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我國汽車什么開始使用電噴系統(tǒng)的?

中國汽車使用的時(shí)間?: 問提問者：網(wǎng)友 | 2020-12-21

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“電噴車”一詞現(xiàn)在大家已經(jīng)耳熟能詳，但你可了解電噴的原理？從化油器到汽油噴射，當(dāng)中經(jīng)歷的研發(fā)曲折，儼如汽車技術(shù)發(fā)展的艱辛縮影。本期我們?yōu)楦魑辉敿?xì)講述汽油噴射系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展歷史。直到上個(gè)世紀(jì)60年代，汽車用燃油輸送系統(tǒng)絕大多數(shù)仍采用構(gòu)造簡單的化油器。隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，世界汽車的保有量在60年代有了急劇的增長，由于傳統(tǒng)化油器混合氣調(diào)節(jié)不精確，汽車尾氣排放廢氣含量過高（CO、HC、NO化合物等），對大氣、環(huán)境的污染也日益嚴(yán)重，是造成全球氣候變暖，產(chǎn)生溫室效應(yīng)的一個(gè)重要因素。為此，美國在60年代提出了《馬斯基法案》，日本也在1968、1973、1976年分別提出了限制汽車尾氣排放的法規(guī)。同時(shí)隨著電子電裝技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其是晶體管（二極管、三極管等）、集成電子技術(shù)（IC技術(shù)）的飛速發(fā)展，為汽車電子燃油噴射技術(shù)在汽車上的充分應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。汽油噴射系統(tǒng)作為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油輸送系統(tǒng)，已有多年的發(fā)展歷史。從噴射控制發(fā)展來看，經(jīng)歷了兩次階段性的發(fā)展歷程：從機(jī)械式燃油噴射向電子燃油噴射的變革。機(jī)械式存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，故障率及維修成本高、油耗大、混合氣控制精度低等缺陷，汽車工程師們在80年代開發(fā)了新型的電子控制汽油噴射系統(tǒng)。汽車用汽油噴射系統(tǒng) 傳統(tǒng)的化油器存在諸如易發(fā)生氣阻、結(jié)冰、節(jié)氣門響應(yīng)不靈敏等現(xiàn)象，在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)中供油不勻，引起工作不穩(wěn)、不利于大功率設(shè)計(jì)。為了彌補(bǔ)這些缺陷，早在上個(gè)世紀(jì)30年代，汽油噴射系統(tǒng)就已在開始航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)中被作為研究對象，經(jīng)過10多年的深入研發(fā)，在1945年二戰(zhàn)面臨結(jié)束的晚期，噴射系統(tǒng)開始應(yīng)用于軍用戰(zhàn)斗機(jī)上。它充分的消除了浮子式化油器不能完全適用軍用戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)工況的缺陷，如易冰點(diǎn)、氣阻、由于慣性、重力等物理作用，在作戰(zhàn)旋轉(zhuǎn)、翻滾動(dòng)作中燃油溢出、燃油與量孔分離等缺點(diǎn)，汽油噴射技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。盡管汽油噴射技術(shù)有諸多優(yōu)勢，但由于其生產(chǎn)受當(dāng)時(shí)社會(huì)生產(chǎn)力、生產(chǎn)工藝、技術(shù)的制約，其制造成本非常高，因此汽車用汽油噴射裝置最初只能應(yīng)用在數(shù)量很少的賽車上，它能滿足賽車所要求的大發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和靈敏的油門響應(yīng)性能。到50年代末期，大多數(shù)賽車都已經(jīng)采用了汽油噴射作為燃油輸送系統(tǒng)。汽油噴射應(yīng)用于民用批量生產(chǎn)的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上，是在1950—1953年高利阿特（Goliath）與哥特勃羅特（Gutorod）兩公司首先在2缸2沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝了汽油噴射（缸內(nèi)噴射）裝置。1957年奔馳公司又在4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)上采用了它。 50年代轎車用汽油噴射都是在柴油機(jī)燃油噴射泵的原理與基礎(chǔ)上發(fā)展演變而來的機(jī)械汽油噴射，由世界著名汽車配套生產(chǎn)商博世公司研發(fā)生產(chǎn)并投入市場?？梢哉f：由于博世公司的積極研發(fā)，在汽車用汽油機(jī)械噴射領(lǐng)域內(nèi)，博世公司起著領(lǐng)袖與旗艦的作用。 1958年，奔馳公司在200SE上首次采用在進(jìn)氣歧管上安裝噴油嘴，燃油分組進(jìn)行噴射。在此噴射中，安裝有能調(diào)節(jié)的啟動(dòng)閥和控制暖車加溫時(shí)間的自動(dòng)控制開關(guān)，在起動(dòng)、暖車工況下能適當(dāng)增加燃油噴射量，增大空燃比，同時(shí)對進(jìn)氣溫度高低、行駛環(huán)境大氣壓力的變化，在空燃比補(bǔ)償控制中根據(jù)變化，做較精確的控制。正是這種有部分電子元件感應(yīng)參與，有初步簡單電子控制的汽油噴射方式，為現(xiàn)在的EFI電子燃油控制奠定了功能基礎(chǔ)。電子控制汽油噴射的誕生隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，汽車的尾氣排放帶來的空氣污染日益嚴(yán)重，西方各國都制定了嚴(yán)格的汽車排放法規(guī)法案。同時(shí)受能源危機(jī)的沖擊以及電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)等的飛速發(fā)展，促進(jìn)了電子控制汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生。1953年美國奔第克斯（Bendix）首先開發(fā)了電子噴射器（Electrojector），1957年正式問世，開創(chuàng)了電控汽油噴射的先河。在這一時(shí)代，由于各發(fā)動(dòng)機(jī)制造商強(qiáng)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的提高，為了確保全負(fù)荷時(shí)大扭矩輸出特性，空燃比控制必然偏小，以提高噴油量，因此，對空燃比的控制精度也比較低。但是隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用，電子燃油控制的各種優(yōu)點(diǎn)漸漸顯現(xiàn)出來，包括各種精細(xì)的補(bǔ)償功能和良好的空燃比控制性、靈敏的節(jié)氣門響應(yīng)性、高功率的輸出。另外，在電子技術(shù)方面，晶體管早已發(fā)明，但是由于成本高，性能不穩(wěn)定，還不能很好的應(yīng)用于汽車上。故奔第克斯在開發(fā)階段應(yīng)用真空管開發(fā)電子計(jì)算機(jī)。在1957年發(fā)表時(shí)，正是晶體管開始實(shí)用化的時(shí)代，因此，她開發(fā)的電子控制汽油噴射裝置只在美國三大汽車公司之一的克萊斯勒汽車上裝用。電子控制汽油噴射的發(fā)展在美國奔第克斯發(fā)表噴射器后，經(jīng)過10年時(shí)間，到1967年德國羅伯特——博世公司在購買美國奔第克斯專利的基礎(chǔ)上，推出了速度密度型的D—Jetronic電控汽油噴射裝置，并在各大汽車公司得到應(yīng)用，電子控制汽油噴射得到了較大發(fā)展。D—Jetronic汽油噴射裝置已經(jīng)具有現(xiàn)代電子汽油噴射的全部要素，是現(xiàn)代電子汽油噴射的先驅(qū)。博世公司在發(fā)表D—Jetronic后的6年，即1973年又開發(fā)了質(zhì)量流量式（massflow）L—Jetronic電子控制非連續(xù)噴射和K—jetronic機(jī)械式連續(xù)噴射。前者采用進(jìn)氣歧管壓力作為控制噴油量的參數(shù)，在汽車工況急劇變化時(shí)控制效果不佳，后者則是利用空氣流量計(jì)測量進(jìn)氣流量，并轉(zhuǎn)化為電信號輸給發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，來達(dá)到精密控制噴油量，降低排放污染的目的。 1981年，博世又發(fā)表了LH—Jetronic電控燃油噴射系統(tǒng)，在控制能力上增加了一些更精確的細(xì)節(jié)，進(jìn)一步改進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)各方面的性能。LH系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是采用了熱線式空氣流量計(jì)，其中“H”是英文“HOT”熱線的第一個(gè)字母，熱線式空氣流量計(jì)直接測量進(jìn)氣質(zhì)量，其體積小，進(jìn)氣阻力小，因此能更精確的控制空燃比，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，改善發(fā)動(dòng)機(jī)排放。在增加電子控制電路的基礎(chǔ)上，采用流量方式的K—Jetronic汽油機(jī)械噴射在1982年又發(fā)展為KE —Jetronic機(jī)電組合型機(jī)械燃油噴射。KE—Jetronic中E字代表電子控制。直至現(xiàn)在大街上行駛的奔馳129、126系及奧迪100等車型仍在使用KE型噴射，但由于其存在油耗高、故障率高、維修成本高等缺陷，也將被無情的淘汰。以上與大家討論的是進(jìn)氣管多點(diǎn)噴射系統(tǒng)，其控制精度高，但成本也高。為了降低成本，使電控汽油噴射系統(tǒng)能進(jìn)一步運(yùn)用到普通車輛上來，1979年通用（GM）公司推出了TBI單點(diǎn)節(jié)氣門體噴射系統(tǒng)，1983博世推出了MONO－Jetronic低壓中央噴射系統(tǒng)。單點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上與化油器相似，而且結(jié)構(gòu)簡單，維修調(diào)整方便，且在排放控制等方面比化油器優(yōu)異，故也在上世紀(jì)80、90年代在低排量汽車上得到了廣泛運(yùn)用。但由于排放控制等方面原因，近幾年來此種噴射方式已被淘汰，不予采用。在博世公司極力研發(fā)燃油噴射的同時(shí)，世界上其它的汽車生產(chǎn)商在此領(lǐng)域也進(jìn)行了艱辛的研究： 1971年豐田公司開發(fā)了它的EFI（Electronic Fuel Injection）電子控制汽油噴射系統(tǒng)。EFI控制電腦分為兩類型：一種是根據(jù)電容器充電和放電所需的時(shí)間來控制噴射正時(shí)的模擬型；另一種是微電腦控制型，它利用存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)來決定噴射正時(shí)，于1981年開始裝備于汽車上。為了實(shí)施越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，除了研究、引進(jìn)諸如二次空氣噴射燃燒、催化劑、混合氣燃燒后產(chǎn)生的尾氣再處理技術(shù)以外，還進(jìn)一步發(fā)展了提高空燃比控制精度的新技術(shù)，于是又出現(xiàn)了Os傳感器和三元催化劑。三元催化是利用鉑等稀有金屬作為催化劑，把廢氣中的CO、Nox 、CH等有害氣體還原成CO2、N2、H2O無害氣體。但是三元催化劑只有在接近理論空燃比的極窄小范圍才能發(fā)揮最大的效果，故需用Os檢測廢氣中的氧濃度，通過發(fā)動(dòng)機(jī)電腦來精確調(diào)節(jié)空燃比，控制噴油量。1977年日產(chǎn)和豐田汽車公司在空氣流量式汽油噴射裝置中使用的氧Os器反饋系統(tǒng)，直到今天還在很多車輛上使用。隨著電子技術(shù)集成電路的發(fā)展，微電腦技術(shù)飛速發(fā)展。同樣，汽車電子控制電腦也從模擬時(shí)代進(jìn)入到了數(shù)字時(shí)代。利用數(shù)字技術(shù)控制發(fā)動(dòng)機(jī)首推1976年通用汽車公司研發(fā)的點(diǎn)火時(shí)間控制（MASIR）。它能更好的根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況，對點(diǎn)火調(diào)速器提前角與負(fù)壓提前角作出精確的點(diǎn)火時(shí)間控制。 1984年豐田推出速度密度型的T—LCS（Toyota Lean Combustion System）豐田稀薄燃燒系統(tǒng)的汽油噴射裝置，能在各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況下，對噴射時(shí)間，點(diǎn)火時(shí)間進(jìn)行有效、出色的控制。由于微機(jī)的運(yùn)用，以及微機(jī)計(jì)算、儲(chǔ)存、分析、學(xué)習(xí)等功能的發(fā)展，可以進(jìn)行復(fù)雜的邏輯、智能控制計(jì)算，對發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度和進(jìn)氣流量及其它工況的變化能作出敏捷的反應(yīng)，使微機(jī)控制型汽油噴射漸漸成為主要的噴射方式，同時(shí)在柴油噴射方式中也得到了充足的發(fā)展?？v觀現(xiàn)在的汽油噴射汽車，已經(jīng)集高科技、高精密度于一身，其所控制的廢氣排放，如CO、HC在用廢氣儀測量時(shí)達(dá)到了0.00數(shù)量級的水平，幾近“零”排放。同時(shí)中樞控制電腦不僅參與發(fā)動(dòng)機(jī)的控制，還利用多路傳輸系統(tǒng)，各種BUS線與車身其它電子控制系統(tǒng)，如ECT、ABS、TRC……共享信息運(yùn)作，一機(jī)多用，使整車的駕乘性能產(chǎn)生了質(zhì)的提升。: 回答者：網(wǎng)友

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