汽油机电子燃油喷射系统的重要性

发动机燃油喷射系统可按控制方式、喷射位置、空气量的计量方式和喷射方式的不同而分类。

（1）按控制方式分

①机械控制式燃油喷射系统。

②机电结合式燃油喷射系统。

③电子控制式燃油喷射系统（其中有开环控制系统、闭环控制系统、自适应控制系统、学习控制系统以及模糊控制系统五个子系统）。

（2）按喷射位置分

①进气管喷射系统（其中有单点喷射系统SPI、TBI或CFI，多点喷射系统MPI包含D型多点喷射系统、L型多点喷射系统、LH多点喷射系统以及M型多点喷射系统）。

②缸内喷射系统。

（3）按对空气量的计量方式分

①D型电控燃油喷射系统（检测进气压力）。

②L型电控燃油喷射系统（检测空气流量）。

（4）按喷射方式分

①连续喷射。

②间歇喷射（其中有同时喷射、分组喷射和顺序喷射三个子系统）。

1.按喷射方式分类

按喷射方式不同，燃油喷射系统可分为连续喷射方式和间歇喷射方式。连续喷射方式是指在发动机运转期间，汽油连续不断地喷射在进气道内，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的，因此大部分汽油在进气道内蒸发。除K型机械式、KE型机电组合式汽油喷射系统外，电控燃油喷射系统一般不采用此种喷射方式。

间歇喷射方式是指在发动机运转期间，将汽油间歇地喷入进气道内。在目前应用广泛采用间歇喷射方式的多点电控燃油喷射系统中。按各缸喷油器的喷射顺序又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射。

同时喷射：将各缸的喷油器并联，在发动机运转期间，所有喷油器由控制单元的同一个喷油指令控制，同时喷油、同时断油。采用同时喷射方式的电控燃油喷射系统，一般都是曲轴每转一圈各缸同时喷油一次，对每个气缸来说，每一次燃烧所需的供油量需要喷射两次，即曲轴每转一圈喷射1/2的油量，如图4-8所示。

图4-8　同时喷射

采用此种喷射方式，对各缸而言，喷油不可能时刻都是最佳的，其性能较差，一般用在部分缸数较少的汽油发动机上，如韩国大宇轿车上装用的四缸发动机电控多点燃油喷射系统等。

分组喷射：指将各缸的喷油器分成几组，同一组的喷油器同时喷油或断油，如图4-9所示。

顺序喷射：指各喷油器由计算机分别控制，按发动机各缸的工作顺序喷油。多缸发动机电控燃油喷射系统采用分组喷射或顺序喷射方式较多，如图4-10所示。

图4-9　分组喷射

图4-10　顺序喷射

2.按对空气量的计量方式分类(www.xing528.com)

电控燃油喷射系统必须对进入气缸的空气量进行精确的计量，才能通过对喷油量的控制，实现混合气浓度的高精度控制。按对进气量的计量方式不同，电控燃油喷射系统可分为D型和L型。

（1）D型电控燃油喷射系统工作原理　“D”是德语Druck（压力）的第一个字母。D型电控燃油喷射系统利用绝对压力传感器检测进气管内的绝对压力，控制单元根据进气管内的绝对压力和发动机转速推算出发动机的进气量，再根据进气量和发动机转速确定基本喷油量，如图4-11所示。

图4-11　D型（检测进气绝对压力）

（2）L型电控燃油喷射系统工作原理　“L”是德语Luft（空气）的第一个字母。L型电控燃油喷射系统利用空气流量计直接测量发动机的进气量，控制单元不必进行推算，即可根据空气流量计信号计算与该空气量相应的喷油量。由于消除了推算进气量的误差影响，其测量的准确程度高于D型，故对混合气浓度的控制更精确，如图4-12所示。

3.按喷射位置分类

按喷射位置不同，电控燃油喷射系统可分进气管喷射和缸内直接喷射两种类型。缸内直接喷射技术是近年来研究和开发的发动机新技术，目前还未得到推广应用，如图4-13所示。

目前汽车上应用的电控燃油喷射系统一般都是进气管喷射式，按喷油器的数量不同，又可分为单点喷射（SPI）系统（图4-14）和多点喷射（MPI）系统（图4-15）。

图4-12　L型（检测进气量）

图4-13　按位置不同的喷射

图4-14　单点喷射

图4-15　多点喷射

单点喷射系统的出现较晚，其性能介于多点喷射系统与化油器式供给系统之间。虽然单点喷射系统的性能比多点喷射系统差一些，但其结构简单、故障少以及维修调整方便，且对发动机本身的改动较小，特别是大量生产后，其成本较低，仅略高于传统化油器的成本。

单点喷射：在节气门上方装一个中央喷射装置，用1～2个喷油器集中喷射。汽油喷入进气流中，形成的可燃混合气由进气歧管分配到各气缸中。单点喷射又称为节气门体喷射（TBI）或中央喷射（CFI）。单点电控燃油喷射系统在每个气缸进气行程开始的时候喷油，采用的是顺序喷射方式，又称独立喷射方式。独立喷射可使燃油在进气管中滞留的时间较短，各缸得到燃油量尽可能一致。单点喷射系统与多点燃油喷射系统的控制原理相似，空气量可采用空气流量计直接计量，也可采用绝对压力传感器间接测量。

多点喷射：在每缸进气门处装有1只喷油器，由电子控制单元（ECU）控制喷油，因此多点喷射又称为多气门喷射。多点喷射系统的燃油分配均匀性好，进气管可按最大进气量来设计，而且无论发动机处于冷态或热态，其过渡的响应及燃油经济性都是最佳的；但多点电控燃油喷射系统的控制系统比较复杂，成本较高，主要应用于对汽车性能要求较高的中、高级轿车上。

4.按有无反馈信号分类

电控燃油喷射系统按有无反馈信号可分为开环控制系统和闭环控制系统。

开环控制系统按预先设定在控制单元中的控制规律工作，只受发动机运行工况参数变化的控制，简单易行。但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。喷油器及发动机的产品性能存在差异，或由于磨损等引起性能参数变化时，就不能使混合气准确地保持在预定的浓度（空燃比）上。因此，开环控制系统对发动机及控制系统各组成部分的精度要求高，抗干扰能力差，当使用工况超出预定范围时，不能实现最佳控制，如图4-16所示。

图4-16　开环控制示意图

闭环控制系统可达到较高的空燃比控制精度，并可消除因产品差异和磨损等引起的性能变化，工作稳定性好，抗干扰能力强。但是，为了使排气净化达到最佳效果，只能运行在理论空燃比14.7附近。对起动、暖机、加速、怠速以及满负荷等特殊工况，仍需采用开环控制，使喷油器按预先设定的加浓混合气配比工作，以满足发动机特殊工况的工作要求。所以，目前普遍采用开环和闭环相结合的控制方案，如图4-17所示。

图4-17　闭环控制示意图