电控燃油喷射系统( Electronic Fuel Injection,EF)是指在一定的压力下,利用喷油器将一定数量的燃料直接喷入气缸或进气道内的燃油供给装置。电控燃油喷射系统是以电控单元( Electronic Control Unit,ECU)为控制中心,利用安装在发动机不同部位上的各种传感器,检测发动机的各种参数,按照ECU中设定的控制程序,通过喷油器精确地控制喷油量,使发动机在各种工况下均能获得合适空燃比的混合气。 电控燃油喷射系统目前比较多的应用于汽油发动机和柴油发动机上,即汽油机电控燃油喷射系统和柴油杋电控燃油喷射系统,汽油机电控燃油喷射系统发展早于柴油机电控燃油喷射系统,并且取代了化油器式汽油机,广泛应用于乘用。 1.电控燃油喷射系统的组成: 汽油机电控燃油喷射系统的组成如图1-13所示,它主要由进气系统、燃油供给系统和电控系统等组成。 (1)进气系统进气系统又称为空气供给系统,其主要作用是为发动机提供测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。进气系统主要由空气滤清器、空气流量计、节气门、怠速调整螺钉、怠速控制阀、进气总管、进气歧管等组成。空气经空气滤清器过滤后,由空气流量计测量,通过节气门进入进气总管,再分配到各进气歧管。在进气歧管内,从喷油器喷出的燃油与空气混合后形成可燃混合气,被吸入气缸内燃烧。汽车行驶时,空气的流量由加速踏板带动节气门的开度来控制。怠速时,节气门关闭,空气由怠速调整螺钉和怠速控制阀控制的旁通气道通过。
(2)燃油供给系统 。
燃油供给系统主要是为气缸或进气歧管提供一定压力的高压燃油,现在大部分轿车发动机使用的是多点喷射系统,它的喷射压力为250~300kPa时才能保证燃油雾化更均匀,缸内直喷的发动机要求喷油压力更高,才能更好实现燃油的分层燃烧。燃油供给系统一般由油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、油压调节器、唢油器和供油管等组成。电动燃油泵将燃油从油箱中泵岀,经燃油滤清器和供油管,将其送到燃油分配管中,由油压调节器加压,经供油管送到各个喷油器中;当ECU检测出在某一时刻,该缸的活塞位于排气行程上止点某一位置时,ECU通过控制喷油器打开时间的长短来控制喷油量的多少;当发动机的运行工况不需要那么多的高压燃油,而电动燃油泵又在不断泵送时,有的发动机上安装有燃油压力调节器,当系统压力高于调节器压力时,它将帮助把燃油系统的油压维持在某一固定值,此时通过与回油管相接的燃油压力调节器的帮助回油到油箱。
(3)电控系统。
电控系统要根据发动机实际运行的状态信息,去控制燃油喷射量和点火时刻,尽量将这两项控制在最佳状态,满足发动机运行工况的要求电控系统由各种传感器、ECU和执行器组成,其中传感器包括节气门位置传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、转速传感器、水温传感器、氧传感器等,其功用是检测发动机运行状态的电量参数、物理参数和化学参数,并将这些参数转换成计算机能够识别的电信号输入ECU:ECU是发动机控制系统的核心部件,其功用是接收各种传感器传来的信号后,经过计算确定满足发动机运转状态
的燃油喷射量和喷油时间等:执行器包括喷油器、怠速控制阀等,其功用是接收ECU输出的各种控制指令完成具体的控制动作,从而使发动机处于最佳工作状态ECU通过来自进气歧管压力传感器或空气流量计的信号来计算进气量,根据进气量和转速计算出基本喷油持续时间,供给发动机的汽油量就是由喷油持续时间来控制的:然后进行温度、海拔高度、节气门开度等各种工作参数的修正,得到发动机在这一工况下运行的最佳喷油时间,精确地控制喷油量。
2.电控燃油喷射系统的特点。
与化油器式发动机相比,电控燃油喷射系统发动机具有以下特点:
①通过安装在发动机上的传感器,正确地检测出发动机的进气量,由ECU计算并输出控制指令,精确地对发动机燃烧时所需要的燃油量进行控制:同时根据发动机本身的工况、负荷、温度等重要参数进行实时修正,精确地控制发动机各种工况下的空燃比,实现发动机的最优控制,在任何工况下都能保证并提高其动力性、经济性和排放性能。
②提高发动机的加速性能,由于采用了电子控制方式,动态响应速度较快当汽车工况发生变化时,如在加速期间,空燃比控制系统能够快速响应它的变化要求,能够更有效地消除燃油供给的迟滞现象,保证了发动机的加速性能。
③提高燃油经济性,由于采用电子控制手段去控制空燃比,因此在某些工况下,即使混合气的成分较稀,也可以燃烧,这样将会大大减少废气中的有害排放物质,节约能源。
④采用进气谐振技术,根据发动机的转速选择进气管的有效长度,利用此技术进一步提升发动机充气效率,进而提高发动机的动力性。
⑤结构的设计保证,使发动机的每个气缸都能够获得均匀的混合气,提高发动机的燃烧质量和稳定性,减少废气中的CO和HC的含量,提高发动机的排气净化程度。
⑥进气系统中没有化油器喉管的节流作用,减少了进气系统的阻力损失,充气效率提高。另外,由于汽油电控燃油喷射可以采用较大气门重叠角,有利于废气排出,同样提高发动机的充气效率,以此提高发动机的动力性。
总之,装有电控燃油喷射系统的发动机,与传统的化油器发动机相比,发动机功率可提高5%~10%,燃油消耗率可降低5%~15%,汽车有害排放物可很好地得到控制。
