《汽车电器与电子技术》第08章发动机综合控制系统

1、第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院 1. 1. 发动机电子控制系统的优点发动机电子控制系统的优点 （1）提高了发动机的充气效率，从而增加了发动机的输）提高了发动机的充气效率，从而增加了发动机的输出功率和扭矩；出功率和扭矩； （2）因进气温度较低而使爆震燃烧得到有效控制，因）因进气温度较低而使爆震燃烧得到有效控制，因而可采用较高的压缩比；而可采用较高的压缩比； （3）由于采用高能点火装置，因此发动机燃用稀薄混合）由于采用高能点火装置，

2、因此发动机燃用稀薄混合气；气； （4）提高了发动机的冷起动性和加速性；）提高了发动机的冷起动性和加速性； 8.1电控汽油喷射系统的概述电控汽油喷射系统的概述第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.1电控汽油喷射系统的概述电控汽油喷射系统的概述 （5）可对混合气成分和点火提前角进行精确的控制，）可对混合气成分和点火提前角进行精确的控制，使发动机在任何工况下都处于最佳的工作状态，尤其是对使发动机在任何工况下都处于最佳的工作状态，尤其是对过渡工况的动态控制，更是传统化油器式发动机所无法做过渡工况的动态控制，更是传统化油器式发动机所无法做到的；到的； （6）采用多点

3、燃油喷射系统可使发动机各缸混合气分）采用多点燃油喷射系统可使发动机各缸混合气分配更加均匀；配更加均匀； （7）可节省燃油并减少废气中的有害成分，因为在市）可节省燃油并减少废气中的有害成分，因为在市区行驶的一些工况中（例如汽车制动、向前滑行、下坡区行驶的一些工况中（例如汽车制动、向前滑行、下坡等），可完全切断燃油供应。等），可完全切断燃油供应。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.1电控汽油喷射系统的概述电控汽油喷射系统的概述2. 发动机电子控制系统的主要控制内容及功能发动机电子控制系统的主要控制内容及功能 1）电控汽油喷射）电控汽油喷射(EFI) 电控汽油

4、喷射主要包括喷油量、电控汽油喷射主要包括喷油量、喷油正时、减速断油及限速断油、燃油泵控制等。喷油正时、减速断油及限速断油、燃油泵控制等。 2）电控点火装置）电控点火装置(ESA) 点火装置的控制主要包括点火点火装置的控制主要包括点火提前角、通电时间及爆震控制等方面。提前角、通电时间及爆震控制等方面。 3）怠速控制）怠速控制（ISC）（空调接通与切断、变速器挂档、）（空调接通与切断、变速器挂档、动力转向泵接通与切断）动力转向泵接通与切断） 4）排放控制）排放控制（废气再循环、空燃比反馈控制、活性碳（废气再循环、空燃比反馈控制、活性碳罐电磁阀控制、罐电磁阀控制、CO控制、二次空气喷射控制、二次空气

5、喷射）第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.1电控汽油喷射系统的概述电控汽油喷射系统的概述 3）进气控制）进气控制（进气引导通路切换、涡流控制阀）（进气引导通路切换、涡流控制阀） 4）增压控制）增压控制（泄压阀、废气涡轮增压器）（泄压阀、废气涡轮增压器） 5）警告控制）警告控制 6）自我诊断和报警系统）自我诊断和报警系统 7）传感器故障预诊参考系统（失效保护）传感器故障预诊参考系统（失效保护） 8）ECU故障备用控制系统故障备用控制系统第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.2 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分

6、类一、一、按喷油器的喷射位置分类按喷油器的喷射位置分类： 1 1、缸内喷射、缸内喷射 2 2、进气管喷射（缸外喷射）：单点喷射（节气门、进气管喷射（缸外喷射）：单点喷射（节气门体喷射或集中喷射体喷射或集中喷射SPISPI、TBITBI或或CFICFI）和多点喷射（）和多点喷射（MPIMPI）注：现在的电控汽油喷射发动机绝大多数采用多点喷射注：现在的电控汽油喷射发动机绝大多数采用多点喷射第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.2 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类二、按控制方式分类二、按控制方式分类 1 1、机械式汽油喷射系统（、机械式汽油喷射系统（

7、K K型）型） 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.2 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类 2、机电混合式汽油喷射系统（、机电混合式汽油喷射系统（KE型）型）第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.2 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类3、电子控制式汽油喷射系统、电子控制式汽油喷射系统 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.2 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类三、按喷射方式分三、按喷射方式分1 1、连续喷射方式（又称稳定喷射）、连续喷射方式（又称稳定

8、喷射）2 2、间歇喷射方式（脉冲喷射）、间歇喷射方式（脉冲喷射） 1 1）同时喷射）同时喷射 2 2）分组喷射）分组喷射 3 3）顺序喷射（独立喷射）顺序喷射（独立喷射）注：现在绝大多数电控汽油机采用顺序喷射注：现在绝大多数电控汽油机采用顺序喷射第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.2 电控汽油喷射系统的分类电控汽油喷射系统的分类四四. 按空气流量测量方式分按空气流量测量方式分 1 1、质量流量方式质量流量方式 利用空气流量直接测出吸入的空气利用空气流量直接测出吸入的空气量（量（L型、型、LH型）。型）。 2、速度密度方式、速度密度方式 根据进气管压力和发

9、动机转速，推根据进气管压力和发动机转速，推算吸入的空气量，并计算燃油流量（算吸入的空气量，并计算燃油流量（D型）。型）。 3、节流速度方式、节流速度方式 根据节气门开度和发动机转速，推根据节气门开度和发动机转速，推算吸入的空气量并计算燃油流量算吸入的空气量并计算燃油流量五五. 按控制系统的有无反馈信号分类按控制系统的有无反馈信号分类 1、开环控制、开环控制 2、闭环控制、闭环控制 汽油喷射系统闭环控制是利用在排气管汽油喷射系统闭环控制是利用在排气管上安装的氧传感器，上安装的氧传感器， 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工

10、作原理发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理 控制原则：控制原则：以以电控单元（电控单元（ECU）为控制核心，为控制核心，以以空气流量和发动机转速空气流量和发动机转速为控制基础，以为控制基础，以喷油器喷油器为控制对象，保证发动机在各种工况下都能获得为控制对象，保证发动机在各种工况下都能获得与所处工况相匹配的最佳空燃比。与所处工况相匹配的最佳空燃比。 它主要包括它主要包括空气供给系统空气供给系统、燃油供给系统燃油供给系统和和控制系统控制系统三个部分。三个部分。 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组

11、成和工作原理理一、空气供给系统一、空气供给系统 1. 空气供给系统的功用空气供给系统的功用 空气供给系统的功能是测量和控制汽油燃烧时所需空气供给系统的功能是测量和控制汽油燃烧时所需的空气量，为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气；的空气量，为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气；在进气歧管内，喷油器喷出的汽油与空气混合后被吸入汽在进气歧管内，喷油器喷出的汽油与空气混合后被吸入汽缸。行驶时，空气量由节气门来控制；怠速时，节气门关缸。行驶时，空气量由节气门来控制；怠速时，节气门关闭，空气量由旁通气道或节气门间隙控制。闭，空气量由旁通气道或节气门间隙控制。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合

12、控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理2. 空气供给系统的组成空气供给系统的组成 空气供给系统由空气供给系统由空气滤清器空气滤清器、进气总管进气总管、空气流量空气流量计（进气压力传感器）、进气温度传感计（进气压力传感器）、进气温度传感器、器、节气门体及节节气门体及节气门位置传感器气门位置传感器、进气歧管进气歧管等组成。等组成。 （1）空气流量计）空气流量计 空气流量计是测量发动机进气量的装置，用于空气流量计是测量发动机进气量的装置，用于L型型EFI系统。系统。 根据测量原理不同，空气流量计有根据测量原理不同，空气流量计有叶片

13、式叶片式、卡卡门涡旋式门涡旋式、热线式热线式及及热膜式热膜式几种。几种。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理 1）叶片式空气流量计）叶片式空气流量计 叶片式空气流量计又称活门式或翼片式空气流量计，叶片式空气流量计又称活门式或翼片式空气流量计，它由它由叶片部分叶片部分、电位计部分电位计部分和和接线插头接线插头三部分组成三部分组成 叶片式空气流量计的结构1阻尼室 2测量板 3旁通道 4怠速混合气调整螺钉 5补偿板第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院

14、8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理2）卡门涡旋式空气流量计）卡门涡旋式空气流量计 卡门祸旋式空气流量计工作原理结构简图1空气进口 2管路 3光敏晶体管 4板弹簧 5导孔 6涡流发生器 7卡门涡旋 8整流栅第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理3）热线式空气流量计）热线式空气流量计 热线式空气流量计主要有感知空气流量的热线式空气流量计主要有感知空气流量的铂金热线铂金热线和和对进气温度进行修正的对进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线温度补偿

15、电阻（冷线）。）。热线式空气流量计1热线 2防止回火的滤网 3取样管 4铂热线 5上流温度传感器 6电子电路 7电源接线盒第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理4）热膜式空气流量计）热膜式空气流量计 热膜式空气流量计 l控制回路 2通往发动机 3热膜 4上流温度传感器 5金属网 6空气第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院结构型式输出信号类型信号线性度响应特性怠速稳定性EGR适应性海拔修正进气温度修正安装方便性成本卡门式频率优良优良要要良较高翼片式

16、模拟良差良良要要差较高热线式模拟/频率优优优优不要不要良高热膜式模拟/频率优优优优不要不要良高结论：热线式和热膜式流量传感器性能优异，应用广泛四种空气流量传感器性能对比四种空气流量传感器性能对比8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理（2）进气压力传感器）进气压力传感器 进气压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器，进气压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器，其作用与空气流量计相当，用于其作用与空气流量

17、计相当，用于D-Jetronic汽油喷射系统汽油喷射系统中。中。 进气压力传感器由压力转换元件和放大压力转换元进气压力传感器由压力转换元件和放大压力转换元件输出信号的混合件输出信号的混合IC构成。构成。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理（3）节气门体）节气门体 节气门体装在空气流量计与发动机进气总管之间的节气门体装在空气流量计与发动机进气总管之间的进气管上。它由进气管上。它由节气门节气门、怠速旁通气道怠速旁通气道、怠速调整螺钉怠速调整螺钉、附加空气阀附加空气阀组成。节气门组成。

18、节气门 与加速踏板联动，驾驶员与加速踏板联动，驾驶员 通过加速踏板控制节气门通过加速踏板控制节气门 开度，对发动机的输出功开度，对发动机的输出功 率进行控制。率进行控制。 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理双金属片式附加空气阀 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理线性输出型节气门位置传感器的结构1电阻体 2检查节气门开度的电刷 3检查节气门全闭的电刷VTA电源 V

19、TC节气门开度输出信号 IDL怠速触点 E地线第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理 开关量输出型节气门位置传感器结构1导向凸轮 2节气门轴 3控制杆 4可动触点 5怠速触点6功率触点 7联接装置 8导向凸轮槽第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理二、燃油供给系统二、燃油供给系统 1. 燃油供给系统的功用燃油供给系统的功用 燃油供给系统的功能是燃油供给系统的功能是向气缸

20、内供给燃烧所需要的汽向气缸内供给燃烧所需要的汽油油。汽油由电动汽油泵从油箱中泵出，经燃油管、燃油滤。汽油由电动汽油泵从油箱中泵出，经燃油管、燃油滤清器，由压力调节器调压，然后经燃油分配管配送给各个清器，由压力调节器调压，然后经燃油分配管配送给各个喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据ECU发出的指令，将发出的指令，将适量的汽油适时喷入各进气歧管或进气总管。适量的汽油适时喷入各进气歧管或进气总管。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理2. 燃油供给系统的组成

21、燃油供给系统的组成MPI燃油供给系统结构图1油箱 2燃油泵 3汽油滤清器 4回油管 5燃燃压力调节器6输出管7冷起动喷油器 8稳压箱 9喷油器 10各缸进气歧管第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理（1）电动汽油泵）电动汽油泵 电动汽油泵的功能是将汽油从油箱中吸出，加压后经电动汽油泵的功能是将汽油从油箱中吸出，加压后经喷油器供给发动机。喷油器供给发动机。电动汽油泵的结构示意图1滤网 2叶轮 3磁极 4电枢 5电刷 6卸压阀 7单向阀 8泵壳9泵盖 10叶轮 11壳体 12出口 13

22、入口 14叶片第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理（2）压力调节器）压力调节器 压力调节器的功能压力调节器的功能是使系统油压与进气歧管压是使系统油压与进气歧管压力差保持恒定。这样，从喷力差保持恒定。这样，从喷油器喷出的汽油量便唯一地油器喷出的汽油量便唯一地取决于喷油器的开启持续时取决于喷油器的开启持续时间。间。燃油压力调节器结构1弹簧室2进气负压3弹簧4膜片5阀 6燃油室7自输油管道形由8至油箱回油第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发

23、动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理 （3）喷油器）喷油器 喷油器的功能是根据喷油器的功能是根据ECU送来的喷油脉冲信号，送来的喷油脉冲信号，精确地进行燃油喷射。电控汽油喷射系统用喷油器有几种精确地进行燃油喷射。电控汽油喷射系统用喷油器有几种不同的方式：不同的方式： 1）按用途可分为）按用途可分为SPI用喷油器用喷油器和和MPI用喷油器用喷油器； 2）按燃料的送入位置可分为）按燃料的送入位置可分为上部给料式上部给料式和和下部给料式下部给料式； 3）按喷口的形式可分为）按喷口的形式可分为轴针式轴针式和和孔式孔式（球阀式、片阀（球阀式、片阀式）等；式）等； 4）按

24、电磁线圈阻值可分为）按电磁线圈阻值可分为低阻式低阻式和和高阻式。高阻式。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理喷油器的基本结构1阀体 2行程 3铁心 4电磁线圈 5电器接头 6燃料接头7虑清器 8弹簧 9调整垫 10凸缘部 1l针阀 12壳体第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理三、控制系统三、控制系统 控制系统的功能是根据发动机工况和车辆运行状况控制系统的功能是根据发

25、动机工况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量，使发动机既可获得较大的动力，确定汽油的最佳喷射量，使发动机既可获得较大的动力，又可具备良好的经济性，同时又能满足对排放的要求。该又可具备良好的经济性，同时又能满足对排放的要求。该系统由系统由传感器传感器、电控单元（电控单元（ECU）和）和执行器执行器组成组成第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理电子控制系统部件总体构成图1断路继电器 2主继电器 3起动装置 4电动汽油泵 5油箱 6汽油滤清器 7蓄电池8曲轴转角传感器（分电器） 9点火开关

26、 10点火线圈 l1大气压力传感器 12空气滤清器13进气温度传感器 14空气流量计 15冷起动喷油器 16空气阀 17节气门开度传感器18燃油压力调节器 19氧传感器 20温度时间开关 21冷却水温度传感器第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理（1）传感器）传感器 1）温度传感器）温度传感器 水温传感器水温传感器的功能是检测发动机冷却水温度，安装在的功能是检测发动机冷却水温度，安装在发动机冷却水通路上，将水温的信号输入到发动机冷却水通路上，将水温的信号输入到ECU。 进气温度传感

27、器进气温度传感器的功能是检测发动机吸入空气温度，的功能是检测发动机吸入空气温度，通常将进气温度传感器安装空气流量计的空气测量部位。通常将进气温度传感器安装空气流量计的空气测量部位。温度传感器主要有温度传感器主要有绕线电阻式绕线电阻式、热敏电阻式热敏电阻式和和热电偶式热电偶式等。等。目前用得较多的是热敏电阻式温度传感器目前用得较多的是热敏电阻式温度传感器第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理负温度系数热敏电阻式温度传感器的结构与特性a） 温度传感器的结构 b）温度传感器的特性第第 8

28、 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理2）爆震传感器）爆震传感器 发动机电控系统应用了点火闭环控制，有效地抑制发动机电控系统应用了点火闭环控制，有效地抑制了发动机爆震现象的发生。爆震传感器功用是检测发动机了发动机爆震现象的发生。爆震传感器功用是检测发动机有无爆震现象，并将信号传送给发动机电控单元。有无爆震现象，并将信号传送给发动机电控单元。3）大气压力传感器）大气压力传感器 当使用翼片式和卡门涡旋式空气流量计时，随着大当使用翼片式和卡门涡旋式空气流量计时，随着大气压力的变化，吸人空气的密度

29、发生变化，从而影响燃料气压力的变化，吸人空气的密度发生变化，从而影响燃料的空燃比。为此，需要检测大气压力，以便对燃油喷射量的空燃比。为此，需要检测大气压力，以便对燃油喷射量进行修正。进行修正。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理（2）执行器）执行器 1）主继电器）主继电器主继电器的构造1线圈 2可动铁芯（滑阀） 3调整块 4触点第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理2

30、）断路继电器）断路继电器断路继电器的构造与回路a） 断路继电器的构造 b） 断路继电器的回路1可动片 2线圈 3触点第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理 （3）电子控制单元）电子控制单元 电子控制单元（电子控制单元（ECU）是电子控制系统的核心部件，）是电子控制系统的核心部件，其基本功能如下：其基本功能如下： 1）接受传感器或其他装置输入的信息）接受传感器或其他装置输入的信息 2）存储、计算、分析处理信息）存储、计算、分析处理信息 3）运算分析）运算分析 4）输出执行命令）输出执

31、行命令 5）自我修正功能（自适应功能）。）自我修正功能（自适应功能）。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理四、汽油喷射控制四、汽油喷射控制 汽油喷射控制包括三个方面：即汽油喷射控制包括三个方面：即喷射正时控制喷射正时控制、喷油喷油持续时间一（喷油量）控制持续时间一（喷油量）控制和和断油控制断油控制。 一）喷油正时控制一）喷油正时控制 喷油正时是喷油器喷油的开始时刻，可分为喷油正时是喷油器喷油的开始时刻，可分为同时喷射同时喷射、分分组喷射组喷射、顺序喷射顺序喷射三种类型，它们对喷油

32、正时的要求各三种类型，它们对喷油正时的要求各不相同。不相同。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理1. 同时喷射同时喷射第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理2. 分组喷射分组喷射第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理3. 顺序喷射顺序喷射 顺序喷射也叫独立

33、喷射顺序喷射也叫独立喷射第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理二）喷油持续时间（喷油量）控制二）喷油持续时间（喷油量）控制 根据发动机的运行特点，）喷油持续时间可分为两根据发动机的运行特点，）喷油持续时间可分为两大类，即：大类，即：起动时喷射持续时间起动时喷射持续时间和和起动后喷射持续时间起动后喷射持续时间。另外，另外，起动后异步喷射起动后异步喷射。 1. 起动时喷射持续时间起动时喷射持续时间 在发动机起动时，在发动机起动时，ECU根据起动装置的开关信号和根据起动装置的开关信号和发

34、动机转速，判定为起动工况。起动时的基本喷射持续时发动机转速，判定为起动工况。起动时的基本喷射持续时间是间是ECU根据当时的冷却水温度，从内存的水温根据当时的冷却水温度，从内存的水温喷油时喷油时间间MAP图中找出相应的基本喷油时间，然后进行进气温图中找出相应的基本喷油时间，然后进行进气温度和蓄电池电压修正，得到起动时的喷油持续时间。度和蓄电池电压修正，得到起动时的喷油持续时间。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理2. 起动后喷射持续时间起动后喷射持续时间 1）基本喷射持续时间）基本

35、喷射持续时间 2）与发动机温度相关的修正系数）与发动机温度相关的修正系数 3）加减速运转时的燃油修正系数）加减速运转时的燃油修正系数 4）理论空燃比反馈的修正系数）理论空燃比反馈的修正系数 5）学习空燃比控制产生的修正系数）学习空燃比控制产生的修正系数 6）大负荷、高转速运转时的修正系数）大负荷、高转速运转时的修正系数 7）怠速稳定化的修正系数）怠速稳定化的修正系数 8）无效喷射时间修正系数）无效喷射时间修正系数第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理 3. 起动后异步喷射起动后异步

36、喷射异步喷射的时间图第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理理三）断油控制三）断油控制 所谓断油控制，是指所谓断油控制，是指ECU停止给喷油器发送燃油喷停止给喷油器发送燃油喷射信号，喷油器停止喷油。断油控制可分为两种情况：第射信号，喷油器停止喷油。断油控制可分为两种情况：第一种是减速时以降低燃油消耗和改善排气净化为目的的减一种是减速时以降低燃油消耗和改善排气净化为目的的减速断油控制；第二种是发动机高转速时的防止发动机损坏速断油控制；第二种是发动机高转速时的防止发动机损坏为目的发动机超速

37、断油控制。为目的发动机超速断油控制。 1. 减速时断油控制减速时断油控制 2. 发动机超速断油（最高转速限制）发动机超速断油（最高转速限制）第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.4发动机怠速控制发动机怠速控制节气门旁通的怠速空气流量的控制1空气流量计 2旁通调节螺钉 3怠速调节螺钉 4节流阀休5稳压管 6空气阀第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.4发动机怠速控制发动机怠速控制一、怠速控制系统组成一、怠速控制系统组成 发动机怠速控制系统发动机怠速控制系统主要由主要由发动机主控制器发动机主控制器ECU、执、执行器行器和各

38、和各种传感种传感器器等组成，具体组成部分等组成，具体组成部分及其功用见表。及其功用见表。组成部件组 件功 能传感器转速传感器（Ne信号）检测发动机转速节气门位置传感器检测发动机处于怠速状态水温传感器检测发动机冷却水温起动开关信号检测发动机正在起动中空调开关（A/C）检测空调的工作状态（ON、OFF）空档起动开关信号（P/N）检测换档手柄位置液力变矩器负荷信号检测液力变矩器负荷变化动力转向开关信号检测动力转向工作状态发电机负荷信号检测发电机负荷的变化车速传感器检测车速执行器怠速控制阀（ISCV）控制节气门旁通空气通道控制单元（ECU）根据从各传感器输入的信号，将实际转速和目标转速相比较。比较的差

39、值，确定相当于目标转速的控制量，以驱动控制空气量的执行机构，使怠速转速保持在目标转速上。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.4发动机怠速控制发动机怠速控制二、怠速控制执行机构及控制方法二、怠速控制执行机构及控制方法 怠速控制的方式随车型有所不同，对电控汽油喷射系统来说，怠速控制的方式随车型有所不同，对电控汽油喷射系统来说，目前可分为两种：一种是控制节气门最小开度的的目前可分为两种：一种是控制节气门最小开度的的节气门直动式节气门直动式；另；另一种是一种是控制节气门旁通通路中空气流量的旁通空气式控制节气门旁通通路中空气流量的旁通空气式。怠速空气量的节气门直动

40、式控制方式1节流阀 2最发动机 3节流阀操纵臂 4执行元件 5加速踏板拉线第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.4发动机怠速控制发动机怠速控制 控制怠速旁通空气量的怠速控制阀的结构形式有：控制怠速旁通空气量的怠速控制阀的结构形式有：真空控制式真空控制式、步进电机式步进电机式、旋转滑阀式旋转滑阀式、电磁控制式电磁控制式、占占空比控制式空比控制式和和开关控制式开关控制式等等 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.4发动机怠速控制发动机怠速控制真空控制式第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院

41、8.4发动机怠速控制发动机怠速控制步进电机式第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.4发动机怠速控制发动机怠速控制旋转电磁阀式第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.4发动机怠速控制发动机怠速控制占空比控制式第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.5 发动机排放控制发动机排放控制一、三元催化转换器、氧传感器与闭环控制一、三元催化转换器、氧传感器与闭环控制 1、三元催化转换器、三元催化转换器 为了对排气中为了对排气中的的CO、HC、NOx三种三种成分同时获得高净化率，成分同时获得高净化率，

42、采用三元催化转化器。采用三元催化转化器。三元催化转换器转换效率与空燃比的关系第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.5 发动机排放控制发动机排放控制2. 氧传感器氧传感器 氧传感器安装在三元催化转换器前面的排气歧管或排氧传感器安装在三元催化转换器前面的排气歧管或排气管内，是用来检测排气中的氧气含量气管内，是用来检测排气中的氧气含量氧化锆式氧传感器结构和工作原理a)结构 b)工作原理1-氧化锆陶瓷体 2-铂电极 3、4-电极引线触点 5-排气管 6-陶瓷防护层 7-排气 8-大气第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.5 发

43、动机排放控制发动机排放控制 3. 空燃比的反馈控制过程空燃比的反馈控制过程 ECU利用空燃比反馈信号，将其信号电压与基准电利用空燃比反馈信号，将其信号电压与基准电压进行比较，判断混合气的浓度对空燃比以进行反馈控制。压进行比较，判断混合气的浓度对空燃比以进行反馈控制。空燃比反馈控制过程 第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.5 发动机排放控制发动机排放控制在下列情况下需要采用开环控制：在下列情况下需要采用开环控制： （1）发动机起动时；）发动机起动时； （2）起动后加浓修正时；）起动后加浓修正时； （3）暖机加浓修正时；）暖机加浓修正时； （4）节门全开、大

44、负荷高转速时；）节门全开、大负荷高转速时； （5）加减速燃油量修正时；）加减速燃油量修正时； （6）燃油停供时；）燃油停供时； （7）从氧传感器送来的空燃比过稀信号持续时间大于规）从氧传感器送来的空燃比过稀信号持续时间大于规定值时；定值时； （8）从氧传感器送来的空燃比过浓信号持续时间大于规）从氧传感器送来的空燃比过浓信号持续时间大于规定值时；定值时； （9）氧传感器温度未达到工作温度或氧传感器失效、其）氧传感器温度未达到工作温度或氧传感器失效、其配线发生故障时。配线发生故障时。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.5 发动机排放控制发动机排放控制二、废气

45、再循环控制（二、废气再循环控制（EGR）EGR阀的结构与工作原理a）结构 b）外形 c）原理第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.5 发动机排放控制发动机排放控制三、活性碳罐蒸发污染控制三、活性碳罐蒸发污染控制活性炭罐蒸发污染控制装置图第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制一、两用燃料发动机一、两用燃料发动机 气体燃料供给形式有两大类：气体燃料供给形式有两大类：缸外供气形式缸外供气形式和和缸内缸内供气形式供气形式。缸外供气形式主要有混合器预混合供气、缸外。缸外供气

46、形式主要有混合器预混合供气、缸外进气阀处喷射供气；缸内供气形式主要有缸内高压喷射供进气阀处喷射供气；缸内供气形式主要有缸内高压喷射供气和低压喷射供气。气和低压喷射供气。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制原车为化油器改装为两用燃料CNG汽车的专用装置系统原理图1充气阀2气瓶阀3气瓶4高压管路5外套管6混合器7汽油电磁阀 8回油单向阀9.汽油泵10化油器11供气三通管12减压器13减压器电磁阀 14CNG进气口 15CNG输出口16压力表（选购件）17散热器18加热水入口 19恒温器20怠速调节螺钉2

47、1蓄电池22点火开关23高压线圈 24熔断器25燃料转换开关26点火提前调节器第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制原电控燃油喷射燃油供给系统改装为闭环两用燃料的CNG汽车的专用装置系统原理图1A充气阀1B气瓶阀1C气瓶2高压管路3外套管讲4混合器5供气三通管 6进气歧管7喷油器8真空管9真空稳定器10电控调节阀11减压器12天然气电磁阀 13CNG进气口14CNG输出口15压力表16散热器17加热水入口18恒温器 19怠速调节螺钉20空气测量叶片强制开启器21空气流量计22蓄电池23点火开关 24高

48、压线圈25熔断器26燃料转换开关27控制器（燃气ECU）28氧传感器 29氧传感器加热电源线30氧传感器信号线31模拟器32喷油器转接插座33点火提前调节器第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制图8-59 原装化油器的车辆改装为两用燃料LPG汽车的专用装置系统原理图1ALPG充气阀1B组合阀1C防泄漏密封盒2LPG钢瓶3充气管4高压管 5混合器 6LPG电磁截止阀7蒸发减压器8汽油电磁截止阀9功率调节阀 10化油器 11循环水三通接头12电子油气转换开关13汽油泵14燃气入口 15燃气出口16散热器1

49、7循环水入口18循环水出口19怠速调节螺栓 20减压器电磁阀21电瓶22点火钥匙23高压线圈24保险25回油阀第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制图8-60 原装电控燃油喷射燃供系统的车辆改装为开环两用燃料的LPG汽车的专用装置系统原理图1A充气阀1 B组合阀1C防泄漏密封盒2LPG气瓶3充气管4高压管 5喷油器转换插座6模拟器7LPG电磁截止阀8混合器9电控燃料选择开关 10熔断器11高压线圈12点火开关13功率调节阀14进气歧管15喷油器 16蓄电池17空气流量计18空气测量叶片强制开启器19减

50、压器20怠速调节螺钉 21减压器电磁阀22 LPG进气口23 LPG输出口24加热水出口25散热器26加热水入口第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制 液化石油气汽油两用燃料发动机的性能液化石油气汽油两用燃料发动机的性能 （1） LPG发动机着火特性和（起）动性能发动机着火特性和（起）动性能 （2）LPG发动机的动力性能和经济性能发动机的动力性能和经济性能 （3）LPG发动机的排气和噪声发动机的排气和噪声第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其

51、电子控制气体燃料发动机及其电子控制 单燃料发动机单燃料发动机 压缩天然气发动机压缩天然气发动机 车用压缩天然气装置由以下两个系统组成：车用压缩天然气装置由以下两个系统组成：天然气储天然气储气系统气系统主要由充气阀、高压截止阀、天然气储气瓶、高压主要由充气阀、高压截止阀、天然气储气瓶、高压管线、高压接头、传感器及气量显示器等组成；管线、高压接头、传感器及气量显示器等组成；天然气供天然气供给系统给系统主要由天然气滤清器、减压阀、混合器等组成；主要由天然气滤清器、减压阀、混合器等组成；第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发

52、动机及其电子控制 液化石油气燃料发动机液化石油气燃料发动机 液化石油气燃料供给系的主要部件与压缩天然气燃料液化石油气燃料供给系的主要部件与压缩天然气燃料供给的系统基本相同。但储气瓶内装用的是液化石油气，供给的系统基本相同。但储气瓶内装用的是液化石油气，压力不高，因此其系统布置与部件稍有不同。使用液化气压力不高，因此其系统布置与部件稍有不同。使用液化气体时，在进入混合器与气缸之前，必须预先得到蒸发。体时，在进入混合器与气缸之前，必须预先得到蒸发。液化石油气的储气瓶1蒸气输出阀2安全阀3液面指示器4最大充量液面监视器 5充气阀6液态气输出阀7三通输出阀第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控

53、制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制液化石油气的蒸发器1进水管2蒸发器壳体3螺旋管4进、出气的接头5出水管6支架第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制 双燃料发动机的优点：双燃料发动机的优点： （1）柴油机压缩比高柴油机压缩比高，而天然气的辛烷值也很高，这，而天然气的辛烷值也很高，这样可充分利用天然气良好抵抗抗爆震性能，获得满意的动样可充分利用天然气良好抵抗抗爆震性能，获得满意的动力性能。力性能。 （2）保持了柴油机的高压缩比，因而具有）保持了柴油机的

54、高压缩比，因而具有较高的热效较高的热效率率。 （3）采用柴油引燃，点火能量远远高于火花点火时的采用柴油引燃，点火能量远远高于火花点火时的能量能量，从而有利于保证着火稳定，避免失火，并加快甲烷，从而有利于保证着火稳定，避免失火，并加快甲烷的火焰传播速度，（可以降低未燃甲烷的量，）提高动力的火焰传播速度，（可以降低未燃甲烷的量，）提高动力性。性。 （4）柴油引燃气体燃料的能量比火花塞点燃的能量大柴油引燃气体燃料的能量比火花塞点燃的能量大得多得多那么对点火正时的控制要求可以降低，能够在较宽那么对点火正时的控制要求可以降低，能够在较宽的空燃比范围内工作，对稀燃很有利，可实现较稀薄燃烧。的空燃比范围内工

55、作，对稀燃很有利，可实现较稀薄燃烧。 （5）可大大降低柴油机的排气烟度可大大降低柴油机的排气烟度，改善柴油机的微，改善柴油机的微粒等的排放。粒等的排放。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制 双燃料发动机的分类双燃料发动机的分类 双燃料发动机气体燃料供气方式主要有两种：双燃料发动机气体燃料供气方式主要有两种：缸内直缸内直接喷射接喷射和和缸外供气缸外供气；缸外供气分为；缸外供气分为进气管混合器供气进气管混合器供气和和进进气歧管喷射气歧管喷射两种形式。两种形式。 根据控制方式的不同又可分为根据控制方式的不

56、同又可分为机械控制式混合器双机械控制式混合器双燃料发动机燃料发动机和和电子控制式混合器双燃料发动机电子控制式混合器双燃料发动机。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制图8-67 机械控制混合器式双燃料发动机的构造原理图1车载压缩天然气气瓶2气瓶压力表3高压输气管路4气瓶充气阀 5储气瓶供气阀6天然气加热7高压减压阀8天然气中压管路报警装置 9中压管段限压阀10天然气过滤器及开关阀11天然气低压供气管12天然气供气量控制阀 13混合器14低压减压阀15高压油泵供油量限位器16燃料转换开关17发动机18高

57、压燃泵第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制Caterpillar3208电控混合器式CNG柴油双燃料发动机系统示意图第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制图8-69 电控喷射式OM352双燃料发动机系统构成第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制 改善柴油改善柴油天然气双燃料发动机运行的主要措施天然气双燃料发动机运行

58、的主要措施 （1）低负荷区域寻求扩大稀混合着火极限或提高混合气浓度）低负荷区域寻求扩大稀混合着火极限或提高混合气浓度 1）增加柴油比例，提高点火能量和扩大燃烧区域或分层燃烧，）增加柴油比例，提高点火能量和扩大燃烧区域或分层燃烧，提高混合气局部浓度；提高混合气局部浓度； 2）加大喷油提前角，增加氧化反燃活力，提高循环效率；）加大喷油提前角，增加氧化反燃活力，提高循环效率； 3）进行预热，增加氧化反燃能力；）进行预热，增加氧化反燃能力； 4）进气节流，提高混合气浓度；）进气节流，提高混合气浓度； 5）排气再循环，提高混合气温度，增加活性点火源；）排气再循环，提高混合气温度，增加活性点火源； 6）增

59、压气回流，提高混合气温度和浓度；）增压气回流，提高混合气温度和浓度； 7）增加混合气扰动，提高火焰传播速度；）增加混合气扰动，提高火焰传播速度； 8）怠速和小负荷时跳缸发火，提高工作缸混合气浓度；）怠速和小负荷时跳缸发火，提高工作缸混合气浓度； 9）天然气中添加少量氢气或汽油蒸气，增加氧化反燃能力。）天然气中添加少量氢气或汽油蒸气，增加氧化反燃能力。第第 8 章章 发动机综合控制系统发动机综合控制系统 交通与汽车工程学院8.7 气体燃料发动机及其电子控制气体燃料发动机及其电子控制 （2）高负荷区域抑制燃烧速度和避免末端气体）高负荷区域抑制燃烧速度和避免末端气体自燃自燃 1）抑制天然气与空气的预

60、混合气浓度，当预混合气）抑制天然气与空气的预混合气浓度，当预混合气浓度很高时增加柴油输入比例，减少天然气替代率；浓度很高时增加柴油输入比例，减少天然气替代率； 2）减小喷油提前角，特别是在低速大扭矩时；）减小喷油提前角，特别是在低速大扭矩时； 3） 降低进气温度或压缩比，增压发动机进气中冷；降低进气温度或压缩比，增压发动机进气中冷； 4）紧凑的燃烧室设计，避免产生热点。）紧凑的燃烧室设计，避免产生热点。 此外，如果可以采用改变气门定时，可变压缩比，可此外，如果可以采用改变气门定时，可变压缩比，可变截面涡轮喷嘴环，带放气阀涡轮等都具有改善高低负荷变截面涡轮喷嘴环，带放气阀涡轮等都具有改善高低负荷