汽车发动机电控燃油喷射技术关键知识点教学探讨

【摘 要】针对现代化汽车发动机的关键性技术问题，阐述汽车发动机电控燃油喷射技术的一些关键知识点，以方便汽车检修与维修专业教学使用。

【关键词】汽车发动机电控燃油喷射技术  关键知识点  汽车检修与维修

【中图分类号】 G 【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2015）02B-0084-02

在现阶段中职院校中，汽车维修与检修技术专业的重要课程之一是汽车发动机电控燃油喷射技术。中职院校学生对这一项技术知识点的掌握与理解对其毕业后未来职业发展及就业生涯都具有极为重要的作用。汽车发动机电控燃油喷射系统（EFI）是一种借鉴飞机发动机汽油喷射技术系统而形成的系统，它随着汽车燃油消耗与尾气排放法及电子控制系统的不断完善而逐步发展成熟。1934年，德国研究学者采用怀特兄弟发明的飞机发动机进气管内喷射汽油实现对燃油混合气技术的配制，成功研制出第一架燃油喷射式战斗机。由此，美国本迪克斯公司最先研发出汽车发动机电子燃油喷射技术的相关装置，并在后来成功研制出可以依据进气行程与进气压力等实现同步喷油的汽车发动机技术。随着这项技术的不断完善与发展，到1980年，丰田汽车公司成功开发出可以综合控制以及具备全自动诊断功能的汽车发动机燃油喷射系统。自20世纪90年以来，我国很多汽车公司生产的轿车所用发动机多采用电控燃油喷射技术。

一、汽车发动机电控燃油喷射技术的工作原理与分类

与传统的汽油发动机相比，电控燃油喷射发动机增加了执行器、控制器、电子传感器等器件。其关键的部分是电子控制单元，它能够接收传感器发射出来的发动机工况信号，并同时根据电子控制单元内部编制好的存储数据与控制程序，利用逻辑判断与数学算法计算和确定喷油时间、点火提前角等参数，然后将这些数据信息转化为电信号，反馈给控制中心，从而实现对各种执行元件工作时的有效控制，最终使汽车发动机的工作状态始终保持在最佳状态，极大地提升了其输出的功率，减少了燃油消耗量。

汽车发动机电控燃油喷射系统依据不同的喷射方式可以将其分为3种不同的类型：（1）分组喷射，也就是同一组的喷油器在同一时间对气缸喷油。（2）同时喷射，也就是各油缸同时进行喷油工作。（3）顺序喷射，这种喷射技术也叫做次序喷射，它依据进气行程顺序，喷油器轮流喷油。

如果依据气缸空气进入量检测方式的差异进行分类，可以分为2种不同的类型：（1）压力型EFI，该系统能够依据吸进空气的压力值来计算出大致的进气总量。（2）流量型EFI，该系统能够通过流量传感器对进入气缸内的空气流量进行直接测量与计算，其又可以分为质量流量型与体积流量型两种不同的类型，如，桑塔纳、捷达以及别克等发动机采用的是质量流量型EFI系统，马自达929、丰田佳美等发动机采用的是体积流量型EFI系统。

此外，如果依据汽车燃油喷射方式的差异还可以将其分为电子式EFI系统、机电结合式EFI系统及机械式EFI系统。

二、现代汽车发动机应用电控燃油喷射技术的原因

汽车燃油供给系统与汽车发动机作为汽车动力系统中最为重要的组成部分，其运行性能的好坏会对汽车的安全性能、经济性能、舒适性能、动力性能以及环保性能产生直接而显著的影响。由于传统汽车化油器难以满足现代化汽车动力系统对发动机的低污染、高经济性的要求，因而研究人员开始研究如何有效解决汽车节油以及排气净化这两个方面的问题。从20世纪60年代以来，随着半导体技术的不断发展，特别是微型计算机技术的应用及推广，使得现代汽车发动机的燃油与空气供给系统逐步进入电子化信息时代。大量的实践证明，汽车发动机电控燃油喷射技术的应用与普及使得汽车节油与排气净化问题得到了有效的解决。

除此之外，现代汽车发动机应用电控燃油喷射技术的原因还在于汽车发动机电控燃油喷射技术具有如下几个方面的优势：（1）发动机尾气排放性能、经济性以及发动机动力性能更好。以桑塔纳Gli发动机为例，该发动机装备了电控燃油喷射系统之后，发动机的性能测试数据出现了很大的变化。最大功率在原来的基础上提升8.9%，最大转速比原来提升6.8%。其百公里油耗也发生很大变化，当速度为58 km/h时，耗油由原来的6.0升下降到5.8升;当速度为89 km/h时，耗油由原来的7.3升下降到6.8升;当速度变为118 km/h时，耗油由原来的9.3升下降到9.1升。（2）燃油能够直接喷进进气道之中，各个缸中的混合气分布也较为均匀，点火提前角能够得到更加精确地控制，从而使混合气的燃烧十分充分，这一点充分满足了现代发电机对各种负荷的具体要求。（3）汽车发动机电控燃油喷射技术具有故障自诊功能，并且用户界面良好，可方便检查与维修工作的开展。汽车发动机电控燃油喷射技术的应用使得发动机的控制变得更加灵活而准确，并能实现稀薄燃烧，进一步改良了燃油燃烧的效率，有效提升了发动机燃油的排放性能与经济性，对加速性能以及冷启动性能的稳定性具有显著的改善作用。

三、汽车发动机电控燃油喷射系统的组成与工作过程

汽车发动机电控燃油喷射系统的核心就是电子控制单元，控制基础为发动机转速与空气流量，控制对象是喷油器。这个系统能使发动机在不同工况条件下得到最佳混合气浓度，满足现代化汽车发动机运动的经济性能与动力性能。汽车发动机电控燃油喷射系统的组成主要包括空气供给系统（气路）、电子控制系统（控制电路、ECU、传感器）以及燃油供给系统（油路）。

汽车发动机电控燃油喷射系统通过安装在不同发动机部位的传感器，在运行时检测出发动机处于不同工况条件下的具体工作参数，同时依据汽车制造公司设定的控制程序，利用ECU实现喷油量的精确控制，从而使发动机在不同的工况条件下都可以获得最佳的混合气浓度，最终实现现代化汽车使用性能的稳定性。

空气供给系统工作过程是：通过提供和发动机负荷一致的清洁空气，并对气缸中进入和输出的空气量进行测量。通过计算机系统可以依据空气流量信号，在全面分析与判断的基础上，计算出气缸中混合气燃烧的时候需要的合理汽油量。控制喷油器在相应的压力条件下喷射适量燃油至进气管中，使其与吸入的空气充分混合后进入发动机气缸，并能配合点火装置选择最佳的时机将混合气点燃。燃油供给系统工作过程为：提供较大压力的汽油给喷油器，从而向汽车发动机进气管实行定量与定时的喷射。电子控制系统工作过程是：利用ECU综合分析与处理由传感器发射过来的信号，使发动机处于不同工况条件下，都能确定喷油的最佳时刻与油量。

四、汽车发动机电控燃油喷射技术系统的重要信号及传感器

汽车发动机燃油喷射系统中最为重要的两个控制信号就是负荷信号与转速信号，ECU能够依据负荷信号与转速信号计算出点火导通角、最佳点火提前角以及最佳喷油时刻。

空气流量计、凸轮轴位置传感器以及曲轴位置传感器是汽车发动机电控燃油喷射技术系统中的3个重要传感器。空气流量计可以向电控单元提供负荷信号，ECU则在经过一定的分析与判断之后，计算出气缸中混合气燃烧需要的汽油最佳用量，同时控制喷油器在一定的压力条件下将适量燃油喷入发动机进气歧管中，使其与空气充分混合后进入发动机气缸。凸轮轴位置传感器对气缸活塞位置进行检测，并将其结果提供给电控单元，电控单元经过分析与判断之后确定出气缸点火的提前角基准值。曲轴位置传感器在进行发动机转速检测后提供给电控单元，从而在ECU分析与判断之后，确定出点火线圈通电时间、喷油时间以及点火时间。

五、汽车发动机电控燃油喷射技术系统检修时的相关注意事项

如果发动机在起动机的带动下运转或自行运转时，不能触碰和拔下高压线。对点火系连接线以及汽油喷射进行拆装的时候，必须先将点火开关关闭，不然就可能会对发动机ECU产生损坏作用。采用的外用表内阻必须要≥10 kΩ/V，这一要求主要是为了预防万用表电压对电子元件产生损坏作用，同时，在测试之前应当依据相关规定要求科学地选择量程。发动机在被起动机带动运转的时候，应将喷油器插头与点火线圈输出极插头拔下。此外，还要注意充分保持零部件的干净与清洁。一旦拆开汽油喷射系统之后，不能使用压缩空气吹，更不可以移动车辆。

综上所述，汽车发动机电控燃油喷射技术在现代汽车生产制造行业中具有十分重要的作用。作为一名中职院校汽车检修与维修专业的教师，在进行汽车发动机电控燃油喷射技术教学时尤其要注意上述几个关键的知识点，并且要在结合汽车发动机制造的实际案例基础上，使该专业学生能够更好地了解与掌握汽车发动机电控燃油喷射技术的各个知识点，从而更好地掌握相关的知识与技术。

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（责编    卢建龙）

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