第二节
发动机电控系统总体认识

一、发动机电控系统的分类

发动机电控系统的类型有多种分类方法，可根据喷射方式、喷射位置、测量空气量方式、喷油器数量、有无反馈信号等内容进行分类。

1．按喷射方式不同分类

在多点电控燃油喷射系统中，按各缸喷油器的喷射顺序可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射。

（1）同时喷射 如图1-3所示，同时喷射是将各缸的喷油器并联，在发动机运转期间，所有喷油器由电控单元的同一个喷油指令控制，同时喷油、同时断油。采用此种喷射方式，对各缸而言，喷油时刻不可能都是最佳的，其性能较差，一般用在部分缸数较少的汽油发动机上。

要点

采用同时喷射方式的电控燃油喷射系统，一般都是曲轴每转一圈各缸同时喷油一次。

对每个气缸来说，每一次燃烧所需的供油量需要喷射两次，即曲轴每转一圈喷射1/2的油量。

（2）分组喷射 如图1-4所示，分组喷射是指将各缸的喷油器分成几组，它是同时喷射的变形方案，电控单元向某组的喷油器发出喷油或断油指令时，同一组的喷油器同时喷油或断油。

（3）顺序喷射 如图1-5所示，顺序喷射是指各喷油器由电控单元分别控制，按发动机各缸的工作顺序喷油；多缸发动机电控燃油喷射系统采用分组喷射或顺序喷射方式较多。

2．按喷射位置不同分类

按喷射位置不同，电控燃油喷射系统可分进气管喷射和缸内直接喷射两种类型。

（1）进气管喷射（MFI） 如图1-6所示，进气管喷射是将汽油喷在进气门前，喷射压力较低，一般不超过1MPa，目前大部分汽油喷射发动机主要采用这种喷射方式，喷油器喷油时可以连续喷射，也可断续喷射。

（2）缸内直接喷射（FSI） 在经历了化油器、单点电喷、多点电喷技术阶段之后，油气混合技术终于进入了直喷时代，包括大众、通用等越来越多的车型发动机开始采用缸内直接喷射技术。

FSI是“Fuel Stratified Injection”的缩写，意为燃油分层喷射，亦称“汽油缸内直喷”，是大众公司将其首创的柴油机缸内直接喷射技术移植到汽油发动机领域的一项革命性的创新技术。通俗地说就是将汽油和空气单独注入燃烧室，空燃比的控制更加精确，从而使得燃烧更彻底，以此达到更加节油、更加环保的目标。

FSI汽油直喷技术代表着汽油发动机的最新发展方向。通常的发动机采用的是将汽油和空气在进气歧管中混合后喷入燃烧室的，而汽油直喷技术则是将汽油直接注入燃烧室（如图1-7所示），通过均匀燃烧和分层燃烧，降低了燃油消耗，动力也有很大提升。

1－喷油器2－进气门 3－火花塞4－排气门

要点

缸内喷射要求喷射压力较高，一般约在活塞到达上止点后30°开始喷油，一直延续到压缩过程。

几年来的应用证明，在同等排量下，FSI比传统的MFI（多点燃油进气管喷射）动力性显著提高、输出更高的功率和转矩、燃油消耗可降低15%，从而实现了发动机动力性和燃油经济性的完美结合，是当今汽车工业发动机技术中最为成熟、最先进的燃油直喷技术，并引领并延伸了汽油发动机的发展趋势。

3．按测量空气量方式不同分类

按测量空气量方式不同分为D型电控燃油喷射系统和L型电控燃油喷射系统。

（1）D型电控燃油喷射系统 D是德语Druck（压力）的第一个字母。D型电控燃油喷射系统利用进气歧管绝对压力传感器检测进气管内的绝对压力，电控单元（电控单元）根据进气管内的绝对压力和发动机转速计算出发动机的进气量，再根据进气量和发动机转速确定基本喷油量。D型喷射系统的基本工作原理如图1-8所示。

D型发动机电控系统的组成如图1-9所示，D型发动机电控系统零部件在车上的布置如图1-10所示（桑塔纳2000GLi轿车AFE发动机D型Motronic1.5.4电子控制多点汽油顺序喷射系统）。

1—进气压力传感器与进气温度传感器 2—凸轮轴位置传感器 3—氧传感器 4—爆燃传感器 5—冷却液温度传感器 6—节气门位置传感器（在节气门控制单元内） 7—曲轴位置传感器 8—附加信号 9—自诊断接口 10—点火线圈 11—喷油器 12—油泵继电器 13—活性炭罐电磁阀 14—怠速控制阀（在节气门控制单元内） 15—附加信号 16—电控单元

（2）L型电控燃油喷射系统 L是德语Luft（空气）的第一个中母。L型电控燃油喷射系统利用空气流量计直接测量发动机的进气量，电控单元不必进行推算，可直接根据空气流量计信号计算出与该空气量相对应的喷油量。

要点

由于消除了推算进气量的误差影响，其测量的准确程度高于D型，故对混合气浓度的控制更精确。

l－活性炭罐（位于右前翼子板内侧） 2－活性炭罐电磁阀（位于空气滤清器旁） 3－进气歧管 4－节气门位置传感器 5－燃油分配管 6－喷油器 7－电控单元（ECU，位于驾驶人侧仪表板下） 8－爆燃传感器 9－4针插接器（用于氧传感器） 10－分电器 11－怠速控制阀 12－进气压力和进气温度传感器 13－空气滤清器

L型电控燃油喷射系统的基本工作原理如图1-11所示。

L型发动机电控系统的组成如图1-12所示，L型发动机电控系统零部件在车上的布置如图1-13所示（桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机L型Motronic3.8.2电子控制多点汽油顺序喷射系统）。

4．按喷油器数量不同分类

按喷油器数量不同，分为单点喷射（SPI）系统和多点喷射（MPI）系统。

（1）单点喷射系统 如图1-14所示，单点喷射系统是在节气门上方装一个中央喷射装置，用l～2只喷油器集中喷射。当汽油喷入进气流中后，形成的可燃混合气由进气歧管分配到各气缸中。单点喷射又称为节气门体喷射（TBI）或中央喷射（CFI）。

单点电控燃油喷射系统是在每个气缸的进气行程开始的时候喷油，采用的是顺序喷射方式，又称独立喷射方式。独立喷射可使燃油在进气管中滞留的时间最短，各缸得到燃油量尽可能一致。单点喷射系统的空气量可采用空气流量传感器直接计量，也可采用进气歧管绝对压力传感器间接测量。

l—凸轮轴位置（霍尔）传感器（G40） 2—喷油器（N30－N33） 3—活性炭罐 4—热膜式空气流量计（G70） 5—活性炭罐电磁阀（N80） 6—ECU（J220） 7—氧传感器（G39） 8—冷却液温度传感器（G62） 9—发动机转速传感器插接器（灰色） 10—l号爆燃传感器插接器（白色） 11—氧传感器插接器（黑色） 12—2号爆燃传感器插接器（黑色） 13—节气门控制组件（J338） 14—2号爆燃传感器（G66） 15—发动机转速传感器（G28） 16—进气温度传感器（G72） 17—点火线圈（N152） 18—1号爆燃传感器（G61）

单点喷射系统的应用时间比较晚，其性能介于多点喷射系统与化油器式供给系统之间。虽然单点喷射系统的性能比多点喷射系统差一些，但其结构简单、故障率低、维修调整方便，且对发动机本身的改动较小，特别是大量生产后，其成本较低，仅略高于传统化油器的成本，所以在20世纪80年代至90年代，曾广泛应用于普通轿车和货车。但随着发动机电控系统技术的不断发展，加之发动机尾气排放限制越来越严格，单点喷射系统逐渐被淘汰。

（2）多点喷射系统 如图1-15所示，多点喷射系统是在每缸进气门处装有1只喷油器，由电子控制单元（ECU）控制喷油，因此多点喷射又称为多气门喷射。多点喷射系统的燃油分配均匀性好，进气管可按最大进气量来设计，而且无论发动机处于冷态或热态，其过渡响应及燃油经济性都是最佳的。由于多点喷射系统成本大幅度下降，使用可靠性和可维修性都达到了相当高的水平。因此，目前多点喷射系统得到了广泛采用。

5．按有无反馈信号分类

电控燃油喷射系统按有无反馈信号可分为开环控制系统和闭环控制系统。

开环控制系统（无氧传感器）它是将通过实验确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入电控单元，在发动机工作时，电控单元根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量，通过对喷油器喷射时间的控制，来控制混合气的浓度，使发动机优化运行。

闭环控制系统（有氧传感器）在该系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，再通过电控单元与设定的目标空燃比值进行比较，并根据误差修正喷油器喷油量，使空燃比保持在设定的目标值附近。目前发动机电控燃油喷射系统普遍采用开环和闭环相结合的控制方案。

二、发动机电控系统的组成

发动机电控系统有很多种形式，但其基本组成大致相同，一般都是由3个子系统组成，即空气供给系统、燃油供给系统和控制系统，如图1-16所示。

1．空气供给系统

空气供给系统的功用是为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的进气量。该系统的工作原理如图1-17所示。

在发动机工作时，空气经空气滤清器过滤后，通过空气流量计（L型）、节气门体进入进气总管，再通过进气歧管分配给各个气缸。节气门体中设有节气门，用以控制进入发动机的空气量，从而控制发动机的输出功率（负荷）。在节气门体的外部或内部设有与主进气道并联的旁通怠速进气通道，并由怠速控制阀控制怠速时的进气量。

如图1-17a所示，在L型发动机电控系统中，流经怠速控制阀的空气首先经过空气流量计进行测量；如图1-17b所示，在D型发动机电控系统中，进气歧管绝对压力传感器测量的是进气管内的绝对压力，流经怠速控制阀的空气也在检测范围内。怠速控制阀由ECU直接控制。

2．燃油供给系统

燃油供给系统的功用是给喷油器提供一定压力的燃油，喷油器则根据发动机电控单元的指令进行喷油。

燃油供给系统由油轨、燃油压力调节器、喷油器、燃油滤清器、进油管、回油管、电动燃油泵、油箱等组成，燃油供给系统组成框图如图1-18所示，组成示意图如图1-19所示。电动燃油泵将汽油自油箱内吸出，经燃油滤清器过滤后，由压力调节器对燃油压力进行调节，通过输油管（也称油轨）输送给喷油器，喷油器根据发动机电控单元的指令向进气管喷油。燃油泵供给的多余汽油经回油管流回油箱（注：有些车型采用无回油管燃油系统）。

燃油泵一般装在油箱内，喷油器由发动机电控单元控制。压力调节器通过控制回油量来调节输油管内的燃油压力，以保证喷油器的喷油压差保持恒定。

1—油轨 2—燃油压力调节器 3—喷油器 4—燃油滤清器 5—进油管 6—回油管 7—内置电动燃油泵的油箱

3．控制系统

电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统来完成的，其主要功能是控制进气量与喷油量的空燃比、喷油时刻与点火时刻。除此之外，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆燃、电动燃油泵、故障自诊断以及给其他电控系统发送状态信号等功能。其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。

发动机电控系统由传感器、电控（控制）单元和执行器三部分组成，如图1-20所示。

在发动机电控系统中，喷油量控制是最基本的也是最重要的控制内容，其控制原理如图1-21所示。发动机电控单元根据空气流量信号和发动机转速信号确定基本的喷油时间（即喷油量），再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器、进气温度传感器等）对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油（通电）或断油（断电）。

（1）传感器 传感器是电控系统中的信号输入装置，其功用是采集控制系统所需的信息，并将其转换成电信号通过线路输送给ECU。

发动机电控系统使用很多传感器，常见传感器主要有以下几种。

1）空气流量传感器（英文缩写为MAFS，也称空气流量计）。空气流量传感器实物如图1-22所示。

空气流量传感器一般安装在发动机进气管上，在节气门体与空气滤清器之间，如图1-23所示。

2）进气歧管绝对压力传感器（英文缩写为MAPS）。进气歧管绝对压力传感器实物如图1-24所示。

要点

在L型电控燃油喷射系统中，由空气流量传感器测量发动机的进气量，并将其转换成电信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。

1－空气流量传感器 2－空气滤清器

要点

在D型电控燃油喷射系统中，由进气歧管绝对压力传感器测量进气管内气体的绝对压力，并将其转换成电信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。

进气歧管绝对压力传感器一般安装在节气门体后方的进气管上，如图1-25所示。

3）节气门位置传感器（英文缩写为TPS）。节气门位置传感器实物如图1-26所示。节气门位置传感器可以检测节气门的开度及开度变化，如全关（怠速）、全开及节气开闭的速率（单位时间内开闭的角度）信号，此信号输入ECU，用于燃油喷射控制及其他辅助控制，实现加速加油、减速减油或减速断油控制。

如图1-27所示，节气门位置传感器安装在节气门体上，通常在节气门拉索（如果有拉索）对面，是一个和节气门轴连接在一起的滑动变阻器。

4）曲轴位置传感器（英文缩写为CKPS，也称发动机转速传感器）。曲轴位置传感器实物如图1-28所示。

要点

曲轴位置传感器用来检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号。

曲轴位置传感器通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内，如图1-29所示为曲轴位置传感器安装在飞轮处。

1－曲轴位置传感器 2－飞轮

5）凸轮轴位置传感器（英文缩写为CMPS，也称判缸传感器）。凸轮轴位置传感器实物如图1-30所示。

凸轮轴位置传感器通常安装在分电器内（如有分电器）或凸轮轴上。图1-31所示凸轮轴位置传感器安装在凸轮轴上。

6）进气温度传感器（英文缩写为IATS）。进气温度传感器实物如图1-32所示。进气温度传感器是给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

要点

凸轮轴位置传感器是给ECU提供曲轴转角基准位置信号（G信号），作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号。

进气温度传感器可独立装于进气的气路中，或与空气流量传感器、进气压力传感器组成为一体，可以安装在节气门体前或节气门体后。图1-33所示为进气温度传感器安装在进气管上。

7）冷却液温度传感器（英文缩写为ECTS）。冷却液温度传感器实物如图1-34所示。冷却液温度传感器是给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。冷却液温度传感器信号也是其他控制系统（如怠速控制和废气再循环控制等）的控制信号。

冷却液温度传感器安装在发动机缸体、缸盖冷却液的通道上，如图1-35所示。

8）爆燃传感器（英文缩写为KS，也称爆燃传感器）。爆燃传感器实物如图1-36所示。爆燃传感器检测汽油机是否爆燃及爆燃强度，将此信号输入ECU，作为点火正时控制的修正（反馈）信号。

爆燃传感器通常安装在发动机气缸体中上部或火花塞上，如图1-37所示。

9）氧传感器（英文缩写为O2S）。氧传感器实物如图1-38所示。氧传感器检测排气中的氧含量，向ECU输送空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。

氧传感器通常安装在发动机排气管上，如图1-39所示。

（2）发动机电控单元 发动机电控单元也称电脑、微机、控制单元等，英文缩写为ECU，它是一种综合控制电子装置。其功用是储存该车型的特征参数和运算中所需的有关数据信息；给各传感器提供参考（基准）电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的信号进行存储、计算和分析处理，根据计算和分析的结果向执行元件发出指令，或根据指令输出自身已储存的信息；有自我修正功能等。

发动机电控单元实物如图1-40所示。

发动机电控单元一般安装在仪表板、杂物箱、座椅或发动机内，安装位置如图1-41所示。

（3）执行器 执行器是电控系统中的执行机构，功能是接受电控单元的指令，完成具体的控制动作。发动机电控系统使用很多执行器，常见执行器主要有以下几种。

1）喷油器（英文缩写为INJ）。喷油器实物如图1-42所示。喷油器可根据ECU的喷油脉冲信号，精确计量燃油喷射量，将燃油以一定压力喷出并雾化。

在多点喷油系统中，喷油器通过密封垫圈安装在进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用输油管将其固定，每缸有一个喷油器。喷油器的安装位置如图1-43所示。

2）点火器（英文缩写为ICM）。有的发动机装有点火器（如桑塔纳轿车、捷达轿车等），实物如图1-44所示。点火器又称点火电子组件，其壳体常用铝材模铸而成，以利于散热，壳体上有和ECU连接的线束插头以及高压线插口等。点火器的主要功能是根据ECU脉冲信号，实现点火控制。

点火器通常安装在发动机缸体附近，如图1-45所示。

3）怠速控制阀（英文缩写为ISCV）。怠速控制阀实物如图1-46所示。怠速控制阀的功能是控制发动机的怠速转速，即通过改变进气管旁通气道的进气量，维持发动机在目标转速下稳定运转。

A－1缸 B－2缸 C－3缸 D－4缸

怠速控制阀安装在进气歧管附近，如图1-47所示。

4）电动燃油泵（英文缩写为FP）。电动燃油泵实物如图1-48所示。电动燃油泵用于建立油压，供给燃油喷射系统规定压力的燃油。

电动燃油泵通常安装在燃油箱内，如图1-49所示。

5）活性炭罐电磁阀（英文缩写为ACCV）。活性炭罐电磁阀实物如图1-50所示。炭罐吸收油箱中汽油挥发出来的油气，防止汽油蒸气进入大气污染环境。

要点

活性炭罐电磁阀的功用是根据ECU的控制指令信号而打开，将炭罐中的汽油蒸气引入发动机进行燃烧。

电磁阀在断电情况下关闭，通电时打开。

如图1-51所示，活性炭罐电磁阀一般安装在空气滤清器附近或发动机室内。

除了上述的执行器之外，还有一些执行器，如巡航控制电磁阀、废气在循环阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、空调控制真空电磁阀等。

三、发动机缸内直喷及稀薄燃烧技术

发动机缸内直喷技术，即缸内喷射汽油机FSI（Fuel Stratification Injection），是指将高压燃油直接喷到气缸内。不同公司研制的发动机缸内直喷系统虽然名称不同，但其结构原理基本相同。

1．发动机缸内直喷技术优点

这种喷射技术使用特殊的喷油器，燃油喷射效果更好，其优点体现在以下4个方面。

可在缸内产生浓度渐变的分层混合气（从火花塞往外逐渐变稀），因此可以用超稀的混合气（极速时可达40∶1），工作油耗、排放也远远低于普通汽油发动机。

这种喷射方式使混合气体积和温度降低，爆燃的倾向减小，发动机的压缩比大大高于进气道喷射式发动机的压缩比。

这种系统是将燃油喷射直接喷到气缸内，燃油和空气混合得更充分，而且无需预热进气歧管来帮助燃油雾化，反之可以冷却进气来提高进气量，增大功率，节气门响应更快。

将燃油喷射在气缸内，避免了进气管的形状和表面质量对混合气的影响。

2．汽油直接喷射系统的组成

与普通电控汽油喷射发动机相比，采用汽油直接喷射系统的发动机，其动力性、经济性和排放性均有明显改善，但由于汽油喷射位置不同，且普遍采用稀薄燃烧技术，导致其结构组成等与普通电控汽油喷射发动机有所不同。

汽油直接喷射系统与普通电控汽油喷射系统相比，其主要区别在于燃油供给系统。由于向气缸内直接喷射燃油，且喷射过程延续到发动机的压缩行程，所以汽油直接喷射系统必须通过一个高压燃油泵使提供给喷油器的燃油压力达到10MPa以上，汽油直接喷射燃油供给系统的组成如图1-52所示，燃油供给系统可分为低压燃油系统和高压燃油系统两部分。

低压燃油系统主要由燃油箱、低压燃油泵、压力限制阀、压力保持阀、滤清器、低压油管、低压燃油压力传感器等组成，其主要功用是将燃油从油箱中抽出，并经过滤清器滤清后输送给高压燃油泵。发动机控制ECU根据低压燃油压力传感器信号，通过燃油泵控制ECU控制低压燃油泵工作，来实现低压燃油压力的闭环控制，低压燃油泵工作压力为0.2～0.5MPa。发动机熄火后，压力保持阀可使低压系统保持一定的残余压力，由于交通事故等原因导致燃油管破裂时，压力保持阀还可防止燃油溢出。压力限制阀可将低压燃油系统的压力限制在0.64MPa以下，以防止低压管路内的燃油压力过高。

高压燃油系统主要由高压燃油泵、燃油高压调节阀、高压燃油压力传感器、高压油管和高压燃油分配管、喷油器等组成。高压燃油分配管和喷油器实物如图1-53所示。高压燃油泵将低压燃油泵输送来的燃油进一步提高压力（可达11MPa以上）后，通过高压油管和燃油分配管输送给喷油器；高压燃油压力传感器安装在右侧燃油分配管上，用来检测高压燃油分配管内的燃油压力（即喷油器的喷油压力），并将信号输送给发动机控制ECU；燃油高压调节阀安装在高压燃油泵上，根据发动机控制ECU的指令调节高压燃油系统的压力。此外，通常在高压燃油分配管上也安装有一个压力限制阀，当高压燃油系统压力超过12MPa，该阀开启通向低压燃油系统的回油通道，以防止高压燃油系统压力过高。

高压燃油泵实物如图1-54所示。

要点

在汽油直接喷射系统中，采用的低压燃油泵与普通电控汽油喷射系统相同，高压燃油泵一般采用双凸轮活塞式。

高压燃油泵通常安装在气缸盖上，由凸轮轴驱动，凸轮轴每转一圈可完成两次泵油，输出油压力可达11MPa以上。

3．稀薄燃烧技术（分层燃烧技术）

为进一步降低发动机的燃料消耗和排放污染，汽油直接喷射发动机普遍采用了稀薄燃烧技术，可使混合气在远稀于理论空燃比的状态下燃烧。一般汽油机在工作中所用混合气的空燃比在理论空燃比（14.7∶1）附近，而采用稀薄燃烧技术的汽油机所用混合气的空燃比在25∶1以上，甚至高达40.1。

随混合气浓度变稀，点燃混合气会更加困难，为保证能够可靠地点燃稀混合气，目前应用的汽油直接喷射发动机，普遍采取了提高压缩比、提高点火能量和分层燃烧三项技术。

（1）提高压缩比 爆燃是提高汽油机压缩比的重大障碍，但采用稀薄燃烧技术的汽油机，不易产生爆燃，通过提高压缩比，来提高气缸内混合气的温度和压力，不仅使点燃混合气更容易，而且对提高汽油机的热效率也非常有利。一般汽油机的压缩比仅为9～10，采用稀薄燃烧技术的汽油机压缩比可高达13左右。

（2）提高点火能量 目前在采用稀薄燃烧技术的汽油机上，提高点火能量的措施主要包括采用多个火花塞同时点火和采用多电极火花塞。由于采用多个火花塞的布置安装受限制，所以采用多电极火花塞提高点火能量的措施应用更广泛。

多电极火花塞的结构原理与普通单电极火花塞基本相同，只是电极数量不同，点火时产生的高能电火花数量也不同。多电极火花塞与普通单电极火花塞实物对比如图1-55所示。

（3）分层燃烧技术 在不同区域拥有不同混合气浓度的燃烧技术称为分层燃烧技术。采用稀薄燃烧技术的汽油机，就是采用了这种分层燃烧技术，在火花塞点火时，保证火花塞周围的混合气较浓，以提高点火的可靠性，而其他周边区域的混合气较稀，以实现稀薄燃烧。实现分层燃烧技术的措施有两项。

要点

一是利用缸内涡流运动，使喷入气缸内的燃油产生不均匀分布，保证距离火花塞越近的混合气越浓。

二是改变喷油规律，在临近点火时向火花塞附近区域喷入部分汽油，以保证在火花塞附近形成较浓的混合气。

除了喷油系统之外，其他发动机部件也要为直喷做出相应的设计，才能确保发动机的高效，尤其是活塞顶部的设计非常关键。

有的汽油直接喷射发动机采用直立进气道与曲面顶的活塞配合，形成必要的缸内涡流运动。如图1-56所示，发动机工作时，从直立进气道被吸入气缸的空气可产生强大的下沉气流，这种下沉气流在曲面顶活塞附近得到加强并形成纵向翻滚式涡流，燃油喷入气缸后，在纵向翻滚的涡流带动下，使火花塞附近聚集相对较多的燃油，从而形成较浓的混合气区域，远离火花塞的混合气浓度则较稀。

如图1-57所示，有的发动机活塞顶部采用凹坑形式，凹坑主要起导向气缸内气流的作用，有利于形成涡流运动，可以使混合气更为均匀充分地燃烧。

汽油直接喷射发动机喷油规律的改变，主要采用了燃油喷射定时与分段喷射技术，即将喷油分成两个阶段，如图1-58所示。

1－喷油器 2－进气门

要点

第一次喷射：在进气行程喷入部分汽油，让汽油跟空气能有充分的时间混合，并在缸内均匀分布。

第二次喷射：在压缩行程活塞接近上止点时喷入部分汽油，使火花塞周围形成较浓的混合气（空燃比约为12∶1），但从燃烧室整体来看混合气仍十分稀薄。

由于分段喷油和纵向翻滚式涡流的作用，整个燃烧室内的混合气，形成以火花塞为中心向外逐渐变稀的层状分布状态。 Ebn1oXajIOkLSY/qMLz6dZd0AzxUDbRplL/XeWH7MEaFf1LLw3VZfu6PbSWlTP/I