汽油噴射發(fā)動機(jī)（電噴發(fā)動機(jī)）簡介

hzjheng.cn 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：duqinglong 類別：汽車電器維修時間：2006-12-27

優(yōu)點

汽油噴射發(fā)動機(jī)與化油器式發(fā)動機(jī)相比，突出的優(yōu)點是能準(zhǔn)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(jī)的充氣效率，增加了發(fā)動機(jī)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(fù)（電腦件只能整件更換），但是與它的運行經(jīng)濟(jì)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(jī)械式和電子控制式兩種。機(jī)械式汽油噴射裝置是一種以機(jī)械液力控制的噴射技術(shù)，早在30年代就應(yīng)用在飛機(jī)發(fā)動機(jī)，50年代開始應(yīng)用在德國奔馳300BL轎車發(fā)動機(jī)上。集成電路的出現(xiàn)使電子技術(shù)能在發(fā)動機(jī)上得到應(yīng)用，一種更好的汽油噴射裝置——電子控制汽油噴射技術(shù)也就應(yīng)運而生了。

結(jié)構(gòu)

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(dāng)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(dāng)噴射器安裝在每個氣缸的進(jìn)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(zhuǎn)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(jī)，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(jī)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(jìn)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(shù)裝置去取替已有幾十年歷史的化油器，汽油噴射技術(shù)的發(fā)明和應(yīng)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(jìn)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(jié)構(gòu)復(fù)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(jìn)氣管內(nèi)的空氣流量做參數(shù)，可以直接按照進(jìn)氣流量與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系確定進(jìn)氣量，據(jù)此噴射出相應(yīng)的汽油。這種裝置由于設(shè)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(jī)的推廣，使電子控制噴射技術(shù)得到迅速的普及和應(yīng)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(zhǔn)予在北京市場上銷售。

電子控制汽油噴射裝置，由噴油器、傳感器和電子控制單元(ECU)三大部分組成，其基本特點就是混合氣的配制由ECU來控制。在《汽油噴射發(fā)動機(jī)》一文中有一幅示意圖，ECU起到“中樞神經(jīng)”的作用，它存儲了發(fā)動機(jī)各種運行工況下的最佳噴油持續(xù)時間，根據(jù)各個傳感器的輸入信號計算出實際最佳噴油持續(xù)時間，指令噴射器將一定量的燃油噴入進(jìn)氣歧管。而傳感器象人的五官，專門感受溫度，混合氣濃度，空氣流量或壓力，曲軸轉(zhuǎn)速等數(shù)值并傳送給ECU，起非常重要的作用。根據(jù)空氣感應(yīng)方法，又將電子控制汽油噴射裝置分為兩種，一種是流量感應(yīng)式電子控制汽油噴射裝置（L型），通過感應(yīng)進(jìn)氣管中空氣的流量來控制噴油量；另一種是壓力感應(yīng)式電子控制汽油噴射裝置（D型），通過感應(yīng)進(jìn)氣管中空氣壓力的高低來控制噴油量。由于L型使用比較廣泛，本文以介紹L型為主。

整個L型電子控制汽油噴射裝置有3個部分組成：供油部分、供氣部分和控制部分。

供油部分由油箱、汽油泵、汽油濾清器、壓力調(diào)節(jié)器和噴油器組成，汽油泵將汽油從油箱抽出經(jīng)汽油濾清器過濾雜質(zhì)，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器加壓使汽油壓力高于進(jìn)氣歧管的負(fù)壓力，再經(jīng)輸油管送至各缸的噴射器。噴射器相當(dāng)于一個開關(guān)，控制開關(guān)的部件就是ECU。

供氣部分由空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門裝置等組成，當(dāng)空氣經(jīng)過空氣濾清器濾去塵埃雜質(zhì)后，流經(jīng)空氣流量計計量，再沿著節(jié)氣門通道直入進(jìn)氣歧管，通過進(jìn)氣門分別供給各個氣缸。駕車者通過油門踏板操縱節(jié)氣門開度，決定進(jìn)氣歧管的空氣流量，空氣流量計葉板在氣流沖擊下會有一個轉(zhuǎn)角，使流量計內(nèi)的電阻器數(shù)值發(fā)生變化。因此，不同的空氣流量就會有不同的葉板轉(zhuǎn)角，對應(yīng)不同的電壓信號，反饋至ECU就有不同的噴油量。

控制部分由ECU、傳感器和繼電器組成，分布在發(fā)動機(jī)各部位上的傳感器將采集到的信號反饋到ECU，經(jīng)過ECU計算確定噴射器的噴油量和時間，確保最佳的空燃比。其中主要傳感器有節(jié)氣門位置傳感器、空氣溫度傳感器、水溫傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、霍爾傳感器、爆燃傳感器、氧傳感器等。

節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上專門測量節(jié)氣門的開度，進(jìn)而反映發(fā)動機(jī)不同的工況；空氣溫度傳感器安裝在節(jié)氣門之后的進(jìn)氣歧管上，用以檢測進(jìn)氣溫度，ECU根據(jù)其信號修正噴油量使得發(fā)動機(jī)自動適應(yīng)外部環(huán)境的變化；水溫傳感器監(jiān)測發(fā)動機(jī)冷卻水溫度，ECU根據(jù)其信號修正噴油量，噴油量與溫度是反比關(guān)系，水溫越高噴油量會越少；轉(zhuǎn)速傳感器安裝在氣缸體上監(jiān)測曲軸的轉(zhuǎn)速，形成脈沖信號傳送至ECU；霍爾傳感器安裝在凸輪軸位置上，用以檢測曲軸轉(zhuǎn)角，為ECU控制點火時刻提供信號；爆燃傳感器安裝在缸體上，當(dāng)發(fā)生爆燃產(chǎn)生振動時，壓力波通過缸體傳到傳感器，使傳感器的壓電陶瓷發(fā)生電壓信號變化傳至ECU，ECU就會根據(jù)信號將點火提前角推遲使爆燃消失；氧傳感器安裝在排氣管上，它的一面與大氣接觸，另一面與排氣管廢氣接觸，實際上是利用廢氣及大氣中氧濃度之間的差值產(chǎn)生電動勢，將信號反饋給ECU，只要空燃比偏離了理論空燃比就會發(fā)信號，ECU根據(jù)信號發(fā)出新的噴油指令，使混合氣的空燃比處于理想狀態(tài)。總之，這些傳感器在崗位上各負(fù)其責(zé)，在汽車運行中不斷將信號傳送至ECU，而ECU就根據(jù)存儲的數(shù)據(jù)與信號不斷對比不斷修正噴射器油量，從而達(dá)到最佳混合氣的空燃比。

另外，電子控制汽油噴射裝置還有怠速裝置、廢氣再循環(huán)控制裝置等。其中怠速是保障汽車運行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性的重要因素，為了保證怠速作用，設(shè)計師在節(jié)氣門附近開了一個旁通道，通過裝在節(jié)氣門旁通地方的怠速控制閥來改變節(jié)氣門旁通道的空氣流量來控制怠速。這有點象學(xué)校大門（節(jié)氣門）旁邊的小門（旁通道），在少人的情況下使用。怠速控制閥的閥門控制旁通道的關(guān)閉，而閥門是由微型電機(jī)或磁力線圈控制，它們與怠速控制閥做成一體。ECU根據(jù)傳感器的信號與存儲數(shù)據(jù)對比隨時做出不同的指令送至怠速控制閥，當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門關(guān)閉，空氣經(jīng)旁通道進(jìn)入進(jìn)氣歧管，ECU通過電信號經(jīng)繼電器給怠速控制閥，使閥門隨時調(diào)節(jié)旁通道流量來自動控制怠速。