第2章電控燃油噴

第2章汽車噴射系統(tǒng)及控制

本章主要講述電控汽油噴射系統(tǒng)的分類、組成、結(jié)構(gòu)及控制原理，電子控制燃油噴射系統(tǒng)中的怠速控制的特點(diǎn)與應(yīng)用。通過本章的學(xué)習(xí)，可以：（1）了解汽油噴射系統(tǒng)的分類；（2）掌握汽油噴射系統(tǒng)的基本組成、結(jié)構(gòu)和工作原理。（3）掌握電控汽油噴射系統(tǒng)中主要傳感器、執(zhí)行器的構(gòu)造及工作原理。（4）了解電控汽油噴射系統(tǒng)在各種工況下的噴油控制策略。（5）掌握電控汽油噴射系統(tǒng)中怠速控制的原因、控制方法及原理。2.1 汽油噴射系統(tǒng)概況一、汽油機(jī)對空燃比的要求過渡工況要求的混合氣冷車啟動工況：要求很濃的混合氣，空燃比最濃A/F=2。 起動后暖車工況：需要較濃的混合氣，隨溫度提高加濃程度逐漸減小，一直到穩(wěn)定工況運(yùn)轉(zhuǎn)為止。

加速工況：需要較濃一些的混合氣，以獲得良好的加速過渡性能。

急減速工況：節(jié)氣門突然關(guān)閉，應(yīng)該減少一部分燃料供給。二、汽油噴射的概念汽油噴射：用噴油器將一定壓力和數(shù)量的汽油噴入進(jìn)氣道或汽缸內(nèi)。目的：提高汽油霧化質(zhì)量，改進(jìn)燃燒，改善發(fā)動機(jī)性能。電控汽油噴射：采用電動噴油器，根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況和使用條件，將適當(dāng)量的汽油噴入進(jìn)氣道或氣缸內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)供油量的精確控制?；推魇桨l(fā)動機(jī)基本原理油路：油箱—燃油泵—燃油濾清器氣路：空氣濾清器—進(jìn)氣管———化油器進(jìn)氣岐管進(jìn)氣門氣缸節(jié)氣門電控汽油噴射系統(tǒng)基本原理油路：油箱—燃油泵—燃油濾清器—燃油總管—燃油支管—噴油器—進(jìn)氣道進(jìn)氣門后方。氣路：空氣濾清器—進(jìn)氣流量傳感器（進(jìn)氣溫度傳感器）—進(jìn)氣管—節(jié)氣門（節(jié)氣門位置傳感器）—進(jìn)氣管—進(jìn)氣岐管—進(jìn)氣門—?dú)飧?。電路：各種傳感器—ECU—各執(zhí)行機(jī)構(gòu)（噴油器）。三、汽油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1.化油器式汽油機(jī)的主要缺點(diǎn)：

（1）喉管處的真空度較低，進(jìn)氣阻力大，發(fā)動機(jī)在高速時充氣效率低。 特別是低速或小負(fù)荷時，真空度更低，氣體流速不高等會造成燃油霧化不好，供油性能差加速時供油滯后，減速時，回火放炮。

（2）化油器發(fā)動機(jī)的最大難題是不能精確地把相同空燃比的混合氣分配給各缸（各缸混合氣空燃比不一致）

電控噴射發(fā)動機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）進(jìn)氣阻力小。 在進(jìn)氣系統(tǒng)中，由于沒有象化油器供油那樣的喉管部位，進(jìn)氣壓力損失小。

只要合理設(shè)計進(jìn)氣管道，就能充分利用吸入空氣的慣性增壓作用，增大充氣量，提高輸出功率，增加發(fā)動機(jī)的動力性。

（2）能夠精確控制空燃比。能提供各種運(yùn)行工況下最適當(dāng)?shù)幕旌蠚饪杖急?。能根?jù)空氣密度變化修正空燃比。當(dāng)汽車在不同地區(qū)行駛時，對大氣壓力或外界環(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。汽車加減速反應(yīng)靈敏。 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)。（3）各缸分配均勻。（4）燃油霧化好，使燃燒效率提高。發(fā)動機(jī)便可在較稀薄的混合氣下工作。因此，能有效地降低排放，節(jié)省燃油。（5）發(fā)動機(jī)啟動容易，且暖機(jī)性能提高。 在發(fā)動機(jī)啟動時，可以用電腦（ECU）計算出啟動供油量，并且能使發(fā)動機(jī)順利經(jīng)過暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。（6）減速斷油功能，亦能降低排放，節(jié)省燃油。排放：減少20%油耗：降低5%~10%發(fā)動機(jī)功率：提高5%~10%電子控制系統(tǒng)的基本組成傳感器電子控制單元（ECU）執(zhí)行器

ECU：電子控制單元。CPU存儲器I/O接口（輸入、輸出接口）包括：A/D轉(zhuǎn)換（模數(shù)轉(zhuǎn)換）D/A轉(zhuǎn)換（數(shù)模轉(zhuǎn)換）

汽油發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容主要控制：汽油噴射：噴射量噴射定時

點(diǎn)火控制：點(diǎn)火時刻閉合角爆震的防止輔助控制：怠速控制

排放控制：廢氣再循環(huán)（EGR）

氣門控制：可變氣門正時控制（VTEC）

自診斷系統(tǒng)

渦輪增壓控制

2.1.3現(xiàn)代汽油噴射系統(tǒng)的分類一．按噴油器安裝部位分類：單點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)（SPI）多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)（MPI）

單點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)：在節(jié)流閥體上安裝一支或兩支噴油器集中向進(jìn)氣歧管中噴油。

多點(diǎn)汽油噴射系統(tǒng)：在每一個氣缸的進(jìn)氣門前均安裝一支噴油器，按照預(yù)定的規(guī)律分別噴油。二．按噴油方式分類連續(xù)噴射系統(tǒng)：在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，汽油連續(xù)不斷的噴射。間歇噴射系統(tǒng)：在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，汽油按照一定的規(guī)律間歇噴射。其中間歇噴射按噴射時序又分為：同時噴射分組噴射順序噴射

同時噴射系統(tǒng)：在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，各缸噴油器同時開啟且同時關(guān)閉。

分組噴射系統(tǒng)：噴油器分成兩組或多組，按照既定順序交替噴射。順序噴射系統(tǒng)：噴油器按發(fā)動機(jī)各缸進(jìn)氣的順序輪流噴射。三．按噴射裝置的控制方式分類機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)（K系統(tǒng)）機(jī)電結(jié)合式汽油噴射系統(tǒng)（KE系統(tǒng)）電控式汽油噴射系統(tǒng)。根據(jù)控制過程又分為：開環(huán)控制過程閉環(huán)控制過程

機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)（K系統(tǒng)）機(jī)電結(jié)合式汽油噴射系統(tǒng)（KE系統(tǒng)）電控式汽油噴射系統(tǒng)電控式汽油噴射系統(tǒng)根據(jù)控制過程又分為：開環(huán)控制過程閉環(huán)控制過程傳感器ECU開關(guān)對各參數(shù)進(jìn)行計算MAP表發(fā)動機(jī)查表后輸出形成控制指令控制執(zhí)行器圖2-9開環(huán)控制反饋傳感器ECU開關(guān)對各參數(shù)進(jìn)行計算MAP表發(fā)動機(jī)查表后輸出形成控制指令控制執(zhí)行器圖2-10閉環(huán)控制氧傳感器計算排氣中氧含量四．按空氣量的檢測方式分類分為五種：進(jìn)氣歧管絕對壓力式：間接測量式葉片式（翼片式）卡門渦旋式熱線式熱膜式又稱熱式直接測量式歧管壓力計量式

翼片式（葉片式）

卡門旋渦式熱式（熱線式和熱膜式）

其他分類多點(diǎn)噴射又分：進(jìn)氣道噴射和缸內(nèi)噴射電子控制又分：開環(huán)控制和閉環(huán)控制間歇噴射又分：異步噴射同步噴射同時噴射順序噴射分組噴射2.2發(fā)動機(jī)電控汽油噴射系統(tǒng)的組成及功能發(fā)動機(jī)電控汽油噴射系統(tǒng)主要分為三大部分：

進(jìn)氣系統(tǒng)（空氣供給系統(tǒng)）—?dú)饴啡加拖到y(tǒng)（燃油供給系統(tǒng)）—油路控制系統(tǒng)（電子控制系統(tǒng)）—電路電控汽油噴射系統(tǒng)基本原理油路：油箱—燃油泵—燃油濾清器—燃油總管—燃油支管—噴油器—進(jìn)氣道進(jìn)氣門后方。氣路：空氣濾清器—進(jìn)氣流量傳感器（進(jìn)氣溫度傳感器）—進(jìn)氣管—節(jié)氣門（節(jié)氣門位置傳感器）—進(jìn)氣管—進(jìn)氣岐管—進(jìn)氣門—?dú)飧?。電路：各種傳感器—ECU—各執(zhí)行機(jī)構(gòu)（噴油器）。一、進(jìn)氣系統(tǒng)作用：為發(fā)動機(jī)可燃混合氣的形成提供必需的空氣。組成：空氣濾清器、空氣流量計、進(jìn)氣溫度傳感器、節(jié)氣門、節(jié)氣門位置傳感器、怠速調(diào)整機(jī)構(gòu)、進(jìn)氣管（進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管）

氣路：空氣濾清器—進(jìn)氣流量傳感器（進(jìn)氣溫度傳感器）—進(jìn)氣管—節(jié)氣門（節(jié)氣門位置傳感器）—進(jìn)氣管—進(jìn)氣岐管—進(jìn)氣門—?dú)飧?。?jié)氣門體位置：空氣流量計與進(jìn)氣總管之間。作用：通過改變進(jìn)氣通道面積來控制發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。組成：一般包含：節(jié)氣門、節(jié)氣門位置傳感器、怠速旁通氣道怠速調(diào)整裝置。

二、燃油系統(tǒng)1、作用：供油。2、組成：油箱、燃油泵、燃油濾清器、（燃油脈動減振器）、燃油壓力調(diào)節(jié)器、供油總管、供油支管噴油器、（冷啟動噴油器）1、作用：供油。2、組成：油箱、燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、（燃油脈動減振器）、供油總管、供油支管噴油器、（冷啟動噴油器）啊啊啊噴油器根據(jù)電腦（ECU）的噴油指令，在適當(dāng)?shù)臅r刻（噴油時刻）將適量的燃油（噴油量）噴于進(jìn)氣門后方。冷啟動噴油器是為了改善發(fā)動機(jī)低溫啟動性能的。3、主要元件介紹1）電動燃油泵（1）作用：將燃油從油箱泵入油管中使之保持一定的壓力，供給噴油器

（2）分類：按安裝位置分：內(nèi)裝式、外裝式；按油泵的結(jié)構(gòu)分：滾柱泵內(nèi)齒輪泵渦輪泵（葉片式）側(cè)槽泵正排量泵流量型泵燃油泵的安裝形式四種泵的泵油原理滾柱式燃油泵組成：直流電機(jī)、滾柱式油泵、安全閥、單向閥緩沖器等。特點(diǎn)：自吸能力較強(qiáng)，油箱內(nèi)、外安裝均可。缺點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)時噪音較大、泵油壓力脈動大、易磨損、使用壽命短。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)排出的燃油都要產(chǎn)生與滾柱數(shù)目對應(yīng)個數(shù)的壓力脈動。常需設(shè)脈動減振器。葉片泵（渦輪泵）構(gòu)造：與滾拄泵相似，但轉(zhuǎn)子是一塊圓形平板，平板圓周上開有小槽，形成泵油葉片。

原理：油泵在運(yùn)轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子周圍小槽內(nèi)的燃油跟隨轉(zhuǎn)子一同高速旋轉(zhuǎn)。由于離心力的作用，使燃油出口處油壓增高，同時進(jìn)口處產(chǎn)生一定的真空，從而使燃油從進(jìn)口被吸入并被泵向出口。特點(diǎn)：最大泵油壓力較高（可達(dá)600kpa以上）、運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小、出油壓力脈動小、轉(zhuǎn)子無磨損、使用壽命長。葉片泵實(shí)物圖雙級泵：

初級泵用于分離燃油蒸汽，主輸油泵用于提高壓力，二者共用同一電機(jī)。主要用于油箱內(nèi)安裝。

BOSCH串聯(lián)式兩級泵（內(nèi)齒輪泵和單流式側(cè)槽泵）2）燃油濾清器

3）燃油壓力脈動減振器（1）作用：減弱供油管路中的壓力脈動，降低噪聲。油泵泵油時和噴油器噴油時，供油管路中會產(chǎn)生燃油壓力脈動。（2）安裝位置：早期大多安裝在回油管上，位于油箱和壓力調(diào)節(jié)器之間。現(xiàn)在一般安裝在供油總管上或電動油泵上。

（3）結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)油口出油口膜片彈簧蓄壓室

4）燃油壓力調(diào)節(jié)器

（1）作用： 使供油系統(tǒng)油壓（即供油總管內(nèi)的油壓）與進(jìn)氣歧管壓力之差保持常數(shù)，一般為0.25~0.3MPa，以保證噴油器的噴油量唯一地取決于噴油時間。 無論進(jìn)氣歧管真空度如何變化，噴油器的噴油壓力與進(jìn)氣歧管的壓力之差是恒定不變的。于是，控制器根據(jù)噴油時間控制噴油量就無需對進(jìn)氣歧管壓力的變化進(jìn)行修正了。

（2）安裝位置： 供油總管的末端。（3）結(jié)構(gòu)和工作原理：膜片上拱回油閥打開燃油壓力<（彈簧力+進(jìn)氣管壓力）膜片恢復(fù)回油閥關(guān)閉燃油壓力>（彈簧力+進(jìn)氣管壓力）

壓力調(diào)節(jié)器實(shí)物圖

5）噴油器（1）作用：根據(jù)控制器的噴油控制信號將適量的燃油噴入到進(jìn)氣歧管。（2）位置：單點(diǎn)噴射：節(jié)氣門體上多點(diǎn)噴射：一般通過絕緣墊圈安裝在各氣缸進(jìn)氣門前的進(jìn)氣歧管上?；蜻M(jìn)氣道附近的缸蓋上。（3）噴油器的工作原理

（4）分類：用途：單點(diǎn)、多點(diǎn)燃料送入位置：上部給料（頂部給油）、下部給料（底部給油）噴口形式：孔型（球閥型和片閥型）、軸針型（針閥型）電磁線圈阻值：低阻式、高阻式

球閥式與軸針式噴油器的主要區(qū)別：在于閥針的結(jié)構(gòu)。球閥式噴油器的閥針是由鋼球、導(dǎo)桿和銜鐵用激光束焊接成整體制成的，其質(zhì)量只有普通軸針式針閥的一半。為了保證燃油密封，軸針式針閥必須有較長的導(dǎo)向桿。而球閥具有自動定心作用，無須較長的導(dǎo)向桿，因此，球閥式的閥針質(zhì)量輕，且具有較高的燃油密封能力，明顯優(yōu)于針閥式。

片閥式噴油器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有質(zhì)量輕的閥片和孔式閥座

（4）結(jié)構(gòu)和工作原理：電磁線圈通電后，吸引鐵芯移動，與鐵芯一體的針閥打開，壓力油從噴孔噴出；線圈斷電，鐵芯及閥體在回位彈簧的作用下回位，針閥關(guān)閉，停止噴油。由于彈簧的作用使針閥在不噴油時壓緊在閥座上，防止滴漏，而在停噴瞬時，針閥能迅速回位，斷油干脆。噴油量取決于噴油時間、針閥行程、噴口面積以及噴射環(huán)境壓力與燃料壓力的壓差等因素。

一般對噴油器有如下要求：

1．有良好的流量特性，噴射范圍要大既能滿足發(fā)動機(jī)最大功率時的供油量需要，又能供給怠速時很小的油量；2．具有良好的霧化和適當(dāng)?shù)膰婌F形狀，以利于怠速穩(wěn)定性、冷起動性的提高和排氣污染的降低；3．具有良好的抗污物堵塞能力；4．耐久性好。

6）冷啟動噴油器三、電控系統(tǒng)作用： 對各種傳感器和開關(guān)信號進(jìn)行處理、計算以確定發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況；然后再根據(jù)內(nèi)部存儲器里的MAP圖（控制規(guī)律）查出該工況下適用的空燃比；根據(jù)進(jìn)氣流量傳感器測得的進(jìn)氣量，計算出基本噴油量（噴油持續(xù)時間）；然后根據(jù)溫度、海拔高度、節(jié)氣門開度等各種工作參數(shù)進(jìn)行修正，得到發(fā)動機(jī)在這一工況下運(yùn)行的最佳噴油持續(xù)時間，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的噴油驅(qū)動脈沖驅(qū)動噴油器工作，精確地控制噴油量。并通過氧傳感器進(jìn)行反饋控制。組成：傳感器—ECU—執(zhí)行器

汽油噴射系統(tǒng)相關(guān)的主要傳感器空氣流量傳感器質(zhì)量流量型進(jìn)氣管壓力式防火墻上熱線式、熱膜式空氣濾清器與進(jìn)氣管之間體積流量型葉片式卡門渦旋式進(jìn)氣溫度傳感器空氣濾清器或空氣流量傳感器上冷卻水溫傳感器發(fā)動機(jī)體的冷卻水道上節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門軸上發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器曲軸前端或凸輪軸前端或分電器上曲軸位置傳感器曲軸前端或凸輪軸前端或分電器上氧傳感器排氣管上車速傳感器變速器輸出軸上開關(guān)信號起動（點(diǎn)火）開關(guān)信號空檔起動開關(guān)信號空調(diào)開關(guān)信號電源電壓執(zhí)行器1、噴油器供油2、主繼電器發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)總電源3、油泵開關(guān)繼電器（斷路繼電器）控制油泵開關(guān)4、油泵控制繼電器控制油泵轉(zhuǎn)速5、冷起動噴油器冷起動時供油6、怠速調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速（一）傳感器空氣流量傳感器質(zhì)量流量型進(jìn)氣管壓力式防火墻上熱線式、熱膜式空氣濾清器與進(jìn)氣管之間體積流量型葉片式卡門渦旋式進(jìn)氣溫度傳感器空氣濾清器或空氣流量傳感器上冷卻水溫傳感器發(fā)動機(jī)體的冷卻水道上節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門軸上發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器曲軸前端或凸輪軸前端或分電器上曲軸位置傳感器曲軸前端或凸輪軸前端或分電器上氧傳感器排氣管上車速傳感器變速器輸出軸上1、空氣流量傳感器1）進(jìn)氣管壓力傳感器功能 測量進(jìn)氣管內(nèi)的絕對進(jìn)氣壓力（真空度），并轉(zhuǎn)換成電信號，輸送給ECU。種類半導(dǎo)體壓敏電阻式（壓電式）電容式膜盒式表面彈性波式進(jìn)氣管壓力傳感器實(shí)物圖

（1）半導(dǎo)體壓敏電阻式（壓電式）特點(diǎn)：尺寸小，精度高，成本低，響應(yīng)性和抗振性好組成：壓力轉(zhuǎn)換元件混合集成電路IC輔助裝置：濾清器、EMI過濾器等真空室可變電阻片（硅膜片）進(jìn)氣管壓力導(dǎo)入裝置

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：硅膜片一側(cè)為真空室，另一側(cè)為進(jìn)氣管壓力。

工作原理：利用半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)。硅膜片一側(cè)為真空室，另一側(cè)為進(jìn)氣管壓力。其中心圓形薄膜上四個應(yīng)變電阻的阻值隨膜片的變形而成正比變化。

由于硅膜片的一側(cè)是真空室，因此進(jìn)氣管里壓力越高，硅膜片的變形越大。 利用惠斯通電橋?qū)⒐枘て淖冃无D(zhuǎn)變成電信號。因輸出的電壓信號很微小，所以需用混合IC進(jìn)行放大。

（2）電容式進(jìn)氣壓力傳感器

工作原理： 兩氧化鋁膜片形成電容，其電容與膜片上的壓力成正比，將電容連接到傳感器的振蕩電路中，則傳感器產(chǎn)生變頻信號，其頻率與進(jìn)氣管的絕對壓力成正比，頻率約在80~120Hz內(nèi)變化。（3）膜盒式進(jìn)氣壓力傳感器A、電阻式：內(nèi)部有一個密封的真空彈性金屬膜盒，當(dāng)進(jìn)氣歧管壓力變化時，膜盒隨之收縮或膨脹，通過相應(yīng)元件將壓力變化轉(zhuǎn)變成電阻或電壓的變化，并傳送給電腦，從而測得進(jìn)氣歧管壓力。B、電感式（4）表面彈性波式進(jìn)氣壓力傳感器與ECU的連接2）葉片式空氣流量計（1）組成：葉 片電位器：與葉片同軸回位彈簧：在電位器內(nèi)部附加裝置：怠速空氣通道，進(jìn)氣溫度傳感器，油泵控制開關(guān)測量葉片緩沖葉片

實(shí)物圖（2）工作原理：

來自空氣濾清器的氣體通過空氣流量計時,推動測量板打開一定角度,而這一角度隨進(jìn)氣量的大小而變化。同時，和測量板同軸旋轉(zhuǎn)的電位計把進(jìn)氣量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柌⑺徒oECU。

Us／Ub＝IRS/I(R2+RB)＝RS/(R2+RB)流量小開度小，RS大，Us／Ub大；流量大開度大，RS小，Us／Ub??；緩沖葉片的作用：其在緩沖室內(nèi)轉(zhuǎn)動對葉片起阻尼作用，減小葉片脈動，使其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。Us／Ub＝IRS/I(R2+RB)＝RS/(R2+RB)流量小開度小，RS大，Us／Ub大；流量大開度大，RS小，Us／Ub小；空氣流量計的旁通空氣道為怠速空氣道，在其中有怠速調(diào)整螺釘，用來調(diào)節(jié)怠速時旁通空氣道中的進(jìn)氣量，以改變怠速混合氣的濃度。怠速時，空氣流量很小，測量板轉(zhuǎn)動很小，這時空氣主要由旁通空氣道進(jìn)入氣缸。

3）卡門渦旋式空氣流量計工作原理：卡門渦旋：在穩(wěn)定的氣流中放置圓柱型物體后，在柱型物的下流會交替產(chǎn)生渦旋氣流，渦旋的頻率f、氣流是流速v和圓柱的直徑d之間有如下關(guān)系：

f=0.2*vd卡門旋渦空氣流速V與卡門旋渦的頻率f之間存在如下關(guān)系：f=

St*V／d式中：d——渦流發(fā)生器外徑尺寸；St——斯特羅巴爾數(shù)，約為0．2。測得卡門旋渦的頻率就可以知道空氣流速V，再將空氣通道的有效截面積與空氣流速V相乘，就可知道吸人空氣的體積流量。

分類： （1）反光鏡檢測方式：將渦流發(fā)生器兩側(cè)的壓力變化，通過導(dǎo)壓孔引向薄金屬制成的反光鏡表面，使反光鏡產(chǎn)生振動，反光鏡振動時將發(fā)光管投射的光反射給光電管，對反光信號進(jìn)行檢測，即可求得渦旋的頻率。 （2）超聲波檢測方式：利用卡門渦旋引起的密度變化進(jìn)行測量。反光鏡式反光鏡檢測方式：將渦流發(fā)生器兩側(cè)的壓力變化，通過導(dǎo)壓孔引向薄金屬制成的反光鏡表面，使反光鏡產(chǎn)生振動，反光鏡振動時將發(fā)光管投射的光反射給光電管，對反光信號進(jìn)行檢測，即可求得渦旋的頻率。

超聲波式利用卡門渦旋引起的密度變化進(jìn)行測量，在空氣流動方向的垂直方向安裝超聲波信號發(fā)生器,它發(fā)出的超聲波因受卡門渦旋造成的空氣密度變化的影響,到達(dá)對面的接受器時會產(chǎn)生相位差,利用放大器使這一信號變成矩形波,矩形波的脈沖頻率即為卡門渦旋的頻率

卡門渦旋流量計實(shí)物圖4）熱式：原理：在空氣通道中放置一電熱體，通電后使之保持恒溫。空氣通過時，電熱體熱量散失，溫度下降，為保持其恒溫須加大電流。氣流量越大，電流越大，反之，電流越小。分類：按電熱體結(jié)構(gòu)的不同可分為：熱絲式（電熱體為一鉑絲）和熱膜式（其電熱體由一鉑絲或鉑絲固定在樹脂膜上構(gòu)成）；按電熱體放置位置分有主流式和旁通式。

實(shí)物圖

2、溫度傳感器1）包括：水溫傳感器進(jìn)氣溫度傳感器排氣溫度傳感器車外環(huán)境溫度傳感器車內(nèi)溫度傳感器等

2）對車用溫度傳感器的要求：工作溫度范圍：-50~+120℃測量精度：±2℃分辨率：±0.5℃水溫響應(yīng)速度：10s空氣溫度響應(yīng)速度：1s4000h故障率：<1/10000

3）分類：熱敏電阻式：熱敏式利用半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而改變的特性，其線性差，但靈敏度高，響應(yīng)特性較好，因而廣泛應(yīng)用于檢測冷卻水和進(jìn)氣溫度。有正熱敏系數(shù)，負(fù)熱敏系數(shù)。雙金屬片式熱敏鐵氧式蠟式水溫傳感器

位置：水溫傳感器安裝在發(fā)動機(jī)的缸體或缸蓋的水套上，與冷卻水接觸。作用：檢測發(fā)動機(jī)的冷卻水溫度，將發(fā)動機(jī)的溫度參數(shù)轉(zhuǎn)變成電信號，輸給控制器，以使控制器能根據(jù)發(fā)動機(jī)的溫度狀況來對供油量作出適當(dāng)?shù)男拚?。結(jié)構(gòu)原理：其核心是溫度系數(shù)為負(fù)的半導(dǎo)體熱敏電阻。水溫越低，電阻越高；反之，水溫越高，電阻越低；水溫傳感器的兩根導(dǎo)線都和電腦連接。其中一根為接地線；另一根的電壓隨熱敏電阻阻值的變化而變化。實(shí)物圖

進(jìn)氣溫度傳感器

位置：安裝在空氣濾清器之后的進(jìn)氣軟管上或空氣流量計上。

作用：測量進(jìn)氣的溫度，并輸送給電腦作為修正噴油量的參考依據(jù)。

結(jié)構(gòu)原理：與水溫傳感器一樣，也是一個具有負(fù)溫度電阻系數(shù)的熱敏電阻，外部為環(huán)氧樹脂密封。進(jìn)氣溫度傳感器實(shí)物圖3、節(jié)氣門位置傳感器位置：安裝在節(jié)氣門總成上，與節(jié)氣門同軸。作用：將節(jié)氣門的開度轉(zhuǎn)化成電信號輸送給ECU。分類：開關(guān)式線性式1）開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器組成：可動觸點(diǎn)：沿導(dǎo)向凸輪溝槽移動、導(dǎo)向凸輪由固定在節(jié)氣門軸上的控制桿驅(qū)動。功率觸點(diǎn)PSW：固定怠速觸點(diǎn)IDL：固定

原理：（1）節(jié)氣門全關(guān)閉時—IDL輸出為高電平：可動觸點(diǎn)和怠速觸點(diǎn)接觸，。（2）節(jié)氣門開度較大（如50%以上）—PSW輸出為高電平：可動觸點(diǎn)和功率觸點(diǎn)接觸。檢測節(jié)氣門的大開度狀態(tài)。（3）在中間開度時—IDL和PSW都為低電平：可動觸點(diǎn)同哪一個觸點(diǎn)都不接觸。

2）線性節(jié)氣門位置傳感器線性節(jié)氣門位置傳感器：是一種電位計。滑動觸點(diǎn)由節(jié)氣門軸帶動，在不同的節(jié)氣門開度下，電位計的電阻也不同，從而將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷夯螂娮栊盘枴?/p>

電腦可以獲得節(jié)氣門由全閉到全開的所有開啟角度的連續(xù)變化的模擬信號，以及節(jié)氣門開度的變化速率，從而更精確地判定發(fā)動機(jī)的運(yùn)行工況。

IDL觸點(diǎn)可以確定怠速狀態(tài)，L2、L3：中小負(fù)荷的小開度；L2、L1：中小負(fù)荷的中開度；L2、L3、L1:中小負(fù)荷的大開度；PSW、L3、L1：重負(fù)荷的小開度；PSW、L1：重負(fù)荷的中開度；PSW：重負(fù)荷的大開度；ACC1、ACC2為加速（減速）狀態(tài)觸點(diǎn)。4、氧傳感器位置：安裝在發(fā)動機(jī)的排氣管上，作用：用來檢測排氣中氧分子的濃度，并將其轉(zhuǎn)化成電壓信號或電阻信號。分類：（1）氧化鋯氧傳感器：為電池型，應(yīng)用最多（2）二氧化鈦氧傳感器：可變電阻型1）氧化鋯氧傳感器原理：氧化鋯—具有氧離子傳導(dǎo)性的固體電解質(zhì)。能在氧分子濃度差的作用下，產(chǎn)生電動勢。

結(jié)構(gòu)：鋯管：氧化鋯陶瓷體制成的一端封閉的管狀體。電極：為透氣的多孔性薄鉑層，覆蓋在鋯管的內(nèi)外表面。鋯管內(nèi)表面與大氣相通，外表面則與廢氣接觸。

氧化鋯的正常工作溫度是300度。早期的氧傳感器靠排氣加熱，在發(fā)動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后才能開始工作。只有一根線與ECU連接。現(xiàn)在大部分氧傳感器內(nèi)有一個電加熱元件，可在發(fā)動機(jī)起動后的20—30s內(nèi)迅速將氧傳感器加熱至工作溫度。這種傳感器有三根接線：一根接地，一根接電腦，一根接電加熱元件。

發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，廢氣從鋯管外表面流過，氧分子在高溫狀態(tài)下電離。由于鋯管內(nèi)外表面的氧分子的濃度不同，使氧離子從濃度大的內(nèi)表面向濃度小的外表面移動，從而在鋯管內(nèi)外表面的兩個電極之間產(chǎn)生一個微小的電壓。

氧化鋯傳感器采用的是鉑電極。鉑的作用是催化排氣中的O2與CO反應(yīng)，使混合氣偏濃時的氧含量幾乎為零，以提高氧傳感器的靈敏度。

混合氣較濃（實(shí)際空燃比<14.7）時：排氣中缺氧，鋯管中氧離子移動較快，并產(chǎn)生0.8—1V的電壓；混合氣較稀時：廢氣中有一定的氧分子，鋯管中氧離子移動能力減弱，只產(chǎn)生約0.1V的電壓。 因此，電壓信號隨混合氣成分的不同而變化，并以理論空燃比為界產(chǎn)生突變。實(shí)物圖2）二氧化鈦氧傳感器外形似于氧化鋯氧傳感器，但體積較小。與氧化鋯氧傳感器的主要區(qū)別：氧化鋯氧傳感器是將排氣中氧分子含量的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化—電池型。二氧化鈦氧傳感器則將排氣中的氧分子含量的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化—可變電阻型。

二氧化鈦特性：在常溫下是一種高電阻的半導(dǎo)體，但表面一旦缺氧，其電阻便隨之減小。

結(jié)構(gòu)：傳感器前端的護(hù)罩內(nèi)是一個二氧化鈦厚膜元件。

混合氣濃時，排氣中含氧量低，傳感器電阻較小?；旌蠚庀r，排氣中含氧量高，傳感器電阻較大。

由于二氧化鈦的電阻值也隨溫度不同而變化，因此在二氧化鈦氧傳感器內(nèi)部還設(shè)有一個溫度系數(shù)與二氧化鈦相似的溫度補(bǔ)償電阻。5、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器是控制系統(tǒng)中最重要的傳感器之一．其作用有：檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)速傳感器；檢測活塞上止點(diǎn)位置—曲軸（上止點(diǎn)）位置傳感器，包括控制點(diǎn)火的各缸上止點(diǎn)信號、用于控制順序噴油的第一缸上止點(diǎn)信號．

主要有三種類型；電磁感應(yīng)式霍爾效應(yīng)式光電式安裝位置：在曲軸前端（飛輪上）、凸輪軸前端、分電器內(nèi)。一）磁脈沖式曲軸位置傳感器

G信號:

辨別氣缸及檢測活塞上止點(diǎn)位置

Ne信號:檢測曲軸轉(zhuǎn)角及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的信號.信號盤外緣有90個齒二）光電式曲軸位置傳感器信號:產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角的lo信號和120o信號。120o信號發(fā)生器(分電器軸轉(zhuǎn)60o)安裝在活塞上止點(diǎn)前70o。一個工作行程，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)兩圈，分電器軸轉(zhuǎn)一圈，則lo信號發(fā)生器輸出360個脈沖。對應(yīng)720o曲軸轉(zhuǎn)角。每個脈沖周期高電位對應(yīng)lo曲軸轉(zhuǎn)角，低電位亦對應(yīng)lo曲軸轉(zhuǎn)角。同時，120o信號發(fā)生器產(chǎn)生六個脈沖信號，均在各缸壓縮上止點(diǎn)前70o。

三）霍爾式曲軸位置傳感器

1．霍爾效應(yīng)原理：UH＝RHIB/d式中：RH為霍爾系數(shù)；d為基片厚度；I為電流；B為磁場強(qiáng)度。2．采用觸發(fā)葉片的霍爾傳感器

外信號輪每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生18個脈沖信號，電腦再將一個脈沖周期均分為20等份，即可求得曲軸轉(zhuǎn)lo對應(yīng)的時間。內(nèi)信號輪每轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生3個周期均等，不同寬度的脈沖信號，脈沖上升沿分別對應(yīng)各缸上止點(diǎn)前75o，作為判別氣缸和計算點(diǎn)火時刻的基準(zhǔn)信號。6、車速傳感器作用：用以測量汽車行駛速度。分類：主要有： 舌簧開關(guān)型 光電偶合型1）舌簧開關(guān)型這種傳感器裝在組合式儀表內(nèi)，磁鐵由轉(zhuǎn)速表軟軸驅(qū)動，相對于固定的舌簧開關(guān)，軟軸轉(zhuǎn)一周，磁鐵極性變換四次，由于極性變換，使舌簧觸點(diǎn)打開或閉合。ECU通過觸點(diǎn)信號檢測出車速。2）光電偶合型光電偶合型傳感器亦裝于組合儀表中，主要構(gòu)成體是光電耦合器和帶切槽的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)速表軟軸驅(qū)動。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，其齒間斷地遮擋發(fā)光二極管，使光敏晶體管的輸出電壓發(fā)生變化。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，輸出若干電壓脈沖，ECU通過記錄脈沖數(shù)檢測車速。

車速傳感器實(shí)物圖2、執(zhí)行器控制（1）主繼電器控制（ECU電源）無怠速步進(jìn)電機(jī)有怠速步進(jìn)電機(jī)（2）油泵控制油泵開關(guān)控制油泵轉(zhuǎn)速控制（3）噴油器控制（4）怠速控制機(jī)構(gòu)(1)主繼電器控制無怠速步進(jìn)電機(jī)

特點(diǎn)：點(diǎn)火開關(guān)直接控制主繼電器線圈的工作電流。原理：A、點(diǎn)火開關(guān)接通主繼電器便接通發(fā)電機(jī)電源通過ECU上的接柱+B和+B1向系統(tǒng)各傳感器和執(zhí)行元件供電。B、ECU本身的電源直接通過保險絲與汽車電源相連。（當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)和其它用電設(shè)備都斷電后，仍給ECU供電，防止RAM中的數(shù)據(jù)和診斷信息丟失）無怠速步進(jìn)電機(jī)有怠速步進(jìn)電機(jī)有怠速步進(jìn)電機(jī)特點(diǎn)：主繼電器的線圈由ECU控制。原因：點(diǎn)火開關(guān)斷開后，ECU還要對下次啟動條件進(jìn)行設(shè)定，需要電源繼續(xù)供電一段時間（約3s）原理：點(diǎn)火開關(guān)斷開后ECU感知立即進(jìn)行下次初始條件的設(shè)定設(shè)定結(jié)束后ECU切斷主繼電器線圈的電流主繼電器開關(guān)斷開。（2）油泵控制油泵控制包括：油泵開關(guān)控制：由電路斷開繼電器（或斷路繼電器）控制油泵轉(zhuǎn)速控制：由油泵控制繼電器控制A、油泵開關(guān)控制由斷路繼電器完成。斷路繼電器特點(diǎn)：由兩組線圈L1和L2控制一個開關(guān)。油泵開關(guān)控制有兩種控制方式：葉片式EFI系統(tǒng)其它EFI系統(tǒng)其它EFI系統(tǒng)葉片式EFI系統(tǒng)B、油泵轉(zhuǎn)速控制油泵轉(zhuǎn)速控制通過油泵控制繼電器實(shí)現(xiàn)兩級調(diào)速。目的：為了降低油泵的工作強(qiáng)度，減少磨損。工作原理：中小負(fù)荷工況：低速運(yùn)轉(zhuǎn)高速大負(fù)荷工況：高速運(yùn)轉(zhuǎn)（3）噴油器控制噴油量控制（噴油時間，噴油脈寬）噴油定時控制（同時，分組，順序）噴油器驅(qū)動電路：電壓驅(qū)動電流驅(qū)動噴油器的工作特性開閥時間To：在觸發(fā)脈沖加到電磁線圈后，從脈沖開始到針閥呈最大升程狀態(tài)，需要一定時間。關(guān)閥時間Tc：當(dāng)脈沖消失到針閥落座關(guān)閉也需要一定時間。To比Tc長，無效噴射時間：（To-Tc）的時間，是不噴射燃油的時間。To受蓄電池電壓的影響較大，Tc受蓄電池電壓的影響很小。

噴油器噴射量特性噴油器噴射量特性：指動態(tài)噴射量q隨噴油器電磁線圈通電時間Ti的變化規(guī)律。一般用靜態(tài)噴射量Q和動態(tài)噴射量q表示。靜態(tài)噴射量Q：指噴油器在規(guī)定壓力下，使針閥保持在最大行程位置時，單位時間噴射的油量（cm3／min）即圖中的斜率。動態(tài)噴射量q：指某一通電時間Ti時的噴射燃油量（mm3）。一般以通電2.5ms時的噴射量表示，單位mm3/str（毫米3／行程）。動態(tài)噴油量與靜態(tài)噴射量的關(guān)系Q——靜態(tài)噴射量。cm3／min；

Ti——通電時間ms；

Tu——無效噴射量時間ms。在一定條件下，噴油器動態(tài)噴油量，隨通電時間的長短而變化，因此在實(shí)際控制工作中，微機(jī)通過控制通電時間（脈沖寬度），就能控制噴油量。噴油器的電壓修正特性動態(tài)噴射量還隨噴油器驅(qū)動電源電壓的高低而變化汽車上的電源電壓不是恒定的

噴油器的驅(qū)動電路噴油器（按電磁線圈電阻值）：低阻噴油器：0.6Ω~3Ω高阻噴油器：12Ω~17Ω噴油器驅(qū)動電路：電壓驅(qū)動：適用于低阻（帶附加電阻）或高阻噴油器電流驅(qū)動：只用于低阻噴油器電壓驅(qū)動電壓驅(qū)動既適用于低阻噴油器，又適用于高阻噴油器；驅(qū)動低阻噴油器時，須在回路中加附加電阻。電路較電流驅(qū)動簡單。但加入附加電阻使回路阻抗增大，導(dǎo)致流過線圈的電流減少，針閥開啟遲滯時間長。電流驅(qū)動

開始導(dǎo)通時大電流使針閥迅速打開。針閥打開后較小的保持電流防止線圈發(fā)熱減少功率消耗。電流驅(qū)動只適用于低阻抗噴油器。無附加電阻低阻抗噴油器直接與蓄電池相接驅(qū)動回路中增加了電流控制回路，能控制通過電磁線圈的電流：開始導(dǎo)通時大電流使針閥迅速打開。針閥打開后較小的保持電流防止線圈發(fā)熱減少功率消耗。噴油定時定義：噴油器開啟進(jìn)行噴油的時刻所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。

2.3汽油噴射控制原理1、噴油量的控制：一般情況下，各傳感器參數(shù)ECU判斷工況查表得到該工況下的最佳空燃比同時根據(jù)空氣流量計和轉(zhuǎn)速傳感器算出每循環(huán)的進(jìn)氣量然后計算出每循環(huán)的供油量換算成基本噴油時間經(jīng)過修正噴油驅(qū)動脈寬。2、噴油定時的控制定義：噴油器開啟進(jìn)行噴油的時刻所對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。分類：同步噴射，異步噴射1、噴油定時

同步噴射：噴油時刻對應(yīng)固定的曲軸轉(zhuǎn)角（即在一定的曲軸轉(zhuǎn)角進(jìn)行噴射）。是噴油量控制的基本模式。異步噴射：噴油時刻與曲軸轉(zhuǎn)角無關(guān)，而與發(fā)動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行工況有關(guān)。特點(diǎn)：異步噴射是同步噴射的補(bǔ)充，在加速工況下使用，對節(jié)氣門急速開啟造成的氣流突變而進(jìn)行油量追加。異步噴射時間與節(jié)氣門的開啟速率成正比。

異步噴射特點(diǎn)：異步噴射是同步噴射的補(bǔ)充，在加速工況下使用，對節(jié)氣門急速開啟造成的氣流突變而進(jìn)行油量追加。異步噴射時間與節(jié)氣門的開啟速率成正比。同步噴射噴油定時單點(diǎn)噴射多點(diǎn)噴射順序噴射分組噴射同時噴射（1）單點(diǎn)噴射定時

噴油時刻在每缸進(jìn)氣行程開始之前的某個固定的曲軸轉(zhuǎn)角位置（2）順序（時序）噴射

在各缸進(jìn)氣行程前一定的角度，該缸噴油器開始噴油。（3）分組噴射

A、6缸分2組：作功順序相鄰的3個缸為一組，在該組第一個作功缸進(jìn)氣行程前該組所有噴油器同時打開噴油。兩組噴油間隔360度。B、6缸分3組

作功順序相鄰的2個缸為一組，在該組第一個作功缸進(jìn)氣行程前該組所有噴油器同時打開噴油。三組噴油間隔240度。（4）同時噴射

所有噴油器在發(fā)動機(jī)固定的曲軸轉(zhuǎn)角位置同時開啟，同時關(guān)閉，噴油間隔為360度2、噴油量的控制策略由ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同運(yùn)行工況控制噴油器的不同噴油持續(xù)時間實(shí)現(xiàn)噴油持續(xù)時間有：異步噴油持續(xù)時間：與節(jié)氣門開啟速率成正比同步噴油持續(xù)時間同步噴油時間的計算

TI=TP*FC+TVTI：汽油噴射時間(ms)TP：基本噴射時間(ms)FC：基本噴射時間修正系數(shù)TV：噴油器無效噴油時間（1）起動工況起動工況判定：①起動開關(guān)接通②且此時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于400r/min基本噴油時間的計算：由于轉(zhuǎn)速劇烈波動，無法精確測量進(jìn)氣量根據(jù)冷卻水溫確定基本噴油時間。然后進(jìn)行進(jìn)氣溫度和蓄電池電壓（＋B）的修正，得到起動時噴油持續(xù)時間

起動噴油持續(xù)時間=基本噴油時間（冷卻液溫度的函數(shù)）+進(jìn)氣溫度修正+蓄電池電壓修正

（2）起動后噴油控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過預(yù)定值時，電子控制單元按下列公式確定噴油持續(xù)時間：噴油持續(xù)時間=基本噴油持續(xù)時間×（噴油修正系數(shù)+電壓修正系數(shù)）①基本噴油時間TP的計算基本噴油時間主要是根據(jù)發(fā)動機(jī)每個工作循環(huán)的進(jìn)氣量及給定的目標(biāo)空燃比所確定。對于不同的進(jìn)氣量測量系統(tǒng)，計算方法不同。A、質(zhì)量流量式（熱線，熱膜）

TP=K*

G：進(jìn)氣質(zhì)量流量（g/s) n：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/s)（A/F）：目標(biāo)空燃比 K：常數(shù)，與噴油器流量特性、噴射方式及缸數(shù)有關(guān)。G/n（A/F）B、體積流量式（葉片，卡門渦旋）

TP=K*

Q：進(jìn)氣體積流量（m3/s) KT：修正系數(shù)（與進(jìn)氣溫度有關(guān)) KP：修正系數(shù)（與大氣壓力有關(guān))Q/n（A/F）*KT*KPC、速度密度式（進(jìn)氣歧管壓力式） G=

G：一個進(jìn)氣行程進(jìn)入汽缸的空氣質(zhì)量（g) P：進(jìn)氣管絕對壓力（kPa) T：進(jìn)氣管絕對溫度 R：氣體常數(shù) VC：汽缸容積

ηV：發(fā)動機(jī)容積效率（是轉(zhuǎn)速、配氣相位、排氣管壓力、廢氣再循環(huán)量等的復(fù)雜函數(shù))P（R*T）*VC*ηV

由于ηV無法直接測量，所以這種方式的基本噴油時間是這樣確定的：根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣管絕對壓力確定吸入的空氣質(zhì)量確定基本噴油時間再根據(jù)溫度和傳感器輸出值進(jìn)行修正。②噴油量的修正ECU通過各種傳感器獲得發(fā)動機(jī)和汽車運(yùn)行工況的各種信息，根據(jù)這些信息對已確定的基本噴油持續(xù)時間進(jìn)行修正。這些修正包括：起動加濃、起