第三节 汽油喷射的分类

一、按喷油器数量分

1.多点喷射

多点喷射系统中，每个气缸有一个专用的喷油器用于为该气缸提供汽油（图1-2）。属于多点喷射（Multi Point Injection，缩写为MPI）的有博世公司的L-Jetronic，Motronic等系统。

2.单点喷射

单点喷射系统中，几个气缸共用一个喷油器生成混合气（图1-3）。单点喷射（Single Point Injection，缩写为SPI）因喷油器在节气门体上喷油而得名节气门体喷射（Throttle Body Injection，缩写为TBI），又因各缸由一个喷油器集中供油，故又称集中喷射或中央喷射（Central Fuel Injection，缩写为CFI）。属于此类的有博世公司的Mono-Jetronic和Mono-Motronic等系统。

图1-2 多点汽油喷射

1—汽油 2—空气 3—节气门 4—进气歧管 5—喷油器 6—发动机

图1-3 单点汽油喷射

1—汽油 2—空气 3—节气门 4—进气歧管 5—喷油器 6—发动机

二、按喷油地点分

1.喷入气缸

与柴油机一样，直接将燃油喷入气缸。这种燃油喷射又称为直接喷射（Direct Injection，缩写为DI），如图1-4所示。虽然同是直接往缸内喷燃油，但汽油直接喷射和柴油直接喷射有根本区别。这种区别在20世纪30年代主要表现在喷油时刻不同——汽油机直接喷射发生在压缩冲程开始前或刚开始时，而柴油机直接喷射发生在压缩冲程将要结束时。由此引出以下几点区别：

①直接喷射汽油机有较长的时间用于生成混合气。

②直接喷射汽油机喷油时缸内充量的温度和压力较低。

③直接喷射汽油机仍需要火花塞点火。

2.喷在进气门前

喷油器装在进气管上，燃油喷在进气门前，又称进气口喷射（Port Fuel Injection，缩写为PFI），如图1-5所示。

显然，只有多点喷射才能采用上述两种喷射方式。

图1-4 喷入气缸（直接喷射）

1—汽油 2—空气 3—节气门 4—进气歧管 5—喷油器 6—发动机

图1-5 喷在进气门前

1—气缸盖 2—进气门 3—喷油器 4—进气歧管

3.喷在节气门上

喷油器装在节气门体上，燃油喷在节气门阀板上，用于单点喷射，如图1-3所示。

后两种喷射方式又称间接喷射（InDirect In-jection，缩写为IDI）。

三、按喷油的连续性分

1.连续喷射

连续喷射方式也称稳定喷射方式。连续喷射方式的特点是汽油发动机运行期间，喷油器的喷油是连续进行的。这种喷射方式不需要考虑喷油定时和各缸的喷油顺序，因此控制非常简单，但混合气的均匀性、空燃比控制精度及汽油发动机对过渡工况的响应特性都较差。

在发动机运行过程中连续不断地喷油，如博世公司的K-Jetronic和KE-Jetronica。连续喷射不能用于直接喷入气缸。

2.间歇喷射

间歇喷射方式也称脉冲喷射方式。间歇喷射方式的特点是汽油发动机运行期间，喷油器按一定的规律以间歇工作的方式，把汽油喷入各缸的进气歧管内，电控汽油发动机全部采用间歇喷射方式。间歇喷射方式按各缸喷油器的喷射时序控制方式，可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射3种方式。

此时发动机一个工作循环中只在一定的曲轴转角范围内喷油。间歇喷射既可用于多点喷射，又可用于单点喷射；既可用于喷入气缸，也可用于喷在进气门前或喷在节气门上。

四、多点间歇喷射按各缸喷油相位分

1.同时喷射

各缸喷油器同时喷油，此时各缸喷油相位不同，显然不能用于直接喷射。

同时喷射方式中，各缸喷油器开始喷油和停止喷油的时刻完全相同，为了减小各缸混合气形成时间上的差异，一般发动机每转一转，各缸喷油器同时喷油一次，发动机一个工作循环所需的油量，分两次喷入进气歧管，因此这种喷射方式也称同时双次喷射方式。各缸喷油器的喷油正时及工作情况如图1-6所示。

对于同时喷射方式，由于所有气缸的喷油是同时进行的，喷油正时与发动机各缸的工作过程没有关系，因此各缸混合气形成的时间长短不一，造成各缸在混合气均匀性上存在较大差异。但是，同时喷射方式具有不需气缸判别信号、用一个控制电路就能控制所有的喷油器、电路与控制软件简单等优点，因此早期的电控汽油发动机都采用这种喷射时序控制方式。

图1-6 同时双次喷射方式

a）喷射喷油器工作情况 b）喷油正时图 A—喷油 B—点火 1—电控单元

2.成组喷射

各缸喷油器分成若干组，同组喷油器同时喷油，组与组之间以均匀的曲轴转角间隔喷油。

分组喷射方式把汽油发动机的全部气缸分成2组（四缸机）或3组（六缸机），电控系统用2个或3个控制电路控制各组气缸的喷油器。汽油发动机运行时，各组气缸的喷油器按组依次喷射，同组内2个喷油器按同时喷射方式工作，每个工作循环各组喷油器都喷射一次。分组喷射方式各组喷油器的喷油正时和工作情况如图1-7所示。

分组喷射方式的控制电路虽然比同时喷射方式复杂，但各缸混合气的均匀性及空燃比控制精度都有了较大的提高，广泛应用于以满足国Ⅱ排放法规要求为目标的中低档轿车电控汽油发动机中。

图1-7 分组喷射方式

a）喷油器工作情况 b）喷油正时图 A—喷油 B—点火 1—电控单元

3.顺序喷射

各缸喷油器都在各自固定的曲轴相位喷油，效果最佳，目前盛行。在连续喷射的场合不存在喷油相位的问题。

顺序喷射方式也称独立喷射方式。发动机运行时，各缸喷油器按各缸的工作顺序，依次把汽油喷入各缸的进气歧管，发动机曲轴每转两转，各缸喷油器按各缸点火顺序依次喷油一次，如图1-8所示。由于顺序喷射方式是按各缸的工作顺序进行喷油，为此在电控系统中，必须设置检测基准气缸活塞所处工作行程的传感器，由此得到判缸信号，据此控制各缸喷油器的工作顺序。各缸喷油开始时刻固定不变，一般在排气行程上止点前60°～70°曲轴转角。

顺序喷射方式需要有与喷油器数目相同的控制电路，在控制程序中需增加基准气缸判别、正时计算、喷油时序控制等内容，因此硬件设计和软件设计都比分组喷射控制复杂。但是，顺序喷射方式可以使每个气缸都具有相同的最佳喷油正时，对提高各缸混合气的品质，保证各缸混合气质量的一致性，具有十分重要的意义。现在，以满足国Ⅲ排放法规要求为目标的轿车电控汽油发动机，都已采用顺序喷射时序的控制方式。

图1-8 顺序喷射方式

a）喷油器工作情况 b）喷油正时图 A—喷油 B—点火 1—电控单元

五、按汽油喷射控制方式分

1.机械控制

通过机械装置将发动机负荷、转速、冷却液温度、进气温度、大气压力等信息传递给喷油装置以实现燃油定量控制。博世公司的K-Jetronic是一种机械控制的汽油喷射系统。

2.电子控制

利用传感器采集发动机负荷、转速、冷却液温度等信息，利用电子控制单元对这些信息进行分析处理，最终由电子控制单元发出指令，通过电动燃油泵、喷油器等执行器控制燃油定量。

现代汽车发动机汽油喷射装置都是电子控制的。

六、电子控制按负荷信息传感方法分

1.间接传感

用转速—密度法或转速—转角法确定每循环吸气量。

（1）转速—密度法 转速—密度方式所需测量的参数是进气歧管绝对压力和发动机转速。由于进气歧管绝对压力、发动机转速与进气量之间的函数关系比较复杂，特别在过渡工况和采用废气再循环时，由于进气歧管内绝对压力波动较大，在这些工况点计算得到的进气量误差较大，影响空燃比控制精度，因此需要对进气量进行修正。

早期采用转速—密度方式的典型电控系统是博世公司的D-Jetronic系统，现在已全部升级为D-Motronic系统，如图1-9所示。转速—密度方式测量方法简单，喷油量精度容易调整和控制，因此在国产轿车中应用比较广泛，如上海大众的桑塔纳99系列、广州本田的雅阁，以及上海通用的雪佛兰、凯越及赛欧等采用或曾经采用过这种进气量测量方式。

图1-9 D-Jetronic电控汽油喷射系统

1—喷油器 2—冷起动喷油器 3—压力调节器 4—电控单元 5—电动汽油泵 6—节气门位置传感器 7—怠速空气调节器 8—汽油滤清器 9—进气歧管压力传感器 10—温度传感器 11—热控正时开关

（2）转速—转角法 转速—转角法所需测量的参数是节气门开度和发动机转速。采用转速—转角法的电控汽油发动机具有较好的过渡工况响应特性，因此一些赛车采用这种测量方式。

但是节气门开度、发动机转速与进气量之间的函数关系相当复杂，进气量的精确计算比较困难，因此空燃比控制精度相对较差。在一般的电控汽油发动机中，转速—转角法仅作为其他空气计量方式的备用方式，当主要空气计量装置出现故障时，电控系统可以采用这种方式对进气量进行测量和计算。

2.直接传感

用空气流量传感器直接测定单位时间吸气量，再根据发动机转速算出每循环吸气量。

直接测量方式电控系统采用空气流量计，直接测出单位时间汽油发动机吸入空气的质量流量或体积流量，然后根据发动机的转速，计算出发动机每一工作循环吸入的空气量。在所用的直接测量方式电控系统中，按空气流量的量纲特征，可分为体积流量方式和质量流量方式。

（1）体积流量方式 体积流量方式采用翼片式空气流量计或卡门旋涡式空气流量计，测量汽油发动机单位时间吸入的空气体积，即空气的体积流量。电控系统根据测得的空气体积流量和发动机转速，计算出每一工作循环汽油发动机吸入的空气体积，然后根据进气压力和温度，计算出对应的空气质量。体积流量方式与间接测量方式相比，测量精度较高，有利于提高空燃比的控制精度。

体积流量方式测出的是空气体积，而电控系统计算循环喷油量所需的是空气质量，因此测出空气体积后，还需要根据进气压力和温度，换算成对应的空气质量。因此，系统构成、程序设计和数据处理相对都比较复杂，现在这种测量方式已全部改为质量流量方式。采用体积流量方式的典型电控系统是博世公司的L-Jetronic系统，如图1-10所示。

图1-10 博世公司L-Jetronic电控汽油喷射系统

1—喷油器 2—压力调节器 3—翼片式空气流量计 4—怠速辅助空气阀 5—汽油滤清器 6—电动汽油泵 7—节气门位置传感器 8—电控单元 9—冷却液温度传感器

（2）质量流量方式 质量流量方式采用热线式或热膜式空气流量计测量汽油发动机单位时间吸入的空气质量，即空气的质量流量。电控系统根据测出的空气质量流量和发动机转速，计算出每一工作循环发动机吸入的空气质量。质量流量方式具有测量精度高、响应速度快、结构紧凑以及不需要进行质量换算的突出优点。

早期采用质量流量方式的典型电控系统是博世公司的LH-Jetronic系统，现在已全部升级为LH-Motronic系统，如图1-11所示。

国产轿车中，上海通用的别克和君威、一汽大众捷达王和奥迪、二汽的神龙富康，以及上海大众的2000型、3000型桑塔纳和帕萨特等都采用这种进气量测量方式。

图1-11 博世公司LH-Jetronic电控汽油喷射系统

1—氧传感器 2—喷油器 3—压力调节器 4—热线式空气流量计 5—汽油滤清器 6—电动汽油泵 7—怠速空气调节器 8—电控单元 9—节气门位置传感器 10—冷却液温度传感器

七、电子控制按信息处理方式分

1.模拟式

采用模拟电路处理数据（信息），早期用于D-Jetronic和L-Jetronic，现已淘汰。

2.数字式

采用数字电路处理数据，目前为电子控制汽油喷射所普遍采用，如L3-Jetronic，Motronic，Mono-Jetronic等。传感器输出的模拟信号先经模/数（A/D）转换，然后送往数字计算机进行处理，得到的结果用于推动执行器工作。