汽车发动机控制系统的发展历程

1.K-Jetronic燃油喷射系统

1967年德国Bosch公司成功研制出K-Jetronic燃油喷射系统，图1-2所示为1984年德国大众公司捷达轿车采用的K-Jetronic燃油喷射系统，此外早期奔驰190E、300E、560SEC等也用这种喷射系统。它是一种机械式的燃油喷射系统，曾广泛应用在德国奔驰公司和大众公司的发动机上，我国长春一汽生产的五缸奥迪也曾经装配过这套系统。它由电动燃油泵和燃油压力调节器配合，形成一定的燃油系统压力，这种具有一定压力的燃油经燃油分配器输送给各个气缸的机械式喷油器，喷油器向进气口连续喷射所需要的燃油。

该系统用一个圆形的挡板作为空气流量传感器，在检测进气量大小的同时带动燃油分配器中的柱塞上下运动，进而改变计量槽孔的导通面积来控制燃油的喷射量。对混合气浓度的调整则是通过控制柱塞上方的燃油压力来实现的。图1-2中，发动机电子控制单元主要用于控制怠速，而不能控制燃油喷射。

图1-2　K-Jetronic燃油喷射系统

2.KE-Jetronic燃油喷射系统

后来德国Bosch公司在K-Jetronic燃油喷射系统的基础上，增加了电液式压差调节器（EHA）、空气流量传感器（MAF）、节气门位置传感器（TPS）、发动机冷却液温度传感器（THW）、氧传感器（O₂S）等元件，经改进发展成为机电混合控制的燃油喷射系统，即KE_- Jetronic系统。图1-3所示为1992年德国大众公司捷达轿车的燃油喷射系统，奥迪4000、5000也用这种燃油喷射系统。

图1-3 KE-Jetronic燃油喷射系统

这种燃油喷射系统主要还是由空气流量感知板的移动带动控制柱塞上下移动，通过改变计量槽孔的导通面积来改变燃油的喷射量，而对混合气浓度的修正，是由发动机电子控制单元根据各个传感器的信号，去控制电液式压差调节器（EHA）的电流流向和大小，进而改变燃油分配器上下室的压差，根据各工况调节混合气的浓度。相对K-Jetronic燃油喷射系统，KE-Jetronic对混合气控制的精度有了明显的提高。

3.D-Jetronic电控燃油喷射系统

电子工业的飞速发展，促使汽车控制的电子化在20世纪的后30年逐渐成为各国汽车工业的重要发展方向。首先是德国Bosch公司成功研制并开始批量生产出D-Jetronic电控燃油喷射系统，这种电控燃油喷射系统是速度-密度型电子燃油喷射系统，它将进气歧管绝对压力信号和转速信号输送到发动机电子控制单元，由发动机电子控制单元根据该信号计算出进气量，再发出与之相对应的喷油脉冲宽度信号，控制电磁式喷油器喷射出适量的燃油，如图1-4所示。

国产桑塔纳2000GLi、奥迪C3A6、切诺基、富康、威驰以及丰田皇冠车都采用D型燃油喷射系统。

4.L-Jetronic电控燃油喷射系统

为了进一步提高发动机的控制精度，完善发动机的控制功能，在速度-密度型燃油喷射系统的基础上，Bosch公司用翼板式空气流量传感器代替进气歧管绝对压力传感器检测进气量来控制喷射器的喷油量，这种系统简称L-Jetronic电控燃油喷射系统。其控制精度更高，稳定性更好，如图1-5所示。

丰田佳美、丰田大霸王以及马自达MPV多用途汽车都采用这种燃油喷射系统。

5.LH-Jetronic电控燃油喷射系统

由于L-Jetronic电控燃油喷射系统在进气道中设置了一个空气流量感知板，造成发动机进气阻力增加，限制发动机功率的提高。为进一步改善发动机性能，Bosch公司又研制出LH-Jetronic系统，它是用热线式或热膜式空气流量传感器代替翼板式空气流量传感器来检测

图1-4 D-Jetronic电控燃油喷射系统(www.xing528.com)

图1-5 L-Jetronic电控燃油喷射系统

发动机的进气量。因它可直接检测进气质量，所以无需对进气温度和大气压力进行修正，并且进气阻力较低，对驾驶员加速意图响应比较快。

这种燃油喷射系统在桑塔纳2000GSi、捷达、别克、尼桑等轿车上都已采用，图1-6所示为1988年Volvo（富豪）轿车采用的热线式电控燃油喷射系统。

图1-6 热线式电控燃油喷射系统

6.单点燃油喷射系统

在D型、L型和LH型电控燃油喷射系统普及初期，其价格比较昂贵，超出一般家庭的购买能力。为了将电控燃油喷射系统进一步推广到普通家用轿车上，1980年美国GM公司研制成功一种结构简单、价格低廉的节气门体燃油喷射系统（TBI，Throttle Body Fuel Injection又称单点喷射）。随后德国Bosch公司又推出了Mono-Jetronic低压中央喷射系统。这种单点喷射系统是在进气歧管原来安装化油器的部位安装了一个大功率电磁式喷油器，集中进行燃油喷射。

相对化油器系统而言，单点喷射系统能迅速使燃油通过节气门，在节气门上方没有或极少发生燃油附着管壁的现象，因而消除了混合气燃烧的延迟，缩短了供油和空燃比信息反馈之间的时间间隔，提高了控制精度，改善了排放效果。与多点燃油喷射相比，TBI系统用节气门的开启角度和发动机转速来控制空燃比，结构和控制方式更加简单。因此这种单点喷射系统在排量小于2L的家用轿车上得到了迅速的推广应用。当然节气门体燃油喷射系统对混合气的控制精度不如多点燃油喷射，各个气缸的混合气的均匀性也比较差。

目前我国奇瑞轿车就采用意大利玛瑞利公司生产的单点燃油喷射系统（I.A.W6F），实现了燃油喷射控制、点火控制以及怠速控制，其系统组成如图1-7所示。

7.发动机控制系统

为了在满足排放要求的前提下实现最佳的动力性和经济性，德国Bosch公司又生产了Motronic发动机集中控制系统，它是将电子点火和电控燃油喷射集于一体，集中控制，同时增加了怠速控制、排放控制等功能，所以这种控制系统已经发展成为一种发动机管理系统（即发动机控制系统）。

图1-7 奇瑞轿车电控单点燃油喷射系统

1—燃油箱 2—燃油泵 3—燃油滤清器 4—单向阀 5—燃油压力调节器 6—喷油器 7—空气滤清器 8—燃油蒸气连接管 9—发动机怠速控制阀 10—进气歧管绝对压力传感器 11—ECU 12—节气门位置传感器 13—冷却液温度传感器 14—进气温度传感器 15—喷油/点火系统双继电器 16—点火线圈 17—转速/上止点位置传感器 18—火花塞 19—数据传送接头 20—燃油蒸气控制电磁阀 21—氧传感器 22—转速计数器（如果装有） 23—故障指示灯

图1-8所示为国内捷达、桑塔纳等轿车采用的Motronic 3.8.2发动机集中控制系统，控制精度更高，效果更好。

图1-8 Motronic 3.8.2发动机集中控制系统