第七節 進氣門前燃油噴射系統（多點燃油噴射系統）

一、進氣門前燃油噴射系統的結構特點

（1）噴油器 在進氣門前燃油噴油系統中，噴油器都被安裝在進氣歧管內靠近氣缸蓋的地方，噴油器噴出的霧化良好的燃油盡可能地靠近進氣門，如圖2-87所示。

由于每一個氣缸都有一個噴油器，而且噴油器布置在盡量靠近進氣門處，所以各缸的供油量非常均勻，并且沒有燃油冷凝在進氣歧管壁上，因此也就不需要對進氣歧管預熱和任何預先的燃油蒸發裝置；進氣歧管底部也不會積聚有燃油油泥。這表明進氣歧管在設計上有了更大的靈活性，可以針對低速和高速工況有不同通道的可變進氣的進氣歧管。而這種技術只能在進氣門前噴射系統上使用，如圖2-88所示。

圖2-87 進氣門前噴射系統的噴油器布置

1—絕緣座圈 2—下O形圈 3—進氣門 4—上O形圈

圖2-88 進氣門前噴射系統的可變進氣的進氣歧管

（2）燃油油軌 各噴油器都通過各自的燃油油管連接到一個燃油油軌上。對于在V6和V8發動機上使用的進氣門前噴射系統來說，燃油油軌總成通常由左、右兩個油軌組成。燃油首先流到一個燃油油軌內，然后流經一個連接管后再流到另一個燃油油軌內。在燃油油軌的一端裝有壓力調節器，多余的燃油從壓力調節器經回油管返回燃油箱。圖2-89所示的就是典型的油軌布局形式，在兩邊的油軌之間，油管交叉連接。圖2-90所示的是一個直列4缸機的燃油油軌的排列方式。

圖2-89 V6和V8發動機的油軌布置

1—油壓測試接頭 2—跨接管 3—噴油器 4—油軌

圖2-90 4缸發動機的油軌布置

1—燃油調節器 2—油軌 3—噴油器組件

圖2-91 進氣門前噴射系統的節氣門

1—節氣門體 2—墊片 3—怠速空氣控制電機閥

（3）節氣門 在進氣門前燃油噴射系統中，由節氣門體對進入發動機的空氣量以及進氣歧管內的真空度進行控制。如圖2-91所示，節氣門體內部裝有怠速空氣控制（IAC）電機閥和節氣門位置傳感器（TPS），ECU通過怠速空氣控制電機閥對怠速轉速進行控制。節氣門位置傳感器則負責向ECU發送信號，以便使ECU在任何時候都知道節氣門的位置。

節氣門體是由鋁合金鑄造而成的一個整體式殼體，殼體內部裝有節氣門，節氣門固定在節氣門軸上。TPS和IAC電機閥也被安裝在節氣門體上。節氣門軸由加速踏板控制。節氣門軸的兩端支撐在節氣門體上，節氣門開度控制進氣量。在節氣門體內還有個冷卻液通道，少量冷卻液流過此通道以防止在冷天時在節氣門體上出現結冰現象。

（4）燃油壓力調節器 進氣門前燃油噴射系統使用的燃油壓力調節器，如圖2-92所示，它和節氣門體燃油噴射系統中的結構基本相同。二者的區別在于，燃油壓力調節器膜片上方不是通大氣而是與進氣歧管相連。這是因為在節氣門體噴射系統中，噴油器被安裝在節氣門上方，進氣歧管內氣流的波動現象不會影響噴油器的噴油量；而在進氣道燃油噴油系統中，噴油器被安裝在進氣歧管內，進氣歧管內不斷變化的真空度會影響噴油器的噴油量（當噴油脈寬一定時），為了盡可能地減小這個影響，燃油壓力調節器通過感知進氣歧管的真空度并不斷調整燃油壓力以使噴油器處的歧管壓力與燃油壓力之差始終保持恒定。

當進氣歧管內真空度很高（如怠速時），即壓力很低時，燃油噴射壓力和該真空度之間的壓差與進氣歧管有較高的壓力（低真空度，如節氣門全開時）和較高的燃油壓力之間的壓差是相同的。在許多系統中，調節器將此壓差保持為269kPa。

（5）冷起動噴油器 冷起動噴油器通過一個吸油管與燃油油軌相連，冷起動噴油器的噴油端被安裝在進氣總管內。圖2-93所示為V6發動機上使用的冷起動噴油器。

圖2-92 進氣門前噴射系統的燃油壓力調節器

1—進氣歧管絕對壓力 2—壓力彈簧 3—膜片 4—到燃油箱的回油管 5—進油口

圖2-93 進氣門前噴射系統的冷起動噴油器

1—燃油壓力調節器 2—油軌 3—燃油流入 4—油壓測試點 5—噴油器 6—冷起動噴油器

冷起動噴油器由溫度—時間開關進行控制。當發動機起動時，如果冷卻液的溫度低于35℃，溫度—時間開關閉合使冷起動噴油器通電，將燃油噴入進氣總管。因此，在發動機冷起動期間，除了裝在每個進門處的噴油器噴油以外，冷起動噴油器也會噴油。

溫度—時間開關的雙金屬片觸點保持閉合的最長時間為8s，溫度—時間開關觸點閉合的實際時間取決于冷卻液的溫度。

二、進氣門前燃油噴射系統的控制

如前所述，進氣門前燃油噴射系統按照噴射順序分為三種噴射方式：同時噴射、分組噴射和順序噴射。這些燃油噴射系統之間除了結構上有許多相似之處外，ECU的輸入、輸出信號也很相似。它們之間的主要區別之一是噴油器與ECU之間的連接方法不同。在順序噴射系統中，每個噴油器都單獨地與ECU相連，計算機一次將一個噴油器接地，而在分組噴射系統中兩個或幾個噴油器為一組，每組噴油器共用一根導線與ECU相連。常見的有：在4缸發動機上，兩個噴油器為一組；在V6發動機上，三個噴油器為一組；在V8發動機上，4個噴油器為一組。圖2-94所示為克萊斯勒汽車3.5L發動機使用的順序噴射系統；圖2-95所示為福特汽車V8發動機使用分組噴射系統。

對于順序噴射系統來說，每個缸的噴油器都可以在適當早于進氣門打開的時刻噴油。這樣，在進氣門打開之前就在氣缸進氣口處充滿了燃油蒸氣，而在兩次噴射間隔時間內進氣門前的混合氣是比較稀的。順序噴射系統的主要優點是具有瞬時改變混合氣的性能。

圖2-94 克萊斯勒汽車3.5L發動機使用的順序噴射系統

對于分組噴射系統，發動機每轉兩圈每個組分別噴射一次。一般地，在每組先點火的那個氣缸的進氣門打開前噴油，所以對該組的其他氣缸就不能做到在合適的時刻噴油。如4缸發動機只有兩個噴油器能夠在進氣門即將打開時完成噴油。另外兩個噴油器噴入的燃油，不得不停留在進氣歧管一段時間。因為這些時間很短，因此在進氣歧管中燃油停留不是分組噴射系統的主要缺點。在怠速時，這種停留時間大約為150ms；在轉速較高時，停留時間要少得多。

同時，發動機每轉一圈，全部噴油器都在相同時間里噴油一次。這種系統編程和硬件都比較簡單。負荷變化時，可以較快地調節混合氣濃度。但是在兩次進氣行程的間隔，多數氣缸都不同程度地存在混合氣滯留于進氣歧管中的現象，這是該系統的主要缺點。

和節氣門體噴射系統一樣，進氣門前噴射系統也設有清除淹缸模式和無須踩加速踏板起動功能。在發動機減速期間，ECU會縮短噴油脈寬以改善排放并提高燃油經濟性。一些系統中，當發動機在某個轉速范圍內減速時，還具有停止噴油控制功能。

圖2-95 福特汽車V8發動機使用分組噴射系統

三、典型的順序燃油噴射系統

日產公司的發動機計算機集中控制系統（ECCS）是順序燃油噴射系統，該系統的很多輸入和輸出都與其他系統的相同。圖2-96所示為ECU的輸入輸出圖；ECCS的輸入信號如下：

①曲軸轉角傳感器。

②冷卻液溫度傳感器。

③車速傳感器。

④爆燃傳感器。

⑤廢氣再循環傳感器。

⑥節氣門開關。

⑦空氣流量傳感器。

圖2-96 ECCS ECU的輸入和輸出

在ECU內還裝有大氣壓力傳感器，不能單獨對該傳感器進行維修。當大氣壓力隨海拔和氣候條件的變化而變化時，這個傳感器會向ECU發送一個與大氣壓力有關的信號，用于空氣流量的修正。曲軸轉角傳感器裝在分電器內，用來向ECU發送發動機轉速信號以及曲軸位置信號。

ECCS系統的輸出如下：

①噴油器。

②點火提前角控制。

③空氣調節器。

④怠速控制電磁閥（ICV）。

⑤快怠速控制裝置（FICD）。

⑥燃油泵繼電器。

⑦電子燃油噴射（EFI）繼電器。

圖2-97所示為系統元件布置圖。

圖2-97 ECCS元件位置圖

1—氧傳感器 2—空氣調節器 3—怠速控制器 4—燃油濾清器 5—空氣流量傳感器 6—節氣門體 7—噴油器 8—燃油泵 9—降壓電阻排 10—控制單元 11—燃油壓力調節器 12—冷卻溫度傳感器 13—點火線圈 14—分電器 15—爆燃傳感器 16—渦輪增壓器

該系統也使用了一些在其他系統上并不常用的零部件，如降壓電阻排，電阻排內的每個電阻器分別與各個噴油器串聯。該電阻排可保護噴油器在電壓突變時免受損壞，并可使噴油器工作更穩定。該系統采用葉片式空氣流量傳感器和節氣門位置開關，如圖2-98所示。怠速控制電磁閥（ICV）和快怠速控制裝置（FICD）電磁閥都被安裝在進氣歧管上。當怠速轉速下降到規定值以下時，ECU給ICV電磁線圈通電，額外的空氣通過該閥進入進氣歧管以提高怠速轉速當空調開關接通時，FICD電磁閥電磁線圈被通電，空氣通過該閥進入進氣歧管以維持怠速轉速并補償空調壓縮機帶給發動機的這部分負荷。在ICV和FICD總成上裝有怠速調節螺釘，用來將怠速轉速設置為規定值，如圖2-99所示。

圖2-98 ECCS裝用的節氣門位置傳感器

圖2-99 ECSS裝有的怠速控制裝置

1—FICD調節螺釘（不可調整） 2—ICV調節螺釘（不可調整） 3—怠速調整螺釘 4—ICV電磁閥 5—FICD電磁閥

燃油泵繼電器和內裝式燃油泵的工作原理與其他燃油泵類似。當接通點火開關時，電壓就加在EFI繼電器的電磁線圈上，電流流經繼電器線圈并通過ECU接地。EFI繼電器觸點閉合，這樣，電壓就通過EFI繼電器觸點加在了ECU和曲軸位置傳感器上（該曲軸位置傳感器需要外加電源）。

怠速控制系統將在下一章詳細介紹。