电控发动机燃油喷射系统原理解析

在采用顺序喷射方式的发动机上，ECU根据凸轮轴位置传 感器信号(G信号)、曲轴位置传感器信号(Ne信号)和发动机的 作功顺序，确定各缸工作位置。当确定某缸活塞运行至排气 行程上止点前某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油 器电磁线圈电路，该缸即开始喷油，喷油顺序与作功顺序一 致。图2—1—4所示为日本本田4缸发动机的顺序喷射正时图。
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图2—1—3 顺序喷射控制电路
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图2—1—4 顺序喷射正时图
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(2)分组喷射正时控制 分组喷射一般是把所有气缸的喷油器分成2～4组，由ECU
分组控制喷油器。图2—1—5所示为4缸发动机分组喷射控制电 路，喷油器分两组，ECU通过两个端子分别对各组喷油器进行 控制。
空燃比与发动机的转矩、油耗及有害排放物浓度的关系
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图2—1—1 空燃比与发动机的转矩、油耗及有害排放物浓度的关系
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燃烧后排出的废气成分主要是C02、H20和N2，剩余的O2， 以及完全没被燃烧的HC，燃烧不完全的C0及高温条件下燃烧生 成的NOx。其中CO、．HC和NOx是主要的有害成分。图2—1—1 b）中所示为：CO、HC及NOx三种有害成分的浓度随空燃比而变 的规律，其中CO和HC以理论空燃比为界，随着混合气变浓(空 燃比变小)而逐渐上升，而在空燃比略大于理论空燃比的区域 内，CO及HC的浓度均比较低。但由于NOx是高温富氧的产物， 故在此范围内将出现最大值。
显见，发动机的性能与空燃比有着密切的关系，其影响的 程度和变化规律较为复杂。所以，如何精确控制混合气的空燃 比成为提高发动机性能的关键问题。
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2、发动机工况对混合气空燃比的要求 （1)稳定工况对混合气的要求：
发动机的稳定工况是指发动机已完全预热，进入正常运 转，且在一定时间内转速和负荷没有突然变化的情况，又可 分为怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷等几种。 (2)怠速和Fra Baidu bibliotek负荷工况：
14．7)称为理论空燃比。但实际运行过程中，由于受到发动机结
构与工况变化的影响，混合气空燃比的A／F值通常大于或小于理
论空燃比值。对电控燃油发动机燃料供给系统的基本要求是适时
提供特定数量与A／F值的可燃混合气。
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2、发动机功率调节方式 内燃发动机的功率取决于每个工作循环进入气缸内并完全燃烧 的燃料数量。功率调节的方式有两种类型 1)量调节式 所谓量调节式是指：可燃混合气是燃料与空气在进气系统中混 合而成的，每个工作循环进入气缸的混合气的浓度(用A／F值 表示)和质量均是变化的，进入气缸内的燃料数量由此而定。 2)质调节式 所谓质调节式是指：每个工作循环由进气系统进入气缸的气体 数量基本不变，且仅为纯空气，其混合气形成是在缸内完成的。
节气门已有足够大的开度，上述影响因素已不复存在，因此可 供给发动机较稀的混合气，以获得最佳的燃油经济性。这种工 况相当于图2—1—2中的BC段，A／F值约为16—17。 (4)大负荷和全负荷工况：
大负荷工况节气门开度已超过3／4，此时应随着节气门开 度的开大而逐渐地加浓混合气以满足发动机功率的要求，如图 2—1—2中的CD段。 （5)过渡(非稳定)工况对混合气的要求：
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课题二 电控发动机 燃油喷射系统组成和原理
项目一 电控燃油喷射系统基本原理
一、电控发动机燃料配给及功率调节
1、电控发动机燃料配给及其要求 为了使燃油发动机正常运转，首先必须为其提供连续的、
特定数量的和具有特定混合比的燃料空气混合气，该过程称 为燃料配给。
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燃料配给过程的质量在很大程度上决定着发动机的性能及其
喷油器的喷油可分为同步喷油和异步喷油两种类型。“同 步”是指根据发动机各缸工作循环，在既定的曲轴位置进行喷 油，同步喷油有规律性。异步喷油与发动机的工作不同步，无 规律性，它是在同步喷油的基础上，为改善发动机的性能额外 增加的喷油，主要有起动异步喷油和加速异步喷油。
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1．同步喷油正时控制 (1)顺序喷射正时控制采用顺序喷射方式的电控燃油喷射系统， 各缸喷油器分别由ECU进行控制。图2—1—3所示为4缸发动机 顺序喷射控制电路，其特点是喷油器驱动回路数与气缸数目 相等。
发挥。电控燃油发动机燃料配给的功能是由燃料供给系统完成的。
该系统由燃油供给和空气供给两个子系统组成。向发动机提供特
定浓度和数量的可燃混合气，进入气缸内燃烧。燃烧过程化学反
应式为：
CaHb+xO2—→aCO2+b/2H20
(2-1)
进入发动机的可燃混合气中空气与燃油质量之比称作空燃比，
其数值用A／F值表示。理论上完全燃烧时相应的A／F值(约为
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二、燃油发动机工作过程对可燃混合气的要求
可燃混合气成分空燃比对发动机动力性、经济性及排放性 均有较大的影响，如图2—1—1所示。 1、空燃比对发动机性能的影响 （1)空燃比对发动机动力性、经济性的影响
理论与实践均表明，当A／F值约为12.5时，燃烧速度最快， 发动机所产生的功率与转矩最大，故发动机的动力性最好，所 以又称其为功率空燃比。 （2)空燃比对发动机排放性能的影响
分组喷射喷油正时的控制是以各组最先进入作功行程的缸 为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信 号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器即开始喷油， 其喷油正时控制如图2—1—6所示。
怠速工况发动机对外无功率输出且以最低稳定转速运转。 怠速工况下混合气燃烧所做的功只用于克服发动机内部的阻 力，维持最低转速稳定运转。电控燃油机怠速转速一般为 500～1000r,／min。
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图2—1—2 电控燃油机负荷变化时所需的混合气空燃比
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(3)中等负荷工况： 汽车发动机的大部分工作时间都处于中等负荷状态。此时，
汽车运行中过渡工况主要包括冷起动、暖机、加速和减速 等三种状况，其典型特征就是在一定时间内，转速和负荷处于 非稳定的工作状况。
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三、电控发动机喷油正时控制
在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中，ECU必须控 制喷油器喷油的开始时刻，这就是喷油正时控制。其控制目标 一般是在进气行程开始前，喷油结束。