燃油噴射系統

電子控制燃油噴射系統的噴油壓力是由電動燃油泵提供的，電動燃油泵裝在油箱內，浸在燃油中。油箱內的燃油被電動燃油泵吸出並加壓，壓力燃油經燃油濾清器濾去雜質后，被送至發動機上方的分配油管。分配油管與安裝在各缸進氣歧管上的噴油器相通。噴油器是一種電磁閥，由電腦控制。通電時電磁閥開啟，壓力燃油以霧狀噴入進氣歧管內，與空氣混合，在進氣行程中被吸進氣缸。分配油管的末端裝有燃油壓力調節器，用來調整分配油管中燃油的壓力，使燃油壓力保持某一定值，多餘的燃油從燃油壓力調節器上的回油口返回燃油箱。

進氣量由駕駛員通過加速踏板操縱節氣門來控制。節氣門開度不同，進氣量也不同，進氣歧管內的真空度也不同。在同一轉速下，進氣歧管真空度與進氣量成一定的比例關係。進氣管壓力感測器可將進氣歧管內真空度的變化轉變成電信號的變化，並傳送給電腦，電腦根據進氣歧管真空度的大小計算出發動機進氣量，再根據曲軸位置感測器測得信號計算出發動機轉速。根據進氣量和轉速計算出相應的基本噴油量。電腦根據進氣壓力和發動機轉速控制各缸噴油器，通過控制每次噴油的持續時間來控制噴油量。噴油持續時間愈長，噴油量就愈大。一般每次噴油的持續時間為2～10ms。各缸噴油器每次噴油的開始時刻則由電腦根據安裝於離合器殼體上的發動機轉速（曲軸位置）感測器測得某一位置信號來控制。這種類型的燃油噴射系統的每個噴油器在發動機每個工作循環中噴油兩次，噴油是間斷進行的，屬於間歇噴射方式。

原理

各種工況控制簡介:

發動機在不同工況下運轉，對混合氣濃度的要求也不同。特別是在一些特殊工況下（如起動、急加速、急減速等），對混合氣濃度有特殊的要求。電腦要根據有關感測器測得的運轉工況，按不同的方式控制噴油量。噴油量的控制方式可分為起動控制、運轉控制、斷油控制和反饋控制。

起動噴油控制

起動時，發動機由起動馬達帶動運轉。由於轉速很低，轉速的波動也很大，因此這時空氣流量感測器所測得的進氣量信號有很大的誤差。基於這個原因，在發動機起動時，電腦不以空氣流量感測器的信號作為噴油量的計算依據，而是按預先給定的起動程序來進行噴油控制。電腦根據起動開關及轉速感測器的信號，判定發動機是否處於起動狀態，以決定是否按起動程序控制噴油。當起動開關接通，且發動機轉速低於300轉/分時，電腦判定發動機處於起動狀態，從而按起動程序控制噴油。

在起動噴油控制程序中，電腦按發動機水溫、進氣溫度、起動轉速計算出一個固定的噴油量。這一噴油量能使發動機獲得順利起動所需的濃混合氣。冷車起動時，發動機溫度很低，噴入進氣道的燃油不易蒸發。為了能產生足夠的燃油蒸氣，形成足夠濃度的可燃混合氣，保證發動機在低溫下也能正常起動，必須進一步增大噴油量。由電腦控制，通過增加各缸噴油器的噴油持續時間或噴油次數來增加噴油量。所增加的噴油量及加濃持續時間完全由電腦根據進氣溫度感測器和發動機水溫感測器測得的溫度高低來決定。發動機水溫或進氣溫度愈低，噴油量就愈大，加濃的持續時間也就取長。這種冷起動控制方式不設冷起動噴油器和冷起動溫度開關。

在發動機運轉中，電腦主要根據進氣量和發動機轉速來計算噴油量。此外，電腦還要參考節氣門開度、發動機水溫、進氣溫度、海拔高度及怠速工況、加速工況、全負荷工況等運轉參數來修正噴油量，以提高控制精度。

由於電腦要考慮的運轉參數很多，為了簡化電腦的計算程序，通常將噴油量分成基本噴油量、修正量、增量三個部分，並分別計算出結果。然後再將三個部分疊加在一起，作為總噴油量來控制噴油器噴油。

基本噴油量：基本噴油量是根據發動機每個工作循環的進氣量，按理論混合比（空燃比14.7：1）計算出的噴油量。

修正量：修正量是根據進氣溫度、大氣壓力等實際運轉情況，對基本噴油量進行適當修正，使發動機在不同運轉條件下都能獲得最佳濃度的混合氣。修正量的內容為：

1．進氣溫度修正

2．大氣壓力修正

蓄電池電壓修正（電壓變化時，自動對噴油脈衝寬度加以修正）

增量：增量是在一些特殊工況下（如暖機、加速等），為加濃混合氣而增加的噴油量。加濃的目的是為了使發動機獲得良好的使用性能（如動力性、加速性、平順性等）。

起動后增量：發動機冷車起動后，由於低溫下混合氣形成不良及部分燃油在進氣管上沉積，造成混合氣變稀。為此，在起動后一段短時間內，必須增加噴油量，以加濃混合氣，保證發動機穩定運轉而不熄火。起動后增量比的大小取決於起動時發動機的溫度，並隨發動機的運轉時間增長而逐漸減小為零。

暖機增量：在冷車起動結束后的暖機運轉過程中，發動機的溫度一般不高。在這樣較低的溫度下，噴入進氣歧管的燃油與空氣的混合較差，不易立即汽化，容易使一部分較大的燃油液滴凝結在冷的進氣管道及氣缸壁面上，結果造成氣缸內的混合氣變稀。因此，在暖機過程中必須增加噴油量。暖機增量比的大小取決於水溫感測器所測得的發動機溫度，並隨著發動機溫度的升高而逐漸減小，直至溫度升高至80度時，暖機加濃結束。

加速增量：在加速工況時，電腦能自動按一定的增量比適當增加噴油量，使發動機能發出最大扭矩，改善加速性能。電腦是根據節氣門位置感測器測得的節氣門開啟的速率鑒別出發動機是否處於加速工況的。

大負荷增量：部分負荷工況是汽車發動機的主要運行工況。在這種工況下的噴油量應能保證供給發動機的混合氣具有最經濟的成分，通常應稀於理論混合比。在大負荷及滿負荷工況下，要求發動機能發出最大功率，因而噴油量應比部分負荷工況大，以提供稍濃於理論混合比的功率混合氣。大負荷信號由節氣門開關內的全負荷開關提供，或由電腦根據節氣門位置感測器測得的節氣門開度來決定。當節氣門開度大於70度時，電腦按功率混合比計算噴油量。

斷油控制是電腦在一些特殊工況下，暫時中斷燃油噴射，以滿足發動機運轉中的特殊要求。它包括以下幾種斷油控制方式：

1．超速斷油控制

超速斷油是在發動機轉速超過允許的最高轉速時，由電腦自動中斷噴油，以防止發動機超速運轉，造成機件損壞，也有利於減小燃油消耗量，減少有害排放物。超速斷油控制過程是由電腦將轉速感測器測得的發動機實際轉速與控制程序中設定的發動機最高極限轉速（一般為6000～7000轉/分）相比較。當實際轉速超過此極限轉速時，電腦就切斷送給噴油器的噴油脈衝，使噴油器停止噴油，從而限制發動機轉速進一步升高；當斷油后發動機轉速下降至低於極限轉速約100轉/分時，斷油控制結束，恢復噴油。

2．減速斷油控制

汽車在高速行駛中突然鬆開油門踏板減速時，發動機仍在汽車慣性的帶動下高速旋轉。由於節氣門已關閉，進入氣缸的混合氣數量很少，在高速運轉下燃燒不完全，使廢氣中的有害排放物增多。減速斷油控制就是當發動機在高轉速運轉中突然減速時，由電腦自動中斷燃油噴射，直至發動機轉速下降到設定的低轉速時再恢復噴油。其目的是為了控制急|減速時有害物的排放，減少燃油消耗量。

減速斷油控制過程是由電腦根據節氣門位置、發動機轉速、水溫等運轉參數，作出綜合判斷，在滿足一定條件時，執行減速斷油控制。這些條件是：

節氣門位置感測器中的怠速開關接通

發動機水溫已達正常溫度

發動機轉速高於某一數值

該轉速稱為減速斷油轉速，其數值由電腦根據發動機水溫、負荷等參數確定。通常水溫愈低，發動機負荷愈大（如使用空調時），該轉速愈高。當上述三個條件都滿足時，電腦就執行減速斷油控制，切斷噴油脈衝。上述條件只要有一個不滿足（如發動機轉速己下降至低於減速斷油轉速），電腦就立即停止執行減速斷油，恢復噴油。

3．溢油消除

起動時汽油噴射系統向發動機提供很濃的混合氣。若多次轉動起動馬達后發動機仍末起動，淤集在氣缸內的濃混合氣可能會浸濕火花塞，使之不能跳火。這種情況稱為溢油或淹缸。此時駕駛員可將油門踏板踩到底，並轉動點火開關，起動發動機。電腦在這種情況下會自動中斷燃油噴射，以排除氣缸中多餘的燃油，使火花塞乾燥。電腦只有在點火開關、發動機轉速及節氣門位置同時滿足以下條件時，才能進入溢油消除狀態：

點火開關處於起動位置。

發動機轉速低於500轉/分。

節氣門全開。

因此，電子控制汽油噴射式發動機在起動時，不必踩下油門踏板，否則有可能因進入溢油消除狀態而使發動機無法起動。

4．減扭矩斷油控制

裝有電子控制自動變速器的汽車在行駛中自動升檔時，控制變速器的電腦會向汽油噴射系統的電腦發出減扭矩信號。汽油噴射系統的電腦在收到這一減扭矩信號時，會暫時中斷個彆氣缸（如2、3缸）的噴油，以降低發動機轉速，從而減輕換檔衝擊。

反饋控制

汽油噴射系統進行反饋控制的感測器是氧感測器，使用氧感測器的發動機必須使用無鉛汽油。反饋控制（閉環控制）是在排氣管上加裝氧感測器，根據排氣中氧含量的變化，測定出進入發動機燃燒室混合氣的空燃比值，把它輸入計算機與設定的目標空燃比值進行比較，將誤差信號經放大器控制電磁噴油器噴油量，使空燃比保持在設定目標值附近。因此，閉環控制可達到較高的空燃比控制精度，並可消除因產品差異和磨損等引起的性能變化，工作穩定性好，抗干擾能力強。但是，為了使三元催化裝置對排氣凈化處理達到最佳效果，閉環控制的汽油噴射系統只能運行在理論空燃比14。7附近很窄的範圍內。因此對特殊的運行工況，如啟動、暖機、怠速、加速、滿負荷等需加濃混合氣的工況，仍需採用開環控制，使電磁噴油器按預先設定的加濃混合氣配比工作，充分發揮發動機的動力性能，所以採用開環和閉環相結合的控制方式。

電子控制燃油噴射系統的常見故障

(1)計算機電子控制單元工作雖較為可靠，一般不易出現問題，但對於老車(行駛里程達16萬公里以上)卻難免會產生故障。例如某集成塊損壞，電噴單元固定腳螺栓鬆動，某電子元件焊腳接頭鬆脫，以及電容元件失效等，都可能造成發動機難啟動或不能啟動，無高速，熱車反而難以啟動等現象。出現這些問題，一般應送到該車型特約維修部門進行測試和維修。實在無條件時，可用類比方法，在運行正常的同型號車上互換元器件後進行效果比較。

(2)插接件連接故障。電子噴射系統的電路引線有很多插接件，常因為長期使用而老化，或由於多次拆卸造成接頭鬆動或接觸不良，造成發動機工作不穩定，時好時壞。

(3)感測器產生故障。感測器雖結構不盡相同，但大致有以下幾種形式：熱敏電阻式、真空壓力式、機械傳動式等，因感測器的零件損壞，如彈片彈性失效、真空膜片破損、回位彈簧斷裂或脫落，都將不能及時、準確地反映發動機工況，從而使得電子控制系統失控或控制不正常，發動機工作不協調，甚至不能工作。

(4)管道密封不嚴。如膠管老化造成漏氣、管口破裂或卡子未卡緊、混合氣過稀，從而使發動機啟動困難，或怠速不良、運轉無力等。

(5)電子燃油噴射系統的汽油霧化，類似於柴油機的高壓噴油器噴油霧化情況。不過這種汽油噴嘴是由一組電磁線圈、吸鐵開關、噴針閥和座組成，針閥開啟時就噴油霧化。針閥的開啟是由電子控制單元產生的電脈衝控制的，有時候會因為電磁線圈工作不良，或噴油嘴卡死，造成某缸汽油霧化不良或不霧化(滴袖狀)，從而造成某缸工作不良或不能工作。

(6)電子控制汽油噴射裝置也有啟動加濃裝置，但它只在啟動時起作用，啟動加濃吸鐵線圈在啟動時打開針閥，啟動后應關閉針閥。它的工作好壞，將直接影響著發動機的啟動性能。如有一輛車，老是不好起動，但若起動著火后，發動機運轉正常。後來查明，原來是啟動加濃裝置不起作用，更換一隻新的啟動加濃閥后，不好啟動的現象消除。

(7)氣流感測器是關鍵感測元件，它若有故障會引起發動機工作不正常。一是觸點在碳膜鍍層上頻繁滑動，逐漸磨出溝槽，久而久之，電阻值發生變化而使檢測信號不準確。二是在感測器軸上裝有預緊度可調的彈簧發條，如果調整不當或彈力變差，會使供油量發生變化和加油滯后，造成發動機加速不良。

(8)系統內的汽油壓力調節器雖不可調整，但卻不可因此而忽略汽油的油路壓力。有一台發動機修理后忘記接上真空小軟膠管，由此影響了回油量，從而使噴油嘴兩端的壓力差發生了變化，造成發動機轉速加不起來。如果壓力調節器內的膜片損壞，也會產生類似故障，這種故障一般也只能用類比法來幫助判斷。

(9)因氣流感測器上的微動開關(觸點)拆裝不當或其它原因(系統中的燃油泵受氣流感測器的控制)，使槓桿動作延遲，造成輸油泵不泵油或出油不足。此故障可在啟動發動機時拆下汽油濾清器進油接頭，通過觀察接頭油流情況判斷輸油泵是否泵油。

(10)空氣濾清器若發生阻塞，會造成混合氣過濃；若汽油濾清器堵塞會造成混合氣過稀。這兩種情況都會導致發動機啟動困難、轉速不穩與運轉無力。這與傳統化油器供油系統的故障現象相似。

對電子控制燃油噴射系統幾種最常見故障的診斷程序

(1)啟動困難。首先檢查啟動加濃噴嘴是否工作，引線插頭是否鬆脫，啟動加濃閥是否卡死。若通電時能聽到“嗒”的響聲，說明啟動加濃閥基本正常，否則為卡死。若啟動加濃噴嘴無問題后還不能啟動著火，則應檢查電動輸油泵與氣流感測器，如都無問題，則可能是油泵供油量不足或壓力不夠，如兩者經檢查均無問題，則應檢查節流閥開關及點火線路等。

(2)發動機通過拖車可以順利發動，但用起動機驅動卻不能啟動著火。出現這種情況，可先按上述“啟動困難”一項進行檢查，若均無問題，則應檢查氣溫感測器和熱控開關，若仍不能啟動，則檢查電動輸油泵控制電路及輸油管路。若因電動輸油泵供油較遲所致，可調整槓桿的角度予以解決。

(3)發動機失速。首先檢查輔助空氣裝置是否工作不良。冷車時，閥門孔應與輔助氣道相通；熱車時，則應在彈簧作用下關閉。若此裝置無問題，再檢查電子計算機控制單元輸入輸出插件是否工作不良，啟動加濃閥能否在熱車時關閉，最後再檢查溫度感測器是否工作正常。

(4)發動機怠速粗暴或喘振。應先檢查各噴油閥的電路連接是否良好，然後檢查每油閥是否能觸發，處理太靠近高壓線的控制信號線。檢查各進氣軟膠管接頭及真空軟管有無破損與漏氣處，若有則應予以密封。

(5)高速性能差。在大開節流閥時，檢查節流閥開關位置是否合適對中(打開殼蓋)，再用壓力表接在供油管道上測試供油壓力(該壓力應為1471kPa)。過低時，應更換汽油壓力調節器。如壓力正常，再檢查嘖油嘴觸發系統功能是否失調，檢查各感測器並清查導線與插接件，若感測器有問題則應予更換。

(6)耗油量過大。遇到這一問題時，應先檢查各真空膠管是否有泄漏，再檢查氣溫感測器是否失效或接頭是否短路，測試裝在氣流感測器上的氣溫感測器的電阻，如不符合規定，則應予以更換。如果是接頭短路，則應清理或更換。最後，再檢查啟動加濃閥能否關閉，若有問題，應予排除。

分類

自1897年由德國狄塞爾發明第一台柴油機以來，柴油機燃燒系統發生了很大的變化。燃料供給系統從傳統的機械式泵-管-噴嘴型的位置式控制方式，經歷電子控制方式，已經發展為泵-管-噴嘴型或泵噴嘴的時間壓力控制方法。最高噴射壓力從傳統的20-24MPa提高到200MPa以上。根據結構特點來分類，可分為泵-管-嘴系統（包括合成泵系統、分配泵系統和單體泵系統）、泵-噴嘴系統以及共軌式系統。

典型系統

1、機械式直列柱塞泵

直列柱塞泵一般由柴油機曲軸的定時齒輪驅動。固定在噴油泵體上的活塞式輸油泵由噴油泵的凸輪軸驅動。當柴油機工作時，輸油泵從柴油箱吸出柴油，經油水分離器去除柴油中水分后，再經柴油濾清器濾除柴油中的雜質，然後送到噴油泵。在噴油泵內柴油經過增壓和計量后，經高壓油管供入噴油器，通過噴油器將柴油按一定壓力噴入到燃燒室。

2、泵噴嘴

電控泵噴嘴噴射系統是一種將柱塞偶件和噴油器偶件組合安裝在一個殼體內的柴油機燃料噴射系統，主要由泵噴嘴體、控制閥以及電磁閥等組成。相當於在機械式泵-管-嘴系統中取消了高壓油管，需要在氣缸蓋上設置專用凸輪軸以直接驅動挺柱控制柱塞泵的泵油過程。由於無高壓油管，所以柱塞泵壓油時所產生的高壓燃油直接進入噴油器的承壓環槽內。噴油正時和噴油量是通過高頻電磁閥控制泵噴嘴進油閥的開啟時刻和開啟持續時間來控制。

3、高壓共軌

共軌柴油噴射系統（Common Rail System，縮寫CRS）是未來追求的高壓噴油系統，燃油壓力的產生和噴射是分開的。噴入各個氣缸的燃油來自共用的、一直保持高壓的蓄壓器。蓄壓器的燃油壓力由高壓徑向柱塞泵產生，並可隨發動機工況而變。每個氣缸蓋上裝有一個由電磁閥控制的噴油器。噴油量由噴油器出口斷面、電磁閥開啟持續時間和蓄壓器中燃油壓力確定。蓄壓式噴油系統的壓力可高達180MPa。未來系統的燃油壓力目標會高於200MPa。噴油開始以及預噴射、后噴射則通過快速電磁閥或可實現控制時間小於100µs的特別短的壓電元件控制。噴油量可小於1ml。