第2章电控燃油喷

1、第第2 2章章 汽车喷射系统及控制汽车喷射系统及控制本章主要讲述电控汽油喷射系统的分类、组成、结构本章主要讲述电控汽油喷射系统的分类、组成、结构及控制原理，电子控制燃油喷射系统中的怠速控制及控制原理，电子控制燃油喷射系统中的怠速控制的特点与应用。通过本章的学习，可以：的特点与应用。通过本章的学习，可以：（1）了解汽油喷射系统的分类；）了解汽油喷射系统的分类；（2）掌握汽油喷射系统的基本组成、结构和工作原理。）掌握汽油喷射系统的基本组成、结构和工作原理。（3）掌握电控汽油喷射系统中主要传感器、执行器的）掌握电控汽油喷射系统中主要传感器、执行器的构造及工作原理。构造及工作原理。（4）了解电控汽油喷

2、射系统在各种工况下的喷油控制）了解电控汽油喷射系统在各种工况下的喷油控制策略。策略。（5）掌握电控汽油喷射系统中怠速控制的原因、控制）掌握电控汽油喷射系统中怠速控制的原因、控制方法及原理。方法及原理。2.1 汽油喷射系统概况汽油喷射系统概况一、汽油机对空燃比的要求一、汽油机对空燃比的要求过渡工况要求的混合气过渡工况要求的混合气 冷车启动工况冷车启动工况：要求很浓的混合气，：要求很浓的混合气，空燃比最浓空燃比最浓A/F=2。起动后暖车工况起动后暖车工况：需要较浓的混合气，：需要较浓的混合气，随温度提高加浓程度逐渐减小，一直到随温度提高加浓程度逐渐减小，一直到稳定工况运转为止。稳定工况运转为止。

3、加速工况加速工况：需要较浓一些的混合气，：需要较浓一些的混合气，以获得良好的加速过渡性能。以获得良好的加速过渡性能。 急减速工况急减速工况：节气门突然关闭，应该：节气门突然关闭，应该减少一部分燃料供给。减少一部分燃料供给。二、汽油喷射的概念二、汽油喷射的概念汽油喷射汽油喷射：用喷油器将一定压力和数量：用喷油器将一定压力和数量的汽油喷入进气道或汽缸内。的汽油喷入进气道或汽缸内。目的：提高汽油雾化质量，改进燃烧，目的：提高汽油雾化质量，改进燃烧，改善发动机性能。改善发动机性能。电控汽油喷射电控汽油喷射：采用电动喷油器，根据：采用电动喷油器，根据发动机运行工况和使用条件，将适当量发动机运行工况和使用

4、条件，将适当量的汽油喷入进气道或气缸内，实现对发的汽油喷入进气道或气缸内，实现对发动机供油量的精确控制。动机供油量的精确控制。化油器式发动机基本原理化油器式发动机基本原理油路油路：油箱：油箱燃油泵燃油泵燃油滤清器燃油滤清器气路气路：空气滤清器：空气滤清器进气管进气管化油器化油器进气岐管进气岐管进气门进气门气缸气缸节气门节气门电控汽油喷射系统基本原理电控汽油喷射系统基本原理油路油路：油箱：油箱燃油泵燃油泵燃油滤清器燃油滤清器燃油总燃油总管管燃油支管燃油支管喷油器喷油器进气道进气门后方。进气道进气门后方。气路气路：空气滤清器：空气滤清器进气流量传感器（进气温进气流量传感器（进气温度传感器）度传感器

5、）进气管进气管节气门（节气门位置传节气门（节气门位置传感器）感器）进气管进气管进气岐管进气岐管进气门进气门气缸。气缸。电路电路：各种传感器：各种传感器ECU各执行机构（喷油各执行机构（喷油器）。器）。三、汽油喷射系统的优点1. 化油器式汽油机的主要缺点：化油器式汽油机的主要缺点： （1）喉管处的真空度较低，进气阻力大，）喉管处的真空度较低，进气阻力大，发动机在高速时充气效率低。发动机在高速时充气效率低。特别是低速或小负荷时，真空度更低，特别是低速或小负荷时，真空度更低，气体流速不高等会造成气体流速不高等会造成燃油雾化不好燃油雾化不好，供油性能差供油性能差加速时供油滞后，减速时，加速时供油滞后，

6、减速时，回火放炮。回火放炮。 （2）化油器发动机的最大难题是不能精确）化油器发动机的最大难题是不能精确地把相同空燃比的混合气分配给各缸地把相同空燃比的混合气分配给各缸（各缸混合气空燃比不一致各缸混合气空燃比不一致） 电控喷射发动机具有以下优点：电控喷射发动机具有以下优点：（1）进气阻力小）进气阻力小。在进气系统中，由于没有象化油器供油那在进气系统中，由于没有象化油器供油那样的喉管部位，进气压力损失小。样的喉管部位，进气压力损失小。 只要合理设计进气管道，就能充分只要合理设计进气管道，就能充分利用吸入空气的惯性增压作用，增利用吸入空气的惯性增压作用，增大充气量，提高输出功率，增加发大充气量，提高

7、输出功率，增加发动机的动力性。动机的动力性。 （2）能够精确控制空燃比。能够精确控制空燃比。能提供能提供各种运行工况下各种运行工况下最适当的混合气最适当的混合气空燃比。空燃比。能根据空气密度变化修正空燃比能根据空气密度变化修正空燃比。当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度变化，外界环境温度变化引起的空气密度变化，可以进行适量的空燃比修正。可以进行适量的空燃比修正。汽车加减速反应灵敏汽车加减速反应灵敏。在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，空在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，空燃比控制系统能够迅速响应。燃比控制系统能够迅速响应。（3 3）各

8、缸分配均匀各缸分配均匀。（4 4）燃油雾化好，使燃烧效率提高燃油雾化好，使燃烧效率提高。发。发动机便可在较稀薄的混合气下工作。因动机便可在较稀薄的混合气下工作。因此，能有效地降低排放，节省燃油。此，能有效地降低排放，节省燃油。（5 5）发动机启动容易，且暖机性能提高。发动机启动容易，且暖机性能提高。在发动机启动时，可以用电脑（在发动机启动时，可以用电脑（ECUECU）计）计算出启动供油量，并且能使发动机顺利算出启动供油量，并且能使发动机顺利经过暖机运转。经过暖机运转。（6）减速断油功能减速断油功能，亦能降低排放，节，亦能降低排放，节省燃油。省燃油。排放：减少排放：减少20%油耗：降低油耗：降低

9、5 %10%发动机功率：提高发动机功率：提高5%10%电子控制系统的基本组成电子控制系统的基本组成传感器传感器电子控制单元（电子控制单元（ECU）执行器执行器 ECU：电子控制单元。：电子控制单元。CPU存储器存储器I/O接口（输入、输出接口）包括：接口（输入、输出接口）包括：lA/D转换（模数转换）转换（模数转换）lD/A转换（数模转换）转换（数模转换） 汽油发动机电子控制系统的控制内容汽油发动机电子控制系统的控制内容主要控制主要控制：汽油喷射汽油喷射：喷射量：喷射量 喷射定时喷射定时 点火控制点火控制：点火时刻：点火时刻 闭合角闭合角 爆震的防止爆震的防止辅助控制辅助控制：怠速控制怠速控制

10、 排放控制排放控制：废气再循环（：废气再循环（EGR） 气门控制气门控制：可变气门正时控制：可变气门正时控制（VTEC） 自诊断系统自诊断系统涡轮增压控制涡轮增压控制 2.1.3 2.1.3 现代汽油喷射系统的分类现代汽油喷射系统的分类一按喷油器安装部位分类：按喷油器安装部位分类：单点汽油喷射系统单点汽油喷射系统（SPI）多点汽油喷射系统多点汽油喷射系统（MPI） 单点汽油喷射系统单点汽油喷射系统：在节流阀体上：在节流阀体上安装一支或两支喷油器集中向进气歧安装一支或两支喷油器集中向进气歧管中喷油。管中喷油。 多点汽油喷射系统多点汽油喷射系统：在每一个气缸：在每一个气缸的进气门前均安装一支喷油器

11、，按照预的进气门前均安装一支喷油器，按照预定的规律分别喷油。定的规律分别喷油。二按喷油方式分类二按喷油方式分类连续喷射系统连续喷射系统：在发动机运转期间，：在发动机运转期间，汽油连续不断的喷射。汽油连续不断的喷射。间歇喷射系统间歇喷射系统：在发动机运转期间，：在发动机运转期间，汽油按照一定的规律间歇喷射。汽油按照一定的规律间歇喷射。其中其中间歇喷射间歇喷射按按喷射时序喷射时序又分为：又分为：l同时喷射同时喷射l分组喷射分组喷射l顺序喷射顺序喷射 同时喷射系统同时喷射系统：在发动机运转期间，：在发动机运转期间，各缸喷油器同时开启且同时关闭。各缸喷油器同时开启且同时关闭。 分组喷射系统分组喷射系统

12、：喷油器分成两组或多组，：喷油器分成两组或多组，按照既定顺序交替喷射。按照既定顺序交替喷射。顺序喷射系统顺序喷射系统：喷油器按发动机各缸进气：喷油器按发动机各缸进气的顺序轮流喷射。的顺序轮流喷射。三按喷射装置的控制方式分类三按喷射装置的控制方式分类机械式汽油喷射系统（机械式汽油喷射系统（K系统）系统）机电结合式汽油喷射系统（机电结合式汽油喷射系统（KE系统）系统）电控式汽油喷射系统。电控式汽油喷射系统。根据控制过根据控制过程又分为：程又分为：l开环控制过程开环控制过程l闭环控制过程闭环控制过程 机械式汽油喷射系统（机械式汽油喷射系统（K系统）系统） 机电结合式汽油喷射系统（机电结合式汽油喷射系

13、统（KE系统）系统） 电控式汽油喷射系统电控式汽油喷射系统 电控式汽油喷射系统电控式汽油喷射系统根据控制过程又分为：根据控制过程又分为：l开环控制过程开环控制过程l闭环控制过程闭环控制过程传感器ECU开关对各参数进行计算M A P表发动机查表后输出形成控制指令控制执行器图2-9 开环控制反馈传感器ECU开关对各参数进行计算M A P表发动机查表后输出形成控制指令控制执行器图2-10 闭环控制氧传感器计算排气中氧含量四按空气量的检测方式分类四按空气量的检测方式分类分为五种：分为五种：进气歧管绝对压力式进气歧管绝对压力式：间接测量式：间接测量式叶片式（翼片式）叶片式（翼片式）卡门涡旋式卡门涡旋式热

14、线式热线式热膜式热膜式又称又称热式热式直接测量式直接测量式歧管压力计量式歧管压力计量式 翼片式（叶片式）翼片式（叶片式） 卡门旋涡式卡门旋涡式热式（热线式和热膜式）热式（热线式和热膜式） 其他分类其他分类多点喷射又分：多点喷射又分：进气道喷射进气道喷射和和缸内喷射缸内喷射电子控制又分：电子控制又分：开环控制开环控制和和闭环控制闭环控制间歇喷射又分：间歇喷射又分：l异步喷射异步喷射l同步喷射同步喷射同时喷射同时喷射顺序喷射顺序喷射分组喷射分组喷射2.2 2.2 发动机电控汽油喷射系统的发动机电控汽油喷射系统的组成及功能组成及功能发动机电控汽油喷射系统主要分为三大部发动机电控汽油喷射系统主要分为三

15、大部分：分： 进气系统进气系统（空气供给系统）（空气供给系统）气路气路 燃油系统燃油系统（燃油供给系统）（燃油供给系统）油路油路 控制系统控制系统（电子控制系统）（电子控制系统）电路电路电控汽油喷射系统基本原理电控汽油喷射系统基本原理油路油路：油箱：油箱燃油泵燃油泵燃油滤清器燃油滤清器燃油燃油总管总管燃油支管燃油支管喷油器喷油器进气道进气门进气道进气门后方。后方。气路气路：空气滤清器：空气滤清器进气流量传感器（进进气流量传感器（进气温度传感器）气温度传感器）进气管进气管节气门（节气节气门（节气门位置传感器）门位置传感器）进气管进气管进气岐管进气岐管进进气门气门气缸。气缸。电路电路：各种传感器：

16、各种传感器ECU各执行机构各执行机构（喷油器）。（喷油器）。一、进气系统一、进气系统作用作用：为发动机可燃混合气的形成提供必需：为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。的空气。组成组成：空气滤清器、空气滤清器、空气流量计空气流量计、进气温度传感器、进气温度传感器、节气门、节气门、节气门位置传感器节气门位置传感器、怠速调整机构怠速调整机构、进气管（进气总管和进气歧管）进气管（进气总管和进气歧管） 气路气路：空气滤清器：空气滤清器进气流量传感器进气流量传感器（进气温度传感器）（进气温度传感器）进气管进气管节气门节气门（节气门位置传感器）（节气门位置传感器）进气管进气管进气进气岐管岐管进气门进气门气

17、缸。气缸。节气门体节气门体位置位置：空气流量计与进气总管之间。：空气流量计与进气总管之间。作用作用：通过改变进气通道面积来控制发：通过改变进气通道面积来控制发动机运转状态。动机运转状态。组成组成：一般包含：一般包含：l节气门节气门、l节气门位置传感器节气门位置传感器、l怠速旁通气道怠速旁通气道l怠速调整装置怠速调整装置。 二、燃油系统二、燃油系统1、作用作用：供油。：供油。2、组成组成：油箱、油箱、燃油泵、燃油泵、燃油滤清器、燃油滤清器、（燃油脉动减振器）（燃油脉动减振器）、燃油压力调节器燃油压力调节器、供油总管、供油支管供油总管、供油支管喷油器喷油器、（冷启动喷油器）、（冷启动喷油器）1、作

18、用作用：供油。：供油。2、组成组成：油箱、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、（燃油脉动减振器）（燃油脉动减振器）、供油总管、供油支管供油总管、供油支管喷油器喷油器、（冷启动喷、（冷启动喷油器）油器）啊啊啊啊啊啊喷油器根据电脑（喷油器根据电脑（ECU）的喷油指）的喷油指令，在令，在适当的时刻（适当的时刻（喷油时刻喷油时刻）将将适量的燃油（适量的燃油（喷油量喷油量）喷于进气门喷于进气门后方。后方。冷启动喷油器是为了改善发动机低冷启动喷油器是为了改善发动机低温启动性能的。温启动性能的。3 3、主要元件介绍、主要元件介绍1）电动燃油泵）电动燃油泵（1）作用作

19、用：将燃油从油箱泵入油管中使之保持将燃油从油箱泵入油管中使之保持一定的压力，供给喷油器一定的压力，供给喷油器 （2）分类分类：按按安装位置安装位置分：内装式、外装式；分：内装式、外装式；按按油泵的结构油泵的结构分：分：l滚柱泵滚柱泵l内齿轮泵内齿轮泵l涡轮泵（叶片式）涡轮泵（叶片式）l侧槽泵侧槽泵正排量泵正排量泵流量型泵流量型泵燃油泵的安装形式燃油泵的安装形式四种泵的泵油原理四种泵的泵油原理滚柱式燃油泵滚柱式燃油泵组成组成：直流电机、滚柱式油泵、安全阀、单向：直流电机、滚柱式油泵、安全阀、单向阀缓冲器等。阀缓冲器等。特点特点：自吸能力较强，油箱内、外安装均可。：自吸能力较强，油箱内、外安装均可

20、。缺点缺点：运转时噪音较大、泵油压力脉动大、易：运转时噪音较大、泵油压力脉动大、易磨损、使用寿命短磨损、使用寿命短 。转子每转一转排出的转子每转一转排出的燃油都要产生与滚柱燃油都要产生与滚柱数目对应个数的压力数目对应个数的压力脉动。脉动。常常需设脉动减振器需设脉动减振器。叶片泵（叶片泵（涡轮泵）涡轮泵）构造构造：与滚拄泵相似，但转子是一块圆形平：与滚拄泵相似，但转子是一块圆形平板，平板圆周上开有小槽，形成泵油叶片。板，平板圆周上开有小槽，形成泵油叶片。 原理原理：油泵在运转时，转子周围小槽内的燃：油泵在运转时，转子周围小槽内的燃油跟随转子一同高速旋转。由于离心力的作油跟随转子一同高速旋转。由于

21、离心力的作用，使燃油出口处油压增高，同时进口处产用，使燃油出口处油压增高，同时进口处产生一定的真空，从而使燃油从进口被吸入并生一定的真空，从而使燃油从进口被吸入并被泵向出口。被泵向出口。特点特点：最大泵油压力较高（可达：最大泵油压力较高（可达600kpa以以上上）、运转噪音小、出油压力脉动小、转子、运转噪音小、出油压力脉动小、转子无磨损、使用寿命长。无磨损、使用寿命长。叶片泵实物图双级泵：双级泵：初级泵用于分离燃油蒸汽，主输油泵用于初级泵用于分离燃油蒸汽，主输油泵用于提高压力，二者共用同一电机。主要用于提高压力，二者共用同一电机。主要用于油箱内安装。油箱内安装。 BOSCHBOSCH串联式两级

22、泵（内齿轮泵和单流串联式两级泵（内齿轮泵和单流式侧槽泵）式侧槽泵）2 2）燃油滤清器）燃油滤清器 3 3）燃油压力脉动减振器）燃油压力脉动减振器（1）作用作用：减弱供油管路中的压力脉动，：减弱供油管路中的压力脉动，降低噪声。降低噪声。油泵泵油时和喷油器喷油时，供油管路中油泵泵油时和喷油器喷油时，供油管路中会产生燃油压力脉动。会产生燃油压力脉动。（2）安装位置安装位置：早期大多安装在回油管上，位于油箱和压早期大多安装在回油管上，位于油箱和压力调节器之间。力调节器之间。现在一般安装在供油总管上或电动油泵上。现在一般安装在供油总管上或电动油泵上。 （3 3）结构和工作原理）结构和工作原理进油口进油口

23、出油口出油口膜片膜片弹簧弹簧蓄压室蓄压室 4 4）燃油压力调节器）燃油压力调节器 （1）作用作用：使供油系统油压（即供油总管内的油压）使供油系统油压（即供油总管内的油压）与进气歧管压力之差保持常数，一般为与进气歧管压力之差保持常数，一般为0.250.3MPa，以保证喷油器的喷油量唯一地，以保证喷油器的喷油量唯一地取决于喷油时间。取决于喷油时间。无论进气歧管真空度如何变化，喷油器的无论进气歧管真空度如何变化，喷油器的喷油压力与进气歧管的压力之差是恒定不变喷油压力与进气歧管的压力之差是恒定不变的。于是，控制器根据喷油时间控制喷油量的。于是，控制器根据喷油时间控制喷油量就无需对进气歧管压力的变化进行

24、修正了。就无需对进气歧管压力的变化进行修正了。 （2）安装位置安装位置：供油总管的末端。供油总管的末端。（3）结构和工作原理结构和工作原理：膜片上拱膜片上拱回油阀打开回油阀打开燃油压力燃油压力（弹簧（弹簧力力+进气管压力）进气管压力） 压力调节器实物图压力调节器实物图 5）喷油器喷油器（1）作用作用：根据控制器：根据控制器的喷油控制信号将适的喷油控制信号将适量的燃油喷入到进气量的燃油喷入到进气歧管。歧管。（2）位置位置：单点喷射单点喷射：节气门体：节气门体上上多点喷射多点喷射：一般通过：一般通过绝缘垫圈安装在各气绝缘垫圈安装在各气缸进气门前的进气歧缸进气门前的进气歧管上。或进气道附近管上。或进

25、气道附近的缸盖上。的缸盖上。（3 3）喷油器的工作原理）喷油器的工作原理 （4）分类：）分类：用途用途：单点、多点：单点、多点燃料送入位置燃料送入位置：上部给料（顶部给油）、：上部给料（顶部给油）、下部给料（底部给油）下部给料（底部给油）喷口形式喷口形式：孔型（球阀型和片阀型）、：孔型（球阀型和片阀型）、轴针型（针阀型）轴针型（针阀型）电磁线圈阻值电磁线圈阻值：低阻式、高阻式：低阻式、高阻式 球阀式与轴针式喷油器的主要区别：在于阀针球阀式与轴针式喷油器的主要区别：在于阀针的结构。的结构。球阀式喷油器的阀针是由钢球、导杆和衔铁球阀式喷油器的阀针是由钢球、导杆和衔铁用激光束焊接成整体制成的，其质量

26、只有普用激光束焊接成整体制成的，其质量只有普通轴针式针阀的一半。为了保证燃油密封，通轴针式针阀的一半。为了保证燃油密封，轴针式针阀必须有较长的导向杆。轴针式针阀必须有较长的导向杆。而球阀具有自动定而球阀具有自动定心作用，无须较长心作用，无须较长的导向杆，因此，的导向杆，因此，球阀式的阀针质量球阀式的阀针质量轻，且具有较高的轻，且具有较高的燃油密封能力，明燃油密封能力，明显优于针阀式。显优于针阀式。 片阀式喷油器的结构特点是具有质量轻的片阀式喷油器的结构特点是具有质量轻的阀片和孔式阀座阀片和孔式阀座 （4）结构和工作原理：）结构和工作原理：电磁线圈通电后，吸引铁芯移动，与铁芯电磁线圈通电后，吸引

27、铁芯移动，与铁芯一体的针阀打开，压力油从喷孔喷出；线一体的针阀打开，压力油从喷孔喷出；线圈断电，铁芯及阀体在回位弹簧的作用下圈断电，铁芯及阀体在回位弹簧的作用下回位，针阀关闭，停止喷油。由于弹簧的回位，针阀关闭，停止喷油。由于弹簧的作用使针阀在不喷油时压紧在阀座上，防作用使针阀在不喷油时压紧在阀座上，防止滴漏，而在停喷瞬时，针阀能迅速回位，止滴漏，而在停喷瞬时，针阀能迅速回位，断油干脆。断油干脆。喷油量取决于喷油时间、针阀行程、喷口喷油量取决于喷油时间、针阀行程、喷口面积以及喷射环境压力与燃料压力的压差面积以及喷射环境压力与燃料压力的压差等因素。等因素。 一般对喷油器有如下要求：一般对喷油器有

28、如下要求： 1有良好的流量特性有良好的流量特性，喷射范围要大，喷射范围要大既能满足发动机最大功率时的供油量既能满足发动机最大功率时的供油量需要，又能供给怠速时很小的油量；需要，又能供给怠速时很小的油量； 2具有良好的雾化和适当的喷雾形状具有良好的雾化和适当的喷雾形状，以利于怠速稳定性、冷起动性的提高以利于怠速稳定性、冷起动性的提高和排气污染的降低；和排气污染的降低； 3具有良好的抗污物堵塞能力具有良好的抗污物堵塞能力； 4耐久性好耐久性好。 6）冷启动）冷启动喷油器喷油器三、电控系统三、电控系统作用：作用：对各种传感器和开关信号进行处理、计算以对各种传感器和开关信号进行处理、计算以确定发动机的

29、运行工况确定发动机的运行工况；然后再根据内部存；然后再根据内部存储器里的储器里的MAP图（控制规律）图（控制规律）查出该工况下查出该工况下适用的空燃比适用的空燃比；根据进气流量传感器测得的；根据进气流量传感器测得的进气量，进气量，计算出基本喷油量（喷油持续时计算出基本喷油量（喷油持续时间）间）；然后根据温度、海拔高度、节气门开；然后根据温度、海拔高度、节气门开度等各种工作参数度等各种工作参数进行修正进行修正，得到发动机在，得到发动机在这一工况下运行的这一工况下运行的最佳喷油持续时间最佳喷油持续时间，转换转换成相应的喷油驱动脉冲成相应的喷油驱动脉冲驱动喷油器工作，精驱动喷油器工作，精确地控制喷油

30、量。并通过氧传感器进行确地控制喷油量。并通过氧传感器进行反馈反馈控制控制。组成：传感器组成：传感器ECUECU执行器执行器 汽油喷射系统相关的主要传感器汽油喷射系统相关的主要传感器空气空气流量流量传感传感器器质量流量型质量流量型进气管压力式进气管压力式防火墙上防火墙上热线式、热膜式热线式、热膜式空气滤清器与进空气滤清器与进气管之间气管之间体积流量型体积流量型叶片式叶片式卡门涡旋式卡门涡旋式进气温度传感器进气温度传感器空气滤清器或空气流量传感器上空气滤清器或空气流量传感器上冷却水温传感器冷却水温传感器发动机体的冷却水道上发动机体的冷却水道上节气门位置传感器节气门位置传感器节气门轴上节气门轴上发动

31、机转速传感器发动机转速传感器曲轴前端或凸轮轴前端或分电器上曲轴前端或凸轮轴前端或分电器上曲轴位置传感器曲轴位置传感器曲轴前端或凸轮轴前端或分电器上曲轴前端或凸轮轴前端或分电器上氧传感器氧传感器排气管上排气管上车速传感器车速传感器变速器输出轴上变速器输出轴上开关信号开关信号起动（点火）开关信号起动（点火）开关信号空档起动开关信号空档起动开关信号空调开关信号空调开关信号电源电压电源电压执行器执行器1、 喷油器喷油器供油供油2、 主继电器主继电器发动机燃油喷射系统总电源发动机燃油喷射系统总电源3、 油泵开关继电器油泵开关继电器（断路继电器）（断路继电器）控制油泵开关控制油泵开关4、 油泵控制继电器油

32、泵控制继电器控制油泵转速控制油泵转速5、 冷起动喷油器冷起动喷油器冷起动时供油冷起动时供油6、 怠速调节机构怠速调节机构调节怠速转速调节怠速转速（一）传感器（一）传感器空气空气流量流量传感传感器器质量流量型质量流量型进气管压力式进气管压力式防火墙上防火墙上热线式、热膜式热线式、热膜式空气滤清器与进空气滤清器与进气管之间气管之间体积流量型体积流量型叶片式叶片式卡门涡旋式卡门涡旋式进气温度传感器进气温度传感器空气滤清器或空气流量传感器上空气滤清器或空气流量传感器上冷却水温传感器冷却水温传感器发动机体的冷却水道上发动机体的冷却水道上节气门位置传感器节气门位置传感器节气门轴上节气门轴上发动机转速传感器

33、发动机转速传感器曲轴前端或凸轮轴前端或分电器上曲轴前端或凸轮轴前端或分电器上曲轴位置传感器曲轴位置传感器曲轴前端或凸轮轴前端或分电器上曲轴前端或凸轮轴前端或分电器上氧传感器氧传感器排气管上排气管上车速传感器车速传感器变速器输出轴上变速器输出轴上1 1、空气流量传感器、空气流量传感器1）进气管压力传感器）进气管压力传感器功能功能测量进气管内的绝对进气压力（真空测量进气管内的绝对进气压力（真空度），并转换成电信号，输送给度），并转换成电信号，输送给ECU。种类种类l半导体压敏电阻式（压电式）半导体压敏电阻式（压电式）l电容式电容式l膜盒式膜盒式l表面弹性波式表面弹性波式进气管压力传感器实物图 （1

34、）半导体压敏电阻式（压电式）半导体压敏电阻式（压电式）特点特点：尺寸小，精度高，成本低，响应：尺寸小，精度高，成本低，响应性和抗振性好性和抗振性好组成组成：l压力转换元件压力转换元件l混合集成电路混合集成电路ICl辅助装置：滤清器、辅助装置：滤清器、EMI过滤器等过滤器等真空室真空室可变电阻片（硅膜片）可变电阻片（硅膜片）进气管压力导入装置进气管压力导入装置 结构特点：硅膜片一侧为真空室，另一侧结构特点：硅膜片一侧为真空室，另一侧为进气管压力。为进气管压力。 工作原理工作原理：利用半导体的压阻效应。：利用半导体的压阻效应。硅膜片一侧为真空室，另一侧为进气管压力。硅膜片一侧为真空室，另一侧为进气

35、管压力。其中心圆形薄膜上四个应变电阻的阻值随膜其中心圆形薄膜上四个应变电阻的阻值随膜片的变形而成正比变化。片的变形而成正比变化。 由于硅膜片的一侧是真空室，因此进气由于硅膜片的一侧是真空室，因此进气管里压力越高，硅膜片的变形越大。管里压力越高，硅膜片的变形越大。利用惠斯通电桥将硅膜片的变形转变成利用惠斯通电桥将硅膜片的变形转变成电信号。因输出的电压信号很微小，所电信号。因输出的电压信号很微小，所以需用混合以需用混合IC 进行放大。进行放大。 （2）电容式进气压力传感器）电容式进气压力传感器 工作原理：工作原理：两氧化铝膜片形成电容，其电容与膜片两氧化铝膜片形成电容，其电容与膜片上的压力成正比，

36、将电容连接到传感器上的压力成正比，将电容连接到传感器的振荡电路中，则传感器产生变频信号，的振荡电路中，则传感器产生变频信号，其频率与进气管的绝对压力成正比，频其频率与进气管的绝对压力成正比，频率约在率约在80120Hz内变化。内变化。（3）膜盒式进气压力传感器）膜盒式进气压力传感器A、电阻式电阻式：内：内部有一个密封的部有一个密封的真空弹性金属膜真空弹性金属膜盒，当进气歧管盒，当进气歧管压力变化时，膜压力变化时，膜盒随之收缩或膨盒随之收缩或膨胀，通过相应元胀，通过相应元件将压力变化转件将压力变化转变成电阻或电压变成电阻或电压的变化，并传送的变化，并传送给电脑，从而测给电脑，从而测得进气歧管压力

37、。得进气歧管压力。B B、电感式、电感式（4）表面弹性波式进气压力进气压力传感器与传感器与ECUECU的的连接连接2 2）叶片式空气流量计）叶片式空气流量计（1）组成：）组成：叶叶片片电位器：与叶片同轴电位器：与叶片同轴回位弹簧：在电位器内部回位弹簧：在电位器内部附加装置：怠速空气通道，进气温度传附加装置：怠速空气通道，进气温度传感器，油泵控制开关感器，油泵控制开关测量叶片测量叶片缓冲叶片缓冲叶片 实物图实物图（2 2）工作原理：）工作原理：来自空气滤清器的来自空气滤清器的气体通过空气流量气体通过空气流量计时计时, ,推动测量板打推动测量板打开一定角度开一定角度, ,而这一而这一角度随进气量的

38、大角度随进气量的大小而变化。同时，小而变化。同时，和测量板同轴旋转和测量板同轴旋转的电位计把进气量的电位计把进气量转变为电压信号并转变为电压信号并送给送给ECUECU。 UsUb I RS /I(R2+RB)RS / (R2+RB)流量小开度小，流量小开度小，RS大，大，UsUb大；大；流量大开度大，流量大开度大，RS小，小，UsUb小；小；缓冲叶片的作用：其在缓冲室内转动缓冲叶片的作用：其在缓冲室内转动对叶片起阻尼作用，减小叶片脉动，对叶片起阻尼作用，减小叶片脉动，使其运转平稳。使其运转平稳。UsUb I RS /I(R2+RB)RS / (R2+RB)流量小开度小，流量小开度小，RS大，大

39、，UsUb大；大；流量大开度大，流量大开度大，RS小，小，UsUb小；小；空气流量计的旁通空气道为怠速空气道，在空气流量计的旁通空气道为怠速空气道，在其中有怠速调整螺钉，用来调节怠速时旁通其中有怠速调整螺钉，用来调节怠速时旁通空气道中的进气量，以改变怠速混合气的浓空气道中的进气量，以改变怠速混合气的浓度。怠速时，空气流量很小，测量板转动很度。怠速时，空气流量很小，测量板转动很小，这时空气主要由旁通空气道进入气缸。小，这时空气主要由旁通空气道进入气缸。 3 3）卡门涡旋式空气流量计）卡门涡旋式空气流量计工作原理：工作原理：卡门涡旋：在稳定的气流中放置圆柱卡门涡旋：在稳定的气流中放置圆柱型物体后，

40、在柱型物的下流会交替型物体后，在柱型物的下流会交替产生涡旋气流，涡旋的频率产生涡旋气流，涡旋的频率f、气流、气流是流速是流速v和圆柱的直径和圆柱的直径d之间有如下之间有如下关系：关系：f = 0.2 *vd卡门旋涡空气流速空气流速V与卡门旋涡的频率与卡门旋涡的频率f之间存在如下之间存在如下关系：关系： f = St * Vd 式中：式中：d涡流发生器外径尺寸；涡流发生器外径尺寸； St斯特罗巴尔数，约为斯特罗巴尔数，约为02。 测得卡门旋涡的频率就可以知道空气流测得卡门旋涡的频率就可以知道空气流速速V，再将空气通道的有效截面积与空气流再将空气通道的有效截面积与空气流速速V相乘，就可知道吸人空气

41、的体积流量。相乘，就可知道吸人空气的体积流量。 分类：分类：（1）反光镜检测方式反光镜检测方式：将涡流发生器：将涡流发生器两侧的压力变化，通过导压孔引向薄金两侧的压力变化，通过导压孔引向薄金属制成的反光镜表面，使反光镜产生振属制成的反光镜表面，使反光镜产生振动，反光镜振动时将发光管投射的光反动，反光镜振动时将发光管投射的光反射给光电管，对反光信号进行检测，即射给光电管，对反光信号进行检测，即可求得涡旋的频率。可求得涡旋的频率。 （2）超声波检测方式超声波检测方式 ：利用卡门涡旋：利用卡门涡旋引起的密度变化进行测量。引起的密度变化进行测量。反光镜式反光镜式反光镜检测方式反光镜检测方式：将涡流发生

42、器两侧将涡流发生器两侧的压力变化，通过的压力变化，通过导压孔引向薄金属导压孔引向薄金属制成的反光镜表面，制成的反光镜表面，使反光镜产生振动，使反光镜产生振动，反光镜振动时将发反光镜振动时将发光管投射的光反射光管投射的光反射给光电管，对反光给光电管，对反光信号进行检测，即信号进行检测，即可求得涡旋的频率。可求得涡旋的频率。 超声波式超声波式利用卡门涡旋引起的密度变化利用卡门涡旋引起的密度变化进行测量，在空气流动方向的垂直方向进行测量，在空气流动方向的垂直方向安装超声波信号发生器安装超声波信号发生器,它发出的超声波它发出的超声波因受卡门涡旋造成的空气密度变化的影因受卡门涡旋造成的空气密度变化的影响

43、响,到达对面的接受器时会产生相位差到达对面的接受器时会产生相位差,利用放大器使利用放大器使这一信号变成这一信号变成矩形波矩形波,矩形波矩形波的脉冲频率即的脉冲频率即为卡门涡旋的为卡门涡旋的频率频率 卡门涡旋流量计实物图卡门涡旋流量计实物图4）热式：）热式：原理：原理：在空气通道中放置一电热体，通在空气通道中放置一电热体，通电后使之保持恒温。空气通过时，电热电后使之保持恒温。空气通过时，电热体热量散失，温度下降，为保持其恒温体热量散失，温度下降，为保持其恒温须加大电流。气流量越大，电流越大，须加大电流。气流量越大，电流越大，反之，电流越小。反之，电流越小。分类：分类：l按电热体结构的不同可分为：

44、按电热体结构的不同可分为：热丝式热丝式（电（电热体为一铂丝）和热体为一铂丝）和热膜式热膜式（其电热体由一（其电热体由一铂丝或铂丝固定在树脂膜上构成）；铂丝或铂丝固定在树脂膜上构成）；l按电热体放置位置分有按电热体放置位置分有主流式主流式和和旁通式旁通式。 实物图 2 2、温度传感器、温度传感器1）包括：）包括：水温传感器水温传感器进气温度传感器进气温度传感器排气温度传感器排气温度传感器车外环境温度传感器车外环境温度传感器车内温度传感器等车内温度传感器等 2）对车用温度传感器的要求：）对车用温度传感器的要求：工作温度范围：工作温度范围：-50+120测量精度：测量精度：2分辨率：分辨率：0.5水

45、温响应速度：水温响应速度：10s空气温度响应速度：空气温度响应速度：1s4000h故障率：故障率：1/10000 3）分类：）分类：热敏电阻式热敏电阻式：热敏式利用半导体的电阻：热敏式利用半导体的电阻随温度变化而改变的特性，其线性差，随温度变化而改变的特性，其线性差，但灵敏度高，响应特性较好，因而广泛但灵敏度高，响应特性较好，因而广泛应用于检测冷却水和进气温度。有正热应用于检测冷却水和进气温度。有正热敏系数，负热敏系数。敏系数，负热敏系数。双金属片式双金属片式热敏铁氧式热敏铁氧式蜡式蜡式水温传感器水温传感器 位置：位置：水温传感器安装在发动机的缸体或缸水温传感器安装在发动机的缸体或缸盖的水套上

46、，与冷却水接触。盖的水套上，与冷却水接触。作用：作用：检测发动机的冷却水温度，将发动机检测发动机的冷却水温度，将发动机的温度参数转变成电信号，输给控制器，以的温度参数转变成电信号，输给控制器，以使控制器能根据发动机的温度状况来对供油使控制器能根据发动机的温度状况来对供油量作出适当的修正。量作出适当的修正。结构原理：结构原理：其核心是温度系数为负的半导体其核心是温度系数为负的半导体热敏电阻。水温越低，电阻越高；反之，水热敏电阻。水温越低，电阻越高；反之，水温越高，电阻越低；水温传感器的两根导线温越高，电阻越低；水温传感器的两根导线都和电脑连接。其中一根为接地线；另一根都和电脑连接。其中一根为接地

47、线；另一根的电压随热敏电阻阻值的变化而变化。的电压随热敏电阻阻值的变化而变化。实物图 进气温度传感器进气温度传感器 位置：位置：安装在空气滤清器之后的进安装在空气滤清器之后的进气软管上或空气流量计上。气软管上或空气流量计上。 作用：作用：测量进气的温度，并输送给测量进气的温度，并输送给电脑作为修正喷油量的参考依据。电脑作为修正喷油量的参考依据。 结构原理：结构原理：与水温传感器一样，也与水温传感器一样，也是一个具有负温度电阻系数的热敏是一个具有负温度电阻系数的热敏电阻，外部为环氧树脂密封。电阻，外部为环氧树脂密封。进气温度传感器实物图进气温度传感器实物图3 3、节气门位置传感器、节气门位置传感

48、器位置：位置：安装在节气门总成上，与节安装在节气门总成上，与节气门同轴。气门同轴。作用：作用：将节气门的开度转化成电信将节气门的开度转化成电信号输送给号输送给ECU。分类：分类：l开关式开关式l线性式线性式1 1）开关式节气门位置传感器）开关式节气门位置传感器组成：组成：l可动触点：可动触点：沿导向凸轮沟槽移动、导向凸轮由固沿导向凸轮沟槽移动、导向凸轮由固定在节气门轴上的控制杆驱动。定在节气门轴上的控制杆驱动。l功率触点功率触点PSW：固定固定l怠速触点怠速触点IDL：固定固定 原理：原理：（1）节气门全关闭时节气门全关闭时 IDL输出为高电平输出为高电平：可动触点：可动触点和怠速触点接触，。

49、和怠速触点接触，。（2）节气门开度较大节气门开度较大（如（如50%以上）以上） PSW输出为输出为高电平高电平：可动触点和功率触点接触。检测节气门的：可动触点和功率触点接触。检测节气门的大开度状态。大开度状态。（3）在中间开度时在中间开度时IDL和和PSW都为低电平：都为低电平：可动触可动触点同哪一个触点都不接触。点同哪一个触点都不接触。 2 2）线性节气门位置传感器）线性节气门位置传感器线性节气门位置传感器：是一种线性节气门位置传感器：是一种电位计电位计。滑动触点由节气门轴带动，在不同的节滑动触点由节气门轴带动，在不同的节气门开度下，电位计的电阻也不同，从气门开度下，电位计的电阻也不同，从而

50、而将节气门开度转变为电压或电阻信号。将节气门开度转变为电压或电阻信号。 电脑可以获得节气门由全闭到全开的所电脑可以获得节气门由全闭到全开的所有开启角度的连续变化的模拟信号有开启角度的连续变化的模拟信号，以，以及及节气门开度的变化速率节气门开度的变化速率，从而更精确，从而更精确地判定发动机的运行工况。地判定发动机的运行工况。 IDL触点可以确定怠速状态，触点可以确定怠速状态，L2、L3：中小负荷的小开度；：中小负荷的小开度；L2、L1：中小负荷的中开度；：中小负荷的中开度；L2、L3、L1: :中小负荷的大开度；中小负荷的大开度；PSW、L3、L1：重负荷的小开度；：重负荷的小开度；PSW、L1

51、：重负荷的中开度；：重负荷的中开度；PSW：重负荷的大开度；重负荷的大开度；ACC1、ACC2为加速（减速）状态触点。为加速（减速）状态触点。4 4、氧传感器、氧传感器位置：位置：安装在发动机的排气管上，安装在发动机的排气管上，作用：作用：用来检测排气中氧分子的浓度，用来检测排气中氧分子的浓度，并将其转化成电压信号或电阻信号。并将其转化成电压信号或电阻信号。分类：分类：（1）氧化锆氧传感器氧化锆氧传感器：为：为电池电池型，应用型，应用最多最多（2）二氧化钛氧传感器二氧化钛氧传感器：可变电阻可变电阻型型1）氧化锆氧传感器氧化锆氧传感器原理原理：氧化锆：氧化锆具有氧离子传导性的固具有氧离子传导性的

52、固体电解质。能在氧分子浓度差的作用下，体电解质。能在氧分子浓度差的作用下，产生电动势。产生电动势。 结构结构：锆管：锆管：氧化锆陶瓷体制成的一端封闭的管状氧化锆陶瓷体制成的一端封闭的管状体。体。电极：电极：为透气的多孔性薄铂层，覆盖在锆管为透气的多孔性薄铂层，覆盖在锆管的内外表面。的内外表面。锆管内表面与大气相通，外表面则与废气接触。锆管内表面与大气相通，外表面则与废气接触。 氧化锆的正常工作温度是氧化锆的正常工作温度是300度。度。早期的氧传感器靠排气加热，在发动机早期的氧传感器靠排气加热，在发动机起动运转数分钟后才能开始工作。只有起动运转数分钟后才能开始工作。只有一根线与一根线与ECU连接

53、。连接。现在大部分氧传感器内有一个电加热元现在大部分氧传感器内有一个电加热元件，可在发动机起动后的件，可在发动机起动后的2030 s内迅内迅速将氧传感器加热至工作温度。这种传速将氧传感器加热至工作温度。这种传感器有三根接线：感器有三根接线：l一根接地，一根接地，l一根接电脑，一根接电脑，l一根接电加热元件。一根接电加热元件。 发动机运转时，废气从锆管外表面流过，氧分发动机运转时，废气从锆管外表面流过，氧分子在高温状态下电离。由于锆管内外表面的氧子在高温状态下电离。由于锆管内外表面的氧分子的浓度不同，使氧离子从浓度大的内表面分子的浓度不同，使氧离子从浓度大的内表面向浓度小的外表面移动，从而在锆管

54、内外表面向浓度小的外表面移动，从而在锆管内外表面的两个电极之间产生一个微小的电压。的两个电极之间产生一个微小的电压。 氧化锆传感器采用的是铂电极。氧化锆传感器采用的是铂电极。铂的作用铂的作用是是催化排气中的催化排气中的O2与与CO反应，使混合气偏浓反应，使混合气偏浓时的氧含量几乎为零，以提高氧传感器的灵时的氧含量几乎为零，以提高氧传感器的灵敏度。敏度。 混合气较浓混合气较浓（实际空燃比（实际空燃比 14.7）时：排气）时：排气中缺氧，锆管中氧离子移动较快，并产生中缺氧，锆管中氧离子移动较快，并产生0.81V的电压；的电压；混合气较稀混合气较稀时：废气中有一定的氧分子，锆时：废气中有一定的氧分子

55、，锆管中氧离子移动能力减弱，只产生约管中氧离子移动能力减弱，只产生约0.1V的的电压。电压。因此，电压信号因此，电压信号随混合气成分的不同而随混合气成分的不同而变化，并以理论空燃比变化，并以理论空燃比为界产生突变。为界产生突变。实物图实物图2 2）二氧化钛氧传感器）二氧化钛氧传感器外形似于氧化锆氧传感器，但体积较小。外形似于氧化锆氧传感器，但体积较小。与氧化锆氧传感器的主要区别与氧化锆氧传感器的主要区别：l氧化锆氧传感器是将排气中氧分子含量的氧化锆氧传感器是将排气中氧分子含量的变化转换成电压的变化变化转换成电压的变化电池电池型。型。l二氧化钛氧传感器则将排气中的氧分子含二氧化钛氧传感器则将排气

56、中的氧分子含量的变化转换成电阻的变化量的变化转换成电阻的变化可变电阻可变电阻型。型。 二氧化钛特性二氧化钛特性：在常温下是一种高电阻的半：在常温下是一种高电阻的半导体，但表面一旦缺氧，其电阻便随之减小。导体，但表面一旦缺氧，其电阻便随之减小。 结构结构：传感器前端的护罩内是一个二氧化钛厚：传感器前端的护罩内是一个二氧化钛厚膜元件。膜元件。 混合气浓时，排气中含氧量低，传感器电阻混合气浓时，排气中含氧量低，传感器电阻较小。较小。混合气稀时，排气中含氧量高，传感器电阻混合气稀时，排气中含氧量高，传感器电阻较大。较大。 由于二氧化钛的电阻值也随温度不同而变化，由于二氧化钛的电阻值也随温度不同而变化，

57、因此在二氧化钛氧传感器内部还设有一个温因此在二氧化钛氧传感器内部还设有一个温度系数与二氧化钛相似的温度补偿电阻。度系数与二氧化钛相似的温度补偿电阻。5、发动机转速和曲轴位置传感器发动机转速和曲轴位置传感器是控制系统中发动机转速和曲轴位置传感器是控制系统中最重要的传感器之一最重要的传感器之一其作用有其作用有：l检测发动机转速检测发动机转速转速传感器；转速传感器；l检测活塞上止点位置检测活塞上止点位置曲轴（上止点）位曲轴（上止点）位置传感器，包括控制点火的各缸上止点信置传感器，包括控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号号 主要有三种类型；主

58、要有三种类型；l电磁感应式电磁感应式l霍尔效应式霍尔效应式l光电式光电式安装位置：安装位置：l在曲轴前端（飞轮上）、在曲轴前端（飞轮上）、l凸轮轴前端、凸轮轴前端、l分电器内。分电器内。一）磁脉冲式曲轴位置传感器一）磁脉冲式曲轴位置传感器 GG信号信号: :辨别气缸辨别气缸及检测活及检测活塞上止点塞上止点位置位置NeNe信号信号: :检测曲轴检测曲轴转角及发转角及发动机转速动机转速的信号的信号.信号盘外缘有信号盘外缘有90个齿个齿二）光电式曲轴位置传感器二）光电式曲轴位置传感器信号信号: :产生曲轴转角的产生曲轴转角的l 信号和信号和120 信号。信号。120 信号发生器信号发生器( (分电器

59、轴转分电器轴转60 )安装在安装在活塞上止点前活塞上止点前70 。一个工作行程，发动机转两圈，分电器轴一个工作行程，发动机转两圈，分电器轴转一圈，则转一圈，则l 信号发生器输出信号发生器输出360个脉冲。个脉冲。对应对应720 曲轴转角。每个脉冲周期高电曲轴转角。每个脉冲周期高电位对应位对应l 曲轴转角，低电位亦对应曲轴转角，低电位亦对应l 曲曲轴转角。轴转角。同时，同时，120 信号发生器产生六个脉冲信号，信号发生器产生六个脉冲信号，均在各缸压缩上止点前均在各缸压缩上止点前70 。 三）霍尔式曲轴位置传感器三）霍尔式曲轴位置传感器 1霍尔效应霍尔效应原理：原理：U UH HR RH HIB/

60、d IB/d 式中：式中：R RH H为霍尔系数；为霍尔系数；d d为基片厚度；为基片厚度；I I为电流；为电流；B B为磁场强度。为磁场强度。 2 2采用触发叶片的霍尔传感器采用触发叶片的霍尔传感器 外信号轮每转一周产生外信号轮每转一周产生18个脉冲信号，电个脉冲信号，电脑再将一个脉冲周期均分为脑再将一个脉冲周期均分为20等份，即可求得等份，即可求得曲轴转曲轴转l 对应的时间。对应的时间。 内信号轮每转一周产生内信号轮每转一周产生3个周期均等，不同个周期均等，不同宽度的脉冲信号，脉冲上升沿分别对应各缸上宽度的脉冲信号，脉冲上升沿分别对应各缸上止点前止点前75 ，作为判别气缸和计算点火时刻的，