电子燃油喷射系统(EFI) .结构，类型，应用

电子燃油喷射系统的目标是调节和优化进入汽车发动机的燃油/空气比。燃油喷射近年来已成为汽车汽油机的主要燃油输送系统。这篇文章将讨论什么是电子燃油喷射系统(EFI)，它的架构，类型，如何工作，应用，优缺点。

什么是电子燃油喷射系统(EFI)

一个系统的目的是优化燃料/空气比进入汽车发动机被称为电子燃油喷射系统。电喷系统几乎完全取代了化油器的使用。

图1 -电子燃油喷射系统简介

化油器的性能很好，但由于其模糊的性质，它们不能产生很大的马力，获得稳定的汽油里程，并通过排放测试，这些都是相同的调，它们还有许多机械部件可能会随着时间的推移变得黏糊糊的。这意味着他们的维护更加密集，化油器的重建经常是日常维护计划的一部分。

OEM指望EFI来解决他们复杂的排放问题。最初的EFI主要是由处理器控制的化油器连接到氧气传感器和油门位置传感器，所有这些都连接到一个电子控制单元。

电子燃油喷射系统由电子元件和传感器组成。它必须保持清洁，并进行良好的校准，以提高发动机的强度和效率，并减少汽油消耗。

图2 -喷油器(a)两轮(b)四轮

燃油喷射类型

为了更好地理解这个概念，我们首先要了解燃油喷射的类型。在较新的汽车中使用的燃油喷射类型是:

• 单点或节气门体注射
• 端口或多点燃油喷射
• 顺序燃油喷射
• 直接喷射

单点或节气门体注射

第一种简单的燃油喷射是单点喷射。在这里，化油器被一个或两个喷油器喷嘴所取代，它位于发动机进气歧管的咽喉处。

对于一些制造商来说，单点注射是更复杂的多点系统的垫脚石。它们既经济又容易维修。

端口或多点燃油喷射

在多点燃油喷射中，每个汽缸都有一个单独的喷油器喷嘴，就在其进气口的外面，因此该系统也被称为进气口喷射系统。当燃料蒸气喷射到进气口附近时，它可以确保燃料完全吸入气缸。

主要的好处是MPFI仪表比TBI设计的燃料更加精确。它能更好地达到预期的燃料/空气比，并改善所有相关方面。此外，它几乎消除了燃料凝结或聚集在进气歧管的可能性。TBI和化油器的设计方式使进气歧管传导发动机的热量，这是蒸发液体燃料的措施。

这是没有必要的发动机配备MPFI的进气歧管可以由更轻的材料，甚至塑料。MPFI系统可提高燃油经济性。标准的金属进气歧管必须安装在发动机顶部以传导热量，但在MPFI的情况下，它可以更有创意地放置，赋予工程师设计的灵活性。

图3 - (a)单点或节气门体(b)端口或多点(c)直接发动机燃油喷射系统

顺序燃油喷射

顺序燃油喷射，也称为顺序端口燃油喷射(SPFI)或定时喷射，是一种多端口喷射。虽然MPFI有多个喷油器，但它们都是同时或成群地喷射燃料。这可能会导致在发动机空转时，燃料在端口中“徘徊”长达150毫秒。

这可能看起来不是很多，但这足以限制工程师解决它，即连续燃油喷射触发每个喷油器喷嘴分别。它们基本上像火花塞一样定时，在进气阀打开之前或当进气阀打开时立即喷洒燃料。虽然看起来只是一小步，但效率和排放的改善却非常小。

直接喷射

直接喷射将燃油直接注入燃烧室，经过阀门。直喷系统在柴油发动机中很常见，也开始出现在汽油机设计中，有时被称为DIG(直喷汽油)。燃料比例仍然比其他喷射系统更准确。

直接喷射为工程师提供了一个额外的变量，可以精确地影响气缸内的燃烧情况。发动机设计的原则是仔细检查燃料/空气混合物如何在气缸中旋转，以及爆炸如何从点火点传播。直接喷射是一种可以用于低排放稀燃发动机。

电子燃油喷射系统的体系结构

电子燃油喷射系统的部件包括:

• 传感器
• 电子控制单元
• “检查引擎”灯/“马上维修引擎”灯
• 喷油嘴
• 燃料泵

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图4 -电子燃油喷射系统原理图

传感器

传感器安装在发动机的许多点上，其功能是向ECU发送信息。使用的传感器如下:

• 发动机温度传感器
• 进气温度传感器
• 排气温度传感器
• 发动机转速传感器
• 油门位置传感器
• 负责测量燃料/空气混合物中燃料浓度的探针

执行器是从ECU获取信息的部件，它们在供油系统中起作用，改变发动机接收的燃油量。

它采用以下执行机构:

• 喷油器
• 火花塞
• 节气门

电子控制单元

的电子控制单元负责传感器的测量，并根据时间限制估计每个执行器的动作。燃油喷射系统的框图如图3所示。该系统的时间约束是由被控内燃机的特性所决定的。

它被定义为发动机的一个转弯，即360°，每5微秒完成一次12,000 rpm。节流阀执行器在25微秒的周期内，将0°的位置视为1微秒的脉冲，90°的位置视为2微秒的脉冲。考虑到这些时间限制，传感器的读数和执行器作用时间的计算最多应在15微秒内处理。

“检查引擎”灯/“马上维修引擎”灯

在扫描过程中，控制台上的“检查引擎”灯(或“马上维修引擎”灯)亮起，当所有传感器正常工作时熄灭。

喷油器

它有助于将燃料注入发动机的进气口。

燃料泵

它有助于将汽油从车辆的燃料箱泵到发动机，并在较高的压力下将燃料分配到燃油喷射系统。

电喷系统如何工作

燃油喷射系统由许多传感器组成，如图5所示，分布在您的车辆周围。每次你启动汽车时，电子控制单元(ECU)都会扫描每一个传感器，以验证它们的功能。

在扫描过程中，控制台上的“检查引擎”灯(或“马上维修引擎”灯)亮起，当所有传感器正常工作时熄灭。

图5 -电子燃油喷射系统框图

传感器连续检测无数参数的值，如空气压力，空气温度，节气门角度，空气密度，燃料温度，燃料压力，油压，冷却液温度，排气温度，曲轴角度，正时，发动机转速，转速等。

所有这些数据都通过ECU(电子控制单元)进行处理，以确定喷油器打开的时间，将燃料喷射到发动机的进气道。注入器通常一次只打开几毫秒。喷油器由喷嘴和阀门组成。注入燃料的动力来自于位于燃料供应后方的燃油泵或压力容器。通过系统的燃料是通过一个小喷嘴在非常高的压力下强制泵送雾化的。

电子燃油喷射系统的应用

应用包括:

• EFI系统结合了最先进的控制软件程序的排放，燃油消耗和性能要求
• 该系统还集成了智能点火技术，用于控制点火系统，为oem提供灵活性，以实现最佳的燃油消耗

电子燃油喷射系统的优点

优点是:

• 提高发动机的容积效率
• 直接燃油喷射到气缸消除了歧管润湿
• 良好的雾化燃料，即使在低速雾化是独立于启动速度
• 由于改进了雾化和汽化，减少了敲击
• 节气门板上的结冰被消除
• 低挥发性燃料可以使用，因为分布与汽化无关
• 由于燃料/空气比的变化几乎可以忽略不计，这导致了良好的发动机性能
• 发动机的高度可以小一些，因为喷射单元的位置不是那么关键

电子燃油喷射系统的缺点

缺点包括:

• 维护成本高
• 维修困难
• 部分传感器可能出现故障

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