电控燃油喷射系统的执行元件是喷油器，喷油器的功用是根据ECU指令控制燃油喷射量。
单点喷射系统的喷油器安装在节气门体空气入口处，多点喷射系统的喷油器则安装在进气歧管处。喷油器由滤网、线束插接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成。
1.基本工作原理
当电磁线圈通电时，产生电磁吸力，将衔铁吸起并带动针阀离开阀座，同时回位弹簧被压缩，燃油经过针阀并由轴针与喷口的环隙或喷孔中喷出；当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，回位弹簧迅速使针阀关闭，喷油器停止喷油。
2.喷油器的类型与结构
喷油器是一种加工精度非常高的精密元件。要求其动态流量范围大、抗堵塞和抗污染能力强以及雾化性能好，为了满足这些性能要求，先后开发研制了不同结构形式的电磁喷油器，主要有轴针式、球阀式和片阀式等。电磁喷油器的电磁线圈可按任何特性值绕制，但典型的一种是低电阻型喷油器，阻值为2Ω～3Ω；另一种是高电阻型喷油器，其阻值为13～17Ω。
（1）轴针式电磁喷油器 图3-29a所示为轴针式喷油器的结构，主要由喷油器外壳、喷油器、针阀、套在针阀上的衔铁以及根据喷油脉冲信号产生电磁吸力的电磁线圈组成。电磁线圈无电流时，喷油器内的针阀被螺旋弹簧压在喷油器出口处的密封锥形阀座上。电磁线圈通电时，产生磁场吸动衔铁上移，衔铁带动针阀从其座面上升约0.1mm，汽油从精密环形间隙中流出。为使汽油充分雾化，针阀前端磨出一段喷油轴针。喷油器吸动及下降时间为1～1.5ms。
喷油器用专门的支座安装，支座为橡胶成型件，从而起到隔热作用，防止喷油器中的汽油产生气泡，有助于提高发动机的高温起动性能。另外，橡胶成型件可保护喷油器不受过高振动应力的作用。视发动机结构形式的不同，喷油器或是经汽油管或经带保险夹头的连接插座，如图2-29b所示，与汽油分配管连接。
（2）球阀式电磁喷油器 由于现代轿车发动机具有较低的汽油消耗率和较高的功率，各种型号发动机的进气空气流量范围扩大，因此喷油器的动态流量范围必须随之增大。
减轻阀针质量并提高弹簧预紧力，对获得宽广的动态流量范围十分有效。同时，用球阀简化计量部位的结构，有助于提高喷油量精度。此外，喷油器体和盖用导磁不锈钢制成，提高了耐蚀性。
图3-29 轴针式电磁喷油器
a）结构图 b）连接图
1—滤网 2—电接头 3—电磁线圈 4—衔铁 5—针阀 6—喷油轴针 7—汽油分配管 8—保险夹头 9—上密封圈 10—下密封圈
球阀式电磁喷油器如图3-30所示，它与轴针式电磁喷油器的主要区别在于阀针的结构。球阀式的阀针是由钢球、导杆和衔铁用激光束焊接成整体制成的，其质量减轻到只有普通轴针式阀针的一半，这是采用短的空心导杆实现的。为了保证密封，轴针式阀针必须有较长的导向杆，而球阀具有自动定心作用，无需较长的导向杆。因此，球阀式的阀针质量小且具有较高的密封能力，明显优于轴针式针阀。图3-31所示为同等级的球阀式阀针与轴针式阀针的比较。
当喷油脉冲输入电磁线圈时，产生电磁吸力，固定在阀针上的衔铁被向上吸起，阀针抬离阀座，汽油开始通过计量孔喷出。当喷油脉冲终止时，吸力消失，阀针在弹簧力作用下返回阀座，于是喷油结束。因此，每次脉冲的喷油量取决于输入电磁线圈的工作脉冲的宽度。
（3）片阀式电磁喷油器 片阀式电磁喷油器最早是英国卢卡斯（Lucas）公司研制开发的，其内部结构的主要特点是质量小的阀片和孔式阀座，它们与磁性优化的喷油器总成结合起来，使喷油器不仅具有较大的动态流量范围，而且抗堵塞能力较强。
图3-32所示为片阀式电磁喷油器。
当喷油器处于未激励状态（阀关闭）时，阀片被螺旋弹簧力和液压力压紧在阀座上。来自ECU的喷油脉冲通过喷油器的电磁线圈时，即产生磁场，在电磁力足以克服弹簧力和液压力的合力前，阀片仍将压紧在阀座上（见图3-33a）。一旦电磁力超过两者的合力，阀片即开始脱离阀座上的密封环，被铁心吸住（见图3-33b），于是具有压力的汽油进入阀座密封环中的计量孔。反之，一旦来自ECU的喷油脉冲结束，电磁力开始衰减，但是阀片仍瞬时保持阀开启状态，直到喷油器弹簧力克服衰减的电磁力为止。当弹簧力大于衰减的电磁力时，阀片将脱离挡圈返回到阀座上，切断汽油喷射（见图3-33c）。
图3-30 球阀式电磁喷油器
1—弹簧 2—阀针 3—阀座 4—喷孔 5—护套 6—内腔 7—衔铁 8—喷油器体 9—电磁线圈 10—盖
图3-31 同等级的球阀式阀针与轴针式阀针的比较
1—钢球 2—导杆 3—衔铁 4—轴针
图3-32 片阀式电磁喷油器
1—喷嘴套 2—阀座 3—挡圈 4—喷油器体 5—铁心 6—汽油滤清器 7—调压滑阀 8—弹簧 9—电磁线圈 10—限位阀 11—阀片
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图3-33 阀片工作情况
a）阀片静止在阀座上 b）阀片抬离阀座直至抵住挡圈 c）阀片离开挡圈落座
1、4—挡圈 2—弹簧 3—铁心 5—阀片 6—阀座
（4）单点喷射系统用电磁喷油器 前面所述的电磁喷油器用于多点电控汽油喷射系统中，安装于各气缸进气门前的进气歧管上，分别供给各气缸工作所需的适量汽油。而对于单点电控汽油喷射系统而言，单点式电磁喷油器的结构与多点式电磁喷油器的结构略有不同，它是将一个或两个电磁喷油器、燃油压力调节器和传感器等安装在节气门体上，其总成被称为中央喷射单元，如图3-34所示。
电磁喷油器是中央喷射单元中最重要的一个部件，其功能是在发动机各种工况下，向气缸提供计量精确的雾化汽油。
图3-35所示为德国BOSCH（博世）公司的单点式电磁喷油器。它由一个扁平衔铁和一个球阀用激光熔焊在一起。球阀下方有阀座，通过六个径向布置的计量喷孔喷出汽油。在球阀的上方设有一个压缩弹簧和一个电磁线圈，当喷油脉冲电流通过电磁线圈时，产生的电磁力克服弹簧压力将球阀吸离阀座，使汽油喷出。当喷油脉冲电流消失时，在弹簧力的作用下，球阀将落座而停止喷油。
图3-34 中央喷射单元
1—压力调节器 2—进气温度传感器 3—电磁喷油器 4—节气门体 5—节气门
这种喷油器与普通高压型多点喷油器相比，其特点是喷油器头部采用球阀结构，使精加工量减少，易于成批生产，而且球阀式的结构即使工作条件恶劣，它的工作可靠性也较好。由于采用扁平形的衔铁，它的质量惯性很小，使阀门的开闭时间可以减少到1ms左右，而且还有较好的重复性，从而改善了喷油器在小流量区工作的线性度，使发动机怠速性能有所提高。由于采用六个倾斜的径向布置的计量喷孔和一个锥形体的喷腔，在有汽油通过喷孔时，就产生呈45°的锥形旋流，该旋流与喷腔壁面碰撞后进入进气流中，促使汽油能更好地雾化。另外，它被设计成汽油通流式，也即当发动机工作时汽油连续不断地流过喷油器，使它得到冷却，并保证使偶然形成的蒸气泡返回汽油箱。这就有效地解决了高温起动时防止气泡形成的问题，提高了汽油供给系统的热传输性能。
3.喷油器的驱动方式
图3-35 德国BOSCH（博世）公司的单点式电磁喷油器
1—电接头 2—电磁线圈 3—球形阀 4—斜置的喷油孔 5—汽油的流向
喷油器的驱动方式可分为电流驱动和电压驱动两种方式，如图3-36所示。电流驱动方式只适合于低阻值喷油器，电压驱动方式对高阻值喷油器和低阻值喷油器均可使用。
（1）电流驱动方式 在采用电流驱动方式的喷油器控制电路中，无需附加电阻，低阻值喷油器直接与蓄电池连接，通过ECU中的晶体管对流过喷油器电磁线圈的电流进行控制。
图3-36 喷油器驱动方式
a）电流确定 b）电压驱动（低阻） c）电压驱动（高阻）
如图3-37所示，蓄电池通过点火开关和主继电器（或熔丝）直接给喷油器和ECU供电，ECU控制喷油器和主继电器的搭铁回路。点火开关接通时，继电器触点闭合，ECU中的喷油器驱动电路使晶体管VT1导通，流经喷油器电磁线圈的电流在VT1发射极电阻上产生电压降；A点的电压达到设定值时，喷油器驱动电路使VT1截止。当蓄电池电压为14V时，流过喷油器电磁线圈的峰值电流为8A，喷油器针阀达到最大升程后，保持这一稳定、静止状态的电流为2A；在此过程中，VT1以20Hz的频率导通或截止，即电压变化频率为20Hz。晶体管VT2的作用是吸收VT1导通和截止时在喷油器电磁线圈中产生的反电动势，防止电流突然减少。继电器的作用是防止流过喷油器电磁线圈的电流过大，若流过喷油器电磁线圈的电流超过设定值，则继电器触点自动断开，以切断喷油器电源。
图3-37 喷油器电流驱动电路
在喷油器电路驱动回路中，由于无附加电阻，回路的电阻小，当ECU向喷油器发出指令时，流过喷油器电磁线圈的电流迅速增加，电磁线圈产生的磁力使针阀快速开启，喷油器喷油迟滞时间缩短，响应性更好。喷油器针阀的开启时刻总是比ECU向喷油器发出指令的时刻晚，此时间称为喷油器喷油迟滞时间（或无效喷油时间）。此外，采用电流驱动方式，保持针阀开启，使喷油器喷油时的电流较小，喷油器电磁线圈不易发热，也可减少功率损耗。
（2）电压驱动方式 低阻值喷油器采用电压驱动方式时，必须加入附加电阻。因为低阻值喷油器电磁线圈的匝数较少，加入附加电阻可减小工作时流过电磁线圈的电流，以防止电磁线圈发热而损坏。附加电阻与喷油器的连接方式有三种，如图3-38所示。
图3-38 附加电阻与喷油器的连接方式
a）独立式 b）、c）分组式
电压驱动方式中的喷油器驱动电路较简单，但因其回路中的电阻较大，喷油器喷油滞后时间长。其中，电压驱动高阻值喷油器的喷油滞后时间最长，电压驱动低阻值喷油器次之，电流驱动的喷油器最短。
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