汽車發動機電控燃油噴射技術關鍵知識點教學探討

【摘 要】針對現代化汽車發動機的關鍵性技術問題，闡述汽車發動機電控燃油噴射技術的一些關鍵知識點，以方便汽車檢修與維修專業教學使用。

【關鍵詞】汽車發動機電控燃油噴射技術 "關鍵知識點 "汽車檢修與維修

【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A

【文章編號】0450-9889（2015）02B-0084-02

在現階段中職院校中，汽車維修與檢修技術專業的重要課程之一是汽車發動機電控燃油噴射技術。中職院校學生對這一項技術知識點的掌握與理解對其畢業后未來職業發展及就業生涯都具有極為重要的作用。汽車發動機電控燃油噴射系統（EFI）是一種借鑒飛機發動機汽油噴射技術系統而形成的系統，它隨著汽車燃油消耗與尾氣排放法及電子控制系統的不斷完善而逐步發展成熟。1934年，德國研究學者采用懷特兄弟發明的飛機發動機進氣管內噴射汽油實現對燃油混合氣技術的配制，成功研制出第一架燃油噴射式戰斗機。由此，美國本迪克斯公司最先研發出汽車發動機電子燃油噴射技術的相關裝置，并在后來成功研制出可以依據進氣行程與進氣壓力等實現同步噴油的汽車發動機技術。隨著這項技術的不斷完善與發展，到1980年，豐田汽車公司成功開發出可以綜合控制以及具備全自動診斷功能的汽車發動機燃油噴射系統。自20世紀90年以來，我國很多汽車公司生產的轎車所用發動機多采用電控燃油噴射技術。

一、汽車發動機電控燃油噴射技術的工作原理與分類

與傳統的汽油發動機相比，電控燃油噴射發動機增加了執行器、控制器、電子傳感器等器件。其關鍵的部分是電子控制單元，它能夠接收傳感器發射出來的發動機工況信號，并同時根據電子控制單元內部編制好的存儲數據與控制程序，利用邏輯判斷與數學算法計算和確定噴油時間、點火提前角等參數，然后將這些數據信息轉化為電信號，反饋給控制中心，從而實現對各種執行元件工作時的有效控制，最終使汽車發動機的工作狀態始終保持在最佳狀態，極大地提升了其輸出的功率，減少了燃油消耗量。

汽車發動機電控燃油噴射系統依據不同的噴射方式可以將其分為3種不同的類型：（1）分組噴射，也就是同一組的噴油器在同一時間對氣缸噴油。（2）同時噴射，也就是各油缸同時進行噴油工作。（3）順序噴射，這種噴射技術也叫做次序噴射，它依據進氣行程順序，噴油器輪流噴油。

如果依據氣缸空氣進入量檢測方式的差異進行分類，可以分為2種不同的類型：（1）壓力型EFI，該系統能夠依據吸進空氣的壓力值來計算出大致的進氣總量。（2）流量型EFI，該系統能夠通過流量傳感器對進入氣缸內的空氣流量進行直接測量與計算，其又可以分為質量流量型與體積流量型兩種不同的類型，如，桑塔納、捷達以及別克等發動機采用的是質量流量型EFI系統，馬自達929、豐田佳美等發動機采用的是體積流量型EFI系統。

此外，如果依據汽車燃油噴射方式的差異還可以將其分為電子式EFI系統、機電結合式EFI系統及機械式EFI系統。

二、現代汽車發動機應用電控燃油噴射技術的原因

汽車燃油供給系統與汽車發動機作為汽車動力系統中最為重要的組成部分，其運行性能的好壞會對汽車的安全性能、經濟性能、舒適性能、動力性能以及環保性能產生直接而顯著的影響。由于傳統汽車化油器難以滿足現代化汽車動力系統對發動機的低污染、高經濟性的要求，因而研究人員開始研究如何有效解決汽車節油以及排氣凈化這兩個方面的問題。從20世紀60年代以來，隨著半導體技術的不斷發展，特別是微型計算機技術的應用及推廣，使得現代汽車發動機的燃油與空氣供給系統逐步進入電子化信息時代。大量的實踐證明，汽車發動機電控燃油噴射技術的應用與普及使得汽車節油與排氣凈化問題得到了有效的解決。

除此之外，現代汽車發動機應用電控燃油噴射技術的原因還在于汽車發動機電控燃油噴射技術具有如下幾個方面的優勢：（1）發動機尾氣排放性能、經濟性以及發動機動力性能更好。以桑塔納Gli發動機為例，該發動機裝備了電控燃油噴射系統之后，發動機的性能測試數據出現了很大的變化。最大功率在原來的基礎上提升8.9%，最大轉速比原來提升6.8%。其百公里油耗也發生很大變化，當速度為58 km/h時，耗油由原來的6.0升下降到5.8升;當速度為89 km/h時，耗油由原來的7.3升下降到6.8升;當速度變為118 km/h時，耗油由原來的9.3升下降到9.1升。（2）燃油能夠直接噴進進氣道之中，各個缸中的混合氣分布也較為均勻，點火提前角能夠得到更加精確地控制，從而使混合氣的燃燒十分充分，這一點充分滿足了現代發電機對各種負荷的具體要求。（3）汽車發動機電控燃油噴射技術具有故障自診功能，并且用戶界面良好，可方便檢查與維修工作的開展。汽車發動機電控燃油噴射技術的應用使得發動機的控制變得更加靈活而準確，并能實現稀薄燃燒，進一步改良了燃油燃燒的效率，有效提升了發動機燃油的排放性能與經濟性，對加速性能以及冷啟動性能的穩定性具有顯著的改善作用。

三、汽車發動機電控燃油噴射系統的組成與工作過程

汽車發動機電控燃油噴射系統的核心就是電子控制單元，控制基礎為發動機轉速與空氣流量，控制對象是噴油器。這個系統能使發動機在不同工況條件下得到最佳混合氣濃度，滿足現代化汽車發動機運動的經濟性能與動力性能。汽車發動機電控燃油噴射系統的組成主要包括空氣供給系統（氣路）、電子控制系統（控制電路、ECU、傳感器）以及燃油供給系統（油路）。

汽車發動機電控燃油噴射系統通過安裝在不同發動機部位的傳感器，在運行時檢測出發動機處于不同工況條件下的具體工作參數，同時依據汽車制造公司設定的控制程序，利用ECU實現噴油量的精確控制，從而使發動機在不同的工況條件下都可以獲得最佳的混合氣濃度，最終實現現代化汽車使用性能的穩定性。

空氣供給系統工作過程是：通過提供和發動機負荷一致的清潔空氣，并對氣缸中進入和輸出的空氣量進行測量。通過計算機系統可以依據空氣流量信號，在全面分析與判斷的基礎上，計算出氣缸中混合氣燃燒的時候需要的合理汽油量?？刂茋娪推髟谙鄳膲毫l件下噴射適量燃油至進氣管中，使其與吸入的空氣充分混合后進入發動機氣缸，并能配合點火裝置選擇最佳的時機將混合氣點燃。燃油供給系統工作過程為：提供較大壓力的汽油給噴油器，從而向汽車發動機進氣管實行定量與定時的噴射。電子控制系統工作過程是：利用ECU綜合分析與處理由傳感器發射過來的信號，使發動機處于不同工況條件下，都能確定噴油的最佳時刻與油量。

四、汽車發動機電控燃油噴射技術系統的重要信號及傳感器

汽車發動機燃油噴射系統中最為重要的兩個控制信號就是負荷信號與轉速信號，ECU能夠依據負荷信號與轉速信號計算出點火導通角、最佳點火提前角以及最佳噴油時刻。

空氣流量計、凸輪軸位置傳感器以及曲軸位置傳感器是汽車發動機電控燃油噴射技術系統中的3個重要傳感器。空氣流量計可以向電控單元提供負荷信號，ECU則在經過一定的分析與判斷之后，計算出氣缸中混合氣燃燒需要的汽油最佳用量，同時控制噴油器在一定的壓力條件下將適量燃油噴入發動機進氣歧管中，使其與空氣充分混合后進入發動機氣缸。凸輪軸位置傳感器對氣缸活塞位置進行檢測，并將其結果提供給電控單元，電控單元經過分析與判斷之后確定出氣缸點火的提前角基準值。曲軸位置傳感器在進行發動機轉速檢測后提供給電控單元，從而在ECU分析與判斷之后，確定出點火線圈通電時間、噴油時間以及點火時間。

五、汽車發動機電控燃油噴射技術系統檢修時的相關注意事項

如果發動機在起動機的帶動下運轉或自行運轉時，不能觸碰和拔下高壓線。對點火系連接線以及汽油噴射進行拆裝的時候，必須先將點火開關關閉，不然就可能會對發動機ECU產生損壞作用。采用的外用表內阻必須要≥10 kΩ/V，這一要求主要是為了預防萬用表電壓對電子元件產生損壞作用，同時，在測試之前應當依據相關規定要求科學地選擇量程。發動機在被起動機帶動運轉的時候，應將噴油器插頭與點火線圈輸出極插頭拔下。此外，還要注意充分保持零部件的干凈與清潔。一旦拆開汽油噴射系統之后，不能使用壓縮空氣吹，更不可以移動車輛。

綜上所述，汽車發動機電控燃油噴射技術在現代汽車生產制造行業中具有十分重要的作用。作為一名中職院校汽車檢修與維修專業的教師，在進行汽車發動機電控燃油噴射技術教學時尤其要注意上述幾個關鍵的知識點，并且要在結合汽車發動機制造的實際案例基礎上，使該專業學生能夠更好地了解與掌握汽車發動機電控燃油噴射技術的各個知識點，從而更好地掌握相關的知識與技術。

【參考文獻】

[1]段君.電控燃油噴射發動機維修技術探討[J].黑龍江科技信息，2014（18）

[2]周曉飛.賽歐轎車C16NE型發動機電控燃油噴射系統故障診斷與維修[J].汽車維修，2010（2）

[3]張英杰，李志新.電控燃油噴射發動機ECU控制軟件的研究與分析[J].消費導刊，2010（3）

[4]肖艷.汽車發動機燃油電噴系統的故障檢修技巧[J].內燃機與配件，2010（6）

[5]舒小平，李駿，何海明，吳東盛.電控燃油噴射發動機動態數據分析系統的研制[J].農業裝備與車輛工程，2010（11）

[6]張奇，徐國強.小排量汽油機電控燃油噴射系統技術進展[J].小型內燃機與摩托車，2011（2）

[7]劉明琴.汽油機與共軌式柴油機電控燃油噴射系統對比分析[J].汽車電器，2012（12）

[8]張星，孟金元.高壓共軌電控燃油噴射技術在現代拖拉機發動機上的應用[J].農村牧區機械化，2013（2）

（責編 " "盧建龍）