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1、CHAPTER 3.3 （2）连续喷射和间断喷射连续喷射：发动机在工作过程中喷油器持续喷射。通过控制燃料测量截面积大小的变化来改变供油量。仅限于进气管喷射。K-Jetronic系统间断喷射：喷射仅在发动机工作循环中的某一段或几段时间内进行，通过控制每次的持续喷油时间来控制喷油量，可用于进气管内喷射和缸内喷射 第1页/共36页2、控制方式（1）开环控制 利用MAP图进行控制，特点是只受发动机运行工况参数变化的控制，并按事先设定在计算机中的控制规律工作。结构简单、响应快，控制精度依赖于MAP图精度。当发动机参数变化时，影响控制精度。（2）闭环控制 利用氧传感器的反馈信号，修正喷油量，使空燃比保持在

2、设定值的附近。特点：空燃比控制精度高，可消除产品差异和磨损等引起的性能变化，工作稳定性好，结构及控制复杂，成本高。（3）控制目标 理论空燃比控制。 将空燃比控制在理论空燃比14.7:1附近。 稀薄燃烧系统控制。 丰田公司1984年开发，基准空燃比为21.5:13、空气量的检测方法（1）直接测量法（质量流量方式） 质量流量方式的电子控制汽油喷射系统（2）间接测量法 速度密度方式（转速和进气管绝对压力，推算每个循环的空气量）和节流速度方式（节气门开度和发动机转速，推算空气量）CHAPTER 3.3第2页/共36页CHAPTER 3.3二、电子控制汽油喷射的燃料与空气系统1、空气系统作用：控制并测量

3、汽油机燃烧所需的空气量。质量流量方式（空气流量计）和速度密度方式（压力传感器）。 进气系统除用节气门完成空气量调整外，还通过空气阀或怠速执行器提供暖机怠速时所需的空气量。 第3页/共36页CHAPTER 3.3MPI：每缸一个喷油器，不存在各缸混合气不均匀问题，进气管设计仅考虑具有最大的充气量。SPI：存在混合气再分配问题，进气管的设计应着重考虑混合气向各缸分配的均匀性 第4页/共36页CHAPTER 3.32、燃料系统（1）系统概述作用：向汽缸提供燃烧时所需的汽油量。MPISPI第5页/共36页（2）电动燃油泵功能：在规定的压力下供给系统足够的燃油。分类：安装形式：箱内安装式和箱外安装式CH

4、APTER 3.3第6页/共36页CHAPTER 3.3串联级数：单级泵和两级泵第7页/共36页电动燃油泵典型结构涡轮泵涡轮泵：燃油泵和直流电机构成。安全阀和单向阀：燃油泵和直流电机构成。安全阀和单向阀滚柱泵滚柱泵：每转一转排出的燃油都要产生和滚柱数目对应的：每转一转排出的燃油都要产生和滚柱数目对应的压力脉动，设置了消振器压力脉动，设置了消振器CHAPTER 3.3滚柱泵滚柱泵第8页/共36页CHAPTER 3.3热燃油输送由于汽油的挥发性，高温时易产生气阻。措施：在系统中采用两个泵（油箱内的低压泵和油箱外的主输油泵），有效价格昂贵 两级泵，低压泵用于分离蒸汽（均用侧槽泵），主输油泵用于提高压

5、力（正排量泵或涡轮泵），两泵在电动输油泵内用同一电极驱动第9页/共36页CHAPTER 3.3油泵的控制两种方式：开关控制型（速度密度型和质量流量型不同） 转速控制型（大排量，尤其是增压发动机）第10页/共36页CHAPTER 3.3（3）压力调节器功能：保持燃油压力与进气管压力之间的压力差不变，使喷油器喷出的油量仅取决于ECU所控制的喷油时间。其调节量通常为0.0250.03MPa.压力调节器第11页/共36页CHAPTER 3.3三、汽油喷射控制系统的组成及工作过程作用：根据发动机运转工况和车辆运行状况确定最佳喷油量，并控制喷油器喷油。组成：传感器、ECU、执行机构 另外：电源开关继电器（

6、主继电器）、电路断开继电器（控制燃油泵接通的继电器）等各类继电器，以及控制冷启动喷油器的热定时开关。第12页/共36页第13页/共36页1、传感器（1 1）空气流量计）空气流量计 用于质量流量方式的电子控制汽油喷射系统。有叶片式空气流量计、卡门涡旋式空气流量计和热式空气流量计（热线式和热膜式）三种叶片式空气流量计（风门式空气流量计）叶片式空气流量计（风门式空气流量计）原理：空气流动产生的压力差将叶片推开。电位器：检测叶片转动角度补偿片和阻尼室：保证气流脉动和进气量急剧变化时稳定工作进气温度传感器：进行空气体积流量的温度修正。旁通调整螺钉：对空气流量计的输出特性进行微调CHAPTER 3.3第1

7、4页/共36页卡门涡旋式空气流量计卡门涡旋式空气流量计原理：计算涡流发生器后产生的卡门涡旋数测定空气流量 空气流速v=d/Stv=d/St* *f f涡旋频率检测方式：反光镜检测方式和超声波检测方式测量的是体积流量，也需要进行温度修正CHAPTER 3.2卡门涡旋式空气流量计第15页/共36页CHAPTER 3.3热式空气流量计热式空气流量计原理：利用发热体和空气之间的热传递现象测量空气流量空气流量检测方式：主流道检测方式和旁通道检测方式热式空气流量计测量的是空气的质量流量，无需进行密度修正热膜式空气流量传感器第16页/共36页CHAPTER 3.3（2 2）压力传感器）压力传感器 用于速度密

8、度方式的电子控制汽油喷射系统。另外也用于对大气压力变化进行补偿。普遍采用的是半导体压敏电阻式压力传感器构造：压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路（ICIC）构成。压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。（3 3）水温传感器）水温传感器 用于检测发动机冷却水温度。常用的是半导体热敏电阻，有NTCNTC（负温度系数）和PTCPTC（正温度系数）两种水温传感器第17页/共36页CHAPTER 3.3（4 4）进气温度传感器）进气温度传感器 用于检测发动机的进气温度，与水温传感器原理相同。速度密度式安装在稳压箱，质量流量方式安装在空气流量测量部位。（5 5）发动机转速和曲轴位置

9、传感器）发动机转速和曲轴位置传感器 用于计算每个循环吸入的空气量和喷油正时（6 6）节气门位置传感器）节气门位置传感器 用于检测节气门的开度。有两种形式：线性节气门位置传感器和触点式节气门位置传感器。线性节气门位置传感器第18页/共36页CHAPTER 3.3触点式节气门位置传感器：可动触点、功率触点和怠速触点。部分有加速触点L1L3L1L3（检测发动机的加速状况）触点式节气门位置传感器第19页/共36页CHAPTER 3.3（7 7）氧传感器）氧传感器 用于空燃比的闭环控制。有两种类型：氧化锆氧传感器和二氧化钛氧传感器。氧化锆氧传感器（目前应用最多）原理：氧化锆在高温下，如果内外侧的氧浓度差

10、较大时，就会产生电动势。内外两侧金属铂涂层作为电极，起催化作用，使排气中的氧与COCO和HCHC发生反应，减少排气中的氧浓度，增大内外侧氧浓度差，提高电动势。加热器：在暖机、怠速或长时间减速运转而致温度较低时，保证氧传感器的正常工作温度。氧传感器第20页/共36页CHAPTER 3.3二氧化钛氧传感器原理：二氧化钛是一种在常温下具有高电阻的半导体。但一旦氧气不足，其晶格便出现缺陷，从而使电阻降低。空燃比较稀的排气中，氧气分压高，晶格缺陷少，产生的导电电子少，传感器的电阻高；反之，电阻大大降低。利用传感器的电阻变化就可以测得空燃比的偏离差值。特点：也需加热，结构简单、轻巧、便宜，抗铅污染力强。电

11、阻随温度变化大，需要加温度修正回路。第21页/共36页CHAPTER 3.32、主要执行元件-喷油器功用：根据ECU发出的信号，喷出相应数量的燃油并使之雾化（1 1）喷油器的类型）喷油器的类型供油方式：上部给料方式、下部给料方式喷口形式：针阀型（喷嘴不易堵）、孔型（雾化好）喷油器阻值：低阻型喷油器（2323 ）、高阻型喷油器（13161316 ）喷油器用途：多点喷射用喷油器、单点喷射用喷油器第22页/共36页CHAPTER 3.3（2 2）喷油器的基本工作原理）喷油器的基本工作原理（3 3）喷油器的工作过程）喷油器的工作过程喷油器工作原理第23页/共36页（4 4）喷油器的主要性能参数）喷油器

12、的主要性能参数静态流量：在规定压力下，使针阀保持在最大行程位置时，单位时间所喷射的燃油量。动态流量：某一通电时间的喷射量。喷射量范围：最小通电时间（一般为1.21.8ms）对应最小喷射量。最大通电时间指喷射周期为10ms时，喷油器能达到的最大通电时间（由于滞后，少于10ms），最大通电时间对应的喷射量为最大喷射量。动态流量范围：指喷射周期为10ms时，最大喷射量与最小喷射量之比。CHAPTER 3.3第24页/共36页CHAPTER 3.3（5 5）喷油器驱动电路）喷油器驱动电路 两种：电流驱动型电路和电压驱动型电路电流驱动型电路 用于不带附加电阻的低阻型喷油器。通过ECUECU中的晶体管对流

13、过喷油器线圈的电流进行控制。电压驱动型电路 用于高阻型喷油器和带有附加电阻的低阻型喷油器。第25页/共36页CHAPTER 3.3四、汽油喷射量的控制策略 汽油喷射量的控制通过控制喷油器的喷射持续时间，即喷油脉宽 有两种喷油定时：同步喷射（在固定的曲轴转角）和异步喷射（与曲轴转角无关）1 1、同步喷射与异步喷射、同步喷射与异步喷射同步喷射：在每个工作循环都以相同的规律进行喷射，是基本的喷油量控制模式，在所有工况下均要进行同步喷射。MPI，喷射可以是一个工作循环1次、2次或多次；SPI，喷射方式与各缸进气同步，如4缸，每180CA至少喷射一次。异步喷射：加速工况或怠速向小负荷过度工况执行，以适应

14、空气量的变化，是同步喷射的补充。第26页/共36页CHAPTER 3.32、同步喷射时间的计算方法除启动工况外，同步喷射的计算方法为： T1=TPFC+TV其中T1汽油喷射时间；TP基本喷油时间；FC修正系数；TV无效喷油时间（1 1）基本喷射时间的计算）基本喷射时间的计算质量流量方式：T TP P=K=KGn/(A/F) G进气质量 n发动机转速 (A/F)目标空燃比 K与喷油器流量特性、喷射方式和缸数有关的常数。 热式空气流量计输出反映的就是质量流量，叶片式和卡门涡旋式需修正 T TP P=K=KQn/(A/F)KTKP其中：Q体积流量；KT-温度修正系数；KP大气压力修正系数速度密度方式

15、：进气管空气密度： =1/gP/(RT)其中P进气管绝对压力（KPa）；T绝对温度（K）；R气体常数 汽缸内空气密度：汽缸内空气密度： = v其中汽缸内空气密度； v发动机容积效率 第27页/共36页CHAPTER 3.3则一个进气行程中充入汽缸的空气质量为 G= VCv 其中：VC汽缸容积。有 G= p/(RT)VCv 由于v是发动机转速、配气相位、排气管压力、废气再循环等多种参数的复杂函数，无法直接测量，基本喷油时间通常都采用三维MAP图确定。启动工况基本喷油时间确定 启动工况：启动开关接通，转速低于400r/min400r/min时。 基本喷油时间根据冷却水温度确定第28页/共36页CH

16、APTER 3.3（2 2）基本喷射时间的修正计算）基本喷射时间的修正计算进气温度修正： 2020C C作为标准进气温度，ECUECU根据高低增加或减少喷油量大气压力修正： 标准大气压作为基准。低，减少喷油量；高，增加喷油量第29页/共36页CHAPTER 3.3（3 3）与工况匹配的燃油修正计算）与工况匹配的燃油修正计算启动加浓：保证低温下顺利启动 两种途径：基本喷油时间延长和冷启动喷油器（喷油时间由热定时开关控制）第30页/共36页CHAPTER 3.3（3 3）与工况匹配的燃油修正计算）与工况匹配的燃油修正计算启动后加浓：补偿冷态的雾化不良和提高扭矩，保证稳定运行暖机加浓：补偿冷机时燃油

17、与空气混合不充分第31页/共36页CHAPTER 3.3（3 3）与工况匹配的燃油修正计算）与工况匹配的燃油修正计算大负荷加浓：保证输出最大的扭矩。大负荷工况根据节气门位置传感器信号确定。增加的喷油量为正常喷油量的2030%2030%。加速时的燃料修正系数： 加速加浓控制有两方面：对同步喷射的喷射时间进行加浓修正和进行附加的异步喷射。 加浓修正系数由两项组成：F FACAC=F=FDL1DL1F FTHW1THW1其中F FDL1DL1负荷变化修正系数； F FTHW1THW1冷却水温度修正系数 减速修正系数由两项组成：F FDCDC=F=FDL2DL2F FTHW2THW2 第32页/共36

18、页CHAPTER 3.3（3 3）与工况匹配的燃油修正计算）与工况匹配的燃油修正计算怠速稳定性修正：速度密度式电子控制燃油喷射系统，进气管压力变化相对转速变化存在滞后。节流阀下的进气管容积越大，怠速时转速越低，滞后时间越长。转速上升时，进气管压力降低滞后，造成喷油量的减少滞后，结果转速上升，扭矩也上升，转速下降，扭矩减少，使怠速不稳定。 修正系数KnKn与转速成反比。空燃比修正：第33页/共36页CHAPTER 3.3 为避免催化剂过热和保证发动机良好的性能，以下情况不进行闭环控制：发动机启动期间；启动后加浓期间；高速和大负荷期间；冷却水温度低于规定值时；断油状态；氧传感器有异常怠速后加浓修正系数：怠速触点断开后（汽车起步），进入汽缸的空气量迅速增加，而节气门开度绝对值尚小，为此加浓混合气，提高扭矩输出，以便平