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分享汽车电子中电控汽油喷射分类(一)

高工
2025-04-14 16:10:15     打赏

为了降低汽油喷射系统的价格,从而进一步推广电控汽油喷射系统,1980年,美国通用(GM)公司首先研制成功一种结构简单价格低廉的节流阀体喷射(TBI)系统,它开创了数字式计算机发动机控制的新时代。TBI系统是一种低压燃油喷射系统,它控制精确,结构简单,是一种成本效益较好的供油装置。随着排放法规的不断完善,使这种物美价廉的系统大有完全取代传统式化油器的趋势。1983年,德国博世公司也推出了Mono-Jetronic 单点汽

油喷射系统。电控汽油喷射技术日趋完善,性能优越,使得电控汽油喷射装置从20世纪 70年代末开始得到迅猛发展。不仅轿车,而且越来越多的其他类型车辆也采用了电控汽油喷射技术,这充分证明了它强大的生命力与竞争力。

电喷系统发展至今,已有多种类型。根据其结构特点分为以下几种类型。

1)按系统控制模式分类在发动机电喷控制系统中,按系统控制模式可分为开环控制和闭环控制两种类型。(1)开环控制 就是把根据试验确定的发动机各种运行工况所对应的最佳供油量的数据事先存入计算机中,发动机在实际运行过程中,主要根据各个传感器的输入信号,判断发动机所处的运行工况,再找出最佳供油量,并发出控制信号。控制信号经功率放大器放大后,再驱动电磁喷油器动作,由此控制混合气的空燃比,使发动机处于最佳运行状态。开环控制系统不带氧传感器等反馈传感器,只受发动机运行工况参数变化的控制,且按事先设定在计算机 ROM 中的试验数据流工作。其优点是简单易行,缺点是其精度直接依赖于所设定的基准数据的精度和电磁喷油器调整标定的精度。但当喷油器及传感器系统电子产品性能变化时,混合气就不能正确地保持在预定的空燃比值上。因此,它对发动机及控制系统的各个组成部分的精度要求高,系统本身抗干扰能力较差,而且当使用工况超出预定范围时,就不能实现最佳控制。其工作情况如图下图所示。

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(2)闭环控制 闭环控制系统又称为反馈控制系统,其特点是加入了反馈传感器,输出反馈信号,反馈给控制器,以随时修正控制信号。闭环控制系统在排气管上加装了氧传感器,可根据排气管中氧含量的变化,测出发动机燃烧室内混合气的空燃比值,并把它输入计算机中再与设定的目标空燃比值进行比较,将偏差信号经功率放大器放大后再驱动电磁喷油器喷油,使空燃比保持在设定的目标值附近。因此,闭环控制可达到较高的空燃比控制精度,并可消除因产品差异和磨损等引起的性能变化对空燃比的影响,工作稳定性好,抗干扰能力强。闭环控制的原理如图 下图所示。

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采用闭环控制的燃油喷射系统后,可保证发动机在理论空燃比(14.7)附近很窄的范围内运行,使三元催化转换装置对排气的净化处理达到最佳效果,如图下图所示。

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但是,由于发动机某些特殊运行工况(如启动、暖机、加速、怠速、满负荷等)需要控制系统提供较浓的混合气来保证发动机的各种性能,所以在现代汽车发动机电子控制系统中,通常采用开环与闭环相结合的控制方式。

总结如下所示:

在汽车电子中,电控汽油喷射系统(EFI)按系统控制模式分类,主要分为以下两类:

1. 开环控制(Open-Loop Control)

特点:系统根据预设的喷油脉谱图(MAP)和传感器(如节气门位置、转速等)信号直接控制喷油量,不检测实际燃烧效果(如尾气氧含量)进行反馈修正。

优点:结构简单、响应速度快、成本低。

缺点:无法适应发动机工况变化(如燃油品质、积碳、温度波动等),可能导致空燃比(A/F)控制不精确,排放较差。

应用场景:

早期电喷系统或部分低成本车型;现代车辆仅在冷启动、大负荷等特定工况下短暂使用开环模式。

2. 闭环控制(Closed-Loop Control)

特点:通过氧传感器(O₂ Sensor)实时监测排气中的氧含量,反馈给ECU,动态调整喷油量,使空燃比始终接近理论值(14.7:1)。

优点:控制精度高,适应性强,降低排放(尤其配合三元催化器)。

缺点:系统复杂,依赖传感器可靠性(如氧传感器失效会导致控制异常)。

关键组件:窄域氧传感器(普通闭环)、宽域氧传感器(稀薄燃烧系统)。

应用场景:现代车辆在稳态工况(如匀速行驶)下默认采用闭环控制。

补充说明:

混合模式:现代ECU通常结合开环与闭环,例如:

冷启动/高负荷:开环(因氧传感器未达工作温度或需要加浓混合气)。

正常工况:闭环。

自适应控制:部分系统具备学习功能,通过长期修正补偿喷油偏差(如燃油压力波动、喷油嘴积碳等)。

其他分类维度(扩展):

按喷射位置:进气道喷射(PFI)、缸内直喷(GDI)。

按空气量检测方式:速度-密度型(MAP传感器)、质量流量型(MAF传感器)。

闭环控制是现代电喷系统的核心,以满足环保法规和燃油经济性要求。




关键词: 汽车电子     电控汽油、喷射系统    

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