第1章 电控汽油喷射系统

1、12第一篇第一篇 发动机电子控制系统发动机电子控制系统3第第1章章 电子控制汽油喷射系统电子控制汽油喷射系统4电控汽油喷射系统的分类与组成；电控汽油喷射发动机空气供给系统的组成、结构、工作原理；电控汽油喷射发动机燃油供给系统的组成、结构、工作原理；电控汽油喷射发动机电子控制系统的组成、结构、工作原理；智能型电子节气门的结构、工作原理；汽油机缸内直喷系统的结构、工作原理。51.1 概述（2）汽油机电 喷系统（ （1）传统汽油机燃油系统1.1.1 电控汽油喷射系统分类电控汽油喷射系统分类6压力感应式多点汽油喷射系统（D型）原理：以进气管压力控制喷油量。1.按喷射控制方式分1.1.1 电子控制汽油喷

2、射系统分类电子控制汽油喷射系统分类7流量式多点汽油喷射系统原理：以吸入的空气量作为控制喷油量的主要因素。A、流量式电控汽油喷射系统（L型）将空气流量转变为电信号输送到电脑，由电脑控制喷油量。B、热线（热膜）式电控汽油喷射系统（LH型）空气流量计中热线（热膜）电阻被空气冷却后，将其阻值的变化以电流信号的形式输送到电脑，由电脑控制喷油量。C、卡门涡流式（LD型）气流通过进气道中一柱体时，在柱体后方产生旋涡，涡流的大小与流速和流量成正比，将涡流大小通过光电发生器转变为电信号输送到电脑，由电脑控制喷油量。81）单点喷射2）多点喷射2按喷射位置分9（1）多点喷射）多点喷射MPI每一个气缸有一个喷油器；将

3、燃油喷射在每缸进气门的外侧，贮存并蒸发，供发动机使用。气门气门喷油器喷油器输油管输油管进气支管进气支管10（2）单点喷射）单点喷射SPI（节气门体喷射（节气门体喷射TBI、中央喷射、中央喷射CFI）几个缸共用一个喷油器；将燃油喷射在节气门的前方，燃油喷入后随空气流入进气歧管内，再进入气缸。调压器调压器喷油器喷油器节气门体节气门体位置传感器位置传感器节气门节气门11燃油供给系统：汽油箱汽油泵滤清器油压调节器分配管喷油器。空气供给系统：空气滤清器进气管节气门怠速旁通道电子控制系统：控制器（ECU等）、各种传感器和电元件。组成：燃油供给系统； 空气供给系统；电子控制系统1.1.2 电子控制汽油喷射系

4、统组成电子控制汽油喷射系统组成12工作原理：ECU模拟数字信号转换喷油器131415电子控制系统161.2空气供给装置空气滤空气滤清器清器空气流量计空气流量计节气门节气门怠速控制器怠速控制器17功用：功用：为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气，并测量和控制空气量。组成组成：空气滤清器、进气管、节气门、怠速旁通道等。节气门体节气门体空气滤清器空气滤清器空气流量计空气流量计怠速控制阀怠速控制阀电子控电子控制单元制单元空气阀空气阀任务：任务：滤清、调节、分配。181.空气流量传感器作用：作用：将空气流量转换成电信号送给电控单元，该信号 作为决定喷油量的基本信号之一。1.2.1 空气流量计空气流量计

5、 空气流量计在车上位置19（1 1）热线（膜）式空气流量传感器）热线（膜）式空气流量传感器原理：把通电加热的铂丝置于空气流中，使铂丝温度 和吸入空气温度差保持一定。铂丝成为惠斯顿 电桥中的一个臂。控制电路控制电路热膜热膜温度传感器温度传感器防护网防护网20（2 2）卡门涡流式空气流量传感器）卡门涡流式空气流量传感器 在气流中央放置一个锥体状涡流发生器。当空气流过时，在涡流发生器下游将产生有规律交错的旋涡，当流经空气通道的空气流速变化时，将影响卡门涡街旋涡的频率。节气门节气门取样管取样管整流器整流器涡流发生体涡流发生体超声波发射器超声波发射器空气流空气流212.进气歧管压力传感器半导体压敏电阻式

6、：半导体压敏电阻式：由硅片、集成电路和真空室组成。原理：原理：压力变化，硅片变形，应变电阻阻值变化，电桥输出 电压变化。221.2.2 节气门位置传感器节气门位置传感器作用：将节气门开度的大小和动作的快慢，转变为电信号输入到电脑，以反映负荷的大小。线性输出型：可以输出多种电压的连续信号，以获得相应的喷油量。231.2.2 怠速控制机构怠速控制机构怠速控制机构形式 241.控制怠速旁通道式步进电机式怠速控制阀 252.节气门直动式怠速控制机构 26功用：功用：向气缸内供给供给燃烧时所需一定量的燃油 组成组成：油箱、滤清器、汽油泵、喷油器、油压调节器、 燃油脉动衰减器、油管等。汽油泵汽油泵回油管回

7、油管汽油滤清器汽油滤清器油油压压调调节节器器输油管路输油管路喷油器喷油器任务任务：供油、滤清、调压、喷油。1.3 燃油供给系统271.3.1 燃油供给系统在车上的位置燃油供给系统在车上的位置油箱油箱281.3.2 电动燃油泵电动燃油泵结构：结构：滚柱式电动燃油泵组成：组成：油泵电机、滚柱泵、单向阀、卸压阀、 外壳、泵盖及滤网等。作用：作用：泵油并使燃油压力升高，以便于喷油雾化； 供给各喷油器及冷起动喷油器所需要的燃油。 由点火开关和油泵继电器控制。油压：油压： 多点喷射：0.20.3MPa 单点喷射：0.10.2MPa29滚柱式电动燃油泵结构滚柱式电动燃油泵结构电刷电刷电枢电枢磁极磁极滚柱泵滚

8、柱泵泵壳泵壳单向阀单向阀卸压阀卸压阀滤网滤网泵盖泵盖30（1）供油系统1）电动燃油泵2）电动燃油泵类型齿轮泵结构滚柱泵结构311.3.3 燃油压力调节器燃油压力调节器作用：作用：调节喷油器的燃油压力， 使燃油压力与进气管压力之差保持常数；确保喷油压力恒定。工作原理：工作原理：转速不变：节气门开度增大，进气歧管真空度减小，回油量减小，出油量增大。节气门开度不变：转速增加，进气歧管真空度增大，回油量减多，出油量减少。32a）作用：保持喷油压力恒定，使喷油器中油压与进气管处压差始终保持在0.25MPab）构造特点： 节气门开度较小，进气管真空度增大，燃油压力使膜片下移推开球阀，一部分燃油经回油管中心

9、回流，油压下降 节气门开度增大，进气管真空度减小，弹簧力使膜片上移关闭球阀，迫使油压上升c）作用过程：33结构：结构：进油口进油口回回油油口口阀门阀门支承支承膜片膜片弹簧弹簧接进气支管接进气支管34 在恒定压力下定时、定量地喷油并使之雾化。 电插电插电磁线圈电磁线圈滤网滤网衔铁衔铁针阀针阀结构：结构：35b）球阀式电磁喷油器a）针阀式电磁喷油器36蓄电池蓄电池水温传感器水温传感器节气门位置节气门位置传感器传感器起动信号起动信号空气流量计空气流量计(或进气压力或进气压力传感器传感器)转速传感器转速传感器车速传感器车速传感器氧传感器氧传感器稳稳 压电源压电源输输 入入接接 口口A/DA/D转换器转

10、换器喷油控制喷油控制点火控制点火控制怠速控制怠速控制EGR控制控制蒸发排放控制蒸发排放控制故障诊断故障诊断CPU存储器存储器输出输出接口接口传感器传感器ECU执行器执行器1.4 电控汽油喷射的控制系统371.4.1 检测发动机运行状况的传感器检测发动机运行状况的传感器转速传感器作用：将发动机转速的高低，以电信号的形式输送到电脑，控制喷油量。曲轴位置传感器作用：反映曲轴转角，使电脑控制正确的点火时间和喷油时刻。1. 发动机曲轴位置及转速传感器38（1 1）磁电式传感器）磁电式传感器磁电式磁电式传感器传感器触发轮触发轮气缸识别槽气缸识别槽输出信号输出信号 当转子旋转时，线圈中磁通量发生变化，线圈产

11、生感应电动势。磁电式转速传感器的转子信号盘通常安装在曲轴或凸轮轴上，也可安装在分电器内。39（2 2）霍尔效应式传感器）霍尔效应式传感器永久磁铁永久磁铁霍尔元件霍尔元件触发轮触发轮 当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间时，磁场被叶片旁路，不产生霍尔电压；当缺口部分进入磁铁与霍尔元件之间时，磁力线进入霍尔元件，传感器输出电压信号。40 信号盘随分电器轴转动，产生透光和遮光交替变化。当发光二极管的光束照到光敏二极管时，光敏二极管产生电压；当发光二极管光束被挡住时，光敏二极管电压为0。（3 3）光电式传感器）光电式传感器发光管发光管分火头分火头密封盖密封盖信号盘信号盘电路电路 光敏二极管光敏

12、二极管输出信号输出信号光敏二极管光敏二极管发光二极管发光二极管遮光盘遮光盘412.温度传感器（水温传感器、进气温度传感器）作用：作用：感知冷却液温度和进气温度，并将信号输送到电脑，来控制修正喷油量。423.氧传感器在采用三元催化转换器的发动机上，氧传感器安装在排气管内，检测排气中氧的含量。作用：将废气中 氧含量的信号输 送到电脑，以便 于电脑控制下一 个工作循环的油 气配比。形式： 二氧化锆、 二氧化钛431.车速传感器 用于发动机怠速及汽车加速、减速时空燃比 的控制。起动及空挡开关信号 用来判断发动机是否处于起动状态。1.5.2 开关信号开关信号44451.4.3 电控单元（电控单元（ECU

13、） ECUECUCPUCPU：中央处理器：中央处理器ROMROM：只读存储器：只读存储器PROMPROM：可编程的只读存储器：可编程的只读存储器RAMRAM：运行数据存储器：运行数据存储器I/OI/O：输入输入/ /输出接口输出接口1.电控单元的组成462.汽油喷射的控制作用原理：通过各种传感器所采集到的信号送入一个电控单元（ECU）并由此控制混合气的空燃比，使供给的混合气适应发动机运行工况的需要 实际喷油量基本喷油量修正喷油量=转速信号+空气流量信号水温信号氧浓度信号进气温度信号气温信号开关信号47电控喷射工作演示电控喷射工作演示48喷油时刻的控制喷油时刻的控制同时喷射：同时喷射：所有喷油器

14、并联，同时喷油。两次喷完一个循环的供油量。进气进气压缩压缩作功作功排气排气排气排气进气进气压缩压缩作功作功作功作功排气排气进气进气压缩压缩压缩压缩作功作功排气排气进气进气1 13 34 42 21801803603605405407207200 0喷油喷油喷油喷油49进气进气压缩压缩作功作功排气排气排气排气进气进气压缩压缩作功作功作功作功排气排气进气进气压缩压缩压缩压缩作功作功排气排气进气进气1 13 34 42 21801803603605405400 0喷油喷油喷油喷油分组喷射分组喷射 50进气进气压缩压缩作功作功排气排气排气排气进气进气压缩压缩作功作功作功作功排气排气进气进气压缩压缩压缩

15、压缩作功作功排气排气进气进气1 13 34 42 21801803603605405400 0喷油喷油喷油喷油顺序喷射顺序喷射 51同时喷射顺序喷射分组喷射52喷油持续时间的控制喷油持续时间的控制 控制喷油器的喷射持续时间实际上是控制喷油量，即喷油脉宽。（1）对于质量流量式的电控燃油喷射系统）对于质量流量式的电控燃油喷射系统基本喷射时间=K进气流量/发动机转速K为修正系数。（2）采用热式空气流量传感器：）采用热式空气流量传感器： 输出反映就是质量流量，直接用上式求得基本燃油喷射时间。（3）采用叶片式和卡门涡旋式空气流量传感器：）采用叶片式和卡门涡旋式空气流量传感器：测得是进气的体积流量，需要进

16、行密度修正。1 1）基本喷油量）基本喷油量53（4）对于速度密度方式的电子控制燃油喷射系统：）对于速度密度方式的电子控制燃油喷射系统： 采用三维图形将数据按一定形式存储在电子控制单元中，根据发动机转速和进气管绝对压力确定吸入的空气质量，确定基本燃油喷射时间。高高低低长长短短高高低低进气管压力进气管压力发动机转速发动机转速基基本本喷喷油油持持续续时时间间541.5 智能电子节气门控制系统（ETCS-i）551避免了钢丝拉索与其导管间的润滑油质一旦耗尽，会犯卡失去回位能力2避免了发动机与车身的弹性连接一旦元件损坏，会造成相对位置发生变化，会影响加速踏板“全程控制”能力。3采用智能电子节气门控制系统

17、，可简化各控制系统的整体结构。4提高了发动机的经济性（油耗降低了）和净化性（排放污染减小了）及适应性（对道路状况） 1.5.11.5.1智能电子节气门控制系统的优点智能电子节气门控制系统的优点561.5.2智能电子节气门系统的组成和工作原理智能电子节气门系统的组成和工作原理 它由加速踏板位置传感器、电子节气门总成等电元件组成。它受ECU控制，ECU并和多个控制系统联网工作，具备了综合智能控制能力。1加速踏板位置传感器加速踏板位置传感器直接安装在驾驶室内加速踏板轴处，有的安装在发动机舱内，通过一根拉索接在加速踏板上。传感器产生加速踏板的开度和速率变化的电压信号给ECU。 共有两个类型的加速踏板位置传感器：线性型的和霍尔元件型的。57线性58霍尔元件型 592电子节气门总成 电子节气门一方面执行来自电控单元的指令调节节气门开