第三章汽車電子控制技術(shù)

1、第三章第一節(jié)汽油噴射系統(tǒng)概述第二節(jié)空氣供給系統(tǒng)第三節(jié)汽油供給系統(tǒng)第四節(jié)電控汽油噴射系統(tǒng)第一節(jié)汽油噴射系統(tǒng)概述一、發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射的發(fā)展過程二、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成及功用三、電控汽油噴射系統(tǒng)分類四、缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)系統(tǒng)五、電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)一、發(fā)動(dòng)機(jī)汽油噴射的發(fā)展過程二次大戰(zhàn)后，汽油噴射技術(shù)才逐漸應(yīng)用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。年，德國(guó)- L型賽車裝用了博世公司(Bosch)生產(chǎn)的第一臺(tái)機(jī)械式汽油噴射裝置，它采用氣動(dòng)式混合氣調(diào)節(jié)器控制空燃比，向氣缸內(nèi)直接噴射。年，德國(guó)Mercedes-Ben S型轎車裝備了博世公司和庫(kù)格菲舍爾(Kugerfischer)公司共同研制和生產(chǎn)的帶油量分配器的進(jìn)氣管汽油噴

2、射裝置。世紀(jì)年代以前，車用汽油噴射裝置大多數(shù)采用機(jī)械式柱塞噴射泵，其結(jié)構(gòu)和工作原理與柴油機(jī)噴油泵十分相似，控制功能也是借助于機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，因此發(fā)展緩慢，技術(shù)上無重大突破，應(yīng)用范圍也僅僅局限于賽車和為數(shù)不多的追求高速和大功率的豪華型轎車上。在車用汽油發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域內(nèi)化油器仍占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。二、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成及功用.空氣供給系統(tǒng).汽油供給系統(tǒng).電控系統(tǒng).空氣供給系統(tǒng)圖-空氣供給系統(tǒng)空氣濾清器空氣流量計(jì)節(jié)氣門怠速控制閥.汽油供給系統(tǒng)圖-汽油供給系統(tǒng)汽油壓力脈動(dòng)減振器汽油濾清器汽油泵汽油壓力調(diào)節(jié)器冷起動(dòng)噴油器點(diǎn)火開關(guān)噴油器ECU.電控系統(tǒng)圖-電子控制系統(tǒng)三、電控汽油噴射系

3、統(tǒng)分類.按有無反饋分類.按噴油器安裝部位分類.按汽油的噴射方式分類.按進(jìn)氣量的檢測(cè)方式分類.按噴射時(shí)序分類.按結(jié)構(gòu)分類.按空氣量的檢測(cè)方式分類.按有無反饋分類()開環(huán)控制該控制是指在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，ECU檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的各輸入信號(hào)，并查出發(fā)動(dòng)機(jī)ECU中固有的相應(yīng)的控制參數(shù)，輸出控制信號(hào)。()閉環(huán)控制該控制是指ECU控制的結(jié)果反饋給ECU，ECU再根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀況決定控制量的增減。.按噴油器安裝部位分類圖-噴油器安裝位置示意圖a)單點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)b)多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)節(jié)氣門上帶有噴油器混合氣噴油器節(jié)氣門空氣對(duì)進(jìn)氣門噴油.按汽油的噴射方式分類()缸內(nèi)噴射該噴射方式是將汽油直接噴射到氣缸內(nèi)。()進(jìn)氣管

4、噴射該噴射方式是目前普遍采用的噴射方式。.按進(jìn)氣量的檢測(cè)方式分類()直接式檢測(cè)方式該方式是由空氣流量計(jì)直接測(cè)量進(jìn)入進(jìn)氣總管的空氣量，這種方式也稱為質(zhì)量流量控制型，K型和L型汽油噴射系統(tǒng)均屬于這種類型。()間接式檢測(cè)方式該方式不是直接檢測(cè)空氣量，而是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及其他參數(shù)，推算出吸入的空氣量，現(xiàn)在采用的有兩種方式：一種是根據(jù)進(jìn)氣管壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，推算出吸入的空氣量，并計(jì)算適量的燃料量的速度密度，這種方式也稱為速度密度控制型，例如D型汽油噴射系統(tǒng)。.按噴射時(shí)序分類圖-噴油器噴射時(shí)序a)同時(shí)噴射b)順序噴射c)分組噴射.按結(jié)構(gòu)分類表-汽油噴射系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分類.按結(jié)構(gòu)分類圖-6機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)速度

5、繼電器熱限時(shí)開關(guān)節(jié)氣門位置開關(guān)噴油器冷起動(dòng)噴油器汽油分配器暖機(jī)調(diào)節(jié)器汽油箱電動(dòng)汽油泵蓄能器汽油濾清器最高轉(zhuǎn)速切斷閥輔助空氣閥混合氣控制器.按結(jié)構(gòu)分類圖-機(jī)電結(jié)合式汽油噴射系統(tǒng)冷卻液溫度傳感器熱限時(shí)開關(guān)噴油器冷起動(dòng)噴油器汽油分配器電液式壓差調(diào)節(jié)器油壓調(diào)節(jié)器混合氣控制器汽油濾清器汽油箱電動(dòng)汽油泵蓄能器節(jié)氣門位置開關(guān)怠速空氣調(diào)整器.按空氣量的檢測(cè)方式分類308.tif.按空氣量的檢測(cè)方式分類圖-支管壓力計(jì)量式電控汽油噴射系統(tǒng)噴油器冷起動(dòng)噴油器汽油壓力調(diào)節(jié)器ECU節(jié)氣門位置傳感器怠速空氣調(diào)整器支管壓力傳感器汽油泵汽油濾清器冷卻液溫度傳感器熱限時(shí)開關(guān).按空氣量的檢測(cè)方式分類圖-葉片式電控汽油噴射系統(tǒng)冷卻

6、液溫度傳感器節(jié)氣門位置開關(guān)噴油器油壓調(diào)節(jié)器空氣流量計(jì)汽油濾清器汽油箱電動(dòng)汽油泵ECU輔助空氣閥(空氣調(diào)整器).按空氣量的檢測(cè)方式分類圖-熱線式電控汽油噴射系統(tǒng)冷卻液溫度傳感器節(jié)氣門位置開關(guān)氧傳感器噴油器油壓調(diào)節(jié)器熱線式空氣流量計(jì)汽油箱電動(dòng)汽油泵汽油濾清器怠速控制閥四、缸內(nèi)直噴式汽油機(jī)系統(tǒng).福特PROCO稀薄燃燒系統(tǒng).豐田D稀薄燃燒系統(tǒng).三菱G稀薄燃燒系統(tǒng).福特PROCO稀薄燃燒系統(tǒng)圖-福特PROCO稀薄燃燒系統(tǒng)噴油器火花塞低熱慣性排氣支管活塞.豐田D稀薄燃燒系統(tǒng)圖-豐田D稀薄燃燒系統(tǒng)組成唇狀燃燒室螺旋進(jìn)氣道高壓旋流噴油器電控節(jié)流閥電控EGR閥高壓油泵三元催化器.三菱G稀薄燃燒系統(tǒng)圖-三菱G稀薄

7、燃燒系統(tǒng)組成高壓燃料泵立式進(jìn)氣管高壓旋流噴油器彎曲頂面活塞五、電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn))在進(jìn)氣系統(tǒng)中，由于沒有像化油器供油那樣的喉管部位，進(jìn)氣壓力損失較小。)在汽車加減速行駛的過渡運(yùn)轉(zhuǎn)階段，空燃比控制系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，使汽車加減速反應(yīng)靈敏。)當(dāng)汽車在不同地區(qū)行駛時(shí)，對(duì)大氣壓力或外界環(huán)境溫度變化引起的空氣密度變化，可以進(jìn)行適量的空燃比修正。)在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，可以用ECU計(jì)算出起動(dòng)供油量，并且能使發(fā)動(dòng)機(jī)順利經(jīng)過暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。)能提供各種工況下最適當(dāng)?shù)幕旌蠚饪杖急龋移挽F化好，各缸分配均勻，使燃燒效率提高。)減速斷油功能，亦能降低排放，節(jié)省汽油。圖-噴油器使各缸噴油量相同第二節(jié)空氣供給系統(tǒng)一、空氣供給

8、系統(tǒng)的組成二、空氣供給系統(tǒng)的主要零件一、空氣供給系統(tǒng)的組成空氣供給系統(tǒng)的作用是測(cè)量和控制汽油燃燒時(shí)所需要的空氣量。以L型系統(tǒng)為例(圖-)，空氣經(jīng)空濾器后，用空氣流量計(jì)測(cè)量，通過節(jié)氣門體進(jìn)入進(jìn)氣總管，再分配到各進(jìn)氣支管。在進(jìn)氣支管內(nèi)，從噴油器噴出的汽油和空氣混合后被吸入氣缸內(nèi)燃燒。二、空氣供給系統(tǒng)的主要零件.節(jié)氣門體與怠速調(diào)整螺釘節(jié)氣門體由節(jié)氣門、旁通氣道等組成(圖-、圖-)。節(jié)氣門用來控制發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行工況下的進(jìn)氣量。由于EFI系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)通常將節(jié)氣門全關(guān)，故設(shè)一旁通氣道，在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)供給少量空氣。節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門軸上，用以檢測(cè)節(jié)氣門開啟的角度。有的節(jié)氣門體上裝有節(jié)氣門緩沖器

9、。為防止寒冷季節(jié)流經(jīng)節(jié)氣門體的空氣中的水分在節(jié)氣門體上凍結(jié)，有些節(jié)氣門體上設(shè)有使發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液流經(jīng)的管路。.怠速空氣調(diào)整器(空氣閥)怠速空氣調(diào)整器的功用：一是穩(wěn)定發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速，從而降低汽車怠速行速時(shí)的汽油消耗量；二是發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速運(yùn)行時(shí)，若負(fù)荷增大，如接通空調(diào)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向和液力變矩器等，則提高怠速轉(zhuǎn)速(快怠速)，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。它是通過控制節(jié)氣門旁通道的方式來實(shí)現(xiàn)怠速調(diào)整的。.進(jìn)氣管進(jìn)氣管包括進(jìn)氣總管和進(jìn)氣支管。第三節(jié)汽油供給系統(tǒng)一、汽油供給系統(tǒng)組成二、電動(dòng)汽油泵的構(gòu)造和工作原理三、汽油壓力調(diào)節(jié)器的構(gòu)造和工作原理四、汽油濾清器及脈動(dòng)減振器五、電磁噴油器六、冷起動(dòng)噴油器和熱限時(shí)開關(guān)七、汽油分配管

10、總成一、汽油供給系統(tǒng)組成圖-具有脈動(dòng)阻尼器的汽油供給系統(tǒng)(汽油泵置于汽油箱內(nèi))一、汽油供給系統(tǒng)組成圖-汽油泵的外形二、電動(dòng)汽油泵的構(gòu)造和工作原理.滾柱式電動(dòng)汽油泵.渦輪式電動(dòng)汽油泵.轉(zhuǎn)子式和葉片式電動(dòng)汽油泵.電動(dòng)汽油泵的性能改善.通用別克車的汽油泵及汽油箱.滾柱式電動(dòng)汽油泵圖-滾柱式電動(dòng)汽油泵結(jié)構(gòu)示意圖安全閥滾柱泵驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)單向閥A進(jìn)油口B出油口.渦輪式電動(dòng)汽油泵渦輪式電動(dòng)汽油泵屬內(nèi)裝泵，主要由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、渦輪泵、單向閥和安全閥等組成。.轉(zhuǎn)子式和葉片式電動(dòng)汽油泵轉(zhuǎn)子式汽油泵工作原理與滾柱式十分類似，主要是利用內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合過程中腔室容積大小的變化，將汽油以一定的壓力泵出。由于泵腔數(shù)目較多，因而出

11、油壓力波動(dòng)較滾柱式小。.電動(dòng)汽油泵的性能改善()改進(jìn)滾柱滾道的廓線傳統(tǒng)滾柱泵的滾道輪廓線是偏心圓，在排油和吸油換相交替瞬間，泵室容積突然變化，汽油由高度壓縮突變到泵室出現(xiàn)真空，這是產(chǎn)生噪聲的根源。()改進(jìn)渦輪泵葉片設(shè)計(jì)渦輪泵葉輪上均勻分布的葉片和泵殼之間的相互作用力可能會(huì)產(chǎn)生能被人的耳朵感覺到的窄頻帶音調(diào)。()采用特殊的阻尼裝置在汽油泵吸油口采用充氣軟塑料空心墊，或者在汽油泵出油口采用一種專用的彈簧膜片式阻尼器，可將壓力波動(dòng)降低到原先的，噪聲可相應(yīng)降低dB。()采用雙級(jí)泵的結(jié)構(gòu)形式由于汽油極易揮發(fā)，加上油泵工作時(shí)溫度升高和吸油時(shí)產(chǎn)生局部真空，更助長(zhǎng)了汽油的汽化，特別是汽油泵吸油腔內(nèi)存在的氣泡，

12、將使泵油量明顯減少，從而導(dǎo)致輸油壓力的波動(dòng)。三、汽油壓力調(diào)節(jié)器的構(gòu)造和工作原理.基本結(jié)構(gòu)及工作原理.通用別克車汽油壓力調(diào)節(jié)器.基本結(jié)構(gòu)及工作原理汽油壓力調(diào)節(jié)器的主要功用是：使系統(tǒng)油壓(即供油總管內(nèi)油壓)與進(jìn)氣支管壓力之差保持常數(shù)，一般為kPa。這樣，從噴油器噴出的汽油量便唯一地取定于噴油器的開啟時(shí)間。ECU提供給電磁噴油器通電信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度，專業(yè)術(shù)語(yǔ)稱為噴油脈沖寬度，簡(jiǎn)稱噴油脈寬(單位ms)。.通用別克車汽油壓力調(diào)節(jié)器帶有真空控制的復(fù)合式的汽油壓力調(diào)節(jié)器位于汽油分配管回油側(cè)。該裝置的目的是使MFI系統(tǒng)和施加在各噴油器的汽油壓力保持恒定。四、汽油濾清器及脈動(dòng)減振器.汽油濾清器.汽油壓力脈動(dòng)減振器

13、五、電磁噴油器.軸針式電磁噴油器.球閥式電磁噴油器.片閥式電磁噴油器.單點(diǎn)噴射系統(tǒng)用電磁噴油器.通用別克的噴油器.軸針式電磁噴油器圖-軸針式電磁噴油器a)結(jié)構(gòu)圖b)連接圖濾網(wǎng)電接頭磁化線圈銜鐵針閥噴油軸針汽油分配管保險(xiǎn)夾頭上密封圈下密封圈.球閥式電磁噴油器圖-球閥式電磁噴油器彈簧閥針閥座噴孔護(hù)套擋塊銜鐵噴油器體磁化線圈蓋.球閥式電磁噴油器圖-片閥式電磁噴油器噴嘴套閥座擋圈噴油器體鐵心汽油濾清器調(diào)壓滑閥彈簧磁化線圈限位閥閥片.球閥式電磁噴油器圖-同等級(jí)的球閥式與軸針式閥針的比較鋼球?qū)U銜鐵軸針.片閥式電磁噴油器圖-中央噴射單元結(jié)構(gòu)壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)氣溫度傳感器電磁噴油器節(jié)氣門體節(jié)氣門.片閥式電磁噴油器

14、圖-閥片工作情況a)閥片靜止在閥座上b)閥片抬離閥座直至抵住擋圈c)閥片離開擋圈落座擋圈彈簧鐵心擋圈閥片閥座.單點(diǎn)噴射系統(tǒng)用電磁噴油器圖-Bosch公司的單點(diǎn)式電磁噴油器電接頭磁化線圈球形閥斜置的噴油孔汽油的流向.單點(diǎn)噴射系統(tǒng)用電磁噴油器圖-Pierburg公司單點(diǎn)式電磁噴油器電接頭中央鐵心濾網(wǎng)磁化線圈針閥開啟行程針閥閥座閥彈簧進(jìn)油口出油口.通用別克的噴油器圖-Bosch和Multec噴油器噴孔針閥電氣連接上部O形密封圈進(jìn)油濾清器電磁閥繞組下部O形密封圈導(dǎo)向板閥芯彈簧噴頭球座閥圖-Bosch和Multec噴油器噴孔針閥電氣連接上部O形密封圈進(jìn)油濾清器電磁閥繞組下部O形密封圈導(dǎo)向板閥芯彈簧噴頭球

15、座閥.通用別克的噴油器圖-冷起動(dòng)噴油器結(jié)構(gòu)電接頭磁化線圈閥門彈簧閥門旋流式噴嘴第四節(jié)電控汽油噴射系統(tǒng)一、汽油泵控制二、噴油器控制三、噴油量的控制一、汽油泵控制(一)采用汽油泵開關(guān)控制的汽油泵控制電路(二)ECU控制的汽油泵控制電路(三)具有轉(zhuǎn)速控制的汽油泵控制電路(一)采用汽油泵開關(guān)控制的汽油泵控制電路圖-汽油泵控制電路(L型)(二)ECU控制的汽油泵控制電路圖-汽油泵控制電路(D型)(三)具有轉(zhuǎn)速控制的汽油泵控制電路.電阻器式.專設(shè)控制汽油泵用ECU式.發(fā)動(dòng)機(jī)ECU直接控制式.電阻器式圖-電阻式汽油泵轉(zhuǎn)速控制電路.專設(shè)控制汽油泵用ECU式圖-汽油泵控制電路(專設(shè)汽油泵ECU式).發(fā)動(dòng)機(jī)ECU直接控制式圖-汽油泵控制電路(ECU直接控制).發(fā)動(dòng)機(jī)ECU直接控制式圖-汽油泵工作電壓特性二、噴油器控制.噴油器的控制和驅(qū)動(dòng)方式.冷起動(dòng)噴油器的控制.噴油器的控制和驅(qū)動(dòng)方式圖-汽油噴射控制系統(tǒng).噴油器的控制和驅(qū)動(dòng)方式圖-6噴油器的驅(qū)動(dòng)方式a)一噴油器附加電阻b)兩噴油器附加電阻c)三噴油器附加電阻.噴油器的控制和驅(qū)動(dòng)方式圖-6各種驅(qū)動(dòng)方式的電流波形.冷起動(dòng)噴油器的控制圖-6冷起動(dòng)噴油器限時(shí)開關(guān)控制電路.冷起動(dòng)噴油器的控制圖-6ECU與限時(shí)開關(guān)協(xié)同控制電路.冷起動(dòng)噴油器的控制圖-6冷起動(dòng)噴油器噴油的范圍.冷起動(dòng)噴油器的控制圖-6噴油信號(hào)的產(chǎn)生示意圖三、噴油量的控制.