汽车电控与电气习题答案

第二章 汽油机电控喷油（EFI）技术

1.什么是电喷发动机，为什么取代化油器式发动机。

指由电控单元根据各种传感器信号，经过数学计算和逻辑判断处理后，直接控制执行器（喷油器）喷射燃油的系统。电喷发动机有降低油耗和减少有害物质排放等卓越性能。

2.根据燃油喷射式发动机怠速进气量的控制方式不同，供气系统分为哪两种？宝来、捷达和 红旗轿车采用何种形式的供气系统。

旁通空气式和节气门直供式，采用节气门直供式。

3.电控发动机燃油喷射系统采用的传感器和开关信号主要有哪些？最主要的传感器有哪几种？

传感器有空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、氧传感器和车速传感器。

开关信号有点火开关信号、起动开关信号、电源电压信号等。

前四个传感器决定了控制系统档次，其信号是计算确定和控制燃油喷射量必不可少的信号。 4.电子控制式燃油喷射系统的显著特点。

发动机供油系统供给一定压力的燃油（一般高于进气歧管压力300kPa左右）

燃油由喷射器喷入进气门附近（多点喷射）或节气门附近（单点喷射）的进气管内或直接喷入气缸内与空气混合

喷油器受电控单元控制

ECU通过控制每次喷油持续时间的长短来控制喷油量。

5.什么是缸内喷射？什么是进气管喷射？缸内喷射的特点是什么？ 缸内喷射是指喷油器将燃油直接喷射到气缸内部的喷射系统。

进气管喷射是指喷油器将燃油喷射在进气门或节气门附近进气管内的喷射系统。 缸内喷射的特点是喷油压力高、燃油雾化性好，能实现大空燃比燃烧，因此能显著降低油耗，减少排放，提高动力性。

6.根据进气量的检测方式不同，多点燃油喷射系统分为哪两种类型，各有什么特点？ 分为压力型和流量型。

D型燃油喷射系统的主要特点是利用压力传感器检测进气歧管内的压力来测量进气量。 L型燃油喷射系统的主要特点是用空气流量传感器取代D型电控燃油喷射系统的压力传感器来直接测量进气量。

7.光电检测涡流式流量传感器主要由哪些部件组成？怎样检测涡流频率？

主要由涡流发生器、发光二极管、光敏晶体管、反光镜、张紧带、集成控制电路和进气温度传感器组成。

进气量越大，漩涡数量越多，压力变化频率越高，张紧带振动越快，反光镜反射到光敏晶体管上，其导通和截止的频率越大。信号处理电路将频率信号转换成方波信号输入ECU，计算出进气流量大小。

8.超声波检测涡流式流量传感器主要由哪些部件组成？怎样检测涡流频率？

涡流发生器、超声波发生器、超声波接收器、集成控制电路、进气温度传感器和大气压力传感器。 进气通道上有漩涡时，在接收器接收到的超声波信号中，有的守加速作用超前（设超前时间为t1），有的受减速作用而滞后（设滞后时间为t2），因此其相位和相位差就会发生变化。集成控制电路在信号相位超前时输出一个正向脉冲信号，在信号相位滞后时输出

v第二章 汽油机电控喷油（EFI）技术

1.什么是电喷发动机，为什么取代化油器式发动机。

指由电控单元根据各种传感器信号，经过数学计算和逻辑判断处理后，直接控制执行器（喷油器）喷射燃油的系统。电喷发动机有降低油耗和减少有害物质排放等卓越性能。

2.根据燃油喷射式发动机怠速进气量的控制方式不同，供气系统分为哪两种？宝来、捷达和 红旗轿车采用何种形式的供气系统。

旁通空气式和节气门直供式，采用节气门直供式。

3.电控发动机燃油喷射系统采用的传感器和开关信号主要有哪些？最主要的传感器有哪几种？

传感器有空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、氧传感器和车速传感器。

开关信号有点火开关信号、起动开关信号、电源电压信号等。

前四个传感器决定了控制系统档次，其信号是计算确定和控制燃油喷射量必不可少的信号。 4.电子控制式燃油喷射系统的显著特点。

发动机供油系统供给一定压力的燃油（一般高于进气歧管压力300kPa左右）

燃油由喷射器喷入进气门附近（多点喷射）或节气门附近（单点喷射）的进气管内或直接喷入气缸内与空气混合

喷油器受电控单元控制

ECU通过控制每次喷油持续时间的长短来控制喷油量。

5.什么是缸内喷射？什么是进气管喷射？缸内喷射的特点是什么？ 缸内喷射是指喷油器将燃油直接喷射到气缸内部的喷射系统。

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进气管喷射是指喷油器将燃油喷射在进气门或节气门附近进气管内的喷射系统。 缸内喷射的特点是喷油压力高、燃油雾化性好，能实现大空燃比燃烧，因此能显著降低油耗，减少排放，提高动力性。

6.根据进气量的检测方式不同，多点燃油喷射系统分为哪两种类型，各有什么特点？ 分为压力型和流量型。

D型燃油喷射系统的主要特点是利用压力传感器检测进气歧管内的压力来测量进气量。 L型燃油喷射系统的主要特点是用空气流量传感器取代D型电控燃油喷射系统的压力传感器来直接测量进气量。

7.光电检测涡流式流量传感器主要由哪些部件组成？怎样检测涡流频率？

主要由涡流发生器、发光二极管、光敏晶体管、反光镜、张紧带、集成控制电路和进气温度传感器组成。

进气量越大，漩涡数量越多，压力变化频率越高，张紧带振动越快，反光镜反射到光敏晶体管上，其导通和截止的频率越大。信号处理电路将频率信号转换成方波信号输入ECU，计算出进气流量大小。

8.超声波检测涡流式流量传感器主要由哪些部件组成？怎样检测涡流频率？

涡流发生器、超声波发生器、超声波接收器、集成控制电路、进气温度传感器和大气压力传感器。 进气通道上有漩涡时，在接收器接收到的超声波信号中，有的守加速作用超前（设超前时间为t1），有的受减速作用而滞后（设滞后时间为t2），因此其相位和相位差就会发生变化。集成控制电路在信号相位超前时输出一个正向脉冲信号，在信号相位滞后时输出一个负向脉冲信号，从而标明漩涡的产生频率。发动机转速低，进气量小，涡流频率小；发动机转速高，进气量大，涡流频率大。

9什么是超声波？在超声波检测涡流式流量传感器中，为什么将超声波发生器发出超声波的频率设定为40kHz?

超声波是指频率超过人能听到的最高频率（20kHz）的机械波。

之所以设定为40kHz是因为在没有漩涡的通道上，发送的超声波与接收到的超声波信号相位和相位差完全相同。

10.什么是压阻效应？歧管压力传感器（MAP）的功用是什么？怎样检测歧管压力？ 单晶硅材料受到应力作用后，其电阻率发生明显变化的现象，称为压阻效应。

其功用是通过检测节气门至进气歧管之间的进气压力来反映发动机的负荷状况，并将负荷状况转变为电信号输入发动机ECU，供ECU计算确定喷油量和点火时间。

在歧管压力p的 作用下，传感器上的硅膜片会产生压阻效应，产生变化的电压或电流。根据信号电压或电流的大小，即可计算出歧管压力的大小。

11.在发动机电子控制系统中，为什么必须装备曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器？

在多点燃油顺序喷射系统中，当ECU控制喷油器喷油时，首先必须知道哪一个气缸的活塞即将到达排气上止点；当ECU控制火花塞跳火时，首先必须知道哪一个气缸的活塞即将到达压缩上止点，然后再根据曲轴转角信号控制喷油和点火。由此可见，曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器是多点燃油顺序喷射系统必不可少的传感器。

12.发动机转速信号和进气量信号是燃油喷射系统最重要、最基本的控制信号，电控单元ECU根据这两个信号能够计算确定哪些参数？

根据这两个信号计算基本喷油量（即喷油持续时间），并根据曲轴转角信号控制喷油提前角和点火提前角等。

13.当点火钥匙旋转到“ON（接通）”位置时，发动机ECU将控制执行哪些动作？ 1）怠速控制电机进入预设位置

2）根据空气流量传感器和进气温度传感器信号，确定基本喷油量 3）根据冷却液温度传感器信号，计算修正喷油量和点火提前角 4）监测节气门位置传感器信号 5）接通燃油泵信号使燃油泵泵油

6）接通氧传感器加热元件电路，对传感器加热

7）子自动变速器上，控制升档指示灯发亮显示档位转换开关位置。 14.在发动机燃油喷射系统中，油压调节器使燃油分配管中的油压与进气歧管中的气压之压力差保持不变的目的是什么？

其目的是使喷油器喷油量的大小只与喷油阀门的开启时间有关，而与系统油压值和进气歧管的负压值无关。

15.为了保证电磁喷油器喷出的燃油与空气混合形成雾化良好的可燃混合气，喷油器阀座上制有几个喷孔？为什么电磁喷油器喷出燃油能够形成圆锥雾状的喷雾？

2-4个。阀座上制有螺旋油道，一定压力的燃油经油道喷出，形成形状呈小于35°的圆锥雾状。 16.在电磁喷油器和油压调节器结构一定的情况下，汽油机电控喷油系统的喷油量取决于哪些因素？ 仅取决于喷油阀门的开启时间

17.试说明汽油机电控喷油系统的控制原理。

在发动机工作过程中，当各种传感器和开关信号输入ECU后，首先由输入接口电路（即输入回路）进行信号处理，将其变换成中央处理器（CPU）能够识别和处理的数字信号；

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然后CPU根据输入信号进行数学计算和逻辑判断，确定出具体的控制量（如喷油开始时刻、喷油持续时间等）；最后，CPU通过输出接口电路进行功率放大后，再驱动喷油器喷油。与此同时，CPU还要控制喷油开始时刻、喷油持续时间等，从而实现发动机不同工况时的喷油实时控制。

18.在发动机电控喷油系统中，ECU怎样判断发动机是否处于起动状态？在ECU决定按起动程序控制喷油时，根据什么信号来确定基本喷油量？

如果曲轴位置传感器信号表明发动机转速低于300r/min，且节气门位置传感器信号表明节气门处于关闭状态，则判定发动机处于起动状态，并控制运行起动程序。

然后ECU再根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量。 19.在汽油机起动后的运转过程中，喷油器的总喷油量由哪些参数决定？基本喷油量由哪些信号参数决定？喷油修正量由哪些信号参数决定？喷油增量由哪些信号参数决定？

喷油总量由基本喷油量、喷油修正量、喷油增量决定。 基本喷油量由空气流量传感器信号、曲轴位置传感器信号以及目标空燃比计算确定。 喷油修正量由进气温度传感器信号、大气压力传感器信号、氧传感器信号和蓄电池电压信号确定。

喷油增量由节气门位置传感器信号、冷却液温度传感器信号和点火开关信号确定。 20.什么是数据MAP？汽油机起动以后，ECU怎样利用数据MAP来确定基本喷油量？

数据MAP就是在控制系统设计制造完成后，通过发动机进行若干次台架试验，测定发动机不同工况下各种传感器和执行器的有关数据，确定出最佳喷油量及其相关参数，并将这些参数以两维或三维图形形式存储在ROM中的数据图谱。

当电控喷油系统工作时，ECU首先根据空气流量传感器或歧管压力传感器信号以及曲轴位置传感器提供的发动机转速信号，查寻得到基本喷油量，然后根据其他传感器信号确定喷油修正量和喷油增量，经过数学计算和逻辑判断确定最佳喷油量和喷油时刻后，再向喷油器输出接口电路发出控制指令，通过控制喷油器阀门的开启时间和喷油器持续通电时间将喷油量控制在最佳值。

21.什么是步进电机的步进角？步进角由什么因素决定？步进电机的转速由什么因素决定？ 每输入一个脉冲信号使电动机转动的角度，称为步进电机的步进角。 步进角越小，转角的控制精度越高。 控制脉冲的频率越高，转速越快。

22.怠速控制的实质是什么？发动机怠速负荷变化时，怠速控制系统控制怠速转速的方法是什么？ 实质是控制发动机怠速时的进气量（充气量）。

发动机ECU首先根据怠速触电IDL信号和车速信号判断发动机是否处于怠速状态。当判断为怠速工况时，再根据发动机冷却液温度传感器信号、空调开关、动力转向开关等信号，从存储器存储的转速数据中查询相应的目标转速n，然后将目标转速与曲轴位置传感器检测的发动机实际转速进行比较，控制发动机怠速。

23.在燃油喷射系统中，发动机ECU对空燃比进行闭环控制（反馈控制）的条件是什么？哪些情况下对空燃比不进行闭环控制，而是进行开环控制？

闭环控制条件：

1）发动机冷却液温度达到正常工作温度。 2）发动机运行在怠速工况和部分负荷工况。 3）氧传感器温度达到正常工作温度。

4）氧传感器输入ECU的信号电压变化频率不低于10次/min。 开环控制条件：

一个负向脉冲信号，从而标明漩涡的产生频率。发动机转速低，进气量小，涡流频率小；发动机转速高，进气量大，涡流频率大。

9什么是超声波？在超声波检测涡流式流量传感器中，为什么将超声波发生器发出超声波的频率设定为40kHz?

超声波是指频率超过人能听到的最高频率（20kHz）的机械波。

之所以设定为40kHz是因为在没有漩涡的通道上，发送的超声波与接收到的超声波信号相位和相位差完全相同。

10.什么是压阻效应？歧管压力传感器（MAP）的功用是什么？怎样检测歧管压力？ 单晶硅材料受到应力作用后，其电阻率发生明显变化的现象，称为压阻效应。

其功用是通过检测节气门至进气歧管之间的进气压力来反映发动机的负荷状况，并将负荷状况转变为电信号输入发动机ECU，供ECU计算确定喷油量和点火时间。

在歧管压力p的 作用下，传感器上的硅膜片会产生压阻效应，产生变化的电压或电流。根据信号电压或电流的大小，即可计算出歧管压力的大小。

11.在发动机电子控制系统中，为什么必须装备曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器？

在多点燃油顺序喷射系统中，当ECU控制喷油器喷油时，首先必须知道哪一个气缸的活塞即将到达排气上止点；当ECU控制火花塞跳火时，首先必须知道哪一个气缸的活塞即将到达压缩上止点，然后再根据

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曲轴转角信号控制喷油和点火。由此可见，曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器是多点燃油顺序喷射系统必不可少的传感器。

12.发动机转速信号和进气量信号是燃油喷射系统最重要、最基本的控制信号，电控单元ECU根据这两个信号能够计算确定哪些参数？

根据这两个信号计算基本喷油量（即喷油持续时间），并根据曲轴转角信号控制喷油提前角和点火提前角等。

13.当点火钥匙旋转到“ON（接通）”位置时，发动机ECU将控制执行哪些动作？ 1）怠速控制电机进入预设位置

2）根据空气流量传感器和进气温度传感器信号，确定基本喷油量 3）根据冷却液温度传感器信号，计算修正喷油量和点火提前角 4）监测节气门位置传感器信号 5）接通燃油泵信号使燃油泵泵油

6）接通氧传感器加热元件电路，对传感器加热

7）子自动变速器上，控制升档指示灯发亮显示档位转换开关位置。 14.在发动机燃油喷射系统中，油压调节器使燃油分配管中的油压与进气歧管中的气压之压力差保持不变的目的是什么？

其目的是使喷油器喷油量的大小只与喷油阀门的开启时间有关，而与系统油压值和进气歧管的负压值无关。

15.为了保证电磁喷油器喷出的燃油与空气混合形成雾化良好的可燃混合气，喷油器阀座上制有几个喷孔？为什么电磁喷油器喷出燃油能够形成圆锥雾状的喷雾？

2-4个。阀座上制有螺旋油道，一定压力的燃油经油道喷出，形成形状呈小于35°的圆锥雾状。 16.在电磁喷油器和油压调节器结构一定的情况下，汽油机电控喷油系统的喷油量取决于哪些因素？ 仅取决于喷油阀门的开启时间

17.试说明汽油机电控喷油系统的控制原理。

在发动机工作过程中，当各种传感器和开关信号输入ECU后，首先由输入接口电路（即输入回路）进行信号处理，将其变换成中央处理器（CPU）能够识别和处理的数字信号；然后CPU根据输入信号进行数学计算和逻辑判断，确定出具体的控制量（如喷油开始时刻、喷油持续时间等）；最后，CPU通过输出接口电路进行功率放大后，再驱动喷油器喷油。与此同时，CPU还要控制喷油开始时刻、喷油持续时间等，从而实现发动机不同工况时的喷油实时控制。

18.在发动机电控喷油系统中，ECU怎样判断发动机是否处于起动状态？在ECU决定按起动程序控制喷油时，根据什么信号来确定基本喷油量？

如果曲轴位置传感器信号表明发动机转速低于300r/min，且节气门位置传感器信号表明节气门处于关闭状态，则判定发动机处于起动状态，并控制运行起动程序。

然后ECU再根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量。 19.在汽油机起动后的运转过程中，喷油器的总喷油量由哪些参数决定？基本喷油量由哪些信号参数决定？喷油修正量由哪些信号参数决定？喷油增量由哪些信号参数决定？

喷油总量由基本喷油量、喷油修正量、喷油增量决定。 基本喷油量由空气流量传感器信号、曲轴位置传感器信号以及目标空燃比计算确定。 喷油修正量由进气温度传感器信号、大气压力传感器信号、氧传感器信号和蓄电池电压信号确定。

喷油增量由节气门位置传感器信号、冷却液温度传感器信号和点火开关信号确定。 20.什么是数据MAP？汽油机起动以后，ECU怎样利用数据MAP来确定基本喷油量？

数据MAP就是在控制系统设计制造完成后，通过发动机进行若干次台架试验，测定发动机不同工况下各种传感器和执行器的有关数据，确定出最佳喷油量及其相关参数，并将这些参数以两维或三维图形形式存储在ROM中的数据图谱。

当电控喷油系统工作时，ECU首先根据空气流量传感器或歧管压力传感器信号以及曲轴位置传感器提供的发动机转速信号，查寻得到基本喷油量，然后根据其他传感器信号确定喷油修正量和喷油增量，经过数学计算和逻辑判断确定最佳喷油量和喷油时刻后，再向喷油器输出接口电路发出控制指令，通过控制喷油器阀门的开启时间和喷油器持续通电时间将喷油量控制在最佳值。

21.什么是步进电机的步进角？步进角由什么因素决定？步进电机的转速由什么因素决定？ 每输入一个脉冲信号使电动机转动的角度，称为步进电机的步进角。 步进角越小，转角的控制精度越高。 控制脉冲的频率越高，转速越快。

22.怠速控制的实质是什么？发动机怠速负荷变化时，怠速控制系统控制怠速转速的方法是什么？ 实质是控制发动机怠速时的进气量（充气量）。

发动机ECU首先根据怠速触电IDL信号和车速信号判断发动机是否处于怠速状态。当判断为怠速工况时，再根据发动机冷却液温度传感器信号、空调开关、动力转向开关等信号，从存储器存储的转速数据中

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查询相应的目标转速n，然后将目标转速与曲轴位置传感器检测的发动机实际转速进行比较，控制发动机怠速。

23.在燃油喷射系统中，发动机ECU对空燃比进行闭环控制（反馈控制）的条件是什么？哪些情况下对空燃比不进行闭环控制，而是进行开环控制？

闭环控制条件：

1）发动机冷却液温度达到正常工作温度。 2）发动机运行在怠速工况和部分负荷工况。 3）氧传感器温度达到正常工作温度。

4）氧传感器输入ECU的信号电压变化频率不低于10次/min。

开环控制条件：1）发动机起动工况。起动需要浓混合气，以便起动发动机。

2）发动机暖机工况。发动机刚起动的温度低于正常工作温度（80℃），需要迅速升温。 3）发动机大负荷工况。大负荷时需要加浓混合气，使发动机输出较大转矩。 4）加速工况。加速时需要发动机输出较大转矩以提高车速。 5）减速工况。此时需要停止喷油，使发动机转速迅速降低。

6）氧传感器温度低于正常工作温度。氧传感器需要在一定温度下才能输出信号。 24.氧传感器的功用是什么？为什么氧传感器必须定期更换？

其功用是通过监测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号，并将空燃比信号转变为电信号输入发动机ECU。ECU根据氧传感器信号对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制，即将空燃比控制在14.7：1左右，使发动机得到最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之目的。

在使用过程中，汽油和润滑油硫化产生的硅酮等颗粒物质附着在铂电极表面上会导致铂电极逐渐失效；此外传感器内部端子处用于防水的硅橡胶也会铸件污染内侧电极。

第三章 柴油机电控喷油（EDC）技术

1.高压共轨系式电控柴油喷射技术的基本原理是什么？

电动燃油泵（即输油泵）将燃油箱内的柴油输送到高压油泵，高压油泵在发动机驱动下将柴油加压到160-200MPa后供入公共油轨内，在电控单元ECU的控制下，高压燃油经电控喷油器喷射到相应的气缸内燃烧做功。

2.高压共轨式电控喷油系统的显著特点是什么？与电控喷油泵系统的显著区别是什么？ 高压共轨式电控喷油系统的显著特点是：

能够自由改变喷油压力、喷油量、喷油定时（即何时开始喷油）和喷油特性（即实现引导喷射、预喷射、主喷射、后喷射、次后喷射等多段喷射）。

高压共轨式电控喷油系统与传统的喷油泵供油系统以及电控喷油泵系统的显著区别在于：

燃油高压的产生和喷油的控制是由ECU分别独立进行，燃油压力的产生与柴油机转速和负荷无关，是由ECU控制压力控制阀来调节高压油泵的供油量进行控制。

3.柴油机电控喷油系统控制喷油量的基本原理是什么？

当发动机工作时，ECU根据加速踏板位置传感器信号（油门开度信号）和发动机转速传感器信号，利用查寻功能，从MAP图中得到相应的最佳基本喷油量；再利用计算机的数学计算和逻辑判断功能以及其他其他传感器提供的喷油量修正信号，即可计算确定最佳喷油量，并向执行器（电磁铁机构、直流电动机或电磁阀）发出控制指令；执行器在ECU输出回路的驱动下动作，使喷油器按最佳喷油量喷射柴油，完成一次喷油过程。

4.位置控制式柴油喷射系统怎样控制喷油量？

控制方法是ECU通过控制电磁执行机构动作，使油量调节齿杆或油量调节滑套的位移量产生变化来调节喷油量，故又称为位移控制式柴油喷射系统。

5.什么是喷油定时？位置控制式柴油喷射系统怎样控制喷油定时？ 喷油定时是指何时开始喷油，又称为喷油正时。

ECU根据喷油泵（或发动机）转速传感器信号和加速踏板位置传感器信号在MAP图中查寻喷油提前角数值后，计算确定定时控制活塞的目标位移量，并向定时控制阀发出占空比信号控制活塞左右移动，从而使喷油提前角增大或减小。

6.电装公司ECD-V1型电控分配泵系统由哪些控制部件组成？ECU怎样控制喷油量？当喷油定时控制活塞向右移动减小喷油提前角时，怎样实现反馈控制？

主要有加速踏板位置传感器、滑套位置传感器、喷油泵转速传感器、进气温度传感器、进气压力传感器、冷却液温度传感器、电控单元、线性电磁铁线圈、滑套、喷油提前器活塞位置传感器、功率放大器和喷油定时控制阀等。

喷油量的控制 发动机工作时，各种传感器信号分别输入电控单元ECU进行数学计算和逻辑判断处理。ECU根据加速踏板位置传感器和喷油泵转速传感器信号计算确定基本喷油量，根据进气温度传感器、进气压力传感器和发动机冷却液温度传感器等信号，确定喷油修正量。ECU再根据喷油量的大小计算确定滑套的目标位移量，并向线性电磁铁机构发出控制指令。电磁铁机构在输出回路的驱动下，其铁心作直线运动，并通过杠杆机构带动分配转子上的油量调节滑套移动，从而实现喷油量控制。

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