汽车发动机电控技术1

第一节电控燃油喷射系统的概述第二节电控燃油喷射系统的功能第三节电控燃油喷射系统的组成与基本原理第四节空气供给系统主要元件的构造与检修第五节燃油供给系统主要元件的构造与维修第六节控制系统主要元件的构造与检修第二章汽油机电控燃油喷射系统一、汽油喷射系统的发展二、电控燃油喷射系统的优点三、电控喷射系统的类型第一节电控燃油喷射系统的发展一、20世纪30年代由于军用飞机上，1954年德国奔驰公司在奔驰300SL上装了机械式汽油喷射系统（K型）；二、20世纪60年代在K型的基础上发展了机电组合式汽油喷射系统（KE型）；三、20世纪60年代后期，随着电子技术的发展，德国BOSCH公司研制出电控燃油喷射系统（EFI）。一、汽油喷射系统的发展下一页Bosch公司燃油喷射系统的发展过程1.能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度；2.用排放物控制系统后，降低了HC、CO和NOX三种有害气体的排放；3.增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好；4.在不同地区行驶时，发动机控制ECU能及时准确地作出补偿；二、电控燃油喷射系统的优点下一页5.在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能迅速的作出反应；6.具有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油；7.在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力小；8.发动机起动容易，暖机性能提高。1.按喷射方式分类：同时喷射分组喷射顺序喷射2.按空气量的计量方式分类：D型电控燃油喷射系统L型电控燃油喷射系统3.按喷射位置分类多点喷射系统单点喷射系统4.按有无信号分类开环控制系统闭环控制系统三、电控喷射系统的类型——将各气缸的喷油器并联，所有喷油器有电脑的同一个指令控制，同时喷油，同时断油。同时喷射：——将各气缸的喷油器分成几组，同一组喷油器同时喷油或断油。分组喷射——喷油器由电脑分别控制，按发动机各气缸的工作顺序喷油。顺序喷射——在根据进气量和发动机转速确定基本喷油量（比L型更精确）。插图D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，电脑不必进行推算，可根据空气流量计信号计算与该空气量相应的喷油量。插图L型电控燃油喷射系统——每缸进气门处装有一个中央喷射装置，由ECU控制喷射。其燃油分配均匀性好，但控制系统复杂，成本高。主要用与中、高级轿车。插图多点喷射系统——在节气门上方装一个中央喷射装置，由1～2个喷油器集中喷油。采用顺序喷射方式。结构简单，故障少、维修调整方便。广泛的应用于普通轿车和货车。插图单点喷射系统（无氧传感器）通过实验室确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入电脑，在发动机工作时，电脑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。其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工况超出预定范围时，不能实现最佳控制。开环控制系统（有氧传感器）在系统中，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，在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量。空燃比控制精度较高。闭环控制系统一、喷射正时控制二、喷油量的控制三、燃油停供控制四、燃油泵控制第二节电控燃油喷射系统的功能在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中，电脑必须控制喷油器喷油的开始时刻，这就是喷油正时控制。其控制目标一般是在进气行程开始前，喷油结束。一、喷射正时控制1．同步喷油正时控制2．异步喷油正时控制（1）顺序喷射正时控制（2）分组喷射正时控制（3）同时喷射正时控制1.同步喷油正时控制分为:（1）顺序喷射正时控制1、工作原理：ECU根据凸轮轴位置传感器（G信号）、曲轴位置传感器（Ne信号）和发动机的作功顺序，确定各气缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油。2、特点：喷油器驱动回路数与气缸数目相等。（2）分组喷射正时控制1、特点：把所有喷油器分成2～4组，由ECU分组控制喷油器。2、工作原理：以各组最先进入作功的缸为基准，在该气缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。（3）同时喷射正时控制1、特点：所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。2、工作原理：喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。（1）起动时异步喷油正时控制（2）加速时异步喷油正时控制2.异步喷油正时控制在同步喷油基础上，为改善发动机的起动性能，在增加一次异步喷油。在起动开关处于接通状态时，ECU接受到第一个凸轮轴位置传感器信号（Ne信号）后，接收到第一个曲轴位置传感器信号（G信号）时，开始进行起动时的异步喷油。（1）起动时异步喷油正时控制为了改善加速性能，ECU根据节气门位置传感器中怠速信号从接通到断开时，增加依次固定量的喷油。（2）加速时异步喷油正时控制目的：使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的喷油量，以提高发动机的经济性和降低排放污染。1.起动时的同步喷油量控制2.起动后的同步喷油量控制3.异步喷油量控制二、喷油量的控制•在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA（起动）档时，喷油时间的确定见左图，ECU根据冷却液传感器信号（THW信号）和冷却液温度——喷油时间确定基本喷油时间，根据进气温度传感器（THA信号）对喷油时间作修正（延长或缩短）。然后在根据蓄电池电压适当延长喷油时间，以实现喷油量的进一步的修正，即电压修正。1.起动时的同步喷油量控制D型根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定基本喷油时间；L型根据发动机转速信号和空气流量计信号确定基本喷油时间。同时,还必须根据各种传感器输送来的各种运行工况信息，对基本喷油量时间进行修正。喷油持续时间=基本喷油持续时间×喷油修正系数+电压修正2.起动后的同步喷油量控制下一页1.起动后加浓修正2.暖机加浓修正3.进气温度修正4.大负荷工况喷油量修正5.过渡工况喷油量修正6.怠速稳定性修正发动机起动和加速时的异步喷油量是固定，各气缸喷油器以一个固定的喷油持续时间，同时向各气缸增加一次喷油。3.异步喷油量控制减速断油控制——当汽车减速时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低碳氢化合物及一氧化碳的排放量。限速断油控制——加速时，发动机超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU将切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速。三、燃油停供控制当点火开关打开或发动机熄灭后，电控燃油喷射系统中的燃油泵一般预先或延迟工作2～3S，以保证燃油系统必须的油压。在发动机起动过程和运转过程中，燃油泵应保持正常工作。打开点火开关但不起动发动机，或关闭点火开关后，应适时切断燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作。四、燃油泵控制一、空气供给系统二、燃油供给系三、控制系统第三节电控燃油喷射系统的组成与基本原理功用：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。工作原理如图一、空气供给系统功用：供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据电脑指令喷油。工作原理如图二、燃油供给系ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，在根据其他传感器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，使喷油器喷油或断油。三、控制系统第四节空气供给系统主要元件的构造与检修一、空气供给系统元件位置二、空气供给系统基本元件的构造三、空气供给系的检修1.D型EFI空气供给系2.L型EFI空气供给系一、空气供给系统元件位置电控燃油喷射发动机空气供给系统基本相同，主要组成元件包括空气滤清器、节气门体和进气管。1.Ｄ型ＥＦＩ空气供给系1、空气滤清器2、稳压箱3、节气门体4、进气控制阀5、进气室6、真空罐7、电磁真空阀8、真空驱动器9、怠速控制阀D型喷射系统由于没有空气流量计，其进气系统结构简单，应用比较广泛。2.Ｌ型ＥＦＩ空气供给系1、空气滤清器2、空气流量计3、进气连接管4、节气门体4、进气室L型喷射系统对空气量的测量更精确，应用也比较广泛。二．空气供给系统基本元件的构造1.空气滤清器2.节气门体3.进气管用于滤除空气中的灰尘，一般都为纸质滤心，其结构与普通发动机上相同。1.空气滤清器2.节气门体功能：节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。组成：主要由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器D型多点喷射系统节气门体L型多点喷射系统节气门体单点喷射系统节气门体1、节气门衬垫2节气门限螺钉3、螺钉孔护套4、节气门体5、加热水管6、节气门位置传感器7、螺钉8、怠速控制阀9、O形密封圈10、螺钉D型多点喷射系统节气门体如图所示为韩国大宇王子／超级沙龙轿车D型多点喷射系统的节气门体。1、空气流量计2、怠速控制阀3、节气门位置传感器L型多点喷射系统节气门体如图所示为美国通用鲁米娜（LUMNA）3.8L旅行车带空气流量计的节气门体。1、进油管接头2、喷油器3、燃油压力调节器4、回油接头5、怠速控制阀6、节气门位置传感器7、真空管接头8、活性炭管接头单点喷射系统节气门体如图所示为韩国大宇希望（ESPERO）和赛手（RACER）轿车单点燃油喷射系统的节气门体。管接头7和8用于燃油蒸发排放控制系统。3.进气管在多点电控燃油喷射式发动机上，为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和进气歧管的形状、容积都有严格的要求，每个气缸必须一个单独的进气歧管。有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体，有些则是分开制造再用螺栓连接。三、空气供给系的检修维修时应注意进行以下检查：（1）检查空气滤清器滤心是否赃污，必要时用压缩空气吹净或更换；（2）进气系统漏气对电控燃油喷射发动机的影响比对化油器式发动机的影响大。检查各连接部位应连接可靠，密封垫应完好；（3）检查节气门内腔的积垢和积胶情况，必要时用清洗剂进行清洗。注意：绝对不能用砂纸和刀片清理积垢和积胶。一、燃油供给系的组成二、电动燃油泵三、燃油滤清器四、脉冲阻尼器五、燃油压力调节器六、燃油供给系的检修第五节燃油供给系统主要元件的构造与维修由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、脉动阻尼器及油管组成。如下图：压力调节器汽油滤清器油箱燃油分配管一、燃油供给系统元件位置二、电动燃油泵1.电动燃油泵的类型2.电动燃油泵的构造（1）涡轮式电动燃油泵（2）滚拄式电动燃油泵3.电动燃油泵的控制（1）ECU控制的燃油泵控制电路（2）燃油泵开关控制的燃油泵控制（3）燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路4.燃油泵的就车检查5.燃油泵的拆装与检测按安装位置不同分为：1）、内置式——安装在油箱中，具有噪声小、不易产生气阻、不易泄漏、管路安装简单。2）、外置式——串接在油箱外部的输油管路中，易布置、安装自由大，单噪声大，易产生气阻。按电动燃油泵的结构不同分为：1）、涡轮式2）、滚柱式3）、转子式4）、侧槽式。1.电动燃油泵的类型（1）涡轮式电动燃油泵结构：主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀组成。原理：油泵电动机通电时，电动机驱动涡轮泵叶片旋转，由于离心力的作用，使叶轮周围小槽内的叶片贴紧泵壳，将燃油从进油室带往出油室。由于进油室的燃油不断增多，形成一定的真空度，将燃油从进油口吸入；而出油室燃油不断增多，燃油压力升高，当达到一定值时，顶开出油阀出油口输出。出油阀在油泵不工作时阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的压力，便于下次起动。如图优点：泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等优点。此外，由于不需要消声器所以可以小型化，因此广泛的应用在轿车上。如捷达、本田雅阁2.电动燃油泵的构造1.结构：主要由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、出油阀、卸压阀等组成。2.原理：如图，当转子旋转时，位于转子槽内的滚柱在离心力的作用下，紧压在泵体内表面上，对周围起密封作用，在相邻两个滚柱之间形成工作腔。在燃油泵运转过程中，工作腔转过出油口后，其容积不断增大，形成一定的真空度,当转到与进油口