现代工程机械汽油喷射式燃料供给系

    化油器由于结构简单、使用方便、成本较低，目前在国产汽油机上仍然得到广泛应用。但是化油器式汽油机存在的最大缺点是充气及混合气质量分配不够理想，有害排放物和由排气成本未燃烧烃HC，氮氧化物NOx，在大气中可能产生光化学烟雾反应生成的氧化剂（臭氧O3）、过氧酰基硝、酸盐（PAN）等，对人体与生物造成危害。为了提高汽油机的动力性、经济性和改善排放性，在现有化油器上需要增加较多的附加的装置，但成本大为增加，同时所增加的功效也相当有限。为此人们寻求到汽油喷射式燃料供给系这种良好的混合气形成方法，特别是在七八十年代大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VISL）等电子技术的发展，使汽油喷射燃油供给系的电子控制元件具有结构紧凑可靠性高、耗电量少、响应性好、成本低廉等优点，使汽油喷射燃油供给系成功的取代了化油器式燃油供给系，并进一步得到广泛应用。其优点如下：

    a.进气管道中无狭窄的喉管、空气流动阻力小、充气性能好，发动机输出较大功率和转矩。

    b.混合气的分配均匀性好，确保各缸的动力性和经济性的最佳状态。

    c.加速性能好，特别在电控喷射中电脑能快速、精确改变喷油量；再加之喷油器就安装在进气歧管中进气门前方，使输入气缸内的混合气浓度及时随节气门的开度而立即改变。

    e.起动（特别是冷起动）、暖机、怠速等过渡工况性能好。因为电脑能根据这些工况参数的变化，最佳的、最适时的调节喷油量；冷起动喷嘴也会喷出极佳的雾状汽油；同时进气系统中的辅助空气阀能供给足够的空气，所以暖机和快速起步性能好。

    f.在电控喷射系统中，当节气门关闭而汽油机转速超过预定转速时，电脑就立即切断油泵电路使喷油停止，使进气管中无油膜，减少HC排量，降低了油耗，改善了排放，汽油喷射雾化质量稳定，燃烧完全。

    g.可以在气缸内不同位置实现混合气的分层燃烧，如在火花塞附近用浓混合气以保证发火，末端的混合气用稀混合气防止爆震燃烧。

    h.电控汽油喷射技术的应用，为高压缩比和稀混合气的燃烧系统，顶置双凸轮轴的四气门、五气门的机构，可变压缩比，可变配气定时、可控进气管道与可变进气涡流，以及增压、中冷等新技术在汽油机上的应用提供了可靠保证。

    汽油喷射式燃料供给系的分类

    按喷射系统执行机构的不同分为多点喷射和单点喷射两类。多点喷射是在每个气缸上安装一个喷油器，直接将燃油喷入各气缸气道的进气门前方；单点喷射为一个喷油器供给二个以上的气缸燃油，喷油器安装在节气门前的区段中，燃油喷入后随空气流进入进气歧管内。

    按喷射方式不同分为间歇喷射（或称脉冲喷射）和连续喷射式（或称稳定喷射式）。间歇喷射式是每一缸的喷射都有一限定的喷射持续期。喷射是在进气过程中的一端时间内进行的，喷射持续时间就是所控制的喷油量。对于所有的缸内喷射和多数进气道喷射都采用间歇喷射的方式；连续喷射式是燃料喷射的时间占有全循环的时间，连续喷射都是喷在气道内，而且大部分的燃油是在进气门关闭时喷射的，因此大部分燃料是在进气道内蒸发的。

    按喷射控制装置的型式不同可分为机械式、电子控制式和机-电联合喷射式3种，机械控制汽油喷射式燃油供给系汽油的计量及计量控制是通过机械传动与液力传动来实现；电子控制式其燃油的计量及计量控制是靠电控单元（电脑）及电磁喷油器来实现的。机-电联合喷射式是在机械控制燃油喷射系统的基础上增设一个由电脑控制的电液调节器和像电脑反应发动机不同工况参数的各种传感器。

    此外，汽油喷射还可以按喷射位置分为进气道内喷射与缸内喷射两类。进气道内喷射用低压（0.25MPa）的喷射装置。这是目前常用的喷射方式，气缸内喷射虽将燃油直接喷入气缸内，需要有较高压力（约3.0~4.0MPa）的喷射装置。这种喷射方式目前用得不多。主要用于二冲程汽油机，对提高二冲程汽油机的燃油经济性更为有效。

    一、机械式汽油喷射系统

    1.基本结构与工作原理

    机械式汽油喷射系统是由机械和液力控制的喷油系，其结构组成如图5-11所示。

    汽油机运行时，空气从空气滤清器吸入后，经过空气计量器5中空气承压片（感知板）的计量后，由节气门控制进入进气管乃至各支管；同时汽油箱中的汽油被电动汽油泵12吸入，并加压后经蓄压器11和滤清器10输入燃油量分配器6中。燃油分配器可在不同的控制压力作用下，根据空气计量器5所馈送的吸入进气管2的空气流量信息，将所需的燃油量分配给各气缸的喷油器1中。喷油器在一定压力作用下将汽油连续地喷入进气管的支管中与空气混合，当汽油机的进气门一开启，混合气便被吸入气缸。

    上述空气计量器与燃油量分配器在制造时组合一个部件称为混合气调节器。燃油喷射系统内还没有调压器用以使系统的压力保持恒定值（约为0.5MPa）。

    机械式燃油喷射系的结构除了工作原理中提到的基本装置外，为了适应发动机各种过渡工况对所供给的混合气数量和成分的要求，还设置了各种相应的辅助装置。如在冷起动的情况下，可由一个受热控正时开关15控制的电磁阀（冷启动阀18）向进气管中额外多喷汽油。在冷起动后的暖机过程中，使混合气浓度逐渐减低的调节作用，是利用控制压力调节器（暖机调节器）T，通过调节施加于燃油量分配器6的控制压力来实现的。冷机起动和暖机过程中所需补充的空气量由补充空气调节阀3进行调节。

    2.机械式汽油喷射系统的基本装置

    1）电动汽油泵

    电动汽油泵结构如图5-12所示，主要由永久磁场电动机3和滚子泵2等组成。滚子泵的泵油原理如图5-13所示装有滚子2的转子1被偏心地安置在泵体3内。转子在电机的带动下转动时滚子在离心力作用下压靠泵体的内表面，起到密封作用，在相邻两个滚子之间形成了一个空腔，且空腔的容积越来越大，形成了低压吸油腔使汽油从进油口被吸入；而对面两个滚子间空间容积越来越小称为高压油腔使汽油从出油口泵出。

    为了保持油路中有一定静压，使下一次起动汽油机容易。在电动汽油泵的出口处设有一个单向阀4，又可防止发动机关闭时，油压突然下降可能造成燃油倒流现象。

    这种油泵目前均采用在油箱内安装。由图5-12中可看出被滚子泵加压的汽油都从电动机中流过，使其具有较好的密封、冷却性。

    2）蓄压器

    蓄压器的功用是保证在汽油机停止运转后燃料供给油路内仍然保持一定的压力，以便于重新起动，特别是热机启动。其结构如图5-14所示。该壳体的特殊结构可消除供油脉动和抑制泵油噪声。它由一个膜片3把内腔分成两部分。膜片与隔盘4之间的部分D为贮油腔，在腔C中装有一个储能弹簧1.当发动机和汽油泵工作时，由于汽油泵的输出流量远大于发动机的需求量，多余的汽油便充入蓄压器的贮油腔。这时膜片在油压作用下，压缩弹簧1而向左拱曲，直至弹簧盘抵靠壳体2的台肩为止。这个位置相应为最大的贮油容积，只要发动机运转，膜片总是停留在此位置上。当系统内的油压下降时，贮油腔中的汽油便在储能弹簧1的作用下流入系统中给以补偿，维持油压。

    3）调压器

    调压器设置在燃油量分配器的壳体内，又称为压力调节阀，其功用是燃油系统内的压力保持稳定值（约0.5MPa），如图5-15所示。它由柱塞2与调节弹簧3组成，在柱塞的前端装有密封圈，弹簧后面有调整压力用的垫片。当汽油泵输出油量大于发动机的耗油量时，系统中的油压便升高。油压升高到超过规定值时，柱塞2即右在移到接通回油口B的位置，于是过剩的汽油就经回油口B返回到汽油箱中，以保持油路中的压力稳定。当泵输出量减小时，柱塞的位移量和回油口的通过截面随之减小，从而回油量也减小，使得染料系统中的油压重新回到调定值。若系统中的油压很低，不足以克服弹簧的预紧力时，则调压器不工作。

    4）喷油器

    喷油器由阀体1、喷油阀3、滤清器（滤网）及弹簧等组成，如图5-16所示。喷油器不工作时喷油阀3在弹簧作用下压紧在阀座4上；发动机运行时，当燃油系统中的油压超过某一定值（0.35MPa）时，喷油阀开启以高频振动形式把燃油粉碎，并将所配剂的燃油以雾状喷在进气门前与空气混合一起被吸入气缸内。

    喷油器被固定在进气管道上某处能较好地隔绝从发动机传来的热量的位置上，以免发动机停止工作后，管路中汽油受热而形成气泡。

    混合气配剂的任务是配剂相应于发动机吸入空气管的燃油量。该任务由混合气调节器来完成。而混合气调节器包括空气计量器和燃油分配器两部分。

    5）空气计量器

    空气计量器是按浮子原理设计的，位于空气滤清器与节气门之间，其结构如图5-17所示。

    A为气流入口；承受气流动压力的承压片2固定在带有配重5并以轴销6为支承的杠杆7的一端。发动机不工作时，承压片在弹簧8支持下位于空气漏斗1的喉部。此时所保留的通过截面B最小。发动机工作时，在吸入气流的动压力作用下，承压片向上举升，带动杠杆7克服柱塞（燃油量分配器控制柱塞）4的阻力而绕轴销6转动。与此同时，通过截面B也在增大，因而承压片两面的压力差减小，最后承压片将到达某一平衡位置而保持不动。承压片的行程是与被发动机吸入的空气量成比。节气门开度加大，进气量增多，承压片的升程也随之加大。承压片的运动通过杠杆系统传递到燃油量分配器控制柱塞4上，而控制柱塞的运动将直接控制喷出的燃油量。混合气调节螺钉3用以调节承压片和杠杆的相对位置，从而调节混合气的基本成分。

    6）燃油分配器

    燃油分配器的功用是精确地相应于空气计量器中承压片升程的燃油量分配给各个气缸。其结构如图5-18所示，燃油量分配器中的主要元件是精密加工的控制柱塞1和槽孔套筒2偶件，其间隙只有1um。槽孔套筒的实际形状如图5-18b）。从局部放大图中可看出油孔B，实际上是一个宽度仅0.2mm的狭长槽孔。套筒上的进油口和出油孔数目均等于发动机的气缸数目。

    由空气计量簧的工作过程已知，空气计量器承压片的位移控制着发动机吸入空气的流量。它通过杠杆系统控制柱塞的工作位置，从而决定了此控制槽孔的实际出口截面与供油量。

    汽油机不运转时，在控制压力pe作用下，柱塞处于下限位置，此时出油槽完全封闭，无燃油供给。发动机处于不同负荷工作时，承压片行程使柱塞上升到相应的不同槽孔通过截面的位置上，从而确定不同的供油量。由此很容易看到，承压片的控制柱塞的行程除了受控于开度外，还取决于作用在柱塞上方的控制油压pe。当节气门开度一定，若控制油压pe减小，则承压片和控制柱塞的升程加大，相应的供油量也就增多。反之，若控制油压pe增大，则供油量减小。而控制油压pe本身则取决于发动机起动过程中的温度变化，在冷车起动时pe约0.05MPa，随着发动机的运行加热，此压力将逐渐提高到0.37MPa。

    空气计量器所确定的承压片行程与吸入的空气流量之间的线性变化特性也应使供油量与柱塞升程有相应的线性关系。即当承压片行程增加两倍时，空气流量也增加两倍，同时也产生同样比例大小的主供油量的变化。这就要求在燃油分配器控制槽孔内外两侧有一个不受供油量影响的恒定的压力差。燃油量分配器中设有差压阀用以保证上述压差值为0.01MPa。

    7）差压阀

    差压阀是一个平面座阀，它位于燃油量分配器中，每个控制槽设置一个，如图5-19所示。

    阀内用钢制膜片4将其分隔为上、下两腔，膜片本身又起阀门作用。所有各缸的差压阀的下腔用一个环形管路相联，并处于系统供油压力的作用之下，而每一个差压阀的上腔则分别与各自相应的出油槽孔以及各个喷油器的接头相通。膜片上方装有螺旋弹簧，压力差值由此弹簧的预紧力所确定。

    当控制柱塞2升程增大时，由于出油槽孔的节流作用减小，上腔B中的压力升高，膜片受压向下拱曲。这就使膜片与出油管底端所形成的出口截面增大，从而供油量也增多。正因为出油量增多，上腔B内的油压就立即下降，于是上、下两腔的压力差又恢复到原先调整的数值。若控制柱塞升程减小时，B腔压力暂时下降，膜片回升，因而供油量减少，同时上腔油压回升，使上、下两腔压力差又恢复到初调定值。总之，供油量不同时，膜片上、下方的压力差由平面座阀通过截面大小的自动调节来保持恒定的。

    汽油直接喷射发动机在怠速和全负荷工况下供浓混合气、部分负荷下则供给稀混合气、加速时需供额外燃油的这些功用不像化油器式燃油供给系需各种专门装置来完成，只需空气计量器的特殊空气漏斗就可满足这些功用。空气漏斗各段的锥角是不同的，如图5-20所示。由于漏斗的锥角不同，则相应于一定的气流通过截面（一定的空气流量）的承压片升程也不同。锥角较大则承压片升程较小，致使燃油量分配器供出的燃油较少，这时混合气也就较稀，故不同锥角的漏斗的组合可以满足各种正常工况对混合气成分调节要求。该系统不设专门的加速装置原因在于：当发动机加速，即突然加大节气门开度时，将有大量空气通过空气计量器，很高的空气动压力对承压片冲击，使得承压片的瞬时升程将超过相应于节气门全开时的最大行程，结果引起燃油量分配器的供油量急增，从而实现良好的加速过渡。

    2.辅助调节装置

    为了使发动机在各种运行工况下都有较好的动力性、经济性，同时又考虑使用性能和排气污染，故在机械式汽油喷射系统中又设置了辅助调节装置。

    1）冷起动阀和热控正时开关

    在低温下发动机冷起动时，吸入的混合气中有一部分燃油冷凝，为了补偿这部分燃油的损失，必须在冷车起动时额外地喷入一定量的燃油。这部分额外地喷油量由冷起动阀18喷入进气管支管2内。冷起动阀的开启持续时间取决于发动机的温度，由热控正时开关15加以控制。

    冷起动阀结构如图5-21所示，它由电磁线圈2操纵，装在充满压力油的阀体内腔中的阀门4也就是一个衔铁，被弹簧3压紧在阀座上。点火开关和热控正时开关均接通后，电磁线圈中即产生磁场，将阀门吸起离座，燃油就通过旋流式喷嘴5，以油雾状喷入节气门后的进气管道内以加浓混合气。

    热控正时开关的功用是控制冷起动阀的喷射时间，其结构如图如图5-22所示。它是一个中空的螺钉，旋装在能表征发动机热状态的位置上。其内有一个外绕加热线圈4的双金属片3，它可根据本身的温度控制触电5的开闭，从而控制冷起动阀的开启持续时间。当双金属片受热到一定程度时，便分开触电，使通往冷起动阀的电路断开。这时冷起动阀就不再喷入额外燃油量。所以冷起动阀的开启持续时间取决于热控正时开关的受热温度，即发动机本身温度。当发动机在热状态下（T≥35°C）时运转或起动时，热控正时开关处于断开状态，冷起动阀均不供给额外燃油量。

    机械式汽油喷射系统的冷起动加浓的任务主要由冷起动阀和热控正时开关相互配合完成。

    2）暖机调节器

    冷车起动后为了暖机（又称为暖车），发动机需要快怠速运转，价值进气气管壁及缸壁上还会有一部分燃油凝结，有可能出现燃烧中断。因此在暖车其间，所供入的混合气还应较浓；同时也必须随发动机的温升，使混合气的加浓程度逐渐减小。这种自动调节是通过暖机调节器改变燃油量分配器的控制油压来实现的，所以暖机调节器又可称为控制压力调节器。

    暖机调节器安装在发动机机体上，受温度的影响而动作。冷起动或暖车时，可使控制柱塞上方的控制油压降低，将使柱塞的位置上移，混合气变浓，其结构如图5-23所示。膜片1作为自动调节回油通过截面的阀门，其位置受控于阀门弹簧2和电热式双金属片3.发动机处于冷态时，双金属片克服阀门弹簧力使膜片向下拱曲。此时回油通过截面较大，于是有较多的燃油从控制管路A通过回油管路B进入油箱，因而控制压力较低。这样的节气门开度不变的情况下，燃油量分配器的供油量就较多，使得混合气较浓。发动机起动后随着温度升高，双金属片受电热丝加热逐渐向上拱曲变形，减少了它对弹簧的反压力。于是弹簧伸张使膜片上升，逐渐减小回油通过截面，提高控制压力。当双金属片自由端升高到最高位置时，暖机加浓作用停止。

    3）补充空气调节阀

    为了克服发动机的冷态起动运转时较大的摩擦阻力，需要供给较多的浓混合气，为了保证有稳定的怠速工况及过渡，在节气门处设置有旁通空气管路，以便绕过节气门对发动机供给较多的空气。同时由于这部分补充空气是经过空气计量器计量，故燃油量分配器也供给较多的燃油，这样发动机就吸入较多的浓混合气。在暖机过程中，这部分补充空气应逐渐减少，至发动机热态运行时，此补充空气停止供给，这个调节作用是由补充空气调节阀完成的，其结构如图5-24所示。

    在补充空气调节阀的铝壳体内没有一个闸状阀1，它由电热丝3与双金属片2控制。冷机起动时，阀门处于最高位置、旁通空气管路的通过截面最大，补充空气量也最多，随着发动机的运行与温升，阀门1逐渐下落通过截面积不断减小，直至补充空气停止流动。

    4）带全负荷膜片的暖机调节器

    为了保护发动机从部分负荷用稀混合气工作转向全负荷用浓混合气工作的过渡，除了通过空气漏斗的几何形状来实现外，同时还应在暖机调节器中增加一些装置。这种暖机调节器的特点是在原调节器底部附加一个空气室，具有内外两个阀门弹簧4和全负荷膜片5，如图5-25所示。外弹簧支承在壳体上作用正常暖机运行。内弹簧压在全负荷膜片上，膜片把暖机调节器内腔分成上、下两部分。上腔经过管路D与节气门后的进气管相通。下腔借孔C经管路与空气滤清器相通，发动机在怠速与无负荷工况运行时，进气管真空较高，全负荷膜片5被吸到上极限位置，此时内弹簧的压缩量最大。这时两个阀门弹簧的作用力之和便确定了该负荷工况下的控制压力值。例如膜片阀门3上移，回油通过截面减小，控制油压升高，控制柱塞下移，相应减小了供油量。全负荷时节气门全开，进气管真空度相应降低，全负荷膜片便想下拱曲直至下极限位置。此时内弹簧卸载，控制压力便降低到恒定的数值，从而混合气得到加浓。

    二、电子控制式汽油喷射系统

    电子控制式的汽油喷射系统早在20世纪60年代就已付诸实用，经过三十多年的使用改进、完善，现在已经广泛应用在汽油机上，特别是在中、高档轿车上的应用比较普及。

    电子控制式汽油喷射系统有多种系列，其中典型的L型电控汽油喷射系统具有比较全面的代表性，其结构组成如图5-26所示，它是通过各种传感器所收集到的各种信号送入一个电控单元（ECU）中，并根据发动机反馈的实际工况（信号）控制混合气的空燃比，供给适应发动机运动工况所需要的混合气。该喷射系统是采用间歇式的喷油方式。其特点是：采用空气流量运行工况所需要的混合气。盖喷射系统是采用间歇式的喷油方式。其特点是：采用空气流量传感器，以空气流入量为控制基础；以空气流量与发动机转速作为控制喷油量的基本因素；同时还受节气门位置、冷却水温、空气温度等传感器检测到表征发动机运行工况的信号作为喷油开启时间和喷油量的校正，使发动机的运转稳定。

    L型喷射系统可分为燃油供给、空气供给和电路控制等3部分。

    1.燃油供给

    工作原理：燃油从油箱1被电动汽油泵2吸出并以约0.25MPa的压力泵入燃油滤清器3，出去杂质后，进入分配器管4.而在分配器管的后端有一个压力调节器5使喷油压力保持恒定，过量的压力油将通过该压力调节器无损失地返回到油箱1.由于连续地有燃油流过，因此总能保证有正常的燃油供给，调节后的0.25MPa压力油则通过分配器支管分送到各喷油器7，接受电控单元6的指令控制。当电控单元发出喷油指令信号，喷油器将燃油喷至进气门的上方与空气混合，当进气门打开时，才将燃油与空气同时吸入气缸中。

    在燃油供给的装置中，电动汽油泵，滤清器的结构、工作原理与机械式汽油喷射系统的结构基本相同，但在系统中多设了一个分油管4，其功用是将燃油均匀地、等压地分配送给各个喷油器。同时分油管还具有贮油蓄压的作用，其容积油量相对于发动机的循环喷油量要大很多，以防止燃油压力的波动，保证供给各喷油器以均等的燃油量。且分油管的设置使喷油器的安装更加方便。

    压力调节器安装在分油管的后端，其功用主要调节喷油器和冷起动阀的燃油压力，使其燃油压力调节在0.25~0.3MPa的范围内，并使燃油压力与进气管压力之差保持常熟。压力调节器结构如图5-27所示，其金属壳体组成的内腔被膜片5分成两室，一个室内装有预紧力的弹簧压在膜片上，另一个室则贮满燃油。当室内油压超过预调的压力时，将克服弹簧预紧力，将膜片向下推移，阀门3打开，膜片上室与燃油回流管接通，使超压的燃油流回油箱以保持一定的燃油压力。而在弹簧室内有一根通气管7与节气门后的进气管相连，这样燃油系统压力就取决于进气管内的绝对压力。节气门在不同位置时，通过喷油器的压降也将是相同的。

    喷油器是燃油供给系统中最重要的部件，它安装在进气门的上方，每一个气缸上都装有一个喷油器，它与机械式汽油喷射系统的喷油器结构原理不同的是由电磁元件控制的，电控单元发出的指令信号可将喷油器头部的针阀门打开，把精确配剂的一定量的燃油喷入进气门前，并与吸入进气歧管内的空气混合，然后一起进入气缸中经压缩后燃烧。电控喷油器结构如图5-28所示，在喷油器体内有一个电磁线圈2，喷油器头部的针阀4与电磁衔铁3组合成一体。

    当电控单元传来电流信号，使电磁线圈通电，从而产生电磁作用力，将衔铁与针阀吸起，燃油通过精确设计的针阀头部的环状间隙，在喷油器头部前端被粉碎，以雾状喷至进气门上方。针阀的升程量约为0.1mm，喷油器打开的时间一次可在2~10ms的范围内。打开时间长喷油量就多，时间短，喷油量就少。喷油器喷油定时顺序如图5-29所示。

    2.空气供给

    发动机起动、运转，在气缸真空吸力作用下空气经过空气滤清器，滤除空气中的尘灰杂质后，流经空气流量计（内设传感器）12，经过计量后，空气流沿节气门通道流入进气歧管。再分别供给到各个气缸中，车辆行驶时空气流量由驾驶员通过加速踏板操纵节气门控制。

    空气流量计和空气计量器分别为电子控制和机械控制汽油喷射的空气供给装置的重要部件，但两部件的结构不同。空气流量计的测量原理是根据吸入空气的流体动力与作用在空气翼片上弹簧力的平衡。空气翼片实际上就是一个空气流通阀，翼片的偏转位置决定其空气通道开启的通过截面。翼片随吸入空气流量的大小向后移动，逐渐地增大其通过截面。由此吸入的循环空气量则由发动机转速与节气门开度共同决定，是发动机实际负荷工况的直接度量。空气流量计结构如图5-30所示，由于发动机在进气过程中进气管内的压力有波动，使吸入的空气产生脉动。为了消除其影象，在空气流量计内设有缓冲室8和缓冲板9.由图可见空气翼片转轴与电位计6是同轴结构，故翼片的旋转角度将直接地转换至电位计，随着翼片转角的不同将产生不同的电阻值，同时此信号便由电位计输入电控单元。空气流量计翼片的上侧还设有一个旁通空气道3，当主空气道内的空气翼片置于关闭位置时，只允许少量的空气经旁通空气道流过。而在旁通空气道上设置一个调节螺钉可以控制旁通内的空气流量，则主要用以调节怠速工况下的混合气成分。

    3.电路控制

    电控单元通过电路接收的输入信号有：由分电器17点火线圈接受的是发动机转速的信号；空气流量传感接收的是吸入的空气流量信号；起动开关21打开时接收的是起动信号；节气门开关接收的是节气门开度位置信号；冷却水温度传感器16接收的是冷却水的温度；空气温度传感器15接收的是吸入空气的温度等。

    发动机运转时，从各个传感器传来的油管发动机使用工况的信号，都输入电控单元，经过综合判断与计算处理，由控制单元确定喷油器的开启时间，发出指令给喷油器使其喷油。

    电控单元实际上就是一微型计算机（电脑），内有集成电路以及其它精密的电子元件，安装在一个金属壳体盒内，可以防水和防热辐射，但其本身的使用温度最好不超过90°C，否则会损伤电控部件的功用。单元中的各电子元件都安装在印刷电路板上，集成电路中的功能组件如脉冲形成器、脉冲分配器、多谐振荡器等都有较高的可靠性。控制单元与喷油器，传感器、电源之间的联系是通过一个多接点开关达到的。电控单元可以指令输出一个喷油脉冲，控制喷油器进行燃油的配剂。喷油脉冲的宽度就是喷油的持续时间，它取决于吸入的空气量和发动机的转速。为了使车辆发动机具有最佳的动力性、经济性以及较好的排放性和行驶性能，电控汽油喷射系统应随发动机不同工况的变化，具有对混合气成分进行校正的功能。它主要通过各种附加传感器，提供发动机温度，节气门位置等信号输入电控单元，并由此计算处理得到校正后的喷油量。

    发动机冷起动时，由于温度很低要求供给很浓的混合气，喷射系统将根据发动机的温度喷入定量的额外燃油，它可以由电控单元指令通过喷油器延长喷油持续时间来实现，也可以通过热控正时与冷起动阀配合达到加浓的目的。

    发动机冷起动后应进入暖机，此时由于温度较低，燃油与空气雾化较差，故需加浓，并随时间、温度变化进行不同程度的加深调节。为此在系统中设置一个发动机温度传感器15、将检测到的信息传入电控单元来校正混合气的配剂。发动机温度传感器结构如图5-31所示。安装在发动机的气缸冷却水套的位置。其外形如一个螺纹管套，中间装有负温度系数电阻（NTC）。水温低时，传感器的电阻较大，此信号传入电控单元后，可指令喷出油量较多；水温升高后，电阻值将随之减小，电控单元将由此减小喷油，若水温超过60°C，表征此时暖机过程即将完毕，即可停止供给额外的喷油量。

    发动机在中、小负荷工况下运行，要求供给经济混合气，而在电控单元中心将其编制成程序，保证发动机具有良好的经济性。

    发动机全负荷工况运行应发出最大转矩，这时相对部分负荷工况所供给的混合气应给一定的加浓，加浓的程序按不同发动机的混合气调整有所不同。此况也已在电控单元中编制程序，关于发动机负荷装置变化的信息则由节气门开关输入电控单元。节气门开关结构如图5-32所示，它可以随时记录节气门的开启位置。节气门开关是通过节气门轴来操纵，其内设怠速触电4和全负荷触电1.触电的开启是通过月形板2来控制，从而将信号送入电控单元中以校正喷油量。

    发动机加速时，节气门随之突然打开，使混合气短时间变稀。为了获得良好的加速过渡性能，要求喷射系统能短时间内使混合气加浓。在电控系统中，当节气门门突然开大，空气大量地迅速流过空气流量计，短时间地使空气翼片在其全开的位置上有一定摆动，此时翼片上的冲量将致使分配较多的燃油，得以加浓并获取良好的加速过渡性能。

    为了提高发动机的排放性，使其排放法规要求。在电控汽油喷射系统中还设有闭环混合气成分调节系统如图5-33所示。它能在发动机运行工况下精确地控制空气系数等于1的附近，使电喷系统供给最佳化。并配合使用三元催化反应器后处理装置，使排气的有害成分大幅度地降低。闭环控制的关键是在排气管中插入一个氧传感器作为混合气成分探头，它在准确的理论混合比α=1时，通过输出电压有一个突变，提供电控单元一个信号以确定所供混合气的成分以控制其空燃比收敛于理论值。

    氧传感器常用的是氧化锆传感器与氧化钛传感器，而氧化锆传感器使用比氧化钛传感器广泛。氧化锆（ZrO2）是一种具有氧离子传导性的固体电解质，并有少部分氧化锆起稳定作用，它能在氧浓度差的作用下，产生电动势。氧化锆传感器的一端是封闭不透气的管状体如图5-34所示。氧化锆陶瓷体的两侧表面上是透气的多孔薄铂层作为电极，陶瓷体的内侧电极与大气相通，外侧与排除的气体相接触，废气通过氧化锆时若温度超过300°C时能使氧离子化。在传感器的排气侧与大气侧氧的分压力不同时，氧离子就从氧的分压高的大气压侧向氧分压低的排气侧流动，从而在两个电极间形成电动势。这个电动势的大小就作为混合气成分浓或稀的一个度量。这个信号反馈输入电控单元以后，单控单元又依此信号重新地指令喷油器使混合气得到正确的调节。

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