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2.電控單元 電控單元是電子控制單元(ECU)的簡稱。電控單元的功用是根據(jù)其內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)對空氣流量計及各種傳感器輸入的信息進行運算、處 理、判斷，然后輸出指令，向噴油器提供一定寬度的電脈沖信號以控制噴油量。電控單元由微型計算機、輸入、輸出及控制電路等組成。 燃油供給系統(tǒng) 優(yōu)點汽油噴射發(fā)動機與化油器式發(fā)動機相比，突出的優(yōu)點是能準確控制混合氣的質(zhì)量，保證氣缸內(nèi)的燃料燃燒完全，使廢氣排放物和燃油消耗都能夠降得下來，同時它還提高了發(fā)動機的充氣效率，增加了發(fā)動機的功率和扭矩。電子控制燃油噴射裝置的缺點就是成本比化油器高一點，因此價格也就貴一些，故障率雖低,一旦壞了就難以修復（電腦件只能整件更換），但是與它的運行經(jīng)濟性和環(huán)保性相比，這些缺點就微不足道了。 分類汽油噴射型式分為機械式和電子控制式兩種。機械式汽油噴射裝置是一種以機械液力控制的噴射技術，早在30年代就應用在飛機發(fā)動機，50年代開始應用在德國奔馳300BL轎車發(fā)動機上。集成電路的出現(xiàn)使電子技術能在發(fā)動機上得到應用，一種更好的汽油噴射裝置――電子控制汽油噴射技術也就應運而生了。 結構任何一種電子控制汽油噴射裝置，都是由噴油油路，傳感器組和電子控制單元(微型電腦)三大部分組成。當噴射器安裝在原來化油器位置上，稱為單點電控燃油噴射裝置；當噴射器安裝在每個氣缸的進氣管上，稱為多點電控燃油噴射裝置。 原理噴油油路由電動油泵，燃油濾清器，油壓調(diào)節(jié)器，噴射器等組成，電控單元發(fā)出的指令信號可將噴射器頭部的針閥打開，將燃油噴出。傳感器好似人的眼耳鼻等器官，專門接受溫度，混合氣濃度，空氣流量和壓力，曲軸轉速等數(shù)值并傳送給"中樞神經(jīng)"的電子控制單元。電子控制單元是一個微計算機，內(nèi)有集成電路以及其它精密的電子元件。它匯集了發(fā)動機上各個傳感器采集的信號和點火分電器的信號，在千分之幾十秒內(nèi)分析和計算出下一個循環(huán)所需供給的油量，并及時向噴射器發(fā)出噴油的指令，使燃油和空氣形成理想的混合氣進入氣缸燃燒產(chǎn)生動力。 歷史從60年代起，隨著汽車數(shù)量的日益增多，汽車廢氣排放物與燃油消耗量的不斷上升困擾著人們，迫使人們?nèi)ふ乙环N能使汽車排氣凈化，節(jié)約燃料的新技術裝置去取替已有幾十年歷史的化油器，汽油噴射技術的發(fā)明和應用，使人們這一理想能以實現(xiàn)。早在1967年，德國波許公司成功地研制了D型電子控制汽油噴射裝置，用在大眾轎車上。這種裝置是以進氣管里面的壓力做參數(shù)，但是它與化油器相比，仍然存在結構復雜，成本高，不穩(wěn)定的缺點。針對這些缺點，波許公司又開發(fā)了一種稱為L型電子控制汽油噴射裝置，它以進氣管內(nèi)的空氣流量做參數(shù)，可以直接按照進氣流量與發(fā)動機轉速的關系確定進氣量，據(jù)此噴射出相應的汽油。這種裝置由于設計合理，工作可靠，廣泛為歐洲和日本等汽車制造公司所采用，并奠定了今天電子控制燃油噴射裝置的鄒型。至1979年起美國的通用，福特，日本的豐田，三菱，日產(chǎn)等汽車公司都推出了各自的電子控制汽油噴射裝置，尤其是多氣門發(fā)動機的推廣，使電子控制噴射技術得到迅速的普及和應用。到目前為止，歐美日等主要汽車生產(chǎn)大國的轎車燃油供給系統(tǒng)，95%以上安裝了燃油噴射裝置。從99年1月1日起，只有采用電子控制汽油噴射裝置的轎車才能準予在北京市場上銷售。 汽油機所用的燃料是汽油，在進入氣缸之前，汽油和空氣已形成可燃混合氣?？扇蓟旌蠚膺M入氣缸內(nèi)被壓縮，在接近壓縮終了時點火燃燒而膨脹作功。可見汽油機進入氣缸的是可燃混合氣，壓縮的也是可燃混合氣，燃燒作功后將廢氣排出。因此汽油供給系的任務是根據(jù)發(fā)動機的不同情況的要求，配制出一定數(shù)量和濃度的可燃混合氣，供入氣缸，最后還要把燃燒后的廢氣排出氣缸。 第一節(jié) 汽油及其使用性能 汽油是汽油機的燃料。汽油是石油制品，它是多種烴的混合物，其主要化學成分是碳(C)和氫(H)。汽油使用性能的好壞對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、可靠性和使用壽命都有很大的影響。因此，車用汽油需要滿足許多要求。 第二節(jié) 化油器式發(fā)動機燃油系統(tǒng) 一、燃油系統(tǒng)的功用及組成 燃油系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動機運轉工況的需要，向發(fā)動機供給一定數(shù)量的、清潔的、霧化良好的汽油，以便與一定數(shù)量的空氣混合形成可 燃混合氣。同時，燃油系統(tǒng)還需要儲存相當數(shù)量的汽油，以保證汽車有相當遠的續(xù)駛里程?；推魇桨l(fā)動機燃油系統(tǒng)中最重要的部件是化油器，它是實現(xiàn)燃油系統(tǒng)功用、完成可燃混合氣配制的主要裝置。此外，燃油系統(tǒng)還包括汽油箱、汽油濾清器、汽油泵、油氣分離器、油管和燃油表等輔助裝置。 二、可燃混合氣的形成過程 汽車發(fā)動機的可燃混合氣形成時間很短，從進氣過程開始算起到壓縮過程結束為止，總共也只有0.01～0.02s 的時間。要在這樣短的時間內(nèi)形成均勻的可燃混合氣，關鍵在于汽油的霧化和蒸發(fā)。所謂霧化就是將汽油分散成細小的油滴或油霧。良好的霧化可以大大增加汽油的蒸發(fā)表面積，從而提高汽油的蒸發(fā)速度。另外，混合氣中汽油與空氣的比例應符合發(fā)動機運轉工況的需要。因此，混合氣形成過程就是汽油霧化、蒸發(fā)以及與空氣配比和混合的過程。 三、發(fā)動機運轉工況對可燃混合氣成分的要求 (一)可燃混合氣成分的表示法 可燃混合氣中空氣與燃油的比例稱為可燃混合氣成分或可燃混合氣濃度，通常用過量空氣系數(shù)和空燃比表示。 1.過量空氣系數(shù) 燃燒1kg 燃油實際供給的空氣質(zhì)量與完全燃燒1kg 燃油的化學計量空氣質(zhì)量之比為過量空氣系數(shù)，記作 φa。 (二)發(fā)動機運轉工況對可燃混合氣成分的要求及化油器特性 隨著汽車行駛速度和牽引功率的不斷變化，汽車發(fā)動機的轉速和負荷也在很大范圍內(nèi)頻繁變動。為適應發(fā)動機工況的這種變化，可燃混合氣成分應該隨發(fā)動機轉速和負荷作相應的調(diào)整。 1.冷起動　 發(fā)動機在冷起動時，因溫度低汽油不容易蒸發(fā)汽化，再加上起動時轉速低(50～100r/min)，空氣流過化油器的速度很低，汽油霧化不良，致使進入氣缸的混合氣中汽油蒸氣太少，混合氣過稀，不能著火燃燒。為使發(fā)動機能夠順利起動，要求化油器供給 φa 約為0.2～0.6 的濃混合氣，以使進入氣缸的混合氣在火焰?zhèn)鞑ソ缦拗畠?nèi)。 2.怠速 怠速是指發(fā)動機對外無功率輸出的工況。這時可燃混合氣燃燒后對活塞所作的功全部用來克服發(fā)動機內(nèi)部的阻力，使發(fā)動機以低轉速穩(wěn)定運轉。目前，汽油機的怠速轉速為700～900r/min。在怠速工況，節(jié)氣門接近關閉，吸入氣缸內(nèi)的混合氣數(shù)量很少。在這種情況下氣缸內(nèi)的殘余廢氣量相對增多，混合氣被廢氣嚴重稀釋，使燃燒速度減慢甚至熄火。為此要求供給 φa＝0.6～0.8 的濃混合氣，以補償廢氣的稀釋作用。 3.小負荷 小負荷工況時，節(jié)氣門開度在25％以內(nèi)。隨著進入氣缸內(nèi)的混合氣數(shù)量的增多，汽油霧化和蒸發(fā)的條件有所改善，殘余廢氣對混合氣的稀釋作用相對減弱。因此，應該供給 φa＝0.7～0.9 的混合氣。雖然，比怠速工況供給的混合氣稍稀，但仍為濃混合氣，這是為了保證汽油機小負荷工況的穩(wěn)定性。 4.中等負荷 中等負荷工況節(jié)氣門的開度在25％～85％范圍內(nèi)。汽車發(fā)動機大部分時間在中等負荷下工作，因此應該供給 φa＝1.05～1.15 的經(jīng)濟混合 氣，以保證發(fā)動機有較好的燃油經(jīng)濟性。從小負荷到中等負荷，隨著負荷的增加，節(jié)氣門逐漸開大，混合氣逐漸變稀。 5.大負荷和全負荷 發(fā)動機在大負荷或全負荷工作時，節(jié)氣門接近或達到全開位置。這時需要發(fā)動機發(fā)出最大功率以克服較大的外界阻力或加速行駛。為此應該供給 φa＝0.85～0.95 的功率混合氣。從中等負荷轉入大負荷時，混合氣由經(jīng)濟混合比加濃到功率混合比。 6.加速 汽車在行駛過程中，有時需要在短時間內(nèi)迅速提高車速。為此，駕駛員要猛踩加速踏板，使節(jié)氣門突然開大，以期迅速增加發(fā)動機功率。這時雖然空氣流量迅速增加，但是由于汽油的密度比空氣密度大得多，即汽油的流動慣性遠大于空氣的流動慣性，致使汽油流量的增加比空氣流量的增加滯后一段時間。另外，節(jié)氣門開大，進氣歧管的壓力增加，不利于汽油的蒸發(fā)汽化。因此，在節(jié)氣門突然開大時，將會出現(xiàn)混合氣瞬時變稀 的現(xiàn)象。這不僅不能使發(fā)動機功率增加、汽車加速，反而有可能造成發(fā)動機熄火。為了避免發(fā)生此種現(xiàn)象，保證汽車有良好的加速性能，在節(jié)氣門突然開大空氣流量迅速增加的同時，由化油器中附設的特殊裝置瞬時快速地供給一定數(shù)量的汽油，使變稀的混合氣得到重新加 濃。綜上所述，對于經(jīng)常在中等負荷下工作的汽車發(fā)動機，為了保持其正常的運轉，從小負荷到中等負荷要求化油器能隨著負荷的增加，供給由濃逐漸變稀的混合氣，直到供給經(jīng)濟混合氣，以保證發(fā)動機工作的經(jīng)濟性。從大負荷到全負荷階段，又要求混合氣由稀變濃，最后加濃到功率混合氣，以保證發(fā)動機發(fā)出最大功率。滿足上述要求的化油器特性稱為理想化油器特性，即為理想化油器特性。 四、現(xiàn)代化油器的基本結構及附加裝置　 化油器的功用是在發(fā)動機任何轉速、任何負荷、任何大氣狀況下，向發(fā)動機供給一定數(shù)量且成分符合發(fā)動機工況要求的可燃混合氣。借助化油器的各工作系統(tǒng)及一些附加裝置來實現(xiàn)這一功能。 (一)基本結構 1.浮子系統(tǒng) 浮子系統(tǒng)是存儲汽油并使浮子室內(nèi)的油面保持恒定的裝置。它由浮子室、浮子和進油針閥等組成。 2.怠速系統(tǒng) 怠速系統(tǒng)的功用是向在怠速工況工作的發(fā)動機供給濃混合氣。發(fā)動機在怠速時，轉速很低，節(jié)氣門接近關閉，流過化油器喉管的空氣量很 少，流速也很低。這時喉管真空度很小，不足以將汽油從主噴管吸出。因此，發(fā)動機在怠速工況工作時須由另外設置的怠速系統(tǒng)供油。 3.主供油系統(tǒng) 主供油系統(tǒng)的功用是在怠速以外的所有工況都起供油作用。在發(fā)動機從小負荷到大負荷時，使 σ 隨節(jié)氣門開大而增大 φα↑，混合氣由濃變稀，φα 由0.8→1.1 其原理是降低主量孔處真空度。 4.主供油系統(tǒng)與怠速系統(tǒng)的相互作用從主量孔后吸油的怠速系統(tǒng)稱非獨立怠速系統(tǒng)， 而把直接從浮子室吸油的怠速系統(tǒng)稱為獨立怠速系統(tǒng)。在非獨立系統(tǒng)中，由于主供油系統(tǒng)與怠速系統(tǒng)的油路相通，因此，一個系統(tǒng)將對另一個系統(tǒng)的工作產(chǎn)生影響。影響之一是延遲了主 供油系統(tǒng)開始供油的時刻，因為在怠速系統(tǒng)供油時，主供油系統(tǒng)油井中的汽油由于流向怠速系統(tǒng) 而使油井中的液面下降。在主供油系統(tǒng)供油之前，只有在較大的節(jié)氣門開度或較大的喉管真空度下，才能使油井中的液面回升，所以主供油系統(tǒng)的供油時間因此而遲后。第二個影響是當節(jié)氣門開度足夠大或喉管真空度足夠大時，怠速油道中的汽油流向主供油系統(tǒng)。在怠速油道中的汽油被吸空之后，空氣經(jīng)怠速空氣量孔、怠速噴口和過渡噴口進入油井和主噴管。這一現(xiàn)象稱為怠速反流。當發(fā)生怠速反流時，由于進一步降低了主量孔后的真空度，使主供油系統(tǒng)供油量減少，造 成混合氣過稀。 5.加濃系統(tǒng) 當發(fā)動機由中等負荷轉入大負荷或全負荷工作時，通過加濃系統(tǒng)額外地供給部分燃油，使混合氣由經(jīng)濟混合氣加濃到功率混合氣，以保證發(fā)動機發(fā)出最大功率，滿足理想化油器特性在大負荷段的加濃要求。加濃系統(tǒng)按其控制方法的不同分為機械式和真空式兩種。 6.加速系統(tǒng) 加速系統(tǒng)又稱加速泵。其功用是當節(jié)氣門急速開大時將一定數(shù)量的汽油一次噴入喉管，維持一定的混合氣成分，以滿足汽車加速的需要。加速泵有活塞式和膜片式兩種?；钊郊铀俦靡驗榻Y構簡單、傳動容易而應用較廣泛。 7.起動系 起動系統(tǒng)的功用是在發(fā)動機冷起動時，供給足夠多的汽油，以使進入氣缸內(nèi)的混合氣中有充足的汽油蒸氣，保證其成分在火焰?zhèn)鞑ソ缦拗畠?nèi)，實現(xiàn)發(fā)動機的順利起動。最常用的起動系統(tǒng)是在化油器入口處裝設一個阻風門。起動時，將阻風門關閉，并使節(jié)氣門處于小開度位置。當發(fā)動機被起動機拖轉時，在阻風門后方產(chǎn)生極大的真空度，使主供油系統(tǒng)和怠速系統(tǒng)同時供油，這時通過阻風門邊緣的縫隙流入的空氣量很少，致使混合氣極濃。 (二)附加裝置 化油器在降低汽車尾氣中有害排放物方面起著重要的作用。為了適應日益嚴格的排放法規(guī)，一方面要提高化油器的制造精度，以實現(xiàn)對混合氣成分的精確調(diào)整和控制；另一方面則需在化油器上加裝附加裝置，以減少在變工況時有害物質(zhì)的排放量。 1.怠速截止電磁閥 將怠速轉速提高之后，通常使用較稀的怠速混合氣并推遲點火時刻。這項措施有效地減少了CO、HC 和NOx 的排放量，但卻提高了發(fā)動機的溫度，使表面點火傾向增加。所謂表面點火是一種不正常燃燒現(xiàn)象，這里是指在關閉了點火開關之后，燃燒室內(nèi)的熾熱表面將氣缸內(nèi)的混合氣點燃，使發(fā)動機不能停轉。不過，這種現(xiàn)象可能只在部分氣缸內(nèi)發(fā)生，也可能在同一氣缸內(nèi)間斷地發(fā)生，這就使HC 的排放量不但不會減少反而急劇增加，而且還將引起發(fā)動機振動和噪聲。 2.強制怠速截止電磁閥 汽車下坡或滑行時，節(jié)氣門接近關閉，發(fā)動機被汽車傳動系拖動高速運轉，這種工況稱為強制怠速。在強制怠速工況，節(jié)氣門后的真空度很大，汽油及管壁上的油膜蒸發(fā)較快，致使混合氣成分較濃。另外，由于進氣歧管真空度高，在進排氣門重疊時期部分廢氣被吸入進氣歧管，并隨新鮮混合氣一起進入氣缸，造成氣缸內(nèi)殘余廢氣量增多，致使燃燒緩慢。以上兩個因素使強制怠速工況的CO 和HC 排放量增加。為了改善強制怠速工況的排放性，同時也為了節(jié)油的需要，通常采用主量孔截止電磁閥和進油管截止電磁閥，同時切斷主量孔和進油管的供油。 3.熱怠速補償閥 在炎熱季節(jié)，當汽車由高速行駛轉為低速行駛時，發(fā)動機罩下的溫度上升，化油器周圍的溫度很高，浮子室內(nèi)的汽油大量蒸發(fā)。汽油蒸氣經(jīng)浮子室平衡管進入進氣管，使混合氣過濃，造成燃燒不完全，CO 的排放量增加。如果汽車在大負荷高速行駛后停車，則大量汽油蒸氣充塞進氣管，再起動時，吸入氣缸的幾乎都是汽油蒸發(fā)，造成發(fā)動機熱起動困難。 4.節(jié)氣門緩沖器 當汽車急減速時，駕駛員急松加速踏板，節(jié)氣門迅速關閉到怠速位置。這時，發(fā)動機在汽車傳動系的拖動下仍保持著較高的轉速，因而使節(jié)氣門后的真空度急劇增大，致使混合氣過濃，甚至超出火焰?zhèn)鞑ソ缦薅荒苤鹑紵?，導致排氣中HC 的含量增加。為此在化油器上裝置節(jié)氣門緩沖器，以改善汽車急減速時的排放性。 五、輔助裝置 (一)汽油箱 汽油箱的功用是儲存汽油。其數(shù)目、容量、形狀及安裝位置均隨車型而異。汽油箱的容量應使汽車的續(xù)駛里程達300～600km。汽油箱由鋼板或塑料制造。在汽油箱上還裝有油面指示表傳感器、出油開關和放油螺塞等。汽油箱內(nèi)通常有擋油板，為的是減輕汽車行駛時汽油的振蕩。 (二)汽油濾清器 汽油從汽油箱進入汽油泵之前，先經(jīng)過汽油濾清器除去其中的雜質(zhì)和水分，以減少汽油泵和化油器等部件的故障。濾芯多用多孔陶瓷或微孔濾紙制造。陶瓷濾芯結構簡單，不消耗金屬，濾清效果較好，但濾芯不易清洗干凈，使用壽命短。紙質(zhì)濾芯濾清效果好，結果簡單，使用方便。現(xiàn)代轎車發(fā)動機多采用一次性使用、不可拆式紙質(zhì)濾芯汽油濾清器，一般每行駛30000km 整體更換一次。 (三)汽油泵 汽油泵的功用是將汽油從汽油箱吸出，經(jīng)油管和汽油濾清器泵入化油器浮子室。汽車上采用的汽油泵有機械驅動式和電動式兩種。 1.機械驅動式汽油泵 機械驅動式汽油泵由發(fā)動機配氣機構凸輪軸或中間軸上的偏心輪驅動。不同型號的汽油泵，其結構和工作原理基本相同。 2.電動式汽油泵 電動汽油泵的優(yōu)點是安裝位置不受發(fā)動機結構的限制，可以安裝在遠離機體、排氣管等高溫機件而且通風良好的地方，這有利于降低油管中汽油的溫度，減小產(chǎn)生汽阻的可能性。電動汽油泵可以在發(fā)動機起動前先行工作，使化油器和管路中充滿汽油，以利發(fā)動機起動。在汽車下坡滑行時，可以將電動汽油泵電路開關斷開，停止向化油器供油，有利于節(jié)油。 第三節(jié) 電子控制汽油噴射系統(tǒng) 一、汽油噴射系統(tǒng)的分類 汽油噴射式發(fā)動機的燃油系統(tǒng)簡稱汽油噴射系統(tǒng)，它是在恒定的壓力下，利用噴油器將一定數(shù)量的汽油直接噴入氣缸或進氣管道內(nèi)的汽油 機燃油供給裝置。與化油器相比，汽油噴射系統(tǒng)具有下列優(yōu)點： 1)能根據(jù)發(fā)動機工況的變化供給最佳空燃比的混合氣；　 2)供入各氣缸內(nèi)的混合氣，其空燃比相同，數(shù)量相等；　 3)由于進氣管道中沒有狹窄的喉管，因此進氣阻力小，充氣性能好。 因此，汽油噴射式發(fā)動機具有較高的動力性和經(jīng)濟性，良好的排放性。此外，發(fā)動機的振動有所減輕，汽車的加速性也有顯著改善。 車用汽油噴射系統(tǒng)有多種類型，可按不同方法進行分類： 1)按汽油噴射系統(tǒng)的控制方法分為機械控制式、電子控制式及機電混合控制式3 種。近十年來電子控制汽油噴射系統(tǒng)(以下簡稱電控汽油噴射系統(tǒng))得到了迅速而又充分的發(fā)展，成本大幅度下降，使用可靠性和可維修性都達到了相當高的水平?！? 2)按噴射部位的不同可分為缸內(nèi)噴射和缸外噴射兩種。缸內(nèi)噴射是通過安裝在氣缸蓋上的噴油器，將汽油直接噴入氣缸內(nèi)。這種噴射系統(tǒng)需要較高的噴射壓力，約3～5MPa。因而噴油器的結構和布置都比較復雜，目前極少應用。缸外噴射系統(tǒng)是將噴油器安裝在進氣管或進氣歧管上，以0.20～0.35MPa 的噴射壓力將汽油噴入進氣管或進氣道內(nèi)。 缸外噴射系統(tǒng)分進氣管噴射和進氣道噴射。進氣管噴射系統(tǒng)的噴油器安裝在節(jié)氣門體上，而節(jié)氣門體安裝在進氣歧管的上部，相當于化油器式發(fā)動機安裝化油器的位置。因此，進氣管噴射又稱節(jié)氣門體噴射(TBI)。由于一臺發(fā)動機只裝有1或2 個噴油器在節(jié)氣門體上，所以又稱這種噴射方式為單點噴射(SPI)。 3)按噴射的連續(xù)性將汽油噴射系統(tǒng)分為連續(xù)噴射式和間歇噴射式。連續(xù)噴射是指在發(fā)動機工作期間，噴油器連續(xù)不斷地向進氣道內(nèi)噴油，且大部分汽油是在進氣門關閉時噴射的。這種噴射方式大多用于機械控制式或機電混合控制式汽油噴射系統(tǒng)。間歇式噴射是指在發(fā)動機工作期間，汽油被間歇地噴入進氣道內(nèi)。電控汽油噴射系統(tǒng)都采用間歇噴射方式。間歇噴射還可按各缸噴射時間分為同時噴射、分組噴射和按序噴射等三種形式。 二、電控汽油噴射系統(tǒng)的基本類型 電控汽油噴射系統(tǒng)(EFI 系統(tǒng))是以電控單元(ECU)為控制中心，并利用安裝在發(fā)動機上的各種傳感器測出發(fā)動機的各種運行參數(shù)，再按照電腦中預存的控制程序精確地控制噴油器的噴油量，使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最佳空燃比的可燃混合氣。目前，各類汽車上所采用的電控汽油噴射系統(tǒng)在結構上往往有較大的差別，在控制原理及工作過程方面也各具特點。 (一)波許D 型(D 葉特朗尼克)汽油噴射系統(tǒng) D 型汽油噴射系統(tǒng)是最早應用在汽車發(fā)動機上的電控多點間歇式汽油噴射系統(tǒng)，其基本特點是以進氣管壓力和發(fā)動機轉速作為基本控制參數(shù)，用來控制噴油器的基本噴油量。汽油箱內(nèi)的汽油被電動汽油泵吸出并加壓至0.35MPa 左右，經(jīng)汽油濾清器濾除雜質(zhì)后被送至燃油分配管。燃油分配管與安裝在各缸進氣歧管上的噴油器相通。在燃油分配管的末端裝有油壓調(diào)節(jié)器，用來調(diào)節(jié)油壓使其保持穩(wěn)定，多余的汽 三、電控汽油噴射系統(tǒng)主要組件的構造和工作理 波許公司設計生產(chǎn)的幾種電子控制汽油噴射系統(tǒng)已被廣泛地用于各國生產(chǎn)的汽車上。此外還有一些國家也研制開發(fā)了多種汽油噴射系統(tǒng)。盡管電子控制汽油噴射系統(tǒng)多種多樣，但就其組成和工作原理而言卻大同小異。主要的區(qū)別是電控單元的控制方式、控制范圍和控制程序不盡相同，所用傳感器和執(zhí)行元件的構造也有所差別。各類電子控制汽油噴射系統(tǒng)均可視為由燃油供給系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分組成。 (一)燃油供給系統(tǒng)主要組件的構造與工作原理 電控汽油噴射系統(tǒng)的燃油供給系統(tǒng)由汽油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、燃油分配管、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器、冷起動噴嘴和輸油管等組成，有的還設有油壓脈動緩沖器。 1.電動汽油泵 在電控汽油噴射系統(tǒng)中應用的電動汽油泵通常有兩種類型，即滾柱式電動汽油泵和葉片式電動汽油泵。 2.燃油分配管 燃油分配管，也被稱作"共軌"，其功用是將汽油均勻、等壓地輸送給各缸噴油器。由于它的容積較大，故有儲油蓄壓、減緩油壓脈動的作用。 3.噴油器 噴油器的功用是按照電控單元的指令將一定數(shù)量的汽油適時地噴入進氣道或進氣管內(nèi)，并與其中的空氣混合形成可燃混合氣。噴油器的通電、斷電由電控單元控制。電控單元以電脈沖的形式向噴油器輸出控制電流。當電脈沖從零升起時，噴油器因通電而開啟；電脈沖回落到零時，噴油器又因斷電而關閉。電脈沖從升起到回落所持續(xù)的時間稱為脈沖寬度。若電控單元輸出的脈沖寬度短，則噴油持續(xù)時間短，噴油量少；若電控單元輸出的脈沖寬度長，則噴油持續(xù)時間長，恒定。因為噴油器的噴油量除取決于噴油持續(xù)時間外，還與噴油壓力有關。在相同的噴油持續(xù)時間內(nèi)，噴油壓力越大，噴油量越多，反之亦然。所以只有保持噴油壓力恒定不變，才能使噴油量在各種負荷下都只惟一地取決于噴油持續(xù)時間或電脈沖寬度，以實現(xiàn)電控單元對噴油量的精確控制。 5.油壓脈動緩沖器 當汽油泵泵油、噴油器噴射及油壓調(diào)節(jié)器的回油平面閥開閉時，都將引起燃油管路中油壓的脈動和脈動噪聲。燃油壓力脈動太大使油壓調(diào)節(jié)器的工作失常。油壓脈動緩沖器的作用就是減小燃油管路中油壓的脈動和脈動噪聲，并能在發(fā)動機停機后保持油路中有一定的壓力，以利于發(fā)動機重新起動。 6.冷起動噴嘴及熱時間開關 冷起動噴嘴的功用是當發(fā)動機低溫起動時，向進氣管噴入一定數(shù)量附加的汽油，以加濃混合氣。冷起動噴嘴也是一個電磁閥，故又稱冷起動閥。冷起動噴嘴的開啟和持續(xù)噴油的時間取決于發(fā)動機的溫度，并由熱時間開關控制。冷起動噴嘴安裝在進氣管上，熱時間開關裝在機體上并與冷卻液接觸。 (二)空氣系統(tǒng)主要組件的構造與工作原理 各類電控汽油噴射系統(tǒng)的空氣系統(tǒng)主要包括空氣流量計、補充空氣閥、怠速控制閥、節(jié)氣門及空氣濾清器等。 1.空氣流量計 空氣流量計的功用是測量進入發(fā)動機的空氣流量，并將測量的結果轉換為電信號傳輸給電控單元?？諝饬髁坑嬘卸喾N形式，如翼片式、熱線式、熱膜式和渦流式等。 1)翼片式空氣流量計 當發(fā)動機怠速工作時，節(jié)氣門接近關閉，只有少量空氣進入發(fā)動機。流過主流道的空氣推動翼片偏轉很小的角度，同時與翼片同軸的電位計則輸出一個微弱的電壓信號給電控單元，電控單元便向噴油器輸出短脈沖寬度的電脈沖。這時流過旁通空氣道的空氣未經(jīng)空氣流量計計量，因此不影響噴油量，但卻使混合氣變稀，使CO 的排放量減少。當發(fā)動機在高速大負荷運轉時，節(jié)氣門接近全開，吸入的空氣量較多且全部流過主流道，空氣推動翼片偏轉較大的角度，電位計則輸 出較強的電壓信號，電控單元相應地輸出長脈沖寬度的電脈沖。 2)熱線式空氣流量計 當空氣流過熱線式空氣流量計時，鉑熱線向空氣散熱，溫度降低，鉑熱線的電阻減小，使電橋失去平衡。這時混合電路將自動增加供給鉑熱線的電流，以使其恢復原來的溫度和電阻值，直至電橋恢復平衡。流過鉑熱線的空氣流量越大，混合電路供給鉑熱線的加熱電流也越大，即加熱電流是空氣流量的單值函數(shù)。加熱電流通過精密電阻產(chǎn)生的電壓降作為電壓輸出信號傳輸給電控單元，電壓降的大小即是對空氣流量的度量。溫度補償電阻的阻值也隨進氣溫度的變化而變化， 起到一個參照標準的作用，用來消除進氣溫度的變化對空氣流量測量結果的影響。一般將鉑熱線通電加熱到高于溫度補償電阻溫度100℃。 3)熱膜式空氣流量計 其測量原理與熱線式空氣流量計相同，它是利用熱膜與空氣之間的熱傳遞現(xiàn)象來測量空氣流量的。熱膜是由鉑金屬片固定在樹脂薄膜上而構成的。用熱膜代替熱線提高了空氣流量計的可靠性和耐用性，并且熱膜不會被空氣中的灰塵沾附。 4)卡門渦流式空氣流量計 它是利用卡門渦流理論來測量空氣流量的裝置。在流量計進氣道的正中央有一個流線形或三角形的立柱，稱作渦源體。當均勻的氣流流過渦源體時，在渦源體下游的氣流中會產(chǎn)生一列不對稱卻十分規(guī)則的空氣漩渦，即所謂卡門渦流。據(jù)卡門渦流理論，此漩渦移動的速度與空氣流速成正比，即在單位時間內(nèi)流過渦源體下游某點的漩渦數(shù)量與空氣流速成正比。因此，通過測量單位時間內(nèi)流過的漩渦數(shù)量便可計算出空氣流速和流量。 2.進氣管壓力(MAP)傳感器計 波許D 型汽油噴射系統(tǒng)不設空氣流量計，而是利用進氣管壓力傳感器測量節(jié)氣門后進氣管內(nèi)的絕對壓力，并以此作為電控單元計算噴油量的主要參數(shù)。在發(fā)動機工作時，節(jié)氣門開大，進氣量增多，進氣管壓力相應增加。因此，進氣管壓力的大小反映了進氣量的多少。常見的進氣管壓力傳感器有膜盒式和應變儀式兩種。 1)膜盒式進氣管壓力傳感器 在傳感器中有一個密封的彈性金屬膜盒，內(nèi)部保持真空，外部與進氣管相通。當進氣管壓力發(fā)生變化時，膜盒或收縮或膨脹，并帶動銜鐵在感應線圈中移動，從而在感應線圈中產(chǎn)生感應電壓，將此電壓信號傳輸給電控單元用來控制噴油量。 2)應變儀式進氣管壓力傳感器 物體因承受應力而變形時，由于長度發(fā)生變化，其電阻值也將隨之改變。應變儀式進氣管壓力傳感器就是根據(jù)這一原理設計的。傳感器的主要元件是一個很薄的硅片，四周較厚，中間最薄。硅片上下兩面各有一層二氧化硅薄膜。沿硅片四周有4 個傳感電阻。在硅片的四角各有1 個金屬塊，通過導線與傳感電阻相連。 3.補充空氣閥 補充空氣閥是實現(xiàn)發(fā)動機快怠速的裝置。當發(fā)動機冷起動時，部分空氣經(jīng)補充空氣閥進入發(fā)動機，使發(fā)動機的進氣量增加。由于這部分空氣是經(jīng)過空氣流量計計量過的，因此噴油量將相應地有所增加，從而提高了怠速轉速，縮短了暖車時間。 4.怠速控制閥 在節(jié)氣門體汽油噴射系統(tǒng)中，節(jié)氣門體上裝有步進電機式怠速控制閥。其功用是自動調(diào)節(jié)發(fā)動機的怠速轉速，使發(fā)動機在設定的怠速轉速下穩(wěn)定運轉。在使用空調(diào)器或轉向助力器的汽車上，電控單元通過怠速控制閥自動提高怠速轉速，以防止發(fā)動機因負荷加大而熄火。 (三)控制系統(tǒng)主要組件的構造與工作原理 電控汽油噴射系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)由電控單元、各種傳感器、執(zhí)行器，以及連接它們的控制電路所組成。不同類型的電控汽油噴射系統(tǒng)的控制功能、控制方式和控制電路的布置不完全一樣，但基本原理相似。 1.傳感器 1)發(fā)動機溫度傳感器 因為發(fā)動機的溫度用冷卻液的溫度表征，所以發(fā)動機溫度傳感器又稱冷卻液溫度傳感器。它安裝在發(fā)動機機體或氣缸蓋上，與冷卻液接觸，用來檢測發(fā)動機循環(huán)冷卻液的溫度，并將檢測結果傳輸給電控單元以便修正噴油量。發(fā)動機溫度傳感器內(nèi)部是一個半導體熱敏電阻。冷卻液溫度越低，熱敏電阻的阻值越大，反之亦然。傳感器的兩根導線都和電控單元連接，其中一根為搭鐵線。 2)進氣溫度傳感器 進氣溫度傳感器通常安裝在空氣流量計上，用來測量進氣溫度，并將溫度變化的信息傳輸給電控單元作為修正噴油量的依據(jù)之一。進氣溫度傳感器內(nèi)部也是一個熱敏電阻，其電阻溫度特性、構造、工作原理以及與電控單元的連接方式均與發(fā)動機溫度傳感器相同。 3)節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門軸上，與節(jié)氣門聯(lián)動。其功用是將節(jié)氣門的位置或開度轉換成電信號傳輸給電控單元，作為電控單元判定發(fā)動機運行工況的依據(jù)。節(jié)氣門位置傳感器有開關型和線性輸出型兩種。開關型節(jié)氣門位置傳感器內(nèi)有兩個觸點，分別為怠速觸點和全負荷觸點。與節(jié)氣門同軸的接觸凸輪控制兩個觸點的閉合或斷開。當發(fā)動機在怠速時，節(jié)氣門接近關閉，怠速觸點閉合，這時電控單元將指令噴油器增加噴油量以加濃混合氣。全負荷時，節(jié)氣門全開，接觸凸輪使全負荷觸點閉合，這時電控單元將輸出脈沖寬度最長的電脈沖，以實現(xiàn)全負荷加濃。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器是一個線性電位計，由節(jié)氣門軸帶動電位計的滑動觸點。當節(jié)氣門開度不同時，電位計輸出的電壓也不同，從而將節(jié)氣門由全閉到全開的各種開度轉換為大小不等的電壓信號傳輸給電控單元，使其精確地 判定發(fā)動機的運行工況。 4)曲軸位置傳感器 曲軸位置傳感器通常安裝在分電器內(nèi)，用來檢測發(fā)動機轉速、曲軸轉角以及作為控制點火和噴射信號源的第一缸和各缸壓縮行程上止點信號。光電式曲軸位置傳感器。由發(fā)光二極管、光敏三極管、轉盤等組成，并安裝在分電器底板上。兩對發(fā)光二極管和光敏三極管組成信號發(fā)生器。在轉盤的邊緣均勻地開有360 個小細縫和6 個大細縫。當轉盤隨分電器軸轉動時，發(fā)光二極管通過細縫射向光敏三極管的光線使光敏三極管導通，光線被轉盤遮斷時，光敏三極管截止，由此產(chǎn)生脈沖信號。分電器每轉一轉，輸出360 個相間1的脈沖信號（相當于2曲軸轉角）和6 個相間60的脈沖信號（相當于120曲軸轉角）。光電式曲軸位置傳感器輸出矩形脈沖信號，適合與電腔單元的數(shù)字系統(tǒng)配用。磁脈沖式曲軸位置傳感器。由安裝在分電器軸上的兩個信號轉子和安裝在分電器底板上的三個傳感線圈組成。信號轉子隨同分電器軸一起轉動。當信號轉子的凸齒接近傳感線圈時，由于傳感線圈內(nèi)磁通量增加而感生正電壓；當凸齒離開傳感線圈時，由于磁通量減少而感生負電壓。即一個凸齒每轉過傳感線圈一次，便在其中產(chǎn)生一個交流電壓信號或稱電脈沖信號?；魻栃角S位置傳感器。這種傳感器由霍爾元件、永久磁鐵和帶缺口的轉子組成?；魻栐菐в屑呻娐返陌雽w基片。當把霍爾元件置于磁場中并通以電流，且使電流方向與磁場方向垂直，這時霍爾元件將在垂直于電流及磁場的方向產(chǎn)生霍爾電壓，這一現(xiàn)象稱作霍爾效應。改 變磁場強度可以改變霍爾電壓的大小，磁場消失霍爾電壓為零?；魻栃角S位置傳感器輸出的信號是矩形脈沖，適用于電控單元的數(shù)字系統(tǒng)，且其信號電壓的大小與發(fā)動機轉速無關，在發(fā)動機低速狀態(tài)下仍可獲得很高的檢測精度。 5)氧傳感器 氧傳感器是電子控制汽油噴射系統(tǒng)進行反饋控制的傳感器，安裝在排氣管上，反饋控制也稱閉環(huán)控制。在這種控制方式中，利用氧傳感器檢測排氣中氧分子的濃度，并將其轉換成電壓信號輸入電控單元。排氣中氧分子的濃度與進入發(fā)動機的混合氣成分有關。當混合氣太稀時，排氣中氧分子的濃度較高，氧傳感器便產(chǎn)生一個低電壓信號；當混合氣太濃時，排氣中氧分子的濃度低，氧傳感器將產(chǎn)生一個高電壓信號。電控單元根據(jù)氧傳感器的反饋信號，不斷地修正 噴油量，使混合氣成分始終保持在最佳范圍內(nèi)。通常氧傳感器和三元催化轉換器同時使用，由于后者只有在混合氣的空燃比接近理論空燃比的狹小范圍內(nèi)凈化效果才最好，因此，在這種情況下，電控單元必須根據(jù)氧傳感器的反饋信號，控制混合氣的空燃比更接近于理論空燃比。目前應用最多的是氧化鋯氧傳感器。 6)爆震傳感器 爆震傳感器作為點火定時控制的反饋元件用來檢測發(fā)動機的爆燃強度，借以實現(xiàn)點火定時的閉環(huán)控制，以便有效地抑制發(fā)動機爆燃的發(fā)生。通常使用的爆震傳感器安裝在發(fā)動機的機體上，它能將發(fā)動機發(fā)生爆燃而引起的機體振動信號轉換為電壓信號，且當機體的振動頻率與傳感器的固有振動頻率一致而發(fā)生共振時，傳感器將輸出最大電壓信號。ECU 將根據(jù)此最大電壓信號判定發(fā)動機是否發(fā)生爆燃。爆震傳感器有多種，其中應用最早的當屬磁致伸縮式爆震傳 感器，它主要由磁心、永久磁鐵及感應線圈等組成。當機體振動時，磁心受振偏移，使感應線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化，而在感應線圈內(nèi)產(chǎn)生感生電動勢。 一、 電動燃油泵 1.電動燃油泵結構與原理 （1）滾柱式電動汽油泵（視頻） 1）工作過程 轉子偏心地安裝在泵體內(nèi)，滾柱裝在轉子的凹槽中。當轉子旋轉時，滾柱在離心力的作用下緊壓在泵體的內(nèi)表面上；同時在慣性力的作用下，滾柱總是與轉子凹槽的一個側面貼緊，從而形成若干個工作腔。 在汽油泵工作過程中，進油口一側的工作腔容積增大，成為低壓吸油腔，汽油經(jīng)進油口被吸入工作腔內(nèi)。在出油口一側的工作腔容積減小，成為高壓油腔，高壓汽油從壓油腔經(jīng)出油口流出。 限壓閥（溢流閥）的作用是當油壓超過0.45MPa時開啟，使汽油回流到進油口，以防止油壓過高損壞汽油泵。 在出油口處裝設單向止回閥（出油閥），當發(fā)動機停機時，止回閥關閉，防止管路中的汽油倒流回汽油泵，借以保持管路中有一定的油壓 2）特點運轉噪聲大油壓脈動大泵內(nèi)表面和轉子易磨損 二、油壓調(diào)節(jié)器 1.油壓調(diào)節(jié)器功用 噴油壓力 = 供油壓力–進氣管壓力 (壓差恒定) 使燃油供給系統(tǒng)的壓力與進氣管壓力之差即噴油壓力保持恒定 2.油壓調(diào)節(jié)器結構與原理 當進氣管壓力減小時，油壓調(diào)節(jié)器中的膜片克服彈簧的彈力向上彎曲，回油閥口開啟，汽油經(jīng)回油口流回汽油箱，使燃油供給系統(tǒng)的壓力下降，但兩者的壓差保持不變。 當進氣管壓力增大，膜片向下彎曲，將回油閥口關閉，回油終止，燃油供給系統(tǒng)的壓力增大，使兩者的壓差仍然保持不變。 燃油供給系統(tǒng)的壓力與進氣管壓力之差由油壓調(diào)節(jié)器中的彈簧的彈力限定，調(diào)節(jié)彈簧預緊力即可改變兩者的壓力差，也就是改變噴油壓力 4.燃油壓力控制 （1）真空電磁閥 改善高溫起動性能：高溫狀態(tài)下起動發(fā)動機，ECU接收到冷卻液的高溫信號，便會接通VSV，將空氣抽入壓力調(diào)節(jié)器的膜片室，提高燃油壓力，防止高溫時的燃油氣阻。 高溫起動后約90~120s，控制終止，燃油壓力恢復正常。 1．噴油器的功用 按電控單元指令將一定數(shù)量的汽油適時地噴入進氣管內(nèi) 2．噴油泵的類型與結構 按噴油口結構：軸針式、孔式 按線圈電阻值：高阻（13～16Ω）、低阻（2～3Ω） 按用途分：MPI用、SPI用 按燃料位置：上端供油式、側面供油式 3．噴油過程 噴油器相當于電磁閥 通電時電磁線圈產(chǎn)生電磁力，銜鐵及針閥吸起，噴油器開啟，汽油經(jīng)噴孔噴入進氣道或進氣管 斷電時電磁力消失，銜鐵及針閥在復位彈簧的作用下將噴孔封閉，噴油器停止噴油。 噴油器的通電、斷電由電控單元以電脈沖控制。 噴油量由電脈沖寬度決定。脈沖寬度=噴油持續(xù)時間=噴油量 一般針閥升程約為0.1mm，而噴油持續(xù)時間在2~l0ms范圍內(nèi) 1.冷起動噴嘴功用 當發(fā)動機低溫起動時, 噴入附加汽油,以加濃混合氣 六、油壓脈沖衰減器 1.油壓脈沖衰減器功用 衰減噴油器噴油時引起的燃油壓力脈動，使燃油系統(tǒng)保持壓力穩(wěn)定 2.油壓脈沖衰減器原理 油壓脈動時膜片彈簧被壓縮或膨脹，膜片下方的容積略有增大或減小以穩(wěn)定油壓