电控多点顺序燃油喷射系统.doc

1、电控多点顺序燃油喷射系统(MPI)传统的化油器存在诸如易发生气阻、结冰、节气门响应不灵敏等现象，在多缸发动机中供油不匀，引起工作不稳、不利于大功率设计。为了弥补这些缺陷，早在上个世纪 30 年代，汽油喷射系统就已在开始航空发动机的研发中被作为研究对象，经过 10 多年的深入研发，在 1945 年二战面临结束的晚期，喷射系统开始应用于军用战斗机上。它充分的消除了浮子式化油器不能完全适用军用战斗机作战工况的缺陷，如易冰点、气阻、由于惯性、重力等物理作用，在作战旋转、翻滚动作中燃油溢出、燃油与量孔分离等缺点，汽油喷射技术应运而生。尽管汽油喷射技术有诸多优势，但由于其生产受当时社会生产力、生产工艺、技

2、术的制约，其制造成本非常高，因此汽车用汽油喷射装置最初只能应用在数量很少的赛车上，它能满足赛车所要求的大发动机输出功率和灵敏的油门响应性能。到 50 年代末期，大多数赛车都已经采用了汽油喷射作为燃油输送系统。汽油喷射应用于民用批量生产的轿车发动机上，是在 19501953 年高利阿特（Goliath ）与哥特勃罗特（ Gutorod）两公司首先在 2 缸 2 冲程发动机上安装了汽油喷射（缸内喷射）装置。1957 年奔驰公司又在 4 冲程发动机上采用了它。50 年代轿车用汽油喷射都是在柴油机燃油喷射泵的原理与基础上发展演变而来的机械汽油喷射，由世界著名汽车配套生产商博世公司研发生产并投入市场。可

3、以说：由于博世公司的积极研发，在汽车用汽油机械喷射领域内，博世公司起着领袖与旗舰的作用。1958 年，奔驰公司在 200SE 上首次采用在进气歧管上安装喷油嘴，燃油分组进行喷射。在此喷射中，安装有能调节的启动阀和控制暖车加温时间的自动控制开关，在起动、暖车工况下能适当增加燃油喷射量，增大空燃比，同时对进气温度高低、行驶环境大气压力的变化，在空燃比补偿控制中根据变化，做较精确的控制。正是这种有部分电子元件感应参与，有初步简单电子控制的汽油喷射方式，为现在的 EFI 电子燃油控制奠定了功能基础。电子控制汽油喷射的诞生随着汽车工业的飞速发展，汽车的尾气排放带来的空气污染日益严重，西方各国都制定了严格

4、的汽车排放法规法案。同时受能源危机的冲击以及电子技术、计算机等的飞速发展，促进了电子控制汽油喷射发动机的诞生。1953 年美国奔第克斯（Bendix）首先开发了电子喷射器（Electrojector），1957 年正式问世，开创了电控汽油喷射的先河。在这一时代，由于各发动机制造商强调发动机输出功率的提高，为了确保全负荷时大扭矩输出特性，空燃比控制必然偏小，以提高喷油量，因此，对空燃比的控制精度也比较低。但是随着电子控制技术的发展、应用，电子燃油控制的各种优点渐渐显现出来，包括各种精细的补偿功能和良好的空燃比控制性、灵敏的节气门响应性、高功率的输出。另外，在电子技术方面，晶体管早已发明，但是由于

5、成本高，性能不稳定，还不能很好的应用于汽车上。故奔第克斯在开发阶段应用真空管开发电子计算机。在 1957 年发表时，正是晶体管开始实用化的时代，因此，她开发的电子控制汽油喷射装置只在美国三大汽车公司之一的克莱斯勒汽车上装用。电子控制汽油喷射的发展在美国奔第克斯发表喷射器后，经过 10 年时间，到 1967 年德国罗伯特 博世公司在购买美国奔第克斯专利的基础上，推出了速度密度型的 DJetronic 电控汽油喷射装置，并在各大汽车公司得到应用，电子控制汽油喷射得到了较大发展。DJetronic 汽油喷射装置已经具有现代电子汽油喷射的全部要素，是现代电子汽油喷射的先驱。博世公司在发表 DJetro

6、nic 后的 6 年，即 1973 年又开发了质量流量式 LJetronic 电子控制非连续喷射和 Kjetronic 机械式连续喷射。前者采用进气歧管压力作为控制喷油量的参数，在汽车工况急剧变化时控制效果不佳，后者则是利用空气流量计测量进气流量，并转化为电信号输给发动机电脑，来达到精密控制喷油量，降低排放污染的目的。1981 年，博世又发表了 LHJetronic 电控燃油喷射系统，在控制能力上增加了一些更精确的细节，进一步改进了发动机各方面的性能。LH 系统最大的特点是采用了热线式空气流量计，其中 “H”是英文“HOT” 热线的第一个字母，热线式空气流量计直接测量进气质量，其体积小，进气阻

7、力小，因此能更精确的控制空燃比，提高发动机的动力性和经济性，改善发动机排放。在增加电子控制电路的基础上，采用流量方式的 KJetronic 汽油机械喷射在 1982 年又发展为 KE Jetronic 机电组合型机械燃油喷射。KE Jetronic 中 E 字代表电子控制。直至现在大街上行驶的奔驰 129、126 系及奥迪 100 等车型仍在使用 KE 型喷射，但由于其存在油耗高、故障率高、维修成本高等缺陷，也将被无情的淘汰。以上与大家讨论的是进气管多点喷射系统，其控制精度高，但成本也高。为了降低成本，使电控汽油喷射系统能进一步运用到普通车辆上来，1979 年通用（GM ）公司推出了 TBI

8、单点节气门体喷射系统，1983 博世推出了 MONOJetronic 低压中央喷射系统。单点燃油喷射系统在结构上与化油器相似，而且结构简单，维修调整方便，且在排放控制等方面比化油器优异，故也在上世纪 80、90年代在低排量汽车上得到了广泛运用。但由于排放控制等方面原因，近几年来此种喷射方式已被淘汰，不予采用在博世公司极力研发燃油喷射的同时，世界上其它的汽车生产商在此领域也进行了艰辛的研究：1971 年丰田公司开发了它的 EFI（Electronic Fuel Injection 功用：根据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号等对喷油量进行修正，使

9、发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。）电子控制汽油喷射系统。EFI 控制电脑分为两类型：一种是根据电容器充电和放电所需的时间来控制喷射正时的模拟型；另一种是微电脑控制型，它利用存储器中的数据来决定喷射正时，于 1981 年开始装备于汽车上。为了实施越来越严格的排放法规，除了研究、引进诸如二次空气喷射燃烧、催化剂、混合气燃烧后产生的尾气再处理技术以外，还进一步发展了提高空燃比控制精度的新技术，于是又出现了 Os 传感器和三元催化剂。三元催化是利用铂等稀有金属作为催化剂，把废气中的 CO、Nox 、 CH 等有害气体还原成 CO2、N2、H2O

10、无害气体。但是三元催化剂只有在接近理论空燃比的极窄小范围才能发挥最大的效果，故需用 Os 检测废气中的氧浓度，通过发动机电脑来精确调节空燃比，控制喷油量。1977 年日产和丰田汽车公司在空气流量式汽油喷射装置中使用的氧 Os 器反馈系统，直到今天还在很多车辆上使用。随着电子技术集成电路的发展，微电脑技术飞速发展。同样，汽车电子控制电脑也从模拟时代进入到了数字时代。利用数字技术控制发动机首推 1976 年通用汽车公司研发的点火时间控制（MASIR）。它能更好的根据发动机运转工况，对点火调速器提前角与负压提前角作出精确的点火时间控制。1984 年丰田推出速度密度型的 TLCS（Toyota Lea

11、n Combustion System）丰田稀薄燃烧系统的汽油喷射装置，能在各种运转工况下，对喷射时间，点火时间进行有效、出色的控制。由于微机的运用，以及微机计算、储存、分析、学习等功能的发展，可以进行复杂的逻辑、智能控制计算，对发动机运转速度和进气流量及其它工况的变化能作出敏捷的反应，使微机控制型汽油喷射渐渐成为主要的喷射方式，同时在柴油喷射方式中也得到了充足的发展。纵观现在的汽油喷射汽车，已经集高科技、高精密度于一身，其所控制的废气排放，如 CO、HC 在用废气仪测量时达到了0.00 数量级的水平，几近“零”排放。同时中枢控制电脑不仅参与发动机的控制，还利用多路传输系统，各种 BUS 线与车身其它电子控制系统，如 ECT、ABS、TRC共享信息运作，一机多用，使整车的驾乘性能产生了质的提升。