(一)按喷射位置分类
按喷射位置可分为缸内喷射和缸外喷射两种。
1.缸内喷射
喷油器安装在气缸盖上,汽油直接喷入发动机气缸内与空气混合形成可燃混合气,如图1-1所示。
2.缸外喷射
喷油器安装在进气总管或者进气歧管上,汽油由喷油器喷入进气总管或者进气歧管的进气门前,喷入的汽油在进气管中与空气混合形成可燃混合气,在进气行程被吸入气缸。缸外喷射又分为单点喷射和多点喷射。
图1-1 缸内喷射
1—喷油器 2—活塞
(1)单点喷射 单点喷射也称为集中喷射。它采用1~2个喷油器,喷油器安装在进气总管的节气门上方,如图1-2所示。
图1-2 单点喷射
1—进气温度传感器 2—喷油器 3—节气门体 4—节气门 5—油压调节器
单点喷射的主要特点是结构简单。但是,由于单点喷射的燃油是喷在进气总管内的,所以各缸混合气的均匀性不好。
(2)多点喷射 多点喷射是在每一个气缸的进气歧管上都安装一个喷油器,汽油喷在进气门附近并与空气混合形成混合气,如图1-3所示。多点喷射由于每一缸都有一个喷油器,所以各缸混合气的均匀性比较好。另外在进气管设计时,可充分利用空气的惯性增压效应,实现高功率化。现在的电控汽油喷射发动机绝大多数采用多点喷射。
图1-3 多点喷射
1—喷油器 2—进气歧管 3—气缸盖 4—进气门
(二)按喷射方式分类
根据汽油喷射方式的不同,可以分为连续喷射和间歇喷射。
1.连续喷射
连续喷射是指发动机在运行期间,喷油器不间断地把汽油连续地喷入进气管。这种喷射方式不需要考虑各缸的工作顺序和喷油定时,因此控制非常简单。但混合气的均匀性、空燃比控制精度等都比较差。德国波许公司的K—Jetronic系统和KE—Jetronic系统用的是连续喷射方式。
2.间歇喷射
间歇喷射是按各缸喷油器工作顺序,在某一时段内喷入进气管。间歇喷射又分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种方式。
(1)同时喷射 同时喷射是指发动机在运转期间,各缸喷油器同时开启且同时关闭,由电子控制单元的同一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作,如图1-4所示。
图1-4 同时喷射
(2)分组喷射 分组喷射是将发动机的所有气缸分成2组(四缸机)或3组(六缸机),电控单元用两路或三路控制电路控制各组喷油器。在发动机工作期间,各组喷油器依次交替喷射,每个工作循环中各组喷油器均喷射一次(或两次),如图1-5所示。
分组喷射对空燃比的控制精度较同时喷射有了较大的提高,但控制电路相对比较复杂。
图1-5 分组喷射
(3)顺序喷射 发动机运转期间,喷油器按各缸的工作顺序依次把汽油喷入各缸的进气歧管,曲轴每转两转,各缸喷油轮流进行一次,如图1-6所示。
图1-6 顺序喷射
(三)按控制方式分类
汽油喷射系统按其控制方式可以分成机械式汽油喷射系统、机电混合式汽油喷射系统和电控汽油喷射系统。
1.机械式汽油喷射系统
机械式汽油喷射系统也称为K—Jetronic系统,1972年由德国波许公司推出。该系统的汽油喷射控制系统和空气计量装置以机械方式相互连接。空气流量计根据空气流量的大小,通过杠杆机构控制燃油计量分配器柱塞的位移方向和位移量,改变燃油计量槽孔开启截面积的大小,实现对混合气空燃比的控制,如图1-7所示。
(www.xing528.com)
图1-7 机械式汽油喷射系统
1—喷油器 2—冷起动喷油器 3—燃油分配器 4—混合气控制器 5—暖机调节器 6—油箱 7—燃油滤清器 8—电动燃油泵 9—蓄压器 10—速度继电器 11—最高速度切断器 12—辅助空气阀 13—节气门位置开关 14—热控正时开关
2.机电混合式汽油喷射系统
机电混合式汽油喷射系统也称为KE—Jetronic系统,它是K—Jetronic系统的改进型,德国波许公司于1982年推向市场。KE—Jetronic系统的基本结构与K—Jetronic系统相同,两者的差异在于,后者安装了控制电脑并在燃油计量分配器中增加了一个电液式压差调节器,如图1-8所示。
电子控制器根据冷却液温度和节气门开度,通过电液式压差调节器改变燃油计量分配器燃油计量槽进出口的油压差,以达到调节燃油供给量、对混合气的空燃比进行修正的目的。
KE—Jetronic系统对空燃比的控制,对发动机过渡工况特性的改善,比K—Jetronic系统有较大的提高,但与电控汽油喷射系统相比仍有不小的差距。早期的奔驰300、500等车采用该喷射方式。
3.电控汽油喷射系统
现代汽油机轿车中普遍采用电控汽油喷射系统,按控制功能可以分为单一电控喷射系统和发动机集中控制系统。
(1)单一电控汽油喷射系统 在单一电控汽油喷射系统中,电控单元仅仅具有控制汽油喷射的单一功能。单一电控汽油喷射系统典型的代表是波许公司的D—Jetronic系统、L—Jetronic系统和LH—Jetronic系统。
图1-8 机电混合式汽油喷射系统
1—喷油器 2—冷起动喷油器 3—燃油分配器 4—电液式压差调节器 5—油压调节器 6—油箱 7—混合器控制阀 8—电动燃油泵 9—燃油滤清器 10—蓄压器 11—怠速空气调节器 12—节气门位置开关 13—电子控制器 14—温度传感器 15—热控正时开关
(2)发动机集中控制系统 发动机集中控制系统是在单一电控汽油喷射系统基础上发展起来的,是一种集汽油喷射控制、点火控制等多项控制功能于一体的电子控制系统。发动机集中控制系统由波许公司于1979年首先提出,称为Motronic系统,该系统具有汽油喷射控制和点火控制两项功能,如图1-9所示。经过多年的发展完善和提高,现在的发动机集中控制系统除了以上的两项基本控制功能外,还具有了排气净化控制、怠速控制、进气控制、增压控制、故障自诊断和故障安全保护等多项功能。发动机集中控制系统现已在轿车汽油机中得到普遍应用。
(四)按空气量测量方式分类
按空气量测量的方式可分为间接测量方式和直接测量方式。
1.间接测量方式
在间接测量方式中,电子控制单元通过对节气门开度或进气歧管压力、发动机转速的测量,计算出发动机吸入的空气量。在电控汽油喷射系统中采用的间接测量方式有节流-速度方式和速度-密度方式。
(1)节流-速度方式 对于节流-速度方式,电子控制单元根据节气门开度和发动机转速计算出每一循环的进气量,并由此计算出循环基本喷油量。
图1-9 发动机集中控制系统基本形式
1—电动燃油泵 2—油箱 3—燃油滤清器 4—燃油分配管 5—油压调节器 6—电控单元 7—空气流量计 8—空调开关 9—起动-点火开关 10—节气门位置传感器 11—怠速空气调节器 12—喷油器 13—温度传感器电子控制器 14—曲轴位置传感器 15—氧传感器 16—分电器 17—点火线圈
这种方式由于直接检测节气门的开度,所以发动机过渡工况响应特性较好,被用在一些赛车上。但是空气量与节气门开度和发动机转速之间的函数关系相当复杂,因此要精确测量空气量存在一定的困难。
(2)速度-密度方式 对于速度-密度方式,电子控制单元根据进气歧管压力和发动机转速,计算出每一循环的进气量,并由此计算出循环基本喷油量。
这种方式测量方法简单,喷油量调整精度容易控制。但是由于进气歧管压力和进气量之间函数关系比较复杂,在过渡工况和采用废气再循环时,由于进气歧管内压力波动较大,会造成空气量测量的精度较低,需进行流量修正。采用这种空气测量方式的典型代表是波许公司的D—Jetronic系统,如图1-10所示。
2.直接测量方式
直接测量方式采用空气流量计直接测量发动机单位时间吸入的空气量。然后,电控单元根据发动机的转速,计算每一循环的空气量,并由此计算出循环基本喷油量。直接测量方式包括体积流量方式和质量流量方式两种。
(1)体积流量方式 体积流量方式利用翼片式空气流量计或卡门旋涡式空气流量计,直接测量单位时间发动机吸入的空气体积流量。电控单元根据已测出的空气体积和发动机转速,计算出每一循环的进气空气体积流量,并进行大气压力和温度修正,再计算出循环基本喷油量。采用这种空气测量方式的典型代表是波许公司的L—jetronic系统,如图1-11所示。
图1-10 波许公司的D—Jetronic系统
1—喷油器 2—冷起动喷油器 3—压力调节器 4—电控单元 5—电动燃油泵 6—节气门位置传感器 7—怠速空气调节器 8—汽油滤清器 9—进气歧管压力调节器 10—温度传感器 11—热控正时开关
图1-11 波许公司L—jetronic电控汽油喷射系统
1—喷油器 2—压力调节器 3—翼片式空气流量计 4—怠速辅助空气阀 5—汽油滤清器 6—电动燃油泵 7—节气门位置传感器 8—电控单元 9—冷却液温度传感器
(2)质量流量方式 质量流量方式利用热线式空气流量计或热膜式空气流量计,直接测量单位时间发动机吸入的空气质量流量。电控单元根据已测出的空气质量和发动机转速,计算出每一循环的进气空气体积流量,计算出循环基本喷油量。采用这种空气测量方式的典型代表是波许公司的LH—Jetronic系统,如图1-12所示。
图1-12 波许公司LH—Jetronic电控汽油喷射系统
1—氧传感器 2—喷油器 3—压力调节器 4—热线式空气流量计 5—汽油滤清器 6—电动燃油泵 7—怠速空气调节器 8—电控单元 9—节气门位置传感器 10—冷却液温度传感器
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。