最新電子控制汽油噴射系統(tǒng)

1、第第7講講 電子控制汽油噴射系統(tǒng)電子控制汽油噴射系統(tǒng)7.1 概述概述a/f= 燃油質(zhì)量空氣質(zhì)量efiefi作用：作用： 按照不同工況較為精確地供給發(fā)動機(jī)最佳比例的按照不同工況較為精確地供給發(fā)動機(jī)最佳比例的混合氣?；旌蠚?。efi的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：（1）混合氣各缸分配均勻性好；）混合氣各缸分配均勻性好；（2）在任何工況下都能獲得精確空燃比的混合氣；）在任何工況下都能獲得精確空燃比的混合氣；（3）加速性能好；）加速性能好；（4）良好的起動性能和減速減油或斷油；）良好的起動性能和減速減油或斷油；（5）充氣效率高。）充氣效率高。 7.2 電子控制汽油噴射系統(tǒng)的組成和工作原理電子控制汽油噴射系統(tǒng)的組成和工作

2、原理 控制核心控制核心：電控單元； 控制參數(shù)控制參數(shù)：空氣流量和噴油量； 控制對象控制對象：噴油器、怠速空氣調(diào)整器等； 控制目的控制目的：獲得與各種工況相匹配的最佳混合氣成分和點(diǎn)火時刻。組成組成 按控制原理分：（1）傳感器傳感器： 空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、氧傳感器、水溫傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、爆震傳感器、曲軸位置與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等（2）電控單元電控單元（3）執(zhí)行器執(zhí)行器：噴油器、怠速步進(jìn)電機(jī)、電動燃油泵、繼電器和點(diǎn)火線圈等圖：桑塔納2000gsi、3000型轎車發(fā)動機(jī)燃油噴射電子控制系統(tǒng)的組成 按部件功能分：按部件功能分：（1）燃油供給系統(tǒng)）燃油供給系統(tǒng)（2）進(jìn)氣系統(tǒng)）進(jìn)氣系統(tǒng)（3

3、）電子控制系統(tǒng)）電子控制系統(tǒng)圖8：電控汽油噴射系統(tǒng)組成（1）燃油供給系統(tǒng)）燃油供給系統(tǒng):向氣缸內(nèi)供給燃燒時所需要的汽油量 圖：燃油供給系統(tǒng)組成1.油箱；2.電動汽油泵；3. 汽油濾清器；4. 汽油壓力脈動減振器；5. 汽油壓力調(diào)節(jié)器；6.冷啟動噴油器；7.噴油器；8.電控單元；9.點(diǎn)火開關(guān)；10.燃油總管組成組成：電動燃油泵：電動燃油泵：提供汽油噴射所需的壓力燃油；汽油濾清器：汽油濾清器：濾去汽油中的雜質(zhì) ；汽油壓力調(diào)節(jié)器：汽油壓力調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)進(jìn)入噴油器的汽油壓力，使進(jìn)氣歧管和噴油器之間保持恒定的壓力差； 噴油器：噴油器：把一定壓力的汽油以霧狀噴入進(jìn)氣管； 汽油壓力脈動減振器：汽油壓力脈動減振

4、器：減小汽油管路中的壓力波動； 冷啟動噴油器：冷啟動噴油器：改善冷機(jī)啟動性能。 圖 電磁噴油器結(jié)構(gòu) 1濾網(wǎng)；2電接頭；3磁化線圈； 4回位彈簧；5銜鐵；6針閥；7軸針；8密封圈工作原理：工作原理：ecu磁化線圈磁化線圈接通接通 針閥升起，向進(jìn)氣針閥升起，向進(jìn)氣歧管或總管噴射汽油。歧管或總管噴射汽油。 電路切斷，針閥復(fù)位關(guān)電路切斷，針閥復(fù)位關(guān)閉噴油口，停止噴射。閉噴油口，停止噴射。 噴油量取決于柱塞升起噴油量取決于柱塞升起高度、噴口截面積、噴射壓高度、噴口截面積、噴射壓差和噴油脈寬等。當(dāng)結(jié)構(gòu)確差和噴油脈寬等。當(dāng)結(jié)構(gòu)確定后，噴油量決定于噴油脈定后，噴油量決定于噴油脈寬信號。寬信號。電電磁磁噴噴油油

5、器器 （2）進(jìn)氣系統(tǒng)）進(jìn)氣系統(tǒng)：測量和控制在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒所需要的空氣量。 質(zhì)量流量方式質(zhì)量流量方式直接測量空氣量，其精度高； 速度密度方式速度密度方式間接測出空氣量 ，精度較低。（b）速度密度方式圖 空氣供給系統(tǒng)1.噴油器；2.進(jìn)氣歧管穩(wěn)壓室；3.節(jié)氣門體；4.空氣流量計；5.空氣濾清器；6.怠速空氣閥；7.進(jìn)氣管壓力傳感器 進(jìn)氣系統(tǒng)組成：進(jìn)氣系統(tǒng)組成： 空氣濾清器空氣濾清器防止雜質(zhì)吸入氣缸； 空氣流量計空氣流量計直接測量空氣流量； 進(jìn)氣歧管壓力傳感器進(jìn)氣歧管壓力傳感器間接測量空氣量； 節(jié)氣門體節(jié)氣門體控制發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況； 怠速空氣調(diào)整器（怠速空氣閥）怠速空氣調(diào)整器（怠速空氣閥）增加發(fā)動機(jī)冷態(tài)

6、時的進(jìn)氣量。 圖：進(jìn)氣系統(tǒng)1.空氣濾清器；2.空氣流量計；3.節(jié)氣門；4.怠速空氣調(diào)整器；5.至氣缸的空氣；6.進(jìn)氣總管；7.進(jìn)氣歧管；8.節(jié)氣門體；9.旁空氣道圖 葉片式空氣流量計結(jié)構(gòu)1測量葉片；2緩沖葉片；3電動汽油泵開關(guān)；4平衡配重；5調(diào)整齒圈；6回位彈簧；7電位計；8印制電路板(b) 電位計(a) 風(fēng)門結(jié)構(gòu)：葉片、電位計、結(jié)構(gòu)：葉片、電位計、回位彈簧，附加裝置?；匚粡椈?，附加裝置。工作原理：氣體通過空工作原理：氣體通過空氣流量計時，推動葉片氣流量計時，推動葉片打開一定角度，此角度打開一定角度，此角度隨進(jìn)氣量的多少而變化。隨進(jìn)氣量的多少而變化。電位計把進(jìn)氣量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娢挥嫲堰M(jìn)氣量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?/p>

7、信號送給電壓信號送給ecu。葉片式空氣流量計葉片式空氣流量計 圖 膜盒式進(jìn)氣歧管壓力傳感器1大氣壓力；2膜盒；3進(jìn)氣歧管壓力；4通進(jìn)氣管真空接口；5回位彈簧；6銜鐵；7接電控單元；8線圈繞組結(jié)構(gòu)：彈性金屬膜盒結(jié)構(gòu)：彈性金屬膜盒與大氣相通，銜鐵可與大氣相通，銜鐵可在線圈繞組中移動。在線圈繞組中移動。工作原理：當(dāng)進(jìn)氣歧工作原理：當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力變化，膜盒膨管壓力變化，膜盒膨脹或收縮脹或收縮 ，銜鐵在，銜鐵在線圈繞組內(nèi)的位置變線圈繞組內(nèi)的位置變化，線圈繞組周圍的化，線圈繞組周圍的磁場改變。即把膜盒磁場改變。即把膜盒的機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換成電的機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換成電信號。信號。（3）電子控制系統(tǒng)：）電子控制系統(tǒng)：根據(jù)

8、發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和車輛運(yùn)行狀況確定最佳噴油量。圖：電控單元示意圖 efi的工作過程的工作過程是通過對汽油噴射時間的控制對汽油噴射時間的控制實現(xiàn)對空燃比的精確控制。噴油器在噴油器在t時間內(nèi)噴油可用下式計算：時間內(nèi)噴油可用下式計算：噴油量噴油量式中：式中： 噴油的流量；噴油的流量； 噴嘴的面積；噴嘴的面積； 燃油的密度；燃油的密度； 供油壓力；供油壓力； 進(jìn)氣壓進(jìn)氣壓力；力； 噴油器開啟時間；噴油器開啟時間； 重力加速度。重力加速度。 tppgaqbffnn)(2nqnaffpbptg圖 電控汽油噴射系統(tǒng)原理框圖1發(fā)動機(jī)工作參數(shù)；2傳感器；3電控單元；4噴油器噴油量的控制：噴油量的控制：即噴油器噴射

9、時間的控制即噴油器噴射時間的控制 啟動噴油控制：啟動噴油控制：ecu根據(jù)啟動信號和冷根據(jù)啟動信號和冷卻水溫度，由水溫卻水溫度，由水溫-噴噴油時間圖找出基本噴油油時間圖找出基本噴油時間時間tp，加上進(jìn)氣溫度，加上進(jìn)氣溫度修正時間修正時間ta和蓄電池電和蓄電池電壓修正時間壓修正時間tb，計算出，計算出啟動時的噴油持續(xù)時間啟動時的噴油持續(xù)時間. 圖: 水溫-噴油時間圖 圖 噴油時間的確定 圖 噴油滯后 啟動后的噴油控制啟動后的噴油控制 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過預(yù)定值時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過預(yù)定值時，ecu確定的噴油信號持續(xù)時確定的噴油信號持續(xù)時間滿足：間滿足：噴油信號持續(xù)時間噴油信號持續(xù)時間=基本噴油持續(xù)時間基本噴

10、油持續(xù)時間噴油修正系數(shù)噴油修正系數(shù)+電壓修正值電壓修正值a基本噴油時間基本噴油時間 圖 基本噴油時間三維圖 b啟動后各工況下噴油量的修正啟動后各工況下噴油量的修正在確定基本噴油時間的同時，在確定基本噴油時間的同時，ecu由各種傳感器獲得發(fā)動機(jī)由各種傳感器獲得發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況信息，對基本噴油時間進(jìn)行修正。運(yùn)行工況信息，對基本噴油時間進(jìn)行修正。 a啟動后加濃啟動后加濃 b暖機(jī)加濃暖機(jī)加濃c 進(jìn)氣溫度修正進(jìn)氣溫度修正d 冷卻液溫度修正冷卻液溫度修正e 大負(fù)荷加濃大負(fù)荷加濃f 過渡工況空燃比控制過渡工況空燃比控制 圖：暖機(jī)加濃修正曲線7.3 現(xiàn)代汽油噴射系統(tǒng)的分類現(xiàn)代汽油噴射系統(tǒng)的分類（1）按噴油器噴射

11、位置分：）按噴油器噴射位置分： 缸內(nèi)噴射缸內(nèi)噴射:將燃油直接向氣缸內(nèi)噴射。 進(jìn)氣管噴射進(jìn)氣管噴射 單點(diǎn)噴射單點(diǎn)噴射spi：進(jìn)氣管集合部只裝一只或兩只噴油器。 多點(diǎn)噴射多點(diǎn)噴射mpi：在每一缸的進(jìn)氣門前均安裝一只噴油器，噴油器適時噴油。 圖：mpi和spi的構(gòu)成1節(jié)氣門；2空氣流量計；3噴油器；4進(jìn)氣管；5發(fā)動機(jī) 7.3現(xiàn)代汽油噴射系統(tǒng)的分類現(xiàn)代汽油噴射系統(tǒng)的分類（2）按噴油器噴油方式不同可分為）按噴油器噴油方式不同可分為 連續(xù)噴射系統(tǒng)連續(xù)噴射系統(tǒng)：噴油器連續(xù)不斷噴射燃油 間隙噴射系統(tǒng)間隙噴射系統(tǒng)：噴油器間隙噴射燃油 根據(jù)燃油噴射時序的不同，間隙噴射系統(tǒng)又可分為： 1）同時噴射：）同時噴射：各缸

12、所有的噴油器同時開啟并同時關(guān)閉 。 2）順序噴射：）順序噴射：按進(jìn)氣行程的順序（發(fā)動機(jī)發(fā)火順序）輪流噴射燃油。 3）分組噴射）分組噴射 ：將噴油器分組 ，同一組噴油器同時噴油。 圖：噴油器的噴射時序a）同時噴射；b）順序噴射；c）分組噴射7.3現(xiàn)代汽油噴射系統(tǒng)的分類現(xiàn)代汽油噴射系統(tǒng)的分類（3）按控制方式分）按控制方式分 k系統(tǒng)：機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)，是利用機(jī)械機(jī)構(gòu)實現(xiàn)燃油連續(xù)噴射的系統(tǒng)。 k-e系統(tǒng)：機(jī)電組合式燃油噴射系統(tǒng)。由機(jī)械機(jī)構(gòu)與電子控制系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)的燃油噴射系統(tǒng)， e系統(tǒng)：電控燃油噴射系統(tǒng)，是指由電腦直接控制燃油噴射和點(diǎn)火正時的系統(tǒng)。（4）按空氣流量檢測方式分：）按空氣流量檢測方式分：

13、質(zhì)量流量法：利用空氣流量計直接測出吸入的空氣質(zhì)量流量q，再根據(jù)轉(zhuǎn)速算出每循環(huán)吸氣量。 速度密度法：由進(jìn)氣歧管壓力和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速間接推算出發(fā)動機(jī)每一工作循環(huán)吸入氣缸的空氣量，再計算出循環(huán)噴油量。 節(jié)氣門速度法：利用節(jié)氣門開度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速間接推算出發(fā)動機(jī)每一工作循環(huán)進(jìn)入氣缸的空氣量，據(jù)此再計算需要的循環(huán)噴油量。 7.4其它發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)其它發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)1.電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)：在不同轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量等因素下，實現(xiàn)最佳點(diǎn)火時間。2. 怠速控制（怠速控制（isc）：）：根據(jù)不同的怠速狀態(tài)（負(fù)荷、冷卻水溫度、開空調(diào)等）對怠速進(jìn)氣量進(jìn)行控制，以獲得合適的空燃比，使發(fā)動機(jī)在不同怠速工況時都在最佳轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。3. 排氣凈化與排放控制系統(tǒng)排氣凈化與排放控制系統(tǒng)三元催化轉(zhuǎn)換器三元催化轉(zhuǎn)換器：裝在排氣管中，采用三元催化劑（鉑和銠的混合物）與nox、hc和co發(fā)生反應(yīng)，把發(fā)動機(jī)排出的有害氣體轉(zhuǎn)換成無害氣體。廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)egr：把一部分廢氣引入進(jìn)氣系統(tǒng)中和混合氣一起再進(jìn)入氣缸中燃燒，以抑制nox的生成。二次空氣控制系統(tǒng)二次空氣控制系統(tǒng)：將一定量的空氣引入到排氣管中，使廢氣中的co和hc進(jìn)一步燃燒，以減小co和hc的排放。7.5發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)