(二)按喷油器喷油部位分类
发动机燃油喷射系统按喷油部位可分为缸内喷射系统(图17a)和进气管喷射系统(图17b)。
1.缸内喷射系统
缸内喷射系统结构与原理如图18所示。
2.进气管喷射系统(缸外喷射系统)
进气管喷射系统又称缸外喷射系统,与缸内喷射系统相比的主要优点是进气管喷射系统对发动机体的设计改动量小和对喷油嘴的材质与精度要求较低,故国产轿车普遍采用了进气管喷射系统,如红旗、桑塔纳、捷达、奥迪、广州本田、夏利、丰田、威驰、威乐海南马自达以及北京现代等。进气管喷射系统又分为单点燃油喷射系统与多点燃油喷射系统。
1)
ECU通过控制每次喷油持续时间的长短(为2~12ms)来控制喷油器的喷油量,故喷油量与喷油时间成正比。
2)空气流量传感器:检测进气量并转变为电信号输入
ECU,同时
曲轴位置传感器检测曲轴转速和转角并转变为电信号输入
ECU。
3)
ECU根据进气量和转速信号计算基本喷油量:再根据冷却液温度传感器信号和其他传感器信号对基本喷油量进行修正以确定实际喷油量。
3)进气管喷射系统:将喷油器安装在进气门附近,以高于进气歧管压力300kPa左右的压力喷油。
4)目前绝大多数轿车均采用此种喷油系统,因其喷油器不受高温与高压的影响,工作条件比缸内喷射大大改善。故其应用广泛。
(1)单点燃油喷射系统(SPFI或SPI)
单点燃油喷射系统如图19a所示;多点燃油喷射系统如图19b所示。
(2)多点燃油喷射系统(MPFI或MPI)
1)缸内喷射系统:喷油器安装在
气缸盖上,以3~4MPa燃油压力将燃油直接喷入缸内。
2)优点:能够实现稀薄混合气燃烧,故可大大降低油耗和有害气体排放。
1)单点喷射系统:将喷油器安装在节气门上方的进气管中,以100kPa的压力喷油。
2)燃油优点:喷油器离进气门较远,燃油有足够的时间与空气混合形成均匀的混合气,因而可降低喷油压力,并降低喷油泵、喷油嘴和滤清器的成本。
3)多点燃油喷射系统:在每一个进气歧管均安装一个喷油器,其优点是能够使各缸均得到比较均匀的混合气。
多点燃油喷射系统又可分为D型、L型、LH型和M型四种基本类型。它们分别代表着不同年代的燃油喷射系统的技术发展阶段与水平。其中D表示空气压力,L表示空气流量,而LH和M表示在L型基础上的改进型产品。
1)博世D型多点燃油喷射系统。D型喷射系统的显著特点是测量进气量采用歧管压力传感器。国产桑塔纳GLi、2000GLi、天津夏利2000、威乐Vela、威驰VIOS、东风雪铁龙爱丽舍Elyse、吉利自由舰、切诺基BJ2021、北京2020VJ吉普等均采用D型多点燃油喷射系统。但将传统的D型的
空燃比和点火提前的开环控制改进为闭环控制。其系统组成如图20所示。
①D型多点燃油喷射系统的工作原理:歧管管压力传感将歧管内的进气压力变成电信号输入到
ECU,
ECU根据信号电压的高低以及发动机转速信号即可计算出进气量的大小。
②发动机进气量大小受驾驶人操纵的加速踏板(即节气门)控制:当驾驶人改变节气门的开度时,进气量也随之变化,故进气“歧管”内气压也就不同。
③在发动机转速相同的情况下,进气歧管的压力与进气量大致成正比关系。
2)博世L型多点燃油喷射系统。L型喷射系统是由D型改进设计发展而成的,其显著特点是测量进气量采用叶片式空气流量传感器取代D型的进气歧管压力传感器。博世L型多点燃油喷射系统组成如图21所示。
3)博世LH型多点燃油喷射系统。LH型的显著特点是测量进气量采用热丝式空气流量传感器取代L型的翼片型空气流量传感器。博世LH型多点燃油喷射系统是L型的改进型,两种系统的结构原理基本相同。现代轿车采用LH型燃油喷射系统的车型较为普遍,如凌志LS400、马自达626、尼桑风度CEFIRO、尼桑千里马MAXIMA、别克世纪CENTURY以及奔驰600SE等。其结构原理如图22所示。
4)博世M型多点燃油喷射系统。M型的显著特点是将喷油系统和点火系统组合在同一个
ECU中进行控制,因而可使得喷油量控制与点火提前控制得到最佳匹配。现代轿车(如桑塔纳3000、红旗、捷达
AT/GTX等)所使用的M型与传统的M型相比又有了较大的改进。如采用直接点火系统、以
热膜式空气流量传感器取代“热丝”式传感器、采用节气门直接控制进气量以及取消了冷起动喷油器,以采用软件控制冷起动喷油量等。博世M型多点燃油喷射系统组成如图23所示。
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