電子控制燃油噴射系統(tǒng)1演示教學(xué)

1、發(fā)動機電控燃油噴射(pnsh)系統(tǒng)交通(jiotng)與汽車工程學(xué)院吳怡2005年7月第一頁，共63頁。第一章 汽車電子技術(shù)(jsh)概述一、汽車電子技術(shù)發(fā)展簡介 50年代：汽車上最初采用的電子儀器是收音機； 60年代：交流發(fā)電機、電壓調(diào)節(jié)器、點火裝置電子化、IC調(diào)節(jié)器、IC點火裝置； 德國波許（Bosch)公司研制出D型電子燃油噴射系統(tǒng)、L型電子燃油噴射系統(tǒng)； 70年代：電子控制點火系統(tǒng)、模擬計算機（計算最佳點火時刻、化油器空燃比反饋(fnku)等） 近年來，車用電子裝置越來越多，如：駕駛輔助裝置、通信、娛樂裝置等。第二頁，共63頁。二、現(xiàn)代汽車(qch)電控技術(shù)的應(yīng)用（一）、由單獨控制到集

2、中控制 1、單獨控制 采用模擬電路的ECU（電子控制單元），單獨對汽車某一系統(tǒng)進行控制。 2、集中控制 采用數(shù)字電路及大規(guī)模集成電路(jchng-dinl)，微機處理速度提高，存儲容量增加，控制功能大大增加，并有各種備用功能，很多傳感器可通用，使控制功能集中到一個ECU上，形成集中控制系統(tǒng)。第三頁，共63頁。（二）、集中控制系統(tǒng)的應(yīng)用 1、發(fā)動機控制 （1）、電控燃油噴射（EFI） 噴油量、噴油定時、燃料停供、燃油泵 （2）、電控點火裝置（ESA） 點火時刻、通電時間、爆震(bo zhn)防止 （3）、怠速控制（ISC) （4）、排放控制 EGR廢氣再循環(huán)、開環(huán)與閉環(huán)控制等第四頁，共63頁。

3、（5）、進氣控制 （6）、增壓控制 （7）、警告提示 （8）、自我診斷 （9）、備用(biyng)功能及失效保護2、傳動系控制 （1）、自動變速器 （2）、防滑差速器與加速防滑裝置 （3）、旁引力控制 第五頁，共63頁。3、行駛、制動轉(zhuǎn)向系控制 （1）、電控制動防抱死裝置 （2）、電控懸架裝置 （3）、電控定速/加速/怠速控制 （4）、動力轉(zhuǎn)向車速感應(yīng)穩(wěn)定(wndng)系統(tǒng)4、安全保證及儀表警報 （1）、電子儀表 （2）、雷達防撞裝置 （3）、安全氣囊 （4）、防盜裝置 第六頁，共63頁。 （5）、安全帶 （6）、照明系統(tǒng)監(jiān)測5、電源系統(tǒng) （1）、發(fā)電機電壓調(diào)節(jié) （2）、過壓保護(boh)6、

4、舒適性 （1）、空調(diào)系統(tǒng) （2）、門窗自動開啟 （3）、座椅調(diào)節(jié) （4）、門鎖控制第七頁，共63頁。7、通訊娛樂 （1）、汽車音響系統(tǒng) （2）、汽車通訊系統(tǒng) 上述各系統(tǒng)，既獨立執(zhí)行相應(yīng)功能，相互間又交換(jiohun)大量信息，如：轉(zhuǎn)速、負荷、車速等，是一個十分復(fù)雜的綜合控制系統(tǒng)。第八頁，共63頁。第二章 電控汽油噴射(pnsh)系統(tǒng)概況一、汽油噴射的基本概念 用噴油器將一定壓力和數(shù)量的汽油噴入進氣道或氣缸內(nèi)，其目的是提高汽油霧化(w hu)質(zhì)量，改進燃燒，改善汽油發(fā)動機的性能。二、汽油噴射的優(yōu)點 1、點火方面； 2、工作狀態(tài)方面； 3、進氣道設(shè)計方面； 4、提高燃燒效率方面； 5、混合氣均勻

5、性； 6、汽油噴射系統(tǒng)與傳統(tǒng)化油器式發(fā)動機比較。第九頁，共63頁。三、噴射系統(tǒng)的基本(jbn)類型及特點（一）、按控制原理分 1、機械控制式燃油噴射系統(tǒng)（K 型） 2、機電混合(hnh)控制系統(tǒng)（KE型） 3、電子控制式汽油噴射系統(tǒng)（EFI） （1）、開環(huán)控制 （2）、閉環(huán)控制（二）、按噴油器的布置分 1、單點式汽油噴射系統(tǒng)（SPI) 2、多點式汽油噴射系統(tǒng)（MPI) （1）缸內(nèi)噴射 （2）進氣道內(nèi)噴射第十頁，共63頁。（三）、按噴油器工作的時間分 1、連續(xù)噴射 2、間隙噴射 （1）、異步噴射 （2）、同步噴射 順序噴射、同時噴射、分組噴射（四）、按進氣量的測量方式分 1、直接(zhji)測量

6、 2、間接測量 （1）、絕對壓力測量法 （2）、節(jié)氣門開度測量法第十一頁，共63頁。四、電子控制汽油(qyu)噴射系統(tǒng)的組成1、空氣(kngq)供給系統(tǒng)2、燃油供給系統(tǒng)3、點火系統(tǒng)4、電控系統(tǒng)第十二頁，共63頁。第三章 電控汽油(qyu)噴射系統(tǒng)主要元件結(jié)構(gòu)及其工作原理第一節(jié) 空氣供給系統(tǒng)功能：為發(fā)動機提供其正常燃燒(rnsho)必需的空氣量，并通過電控單元對進氣量進行測量和控制。空氣(kngq)濾清器空氣流量計節(jié)氣門進氣岐管氣缸附加空氣閥第十三頁，共63頁?？諝?kngq)供給系統(tǒng)圖第十四頁，共63頁。一、空氣(kngq)流量計量兩種方法：間接測量、直接測量1、進氣壓力傳感器 結(jié)構(gòu)(jigu

7、)：見下 組成：真空室、可變電阻片、集成放大電路、硅片、 濾清器 工作原理：壓力變化引起電壓變化第十五頁，共63頁。2、空氣(kngq)流量計（1）、翼板式空氣流量計組成：翼板、回位彈簧、電位器位置：濾清器之后節(jié)氣門總成之前工作原理：氣流推動翼板產(chǎn)生(chnshng)偏轉(zhuǎn)，與翼板同軸電位器發(fā)生電壓變化第十六頁，共63頁。（2）、卡門渦旋式空氣(kngq)流量計特點：電測直接測定工作原理： 渦旋發(fā)生頻率(pnl)與空氣流速成正比，與渦旋發(fā)生管直徑成反比。第十七頁，共63頁。（3）熱線(rxin)式空氣流量計特點：計量精確。工作原理： 空氣流量大小對熱線的冷卻作用不同(b tn)。實際中的三種使用

8、方法第十八頁，共63頁。3、進氣(jn q)溫度傳感器作用：ECU需要根據(jù)進氣溫度值對空氣量進行修正和計算，才能獲得較高的控制精度。位置：通常在空氣濾清器或進氣總管(zn un)內(nèi)。L型則安裝在空氣流量計內(nèi)。工作原理：進氣溫度變化使熱敏電阻值發(fā)生變化引起電壓降。第十九頁，共63頁。二、進氣(jn q)總管和進氣(jn q)歧管1、設(shè)計時應(yīng)考慮因素 最大限度(xind)的控制和利用進氣流的脈動。2、設(shè)計目的 既可獲得較大充氣量，又能滿足各缸均勻性要求。3、分類第二十頁，共63頁。三、節(jié)氣門總成(zn chn)1、組成(z chn)2、位置3、作用4、怠速空氣量的供給第二十一頁，共63頁。5、節(jié)氣

9、門位置(wi zhi)傳感器（1）、開關(guān)型（2）、線性可變電阻型第二十二頁，共63頁。6、輔助(fzh)空氣閥（1）、作用（2）、雙金屬片式輔助(fzh)空氣閥結(jié)構(gòu)和工作原理第二十三頁，共63頁。（3）、蠟式附加(fji)空氣閥第二十四頁，共63頁。第二節(jié) 燃油供給(gngj)系統(tǒng)燃油路線(lxin)： 油箱 電動燃油泵 輸油管道 濾清器 噴油器 冷啟動閥門 燃油分配管 油箱 壓力調(diào)節(jié)器第二十五頁，共63頁。第二十六頁，共63頁。一、電動(din dn)燃油泵1、要求：在發(fā)動機的各種工況供給比發(fā)動機的最大噴油量還要多的燃油量。2、作用3、分類4、安裝方式：內(nèi)裝、外裝5、滾柱式電動燃油泵 （1）

10、、組成(z chn) （2）、工作原理 （3）、安全閥 （4）、單向閥 （5）、壓力緩沖器 （6）、缺點第二十七頁，共63頁。6、渦輪式電動(din dn)燃油泵 （1）、組成 （2）、工作原理 （3）、優(yōu)點第二十八頁，共63頁。二、汽油(qyu)濾清器1、作用2、結(jié)構(gòu)3、優(yōu)點三、燃油分配(fnpi)管1、作用2、目的3、位置第二十九頁，共63頁。第三十頁，共63頁。四、噴油器及其驅(qū)動(q dn)與控制（一）、作用（二）、要求（三）、噴油器的種類 1、按用途分：多點噴射MPI用、單點噴射SPI用 2、按結(jié)構(gòu)特點分：上部供油方式、下部供油方式 3、按噴嘴形狀分：軸針式、孔式 4、按驅(qū)動線圈阻值分

11、：高電阻(dinz)式、低電阻(dinz)式（四）、多點噴射系統(tǒng)用噴油器第三十一頁，共63頁。 1、軸針式噴油器（1）、組成（2）、工作原理（3）、優(yōu)點2、球閥式噴油器（1）、產(chǎn)生原因（2）、與軸針式比較的區(qū)別(qbi)3、片閥式噴油器（1）、結(jié)構(gòu)特點（2）、工作原理第三十二頁，共63頁。（五）、冷起動(q dn)噴油器1、作用2、工作條件3、結(jié)構(gòu)與工作原理4、控制（1）、冷起動(q dn)定時開關(guān)控制（2）、ECU與定時開關(guān)協(xié)同控制（3）、ECU控制第三十三頁，共63頁。五、壓力(yl)調(diào)節(jié)器1、作用：保持噴油壓力與噴油環(huán)境壓力的差值一定。2、位置3、結(jié)構(gòu)4、工作原理(yunl)（1）、絕對

12、壓力式（2）、相對壓力式第三十四頁，共63頁。第三節(jié) 控制系統(tǒng)(kn zh x tn)一、組成（一）、信號輸入裝置 1、空氣流量計 2、壓力傳感器 3、節(jié)氣門位置(wi zhi)傳感器 4、進氣溫度傳感器 5、發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸位置(wi zhi)傳感器（1）、電磁式傳感器結(jié)構(gòu)與工作原理第三十五頁，共63頁。（2）、霍爾式傳感器 1、 霍爾效應(yīng)(xioyng) 2、位置 3、結(jié)構(gòu) 4、工作原理 5、優(yōu)點 第三十六頁，共63頁。（3）、光電式曲軸位置傳感器 組成(z chn) 工作原理 位置 特點第三十七頁，共63頁。6、水溫傳感器（1）、作用（2）、工作原理(yunl) 7、起動與空檔起動開關(guān)信

13、號（1）、起動信號（STA）（2）、空檔起動開關(guān)信號(NSW)第三十八頁，共63頁。8、車速(ch s)傳感器作用：測量汽車行駛速度。（1）、舌簧開關(guān)型（2）、光電耦合型9、空調(diào)信號（二）、控制單元（ECU）1、輸入(shr)信號處理電路2、微處理器3、輸出處理回路(hul)4、電源回路(hul)5、控制程序6、ECU的基本功能（三）、執(zhí)行器1、作用2、形式第三十九頁，共63頁。二、工作過程（燃油噴射(pnsh)控制）噴油正時、噴油量、目標(biāo)空燃比、基本噴油持續(xù)時間（一）、噴油方式和噴油定時1、同時噴射2、分組噴射3、順序噴射（獨立(dl)噴射）（二）、噴油時間控制1、同步噴射 （1）、起動噴油

14、控制起動基本(jbn)噴油時間 進氣溫度修正 電壓修正 實噴時間 噴油信號持續(xù)時間第四十頁，共63頁。（2）、起動后的噴油控制(kngzh) 基本噴油持續(xù)時間 起動后各工況下噴油量的修正： a、起動后加濃 b、暖機加濃 c、進氣溫度修正 d、大負荷加濃 e、過渡工況空燃比控制(kngzh) f、怠速穩(wěn)定性修正第四十一頁，共63頁。（3）、斷油控制 減速斷油 發(fā)動機超速斷油 汽車超速行駛斷油2、異步噴射（1）、起動(q dn)噴油控制（2）、加速噴油控制第四十二頁，共63頁。第四章 點火(din hu)控制一、點火系的功能 依據(jù)(yj)發(fā)動機做功順序適時向各缸提供強烈的高壓火花，保證點火時刻和火

15、花強度。二、點火系的基本工作原理三、點火系的分類1、按有無斷電器觸點 有觸點電子點火系（半導(dǎo)體輔助點火系）、無觸點電子點火系2、按有無分電器 有分電器電子點火系、無分電器電子點火系（微機控制）3、按點火信號產(chǎn)生的方式不同 磁感應(yīng)式、光電式、霍爾效應(yīng)式第四十三頁，共63頁。第四十四頁，共63頁。第一節(jié) 點火(din hu)提前角控制一、點火提前角及其影響因素(yn s)1、最佳點火提前角2、影響點火提前角的因素(yn s)（1）、發(fā)動機轉(zhuǎn)速（2）、進氣岐管絕對壓力（3）、辛烷值（4）、其他因素(yn s)3、點火提前角與廢氣中污染物含量的關(guān)系第四十五頁，共63頁。二、點火(din hu)提前系統(tǒng)

16、的組成1、傳感器：2、執(zhí)行器：點火控制器3、控制單元：ECU三、控制方式(fngsh) 點火正時信號、初始點火提前角1、初始點火提前角2、點火提前角的計算 實際角=初始角+基本角+修正角（延遲角）第四十六頁，共63頁。3、點火提前角的控制（1）、起動期間的控制（2）、起動后的控制A、基本(jbn)點火提前角： a、正常工況 b、怠速工況B、點火提前角的修正 a、暖機修正 b、過熱修正 c、怠速穩(wěn)定性的修正 d、最大和最小提前角的控制第四十七頁，共63頁。4、點火提前(tqin)角的控制方法（1）、點火控制方式I（2）、點火控制方式II（3）、點火控制方式III第四十八頁，共63頁。第二節(jié) 通電

17、(tng din)時間控制一、要求 使初級(chj)電流達到飽和。二、修正三、注意： 1、高能點火線圈 2、恒流控制電路第四十九頁，共63頁。第三節(jié) 爆震(bo zhn)控制爆震：由于燃燒室末端(m dun)混合氣在沒有正常燃燒之前自燃，使壓力迅速上升，火焰?zhèn)鞑ニ俣却蟠蠹涌?。一、爆震控制的方?、控制過程2、控制方法3、爆震控制處理時間二、爆震傳感器1、功用2、類型（1）、共振型爆震傳感器（2）、非共振型（3）、火花塞座金屬墊型第五十頁，共63頁。第五十一頁，共63頁。第五章 輔助(fzh)控制第一節(jié) 怠速控制(ISC)怠速控制：實質(zhì)是對發(fā)動機怠速是充氣量的控制。方法：調(diào)節(jié)空氣通路面積以控制空

18、氣流量(liling)。一、怠速控制系統(tǒng)的組成1、傳感器2、執(zhí)行器3、ECU二、怠速控制原理1、基本原理2、怠速控制執(zhí)行機構(gòu)(1)、節(jié)氣門直動式(2)、旁通空氣式：步進電機型、旋轉(zhuǎn)電磁閥型、占空比控制型第五十二頁，共63頁。第五十三頁，共63頁。三、怠速控制(kngzh)過程1、步進電機(dinj)型（1）、起動初始位置的設(shè)定（2）、起動控制（3）、暖機控制（4）、反饋控制（5）、發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化預(yù)控制（6）、電器負載增大時控制（7）、學(xué)習(xí)控制第五十四頁，共63頁。2、旋轉(zhuǎn)(xunzhun)電磁閥型3、占空比型4、開關(guān)型第五十五頁，共63頁。第二節(jié) 排氣凈化(jnghu)與排放控制排放污染的主要來源：排氣管廢氣、曲軸箱竄氣和燃油蒸氣。排氣管廢氣主要有害物：CO、HC、NOx、SO2、PbO2等。排放凈化：機內(nèi)凈化、機外凈化。一、機內(nèi)凈化1、強制曲軸箱通風(fēng)（1）、原理(yunl)（2）、PVC閥2、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）（1）、原理(yunl)（2）、形式第五十六頁，共63頁。第五十七頁，共63頁。3、燃油蒸發(fā)(zhngf)排放系統(tǒng)（EVAP）第五十八頁，共63頁。4、進氣加溫裝置（用于單點噴射系統(tǒng)）二、機外凈化1、空氣噴射裝置（二次噴射）2、三元催化轉(zhuǎn)換器（1）、原理(yunl)：開環(huán)控制、閉環(huán)控制（2）、氧傳感器 結(jié)構(gòu)、原理(yunl)第五十九頁，共6