电控汽油喷射系统.ppt

电控汽油喷射系统简称EFI，是英文ElectronicFuelInjection首字母的缩写，就是用计算机控制的汽油喷射系统。,第一节电控汽油喷射的优点,（1）进气系统无喉管和预热的影响；无流动损失和调头换向、抢气的影响；无雾化不好，分配不均的影响。（2）充气效率好、燃烧条件好、热效率好。（3）利用电脑ECU计量控制，均匀点喷，随机修正，能使空燃比控制在14.7最佳区域内。（4）获得了“动力性”。“经济性”、“净化性”三丰收：动力性提高了15%20%；油耗降低了5%10%；净化性提高了20%以上（CO1%；HC100ppm）。,（5）开环控制和闭环控制相结合，改善了使用性能：即冷起动性能、热起动性能、加速性能、急减速断油、防污染性能、负荷自调性能、防止不熄火性能等。（6）扩大了控制功能，增加了自诊功能：如电控巡航系统、失效保护功能、备用系统投入功能，故障报警、存储和自诊功能。（7）减少了发动机油路和电路的故障率：因其关键部件是电脑ECU，10万公里的故障率仅为1/1000。其电元件制造精密、可靠性好。如使用维护合理，故障率远小于化油器式燃料系和点火系统。,第二节电控喷射系统的分类,一、按喷射部位分（1）多点喷射（MPI）又叫“分缸喷射”，每缸一个喷油器，是将燃油喷射在各缸进气门外侧的气道中，可燃混合气在此初步形成。,（2）单点喷射（TBI或SPI）是利用一个或两个喷油器，将燃油间歇地按进气顺序喷射在节气门体的混合室中，可燃混合气初步形成，再经进气支管分配到各汽缸中。类似化油器式供油方式，又称“节气门体喷射系统”。,二、按喷油器的组合方式分,（1）同时喷射多用于四缸机或多缸机备用系统，4个喷油器并联。ECU用一个大功率三极管控制，根据点火喷油信号，一个工作循环喷油两次，又叫“半油量喷射”。点火喷油是程序控制，两次点火，喷油一次。目的是防止燃油过量存储，汽化程度有异，造成各缸分配不均，燃烧不完全。,（2）分组喷射多用于六缸机或八缸机。六缸机、3、5缸为一组；、缸为另一组，每组用一个大功率三极管控制；也可分三组，交替喷油。分组喷射也是一个工作循环喷油两次，三次点火产生一次喷油脉冲。（3）顺序喷射又称独立喷射。是按进气顺序进行间歇喷射，多用于单点式喷射或多点式喷射系统。如四缸机间隔180曲轴转角喷油一次。这样，大功率三极管的数量与喷油器相等，点火系统中需有同步信号发生器IGD，以便确认一缸点火、喷油的曲轴位置，据此按顺序导通各缸喷油器。,三、按控制方式分,（1）压力型（D型）以进气管内压力的高低计量，来控制喷油量的多少。它的压力传感器MAP装在节气门后方的进气管上。MAP多为压敏电阻型，安装位置因车而异，其连接软管应在节气门的后方，以便使进气管的负压px传入它的真空室中，有的车是直接固定在进气主管上，避免软管漏气故障。,（2）热线型（型）是以热线的冷热变化，感知空气流量的多少，用其补偿电流值的大小，来度量喷油量的多少。流量计AFS装在节气门的前方，白金热线或热膜装在一个取样管中。它不受海拔高度的影响，计量准确。,（3）卡门涡流型（D）型在进气管中节气门前方装一涡流发生体，涡流串的大小与流速、流量成正比。利用超声波信号发生器产生超声波，并通过涡流区，以接收器采集的变化了的声波相位差值（Hz）作为度量值，决定喷油量的多少。,第三节电控喷射系统的组成,电控喷射系统是由供油系统、进气系统、控制系统和点火系统四大部分组成。,一、多点喷射的电控喷射系统,（1）供油系统由油箱、油泵、滤油器、油压调节器、分配管、喷油器等组成。完成供油、滤油、调压、喷油任务。（2）进气系统由空气滤清器、进气主管、节气门、怠速旁通道、怠速空气调节器IAC组成。如系L型，在节气门前方装有空气流量计AFS。完成滤清、计量、调节和均匀分配任务。（3）控制系统由电脑ECU、EFI主继电器、10个传感器和10个执行元件组成，具有10项功能。完成最佳的喷油和点火随机控制。（4）点火系统由信号发生器、点火器、点火线圈、分电器等组成，完成最佳的点火控制，它又分有分电器式和无分电器式（直接点火式）两种形式。,二、控制系统的功能,10个传感器、10个执行元件、10项功能：,三、单点喷射（节气门体）的电控喷射系统,它是将一个或两个电磁喷油器安装在单腔或双腔节气门体上方，将燃油喷入大喉管的进气流中，再由各缸的进气管分配到各汽缸中。,第四节各种电元件和传感器的原理、检测与维修,一、电动汽油泵电动汽油泵多装在油箱内的液面以下或油箱外面的底部，淹没在汽油中，隔绝了空气，又因汽油为绝缘物质，无着火的危险。其目的是为了抽油、排气、防止热气阻的产生。,二、汽油滤清器,汽油滤清器用来滤去汽油中杂质。行驶1.5万km定期更换。汽油滤清器为内压式纸质滤芯，双层袋状卷筒，套在芯管上，有1216圈，袋口在进油端，袋底在出油端。其滤清面积远大于外压式波折状滤芯，滤清面积达1500c，过滤面积增大40倍，供油畅通。它对安装方向有严格要求，要防止挤扁滤芯，造成供油不畅，或对油泵造成过大负载，绕组发热，丧失泵油能力。实践证明：如果接反管口，过滤面积将减少1000倍。,三、脉动衰减器,燃油分配管进口处或油泵处的出油口设有脉动衰减器。利用其膜片和弹簧的变形，使容积随压力的大小而变化，缓和、衰减分配管内油压的脉动。,四、油压调节器,它安装在燃油分配管的一端，用油道连通。其作用是保证各工况下分配管内油压与进气管内压力差保持恒定，一般为250kPa。,五、喷油器（INJ）,1.作用在恒压下定时喷油、定时断油，提高雾化质量，改善燃烧条件。2.构造和原理它由壳体、绕组、针阀、复位弹簧、喷嘴等组成。其喷嘴形式有单孔、双孔、多孔之分。其关断阀门的形式有针阀式、球阀式、平阀式。功能各异，不能互换使用。,它受ECU喷油电路控制，根据IGT/NE传感器信号，输出电流脉冲，使大功率三极管Tr导通或截止。回路导通时，绕组磁化，产生磁吸力，当超过复位弹簧和油压的合力时，将针阀吸起而喷油。当Tr管截止时，回路被切断，针阀关闭而停止喷油。Tr管反应速度快，寿命长，通断速度可达1000次/s以上。可见，Tr管基极电流的通断时间，也就是喷油时间的长短。,六、空气流量计（AFS）,空气流量计（AFS）通过计量流入汽缸空气的多少，来控制喷油量的多少。有热线式（热膜式）（LH式）、卡门涡流式（LD式）等三种形式。,七、进气压力传感器（MAP）,D型喷射系统用进气压力传感器（MAP）来度量进气量多少。转换为电压信号给ECM，来决定喷油多少。MAP用软管与进气管连接，或直接装于进气管上。尺寸小、测量精度高、响应性好。,八、怠速空气调节器（IAC）,怠速工况只克服发动机的内部阻力，无功率输出。因发动机的运行条件是变化的，怠速运转时的喷油量和空气量的多少应随机调节，目的是保持怠速时空燃比（A/F）的稳定值和排放值。所谓“运行条件”是指：怠速运转时的冷却液温度、进气温度、汽化条件、燃烧条件、摩擦损失、燃油品质、额外负荷等因素的变化。电脑据此改变修正喷油量的多少，IAC随机调节怠速空气量多少，“伺服电动机”由此得名。,怠速空气调节器的形式：,1.体外直推式利用正反转步进电动机的转动，通过推杆长度的变化，调整节气门在怠速时开度的大小。因有节气门复位扭簧的存在，它的推力要大（减速、增扭、增推），对控制速度变化的响应性较差，且因节气门“节流特性”影响，怠速时进气量变化率较大，A/F稳定性较差，需有特殊完善措施（如捷达车IAC）。,2.旁通气道式利用平阀、锥阀、转阀调节怠速旁通道的大小或开启时间的长短。因对阀驱动方法的不同，又分为石蜡式、电磁阀式、步进电动式等多种结构。,步进电动机式怠速空气调节器,步进电动机式怠速阀用来调节怠速旁通道的通气断面大小，调节范围较宽。为此，不再设置快怠速阀。它根据冷却液温度信号、进气温度信号、额外负荷信号的高低和大小，有0125个调节步级，步数与进气量呈线性关系。,九、节气门位置传感器（TPS）,节气门位置传感器反映节气门开度的大小和动作的快慢，通过电脑ECU感知负荷大小和工况变化的输入信号。它是怠速控制、点火提前角控制、起步加速控制、急加速控制、异步喷射、急减速控制、断油及清缸控制及自动变速器换挡控制的主要信号。,十、冷却液温度传感器(CTS)和进气温度传感器(ATS),1.作用使喷油量随温度自动地成反比变化。2.构造和原理它由壳体、传热材料、热敏电阻NTC组成。温度升高电阻值明显降低；温度降低电阻值明显升高。温度、电阻、电压、喷油量；温度、电阻、电压、喷油量。,十一、氧传感器（O2S）,1.作用监控废气中氧含量多少和燃烧情况的好坏，用电压信号反馈给电脑ECU，处理后发出新的喷油指令，使空燃比控制在14.7这一最佳状态，它是属于有反馈功能的闭环控制系统。,2.二氧化锆（ZrO2）氧传感器的构造和原理由二氧化锆（ZrO2）陶瓷体制成，外罩保护套，锆管内外表面涂有铂催化剂层，作为电极。内侧通大气，氧浓度高；外侧通废气，氧浓度低，氧离子的浓度不平衡时产生移动，产生感生电压输出到ECU。3.二氧化钛（TiO2）氧传感器的构造和原理其钛片为“嗅敏电阻”，随氧含量而突变。输入端加上5V基准电压，输出端即产生05V随动电压。其体积小、电压变化幅度宽、反馈控制能力大、抗污染和抗干扰能力强。,十二、转速传感器(SP)、点火正时传感器(IGT)、曲轴位置传感器(NE)和车速传感器(VSS),该类传感器的构造和原理相同，因安装位置不同，显示的相关参数各异。常用的结构形式有磁电式、霍尔式、光电式、笛簧管式。1.作用（1）转速传感器（SP）产生曲轴转速和转角信号，控制空燃比和点火导通时间（闭合角），它是发动机工况的基本信号，是ECU逻辑电路中主要参数之一。,（2）点火正时传感器（IGT）和曲轴位置传感器（NE）感测上止点信号，控制正确的点火和喷油开始时间。计算机点火和喷油系统两者合一，由程序控制，分类处理各自的信号。只要点火正时正确，喷油正时就正确，它是利用点火确认信号IGF的反馈，实现程序控制。这样，IGF、NE和SP就成为一体式传感器。（3）车速传感器（VSS）提供车速快慢信号。ECU根据SP信号、TPS信号、VSS信号，具备了逻辑分析能力。减速时自动减少喷油量或断油；经济车速时（80100km/h）为稀混合气（A/F=1618）；加速时自动增加喷油量。,2.安装位置SP、IGT/NE多装在分电器轴上或曲轴的前端或后端飞轮上，有的装在凸轮轴的前端。VSS多装在变速器的输出轴上。3.磁电式传感器SP、IGT/NE、VSS的信号发生器又叫“交变脉冲信号发生器”。,4.霍尔式传感器霍尔信号发生器是由永久磁铁、半导体霍尔片、触发叶轮（隔磁转盘）、控制电路等组成。其叶轮上的叶片和窗孔的数目，决定于汽缸数或通断次数。霍尔片和输入电流方向垂直于磁场安装。单位时间霍尔电压的变化次数，可反映曲轴或变速器输出轴的转速；又可通断起开关作用，控制三极管，使点火线圈的初级线圈通断。,5.光电式传感器由两个红外线发光二极管LED和两个光敏三极管PD、转盘和控制电路组成。LED在转盘的上方，PD在转盘下方，都在分电器中。转盘又叫“遮光盘”，随驱动轴转动。遮光盘外圈的照射孔产生转速信号SP，内圈的照射孔产生点火和喷油信号IGT/NE，其数目的多少决定于缸数。1缸的照射孔最大，产生的信号最强，该信号又叫1缸上止点位置辨认信号IGD（判缸信号），它是顺序喷射的关键信号。,十三、爆震传感器（KNK）,发动机的压缩比较高，因燃油品质、使用条件和点火性能的改变，有时会发生爆震。爆震是一种不正常燃烧，产生有害的强压力波，发动机功率会下降，油耗也会增加，严重时缸内机件会导致加速损坏。爆震传感器是在出现爆震时，用压电元件将气缸中的异常振动，转换为电压信号输出，通过ECU使点火时间瞬时推迟，从而防止了爆震危害，提高了点火系统的自适应能力。,十四、废气再循环装置（EGR）,将废气的6%15%引入汽缸，由于废气中含有水分、CO2和惰性气体N2，稀释了混合气体的氧浓度，使最高燃烧温度降低，减少了NOx的生成量。EGR阀和三元催化转换器相配合，使CO、HC、NOx“三害气体”还原为CO2、H2O、N2，净化了生存环境。,十五、燃油蒸发控制系统（炭罐系统）,油箱是闭式结构，燃油蒸气经蒸气放出阀存入活性炭罐。当节气门进入中小负荷工况时，将油蒸气吸入进气管，是对能源的回收利用。炭罐受电磁阀VSV控制，冷却液温度达60以上时，ECM将VSV阀导通，使油蒸气在中小负荷工况投入工作。,十六、三元催化转换器,三元催化转换器由外壳、保温层、催化反应芯（载体）组成。催化反应芯为蜂窝状，用陶瓷或稀土制成，为薄壁多孔平行小通道，通道用微孔排列，加大了废气分散力度，载体上涂有稀贵金属催化剂（铂Pt、铑Pb、钯Rh）。此外，有的车用铂、铑、钯制成金属网状载体。,第五节计算机控制的点火系统,点火系统是电喷系统共控网络的一部分。ROM存储器中存储了几百个工况点火和喷油的控制点和修正量，其中的转速、负荷、进气量、冷却液温度信号是主要参数，制成具有“立体三维点火特性”的参数表格，也包括了最佳点火提前角和闭合角的