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电子控制燃油喷射系统EFI

来源:未知 时间:2017-03-24编辑:爱车网人气值

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  电子控制燃油喷射系统(EFI)——简称汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消化油器而采用的一种先进的喷油装置。使用EFI,汽车发动机燃烧将更充分,从而提高功率,降低油耗,实现低公害排放的目的。当EFI功能与发动机其它功能结为一体时,称“发动机管理系统(EMS)”,这将达到更高要求的环保目标

  分类

  按进气流量的测试方式分类

  根据进气流量的测试方式不同可分为质量控制式、速度-密度式和节气门-速度式三种。根据所用的空气流量计的不同,质量流量式又分为热线式、板式和卡门涡式三种。[1]

  按喷油器喷射位置分类

  根据喷油器喷射位置不同又分为缸内直喷式和进气道喷射式两种。进气道喷射式,根据喷油器安装位置又分为单点喷射和多点喷射两种。

  多点喷射系统是指每缸进气门处装有一个中央喷射装置,由ECU控制喷射。其燃油分配均匀性好,但控制系统复杂,成本高。主要用与中、高级轿车。

  单点喷射系统是指在节气门上方装一个中央喷射装置,由1~2个喷油器集中喷油。采用顺序喷射方式。结构简单,故障少、维修调整方便。广泛的应用于普通轿车和货车。

  按喷油器喷射时期分类

  目前已经普及的电控汽油喷射系统,其喷射方式采用间歇式。间歇式喷射方式根据喷油器的喷射时期的不同又分为同期喷射和非同期喷射。

  同期喷射方式包括独立喷射顺序喷射、同时喷射和分组喷射。同期喷射是指将各气缸的喷油器并联,所有喷油器由电脑的同一个指令控制,同时喷油,同时断油。分组喷射是指将各气缸的喷油器分成几组,同一组喷油器同时喷油或断油。顺序喷射是指各喷油器由电脑分别控制,按发动机各气缸的工作顺序喷油。

  按有无信号分类

  开环控制系统(无氧传感器)是指通过实验室确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入电脑,在发动机工作时,电脑根据系统中各传感器的输入信号,判断自身所处的运行工况,并计算出最佳喷油量。其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工况超出预定范围时,不能实现最佳控制。

  闭环控制系统(有氧传感器)是指在系统中,发动机排气管上加装了氧传感器,根据排气中含氧量的变化,判断实际进入气缸的混合气空燃比再在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较,并根据误差修正喷油量。空燃比控制精度较高。

  电控汽油喷射系统的组成

  电控汽油喷射系统主要由空气系统、燃料系统和控制系统三大部分组成,下图是电子控制燃油喷射系统的组成。

  空气供给系统

  质量流量式喷射系统的空气系统有空气滤清器、空气流量计、节气门体、空气阀以及稳压箱等构成。

  功用:为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。

  原理:空气经空气滤清器过滤后,通过空气流量计、节气门体进入进气总管,再通过进气歧管分配给各缸。

  燃油供给系统

  燃料系统主要由燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、调压器以及喷油器构成。

  功用:供给喷油器一定压力的燃油,喷油器则根据电脑指令喷油。

  原理:电动燃油泵将汽油自油箱内吸出,经滤清器过滤后,由压力调节器调压,通过油管输送给喷油器,喷油器根据电脑指令向进气管喷油。燃油泵供给的多余汽油经回油管流回油箱。

  控制系统

  控制系统主要有传感器、输入/输出电路以及微机等组成,ECU是控制系统的核心。

  ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间,再根据其他传感器对喷油时间进行修正,并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令,使喷油器喷油或断油。

  电控汽油喷射系统的控制

  喷油正时控制

  喷油分为同步喷油和异步喷油。

  同步是指发动机各缸工作循环,在既定的曲轴位置进行喷油,同步喷油有规律性。

  异步喷油与发动机的工作不同步,无规律性,是在同步喷油的基础上,为改善发动机的性能额外增加的喷油。

  1.同步喷油正时控制

  (1)顺序喷射正时控制

  特点:喷油器驱动回路数与气缸数目相等。

  ECU根据凸轮轴位置传感器(G信号)、曲轴位置传感器(Ne信号)和发动机的作功顺序,确定各缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时,ECU输出喷油控制信号,接通喷油器电磁线圈电路,该缸开始喷油。

  (2)分组喷射正时控制

  特点:把所有喷油器分成2~4组,由ECU分组控制喷油器。

  以各组最先进入作功的缸为基准,在该缸排气行程上止点前某一位置,ECU输出指令信号,接通该组喷油器电磁线圈电路,该组喷油器开始喷油。

  (3)同时喷射正时控制

  特点:所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。

  喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸为基准。

  2.异步喷油正时控制

  (1)起动时异步喷油正时控制

  在同步喷油基础上,为改善发动机的起动性能,在增加一次异步喷油。

  在起动开关处于接通状态时,ECU接受到第一个凸轮轴位置传感器信号(Ne信号)后,接收到第一个曲轴位置传感器信号(G信号)时,开始进行起动时的异步喷油。

  (2)加速时异步喷油正时控制

  为了改善加速性能,ECU根据节气门位置传感器中怠速信号从接通到断开时,增加一次固定量的喷油。

  喷油量控制

  目的:使发动机在各种运行工况下,都能获得最佳的喷油量,以提高发动机的经济性和降低排放污染。

  当喷油器的结构和喷油压差一定时,喷油量的多少取决于喷油时间。

  1.起动时的同步喷油量控制

  在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA(起动)档时,喷油时间的确定见图,ECU根据冷却液传感器信号(THW信号)和冷却液温度——喷油时间确定基本喷油时间,根据进气温度传感器(THA信号)对喷油时间作修正(延长或缩短)。然后在根据蓄电池电压适当延长喷油时间,以实现喷油量的进一步的修正,即电压修正。

  2.起动后的同步喷油量控制

  喷油持续时间 = 基本喷油持续时间×喷油修正系数+电压修正值

  D型根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定基本喷油时间。

  L型根据发动机转速信号和空气流量计信号确定基本喷油时间。

  喷油修正系数有:

  (1)起动后加浓修正根据冷却液温度确定喷油时间的初始修正值;

  (2)暖机加浓修正在达到正常温度之前,根据冷却液温度信号进行喷油时间修正;

  (3)进气温度修正根据进气温度传感器提供的进气温度信号(THA信号),对喷油时间进行修正;低于20℃时空气密度大,ECU适当的增加喷油时间,高于20℃的适当的减少喷油时间。

  (4)大负荷工况喷油量修正根据PIM信号和Vs信号以及节气门位置传感器输送的全负荷信号(PSW信号)或VTA信号判断发动机负荷状况,大负荷时适当增加喷油时间。

  (5)过渡工况喷油量修正主要根据PIM信号或Vs信号、Ne信号、SPD信号、VTA信号、NSW信号判断过渡工况,对喷油时间进行修正。

  (6)怠速稳定性修正 ECU根据PIM信号和Ne信号对喷油量进行修正,随着进气管绝对压力增大或怠速降低,适当增加喷油时间;反之,减少喷油时间。

  3.异步喷油量控制

  发动机起动和加速时的异步喷油量固定,各缸喷油器以一个固定的喷油持续时间,同时向各缸增加一次喷油。

  燃油停供控制

  减速断油控制——当汽车减速时,ECU将会切断燃油喷射控制电路,停止喷油,以降低碳氢化合物及一氧化碳的排放量。

  限速断油控制——加速时,发动机超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时,ECU将切断燃油喷射控制电路,停止喷油,防止超速。

  燃油泵控制

  根据发动机的转速和负荷来控制燃油泵以高速或低速运转。

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