汽車專業(yè)英語 5 FUEL INJECITON SYSTEM

Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM

背景知識

燃油噴射系統(tǒng)是指在一定的壓力下，利用噴油器將一定數(shù)量的燃料直接噴入氣缸或進氣道內(nèi)的燃油供給裝置。根據(jù)噴射燃料種類的不同，可以分為汽油噴射系統(tǒng)、柴油噴射系統(tǒng)、氣體燃料噴射系統(tǒng)等。而根據(jù)其控制方式的不同，可分為機械控制式、電子控制式以及機電混合控制式。

背景知識發(fā)動機在不同工況下運轉(zhuǎn)，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。ECU要根據(jù)有關(guān)傳感器測得的運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)控制、斷油控制和反饋控制。1、起動噴油控制2、運轉(zhuǎn)控制3、反饋控制

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背景知識1、起動噴油控制

起動時，發(fā)動機由起動馬達帶動運轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)速很低，轉(zhuǎn)速的波動也很大，因此這時空氣流量傳感器所測得的進氣量信號有很大的誤差?；谶@個原因，在發(fā)動機起動時，ECU不以空氣流量傳感器的信號作為噴油量的計算依據(jù)，而是按預(yù)先給定的起動程序來進行噴油控制。ECU根據(jù)起動開關(guān)及轉(zhuǎn)速傳感器的信號，判定發(fā)動機是否處于起動狀態(tài)，以決定是否按起動程序控制噴油。當(dāng)起動開關(guān)接通，且發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于300轉(zhuǎn)/分時，ECU判定發(fā)動機處于起動狀態(tài)，從而按起動程序控制噴油。在起動噴油控制程序中，ECU按發(fā)動機水溫、進氣溫度、起動轉(zhuǎn)速計算出一個固定的噴油量。這一噴油量能使發(fā)動機獲得順利起動所需的濃混合氣。冷車起動時，發(fā)動機溫度很低，噴入進氣道的燃油不易蒸發(fā)。為了能產(chǎn)生足夠的燃油蒸氣，形成足夠濃度的可燃混合氣，保證發(fā)動機在低溫下也能正常起動，必須進一步增大噴油量。由ECU控制，通過增加各缸噴油器的噴油持續(xù)時間或噴油次數(shù)來增加噴油量。所增加的噴油量及加濃持續(xù)時間完全由ECU根據(jù)進氣溫度傳感器和發(fā)動機水溫傳感器測得的溫度高低來決定。發(fā)動機水溫或進氣溫度愈低，噴油量就愈大，加濃的持續(xù)時間也就愈長。這種冷起動控制方式不設(shè)冷起動噴油器和冷起動溫度開關(guān)。

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背景知識2、運轉(zhuǎn)控制在發(fā)動機運轉(zhuǎn)中，ECU主要根據(jù)進氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算噴油量。此外，ECU還要參考節(jié)氣門開度、發(fā)動機水溫、進氣溫度、海拔高度及怠速工況、加速工況、全負(fù)荷工況等運轉(zhuǎn)參數(shù)來修正噴油量，以提高控制精度。由于ECU要考慮的運轉(zhuǎn)參數(shù)很多，為了簡化ECU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，并分別計算出結(jié)果。然后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?；緡娪土浚夯緡娪土渴歉鶕?jù)發(fā)動機每個工作循環(huán)的進氣量，按理論混合比（空燃比14.7）計算出的噴油量。修正量：修正量是根據(jù)進氣溫度、大氣壓力等實際運轉(zhuǎn)情況，對基本噴油量進行適當(dāng)修正，使發(fā)動機在不同運轉(zhuǎn)條件下都能獲得最佳濃度的混合氣。修正量的內(nèi)容為：進氣溫度修正、大氣壓力修正和蓄電池電壓修正（電壓變化時，自動對噴油脈沖寬度加以修正）。

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背景知識3、反饋控制汽油噴射系統(tǒng)進行反饋控制的傳感器是熱氧傳感器，使用熱氧傳感器的發(fā)動機必須使用無鉛汽油。反饋控制（閉環(huán)控制）是在排氣管上加裝熱氧傳感器，根據(jù)排氣中氧含量的變化，測定出進入發(fā)動機燃燒室混合氣的空燃比值，把它輸入ECU與設(shè)定的目標(biāo)空燃比值進行比較，將誤差信號經(jīng)放大器控制電磁噴油器噴油量，使空燃比保持在設(shè)定目標(biāo)值附近。因此，閉環(huán)控制可達到較高的空燃比控制精度，并可消除因產(chǎn)品差異和磨損等引起的性能變化，工作穩(wěn)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(huán)控制的汽油噴射系統(tǒng)只能運行在理論空燃比14.7附近很窄的范圍內(nèi)。因此對特殊的運行工況，如啟動、暖機、怠速、加速、滿負(fù)荷等需加濃混合氣的工況，仍需采用開環(huán)控制，使電磁噴油器按預(yù)先設(shè)定的加濃混合氣配比工作，充分發(fā)揮發(fā)動機的動力性能，所以采用開環(huán)和閉環(huán)相結(jié)合的控制方式。

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Fuelinjectionsystemshavebeenusedonvehiclesformanyyears.Theearliestoneswerepurelymechanical.Astechnologyadvanced,electronicfuelinjectionsystemsbecamemorepopular.Earlymechanicalandelectronicfuelinjectionsystemsdidnotusefeedbackcontrols.Asemissionsbecamemoreofaconcern,feedbackcontrolswereadaptedtobothtypesoffuelinjectionsystems.譯文：燃油噴射系統(tǒng)已經(jīng)在汽車上運用了許多年。最早期的噴射系統(tǒng)都是機械式的。隨著技術(shù)的進步，電子燃油噴射系統(tǒng)逐漸得到普及。早期機械式和電子式燃油噴射系統(tǒng)都沒有采用反饋控制。由于排放問題越來越得到重視，反饋控制在這兩種系統(tǒng)中都得到了應(yīng)用。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM

Bothmechanicalandelectronicfuelinjectionsystemcanbefoundongasolineengines.Dieselenginesaremostcommonlyfoundwithmechanicaltypesystems,althoughthenewestgenerationoftheseengineshavebeenusingelectronicfuelinjection(EFI).譯文：汽油發(fā)動機使用機械式或電子式燃油噴射系統(tǒng)。柴油機通常使用機械式燃油噴射系統(tǒng)，但是最新一代的柴油發(fā)動機也已經(jīng)在使用電子式燃油噴射系統(tǒng)了。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM1.BasicTheory

EFIusessolenoidvalvescalledinjectorstometerfueldelivery.Mostvehiclestodayuse1injectorpercylinder.Whenthesolenoidisenergized,fuelspraysoutintothevalveport.Fuelisdeliveredtotheinjectorbyahigh-pressureelectricpumpataround40psi.Fueldeliveryiscontrolledbytheinjectorswhicharecycledbythecomputer.譯文：電子式燃油噴射系統(tǒng)使用被稱作噴油器的電磁閥來控制噴油量。今天大多數(shù)汽車1個氣缸使用1個噴油器。電磁閥一上電，燃油就被噴射至電磁閥口。高壓電動燃油泵以大約40psi的壓力將燃油送到噴油器。噴油量是由噴油器控制的，而噴油器的開啟和關(guān)閉又是被計算機控制的。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEMThecomputerproducesasignaltoopentheinjectorsforacertainlengthoftimedependingonengineconditionsrelayedbysensors.Thelongerthattheinjectorisopen,themorefuelisinjected.Asengineloadandrpmareincreased,theinjectoropentimesareincreasedtomatchincreasingairflow.Thiscomputeroutputsignaliscalledtheinjectorpulsewidth.Thelongerthepulsewidth,themorefuelisinjected.譯文：計算機根據(jù)傳感器送來的工況信號，向噴油器發(fā)送開啟以及開啟持續(xù)時間的信號。噴油器打開時間越長，噴出的燃油越多。隨著發(fā)動機負(fù)載和轉(zhuǎn)速的增加，噴油器打開的時間也要增加來匹配進氣量的增加。計算機輸出信號被稱作噴油器脈沖寬度。脈沖寬度越大，噴出的燃油越多。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM2.EngineRequirements

Standsparkignited,4strokeenginesrequirethatthecorrectproportionoffuelbemixedwiththeincomingairforefficientoperation.Thisproportionisintherangeof13partsairto1partfuelforbestpower,15to1forbestemissionand17to1forbesteconomy.譯文：標(biāo)準(zhǔn)四沖程點火式發(fā)動機為了獲得高的效率，要求合適的空燃比。為了獲得最佳動力性，空燃比是13比1，為了獲得最佳排放，空燃比是15比1，為了獲得最佳經(jīng)濟性，空燃比是17比1。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEMMostmodernenginesaimforaratioofaround14.7to1forthemajorityofcruisingandmediumpowerconditions.Thisisthechemicallycorrectratiowhichresultsinthelowestaverageemissionsandreasonablepower.Arichconditionischaracterizedbyanexcessoffuel,andaleanconditionischaracterizedbyanexcessofairorlackoffuel.譯文：大多數(shù)現(xiàn)代發(fā)動機在大多數(shù)巡航工況和適中的動力性條件下，空燃比控制目標(biāo)為14.7比1。這是化學(xué)分析上適當(dāng)?shù)目杖急?，可以獲得最低的平均排放和適當(dāng)?shù)膭恿π浴Ｈ紵凉夤r意味著燃料過多，稀工況意味著空氣過量或燃料不足。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEMAsrpmisincreased,uptoapoint,airflowalsoincreasesandfuelflowmustincreasetomatchit.Asthethrottleisopenedatagivenrpm,airflowincreasestoacertainpointandagain,fuelflowmustfollowairflow.譯文：當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升到某一點，空氣進氣量也隨之上升，此時進油量也必須對應(yīng)隨之上升。在某一發(fā)動機轉(zhuǎn)速下，當(dāng)節(jié)氣門打開，空氣進氣量上升到某一數(shù)值下，同樣進油量必須跟隨空氣進氣量。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM3.Fuelsystem

EFIfuelsystemconsistsofatank,pump,fuelrail,,regulator,outanexcessoffuelinjectorsandreturnline.Fuelisdrawnfromthetankbythepumpwhichstepsuppressuretoaroundto40psi.Fuelpressureiscontrolledbythefuelpressureregulatorlocatedononeendofthefuelrailbybleedingfuelbacktothetankthroughthereturnline.譯文：電子噴油系統(tǒng)由油箱、油泵、油軌、調(diào)節(jié)器、噴油嘴和回油管路組成。燃油由油泵從油箱吸出，并被加壓到大約40psi。油壓通過位于油軌一端的燃油調(diào)節(jié)器控制。燃油調(diào)節(jié)器將燃油通過回油管路放回到油箱實現(xiàn)對油壓的控制。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEMThepumpalwaysputsoutanexcessoffuelsolargequantitiesarereturnedbacktothetankduringidleandlowspeedconditionsandlessasenginedemandincreases.Thefuelrailisessentiallyatubularfuelmanifolddesignedtocarryfueltotheinjectorsaswellasholdtheminplaceontheintakemanifold.譯文：油泵總是泵出過多的燃油。因此，空轉(zhuǎn)或低速工況下，多余的燃油就返回到油箱。隨著發(fā)動機負(fù)載的增加，返回油箱的燃油減小。油軌實際上就是油路歧管，用來將燃油送到噴油嘴，同時把燃油存在進油歧管內(nèi)。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEMTheinjectorsareusuallysealedwithO-ringsoneachend.Oneendhasthefuelenteringfromtherailandtheotherendspigotsintothemanifold.Theinjectorhasa2pinelectricalplugtocarryswitchingcurrenttothesolenoidwinding.Whenenergized,thesolenoidcoreispulledbackwhichpullsbackasealingpintle,discorball,allowingfueltosprayoutinafine,conicalpattern.譯文：通常使用O型環(huán)把噴油嘴的兩端密封。噴油嘴一端與油軌相連，另一端與歧管采用連接管接合。噴油嘴有一個兩腳電子開關(guān)來承載電磁線圈的開關(guān)電流。當(dāng)電磁線圈上電，銜鐵吸回，帶動密封軸、密封盤或密封球，從而使得燃油細(xì)密呈圓錐形噴出。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM4AirmeteringandmeasurementTheamountofairenteringtheengineiscontrolledbyaconventionalbutterflyvalveonmostengineslocatedinathrottlebodyassembly.譯文：一般大多數(shù)發(fā)動機使用一個蝶形閥來控制進入到發(fā)動機的空氣。這個閥位于節(jié)氣門體總成上。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM4AirmeteringandmeasurementAirflowmeasurementisbyoneoftwobasicmethods:MassAirflowandspeedDensity.Themassairflowmethoduseseitheraspringloadedflapattachedtoapotentiometeroraheatedmiremountedinfrontofthethrottlebodytosenseactualairflow.譯文：發(fā)動機進氣量的測量有兩種基本方法：空氣流量計和速度密度法?？諝饬髁坑嫹ㄊ褂门c電位計相連的彈簧接片或位于節(jié)氣門體總成前端的熱線來測量實際空氣流量。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM4AirmeteringandmeasurementThepositionoftheflaporamountofcurrentrequiredtokeepthewireheatedtoacertaintemperatureisrelayedtothecomputerasavoltagesignal.Acertainvoltageequalsacertainairflowrate.譯文：彈簧接片的位置或保持熱線在一定溫度下所需的電流被轉(zhuǎn)換為電壓信號傳給計算機。一定的電壓信號對應(yīng)著一定的空氣進氣速率。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEMThespeeddensitysystemusesasolidstatepressuretransducertomeasurethepressureintheintakemanifoldwithrpmandairtemperaturetoindirectlydetermineairflow.Again,acertainpressurerelatestoacertainvoltagewhichisrelayedtothecomputer.譯文：速度密度系統(tǒng)使用晶體管壓力傳感器測量進氣歧管的壓力，并聯(lián)合發(fā)動機轉(zhuǎn)速和空氣溫度來間接確定進氣量。同樣，一定的壓力對應(yīng)著一定的電壓信號，然后被傳給電腦。Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM5SensorInputs5.1RPM5.2Airflow5.3ManifoldPressure5.4ThrottlePosition5.5WaterTemperature5.6AirTemperatureChapter5FUELINJECTIONSYSTEM5.1RPMMostsystemsmeasurerpmoffoftheignitioncoiltachometerpulseorcranktriggeredmagnetic/Halleffectsensors.RpmisconsideredaprimaryinputsignalonallEFIsystems.Mostsystemsgenerateaninjectionpulseforeverytachpulsesoasrpmisincreased,thefrequencyofinjectionpulsesisalsoincreased.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM5.1RPMMostsystemsmeasurerpmoffoftheignitioncoiltachometerpulseorcranktriggeredmagnetic/Halleffectsensors.RpmisconsideredaprimaryinputsignalonallEFIsystems.Mostsystemsgenerateaninjectionpulseforeverytachpulsesoasrpmisincreased,thefrequencyofinjectionpulsesisalsoincreased.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：大多數(shù)燃油噴射系統(tǒng)實用點火線圈轉(zhuǎn)速計脈沖或曲軸觸發(fā)磁場/霍爾效應(yīng)傳感器來測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速。發(fā)動機轉(zhuǎn)速是所有燃油噴射系統(tǒng)最重要的一個輸入信號。大多數(shù)系統(tǒng)對每一個測速脈沖信號產(chǎn)生一個噴射脈沖信號。因此，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增長，噴射脈沖信號頻率也隨著增長。5.2airflowChapter5FUELINJECTIONSYSTEM5.2airflowOnmassairflowtypesystem,thisinputisalsoconsideredaprimaryinputsignal.XamountofairrequiresYamountoffuel.Asrpmandthrottleopeningisincreased,airflowincreasestoapoint.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：對于空氣流量計系統(tǒng)，空氣進氣量也是一個非常重要的輸入信號。X份的空氣要求Y份的燃油。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度的增加，空氣進氣量也隨之增加到一個數(shù)值點上。5.3ManifoldPressureChapter5FUELINJECTIONSYSTEM5.3ManifoldPressureOnspeeddensitytypesystems,thisinputisessentialwhencombinedwiththerpmsignaltocalculateairflow.Asthethrottleisopened,themanifoldpressureincreaseswhichwillrequiremorefuel.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：對于速度密度式系統(tǒng)，歧管壓力非常重要，它需要和聯(lián)合發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號來計算空氣進氣量。當(dāng)節(jié)氣門打開，歧管壓力增加，這就需要更多燃油。5.4ThrottlePositionChapter5FUELINJECTIONSYSTEM5.4ThrottlePositionThisinputisasecondaryinputonmostsystems.Itisrequiredmainlyforaccelerationenrichmentwhenthethrottleisrapidlyopened.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：節(jié)氣門位置信號對于大多數(shù)系統(tǒng)是個較為次要的信號。它主要是用于當(dāng)節(jié)氣門被快速打開時，加快燃油濃工況的過程。5.5WaterTemperatureWatertemperatureisasecondaryinputrequiredmainlytoensureproperstartingandwarm-upoftheengine.Whentheengineiscold,theairtofuelratiomustbeveryrichtoenableenoughfueltovaporizeforproperstarting.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：水溫信號也是一個次要輸入信號，主要用來保證發(fā)動機適當(dāng)啟動和熱機。當(dāng)發(fā)動機處于冷態(tài)，為了保證發(fā)動機較好的啟動，空燃比必須變得很濃，來確保足量的燃油被蒸發(fā)。5.5WaterTemperatureThecomputerincreasestheinjectorpulsewidthtosupplyextrafuelwhencoldandtapersthisfueloffasthewatertemperatureincreases.Oncethewaterwarmspast120degreesorso,thecomputerdoesnotneedtoaddanyextrafuel.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：當(dāng)發(fā)動機處于冷態(tài)，為了保證發(fā)動機較好的啟動，空燃比必須變得很濃，來確保足量的燃油被蒸發(fā)。冷態(tài)時，計算機增加噴油嘴脈沖寬度來提供額外的燃油，并隨著水溫的升高逐步減少額外的燃油噴射。當(dāng)水溫超過大約120度，計算機不再提供額外的燃油噴射信號。5.6AirTemperatureThisisasecondaryinputrequiredespeciallyonspeeddensitysystems.Thesensorisusuallymountedintheintakemanifoldorairfilterarea.Astheairtemperaturedrops,itsdensityincreases.Denseairrequiresmorefuel.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：對于速度密度式系統(tǒng)，空氣溫度信號是一個次要的輸入信號。這個傳感器一般位于進氣歧管或者空氣濾清器區(qū)域。當(dāng)空氣溫度下降，空氣密度上升。空氣密度越大，所要求的燃油越多。6OxygenSensorThissensorisemployedinclosedloopsystemstomodifythebasicpulsewidthafterthefact.Itismountedintotheexhaustmanifoldarea.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：氧氣傳感器被用在閉環(huán)系統(tǒng)來根據(jù)實際情況調(diào)整基本脈沖寬度。它位于排氣歧管區(qū)域。Bylookingattheoxygencontentoftheexhaustgasesaftercombustion,thecomputercandetermineiftheair/fuelratioistoorichortooleanforoptimumcombustionandadjustthenextfewinjectionsaccordingly.Thissensorisprimarilyemployedforemissioncontrolandtoalesserdegree,fueleconomy.Forthelowestaverageemission,theair/fuelratiomustbekeptaround14.7to1.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：通過檢測燃燒后排放的廢氣中氧氣的含量，計算機能判斷出對于最佳燃燒而言，空燃比是否過濃或過稀，從而調(diào)整接下來噴油量。氧氣傳感器首先被用來排放控制，其次用于燃油經(jīng)濟性控制。對于最低的平均排放，空燃比必須要控制在14.7：1左右。Underfullthrottleconditions,thissensorisignoredbythecomputersothattheenginecanproducemorepower.Thisiscalledopenloopmodeandthecomputerissupplyingtheinjectorpulsewidthfromtablesbasedonalloftheothersensorsinputs.Chapter5FUELINJECTIONSYSTEM譯文：當(dāng)節(jié)氣門全開狀態(tài)下，