第二章汽油機(jī)電控系統(tǒng)概述08123

1、第第2 2章章汽油機(jī)電控概述汽油機(jī)電控概述電控系統(tǒng)的基本組成及控制功能電控系統(tǒng)的基本組成及控制功能電控汽油噴射系統(tǒng)的分類電控汽油噴射系統(tǒng)的分類電控汽油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)電控汽油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)2.12.1汽油機(jī)電控系統(tǒng)及控制內(nèi)容汽油機(jī)電控系統(tǒng)及控制內(nèi)容概念：電子技術(shù)對發(fā)動機(jī)進(jìn)行控制概念：電子技術(shù)對發(fā)動機(jī)進(jìn)行控制標(biāo)志：標(biāo)志：Bosch D-JetronicBosch D-Jetronic發(fā)展：模擬電路發(fā)展：模擬電路 數(shù)字電路數(shù)字電路 簡單控制簡單控制 微機(jī)控制微機(jī)控制 單一控制單一控制 綜合控制綜合控制2.1.12.1.1汽油機(jī)電控系統(tǒng)的構(gòu)成：汽油機(jī)電控系統(tǒng)的構(gòu)成：信信號號輸輸入入裝裝置置主主控控信信

2、號號轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)速信號負(fù)荷信號負(fù)荷信號修正信號修正信號 電子控制單元電子控制單元 ECUECU執(zhí)行器執(zhí)行器噴油噴油點(diǎn)火點(diǎn)火怠速怠速排放排放自診自診發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)反饋信號反饋信號傳感器（控制基礎(chǔ)）傳感器（控制基礎(chǔ)）ECUECU（控制核心）（控制核心） 執(zhí)行器（控制對象）執(zhí)行器（控制對象） ECUECU反饋傳感器反饋傳感器修正傳感器修正傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器基本基本傳感器傳感器基本參數(shù)基本參數(shù)執(zhí)行參數(shù)執(zhí)行參數(shù)反反饋饋參參數(shù)數(shù)修修正正參參數(shù)數(shù)(1).(1).傳感器：傳感器：任務(wù)：將與發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況有關(guān)的各種非電量信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)任務(wù)：將與發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況有關(guān)的各種非電量信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的模擬或數(shù)字電信號的模擬或數(shù)

3、字電信號數(shù)目：取決于控制功能的數(shù)目和控制精度數(shù)目：取決于控制功能的數(shù)目和控制精度(2).(2).電控單元電控單元(ECU)(ECU)：任務(wù)：接受任務(wù)：接受、轉(zhuǎn)換、運(yùn)算分析、輸出執(zhí)行命令、轉(zhuǎn)換、運(yùn)算分析、輸出執(zhí)行命令(3).(3).執(zhí)行器：執(zhí)行器：任務(wù)：受任務(wù)：受ECUECU控制，用于完成某項(xiàng)控制功能控制，用于完成某項(xiàng)控制功能控制方式：控制方式：ECUECU直接控制執(zhí)行元件電磁線圈的搭鐵回路直接控制執(zhí)行元件電磁線圈的搭鐵回路 ECUECU控制的電子控制電路操縱執(zhí)行器控制的電子控制電路操縱執(zhí)行器2.1.2.2.1.2.汽油機(jī)電控系統(tǒng)的主要控制功能：汽油機(jī)電控系統(tǒng)的主要控制功能： 據(jù)發(fā)動機(jī)形式制造廠

4、家生產(chǎn)年份不同有很大差異據(jù)發(fā)動機(jī)形式制造廠家生產(chǎn)年份不同有很大差異一、汽油噴射控制：一、汽油噴射控制：ECUECU氧傳感器氧傳感器O O2 2節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器水溫傳感器水溫傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器空氣流量傳感器空氣流量傳感器轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器基本參數(shù)基本參數(shù)執(zhí)行參數(shù)執(zhí)行參數(shù)反反饋饋參參數(shù)數(shù)修修正正參參數(shù)數(shù)最佳噴油時間最佳噴油時間傳統(tǒng)白金點(diǎn)火：傳統(tǒng)白金點(diǎn)火：有觸點(diǎn)電子點(diǎn)火有觸點(diǎn)電子點(diǎn)火無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火二、點(diǎn)火控制：（點(diǎn)火提前角控制，通電時間和爆震控制）二、點(diǎn)火控制：（點(diǎn)火提前角控制，通電時間和爆震控制）ECUECU爆震傳感器爆震傳感器空氣流量傳感器空氣流量傳感器節(jié)氣門位置

5、傳感器節(jié)氣門位置傳感器水溫傳感器水溫傳感器轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器執(zhí)行器執(zhí)行器基本參數(shù)基本參數(shù)執(zhí)行參數(shù)執(zhí)行參數(shù)反反饋饋參參數(shù)數(shù)修修正正參參數(shù)數(shù)定定位位傳傳感感器器上止點(diǎn)上止點(diǎn) TDCTDC曲軸轉(zhuǎn)角曲軸轉(zhuǎn)角 CKPCKP凸輪軸凸輪軸 CMPCMP定位參數(shù)定位參數(shù)點(diǎn)點(diǎn)火火線線圈圈有有 1 1 多缸多缸無無分分電電器器1 21 2同時同時點(diǎn)火點(diǎn)火1 11 1單獨(dú)單獨(dú)點(diǎn)火點(diǎn)火TDC:TDC:凸輪（上止點(diǎn)前某角度）凸輪（上止點(diǎn)前某角度）CKP:CKP:轉(zhuǎn)速（角）轉(zhuǎn)速（角）提前控制提前控制CMP:CMP:一缸壓縮上止點(diǎn)一缸壓縮上止點(diǎn)ECU轉(zhuǎn)速怠速馬達(dá)怠速開關(guān)車速啟動信號執(zhí)行參數(shù)反饋參數(shù)修正參數(shù)ECTA/CP/

6、NPSHL三、怠速控制：三、怠速控制：四、排氣凈化控制：四、排氣凈化控制：開環(huán)與閉環(huán)控制，廢氣再循環(huán)控制，二次空氣噴射控制，燃油蒸開環(huán)與閉環(huán)控制，廢氣再循環(huán)控制，二次空氣噴射控制，燃油蒸發(fā)控制。發(fā)控制。五、進(jìn)氣控制：五、進(jìn)氣控制：進(jìn)氣慣性增壓控制（進(jìn)氣慣性增壓控制（ACISACIS），廢氣渦輪增壓控制），廢氣渦輪增壓控制六六. .警告提示警告提示、故障自診和失效保護(hù)、故障自診和失效保護(hù)：警告提示：控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，警告提示：控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，ECUECU控制各種指示和警告裝置控制各種指示和警告裝置發(fā)出警告和信號，使駕駛員能根據(jù)故障情況適時做出處理。發(fā)出警告和信號，使駕駛員能根據(jù)故障情況適時

7、做出處理。故障自診：故障自診：控制系統(tǒng)發(fā)生故障時控制系統(tǒng)發(fā)生故障時, ,除了警告提示，故障信息還以除了警告提示，故障信息還以代碼的形式存入存儲器，以供檢修時調(diào)用和參考。代碼的形式存入存儲器，以供檢修時調(diào)用和參考。失效保護(hù)：失效保護(hù)：控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，除了完成以上功能外，并自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，除了完成以上功能外，并自動按按ECUECU中預(yù)置的程序和設(shè)定的控制值，使汽車?yán)^續(xù)運(yùn)行（性能差）中預(yù)置的程序和設(shè)定的控制值，使汽車?yán)^續(xù)運(yùn)行（性能差）至汽修廠進(jìn)行檢修。至汽修廠進(jìn)行檢修。2.22.2電控汽油噴射系統(tǒng)的分類電控汽油噴射系統(tǒng)的分類2.2.12.2.1、按噴油器的布置分類、按噴油器的布置分類1

8、1、多點(diǎn)噴射（、多點(diǎn)噴射（MPIMPI）每個汽缸設(shè)一個噴油器，可保證各缸混和氣的均勻和空燃比的一致每個汽缸設(shè)一個噴油器，可保證各缸混和氣的均勻和空燃比的一致性。缸內(nèi)噴射；進(jìn)氣管噴射（缸外噴射）性。缸內(nèi)噴射；進(jìn)氣管噴射（缸外噴射）2 2、單點(diǎn)噴射（、單點(diǎn)噴射（SPISPI）將燃油噴射在節(jié)氣門的前方，燃油噴入后隨空氣流入進(jìn)氣歧管內(nèi)，將燃油噴射在節(jié)氣門的前方，燃油噴入后隨空氣流入進(jìn)氣歧管內(nèi)，再進(jìn)入氣缸。（節(jié)氣門體噴射再進(jìn)入氣缸。（節(jié)氣門體噴射TBI,TBI,中央噴射中央噴射CFICFI）, ,結(jié)構(gòu)簡單，工結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，對發(fā)動機(jī)本身改動量小，成本低，安裝性好作可靠，對發(fā)動機(jī)本身改動量小，成本低，

9、安裝性好2.2.22.2.2按噴油器噴射方式分類按噴油器噴射方式分類(1)(1)、連續(xù)噴射、連續(xù)噴射特點(diǎn)：噴油器在發(fā)動機(jī)整個工作過程中不間斷噴油，不考慮各缸特點(diǎn)：噴油器在發(fā)動機(jī)整個工作過程中不間斷噴油，不考慮各缸工作順序和噴油時刻，控制簡單。工作順序和噴油時刻，控制簡單。 應(yīng)用：缸外噴射，機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)應(yīng)用：缸外噴射，機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng) (2) (2) 、間歇噴射、間歇噴射 特點(diǎn)：噴射不連續(xù)，每次噴射有固定的噴射持續(xù)期和間歇期，特點(diǎn)：噴射不連續(xù)，每次噴射有固定的噴射持續(xù)期和間歇期，噴油持續(xù)期長短控制了噴油量的大小。噴油持續(xù)期長短控制了噴油量的大小。 同步噴射：噴油器的開啟時間與發(fā)動機(jī)各缸工

10、作循環(huán)間保持一同步噴射：噴油器的開啟時間與發(fā)動機(jī)各缸工作循環(huán)間保持一定的相對關(guān)系。定的相對關(guān)系。 異步噴射：噴油器的開啟時間與發(fā)動機(jī)各缸工作循環(huán)間沒有固異步噴射：噴油器的開啟時間與發(fā)動機(jī)各缸工作循環(huán)間沒有固定的相對關(guān)系。定的相對關(guān)系。同步噴射分類：同步噴射分類：A A、同時噴射、同時噴射所有噴油器并聯(lián)，同時噴油。兩次噴完一個循環(huán)的供油量。所有噴油器并聯(lián)，同時噴油。兩次噴完一個循環(huán)的供油量。不需對各缸工作情況進(jìn)行判斷，因此噴油器結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動回路通不需對各缸工作情況進(jìn)行判斷，因此噴油器結(jié)構(gòu)簡單，驅(qū)動回路通用性好。只用于缸外噴射。用性好。只用于缸外噴射。進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮 作功作功 排氣排氣排氣排

11、氣 進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮 作功作功作功作功 排氣排氣 進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮壓縮壓縮 作功作功 排氣排氣 進(jìn)氣進(jìn)氣1 13 34 42 21801803603605405407207200 0噴油噴油噴油噴油B B、分組噴射、分組噴射將氣缸分為兩組或三組，所需燃油一次噴完。將氣缸分為兩組或三組，所需燃油一次噴完。進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮 作功作功 排氣排氣排氣排氣 進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮 作功作功作功作功 排氣排氣 進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮壓縮壓縮 作功作功 排氣排氣 進(jìn)氣進(jìn)氣1 13 34 42 21801803603605405400 0噴油噴油噴油噴油C C、順序噴射、順序噴射按各缸的進(jìn)氣順序間歇噴油。各缸噴

12、油器相對獨(dú)立，可根據(jù)各缸每按各缸的進(jìn)氣順序間歇噴油。各缸噴油器相對獨(dú)立，可根據(jù)各缸每次燃燒所需的燃油量為各缸設(shè)定一個最佳噴油量和噴油時間，因次燃燒所需的燃油量為各缸設(shè)定一個最佳噴油量和噴油時間，因此可采用更稀薄的混和氣，獲得更佳的經(jīng)濟(jì)性和排放性。此可采用更稀薄的混和氣，獲得更佳的經(jīng)濟(jì)性和排放性。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮 作功作功 排氣排氣排氣排氣 進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮 作功作功作功作功 排氣排氣 進(jìn)氣進(jìn)氣 壓縮壓縮壓縮壓縮 作功作功 排氣排氣 進(jìn)氣進(jìn)氣1 13 34 42 21801803603605405400 0噴油噴油噴油噴油ECUECU計(jì)算空燃比計(jì)算空燃比執(zhí)行器

13、執(zhí)行器傳感器直接或間接傳感器直接或間接測量進(jìn)氣量測量進(jìn)氣量基本參數(shù)基本參數(shù)執(zhí)行參數(shù)執(zhí)行參數(shù)2.2.32.2.3按控制原理分類：按控制原理分類：(1).(1).機(jī)械控制式汽油噴射系統(tǒng)（機(jī)械控制式汽油噴射系統(tǒng)（K, KEK, KE）氣流感知板通過機(jī)械機(jī)構(gòu)氣流感知板通過機(jī)械機(jī)構(gòu)控制供油管路油壓，從而控制供油管路油壓，從而控制汽油噴射量控制汽油噴射量連續(xù)噴射連續(xù)噴射機(jī)電混合控制系統(tǒng)機(jī)電混合控制系統(tǒng)(2).(2).電控汽油噴射系統(tǒng)（電控汽油噴射系統(tǒng)（EFIEFI）特點(diǎn)：噴油器由電磁線圈驅(qū)動，噴油量和時機(jī)完全由電控單元控制特點(diǎn)：噴油器由電磁線圈驅(qū)動，噴油量和時機(jī)完全由電控單元控制1 1）據(jù)控制功能分：）據(jù)

14、控制功能分：單一電控汽油噴射系統(tǒng)；發(fā)動機(jī)集中管理系統(tǒng)單一電控汽油噴射系統(tǒng)；發(fā)動機(jī)集中管理系統(tǒng) B、閉環(huán)控制系統(tǒng) 傳感器信號 計(jì)算機(jī) 噴油器 氧傳感器反饋 閉環(huán)控制方式是在發(fā)動機(jī)排氣管安裝氧傳感器，根據(jù)廢氣中氧含量的變化，計(jì)算出燃燒過程中混合氣的空燃比，并與計(jì)算機(jī)存儲器中所設(shè)定的目標(biāo)值進(jìn)行比較，發(fā)出控制噴油量的指令，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制噴油器的噴油量。在運(yùn)行過程中控制系統(tǒng)不斷進(jìn)行測試和調(diào)整使實(shí)際中空燃比保持在最佳值附近，達(dá)到最佳控制的目的2)按有無反饋信號A、開環(huán)控制系統(tǒng)傳感器信號 計(jì)算機(jī) 噴油器接受傳感器信號與預(yù)先存儲的各工況下的最佳供油參數(shù)對比，計(jì)算最佳供油量，后經(jīng)功率放大器控制噴油器的噴油時間，

15、從而控制空燃比 開環(huán)控制方式是把在臺架試驗(yàn)獲得的發(fā)動機(jī)各運(yùn)行工況的最佳控制參數(shù)(包括噴油量和點(diǎn)火提前角等)存入Ecu的存儲器中，發(fā)動機(jī)運(yùn)行時根據(jù)由各個傳感器所采集的反映發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況的參數(shù)(轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣流量、空氣溫度、冷卻水溫度等)由計(jì)算機(jī)判斷發(fā)動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況，并從事先存入計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)中查出最佳控制參數(shù)，發(fā)出控制指令，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制噴油器的噴油星，其優(yōu)點(diǎn)是控制過程簡單，計(jì)算機(jī)計(jì)算工作量小。但控制系統(tǒng)復(fù)雜，需要較多的傳感器，當(dāng)使用條件發(fā)生變化時(如電磁噴油器的精度因使用和其他原因發(fā)生變化)，其控制精度就會下降低，因此，開環(huán)控制方式對發(fā)動機(jī)和控制系統(tǒng)本身各組成部分的精度要求較高，否則就不能實(shí)現(xiàn)最

16、佳控制。2.2.4.2.2.4.按進(jìn)氣量的測量方式分類按進(jìn)氣量的測量方式分類(1)(1)間接測量方式（通過其他參數(shù)的測量值推算出空氣流量）間接測量方式（通過其他參數(shù)的測量值推算出空氣流量）節(jié)氣門開度測量方式：又稱為節(jié)流節(jié)氣門開度測量方式：又稱為節(jié)流- -速度方式。這種方式是根速度方式。這種方式是根據(jù)用節(jié)氣門傳感器測量的節(jié)氣門開度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速推算出吸據(jù)用節(jié)氣門傳感器測量的節(jié)氣門開度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速推算出吸入空氣量并計(jì)算燃料量。入空氣量并計(jì)算燃料量。 單點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)常采用這種方式（廢氣再循環(huán)發(fā)動機(jī)無法使單點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)常采用這種方式（廢氣再循環(huán)發(fā)動機(jī)無法使用）。用）。絕對壓力測量方式絕對壓力測量方式

17、 又稱為速度又稱為速度- -密度方式。根據(jù)用壓力傳感器測量的進(jìn)氣管內(nèi)的密度方式。根據(jù)用壓力傳感器測量的進(jìn)氣管內(nèi)的絕對壓力和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，推算出進(jìn)氣流量，從而確定燃油噴射絕對壓力和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，推算出進(jìn)氣流量，從而確定燃油噴射射量。由于進(jìn)氣管中的壓力波功，這種方式的測量精度稍差射量。由于進(jìn)氣管中的壓力波功，這種方式的測量精度稍差 采用間接測量方式的汽油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，進(jìn)氣阻力小，但采用間接測量方式的汽油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，進(jìn)氣阻力小，但是測量精度低，受外界條件影響大，需要對大氣壓力和進(jìn)氣溫是測量精度低，受外界條件影響大，需要對大氣壓力和進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正。度進(jìn)行修正。(1)(1)直接測量方式（通過空氣

18、流量計(jì)直接測量單位時間內(nèi)發(fā)動機(jī)吸直接測量方式（通過空氣流量計(jì)直接測量單位時間內(nèi)發(fā)動機(jī)吸入的空氣量，后據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算每一循環(huán)的空氣量，從而計(jì)算入的空氣量，后據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算每一循環(huán)的空氣量，從而計(jì)算出循環(huán)基本噴射量）出循環(huán)基本噴射量）體積流量方式：采用翼板式或卡門渦流式空氣流量計(jì)測量進(jìn)入氣體積流量方式：采用翼板式或卡門渦流式空氣流量計(jì)測量進(jìn)入氣缸的氣體體積流量，電控單元根據(jù)測出的空氣體積和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速缸的氣體體積流量，電控單元根據(jù)測出的空氣體積和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算每一循環(huán)的進(jìn)氣空氣體積流量，并進(jìn)行大氣壓力和溫度修正，計(jì)算每一循環(huán)的進(jìn)氣空氣體積流量，并進(jìn)行大氣壓力和溫度修正，再計(jì)算出該循環(huán)基本噴油量。

19、再計(jì)算出該循環(huán)基本噴油量。質(zhì)量流量方式質(zhì)量流量方式采用熱線式或熱膜式空氣流量計(jì)直接測量單位時間內(nèi)進(jìn)入氣缸的采用熱線式或熱膜式空氣流量計(jì)直接測量單位時間內(nèi)進(jìn)入氣缸的空氣質(zhì)量流量，電控單元根據(jù)測出的空氣質(zhì)量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算空氣質(zhì)量流量，電控單元根據(jù)測出的空氣質(zhì)量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算每一循環(huán)的進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量，再計(jì)算出該循環(huán)基本噴油量。每一循環(huán)的進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量，再計(jì)算出該循環(huán)基本噴油量。測量精度高，反應(yīng)速度快。無需進(jìn)行大氣壓力和溫度修正。測量精度高，反應(yīng)速度快。無需進(jìn)行大氣壓力和溫度修正。機(jī)械控制（機(jī)械控制（K,KE）電控電控控制功能控制功能單一控制單一控制集中控制集中控制開環(huán)控制開環(huán)控制閉環(huán)控制閉環(huán)

20、控制控制原理控制原理機(jī)械控制（機(jī)械控制（K,KE）有無反饋有無反饋噴油器布置噴油器布置單點(diǎn)噴射單點(diǎn)噴射SPI多點(diǎn)噴射多點(diǎn)噴射MPI缸內(nèi)噴射缸內(nèi)噴射進(jìn)氣管噴射進(jìn)氣管噴射噴射方式噴射方式連續(xù)噴射（連續(xù)噴射（K,KE）間歇噴射間歇噴射異步噴射異步噴射同步噴射同步噴射同時噴射同時噴射順序噴射順序噴射分組噴射分組噴射空氣計(jì)量空氣計(jì)量間接測量間接測量直接測量直接測量體積測量方式體積測量方式 L型型質(zhì)量測量方式質(zhì)量測量方式 LH型型節(jié)氣門開度測量方式節(jié)氣門開度測量方式絕對壓力測量方式絕對壓力測量方式 D型型2.32.3電控汽油噴射的主要優(yōu)點(diǎn)電控汽油噴射的主要優(yōu)點(diǎn)1.1.化油器式供油系統(tǒng)的不足化油器式供油系統(tǒng)的不足發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高，功率大的發(fā)展要求，以及排放要求的提高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高，功率大的發(fā)展要求，以及排放要求的提高化油器表現(xiàn)出了不足：化油器表現(xiàn)出了不足：(1)(1)不能滿足各種工況下發(fā)動機(jī)對混和氣濃度的要求。不能滿足各種工況下發(fā)動機(jī)對混和氣濃度的要求。(2)(2)很難保證各缸的混和氣濃度