第7章发动机电子控制汽油喷射系统的基本知识

1、第第7 7章章 发动机电子控制汽油喷射系统的发动机电子控制汽油喷射系统的基本知识基本知识 第一节第一节 发动机电子控制汽油喷射系统发动机电子控制汽油喷射系统的构造和工作原理的构造和工作原理 教学重点： 1.了解电控汽油喷射系统控制功能，内容及喷油量控制原理； 2.掌握典型汽油喷射系统的特点； 3.掌握空气计量装置的结构和工作原理； 4.掌握燃油供给系统主要部件（燃油压力调节器）结构和工作原理。 一、一、 喷射式汽油供给系统的优点喷射式汽油供给系统的优点（与化油器式汽油供给系统相比较）（与化油器式汽油供给系统相比较）1、能提高发动机的最大功率；、能提高发动机的最大功率； 2、耗油量低，经济性能好

2、；、耗油量低，经济性能好； 3、减小了排放污染；、减小了排放污染； 4、改善了发动机的低温启动性能；、改善了发动机的低温启动性能； 5、怠速平稳，工况过度圆滑，工作可靠，灵、怠速平稳，工况过度圆滑，工作可靠，灵敏度高。敏度高。 二、电子控制汽油直接喷射装置的组成和各二、电子控制汽油直接喷射装置的组成和各组成系统的部件、作用组成系统的部件、作用 1、组成：、组成： 三个子系统：燃油系统、进气系统、电子三个子系统：燃油系统、进气系统、电子控制系统控制系统电子控制系统电子控制系统组成：电脑和各种传感器组成：电脑和各种传感器作用：各种传感器把发动机的工况信息，随作用：各种传感器把发动机的工况信息，随时

3、反馈给电脑，电脑将信息处理、对比后时反馈给电脑，电脑将信息处理、对比后确定出最佳方案，并向喷油器发出喷射信确定出最佳方案，并向喷油器发出喷射信号，使喷油器在一定的时刻喷射一定量的号，使喷油器在一定的时刻喷射一定量的汽油汽油燃油系统燃油系统组成：喷油器、冷起动喷油器、燃油压力调组成：喷油器、冷起动喷油器、燃油压力调节器、燃油滤清器、汽油箱和电动汽油泵节器、燃油滤清器、汽油箱和电动汽油泵等等作用：将燃油加压后，根据电脑的指令喷射作用：将燃油加压后，根据电脑的指令喷射燃油燃油燃油箱燃油箱 燃油泵燃油泵 燃油滤清器燃油滤清器 燃油压力调节器燃油压力调节器 喷油器喷油器 各缸各缸进气管进气管低压回油管低

4、压回油管进气系统进气系统组成：空气滤清器、节气门体、怠速空气调组成：空气滤清器、节气门体、怠速空气调整器、进气总管和进气歧管等整器、进气总管和进气歧管等作用：根据节气门或怠速空气调整器的开度作用：根据节气门或怠速空气调整器的开度向各缸供给空气向各缸供给空气二、电喷汽油机的燃油系统二、电喷汽油机的燃油系统供油装置结构示意图供油装置结构示意图电喷汽油机燃油系统的工作过程：电喷汽油机燃油系统的工作过程： 电动汽油泵将汽油从汽油箱中泵出，经汽电动汽油泵将汽油从汽油箱中泵出，经汽油滤清器除掉水分和杂质后送入供油总管，油滤清器除掉水分和杂质后送入供油总管，并经供油歧管送至各缸的喷油器和冷起动并经供油歧管送

5、至各缸的喷油器和冷起动喷油器中。喷油器中。1、油压调节器、油压调节器作用：作用：使供油总管内的油压随进气歧管内的气压变化使供油总管内的油压随进气歧管内的气压变化而变化，以此控制二者的压差基本不变。而变化，以此控制二者的压差基本不变。结构：结构：工作原理：工作原理：转速不变：转速不变：节气门开度增大，进气节气门开度增大，进气歧管真空度减小，回油歧管真空度减小，回油量减小，出油量增大。量减小，出油量增大。节气门开度不变：节气门开度不变：转速增加，进气歧管真转速增加，进气歧管真空度增大，回油量增多，空度增大，回油量增多，出油量减少。出油量减少。2、喷油器、喷油器作用：作用：在恒定压力下定在恒定压力下

6、定时、定量地喷油时、定量地喷油并使之雾化。并使之雾化。结构：结构：电插电插电磁线圈电磁线圈滤网滤网衔铁衔铁针阀针阀3、冷起动喷油器、冷起动喷油器作用：作用：冷起动时，额外加大喷油量，冷起动时，额外加大喷油量，使混合气瞬时加浓，便于着使混合气瞬时加浓，便于着火起动。火起动。结构：结构：电插头电插头电磁线圈电磁线圈阀门弹簧阀门弹簧阀门阀门喷嘴喷嘴4、电动汽油泵、电动汽油泵1、组成：泵体、电、组成：泵体、电 动机、外壳等部动机、外壳等部 分组成。分组成。另外还另外还 装有安全阀和单装有安全阀和单 向阀向阀 。2、作用：供给燃油系统足、作用：供给燃油系统足够的具有规定压力的汽够的具有规定压力的汽油油3

7、、分类：滚柱泵、齿轮泵、分类：滚柱泵、齿轮泵、涡轮泵、侧槽泵涡轮泵、侧槽泵4、电动汽油泵的结构图、电动汽油泵的结构图1、作用：为发动机提供其正常燃烧必需的空、作用：为发动机提供其正常燃烧必需的空气量，并且能够通过电控单元对进气量进行测气量，并且能够通过电控单元对进气量进行测量和控制。量和控制。 2、分类：、分类：L型汽油喷射系统、型汽油喷射系统、D型汽油喷射系型汽油喷射系统统 三、空气供给系统三、空气供给系统空气供给系统的结构组成（空气供给系统的结构组成（L型）型）空气供给系统的结构组成（空气供给系统的结构组成（D型）型）L L型型 D D型型L L型和型和D D型发动机的结构示意型发动机的结

8、构示意3、节气门体、节气门体（1）安装位置：空气流量计和发动机进气总管之）安装位置：空气流量计和发动机进气总管之间（间（L型系统）空气滤清器和发动机进气总管之型系统）空气滤清器和发动机进气总管之间（间（D型系统）。型系统）。（2）组成：节气门，节气门位置传感器，怠速旁）组成：节气门，节气门位置传感器，怠速旁通气道，怠速调整螺钉，辅助空气阀等组成。通气道，怠速调整螺钉，辅助空气阀等组成。（3）各构件作用）各构件作用 1）节气门作用：调整发动机输出功率）节气门作用：调整发动机输出功率. 2）怠速旁通道作用：怠速时节气门完全关闭，空）怠速旁通道作用：怠速时节气门完全关闭，空气经旁通道进入总管，可调整

9、怠速螺钉，调整发气经旁通道进入总管，可调整怠速螺钉，调整发动机怠速。动机怠速。 3）辅助空气阀作用：发动机低温起动后，辅助空）辅助空气阀作用：发动机低温起动后，辅助空气阀开启，提高发动机转速，加快暖机过程，额气阀开启，提高发动机转速，加快暖机过程，额外补充空气量。外补充空气量。（4）怠速空气调整器）怠速空气调整器1）工作原理：通过控制节气门旁通道的截面）工作原理：通过控制节气门旁通道的截面积来控制怠速时进入进气总管的进气量，积来控制怠速时进入进气总管的进气量，实现怠速调整实现怠速调整2）组成（步进电动式怠速空气调整器）：电）组成（步进电动式怠速空气调整器）：电机定子、转子和与转子配合的进给丝杆

10、及机定子、转子和与转子配合的进给丝杆及阀门阀门3）功用：稳定发动机的怠速运转和实现快怠）功用：稳定发动机的怠速运转和实现快怠速转换速转换4）分类：步进电动式、金属片式、石蜡式电）分类：步进电动式、金属片式、石蜡式电磁式和旋转滑阀式磁式和旋转滑阀式四、点喷汽油机的电子控制系统简介四、点喷汽油机的电子控制系统简介1、传感器的类型和功能简介、传感器的类型和功能简介 分类分类功功 能能 传感器传感器进气管压力传感器进气管压力传感器 检测发动机吸入的空气量检测发动机吸入的空气量 空气流量传感器空气流量传感器 检测发动机吸入的空气量检测发动机吸入的空气量 空气温度传感器空气温度传感器 检测进气温度，用以计

11、算检测进气温度，用以计算空气量空气量冷却水温传感器冷却水温传感器 检测发动机温度检测发动机温度 发动机转速与曲轴位置传发动机转速与曲轴位置传感器感器 检测发动机转速及曲轴位置检测发动机转速及曲轴位置 节气门位置传感器节气门位置传感器检测节气门开度检测节气门开度 氧传感器氧传感器 检测空燃比检测空燃比 车速传感器车速传感器 测量车速测量车速 爆震传感器爆震传感器 检测有没有爆震产生检测有没有爆震产生 开关量及其信号发生装置开关量及其信号发生装置 向向ECU提供各用电设备的开提供各用电设备的开关状态关状态 2、发动机进气量检测装置、发动机进气量检测装置1）空气流量计的类型）空气流量计的类型2）翼片

12、式空气流量计）翼片式空气流量计组成：翼片部分、电位计部分和接线插头等组成：翼片部分、电位计部分和接线插头等结构：结构：3 3）热线式空气流量计）热线式空气流量计组成：组成：铂金热线电阻（正温度系数电阻）铂金热线电阻（正温度系数电阻）感知空气流量感知空气流量温度补偿电阻温度补偿电阻(冷线，负温度系数的电阻冷线，负温度系数的电阻)感知进感知进气温度气温度控制线路板控制线路板控制热线电流并产生输出信号控制热线电流并产生输出信号壳体壳体4）热膜式空气流量计（结构工作原理和热线）热膜式空气流量计（结构工作原理和热线式类似，将铂固定在薄的树脂模上）式类似，将铂固定在薄的树脂模上）优点：发热体不直接承受空气

13、流量所产生的作用力，增加了优点：发热体不直接承受空气流量所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高可靠性发热体的强度，提高可靠性结构结构:热膜式温度传感器结构热膜式温度传感器结构5）进气歧管压力传感器）进气歧管压力传感器 1）作用：）作用： 通过测量进气歧管的真空度来间接测得发动机空通过测量进气歧管的真空度来间接测得发动机空气进气量。气进气量。 2）组成：）组成： 由压电效应的半导体硅膜片、由压电效应的半导体硅膜片、IC电路组成。电路组成。 3）原理：）原理： 进气歧管压力变化时，硅膜片变形，引起硅膜片进气歧管压力变化时，硅膜片变形，引起硅膜片上压敏电阻的阻值变化，导致惠斯顿电桥输出电上压敏电阻

14、的阻值变化，导致惠斯顿电桥输出电压变化，压变化，IC电路放大电压值送给电路放大电压值送给ECU。 进气歧管压力传感器图进气歧管压力传感器图3、节气门位置传感器、节气门位置传感器 1）作用：检测发动机负荷，以便）作用：检测发动机负荷，以便ECU修正喷油修正喷油量量 2）形式：线性输出型、开关量输出型等）形式：线性输出型、开关量输出型等 3）线性输出型节气门位置传感器）线性输出型节气门位置传感器（1）结构：怠速触点，滑片式变阻器。）结构：怠速触点，滑片式变阻器。（2）工作特点：节气门开大时，滑动触点在电阻）工作特点：节气门开大时，滑动触点在电阻体上滑动，从而引起可变电阻的电阻值变化，导体上滑动，从

15、而引起可变电阻的电阻值变化，导致输出电压变化，输出电压与节气门开度呈线性致输出电压变化，输出电压与节气门开度呈线性关系，关系，ECU根据电压信号变化来判断气门开度的根据电压信号变化来判断气门开度的大小，从而来修止喷油量。大小，从而来修止喷油量。 线性输出型节气门位置传感器线性输出型节气门位置传感器4、氧传感器、氧传感器 1）安装位置：安装在排气管内）安装位置：安装在排气管内 2）作用：检测废气中氧的浓度，由）作用：检测废气中氧的浓度，由ECU控制最佳混合气控制最佳混合气浓度浓度 3）分类：氧化钛式和氧化锆式）分类：氧化钛式和氧化锆式 4）氧化锆式氧传感器）氧化锆式氧传感器 （1）结构：锆管，铂

16、电极，加热器锆管内表面与大气相）结构：锆管，铂电极，加热器锆管内表面与大气相通，外表面与废气相通锆管内正极，锆管外为负极。通，外表面与废气相通锆管内正极，锆管外为负极。 （2）工作特点：内外两极的电势差即为氧传感器传感器）工作特点：内外两极的电势差即为氧传感器传感器传送信号电压，而信号电压的高低取决于内外表面的氧浓传送信号电压，而信号电压的高低取决于内外表面的氧浓度差，内侧氧的浓度不变，因此，浓度差完全取决于外表度差，内侧氧的浓度不变，因此，浓度差完全取决于外表面废气中氧的浓度。当混合气浓度稀时，废气中的氧的浓面废气中氧的浓度。当混合气浓度稀时，废气中的氧的浓度大，输出电压低，反之则高。度大，

17、输出电压低，反之则高。 5、温度传感器、温度传感器（1）作用：连续精确的测量冷却水温度、进气温）作用：连续精确的测量冷却水温度、进气温度与排气温度度与排气温度（2）分类）分类:绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、绕线电阻式、热敏电阻式、扩散电阻式、半导体晶体管式、金属芯片式和热电偶式等半导体晶体管式、金属芯片式和热电偶式等（3）冷却水温度传感器）冷却水温度传感器 1）作用：检测发动机冷却水温度，并输送信号给）作用：检测发动机冷却水温度，并输送信号给ECU，由，由ECU修正喷油量和喷油时刻。修正喷油量和喷油时刻。 2）工作特点：冷却水温度低时，热敏电阻值大，）工作特点：冷却水温度低时，热敏电阻值

18、大，ECU检测到其分担的电压值高，由此检测到其分担的电压值高，由此ECU增加喷增加喷油量，使发动机低温运转性能得以改善。反之，油量，使发动机低温运转性能得以改善。反之，减少喷油量。减少喷油量。 6、曲轴位置传感器、曲轴位置传感器（1）作用：检测曲轴转角、转速和活塞上止点位）作用：检测曲轴转角、转速和活塞上止点位置。置。（2）安装位置：飞轮处、分电器内以及曲轴或凸）安装位置：飞轮处、分电器内以及曲轴或凸轮轴前端轮轴前端（3）类型：磁脉冲、光电式和霍尔式）类型：磁脉冲、光电式和霍尔式7、电脑、电脑作用作用:按照自身已有的程序对各个传感器输入按照自身已有的程序对各个传感器输入的信息进行运算、处理、判

19、断然后输出指的信息进行运算、处理、判断然后输出指令，控制有关执行器的动作，达到快速、令，控制有关执行器的动作，达到快速、准确、自动控制发动机的目的。准确、自动控制发动机的目的。电脑主要功能：燃油喷射控制功能、点火控电脑主要功能：燃油喷射控制功能、点火控制功能、怠速控制、废气再循环控制、自制功能、怠速控制、废气再循环控制、自诊断功能、备用系统诊断功能、备用系统五、电喷汽油机的排气装置五、电喷汽油机的排气装置1、组成：排气歧管、三元催化器、消声器和、组成：排气歧管、三元催化器、消声器和排气管排气管第二节第二节电喷汽油机燃油系统电喷汽油机燃油系统故障的检查和诊断故障的检查和诊断 一、燃油系统各部件工

20、作不正常时对发一、燃油系统各部件工作不正常时对发 动机的影响动机的影响 故障现象：故障现象： 电动汽油泵故障：电动汽油泵故障：发动机不能起动，运转不稳，运发动机不能起动，运转不稳，运转中熄火。转中熄火。 汽油滤清器故障：汽油滤清器故障：发动机不能起动，运转不稳，发发动机不能起动，运转不稳，发动机喘抖，动力性差。动机喘抖，动力性差。 压力调节器故障：压力调节器故障：发动机不能起动，运转不稳，发发动机不能起动，运转不稳，发动机喘抖，油耗增加。动机喘抖，油耗增加。 喷油器故障：喷油器故障：发动机不能起动，运转不稳，排气管发动机不能起动，运转不稳，排气管放炮，油耗增加。放炮，油耗增加。 二、燃油系各部

21、件工作失效的原因分析二、燃油系各部件工作失效的原因分析 三、燃油系统故障的检查与诊断三、燃油系统故障的检查与诊断 1)首先利用汽车电脑的故障自诊断系统，调首先利用汽车电脑的故障自诊断系统，调出并解读故障码，了解电脑的自诊断结果。出并解读故障码，了解电脑的自诊断结果。 2)人工检查：直观试探法并配以必要的仪人工检查：直观试探法并配以必要的仪表，进一步诊断出故障的确切部位和原因。表，进一步诊断出故障的确切部位和原因。 1故障码的调出与清除故障码的调出与清除 调出故障码的方法有三种：调出故障码的方法有三种： 一是用专用的解码仪，它能显示出故障码及故障一是用专用的解码仪，它能显示出故障码及故障的文字、

22、符号和数据流；的文字、符号和数据流； 二是利用汽车仪表盘上故障灯的闪光信号来读取；二是利用汽车仪表盘上故障灯的闪光信号来读取； 三是用直流电压表三是用直流电压表(万用表的直流电压挡万用表的直流电压挡)，根据，根据表针的摆动情况读取故障码。表针的摆动情况读取故障码。 2燃油系各部件的检查燃油系各部件的检查 (1)汽油泵汽油泵 将点火开关转到将点火开关转到ON的位置，用导线连接检查器的的位置，用导线连接检查器的+B和和F FP端子，用手捏住油压调节器的回油管。端子，用手捏住油压调节器的回油管。 如感觉到橡胶软管坚硬，说明汽油泵的工作正常。如感觉到橡胶软管坚硬，说明汽油泵的工作正常。如果感觉不到有回油压力，应检查汽油泵电源线如果感觉不到有回油压力，应检查汽油泵电源线与搭铁端电压，其值应为蓄电池的电压与