发动机燃油喷射系统

任何内燃机的工作都是基于汽油，柴油或其他类型燃料的燃烧。 此外，重要的是使燃料与空气充分混合。 仅在这种情况下，最大的回报将来自电动机。

化油器电机的性能与现代喷射发动机不同。 尽管配备了化油器，但其体积通常要比带有强制喷射系统的内燃机的功率要少。 原因在于汽油和空气的混合质量。 如果这些物质不能很好地混合，则某些燃料将被排放到排气系统，并在其中燃烧。

除了排气系统的某些元件（例如催化剂或气门）发生故障之外，发动机将无法充分利用其潜力。 由于这些原因，在现代发动机上安装了强制燃油喷射系统。 让我们考虑其各种修改及其操作原理。

什么是燃油喷射系统

汽油喷射系统是一种用于强制计量流进发动机气缸的机构。 考虑到BTC燃烧不良，废气中含有许多有害物质，污染了环境，因此进行精确喷射的发动机更加环保。

为了提高混合效率，过程控制是电子的。 电子设备可以更有效地分配一部分汽油，还可以将其分配为小部分。 稍后，我们将讨论喷射系统的不同修改，但它们具有相同的工作原理。

工作原理及装置

如果早些时候仅在柴油机组中强制提供燃料，那么现代汽油发动机也将配备类似的系统。 根据类型，其设备将包括以下元素：

• 处理从传感器接收到的信号的控制单元。 根据这些数据，他向执行器发出有关汽油喷洒时间，燃料量和空气量的命令。
• 传感器安装在节气门附近，催化剂周围，曲轴，凸轮轴等上。 它们确定进入的空气的量和温度，废气中的量，并且还记录功率单元运行的不同参数。 来自这些元件的信号有助于控制单元调节燃油喷射和向所需气缸的空气供应。
• 喷油器将汽油喷入进气歧管或直接喷入气缸室，如柴油发动机一样。 这些零件位于靠近火花塞的气缸盖中或进气歧管上。
• 高压燃油泵在燃油管路中产生所需的压力。 在燃油系统的某些修改中，该参数应比气缸压缩压力高得多。

该系统以类似于化油器类似物的原理运行-当气流进入进气歧管和喷嘴时（在大多数情况下，其数量与气缸体中的气缸数量相同）。 最初的发展是机械式的。 代替化油器，在其中安装了一个喷嘴，该喷嘴将汽油喷入进气歧管，因此该部分被更有效地燃烧。

这是电子学中唯一起作用的元素。 所有其他执行器都是机械的。 更现代的系统以类似的原理工作，只是它们在执行器的数量和安装位置方面与原始的模拟产品有所不同。

各种类型的系统可提供更均匀的混合物，从而使车辆充分利用燃料的潜力，并满足更严格的环境要求。 电子注入工作的一个令人愉快的收获是车辆的效率与单元的有效功率。

如果在最初的发展中只有一个电子元件，而燃油系统的所有其他部分都是机械类型的，那么现代发动机就配备了全电子设备。 这使您可以更准确地分配较少的汽油，从而提高燃烧效率。

许多驾驶者将此术语称为大气发动机。 在该变型中，由于在进气冲程期间当活塞接近底部时产生的真空，燃料进入进气歧管和气缸。 所有化油器ICE均根据此原理工作。 大多数现代喷射系统都以类似的原理工作，由于燃油泵产生的压力，仅进行雾化。

外观简史

最初，所有的汽油发动机都只装有化油器，因为很长一段时间以来，这是唯一一种将燃料与空气混合并吸入气缸的机制。 该装置的操作是将一小部分汽油吸入流过该机构腔室并进入进气歧管的气流中。

100多年来，该设备已经过改进，因此某些型号能够适应不同的电机运行模式。 当然，电子学可以更好地完成这项工作，但是在那时，它是唯一的机制，其改进使其可以使汽车既经济又快速。 一些跑车甚至配备了独立的化油器，这大大提高了汽车的功率。

在上个世纪90年代中期，这种发展逐渐被更高效的燃油系统所取代，该燃油系统由于喷嘴的参数（关于喷嘴的尺寸以及喷嘴尺寸如何影响发动机的运行）而不再起作用。 单独的文章）和化油器室的容积，以及基于ECU的信号。

进行此替换的原因有很多：

1. 化油器类型的系统不如电子模拟器经济，这意味着它的燃油效率低。
2. 化油器的有效性并非在所有发动机运行模式中都得到体现。 这是由于其零件的物理参数，只能通过安装其他合适的元件来更改。 在改变内燃机的运行模式的过程中，在汽车继续行驶的同时，这是不能做到的。
3. 化油器的性能取决于其在发动机上的安装位置。
4. 由于化油器中的燃料混合效果不如用喷射器喷射时好，因此更多未燃烧的汽油进入排气系统，从而增加了环境污染水平。

喷油系统于80世纪50年代初首次用于量产车。 但是，在航空领域，喷油器在700年前就已开始安装。 第一辆配备德国博世公司机械直接喷射系统的汽车是Goliath 1951 Sport（XNUMX）。

名为“鸥翼”（梅赛德斯-奔驰 300SL）的知名车型配备了类似的车辆改装。

在50年代末-60年代初。 开发了可以通过微处理器运行的系统，而不是由于复杂的机械设备。 但是，直到有可能购买廉价的微处理器之前，这些发展在很长一段时间内仍然无法获得。

严格的环境法规和微处理器的可用性推动了电子系统的大规模引入。 第一个接受电子注入的生产模型是1967年的Nash Rambler Rebel。 为了进行比较，一台5.4升化油器的功率为255马力，而配备电喷系统和相同容积的新车型已经达到290 hp。

由于更高的效率和更高的效率，喷射系统的各种改进已逐渐取代了化油器（尽管由于成本低，此类设备仍被积极地用于小型机械化车辆）。

如今，大多数乘用车都配备了博世的电子燃油喷射系统。 该开发称为 jetronic。 根据系统的修改，其名称将补充相应的前缀：Mono、K/KE（机械/电子计量系统）、L/LH（每缸控制的分布式喷射）等。 另一家德国公司欧宝开发了类似的系统，它被称为 Multec。

燃油喷射系统的类型和类型

所有现代电子强制注射系统分为三大类：

• 节气门喷雾（或中央喷射）；
• 收集器喷雾（或分布式）；
• 直接雾化（雾化器安装在气缸盖中，燃料与空气直接在气缸中混合）。

所有这些类型的注射的操作方案几乎相同。 由于燃油系统管线中的压力过高，它会向腔体供应燃油。 它可以是位于进气歧管和泵之间的单独的油箱，也可以是高压管路本身。

中央注射（单次注射）

单注入是电子系统的第一个发展。 与化油器相同。 唯一的区别是，在进气歧管中安装了喷射器，而不是机械设​​备。

汽油直接进入歧管，在此与进气混合并进入相应的套筒，在其中产生真空。 由于系统可以根据电动机的工作模式进行调整，因此这种新颖性大大提高了标准电动机的效率。

单次进样的主要优点是系统简单。 它可以安装在任何发动机上，而不是化油器上。 电子控制单元将仅控制一个喷射器，因此不需要复杂的微处理器固件。

在这样的系统中，将存在以下元素：

• 为了保持管路中汽油的恒定压力，必须配备压力调节器（描述了其工作方式和安装位置） 这里）。 发动机关闭时，该元件可保持管路压力，从而在重新启动装置时使泵更易于操作。
• 雾化器根据ECU的信号进行操作。 喷油器具有电磁阀。 它提供汽油的脉冲雾化。 描述了有关喷油器装置以及如何清洁喷油器的更多细节。 这里.
• 电动节气门调节进入歧管的空气。
• 传感器收集必要的信息以确定汽油的数量以及何时喷洒。
• 微处理器控制单元处理来自传感器的信号，并据此发送操作喷油器，节气门驱动器和燃油泵的命令。

尽管此创新设计表现良好，但它具有几个严重的缺点：

1. 当喷嘴发生故障时，它将完全停止整个电动机。
2. 由于在歧管的主要部分进行喷涂，因此一些汽油残留在管壁上。 因此，发动机将需要更多燃料才能达到峰值功率（尽管该参数与化油器相比明显更低）；
3. 上面列出的缺点阻止了系统的进一步改进，这就是为什么在单次喷射中无法使用多点喷射模式（仅在直接喷射中才有可能）的原因，这会导致部分汽油燃烧不完全。 结果，车辆不能满足车辆不断增长的环境要求。

分布式注射

喷射系统的下一个更有效的改进是将单个喷射器用于特定气缸。 这样的装置使得可以将雾化器定位成更靠近进气门，因此，燃料损失较少（在歧管壁上没有太多残留）。

通常，这种类型的喷射配备有一个附加元件-坡道（或在高压下积聚燃料的储油罐）。 这种设计允许在不使用复杂调节器的情况下为每个喷射器提供适当的汽油压力。

这种类型的喷射最常用于现代汽车。 该系统显示出相当高的效率，因此今天有几种变体：

• 第一种修改与单次注入的工作非常相似。 在这样的系统中，ECU同时向所有喷射器发送信号，并且无论哪个气缸需要BTC的新鲜部分，它们都会被触发。 相对于单次喷射的优势是能够单独调节每个气缸的汽油供应。 但是，这种改进比现代的改进方案具有更高的燃料消耗。
• 并行对注入。 它的工作原理与上一个相同，不仅不是所有的喷射器都在工作，而是成对互连。 这种设备的特点是它们是平行的，因此一个喷雾器在活塞执行进气冲程之前打开，而另一个喷雾器则在从另一个气缸开始排气之前的那个时刻喷射汽油。 该系统几乎从未安装在汽车上，但是，切换到紧急模式时，大多数电子喷油器都根据此原理工作。 它通常在凸轮轴传感器发生故障时激活（在分阶段喷射修改中）。
• 分阶段修改分布式注入。 这是这种系统的最新发展。 在该类别中具有最佳性能。 在这种情况下，使用的喷嘴数量与发动机中的气缸数量相同，仅在打开进气门之前才进行喷涂。 这种类型的注射在该类别中效率最高。 燃料不会喷射到整个歧管中，而只会喷射到提取混合气的部分中。 因此，内燃机表现出了出色的效率。

直接注射

直喷系统是一种分布式的。 在这种情况下，唯一的区别是喷嘴的位置。 它们的安装方式与火花塞的安装方式相同-在发动机的顶部，以便雾化器将燃料直接供应至气缸室。

高端细分市场的汽车配备了这样的系统，因为它是最昂贵的，但今天却是最高效的。 这些系统使燃料和空气的混合几乎达到理想状态，并且在动力装置的运行过程中，使用了每微滴汽油。

直接喷射使您可以更准确地调节不同模式下的电动机运行。 由于其设计特点（除了阀和蜡烛外，还必须在气缸盖中安装喷油器），它们不用于小排量内燃机，而仅用于大容量的强劲内燃机。

仅在昂贵的汽车中使用这种系统的另一个原因是，串行引擎需要进行认真的现代化改造，以便在其上安装直接喷射。 如果在其他类似装置的情况下可以进行这种升级（仅需修改进气歧管并安装必要的电子设备），则在这种情况下，除了安装适当的控制单元和必要的传感器外，还必须重做气缸盖。 在预算的串行电源设备中无法做到这一点。

所涉及的喷涂类型对汽油的质量非常异想天开，因为柱塞对对最小的磨料非常敏感并且需要持续的润滑。 它必须符合制造商的要求，因此具有类似燃油系统的车辆不应在有问题或不熟悉的加油站加油。

随着直接喷洒技术的更高级改进的出现，这种发动机很可能很快将被单喷和分布式喷射取代。 更现代的系统类型包括进行多点或分层注入的开发。 两种选择都旨在确保汽油燃烧尽可能完整，并且此过程的效果达到最高效率。

喷涂机功能可提供多点喷射。 在这种情况下，腔室内充满了不同部分的微小燃料滴，从而改善了与空气的均匀混合。 逐层注入将BTC的一部分分为两部分。 首先执行预注射。 因为有更多的空气，所以这部分燃料点燃得更快。 点火后，将供应汽油的主要部分，该部分不再从火花中点燃，而是从现有的火炬中点燃。 这种设计使发动机运转更加平稳，而不会损失扭矩。

在所有此类燃油系统中都存在的强制性机构是高压燃油泵。 为使设备在产生所需压力的过程中不会发生故障，它配备了一对柱塞（描述了柱塞对及其工作原理 另）。 需要这样的机构是由于以下事实：轨道中的压力必须比发动机的压缩压力高几倍，因为通常必须将汽油喷入已经压缩的空气中。

燃油喷射传感器

除了燃油系统的关键要素（节气门，电源，燃油泵和喷嘴）外，其操作还与各种传感器的存在密不可分。 根据注射类型的不同，这些设备的安装目的是：

• 测定废气中的氧气量。 为此，使用了一个lambda探针（可以阅读其工作原理 这里）。 汽车可以使用一个或两个氧气传感器（安装在催化剂之前或之前和之后）；
• 气门正时定义（这是什么，请向 另一则评论），以便控制单元可以在进气冲程即将开始之前发出信号以打开喷涂机。 相位传感器安装在凸轮轴上，用于相控喷射系统。 该传感器的故障将控制单元切换为成对-平行喷射模式。
• 曲轴转速的确定。 点火力矩以及其他自动系统的操作取决于DPKV。 这是汽车中最重要的传感器。 如果出现故障，则电机无法启动或将熄火；
• 计算引擎消耗了多少空气。 空气质量流量传感器可帮助控制单元确定通过哪种算法来计算汽油量（喷雾开启时间）。 如果空气质量流量传感器发生故障，则ECU具有紧急模式，该模式由其他传感器的指示器引导，例如DPKV或紧急校准算法（制造商设置平均参数）；
• 确定发动机温度条件。 冷却系统中的温度传感器使您可以调节燃油供应以及点火正时（避免由于发动机过热而引起的爆震）；
• 计算动力总成的估计或实际负载。 为此，使用了节气门传感器。 它确定驾驶员踩油门踏板的程度；
• 防止发动机爆震。 为此，使用爆震传感器。 当该设备检测到气缸中的剧烈冲击和过早冲击时，微处理器会调整点火正时；
• 计算车辆的速度。 当微处理器检测到汽车的速度超过了所需的发动机速度时，“大脑”会切断对气缸的燃料供应。 例如，当驾驶员使用发动机制动时，就会发生这种情况。 此模式可让您在下坡或转弯时节省燃油；
• 估计影响电机的振动量。 当车辆在崎uneven不平的道路上行驶时，会发生这种情况。 振动会导致失火。 这些传感器用于符合欧3和更高标准的电机。

没有任何控制单元仅根据来自单个传感器的数据进行操作。 系统中的这些传感器越多，ECU计算引擎燃油特性的效率就越高。

一些传感器的故障使ECU进入紧急模式（仪表板上的电动机图标点亮），但发动机仍根据预编程算法继续工作。 该控制单元可以基于内燃机的运行时间，其温度，曲轴的位置等指示器，或者仅基于具有不同变量的编程表。

执行机制

当电子控制单元已从所有传感器接收到数据（它们的编号已编入设备的程序代码）后，它将向系统的执行器发送适当的命令。 根据系统的修改，这些设备可以具有自己的设计。

这些机制包括：

• 喷雾器（或喷嘴）。 它们主要装有电磁阀，该电磁阀由ECU算法控制。
• 燃油泵。 一些汽车模型有两个。 其中一个将燃料从油箱供应到高压燃油泵，该高压燃油泵将汽油分小部分泵入导轨。 这样可以在高压管路中产生足够的扬程。 仅在直接喷射系统中才需要对泵进行此类修改，因为在某些型号中，喷嘴必须将燃料喷入压缩空气中；
• 点火系统的电子模块-在正确的时刻接收形成火花的信号。 最新的车载系统修改中的这个元素是控制单元的一部分（其低压部分，高压部分是双回路点火线圈，为特定的火花塞充电，在更昂贵的版本中，每个火花塞上都安装了一个单独的线圈）。
• 怠速调节器。 它以步进马达的形式呈现，该马达可调节节流阀区域内的空气通过量。 当节气门关闭（驾驶员不踩油门踏板）时，此机构对于维持怠速发动机速度是必需的。 这有助于对冷却后的发动机进行预热-在冬天，您无需坐在寒冷的机舱中，而无需加油，这样发动机就不会失速；
• 为了调节温度状态（该参数也会影响气缸的汽油供应），控制单元会定期启动安装在主散热器附近的冷却风扇。 最新一代的 BMW 车型配备了带可调散热片的散热器格栅，可在寒冷天气下驾驶时保持温度并加速发动机预热。 （这样，内燃发动机就不会过冷，垂直肋会旋转，从而阻止冷空气进入发动机舱）。 这些元件也由微处理器基于来自冷却液温度传感器的数据进行控制。

电子控制单元还记录车辆消耗了多少燃料。 该信息使软件可以调整发动机模式，以便在给定情况下提供最大功率，但同时使用最少的汽油。 虽然大多数驾驶者将其视为他们的钱包的事，但实际上，不良的燃料燃烧会增加废气污染的程度。 所有制造商主要依靠此指标。

微处理器计算喷嘴的开口数以确定燃油消耗。 当然，该指示器是相对的，因为电子设备无法完美地计算出打开时在那几分之一秒内通过喷油嘴的燃料量。

另外，现代汽车配备有吸附器。 该设备安装在燃油箱的封闭式汽油蒸气循环系统上。 每个人都知道汽油会蒸发。 为了防止汽油蒸气进入大气，吸附器将这些气体自身通过，将其过滤掉，然后将其送入气缸进行再燃。

电子控制单元

没有电子控制单元，任何强制性汽油系统都无法工作。 这是一个将程序缝入其中的微处理器。 该软件由汽车制造商针对特定车型开发。 该微型计算机被配置用于一定数量的传感器，以及用于在传感器发生故障的情况下的特定操作算法。

微处理器本身包含两个元素。 第一个存储主要固件-制造商的设置或软件，该固件由主机在芯片调整期间安装（关于为什么需要固件，请参见 另一篇文章).

ECU的第二部分是校准块。 这是一个警报电路，由电动机制造商配置，以防设备未捕获到来自特定传感器的信号。 为满足特定条件时激活的大量变量编写了该元素。

鉴于控制单元，其设置和传感器之间的通信非常复杂，因此您应该注意仪表板上显示的信号。 在经济型汽车中，如果出现问题，则电动机图标只会点亮。 为了确定喷射系统中的故障，您需要将计算机连接至ECU服务接口并进行诊断。

为了简化此过程，在更昂贵的汽车中安装了车载计算机，该计算机独立执行诊断并发出特定的错误代码。 可以在运输服务手册或制造商的官方网站上找到此类服务消息的解码。

哪种注射更好？

在考虑了燃油系统的汽车车主之间会出现这个问题。 答案取决于多种因素。 例如，如果问题的代价是机器的经济性，对高环境标准的遵守以及VTS燃烧产生的最大效率，那么答案就很明确：直接喷射更好，因为它最接近理想情况。 但是这样的汽车将不会便宜，并且由于系统的设计特征，电动机将具有大的体积。

但是，如果驾车者想通过拆卸化油器并安装喷油器来实现现代化的运输，以提高内燃机的性能，那么他将不得不停止使用一种分布式喷油器（不引用单喷，因为这是一个古老的发展，其效率远没有化油器高）。 这样的燃料系统将具有低廉的价格，并且对汽油的质量也不是那么古怪。

与化油器相比，强制喷射具有以下优点：

• 运输经济增长。 即使是第一个喷油器设计，其流量减少了约40％。
• 该装置的功率增加，尤其是在低速行驶时，因此，初学者更容易使用喷油器学习驾驶。
• 要启动引擎，需要驱动程序执行较少的操作（该过程是完全自动化的）；
• 在冷引擎上，驾驶员无需控制速度，以使内燃机在预热时不会失速。
• 电机的动力增加；
• 不需要调整燃油供应系统，因为这取决于发动机的运行模式，由电子设备完成；
• 进行混合物成分的控制，这增加了排放物的环境友好性；
• 直至达到Euro-3等级，燃油系统不需要定期维护（所需的只是更换故障零件）；
• 可以在汽车上安装防盗锁（详细描述了该防盗装置 另);
• 在某些汽车模型中，通过去除“底盘”来增加发动机舱的空间。
• 排除了在低发动机转速或长时间停机时从化油器中排放出的汽油蒸气，从而降低了在汽缸外着火的风险；
• 在某些化油器机器中，即使轻微滚动（有时15％的倾斜度也足够）会导致发动机熄火或化油器运行不充分；
• 化油器还高度依赖于大气压力，这在机器在山区运行时会极大地影响发动机性能。

尽管与化油器相比有明显的优势，但喷射器仍然具有一些劣势：

• 在某些情况下，维护系统的成本非常高。
• 系统本身包含可能会失败的其他机制。
• 诊断需要电子设备，尽管正确调整化油器还需要一定的知识；
• 该系统完全依靠电力，因此，在升级电动机时，还必须更换发电机。
• 由于硬件和软件之间的不兼容，有时在电子系统中可能会发生错误。

逐渐严格的环境标准以及汽油价格的逐步上涨，使许多驾驶者转向使用喷射发动机的车辆。

此外，我们建议您观看一段简短的视频，以了解什么是燃油系统以及每个元件的工作原理：

车辆燃油系统。 设备，工作原理和故障！

问题与解答：

什么是燃油喷射系统？ 只有两种根本不同的燃油喷射系统。 单喷射（类似于化油器，喷嘴仅提供燃料）。 多点喷射（喷嘴将燃料喷入进气歧管）。

燃油喷射系统是如何工作的？ 当进气门打开时，喷油器将燃油喷入进气歧管，空气-燃油混合物被自然吸入或通过涡轮增压吸入。

燃油喷射系统是如何工作的？ 根据系统类型，喷油器将燃油喷入进气歧管或直接喷入气缸。 喷射正时由 ECU 决定。

Ч什么将汽油注入发动机？ 如果燃油系统是分布式喷射，则在每个进气歧管上安装一个喷油器，由于其中的真空，BTC 被吸入气缸。 如果直接喷射，则燃料供应到气缸。