气温度传感器、发动机转速与曲轴位置传感器、 氧传感器、车速传感器、爆燃传感器、电控单元等 Page 2 Technical Center
燃料供给系统的功用与组成
电子控制汽油喷射（EFI，Electronic Fuel Injection）系统
是在恒定的压力下，利用喷油器将一定数量的汽油直接喷 入气缸或进气管道内的汽油机燃料供给装置