电控燃油喷射系统(EFI)图解分析

电控燃油喷射系统(EFI)图解

EFI的优点:

1、在任何情况下都能获得精确的空燃比

2、混合气的各缸分配均匀性好

3、采用EFI的汽车加速性能好

4、充气效率高

5、良好的启动性能和减速减油或断油

EFI的工作原理：电控汽油喷射系统主要由下列四部分组成：

进气系统供油系统控制系统点火系统

如下图：无

请空赏和片

1、进气系统如下图：

2、供油系统

主要由油压调节器、喷油器和喷油泵组成。

供油系统的工作原理图：

喷油泵工作原理

燃油泵装在油箱内，涡轮泵由电机驱动。当泵内油压超过一定值时，燃油顶开单向阀向油路供油。当油路堵塞时，卸压阀开启，泄出的燃油返回油箱。

如下图：

喷油器工作原理：

喷油器是电磁式的。当喷油器不工作时，针阀在回位弹簧作用下将喷油孔封住。当ECU的喷油控制信号将喷油器的电磁线圈与电源回路接通时，针阀才在电磁力的吸引下克服弹簧压力、摩擦力和自身重量，从静止位置往上升起，燃油喷出。

多点喷油系统中喷油器通过绝缘垫圈安装在进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用输油管将其固定。多点喷油系统每缸有一个喷油器。英文称为 multi point injection .简称为MPI。

如下图：

喷油器

单点喷油系统的喷油器安装在节气门体上，各缸共用一个喷油器。英文为single point injection. 简称为SPI。如下图：

油压调节器工作原理

油压力调节器的功能是调节喷油压力。喷油器喷出的油量是用改变喷油信号持续时间来进行控制的。由于进气歧管内真空度是随发动机工况而变化的，即使喷油信号的持续时间和喷油压力保持不变，工况变化时喷油量也会发生少量的变化，为了得到精确的喷油量，必须使油压A和进气歧管真空度B的总和保持不变。

如下图：

3、控制系统

控制系统由传感器、执行器和电子控制单元三部分组成

如下图：

传感器

传感器是感知信息的部件，负责向ECU提供发动机和汽车运行状况。如下图：

ECU

ECU的功用是采集和处理各种传感器的输入信号，根据发动机工作的要求（喷油脉宽、点火提前角等），进行控制决策的运算，并输出相应的控制信号。当前电控发动机中除了控制喷油外，还控制点火、EGR、怠速和增压发动机的废气阀等，由于共用一个ECU对发动机进行综合控制，所以也被称为发动机管理系统。

如下图：

中间的金属方盒为电子控制单元，箭头指向电子控制单元的部件为传感器，箭头从电子控制单元出去的部件为执行器。

在电控发动机中最主要的输入接口是传感器接口（例如转速、负荷、温度、压力等）。最主要的输出接口是控制接口，它控制外部执行机构的动作（例如：喷油器、点火模块、喷油泵、怠速执行器等）。

执行器

如图：

4、点火系统

点火控制系统由传感器、电子控制单元和执行器组成。如下图：

执行器为点火模块和点火线圈。最常见的为无分电器点火系统，它是两个气缸共用一个点火线圈。目前也有采用每个气缸一个点火线圈的。如下图：

空燃比控制策略

为了满足发动机各种工况的要求，混合气的空燃比不能都采用闭环控制，而是采用闭环和开环相结合的策略。

主要分为三种控制方式：

A：冷起动和冷却水温度低时通常采用开环控制方式。

由于起动转速低、冷却水温度低、燃油挥发性差，需

对燃油进行一定的补偿。混合气空燃比与冷却水温

度有关，随着温度增加，空燃比逐渐变大。

B：部分负荷和怠速运行时此时可分为两种情况：

a 若为了获得最佳经济性，可采用开环控制方式，将

空燃比控制在比化学计量比大的稀混合气状态下工作。

b 为了获得低的排放，并有较好的燃油经济性，必须

采用电控汽油喷射系统加三元催化转化器，进行空燃

比闭环控制。

图中虚线部分为未加三元催化转化器时，CO、HC和NOx排放浓度与空燃比的关系。实线部分采用三元催

化转化器后CO、HC和NOx与空燃比的关系。从图中可看出采用三元催化转化器时只有当空燃比在化学计量比附近很窄范围内HC、CO和NOx排出浓度均较小。装有电控汽油喷射发动机采用闭环控制方式，才能使混合气空燃比严格控制在化学计量比附近很窄的范围内，使三元催化转化器净化效率最高。

C:节气门全开（WOT）时：

为了获得最大的发动机功率和防止发动机过热，采用开环控制，将混合气空燃比控制在12.5～13.5范围内。此时发动机内混合气燃烧速度最快，燃烧压力最高，因而输出功率也就越大。

如下图：

点火控制

为了使发动机发出最大功率，应使最高燃烧压力出现在上止点后10°～15°左右，点火时刻用点火提前角来表示。它是指火花塞电极间跳火开始到活塞运行至上止点时这段时间内曲轴所转过的角度。

点火过迟：使发动机功率下降，油耗增加。

点火过早：使功率下降，还容易产生爆震。

发动机的最佳点火提前角，不仅要使发动机的动力性、经济性最佳，还应使有害排放物最少。

Note: 最佳点火提前角的控制策略

起动期间:固定值

起动后

A:基本点火提前角的控制：由转速和负荷确定

B:点火提前角的修正：

a 部分负荷工况根据冷却水温、进气温度和节气门位置等信号进行修正。

b 满负荷工况要特别小心控制点火提前角，以免产生爆震。

c 最大和最小提前角的控制：微处理器计算的点火提前角必须控制在一定范围内，否则发动机很难正常运转。

闭合角控制

闭合角是沿用了传统点火系的概念。在电子控制的点火系统中是指初级电路接通的时间。点火线圈的次