第4章
汽油機(jī)的燃料供給系統(tǒng)
4.1 概述
4.1.1 汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)的作用
汽油機(jī)所用的燃料是汽油,在進(jìn)入汽缸之前,汽油和空氣已形成可燃混合氣??扇蓟旌蠚膺M(jìn)入汽缸內(nèi)被壓縮,在接近壓縮終了時(shí)點(diǎn)火燃燒而膨脹做功??梢娖蜋C(jī)進(jìn)入汽缸的是可燃混合氣,壓縮的也是可燃混合氣,燃燒做功后將廢氣排出。因此汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的需要,向發(fā)動(dòng)機(jī)供給一定數(shù)量、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,以及對其濃度進(jìn)行有效的控制,使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。最后還要把燃燒后的廢氣排出汽缸。
4.1.2 汽油的主要使用性能
汽油是由石油提煉而得到的密度小又易于揮發(fā)的液體燃料。汽油由多種碳?xì)浠衔锝M成。按照提煉方法,汽油可分為直餾汽油和裂化汽油等。
汽油的使用性能指標(biāo)主要是蒸發(fā)性、熱值和抗爆性。對于高速發(fā)動(dòng)機(jī),形成可燃混合氣過程的時(shí)間很短,一般只有百分之幾秒,因此汽油蒸發(fā)性的好壞,對形成的混合氣質(zhì)量有很大的影響。汽油的蒸發(fā)性可通過燃料的蒸餾試驗(yàn)來測定。將汽油加熱,分別測定蒸發(fā)出10%、50%、90%餾分時(shí)的溫度及終餾溫度。但發(fā)動(dòng)機(jī)所用的汽油蒸發(fā)性越強(qiáng),則越易發(fā)生氣阻,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)失速。燃料的熱值是指1kg燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量。汽油的熱值約為44000kJ/kg。
汽油的抗爆性是汽油的一項(xiàng)主要性能指標(biāo)。指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中燃燒時(shí),避免產(chǎn)生爆燃的能力,即抗自燃能力。發(fā)動(dòng)機(jī)選用抗爆性較好的汽油,就可能采用較高的壓縮比而不至于發(fā)生爆燃。汽油抗爆性的好壞程度一般用辛烷值表示,辛烷值越高,抗爆性越好。國產(chǎn)汽油的辛烷值可以看其代號(hào),例如,代號(hào)為RQ-90的汽油,其辛烷值不小于90。選擇汽油的主要依據(jù)為發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比,一般壓縮比高的汽油機(jī)應(yīng)采用辛烷值高的汽油。
4.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況對可燃混合氣成分的要求
1.可燃混合氣成分
可燃混合氣是指空氣與燃料的混合物,除了數(shù)量之外,它的成分對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與排放性等都有很大的影響。可燃混合氣的成分通常有如下表示方法:
(1)空燃比
將實(shí)際吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中空氣的質(zhì)量與燃料的質(zhì)量比值稱為空燃比A/F,用符號(hào)R表示(歐美國家采用),空燃比亦即燃燒1kg燃料實(shí)際供給的空氣量。理論上,1kg汽油完全燃燒需14.7kg空氣。故對汽油機(jī)而言,將空燃比為14.7的可燃混合氣稱為理論混合氣;若空燃比小于14.7則說明汽油有余,稱為濃混合氣;若空燃比大于14.7則說明空氣有余,稱為稀混合氣。
(2)過量空氣系數(shù)
將燃燒1kg燃料實(shí)際供給的空氣質(zhì)量與理論上完全燃燒1kg燃料所需的空氣質(zhì)量之比稱為過量空氣系數(shù),用符號(hào)α表示。α=1的可燃混合氣為理論可燃混合氣;α<1的為濃可燃混合氣;α>l的則為稀可燃混合氣。
2.可燃混合氣成分對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響
(1)理論混合氣(α=1)
當(dāng)α=1時(shí),理論上汽缸中所含空氣中的氧正好能使其中的燃料完全燃燒。但實(shí)際上,由于汽缸中可燃混合氣的成分不可能絕對均勻的分布,殘余廢氣的存在也影響火焰中心的形成和火焰的傳播,即使α=1的可燃混合氣也不可能得到完全燃燒。
(2)稀混合氣(α>1)
當(dāng)α>l時(shí),可使所有汽油分子獲得足夠的氧氣而完全燃燒。對應(yīng)于燃料消耗率最低時(shí)的可燃混合氣稱為經(jīng)濟(jì)混合氣。對不同的汽油機(jī),經(jīng)濟(jì)混合氣的成分一般在α=1.05~1.15范圍內(nèi)。然而,空氣過量后因燃燒速度減小、熱損失增加而使平均有效壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率略有下降。若混合氣過?。é粒?.11),會(huì)因燃燒速度的進(jìn)一步減小而造成加速性能變壞,發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率下降,甚至?xí)霈F(xiàn)進(jìn)氣管回火現(xiàn)象。因此,不能對發(fā)動(dòng)機(jī)供給這種過稀的可燃混合氣。
(3)濃混合氣(α<1)
當(dāng)α<1時(shí),因可燃混合氣中汽油分子較多而使燃燒速度加快,熱損失減小。將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率最大時(shí)的可燃混合氣稱為功率混合氣。對不同的汽油機(jī),功率混合氣的成分一般在α=0.85~0.95的范圍內(nèi)。這時(shí)因可燃混合氣中空氣含量不足,致使其燃燒不完全,經(jīng)濟(jì)性較差。若可燃混合氣過濃(α<0.88),因燃燒不完全,產(chǎn)生大量的一氧化碳,在高溫高壓氣體的作用下析出游離的炭粒,導(dǎo)致燃燒室積炭,發(fā)生排氣管放炮現(xiàn)象及冒黑煙。此外,因這種可燃混合氣的燃燒速度較低而造成功率下降,燃油消耗率顯著增大。
(4)燃燒極限
當(dāng)可燃混合氣太?。é痢?.4)以及太濃(α≤0.4)時(shí),雖能點(diǎn)燃,但火焰無法傳播,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定,直至熄火。故將此時(shí)的α值分別稱之為火焰?zhèn)鞑ハ孪藓突鹧鎮(zhèn)鞑ド舷蕖?/p>
3.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況對可燃混合氣成分的要求
發(fā)動(dòng)機(jī)工況是發(fā)動(dòng)機(jī)工作情況的簡稱,其主要參數(shù)是負(fù)荷和轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速一定時(shí),負(fù)荷可以用節(jié)氣門開度來衡量。汽車在行駛過程中的載荷、車速、路況等經(jīng)常變化,因此汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)有以下特點(diǎn):工況變化范圍大,負(fù)荷可從0變到100%,轉(zhuǎn)速可從最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速變化到最高轉(zhuǎn)速;在汽車行駛的大部分時(shí)間內(nèi),發(fā)動(dòng)機(jī)在中等負(fù)荷下工作。轎車發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷經(jīng)常是40%~60%,而貨車則為70%~80%。
車用汽油機(jī)在不同工況下對混合氣的濃度有不同的要求,分述如下:
(1)穩(wěn)定工況對混合氣成分的要求
發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工況是指發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)完成預(yù)熱,轉(zhuǎn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn),且在一定時(shí)間內(nèi)沒有轉(zhuǎn)速或負(fù)荷的突然變化。穩(wěn)定工況可按負(fù)荷大小劃分為怠速和小負(fù)荷、中等負(fù)荷、大負(fù)荷和全負(fù)荷三個(gè)范圍。
怠速工況:怠速一般是指發(fā)動(dòng)機(jī)在對外無功率輸出的情況下以最低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),此時(shí)混合氣燃燒后所做的功,只是用以克服發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的阻力,使發(fā)動(dòng)機(jī)保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。汽油機(jī)怠速轉(zhuǎn)速一般為400~800r/min,需供給濃而少的混合氣(α=0.6~0.8)。
小負(fù)荷工況:當(dāng)節(jié)氣門略開啟而轉(zhuǎn)入小負(fù)荷工況時(shí),新鮮混合氣的品質(zhì)逐漸改善,廢氣對混合氣的稀釋作用逐漸減弱,因而混合氣濃度可以減小至α=0.7~0.9。α值應(yīng)隨節(jié)氣門開度的增大而變大(混合氣變?。?。
中等負(fù)荷工況:車用發(fā)動(dòng)機(jī)在大部分工作時(shí)間內(nèi)處于中等負(fù)荷狀態(tài)。在此情況下,節(jié)氣門有足夠的開度,燃油經(jīng)濟(jì)性要求是首要的,α=0.9~1.1,α值應(yīng)隨開度的加大而加大,供給多而稀的混合氣。原因是:節(jié)氣門開度加大,進(jìn)入汽缸的混合氣量增多,殘余廢氣量相對減少,燃燒速度變快,熱損失較小,可以用稀的混合氣;混合氣成分雖稀,但數(shù)量增多,發(fā)動(dòng)機(jī)功率隨混合氣數(shù)量增多而增大,功率損失不多,節(jié)油的效果卻很明顯。
大負(fù)荷和全負(fù)荷工況:汽車需要克服較大的阻力而要求發(fā)動(dòng)機(jī)能發(fā)出盡可能大的功率時(shí),駕駛員往往將加速踏板踩到底,使節(jié)氣門全開,發(fā)動(dòng)機(jī)在全負(fù)荷下工作。節(jié)氣門開度達(dá)85%以上是獲得最大功率的工況。這時(shí),能供給相應(yīng)于最大功率的濃混合氣。α=0.8~0.9,即多而濃的混合氣。這是因?yàn)椋捍藭r(shí)應(yīng)以動(dòng)力性為主,經(jīng)濟(jì)性則退居次要地位。
(2)過渡工況。
汽車在運(yùn)行中主要的過渡工況有冷啟動(dòng)、暖機(jī)、加速及急減速等幾種。它們對混合氣成分各有特殊的要求。
啟動(dòng)工況:冷發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),需供給極濃的混合氣,α=0.2~0.6。
曖機(jī):冷啟動(dòng)后,發(fā)動(dòng)機(jī)各汽缸開始自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)動(dòng)機(jī)溫度逐漸上升(暖機(jī)),直到接近正常值、發(fā)動(dòng)機(jī)能穩(wěn)定地進(jìn)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)為止。在此暖機(jī)過程中,混合氣的燃油消耗率的α值應(yīng)當(dāng)隨著溫度的升高,從啟動(dòng)時(shí)的極小值逐漸加大到穩(wěn)定怠速所要求的數(shù)值為止。
加速工況:發(fā)動(dòng)機(jī)的加速是指負(fù)荷突然迅速增加的過程。當(dāng)加速時(shí),駕駛員猛踩加速踏板,使節(jié)氣門開度突然加大,以期發(fā)動(dòng)機(jī)功率迅速增大。當(dāng)節(jié)氣門突然開大時(shí),需供給額外的燃油,以防止混合氣瞬間變稀,惡化加速性能。
4.1.4 汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)的組成
在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),大量的空氣和燃料順暢地充進(jìn)了汽缸中,在這一過程中,燃料供給裝置的作用是控制供給發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量和汽油量。現(xiàn)代汽車的汽油供給裝置大體上可分為兩大類,即化油器方式和電子控制汽油噴射方式。
化油器式供給系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,成本較低,曾經(jīng)在汽車上得到廣泛應(yīng)用。但化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)存在的主要缺點(diǎn)是充氣及混合氣分配不夠理想,對發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的提高和排放性的改善有一定的不利影響,為了克服這些缺點(diǎn),20世紀(jì)80年代,發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的汽車中采用了電子控制汽油噴射系統(tǒng)(簡稱電控汽油噴射系統(tǒng))。
電控汽油噴射系統(tǒng)與化油器式相比有以下優(yōu)點(diǎn):
① 進(jìn)氣道中沒有喉管,進(jìn)氣阻力小,同時(shí),進(jìn)氣歧管截面積增加,進(jìn)氣壓力損失小,從而提高了充氣效率,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
② 噴油量根據(jù)進(jìn)氣量的多少進(jìn)行控制,并且各缸分配均勻,使得燃油消耗率降低,經(jīng)濟(jì)性提高。
③ 電控汽油噴射系統(tǒng)可以比較精確地控制各缸混合氣濃度與工況匹配,混合氣分配均勻性好。
④ 噴油量和進(jìn)氣量都是按照最佳空燃比進(jìn)行精確配比,燃料燃燒完全,加上三元催化凈化裝置的作用,能使廢氣中的CO、HC、NOx含量降低,排氣污染程度降低。
⑤ 汽油霧化良好,再加上冷啟動(dòng)加濃等裝置的作用,使發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)性能得到改善。
⑥ 采用噴油器直接向進(jìn)氣門處噴油,供油及時(shí),減少了供油滯后時(shí)間,改善了汽車的加速性能。
我國也從2001年7月起在新生產(chǎn)的轎車上全部采用電控汽油噴射系統(tǒng)。所以在本書中只介紹電控汽油噴射方式的燃料供給系統(tǒng)。
電控汽油噴射系統(tǒng)由汽油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、檢測發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的各種傳感器以及電子控制系統(tǒng)組成。圖4-1所示為電控汽油噴射系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖。
1.汽油供給系統(tǒng)
汽油供給系統(tǒng)通常由油箱、電動(dòng)汽油泵、汽油濾清器、汽油壓力調(diào)節(jié)器、脈動(dòng)阻尼器、噴油器和冷啟動(dòng)噴油器和油管組成(圖4-2)。
汽油供給系統(tǒng)的作用是向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸提供各種工況下燃燒所需要的燃油。在電控汽油噴射系統(tǒng)中,汽油由電動(dòng)汽油泵從油箱中以大約350kPa的壓力泵出,經(jīng)汽油濾清器、油管和分油管后,輸送到電磁噴油器和冷啟動(dòng)噴油器,噴油器在ECU控制下,將汽油以霧狀噴至各缸進(jìn)氣門前的進(jìn)氣管道內(nèi)。油管的末端裝有壓力調(diào)節(jié)器,保證供給電磁噴油器內(nèi)的汽油壓力與噴射環(huán)境的壓力之差(噴油壓差)保持不變,汽油泵供給的多余汽油經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器上的回油口經(jīng)回油管流回油箱。有些發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力調(diào)節(jié)器后面串聯(lián)了一個(gè)汽油脈動(dòng)阻尼器,用來消除噴油時(shí)油壓產(chǎn)生的微小波動(dòng),進(jìn)一步穩(wěn)定油壓。電磁噴油器按照發(fā)動(dòng)機(jī)控制的噴油脈沖信號(hào)把汽油噴入進(jìn)氣道。當(dāng)冷卻液溫度低時(shí),冷啟動(dòng)噴油器將汽油噴入進(jìn)氣總管,以改善發(fā)動(dòng)機(jī)低溫時(shí)的啟動(dòng)性能。

圖4-1 電控汽油噴射系統(tǒng)
1-噴油器;2-汽油濾清器;3-汽油泵;4-油箱;5-空氣濾清器;6-空氣流量計(jì);7-節(jié)氣門體;8-壓力調(diào)節(jié)器;9-ECU

圖4-2 汽油供給系統(tǒng)工作流程圖
2.空氣供給系統(tǒng)
空氣供給系統(tǒng)的作用是向汽油機(jī)提供與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相適應(yīng)的﹑清潔的空氣,同時(shí)對流入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量進(jìn)行直接或間接計(jì)量,使它們在系統(tǒng)中與噴油器噴出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合氣。
空氣供給系統(tǒng)一般由空氣濾清器、進(jìn)氣壓力傳感器(D型)或空氣流量計(jì)(L型)、節(jié)氣門體、進(jìn)氣總管、穩(wěn)壓箱、進(jìn)氣歧管、空氣閥(空氣控制閥)和怠速控制閥等部件組成。空氣流量由節(jié)氣門控制,而節(jié)氣門則通過加速踏板由駕駛員操縱。空氣經(jīng)空氣濾清器過濾后,通過空氣流量計(jì)、節(jié)氣門體進(jìn)入進(jìn)氣總管和穩(wěn)壓箱等部件,再通過進(jìn)氣歧管分配給各缸。
L型電控燃油噴射空氣供給系統(tǒng)構(gòu)成見圖4-3。
D型電控燃油噴射空氣供給系統(tǒng)除了采用進(jìn)氣壓力傳感器間接測量進(jìn)氣量外,其他部件與L型基本相同,其構(gòu)成見圖4-4。

圖4-3 L型EFI空氣供給系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
1-噴油器;2-節(jié)氣門體;3-空氣流量計(jì);4-空氣濾清器;5-怠速空氣閥;6-進(jìn)氣總管

圖4-4 D型EFI空氣供給系統(tǒng)構(gòu)成示意圖
1-空氣濾清器;2-穩(wěn)壓箱;3-節(jié)氣門體;4-進(jìn)氣控制閥;5-進(jìn)氣室;6-真空罐;7-電磁真空閥;8-真空驅(qū)動(dòng)器;9-怠速控制閥
3.電子控制系統(tǒng)
電子控制系統(tǒng)由傳感器、ECU和執(zhí)行器三部分組成,見圖4-5。其功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和車輛運(yùn)行狀況確定燃油的最佳噴射量。

圖4-5 電子控制系統(tǒng)組成示意圖
其中,傳感器是信號(hào)檢測與轉(zhuǎn)換裝置,安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部位,其功用是檢測發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的電量參數(shù)、物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)(如進(jìn)氣量、節(jié)氣門位置、曲軸位置及轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、排氣成分信息、車速)等,通過傳感器轉(zhuǎn)換成為ECU能夠識(shí)別的電信號(hào)輸入ECU。
ECU是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的核心部件。ECU中保存了發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況的最佳噴油持續(xù)時(shí)間,在接收了各種傳感器傳來的信號(hào)后,經(jīng)過計(jì)算確定滿足發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的噴油量和噴油時(shí)間。同時(shí),ECU還要對多種信息進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)電控燃油噴射以外其他諸多方面的控制,如點(diǎn)火控制、怠速控制和廢氣再循環(huán)控制等。
執(zhí)行器是控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),它接收ECU發(fā)出的各種控制指令,完成具體的控制動(dòng)作,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)處于最佳工作狀態(tài)。
4.1.5 電控燃油噴射系統(tǒng)的類型
根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn),可以對噴射方式進(jìn)行如下分類:
1.按噴油器與汽缸的數(shù)量關(guān)系分類
按噴油器與汽缸的數(shù)量關(guān)系分類,有單點(diǎn)燃油噴射(SPI)系統(tǒng)和多點(diǎn)燃油噴射(MPI)系統(tǒng)。
(1)單點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)
單點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)是在節(jié)氣門體上安裝一個(gè)或兩個(gè)噴油器,向進(jìn)氣歧管中噴射燃油形成可燃混合氣,見圖4-6。這種噴射系統(tǒng)又被稱為節(jié)氣門體燃油噴射系統(tǒng)或集中燃油噴射系統(tǒng)。這種燃油噴射系統(tǒng)對混合氣的控制精度比較低,各個(gè)汽缸混合氣的均勻性也較差,現(xiàn)已很少使用。

圖4-6 單點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)
-節(jié)氣門;2-空氣濾清器;3-噴油器;4-節(jié)氣門位置傳感器;5-汽缸
(2)多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)
多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)噴油器的安裝位置又可分為進(jìn)氣道噴射(PFI) 和缸內(nèi)噴射(GDI)。
① 進(jìn)氣道噴射。
在每一個(gè)汽缸的進(jìn)氣門前安裝一個(gè)噴油器,見圖4-7。噴油器噴射出燃油后,在進(jìn)氣門附近與空氣混合形成可燃混合氣,這種噴射系統(tǒng)能較好地保證各缸混合氣總量和濃度的均勻性。目前大多數(shù)車型都采用這種多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)。

圖4-7 進(jìn)氣道噴射(多點(diǎn)噴射)
1-進(jìn)氣歧管;2-進(jìn)氣道;3-進(jìn)氣門;4-密封圈;5-噴油器;6-接線柱
② 缸內(nèi)噴射。
缸內(nèi)噴射即將高壓燃油直接噴到汽缸內(nèi),見圖4-8。這種噴射技術(shù)使用特殊的噴油器,燃油噴霧效果更好,并可在缸內(nèi)產(chǎn)生濃度漸變的分層混合氣(從火花塞往外逐漸變稀)。因此可以用超稀的混合氣(怠速時(shí)可達(dá)40:1)工作,油耗和排放也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。此外,這種噴射方式使混合氣體積和溫度降低,爆震燃燒的傾向減小,發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比可比進(jìn)氣道噴射時(shí)大大提高。但噴油器直接安裝在缸蓋上,必須能夠承受燃?xì)猱a(chǎn)生的高溫、高壓,且受發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)限制,采用較少。

圖4-8 缸內(nèi)噴射
1-垂直進(jìn)氣管;2-高壓燃油泵;3-高壓噴油器;4-活塞(頂部成碗狀)
2.按噴射控制裝置的形式不同分類
(1)機(jī)械式(K型)
空氣計(jì)量器與燃油分配器組合在一起,空氣計(jì)量器檢測空氣流量的大小后,靠連接桿傳動(dòng)操縱燃油分配器的柱塞動(dòng)作,以燃油計(jì)量槽開度的大小控制噴油量,達(dá)到控制混合氣空燃比的目的。
(2)機(jī)電一體混合式(K-E型)
在燃油分配器上安裝了一個(gè)由電腦控制的電液式壓差調(diào)節(jié)器,電腦根據(jù)水溫、節(jié)氣門位置等傳感器的輸入信號(hào)控制電液式壓差調(diào)節(jié)器動(dòng)作,以調(diào)節(jié)燃油供給量。
(3)電子控制式(EFI)
根據(jù)各種傳感器送至電腦的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況的信號(hào),由電腦運(yùn)算后,發(fā)出控制噴油量和點(diǎn)火時(shí)刻等多種執(zhí)行指令,實(shí)現(xiàn)多種機(jī)能的控制,即為發(fā)動(dòng)機(jī)電子集中控制系統(tǒng)。
3.按發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的檢測方式分類
(1)直接檢測型(L型)
L型EFI系統(tǒng)是用空氣流量計(jì)直接測量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量?!癓”是德文“空氣”一詞的第一個(gè)字母。其測量的準(zhǔn)確程度高于D型,故可更精確地控制空燃比。常用的空氣流量計(jì)有葉片式、熱絲式(LH型)和卡門渦旋式三種類型。直接檢測型包括體積流量方式和質(zhì)量流量方式兩種。其工作流程見圖4-9。
(2)間接檢測型(D型)
D型EFI系統(tǒng)是通過對節(jié)氣門開度或進(jìn)氣歧管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測量,計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量,并計(jì)算燃油流量?!癉”是德文“壓力”一詞的第一個(gè)字母。由于空氣在進(jìn)氣管內(nèi)的壓力波動(dòng),該方法的測量精度稍差。間接測量型有節(jié)流—速度方式和速度—密度方式兩種。其工作流程見圖4-10。

圖4-9 L型燃油噴射系統(tǒng)

圖4-10 D型燃油噴射系統(tǒng)
4.按噴射方式不同分類
按噴油的持續(xù)性進(jìn)行分類,電控燃油噴射系統(tǒng)分為連續(xù)噴射型和間歇噴射型兩類。
(1)連續(xù)噴射型燃油噴射系統(tǒng)
在每個(gè)汽缸口均安裝一個(gè)機(jī)械噴油器,只要系統(tǒng)給它提供一定的壓力,噴油器就會(huì)持續(xù)不斷的噴射出燃油,其噴油量的多少不是取決于噴油器,而是取決于燃油分配器中燃油計(jì)量槽孔的開度及計(jì)量槽孔內(nèi)外兩端的壓差。這種噴射方式現(xiàn)在已被淘汰。
(2)間歇噴射型燃油噴射系統(tǒng)
在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間間歇地向進(jìn)氣歧管中噴油,其噴油量多少取決于噴油器的開啟時(shí)間,即發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECU)發(fā)出的噴油脈沖寬度。這種燃油噴射方式廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代電控燃油噴射系統(tǒng)中。
間歇型燃油噴射系統(tǒng)按噴油器控制方式又可以分為同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射,見圖4-11。

圖4-11 間歇型燃油噴射系統(tǒng)的噴油控制方式
5.按有無反饋信號(hào)分類
電控燃油噴射系統(tǒng)按有無反饋信號(hào)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。
(1)開環(huán)控制系統(tǒng)(無氧傳感器)
它是將通過實(shí)驗(yàn)確定的發(fā)動(dòng)機(jī)各工況的最佳供油參數(shù)預(yù)先存入電腦,在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),電腦根據(jù)系統(tǒng)中各傳感器的輸入信號(hào),判斷自身所處的運(yùn)行工況,并計(jì)算出最佳噴油量,通過對噴油器噴射時(shí)間的控制,來控制混合氣的濃度,使發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化運(yùn)行。
(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)(有氧傳感器)
在該系統(tǒng)中,發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上加裝了氧傳感器,根據(jù)排氣中含氧量的變化,判斷實(shí)際進(jìn)入汽缸的混合氣空燃比,再通過電腦與設(shè)定的目標(biāo)空燃比值進(jìn)行比較,并根據(jù)誤差修正噴油器噴油量,使空燃比保持在設(shè)定的目標(biāo)值附近。