第三節 汽油噴射的分類

一、按噴油器數量分

1.多點噴射

多點噴射系統中，每個氣缸有一個專用的噴油器用于為該氣缸提供汽油（圖1-2）。屬于多點噴射（Multi Point Injection，縮寫為MPI）的有博世公司的L-Jetronic，Motronic等系統。

2.單點噴射

單點噴射系統中，幾個氣缸共用一個噴油器生成混合氣（圖1-3）。單點噴射（Single Point Injection，縮寫為SPI）因噴油器在節氣門體上噴油而得名節氣門體噴射（Throttle Body Injection，縮寫為TBI），又因各缸由一個噴油器集中供油，故又稱集中噴射或中央噴射（Central Fuel Injection，縮寫為CFI）。屬于此類的有博世公司的Mono-Jetronic和Mono-Motronic等系統。

圖1-2 多點汽油噴射

1—汽油 2—空氣 3—節氣門 4—進氣歧管 5—噴油器 6—發動機

圖1-3 單點汽油噴射

1—汽油 2—空氣 3—節氣門 4—進氣歧管 5—噴油器 6—發動機

二、按噴油地點分

1.噴入氣缸

與柴油機一樣，直接將燃油噴入氣缸。這種燃油噴射又稱為直接噴射（Direct Injection，縮寫為DI），如圖1-4所示。雖然同是直接往缸內噴燃油，但汽油直接噴射和柴油直接噴射有根本區別。這種區別在20世紀30年代主要表現在噴油時刻不同——汽油機直接噴射發生在壓縮沖程開始前或剛開始時，而柴油機直接噴射發生在壓縮沖程將要結束時。由此引出以下幾點區別：

①直接噴射汽油機有較長的時間用于生成混合氣。

②直接噴射汽油機噴油時缸內充量的溫度和壓力較低。

③直接噴射汽油機仍需要火花塞點火。

2.噴在進氣門前

噴油器裝在進氣管上，燃油噴在進氣門前，又稱進氣口噴射（Port Fuel Injection，縮寫為PFI），如圖1-5所示。

顯然，只有多點噴射才能采用上述兩種噴射方式。

圖1-4 噴入氣缸（直接噴射）

1—汽油 2—空氣 3—節氣門 4—進氣歧管 5—噴油器 6—發動機

圖1-5 噴在進氣門前

1—氣缸蓋 2—進氣門 3—噴油器 4—進氣歧管

3.噴在節氣門上

噴油器裝在節氣門體上，燃油噴在節氣門閥板上，用于單點噴射，如圖1-3所示。

后兩種噴射方式又稱間接噴射（InDirect In-jection，縮寫為IDI）。

三、按噴油的連續性分

1.連續噴射

連續噴射方式也稱穩定噴射方式。連續噴射方式的特點是汽油發動機運行期間，噴油器的噴油是連續進行的。這種噴射方式不需要考慮噴油定時和各缸的噴油順序，因此控制非常簡單，但混合氣的均勻性、空燃比控制精度及汽油發動機對過渡工況的響應特性都較差。

在發動機運行過程中連續不斷地噴油，如博世公司的K-Jetronic和KE-Jetronica。連續噴射不能用于直接噴入氣缸。

2.間歇噴射

間歇噴射方式也稱脈沖噴射方式。間歇噴射方式的特點是汽油發動機運行期間，噴油器按一定的規律以間歇工作的方式，把汽油噴入各缸的進氣歧管內，電控汽油發動機全部采用間歇噴射方式。間歇噴射方式按各缸噴油器的噴射時序控制方式，可分為同時噴射、分組噴射和順序噴射3種方式。

此時發動機一個工作循環中只在一定的曲軸轉角范圍內噴油。間歇噴射既可用于多點噴射，又可用于單點噴射；既可用于噴入氣缸，也可用于噴在進氣門前或噴在節氣門上。

四、多點間歇噴射按各缸噴油相位分

1.同時噴射

各缸噴油器同時噴油，此時各缸噴油相位不同，顯然不能用于直接噴射。

同時噴射方式中，各缸噴油器開始噴油和停止噴油的時刻完全相同，為了減小各缸混合氣形成時間上的差異，一般發動機每轉一轉，各缸噴油器同時噴油一次，發動機一個工作循環所需的油量，分兩次噴入進氣歧管，因此這種噴射方式也稱同時雙次噴射方式。各缸噴油器的噴油正時及工作情況如圖1-6所示。

對于同時噴射方式，由于所有氣缸的噴油是同時進行的，噴油正時與發動機各缸的工作過程沒有關系，因此各缸混合氣形成的時間長短不一，造成各缸在混合氣均勻性上存在較大差異。但是，同時噴射方式具有不需氣缸判別信號、用一個控制電路就能控制所有的噴油器、電路與控制軟件簡單等優點，因此早期的電控汽油發動機都采用這種噴射時序控制方式。

圖1-6 同時雙次噴射方式

a）噴射噴油器工作情況 b）噴油正時圖 A—噴油 B—點火 1—電控單元

2.成組噴射

各缸噴油器分成若干組，同組噴油器同時噴油，組與組之間以均勻的曲軸轉角間隔噴油。

分組噴射方式把汽油發動機的全部氣缸分成2組（四缸機）或3組（六缸機），電控系統用2個或3個控制電路控制各組氣缸的噴油器。汽油發動機運行時，各組氣缸的噴油器按組依次噴射，同組內2個噴油器按同時噴射方式工作，每個工作循環各組噴油器都噴射一次。分組噴射方式各組噴油器的噴油正時和工作情況如圖1-7所示。

分組噴射方式的控制電路雖然比同時噴射方式復雜，但各缸混合氣的均勻性及空燃比控制精度都有了較大的提高，廣泛應用于以滿足國Ⅱ排放法規要求為目標的中低檔轎車電控汽油發動機中。

圖1-7 分組噴射方式

a）噴油器工作情況 b）噴油正時圖 A—噴油 B—點火 1—電控單元

3.順序噴射

各缸噴油器都在各自固定的曲軸相位噴油，效果最佳，目前盛行。在連續噴射的場合不存在噴油相位的問題。

順序噴射方式也稱獨立噴射方式。發動機運行時，各缸噴油器按各缸的工作順序，依次把汽油噴入各缸的進氣歧管，發動機曲軸每轉兩轉，各缸噴油器按各缸點火順序依次噴油一次，如圖1-8所示。由于順序噴射方式是按各缸的工作順序進行噴油，為此在電控系統中，必須設置檢測基準氣缸活塞所處工作行程的傳感器，由此得到判缸信號，據此控制各缸噴油器的工作順序。各缸噴油開始時刻固定不變，一般在排氣行程上止點前60°～70°曲軸轉角。

順序噴射方式需要有與噴油器數目相同的控制電路，在控制程序中需增加基準氣缸判別、正時計算、噴油時序控制等內容，因此硬件設計和軟件設計都比分組噴射控制復雜。但是，順序噴射方式可以使每個氣缸都具有相同的最佳噴油正時，對提高各缸混合氣的品質，保證各缸混合氣質量的一致性，具有十分重要的意義。現在，以滿足國Ⅲ排放法規要求為目標的轎車電控汽油發動機，都已采用順序噴射時序的控制方式。

圖1-8 順序噴射方式

a）噴油器工作情況 b）噴油正時圖 A—噴油 B—點火 1—電控單元

五、按汽油噴射控制方式分

1.機械控制

通過機械裝置將發動機負荷、轉速、冷卻液溫度、進氣溫度、大氣壓力等信息傳遞給噴油裝置以實現燃油定量控制。博世公司的K-Jetronic是一種機械控制的汽油噴射系統。

2.電子控制

利用傳感器采集發動機負荷、轉速、冷卻液溫度等信息，利用電子控制單元對這些信息進行分析處理，最終由電子控制單元發出指令，通過電動燃油泵、噴油器等執行器控制燃油定量。

現代汽車發動機汽油噴射裝置都是電子控制的。

六、電子控制按負荷信息傳感方法分

1.間接傳感

用轉速—密度法或轉速—轉角法確定每循環吸氣量。

（1）轉速—密度法 轉速—密度方式所需測量的參數是進氣歧管絕對壓力和發動機轉速。由于進氣歧管絕對壓力、發動機轉速與進氣量之間的函數關系比較復雜，特別在過渡工況和采用廢氣再循環時，由于進氣歧管內絕對壓力波動較大，在這些工況點計算得到的進氣量誤差較大，影響空燃比控制精度，因此需要對進氣量進行修正。

早期采用轉速—密度方式的典型電控系統是博世公司的D-Jetronic系統，現在已全部升級為D-Motronic系統，如圖1-9所示。轉速—密度方式測量方法簡單，噴油量精度容易調整和控制，因此在國產轎車中應用比較廣泛，如上海大眾的桑塔納99系列、廣州本田的雅閣，以及上海通用的雪佛蘭、凱越及賽歐等采用或曾經采用過這種進氣量測量方式。

圖1-9 D-Jetronic電控汽油噴射系統

1—噴油器 2—冷起動噴油器 3—壓力調節器 4—電控單元 5—電動汽油泵 6—節氣門位置傳感器 7—怠速空氣調節器 8—汽油濾清器 9—進氣歧管壓力傳感器 10—溫度傳感器 11—熱控正時開關

（2）轉速—轉角法 轉速—轉角法所需測量的參數是節氣門開度和發動機轉速。采用轉速—轉角法的電控汽油發動機具有較好的過渡工況響應特性，因此一些賽車采用這種測量方式。

但是節氣門開度、發動機轉速與進氣量之間的函數關系相當復雜，進氣量的精確計算比較困難，因此空燃比控制精度相對較差。在一般的電控汽油發動機中，轉速—轉角法僅作為其他空氣計量方式的備用方式，當主要空氣計量裝置出現故障時，電控系統可以采用這種方式對進氣量進行測量和計算。

2.直接傳感

用空氣流量傳感器直接測定單位時間吸氣量，再根據發動機轉速算出每循環吸氣量。

直接測量方式電控系統采用空氣流量計，直接測出單位時間汽油發動機吸入空氣的質量流量或體積流量，然后根據發動機的轉速，計算出發動機每一工作循環吸入的空氣量。在所用的直接測量方式電控系統中，按空氣流量的量綱特征，可分為體積流量方式和質量流量方式。

（1）體積流量方式 體積流量方式采用翼片式空氣流量計或卡門旋渦式空氣流量計，測量汽油發動機單位時間吸入的空氣體積，即空氣的體積流量。電控系統根據測得的空氣體積流量和發動機轉速，計算出每一工作循環汽油發動機吸入的空氣體積，然后根據進氣壓力和溫度，計算出對應的空氣質量。體積流量方式與間接測量方式相比，測量精度較高，有利于提高空燃比的控制精度。

體積流量方式測出的是空氣體積，而電控系統計算循環噴油量所需的是空氣質量，因此測出空氣體積后，還需要根據進氣壓力和溫度，換算成對應的空氣質量。因此，系統構成、程序設計和數據處理相對都比較復雜，現在這種測量方式已全部改為質量流量方式。采用體積流量方式的典型電控系統是博世公司的L-Jetronic系統，如圖1-10所示。

圖1-10 博世公司L-Jetronic電控汽油噴射系統

1—噴油器 2—壓力調節器 3—翼片式空氣流量計 4—怠速輔助空氣閥 5—汽油濾清器 6—電動汽油泵 7—節氣門位置傳感器 8—電控單元 9—冷卻液溫度傳感器

（2）質量流量方式 質量流量方式采用熱線式或熱膜式空氣流量計測量汽油發動機單位時間吸入的空氣質量，即空氣的質量流量。電控系統根據測出的空氣質量流量和發動機轉速，計算出每一工作循環發動機吸入的空氣質量。質量流量方式具有測量精度高、響應速度快、結構緊湊以及不需要進行質量換算的突出優點。

早期采用質量流量方式的典型電控系統是博世公司的LH-Jetronic系統，現在已全部升級為LH-Motronic系統，如圖1-11所示。

國產轎車中，上海通用的別克和君威、一汽大眾捷達王和奧迪、二汽的神龍富康，以及上海大眾的2000型、3000型桑塔納和帕薩特等都采用這種進氣量測量方式。

圖1-11 博世公司LH-Jetronic電控汽油噴射系統

1—氧傳感器 2—噴油器 3—壓力調節器 4—熱線式空氣流量計 5—汽油濾清器 6—電動汽油泵 7—怠速空氣調節器 8—電控單元 9—節氣門位置傳感器 10—冷卻液溫度傳感器

七、電子控制按信息處理方式分

1.模擬式

采用模擬電路處理數據（信息），早期用于D-Jetronic和L-Jetronic，現已淘汰。

2.數字式

采用數字電路處理數據，目前為電子控制汽油噴射所普遍采用，如L3-Jetronic，Motronic，Mono-Jetronic等。傳感器輸出的模擬信號先經模/數（A/D）轉換，然后送往數字計算機進行處理，得到的結果用于推動執行器工作。