电控汽油喷射系统概述ppt课件

1、电喷发动机控制系统电喷发动机控制系统第一章第一章 电控汽油放射系统概述电控汽油放射系统概述 电子燃油放射Electronic Fuel Injection简称EFI，主要运用在汽油发动机上，通常称为电控汽油放射系统。 第一节第一节 电控汽油放射系统的产生和开展电控汽油放射系统的产生和开展 汽车的发明给人类带来极大的便利，但也带来一系列的问题，主要表如今环境污染和能源耗费两方面。为了同时处理汽车发动机的排气净化和经济性两大难题，满足趋于苛刻的法规，汽车工程师将电子计算机技术与燃油放射技术相结合，由此而诞生了电控汽油放射系统。如今，电控汽油放射系统已越来越多地装上了汽车，并且正在逐渐取代传统的化油

2、器。 对电控汽油放射系统的诞生做出最大奉献的要数德国波许(Bosch)公司。波许公司于1912年就开场研讨汽油放射系统。 1937年波许公司采用机械方式来控制可燃混合气的配制，初次在航空发动机上运用了汽油放射系统。 1952年，波许公司将汽油放射系统从飞机“移植到汽车上，将其配备在飞驰300SL型轿车上。 l953年，美国本迪克斯(Bendix)公司开发研讨电控汽油放射系统，并于1957年开发出E1ectrojactor电控汽油放射系统。 1962年，波许公司从本迪克斯公司购买了电控汽油放射系统的专利、并在其根底上加以研讨，改良后于1967年推出波许D型电控汽油放射系统，称为DJectroni

3、c System。这是第一个适用型的电控汽油放射系统，最先配备在群众汽车公司的VW1600型轿车上，开创了电控汽油放射的新时代，继而在欧洲各大汽车厂获得推行。 1973年，波许公司开发并推出了波许L型电控汽油放射系统(L-jetronic System)， 20世纪70年代，单片微处置器被运用到汽车上，除了用于控制点火系统和汽油放射系统外，还很快扩展到了废气再循环(EGRExhaust Gas Recycle)控制、发动机怠速控制等方面。这就产生了一种新的控制系统微处置器(电脑)集中控制系统。 这种类型的系统各家公司都有本人的命名，波许公司命名为Motronic系统，即数字式发动机控制系统；丰

4、田公司命名为TCCS，即丰田电脑控制系统；日产公司命名为ECCS，即日产集中控制系统， 1981年，日立公司和波许公司研制胜利热线式空气流量计，它标志着电控汽油放射系统进气量的检测方式得到了很大的改良。 随后波许公司对K型放射系统又作了进一步改良，于1982年开发出电子控制的机械式延续放射系统(波许KE系统)，在燃油分配器上增设的电液调理器(电子差压阀)，能根据各种不同工况控制燃油量。 第二节电控汽油放射发动机的特点第二节电控汽油放射发动机的特点 一、电控汽油放射系统与化油器的比较 (一)可燃混合气的产生 (图1-1及1-2)一、电控汽油放射系统与化油器的比较 (一)可燃混合气的产生续 一、电

5、控汽油放射系统与化油器的比较续 (二)驾驶性能 1冷车起动时图1-3 2加速时图1-4 3大功率输出时 图1-5二、电控汽油放射系统的优点 与化油器比较，电控汽油放射系统有以下优点： (一)每一个气缸可供应相等的可燃混合气 (二)在发动机各个转速档位均可获得准确的空燃比 (三)节气门角度变化的良好反响 (四)可燃混合气的校正 1低温补偿 2减速燃油切断安装第三节电控汽油放射系统的组成、分类和任务原理 一、电控汽油放射系统的根本组成 电控汽油放射系统由三个子系统组成：燃油系统、进气系统和电控系统。现代的电喷发动机大多采用集中控制系统，因此，发动机控制系统除电控汽油放射系统外还包括点火和废气控制两

6、个系统。(一一)燃油系统燃油系统 燃油系统的功能是向气缸提供熄灭时所需求的汽油量。汽油从油箱内由电动汽油泵吸出，经汽油滤清器后，由油压调理器调整燃油压力，再经输油管分配给各喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据电脑发来的脉冲信号，把适量汽油放射到进气歧管中。 (二二)进气系统进气系统 进气系统为发动机提供构成可燃混合气所必需的空气。空气经空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气歧管进入气缸。在有些电控汽油放射系统中，当加速踏板完全松开时，节气门全闭，发动机在怠速工况下运转时，空气经旁通道直接进入气缸。而有些电控汽油放射系统是经过调整怠速螺钉来调理怠速转速，由辅助空气阀控制冷车快怠速的。绝大多

7、数电控系统是由控制怠速控制阀调整怠速的。(三三)电控系统电控系统 在电控系统中，电脑根据传感器检测到的发动机运转情况和汽车运转工况，确定喷油量，控制喷油器的开启时间。 用以检测发动机工况的传感器有：空气流量计、水温传感器、进气温度传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器等。用以检测车辆运转情况的传感器有：车速传感器、空调开关等。 此外还有以下控制部件：主继电器(电脑电源)、开路继电器(油泵电源)、冷起动喷油器定时开关以及控制供应喷油器电流的电阻器等。(四四)点火系统点火系统 电脑控制点火系统经过曲轴位置传感器(CKP)、凸轮轴位置传感器(CMP)来检测曲轴转速和活塞位置，点火时辰确实定和控制那

8、么由主电脑或点火模块执行。电脑控制点火系统可分为分电清点火系统和直接点火系统两种，而从其控制方式可分为两大方式：1方式一 CKP和CMP信号传送给主电脑(ECU)，由主电脑确定点火正时和控制喷油器(INJ)动作、并同时控制点火模块(ESC)，由点火模块控制点火线圈(COIL)动作。2方式二 CKP和CMP信号传送给点火模块(ESC)，由点火模块确定点火正时并控制点火线圈动作，同时，将信号送到主电脑，提供控制喷油时辰的根据。(五五)废气系统废气系统 汽油发动机的有害排放物包括：因混合气熄灭不完全产生的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)，在高温熄灭中产生的氮氧化合物(NOX)，油箱内汽油蒸发产生

9、的燃油蒸气，曲轴箱漏气等。 常见的减轻排放污染的安装有：曲油箱强迫通风系统、燃油蒸气回收系统、废气再循环系统、三元催化转化器等。其中，曲轴箱强迫通风系统由曲油箱强迫通风阀控制，它可将串入曲油箱的废气更新引入气缸熄灭；三元催化转化器直接安装在排气管中，能使排气中的HC、CO、NOx经催化反响后生成无害的N2、CO2和H2O排入大气；燃油蒸气回收系统可以把汽油箱内燃油蒸气引入气缸熄灭；废气再循环系统把排气管中的废气引入气缸，降低熄灭温度，减少氮氧化合物的生成。 二、电控汽油放射系统的分类 (一一)按喷油的控制方式分类按喷油的控制方式分类 按喷油的控制方式分类，可将汽油放射系统分为机械控制按喷油的控

10、制方式分类，可将汽油放射系统分为机械控制汽油放射系统和电控汽油放射系统。机械放射系统即欧洲汽油放射系统和电控汽油放射系统。机械放射系统即欧洲汽车广泛采用的波许汽车广泛采用的波许K型放射系统，在其根底上开展构成型放射系统，在其根底上开展构成的波许的波许KE型放射系统称为机械电控汽油放射系统。波许型放射系统称为机械电控汽油放射系统。波许KE型放射系统保管了波许型放射系统保管了波许K型系统的根本件，加装了一个型系统的根本件，加装了一个电子液压调整器以控制燃油分配柱塞上下室的不同压力，电子液压调整器以控制燃油分配柱塞上下室的不同压力，使原有系统添加了暖车加浓、加速加浓、全负荷加浓及减使原有系统添加了暖

11、车加浓、加速加浓、全负荷加浓及减速断油等功能。由于最主要的控制功能与速断油等功能。由于最主要的控制功能与K型是一致。所型是一致。所以也可以以为以也可以以为KE型电控汽油放射系统仍属机械控制范畴。型电控汽油放射系统仍属机械控制范畴。电控汽油放射系统是由电脑根据不同工况计算出喷油量后，电控汽油放射系统是由电脑根据不同工况计算出喷油量后，向喷油器发出电信号来控制燃油放射的。向喷油器发出电信号来控制燃油放射的。(二二)按汽油的放射部位分类按汽油的放射部位分类 按汽油放射的部位分类，有缸内放射与进气管放射之分。前身类似于柴油机的燃油放射，由于对喷油器有耐高温、高压的要求，以及发动机设计上喷油器的安装空间

12、等一系列困难，很少采用。现有的电控汽油放射系统都属于进气管放射，它又可分为单点放射系统和多点放射系统。单点放射系统 单点放射系统，简称SPI或SPFI，也称为节气门体放射系统(TBI)。它是将汽油放射在进气总管内。这个部位就是化油器式发动机安装化油器的部位，单点放射系统普通设有一个喷油器，对于缸数较多的机型可设两个喷油器交替任务，这样能减小喷油器的开启次数，延伸喷油器运用寿命。单点放射系统同样存在着与化油器类似的问题各种工况下各缸混合气分配不均匀。但由于单点放射系统在空气和燃油的计量控制方面比化油器要准确、稳定得多，而且本钱较多点放射系统低，所以运用依然很广泛。多点放射系统 多点放射系统(简称

13、MPI)在每一缸装有一只喷油器(安装在各缸进气门前)，因此能保证各缸之间混合气浓度的一致性。由于该系统进气管道仅仅经过空气，而空气的流动性要比汽油颗粒的流动性好，因此进气管可以自在设计，尽量满足发动机最大负荷的要求，以求获得较大的转矩和功率。多点放射系统的性能比单点放射系统好，所以采用的车型多，但MPI比SPI元件多，构造复杂，价钱高。 (三)按空气流量计的构造分类 电控汽油放射系统最主要的传感器是空气流量计，因此人们也常用放射系统所采用的空气流星计的不同构造方式来分类。按空气流量汁的构造，现有的电控汽油放射系统可分为K型、D型、L型三类。K型(包括KE型)放射系统采用进气喉管中的气流感应板作

14、为空气流量汁，它输出的是与进气量成比例的位移信号而不是电信号，加之又与燃油分配器连为一体，故习惯上普通不将它独立地作为空气流量计来分类。现有的空气流量计可分为D型和L型两大类。 三、电控汽油放射系统的任务原理三、电控汽油放射系统的任务原理 在电控汽油放射系统中，喷油器放射到进气歧管中的汽油量，由喷油器喷孔的横断面面积、汽油的放射压力和喷油继续时间来决议。为了便于控制，在实践的喷油控制系统中，喷孔的横断面面积和喷油压力都是恒定的，由此汽油的放射量只取决于喷油继续时间。喷油器的喷孔由电磁阀来开闭，电磁阀的开启时辰(喷油开场时辰)和开启延续时间(喷油继续时间)的长短，由发动机的各种参数确定。即传感器

15、将发动机各种非电量的工况参数(如转速、负荷、发动机冷却水及进气温度、空气流量、曲轴转角、节气门开度等)转变为电信号，并送入发动机电脑，再经电脑转化为适宜的电脉冲信号传到喷油器，控制喷油器翻开时辰及延续时间，使之准确地任务。 电控汽油放射系统的任务过程即是对喷油时间的控制过程。配备电控汽油放射系统的发动机具有良好的动力性、经济性，排放污染大为降低，这都缘于空燃比的准确控制。而这种空燃比的控制是经过对汽油放射时间的控制实现的。详细的过程是，发动机电脑经过进气压力传感器(D型)或空气流量器(L型)的信号汁算出空气质量，并根据计算出的空气质量与目的空燃比进展比较，确定每次熄灭所必需的燃料质量。目的空燃

16、比即实践进入气缸的空气质量和熄灭所需求的燃料比值。根据空气质量和发动机转速计算出的喷油时间称为根本喷油继续时间。目的空燃比是在思索了发动机的动力性、经济性、呼应性、排气净化等之后决议的，它所要求的喷油时间与根本喷油时间有差别，各种传感器检测冷却水温度、进气温度、节气门开度等与发动机工况有关的参数后，对根本喷油继续时间进展修正，确定最正确喷油继续时间，使实践喷油继续时间接近由目的空燃比确定的喷油继续时间。 发动机电脑根据发动机的工况确定最正确喷油继续时间后，假设是根据发动机的任务循环控制燃油放射，那么称为“同步放射。但有一些发动机在起动、急加速等特殊情况时会额外添加喷油量，以保证发动机性能，这类

17、的喷油控制称为“异步放射。(一一)同步放射控制同步放射控制 1起动喷油控制起动喷油控制 在起动时，电脑在起动时，电脑(ECU)根据当时的冷却水温根据当时的冷却水温度来确定根本喷油时间，然后进展进气温度来确定根本喷油时间，然后进展进气温度和蓄电池电压修正，得到起动时的喷油度和蓄电池电压修正，得到起动时的喷油继续时间。继续时间。 2起动后的喷油控制起动后的喷油控制 (1)根本喷油继续时间根本喷油继续时间 D型电喷汽油放射系统的根本喷油继续时间由发型电喷汽油放射系统的根本喷油继续时间由发动机转速信号和进气管绝对压力确定。动机转速信号和进气管绝对压力确定。 L型电控汽油放射系统的根本喷油继续时间由发型

18、电控汽油放射系统的根本喷油继续时间由发动机转速信号和进气量确定。这个根本喷油时间动机转速信号和进气量确定。这个根本喷油时间是实践既定空燃比是实践既定空燃比(普通为实际空燃比普通为实际空燃比A/F14.7)的放射时间。的放射时间。 (2)起动后各工况下喷油量的修正起动后各工况下喷油量的修正 在确定根本喷油时间的同时，电脑由各种传感器在确定根本喷油时间的同时，电脑由各种传感器获得发动机运转工况信息对根本喷油时间进展修获得发动机运转工况信息对根本喷油时间进展修正。正。 起动后加浓：起动后加浓： 暖机加浓：暖机加浓： 大负荷加浓：大负荷加浓： 过渡工况空燃比控制：过渡工况空燃比控制： 3断油控制断油控

19、制 (1)减速断油减速断油 发动机在高速下急减速时，节气门完全封锁，为防止混合发动机在高速下急减速时，节气门完全封锁，为防止混合气过浓、燃料经济性和排放性能变坏、电脑控制喷油器停气过浓、燃料经济性和排放性能变坏、电脑控制喷油器停顿喷油。当发动机转速降到某预定转速之下或节气门重新顿喷油。当发动机转速降到某预定转速之下或节气门重新翻开时，喷油器重新投入任务。翻开时，喷油器重新投入任务。 当冷却水温度低或空调机任务需求添加输出功率时，重新当冷却水温度低或空调机任务需求添加输出功率时，重新恢复喷油时的转速较高。恢复喷油时的转速较高。 (2)发动机超速断油发动机超速断油 为防止发动机超速运转，发动机转速

20、超越额定转速时，电为防止发动机超速运转，发动机转速超越额定转速时，电脑控制喷油器停顿喷油。脑控制喷油器停顿喷油。 (3)汽车超速断油汽车超速断油 某些汽车在运转速度超越限定值时，其电脑会根据节气门某些汽车在运转速度超越限定值时，其电脑会根据节气门位置、发动机转速、冷却水温度、空调开关、停车灯开关位置、发动机转速、冷却水温度、空调开关、停车灯开关及车速信号完成上述断油控制。及车速信号完成上述断油控制。(二二)异步放射控制异步放射控制 1起动喷油控制起动喷油控制 在起动时，电控汽油放射系统为添加额外喷油量，改善发在起动时，电控汽油放射系统为添加额外喷油量，改善发动机性能，在同步放射外添加异步放射。

21、即在起动信号动机性能，在同步放射外添加异步放射。即在起动信号STA接通形状后，接通形状后，ECU自曲轴位置信号自曲轴位置信号(G)检测到的第一检测到的第一个转速信号个转速信号(Ne)开场，以一个固定的喷油继续时间，同时开场，以一个固定的喷油继续时间，同时向各缸添加一次喷油。向各缸添加一次喷油。 2加速喷油控制加速喷油控制 发动机由怠速向起步过渡时，由于燃油惯性等缘由，会出发动机由怠速向起步过渡时，由于燃油惯性等缘由，会出现短时混合气过稀景象。为改善起步加速性能，在电控汽现短时混合气过稀景象。为改善起步加速性能，在电控汽油放射系统中，电脑根据节气门位置传感器的怠速触点油放射系统中，电脑根据节气门

22、位置传感器的怠速触点(IDL)信号从接通到断开，添加一次固定喷油继续时间的信号从接通到断开，添加一次固定喷油继续时间的喷油。喷油。 在一些发动机中，当节气门急速开启或进气量忽然变大时，在一些发动机中，当节气门急速开启或进气量忽然变大时，为提高加速呼应性，在加速期间，也会在同步放射根底上为提高加速呼应性，在加速期间，也会在同步放射根底上添加异步映射。添加继续喷油时间。添加异步映射。添加继续喷油时间。第四节 典型汽油放射系统简介 一、机械控制式汽油放射系统 1构造 波许K型汽油放射系统的构造如图1-8所示2任务原理任务原理 波许K型汽油放射系统是一种机械式汽油放射系统，其燃油放射量与发动机吸入的空

23、气量成正比。 如图1-8所示，吸入的空气流经空气滤清器、浮盘式空气计量板，并经节气门流入进气歧管，然后进入各气缸。燃油由电动燃油泵从油箱吸出。经蓄压器及燃油滤清器供应燃油分配器。燃油分配器中的压力调理器可使系统压力恒定在4.47MPa，当系统压力超越规定值时，过量燃油就流回燃油箱。 (二二)带电脑的机械式汽油喷油系统带电脑的机械式汽油喷油系统 (KE-jetronic) KE-jetronic。nM与K-jetronic的区别是安装了发动机电脑(控制器)，淘汰了暖机调理器，由膜片式电液压力调理器替代K型中的活塞式比力调理器等。 1构造 KE型机械式放射安装总体构造如图1-9所示。2任务原理任务

24、原理 该系统直接丈量空气量，延续放射燃油(每秒钟可自动放射2000次)。喷油器的喷油量取决于燃油分配器控制柱塞的升程及其差压阀下室压力的大小。 空气计量板与燃油分配器是机械式汽油放射系统的两个完好的根底组件。它们平行地完成任务，其中一个组件不任务时，另一个也不能任务。发动机任务时，空气计量板上、下浮动，经过杠杆使燃油量分配器控制柱塞动作，从而控制柱塞套简上的计量槽口的翻开截面。 燃油量分配器差压阀下室的油压由电液压力调理器进展调理。电液压力调理器由电脑控制。电脑根据接纳到的水温传感器、节气门开关、空气计量板电位计等发出的信号，经处置后向电液压力调理器保送控制电流信号(0120mA)，以便控制喷

25、油器的喷油量，满足发动机在冷起动、暖机时对油量的需求，以及迅速加速到最高转速和怠速工况时对混合气的要求。当电子安装出现缺点或电路中出现断路时，整个放射安装仍能任务。 二、多点式电控汽油放射系统二、多点式电控汽油放射系统 在多点式电控汽油放射系统中，凡采用进气压力传感器经过丈量进气管压力来确定进气量的系统，均称为压力感应式汽油放射系统；凡采用冀板式空气流量计、热线式空气流量计和卡门涡流式空气流量计来丈量空气量的系统，均称为流量感应式汽油放射系统。(一一)多点压力感应式汽油放射系统多点压力感应式汽油放射系统 波许Djetronic是最早的、典型的多点压力感应式汽油放射系统。美国的通用、福特和菜斯勒

26、，日本的丰田、本田、铃木和大发等公司也有类似产品。 1构造 如图1-11所示为多点压力感应式汽油放射系统的主要部件及功能。2任务原理任务原理 汽油泵直接将汽油保送到喷油器，油压调理器保证放射压力恒定。压力过高时，多余的汽油又流回油箱。喷油器将燃油喷入进气门之前的进气歧管中。每个气缸有一个喷油器。有些车型为了减少损耗，4缸发动机以两个喷油器为一组将其电路并联，6缸发动机以三个喷油器为一组并联。凸轮轴转一周完成一次分组喷油循环，全部喷油器接受一个大约为0.2MPa的恒定压力。每任务冲程供应气缸的燃油量用控制喷油器的开启继续时间来计量，由电脑(ECU)供应控制脉冲信号，其继续时间由进气歧管压力、发动

27、机转速等修正变量确定。这些修正变量由各种传感器进展检测，并产生电信号输入电脑。 (二二)多点流量感应式汽油放射系统多点流量感应式汽油放射系统 1波许波许L型电控放射系统型电控放射系统 (1)构造构造 波许波许L型电控放射系统的总体构造如图型电控放射系统的总体构造如图1-12所示。所示。(2)任务原理任务原理 L型流量感应式电控汽油放射系统是在D型放射的根底上结合直接空气量测定的优点开发的。控制排气污染的辅助净化安装如废气再循环、排气净化后处置系统、氧传感器等均可用于电脑的扩展功能控制。 与D型放射系统约分组放射不同，L型采用同时放射方式，即喷油器凸轮轴每转一周(曲轴转2圈)喷油两次，每次放射量

28、为所需燃油量的一半。第一次放射燃油时进气门还是封锁的，第二次(吸气行程)才开启。 2波许波许LE型电控放射系统型电控放射系统 波许LE-jetronic是L-jetronic的改良型，能使发动机以最正确的方式任务。其构造、任务原理和任务方式根本一样。 此外LE型有以下几个特点： 放射安装优化，价钱低廉，控制器任务可靠，能耗降低。 喷油器内设置高阻值(12l 6)线圈，从而取消了喷油器外电路中的串联减压电阻。 在空气流量计中增设了进气温度传感器，对吸入的空气进展温度校正。 插接件(电插头)数目减少。 经过电子继电器来驱动燃油泵。电子继电器取代了与空气流量计内油泵开关衔接的组合继电器。3波许LH型电控放射系统 波许LH型汽油电控放射系统的总体构造如图1-13所示。 LH型汽油放射系统的根底是L型汽油放射系统，但以热线式空气流量计替代了机械检测的翼板式空气流量计。热线