学术研究----学术论文
汽油发动机电控燃油喷射系统（EFI）现状
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机械委 杨家伦 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 汽车汽油发动机电控燃油喷射系统简称为EFI，它由三大部分组成，即燃油系统、进气系统和电控系统，电控系统是快速发展的部分。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 一、电控系统 | |||||||||||||||||||||||||||||
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| 三、发动机电控元件的其它控制 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 发动机电控元件ECU根据进气量和发动机转速计算基本燃油喷射持续时间，即燃油喷射量，此外还对以下各部件进行控制。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1、对燃油泵的控制 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 为保障发动机运行安全，燃油泵只在发动机运转时工作并输油。点火开关扭至“ON”即IG闭合位置，只是使EFI继电电器联通。当点火开关扭至“STA”即起动位置，从点火开关端子“ST”传递一个起动信号到发动机ECU，此时ECU内部晶体管接通，使开路继电器通电闭合，电流流至燃油泵，使其输油。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 有些车型为减少燃油泵磨损，降低能耗，发动机ECU能根据发动机当时的负荷，调节燃油泵的转速，它利用传入发动机ECU的起动信息与发动机曲轴传感器的转速信号，控制燃油泵控制继电器的切换触点A与B（见图6），以加减电阻来调控燃油泵的转速。在新型号的发动机中则加装了燃油泵ECU。它的优点是具有燃油泵系统的诊断功能，当有故障时燃油泵ECU会向发动机ECU传递故障信号。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 为了保障行车安全，有些新型车辆在发生碰撞或翻车时，如果已使内空气曩胀开，发动机ECU就会在检测到惯性动作开关装置或驾驶室空气曩中央传感器传来的信号，断开燃油泵的开路继电器，使其停止供油。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 2、对燃油喷射的控制 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 燃油喷射的方式基本可分为单点喷射和多点喷射。单点喷射是将燃油喷入进气歧管，再随燃气混合气进入发动机各气缸；多点喷射又称独立喷射，是将燃油独立喷射到每一气缸的进气门处。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 发动机ECU通过控制燃油喷射器（即喷油咀）喷射时间的长短来控制喷油量。准确的喷射时间取决于以下二点： | |||||||||||||||||||||||||||||
| （1）空气的摄入量和发动机转速。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| （2）根据发动机具体瞬时工况，由各传感器传入的信号所确定的各类校正。具体有： | |||||||||||||||||||||||||||||
| ①起动加浓和冷机加浓校正 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 发动机启动时，转速低，进气量变化大，启动后在冷机时，由于燃油不易蒸发，且发动转速和进气量都不稳定，此时发动机ECU控制喷射器增加喷油时间来获取较浓的燃气混合气。根据工况，最大校正量可以是正常值的二倍。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| ②空燃比反馈校正 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 发动机正常工作时，发动机 ECU依据保障发动机输出正常的功率，且空燃比要接近理论的空燃比的原则调控供电量。但在发动机实际运行中，其工况瞬息多变，故现代车辆是根据装于排气系统内的空燃比传感器或者氧传感器，来实测排气中的氧气浓度判定进气混合气的空燃比，既要根据空燃比的理论值来确定喷油量，又要根据实际燃烧结果来校正喷油量。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 该校正由发动机ECU依据传感器传来的废气中氧的浓度来调控喷油量。当然废气中氧浓度是波动的，该反馈校正也是反复进行的，使得空燃比保持在理论值附近的一个平均值（这被称为闭环控制）。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 为保障发动机能正常运行。在以下工况下，对喷油量不作校正。如发动机起动时、冷车时、加速加浓时、燃油切断时等。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| ③加速加浓校正 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 当快速踩下加速踏板（油门），车辆开始加速时会出现燃油滞后现象，影响车辆加速，为此发动机ECU依据节气门（油门）开启角度的变化率调控延长燃油喷射时间，加速愈快，喷油量增加愈大。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| ④功率加浓校正 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 当车辆爬陡峭的山路时，发动机在此高负荷下，很难使吸进的空气和喷射的燃油充分混合，燃烧不均会有空气残留。发动机ECU根据节气门（油门）开启程度、发动机转速和进气量来增加喷油时间，以使空气与燃油充分燃烧而提高功率。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| ⑤进气温度校正 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 空气密度随空气温度变化而变化，进气温度由装于空气流量计，附近的温度传感器检测，发动机ECU将空气温度设定为20℃，由进气气温高于或低于20℃ 多少来调控其校正值。有资料反映其校正量最大可达原喷油量的10%左右。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 有某种称之为热线式空气流量计者，由于其检测的是空气质量而非容积，故具有此装置的发动机其进气温度不需要校正。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| ⑥燃油切断控制 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 在减速过程中为减少有害气体排放和增强发动机的制动效果，现代汽车发动机ECU依据节气门（油门）的怠速位置和发动机的转速判别汽车的减速工况，并通过调控喷油咀的信号，停此燃油喷射。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| ⑦电源电压校正 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 发动机ECU把喷射信号传给喷油咀的时间和喷油咀实际喷射燃油的时间之间存在时间延迟。若蓄电池电压严重降低，则时间延迟更长。由此发动机ECU将根据蓄电池电压的降低而延长喷油时间。 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 随着汽车技术的日益发展，电控燃油喷射系统对车辆包括发动机的调控也将日益完善与丰富。就目前而言，虽然各种厂牌的车辆在该系统调控方面，范围上、方式上、配置上存在着差别，但本文所述内容基本上囊括了目前车辆电控燃油喷射系统对车辆调控的主要方面。 | |||||||||||||||||||||||||||||
