LH2.4燃油喷射系统的组成和功能

(1)传感器系统的特点

①传感器系统向控制(电脑)模块输入传感器感受到的发动机工作状况和汽车行驶情况的信号；

②传感器系统的工作电压一般在5伏以下，为连续变化的模似信号；

③传感器系统一般由热敏电阻、可变电阻、韦恩电桥、压电晶体、磁感应体、霍尔晶体等构成；

④传感器系统在测试时，一般测试其电压、电流、电阻、温度、频率、百分比。

(2)燃油喷射系统各种传感器的功能

①空气流量计(MAF)的功能：空气流量计用来计量发动机吸入的空气量，这种流量计对影响空气密度的空气压力及温度进行自动补偿。空气流量计中有根导线(即热线)被加热到高出进气温度150℃的“高温”。当流经热线的空气量增加时，热线被冷却，为了维持自身温度不变，就得提高加热电流。这样加热电流的大小就反映出流经热线的空气流量的大小。

在使用一段时间后，热线表面受到沾污，会引起输出信号变化。使空气量的计量精度降低。

为避免这种情况的出现，发动机在每次停机时，都将热线加热到1000℃并持续1秒钟，这样热线表面粘附的污垢就被烧掉，热线又光洁如初。

B200G，B204E，B230G，B234G及B204GT等机型上装备的空气流量计都有一个调整螺钉，用来调整怠速时CO的排放量。其它机型因配有氧传感器而不需这个调整螺钉。

热线式空气流量计的简单结构和原理如图5-2所示。它是根据惠斯顿平衡电桥电路原理设计的。图上标出了CO调整螺钉的位置，只有未装氧传感器的发动机才在空气流量计上有CO调整螺钉。其外形及装配简图如图5-3所示。

②节气门位置(TP)开关的功能：检测节气门位置(全开或全关闭)信号并将信号送往控制(电脑)模块，以反映驾驶时(由油门反映)的负荷需求，即怠速和全负荷大功率。它由活动(节气门转动)触点和两个固定触点(怠速触点及节气门全开触点)组成。活动触点和怠速触点配成怠速开关。节气门位置开关安装在节气门体上。如图5-4所示。其外形如图5-5所示。

③发动机冷却液温度传感器(ECT)的功能：冷却液温度传感器是由对温度变化非常敏感的热敏电阻构成，温度越低电阻值越大，反之则越小。它安装在发动机冷却水道上。ECT传感器负责向控制(电脑)模块发送发动机温度信号。控制(电脑)模块以此信号判定发动机的冷暖状态，调整喷油时间和怠速转速。发动机水温在90℃时达到暖态，即暖机。

ECT的外形图如图5-6所示。

④排气温度传感器(B204FT/GT装备)的功能：排气温度传感器是一个热敏元件，安装在涡轮增压器之前的排气管中。它感受排气温度并把排温信号送到燃油系统控制模块中。当排气温度达到临界值(大约950℃)时，控制模块逐渐延长喷射时间，这有助于降低燃烧温度，从而降低了排气温度。当排气温度正常后，这部分多加的燃油供应也就停止了。

限制排气温度的目的是为了限制气缸内燃烧温度过高。当燃烧温度过高时，排气中有过量的NOx有害物。

⑤加热型氧传感器(HO2S)的功能：经化学理论计算，1公斤汽油完全燃烧需要14.7公斤空气，称为理论空燃比，也将这种理论混合气的过量空气系数定为1(λ=1)。通过氧传感器测量排气中的氧含量的多少，就知道混合气燃烧时，空气与汽油是完全燃烧还是不完全燃烧，因为如果混合气中的空气过量，则完全燃烧后，排气中残余的氧就多，反之则少。由此可测出混合气是过浓还是过稀。控制(电脑)模块以此改变喷油量，使λ=1，即接近理论混合气的过量空气系数或理论空燃比。

氧传感器用来检测实际空燃比与理论空燃比的偏差情况，汽车控制电脑接收到空燃比的偏差值后，及时修正喷油量，使实际空燃比与理论空燃比相一致，使废气污染最小。

氧传感器是控制发动机汽油喷射量的主要感测器，它及时反映出实际空燃比与理论空燃比的差距，以便及时修正发动机喷油量，使发动机电控单元实行闭环控制。

氧传感器安装在排气歧管上，它在高温285℃以上才正常工作，多装在不易降温的位置，即排气歧管集合部，同时又不靠近缸体的热源。

氧传感器用氧化锆的陶瓷材料做敏感元件，其内外表面覆盖一层铂，内侧通大气，外侧暴露在废气中，如图5-7所示。285℃以上时，内外侧含氧量有很大不同，在空燃比为理论值，即A/F=14.7时，内外侧两极间电压值有一个飞跃，即突然从很低值跃到0.9伏电压，0.1伏时为稀混合气燃烧，浓混合气燃烧时为1伏电压。由于低温时，氧传感器内阻很大，不易产生电压，所以为尽快使氧传感器发生作用，多用电热丝加热，达到285℃以上时，电阻变小，工作开始正常，减少暖机加热时间，进入闭环控制，氧传感器测量含氧量的信号被电脑处理，电脑控制机构随时调整喷油量，使实际空燃比接近理论空燃比。因为只要在排气中，空燃比偏离理论空燃比，氧传感器立刻通过测量排气中的含氧量，而得知现在是混合气稀了，还是混合气浓了，并将信号发送回电脑，电脑处理信号后，再调整喷油量以便使空燃比达到理论空燃比的值，这种依据最终排气中空燃比的实际结果来控制喷油量的方式称为闭环控制。

在无铅汽油供应不足的地区所销售的发动机B230GT，B204GT型没有装备三元催化转化器，这些发动机上的氧传感器，只能在含铅汽油条件下工作，这样氧传感器的寿命会缩短，需经常更换。

当氧传感器加热到285℃高温时可产生可靠信号。当发动机温度超过70℃，氧传感的电压变化范围是0.1-0.9伏。电压高于0.9伏时，混合气过浓；电压低于0.1伏时，混合气过稀。控制电脑模块以此信号来调整喷油量。氧传感器外形图如图5-8所示。

2、燃油喷射系统

(1)燃油喷射控制(电脑)模块和输入/输出端子

燃油喷射系统的控制功能由控制模块完成，控制模块在仪表板后面，天津三峰客车(装沃尔沃发动机)的燃油/点火控制模块都装在副司机座后下方罩内。控制模块里有一个电脑，它用来接收各种传感器发送来的汽车各部件的工作状态和行驶情况的信号。根据这些信号，电脑计算出每工作循环喷油器的开启时间，可以精确到毫秒级。控制模块的控制功能还有：通过怠速空气控制阀(IAC)获得合适的怠速转速。同时它也控制冷起动喷油器、电动燃油泵等来完成许多功能，包括在故障诊断的时候，控制模块同诊断连接器(DLC)通讯，传输故运信息。

控制模块有自适应性，就是说它的计算值能适应经验值，以满足实际变化的由于机械方面造成进气、燃油供应不精确的需要。

控制模块还有故障运行功能，即当传感器传送来的信号消失或出错，它能用设定值取代错误值，启用模块的故障运行功能，带故障运行。

控制模块还有应急程序(备用功能)，当控制模块、电脑发生故障时，或几个重要传感器的信号出错、汽车难以运行时，控制模块的应急程序(备用电路)启用，备用电路发出喷油信号等几个基本设定值，使汽车暂时运行到维修工厂。

控制(电脑)模块是燃油喷射系统的中枢控制群，MFI LH2.4由35个端子(脚)组成它的输入和输出端，其各端子的功能和接线颜色如表5-1所示。

(2)燃油喷射系统常用的控制功能

①燃油控制：

a.起动时，须增加混合气浓度，则通过一段专门程序，每工作循环多喷射一次燃油；冷起动时(低于-16℃)，冷起动喷油器也喷油。如果没有冷起动喷油器，则喷油器还要再叠加喷油。

b.暖机时，在怠速时打开怠速空气阀，提高怠速转速，同时也补充一点喷油量，以达到发动机升温、暖机的目的，发动机温度达到60℃时，暖机过程结束。

c.部分负荷工况时，喷油时间由空气流量计和氧传感器的信号而定。

d.加速时，喷油时间延长。

e.爆震发生(点火系统的爆震控制器已将各缸点火提前角推迟几度后，而爆震仍然发生)时则执行爆震加浓混合气功能(不适用于B204FT/GT，B230F发动机)，即当爆震发生时：燃烧温度升高，控制模块反而增加喷油量，这就降低了燃烧温度，从而抑制了爆震倾向。

f.全负荷时，混合气增浓，发动机发出最大功率，并且减小发动机和三元催化转化器的热负荷。

g.发动机限速器的作用：可以停止喷油，防止超速。

h.减速时(当节气门开关的怠速触点接通)，如果发动机转速超过2000转/分，就停止供油。当转速降到1400-2000转/分时，恢复喷油，具体转速根据发动机温度设定。从1992年款的B230FB发动机起，此功能逐渐被略去。

②怠速控制：当完全松开油门踏板，节气门全关闭时，怠速开关接通，此时由于起动、冷、热车怠速和带负荷怠速的变化需要对怠速进行控制，使发动机怠速运转平稳。

怠速的控制是通过怠速空气控制(IAC)阀来完成的。该阀也称作怠速阀、怠速调整阀、怠速空气阀、空气旁通阀等。该阀安装在节气门体上，它绕过节气门通道另开一条空气进气旁通道，在节气门关闭时，由怠速空气控制阀来调整进气旁通道的开启角度，改变怠速空气补充量，从而调整怠速转速，达到怠速平稳的目的。如图5-9所示。其外形图如图5-10所示。

怠速空气控制(IAC)阀有两个任务。首先，它负责发动机怠速稳定(不论是否加载自动变速器、空调、风扇控制器、动力转向或发电机)；其次，当用发动机来刹车时，它负责向发动机供气以保证进气管中部分真空保持在允许值，只有当怠速开关闭合时，该阀才受控制模块控制。

如果怠速开关开启，该阀处于备用模式，但仍接收控制模块来的信号。控制模块综合发动机转速、温度和进气质量等信息，计算出IAC阀的开启角度。同时还用到其它信息，如根据车速表来判断车是行驶还是停着，根据风扇控制器判断风扇是否处于全速状态(B230F/FT，1992年以后的B234F，B204FT/GT）。

怠速转速主要由发动机温度决定，但也依赖其它许多参数，如加载空调、FC拨到全速位置或自动变速器挂档等都会使怠速转速提高。

控制模块有一种保险措施，就是在某一环境下，它发出一个信号给IAC阀使其关闭，这就避免怠速过快。这其实同IAC阀失去开启动力后在回位弹簧作用下关闭一样。在这两种关闭情况时，怠速转速都在1000-2000转/分范围内如果节气门关闭不严，这一保险措施就起作用。

③散热器冷却风扇的控制：风扇控制用于1992年带空调的各型号发动机，由控制(电脑)模块完成。

风扇由半速和全速继电器控制。全速/半速的选择由冷却液温度(ECT)传感器、车速和空调系统压力决定。

风扇半速工作的条件是：发动机冷却液温度(ECT)传感器的温度超过MCP空调系统高压侧压力大于1.79兆帕；车速小于100公里/小时。

风扇全速工作的条件是：发动机冷却液温度传感器的温度超过115℃或空调系统高压侧压力超过2.2兆帕。

在风扇进入全速工作前，先半速运转15秒。在风扇全速工作时，若要停止运转，须半速工作至少5秒。当风扇全速工作时，如果点火开关断开，风扇在半速运转至少5秒。

无论发动机温度和空调系统压力是多少，为避免发动机超负荷，在发动机起动后9秒内风扇不得转动。在发动机水温大于105℃时，如果断开点火开关，风扇仍要半速工作3分钟以上。

④系统继电器的控制：系统继电器由控制(电脑)模块控制，向以下器件提供电力：燃油泵、喷油器、怠速空气控制(IAC)阀、冷起动喷油器、空气流量(MAF)计、氧传感器的预热电阻和控制模块的一部分功能部件，从而起到由控制模块控制的电源开关的作用。

另外，系统继电器的保险丝是25安培，燃油泵和氧传感预热电阻的保险丝是15安培。

系统继电器和保险丝如图5-11所示。

3、供油系统

供油系统是为发动机的不同工况及时、准确地提供最佳空燃比所需要的汽油。与化油器式发动机供油系相比，有如下特点：

①供油压力高。

②喷嘴油压与进气歧管真空的压力差稳定在300千帕。使得喷油量的控制基本上由喷油时间来决定，以保证喷油量的精确控制。

③燃油雾化更细。

以上特点是靠供油系统各构成件的功能来实现的电控喷射的供油需要。

(1)油箱泵的功能

油箱泵安装在油箱内，它是一种电动转子泵，其功用是保证从油箱到燃油泵之间的燃油管路维持一定油压，以防止燃油泵进油处出现部分真空，这对油路气阻的防止非常有效。同时也提高了喷油的精确度和热车起动及运行的能力。

(2)燃油泵

燃油泵是一种电动滚子泵，它是靠流过的燃油来冷却的。在高压出口端有一个单向止回阀，另外还有一个降压阀，当油压过高时，用来回油减压。

当起动机或发动机运转时，油箱泵和燃油泵都接通泵油。当发动机停转但点火开关仍然闭合时，控制模块就切断油泵的电源以减少发生着火事故的可能性。

燃油泵的结构如图5-12所示。电机接通12伏电源时，带动叶轮将燃油从进油口压向出油口，其产生的油压克服单向阀的弹簧压力，单向阀门上升，油从出油口泵出。当油泵出口处的油压过大，超过卸压阀的弹簧弹力时，卸压阀打开，燃油返回油箱，避免油路中的油压过高。当发动机停转时，燃油泵也停转，油路内的油被单向阀关闭，油压调节器的弹簧又使油路保持稳定油压，使得发动机停机后的油路形成一个封闭而又有稳定油压的供油系统。这样，可避免空气进入油路，也可避免高温时产生气阻，也使发动机起动时有充足的工作油压。燃油泵的外形如图5-13所示。

需要说明的是：燃油泵和燃油滤清器安装在同一个罩壳内。

(3)燃油分配管和燃油压力调节器

①燃油分配管：燃油分配管上有进油管和回油管，安装了燃油压力调节器、喷油器和冷起动喷油器。

②燃油压力调节器：燃油压力调节器是用来调节燃油分配管中油压的。用一真空管把调压器和进气歧管连起来，就能维持分配管同进气管之间300千帕的压力差。这样无论节气门开度大小，喷油压力保持恒定。因此喷油量仅依赖于喷油器开启时间，多余的燃油经回油管流回油箱。

燃油压力调节器的结构、原理如图5-14所示。当燃油压力超过油压调节器的弹簧弹力时，调节器阀门打开，超过的多余汽油流回油箱。油压调节器的膜片上腔通进气歧管，并引入进气歧管负压。喷嘴喷出的油量是通过改变喷油信号的持续时间来控制的，而进气歧管内的真空度是变化的，为保证喷嘴油压和进气歧管内变化的真空度之差保持恒定，所以将进气歧管负压引入油压调节器。燃油压力调节器的外形如图5-15所示。

(4)喷油器

汽车燃油喷射控制(电脑)模块将各传感器送回的信号处理后，由控制模块控制喷油器电磁阀的开闭时间，从而决定喷油量的多少。其作用不仅用来控制喷油量，同时还要将燃油高压、高频振动成雾状，以利于与空气的混合。其结构如图5-16所示。

喷油器体内有一驱动用电磁线圈和一个计量用针阀用来开闭喷嘴，控制模块通过抗电磁波干扰继电器使驱动线圈接地、针阀提升，打开喷嘴，以300千帕压力喷出雾化燃油。起动机工作时(发动机处于冷态)，每循环喷油两次；发动机正常运转时，每循环喷油一次，在靠近气门的进气道内喷射。喷油器的外形如图5-17所示。

检测喷油器须用专用液体，这是因为汽油喷雾易爆燃。

发动机怠速时，喷油时间在1.8-2.8毫秒之间，以满足自适应燃油修正。发动机暖态后，喷油时间增加到7毫秒以上。

(5)冷起动喷油器(每缸两气门发动机用)1992年以后就不用冷起动喷油器。

当发动机冷态起动时，许多燃油在冷态物体表面凝结成油滴。独立的冷起动喷油器可以提高冷起动性能。

冷起动喷油器位于进气歧管的总管上，可一次向各缸同时供油。当发动机温度低于-16℃而且转速低于900转/分时，冷起动喷油器喷油以增加雾化油量。一旦发动机转速超过900转/分，冷起动喷油器停止喷油。这些工作由控制(电脑)模块发出脉冲信号来控制。冷起动喷油器的结构如图5-18所示。

(6)油箱蒸气蒸发排放(EVAP)系统

油箱蒸气蒸发排放系统用来防止汽油箱内的汽油蒸气直接进入大气造成污染，为此将蒸气引入碳罐吸附并储存，当发动机带负荷工作时再将蒸气吸入进气道参加燃烧过程。

油箱蒸气蒸发排放(EVAP)系统包括碳罐、防倾阀、蒸发排放(真空)间。该系统如图5-19所示。

①碳罐的功能：汽油蒸气从油箱流入碳罐后，被活性碳吸附。通过碳罐底部的一个通道，空气能进入碳罐中。碳罐大约能吸附90克汽油蒸气。

②防倾阀的功能：当汽车倾斜超过45°时，该阀关闭，以防止燃油漏出而酿成事故。

③蒸发排放(EVAP)阀(真空阀)的功能：该阀位于碳罐顶部，当发动机停转时关闭。当发动机怠速时，它也关闭，以免妨碍自动怠速系统并影响怠速特性。蒸发排放阀受节气门处的进气管真空度控制。

当发动机负荷增加时，EVAP阀开启，汽油蒸气从碳罐流入进气管，同时空气从碳罐底部通道流入。通常碳罐排干净蒸气需15-20分钟。

而要说明的是：在B234F型发动机上，电控阀取代了以上介绍的真空阀，其工作原理相同。