什么是电控多点顺序燃油喷射系统?

2024-12-01 12:01:10

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直到上个世纪60年代，汽车用燃油输送系统绝大多数仍采用构造简单的化油器。

随着汽车工业的飞速发展，世界汽车的保有量在60年代有了急剧的增长，由于传统化油器混合气调节不精确，汽车尾气排放废气含量过高（CO、HC、NO化合物等），对大气、环境的污染也日益严重，是造成全球气候变暖，产生温室效应的一个重要因素。为此，美国在60年代提出了《马斯基法案》，日本也在1968、1973、1976年分别提出了限制汽车尾气排放的法规。

同时随着电子电装技术的不断进步，尤其是晶体管（二极管、三极管等）、集成电子技术（IC技术）的飞速发展，为汽车电子燃油喷射技术在汽车上的充分应用奠定了基础。

汽油喷射系统作为汽油发动机的燃油输送系统，已有多年的发展历史。从喷射控制发展来看，经历了两次阶段性的发展历程：从机械式燃油喷射向电子燃油喷射的变革。机械式存在结构复杂，价格昂贵，故障率及维修成本高、油耗大、混合气控制精度低等缺陷，汽车工程师们在80年代开发了新型的电子控制汽油喷射系统。

汽车用汽油喷射系统

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1950—1953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D—Jetronic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。D—Jetronic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D—Jetronic后的6年，即1973年又开发了质量流量式（massflow）L—Jetronic电子控制非连续喷射和K—jetronic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LH—Jetronic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K—Jetronic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单点节气门体喷射系统，1983博世推出了MONO－Jetronic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）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T—LCS（Toyota Lean 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。

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