汽油發(fā)動機管理系統(tǒng)_第1頁
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文檔簡介

汽油發(fā)動機管理系統(tǒng)第一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一3.1電控系統(tǒng)的基本概念自動控制的定義:自動控制是采用控制裝置使被控制對象(如機器設(shè)備的運行或生產(chǎn)過程的進行)自動地按照給定規(guī)律運行,使被控制對象的一個或數(shù)個物理量(如電壓、電流、速度、位置、溫度、流量等)能夠在一定的精度范圍內(nèi)按照給定的規(guī)律變化。電子控制系統(tǒng):采用電子設(shè)備(如計算機)作為自動控制系統(tǒng)的控制裝置。(一)

自動控制系統(tǒng)概述第二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(一)

自動控制系統(tǒng)概述

電子控制系統(tǒng)的基本形式:①開環(huán)控制②閉環(huán)控制開環(huán)控制的組成與特點開環(huán)控制的組成:

開環(huán)控制的特點:在控制器與被控對象之間只有正向控制作用而沒有反饋控制作用。第三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一5、閉環(huán)控制的組成與特點:

(1)閉環(huán)控制的組成

(2)閉環(huán)控制的特點:

在控制器與被控對象之間,不僅存在著正向作用,而且存在著反饋作用,即系統(tǒng)的輸出量對控制量有直接影響。

(3)各部分的功能:

測量元件對被控對象的被控參數(shù)進行測量;變換發(fā)送單元將被測參數(shù)變成電壓(或電流)信號,并反饋給控制器;控制器將反饋回來的信號與給定值進行比較。輸入量測量元件變換發(fā)送單元執(zhí)行機構(gòu)控制器被控對象被控參數(shù)(一)

自動控制系統(tǒng)概述第四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(二)微機控制系統(tǒng)1、微機控制系統(tǒng)的組成如果把閉環(huán)控制中的控制器用微機代替,就組成微機控制系統(tǒng)。2、微機控制系統(tǒng)的控制過程①數(shù)據(jù)采集:對被控參數(shù)的瞬時值進行檢測,并輸送給計算機

將涉及到傳感器、信號變換、放大等處理環(huán)節(jié)。②控制:對采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進行分析,并按已定的控制規(guī)律確定控制過程,適時對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制信號。(不同工況應(yīng)采取什么適當(dāng)?shù)目刂扑惴ǎ凵鲜鲞^程不斷重復(fù),使整個系統(tǒng)能夠按照一定的控制指標(biāo)進行工作,并對被控參數(shù)和設(shè)備本身出現(xiàn)的異常狀態(tài)及時監(jiān)督、迅速處理?,F(xiàn)代發(fā)動機電控系統(tǒng)屬于微機控制系統(tǒng),早期采用開環(huán)控制,現(xiàn)在大部分采用閉環(huán)控制。

第五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一

汽車電子技術(shù)發(fā)展始于20世紀60年代,分為三個階段。目前發(fā)動機上常用的電控系統(tǒng)有:電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點火系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)、增壓控制系統(tǒng)、警告提示系統(tǒng)、自我診斷與報警系統(tǒng)、失效保護系統(tǒng)和應(yīng)急備用系統(tǒng)等。3.2發(fā)動機電控系統(tǒng)的發(fā)展過程

(二)

現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

1.單獨控制:早期的汽車電控系統(tǒng)多采用一個ECU控制汽車的某一個系統(tǒng),如果有多個系統(tǒng)就要采用多個ECU控制。2.集中控制系統(tǒng):利用微處理器使控制功能集中化,將多種控制功能集中到一個ECU上,就可以不必設(shè)置多個傳感器和ECU?,F(xiàn)代汽車都采用集中控制系統(tǒng)。(一)

發(fā)動機電控技術(shù)發(fā)展第六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一3.3發(fā)動機電控系統(tǒng)的基本組成及工作原理(一)電控系統(tǒng)的基本組成與類型組成:信號輸入裝置—各種傳感器,采集控制系統(tǒng)的信號,并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU。電子控制單元ECU——給各傳感器提供參考電壓,接受傳感器信號,進行存儲、計算和分析處理后執(zhí)行器發(fā)出指令。執(zhí)行元件—由ECU控制,執(zhí)行某項控制功能的裝置。第七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一電控系統(tǒng)的類型:開環(huán)控制——ECU根據(jù)傳感器的信號對執(zhí)行器進行控制,而控制的結(jié)果是否達到預(yù)期目標(biāo)對其控制過程沒有影響。閉環(huán)控制——反饋控制,在開環(huán)的基礎(chǔ)上,它對控制結(jié)果進行檢測,并反饋給ECU,對原先的控制進行修正。

第八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一3.4發(fā)動機電控系統(tǒng)的基本組成及工作原理

(二)信號輸入裝置及輸入信號

空氣流量計(MAF):測量發(fā)動機吸入空氣量,并將信號輸入ECU,作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。

進氣(歧管絕對)壓力傳感器(MAP):測量進氣管壓力,并將信號輸入ECU,作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器:檢測曲軸位置信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號,并輸入ECU,作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。

凸輪軸位置傳感器:也叫同步信號傳感器,是一個氣缸判別定位裝置,是點火控制的主控制信號。上止點位置傳感器:向ECU提供1缸上止點位置信號,作為點火控制的主控制信號。

缸序判別傳感器:向ECU提供各缸工作順序,作為點火控制的主控制信號。冷卻液溫度傳感器:給ECU提供冷卻液溫度信號,作為燃油噴射和點火控制的修正信號。進氣溫度傳感器:檢測進氣溫度信號(修正信號)。第九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一節(jié)氣門位置傳感器:檢測節(jié)氣門的開度及開度變化,信號輸入ECU。氧傳感器:檢測排氣中的氧含量,向ECU輸入反饋信號。爆震傳感器:檢測汽油機是否爆燃及爆燃強度。大氣壓力傳感器:檢測大氣壓力,修正噴油和點火控制。車速傳感器:控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)超速斷油控制,也是自動變速器的主控制信號。起動信號:發(fā)動機起動時,給ECU提供一個起動信號。作為噴油量和點火提前角的修正信號。發(fā)電機負荷信號:發(fā)電機負荷增大時,作為噴油量和點火提前角的修正信號??照{(diào)作用信號:當(dāng)空調(diào)開關(guān)打開,空調(diào)壓縮機工作,發(fā)動機負荷加大時,由空調(diào)開關(guān)向ECU輸入信號。擋位開關(guān)信號和空擋位置開關(guān)信號:自動變速器由P/N擋掛入其他檔時,發(fā)動機負荷增加,向ECU輸入信號。當(dāng)掛入P/N擋時向ECU提供P/N擋信號才能啟動發(fā)動機。第十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一19、離合器開關(guān)信號:在離合器接合和分離時,由離合器開關(guān)向ECU輸入離合器工作狀態(tài)信號,修正噴油量和點火提前角。20、制動開關(guān)信號:在制動時,由制動開關(guān)向ECU提供制動信號,作為對噴油量、點火提前角、自動變速器等的控制信號。21、動力轉(zhuǎn)向開關(guān)信號:由于動力轉(zhuǎn)向液壓泵工作使發(fā)動機負荷加大,動力轉(zhuǎn)向開關(guān)向ECU輸入修正信號。20、EGR閥位置傳感器:向ECU提供EGR閥的位置信號。22、巡航(定速)控制開關(guān):ECU輸入巡航控制狀態(tài)信號,由ECU對車速進行自動控制。(一)信號輸入裝置及輸入信號

第十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一12(1)電子控制單元的功能

①接收傳感器或其他裝置輸入的信息;給傳感器提供參考電壓;將輸入的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槲C所能接受的信號。②存儲、計算、分析處理信息;計算輸出值所用的程序;存儲該車型的特點參數(shù);存儲運算中的數(shù)據(jù)、存儲故障信息。③運算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值;將輸出的信息與標(biāo)準(zhǔn)值對比,查出故障。④輸出執(zhí)行命令。把弱信號變成強的執(zhí)行命令信號;輸出故障信息。⑤自我修正功能(自適應(yīng)功能)(三)

電子控制單元(ECU)的功能與組成第十二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(2)發(fā)動機集中控制系統(tǒng)ECU的構(gòu)成

主要由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微機和輸出回路四部分組成。輸入回路:從傳感器來的信號,首先進入輸入回路。在輸入回路里,對輸入信號進行預(yù)處理,一般是在去除雜波和把正弦波變?yōu)榫匦尾ê?再轉(zhuǎn)換成輸入電平。A/D轉(zhuǎn)換器:微機不能直接處理模擬信號,A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后再輸入微機。如果傳感器輸出的是脈沖(數(shù)字)信號,經(jīng)過輸入回路處理后可直接進入微機。(三)電子控制單元(ECU)的功能與組成第十三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一14(2)發(fā)動機集中控制系統(tǒng)ECU的構(gòu)成

微機:是發(fā)動機電控系統(tǒng)的核心。它能根據(jù)需要,把各種傳感器送來的信號,按內(nèi)存的程序?qū)?shù)據(jù)進行運算處理,并把處理結(jié)果送往輸出回路。輸出回路:將微機發(fā)出的指令,轉(zhuǎn)變成控制信號來驅(qū)動執(zhí)行器工作。輸出回路一般起著控制信號的生成和放大等功能。(三)電子控制單元(ECU)的功能與組成第十四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一15執(zhí)行器是受ECU控制,具體執(zhí)行某項控制功能的裝置。常見的執(zhí)行器有:電磁式噴油器點火控制器怠速控制閥進氣控制閥EGR閥等。(四)執(zhí)行器第十五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(五)電子控制系統(tǒng)的基本工作過程發(fā)動機起動時,ECU進入工作狀態(tài),某些程序從ROM中取出,進入CPU。這些程序可以用來控制點火時刻、燃油噴射、怠速等。通過CPU的控制,一個個指令逐個地進行循環(huán)執(zhí)行。執(zhí)行程序中所需要的發(fā)動機信息,來自各個傳感器。從傳感器來的信號,首先進入輸入回路進行處理。如果是數(shù)字信號直接經(jīng)I/O接口進入微機;如果是模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后才經(jīng)I/O接口進入微機。大多數(shù)信息暫時存儲在RAM內(nèi),根據(jù)指令再從RAM送到CPU。有時需將存儲在ROM中的參考數(shù)據(jù)引入CPU,使輸入傳感器的信息與之進行對比。對來自有關(guān)傳感器的每個信息依次取樣,并與參考數(shù)據(jù)比較。CPU對這些數(shù)據(jù)進行比較運算后,作出決定并發(fā)出輸出指令信號,經(jīng)I/O接口,必要的信號還要經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器變成模擬信號,最后經(jīng)輸出回路去控制執(zhí)行器動作。

第十六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一第3章汽油發(fā)動機管理系統(tǒng)EMS:EngineManagementSystem為了實現(xiàn)低排放、良好的燃油經(jīng)濟性、驅(qū)動性能,可以從以下幾個方面努力:燃燒室的形狀火花塞的位置進氣門的數(shù)目發(fā)動機機械設(shè)計空燃比點火時刻電控部分第十七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一影響汽油發(fā)動機排放的最主要因素是混合氣的空燃比,理論上,1公斤燃料完全燃燒時需要14.7公斤的空氣。這種空氣和燃料的比例稱為化學(xué)當(dāng)量比??杖急刃∮诨瘜W(xué)當(dāng)量比時供給濃混合氣,此時發(fā)動機發(fā)出的功率大,但燃燒不完全,生成的CO、HC多;當(dāng)混合氣略大于化學(xué)當(dāng)量比時,燃燒效率最高,燃油消耗量低,但生成的NOx也最多;供給稀混合氣時,燃燒速度變慢,燃燒不穩(wěn)定,使得HC增多。在電控汽油噴射系統(tǒng)中采用閉環(huán)控制的方式,將空燃比控制在化學(xué)當(dāng)量比附近,并在排氣系統(tǒng)中消聲器前安裝一個三元催化轉(zhuǎn)化器,對發(fā)動機進行后處理,是當(dāng)前減少汽車排氣污染物的最有效方法。在化學(xué)當(dāng)量比附近,轉(zhuǎn)化器的凈化效率最高。

第十八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一發(fā)動機管理系統(tǒng)空氣的流量由通道中的節(jié)氣門來控制(節(jié)氣門由油門踏板操作)。踩下油門踏板時,節(jié)氣門打開,進入的空氣量多。怠速時,節(jié)氣門關(guān)閉,空氣由旁通道通過。

第十九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一EMS(發(fā)動機管理系統(tǒng))是集成燃油噴射、點火角和排放控制為一體的汽油發(fā)動機管理系統(tǒng),主要包括控制器、傳感器、執(zhí)行器三大組成部分。EMS采用各種傳感器,把發(fā)動機吸入空氣量、冷卻水溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速與加減速等狀況轉(zhuǎn)換成電信號,送入控制器??刂破鲗⑦@些信息與儲存信息比較,精確計算后輸出控制信號。EMS不僅可以精確控制燃油供給量,以取代傳統(tǒng)的化油器,而且可以控制點火提前角和怠速空氣流量等,極大地提高了發(fā)動機性能。

第二十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一發(fā)動機管理系統(tǒng)采用綜合點火和噴油控制,確保發(fā)動機在所有工況下處于最佳工作狀態(tài),從而凈化排放、降低燃油消耗、提高功率、改善駕駛性?;谖⑻幚砥鞯碾娮涌刂茊卧约按罅侩娮雍碗姶艂鞲衅骱蛨?zhí)行器,應(yīng)具有以下功能:噴油系統(tǒng)能夠提供正確的混合氣空燃比控制確保發(fā)動機所有運行工況正確和精確的點火定時能檢測和控制大量的其他參數(shù),如怠速轉(zhuǎn)速、排氣再循環(huán)、空調(diào)的運轉(zhuǎn)、燃油蒸發(fā)排放物等第二十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一基于微處理器的電子控制單元簡圖第二十二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一3.5電控汽油噴射系統(tǒng)(EFI)EFI:ElectronicFuelInjectionEFI系統(tǒng)利用各種傳感器檢測發(fā)動機和汽車的各種狀態(tài),經(jīng)過微機的判斷、計算,確定噴油脈寬、點火正時等參數(shù)。在閉環(huán)系統(tǒng)中采用氧傳感器實現(xiàn)反饋控制,使空燃比的控制在14.7附近,精度進一步提高。第二十三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一電控汽油噴射系統(tǒng)發(fā)展歷程目前汽車工業(yè)發(fā)達的國家在汽油車上均采用汽油噴射系統(tǒng),以滿足日益嚴格的排放要求。第二十四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(一)電控噴射系統(tǒng)的特點混合氣的各缸分配均勻性好,減少了爆震現(xiàn)象,提高了發(fā)動機工作的穩(wěn)定性。同時,也降低了廢氣排放和噪聲污染。

在任何工況下都能獲得精確空燃比的混合氣加速性能好——噴油器裝在進氣門附近,汽油又以一定壓力從噴油器噴出,形成霧狀,極易與空氣混合,使送入氣缸的混合氣空燃比能及時隨節(jié)氣門開度變化而立即改變。良好的起動性能和減速減油或斷油——通過檢測冷卻液溫度、起動轉(zhuǎn)速、起動經(jīng)歷次數(shù)和時間等因素來確定起動時混合氣的濃度,因而可精確控制空燃比。充氣效率高—— 汽油以一定壓力噴出,霧化良好,可與空氣充分混合,不需要喉管,進氣通道截面增大,提高充氣效率。第二十五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(二)EFI分類按噴油器數(shù)量分多點噴射(MPI):每個氣缸有一個噴油器,噴油器安裝在進氣歧管中,在進氣門附近單點噴射(SPI):多個氣缸共享一個噴油器,安裝在節(jié)氣門體上。進氣沖程時燃油混合氣被吸入氣缸內(nèi)。第二十六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(二)EFI分類按噴油地點分缸內(nèi)噴射:在壓縮行程開始前或剛開始時將燃油噴入氣缸,用于稀燃汽油機。噴在節(jié)氣門上方:用于單點噴射系統(tǒng)噴在進氣門前:噴油器在進氣歧管上,用于多點噴射系統(tǒng)第二十七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(二)EFI分類按進氣量檢測方法分D型電控汽油噴射系統(tǒng)(間接式檢測方式):D是德語Druck(壓力)的第一個字母。D型電控燃油噴射系統(tǒng)采用進氣歧管絕對壓力傳感器來檢測發(fā)動機吸入的空氣量。ECU根據(jù)進氣管內(nèi)的絕對壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速推算出發(fā)動機的進氣量,再根據(jù)進氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速確定基本噴油量。L型電控燃油噴射系統(tǒng)(直接式檢測方式):“L”是德語Luft(空氣)的第一個字母。L型電控燃油噴射系統(tǒng)利用空氣流量計直接測量發(fā)動機的進氣量,電腦不必進行推算,即可根據(jù)空氣流量計信號計算與該空氣量相應(yīng)的噴油量。由于消除了推算進氣量的誤差影響,其測量的準(zhǔn)確程度高于D型,故對混合氣濃度的控制更精確。第二十八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一進氣歧管壓力計量式(D型EFI系統(tǒng))——將歧管壓力和轉(zhuǎn)速信號輸送到電腦,由電腦根據(jù)該信號計算出充氣量,再產(chǎn)生與之相對應(yīng)的噴油脈沖,控制噴油器噴射適量的燃油.翼片式和卡門旋渦式(L型EFI系統(tǒng))——其計量方式屬于體積流量型,即通過計量氣缸充氣的體積,將物理量轉(zhuǎn)變成電信號輸送至電腦,電腦計算出與該體積的空氣相適應(yīng)的噴油量以控制混合氣空燃比。熱線式和熱膜式(LH型EFI系統(tǒng))——直接測量進入氣缸內(nèi)空氣的質(zhì)量,將該空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電信號,輸送給電腦,由電腦根據(jù)空氣的質(zhì)量計算出與之相適應(yīng)的噴油量,控制空燃比在最佳值。第二十九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一第三十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一第三十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(二)EFI分類按控制方式分開環(huán)控制系統(tǒng)(無氧傳感器):它是將通過實驗確定的發(fā)動機各工況的最佳供油參數(shù)預(yù)先存入電腦,在發(fā)動機工作時。電腦根據(jù)系統(tǒng)中各傳感器的輸入信號,判斷自身所處的運行工況,并計算出最佳噴油量。通過對噴油器噴射時間的控制,來控制混合氣的濃度,使發(fā)動機優(yōu)化運行。開環(huán)控制系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)定在電腦中的控制規(guī)律工作,只受發(fā)動機運行工況參數(shù)變化的控制,簡單易行。但其精度直接依賴于設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和噴油器調(diào)整標(biāo)定的精度。噴油器及發(fā)動機的產(chǎn)品性能存在差異,或由于磨損等引起性能參數(shù)變化時,就不能使混合氣準(zhǔn)確地保持在預(yù)定的濃度(空燃比)上。因此,開環(huán)控制系統(tǒng)對發(fā)動機及控制系統(tǒng)各組成部分的精度要求高,抗干擾能力差,當(dāng)使用工況超出預(yù)定范圍時,不能實現(xiàn)最佳控制。

第三十二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一閉環(huán)控制系統(tǒng)(有氧傳感器):在該系統(tǒng)中,發(fā)動機排氣管上加裝了氧傳感器,根據(jù)排氣中含氧量的變化,判斷實際進入氣缸的混合氣空燃比,再通過電腦與設(shè)定的目標(biāo)空燃比值進行比較,并根據(jù)誤差修正噴油器噴油量,使空燃比保持在設(shè)定的目標(biāo)值附近。閉環(huán)控制系統(tǒng)可達到較高的空燃比控制精度,并可消除因產(chǎn)品差異和磨損等引起的性能變化,工作穩(wěn)定性好,抗干擾能力強。但為了使排氣凈化達到最佳效果,只能運行在理論空燃比14.7附近。對起動、暖機、加速、怠速、滿負荷等特殊工況,仍需采用開環(huán)控制,使噴油器按預(yù)先設(shè)定的加濃混合氣配比工作,以滿足發(fā)動機特殊工況的工作要求。所以,目前普遍采用開環(huán)和閉環(huán)相結(jié)合的控制方案。第三十三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(三)EFI的組成組成:空氣供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)控制系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)第三十四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一1.空氣供給系統(tǒng)作用:為發(fā)動機的可燃混合氣的形成提供必需空氣量。

怠速時節(jié)氣門全關(guān),由怠速執(zhí)行器根據(jù)冷卻水溫、空調(diào)和動力轉(zhuǎn)向等工況調(diào)節(jié)進氣量。第三十五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(1)空氣流量計功能:檢測發(fā)動機的進氣量,將進氣量信號轉(zhuǎn)換為電信號送到發(fā)動機ECU;發(fā)動機ECU據(jù)此信號決定主噴油量。

類型:葉片式:屬于空氣體積流量測量型,對大氣壓力和溫度的變化需要修正。

卡門旋渦式:屬于空氣體積流量型,需要根據(jù)進氣壓力和進氣溫度對空氣密度進行修正。熱線式熱膜式

第三十六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一熱線式空氣流量計分類:主流測量式熱線空氣流量計:把通電加熱的鉑絲置于空氣流中,使熱線溫度與吸入空氣溫度差保持100度,鉑絲是惠斯頓電橋的一個臂。旁通測量式熱線空氣流量計:鉑絲與溫度補償電阻繞在陶瓷繞線管上,安裝在旁通空氣氣道上。組成:防回火和贓物的金屬網(wǎng)、取樣管、白金熱線、溫度傳感器、控制電路、接線插頭等第三十七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一熱線式空氣流量計工作原理RH:熱線電阻;Rk:冷線電阻;RB:用以調(diào)定流量計的輸出特性;RA:向ECU輸出測量信號;惠斯頓電橋平衡條件:熱線電阻的溫度始終高于冷線電阻溫度100度。橋壓的變化反映了空氣流速的變化Rk第三十八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一橋式電路的特點沿對角線的電阻乘積相等時,即當(dāng)RB×RC=RH×RA時,A點和B點的電位相等。當(dāng)熱絲電阻RH被進氣空氣冷卻,使電阻減小,由于A點與B點產(chǎn)生電位差,運放檢測到這一電位差,并使施加在橋式電路上的電壓升高(增大流過熱線電阻絲RH的電流)。在這一系統(tǒng)中,利用熱敏電阻RC檢測進氣溫度,熱絲電阻RH的溫度始終保持在高于進氣溫度的恒溫。進氣量改變,則RH的溫度發(fā)生變化,其阻值也發(fā)生變化,其兩端電壓發(fā)生變化,電橋失去平衡。電路運作完成時,熱絲電阻RH的溫度又上升,從而電阻相應(yīng)增大,直至A點與B點的電位相等。利用橋式電路的這一特性,空氣流量計就能夠由測量B點的電壓而測量進氣質(zhì)量。這樣由于即使進氣溫度有變化,也能準(zhǔn)確測量出進氣質(zhì)量,就不需要發(fā)動機ECU根據(jù)進氣溫度校正噴油持續(xù)時間。

第三十九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一熱膜式空氣流量計組成:與熱線式基本相同,將熱線改為熱膜,熱膜由發(fā)熱金屬鉑固定在薄的樹脂膜上構(gòu)成。工作原理:與熱線式相同。熱線式和熱膜式空氣流量計的特點:屬于質(zhì)量流量型的空氣流量計,能測出空氣質(zhì)量,因而無需對進氣溫度和空氣壓力進行修正,并且響應(yīng)時間短,測量精度高。第四十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一第四十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(2)節(jié)氣門體與進氣管節(jié)氣門安裝在節(jié)氣門體上,控制進入氣缸的空氣量。當(dāng)發(fā)動機處于怠速時,大多數(shù)EFI發(fā)動機節(jié)氣門全閉,由怠速控制閥控制發(fā)動機的進氣量。吉利自主研發(fā)的我國首款CVVT發(fā)動機第四十二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一節(jié)氣門體:節(jié)氣門:發(fā)動機正常運行時,通過改變節(jié)氣門開度的大小,來調(diào)節(jié)進氣通道截面積,控制發(fā)動機的運轉(zhuǎn)工況。怠速控制裝置:少量空氣從旁通通道進入發(fā)動機,由怠速空氣閥來控制。節(jié)氣門位置傳感器:將節(jié)氣門的開度信號轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送到發(fā)動機ECU;并檢測有無加、減速信號。旁通空氣道式怠速控制裝置節(jié)氣門體第四十三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一進氣總管與進氣歧管:具有穩(wěn)壓的功能,可減小由于進氣而產(chǎn)生的進氣脈動;在多點噴射發(fā)動機中,為了消除進氣脈動和改善各缸分配均勻性,需專門設(shè)計進氣總管形狀和容積,每個氣缸有單獨的進氣歧管。通常兩者做成一體。實驗證明:進氣管的形狀、粗細、長短影響到發(fā)動機的輸出扭矩細而長的進氣管有利于發(fā)動機低速時的大扭矩的輸出;而粗而短的進氣管,則有利于發(fā)動機高速時的大扭矩輸出。現(xiàn)代發(fā)動機廣泛使用單缸多進氣歧管(氣門)控制。第四十四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一可變進氣管控制:在發(fā)動機低速、低負荷時,用細而長的進氣管進氣;在發(fā)動機高速、高負荷時,用細而長和粗而短的進氣管一起進氣;粗而短的進氣管的開啟,可以使用機械的膜片式真空閥來控制;也可以使用ECU控制的膜片式真空閥來控制。第四十五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一第四十六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一2.燃油供給系統(tǒng)電動燃油泵將燃油從油箱內(nèi)泵出,將油壓提高到規(guī)定值(多點噴射0.2~0.55MPa,單點0.07~0.12MPa),再經(jīng)過濾清器進入噴油器。多余燃油經(jīng)過壓力調(diào)壓器流回油箱。噴油量由噴油器通電時間的長短來控制的。第四十七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一電動燃油泵:將汽油從油箱中吸出,供給燃油系統(tǒng)足夠的具有規(guī)定壓力的汽油限壓閥:防止系統(tǒng)中的壓力過高;單向閥:在發(fā)動機熄火后,封閉系統(tǒng),使系統(tǒng)保持一定殘壓,以便發(fā)動機下次容易起動。燃油濾清器:除去汽油中的雜質(zhì)。Note:燃油濾清器的安裝是有方向性的。燃油壓力調(diào)節(jié)器:使發(fā)動機在任何工況下,燃油系統(tǒng)的絕對油壓和進氣歧管的空氣壓力之間的差值恒定不變。第四十八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(1)燃油泵燃油泵:置于油箱內(nèi)燃油泵采用渦輪泵,使油路內(nèi)油壓波動小。這種泵由電機、渦輪泵、單向閥、卸壓閥以及濾網(wǎng)等組成。渦輪泵由電機驅(qū)動。當(dāng)泵內(nèi)油壓超過一定值時,燃油頂開單向閥向油路供油。當(dāng)油路堵塞時,卸壓閥開啟,泄出的燃油返回油箱。EFI發(fā)動機中,只有發(fā)動機運轉(zhuǎn)時,燃油泵才工作。第四十九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一燃油泵的控制汽油泵開關(guān)控制的汽油泵控制電路起動時,起動機繼電器閉合,開路繼電器線圈L1通電,開路繼電器觸點閉合,燃油泵運轉(zhuǎn)。起動后正常運轉(zhuǎn):翼片式空氣流量計中的翼片因進氣氣流轉(zhuǎn)動,使燃油泵開關(guān)閉合,開路繼電器線圈L2通電,開路繼電器觸點閉合,燃油泵運轉(zhuǎn)第五十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一與油泵開關(guān)控制式相比,ECU控制式的主要區(qū)別在于開路繼電器線圈L1的接地端由發(fā)動機ECU(電子控制單元)控制。當(dāng)發(fā)動機ECU接收到分電器傳來的發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號(Ne信號)后,ECU內(nèi)的三極管導(dǎo)通,于是電流流經(jīng)線圈L1,開路繼電器保持閉合,油泵連續(xù)工作第五十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一具有轉(zhuǎn)速控制的汽油泵控制電路電阻器式:在汽油泵控制電路中,增設(shè)一個電阻(降壓電阻)和汽油泵控制繼電器(或稱電阻器旁路繼電器)。發(fā)動機工作時,ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷,對汽油泵控制繼電器進行控制,汽油泵控制繼電器則控制電阻是否串入在汽油泵控制電路中,以此控制汽油泵電機上的不同電壓,進而實現(xiàn)汽油泵轉(zhuǎn)速變化。第五十二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一工作原理點火開關(guān)STA:起動機繼電器閉合,同時ECU有STA信號,起動機起動。STA信號和NE信號輸入ECU:Tr1接通,開路繼電器閉合,燃油泵運轉(zhuǎn)。起動或重負荷時:ECU中的Tr2斷開,燃油泵繼電器閉合,燃油泵高速運轉(zhuǎn);怠速或輕負荷時:ECU中的Tr2接通,燃油泵繼電器斷開,電流流過燃油泵電阻器,燃油泵低速運轉(zhuǎn)常閉觸電第五十三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一發(fā)動機ECU直接控制式隨著發(fā)動機功率的增大,汽油泵的泵油量也必然增大,因而導(dǎo)致汽油泵消耗的電功率和汽油泵的噪聲都比較大。為了盡可能減少電能的消耗和噪聲污染,近年來研制成功一種發(fā)動機ECU直接控制式,由發(fā)動機ECU直接控制汽油泵的工作電壓起動或重負荷:發(fā)動機ECU通過FPC端子向燃油泵ECU發(fā)出高電平信號,燃油泵ECU向燃油泵輸出高電壓(約12V),燃油泵高速運轉(zhuǎn)怠速或輕負荷:發(fā)動機ECU通過FPC端子向燃油泵ECU發(fā)出低電平信號,燃油泵ECU向燃油泵輸出低電壓(約9V),燃油泵低速運轉(zhuǎn)第五十四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(2)燃油壓力調(diào)節(jié)器燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用

噴油器的噴出的油量取決于要想讓ECU只改變噴油脈寬來唯一地控制噴油量,必須保持噴孔內(nèi)外壓差ΔP為定值。噴孔外的壓力是進氣管內(nèi)的氣體的絕對壓力,因發(fā)動機工況而異,噴孔內(nèi)的壓力是燃油總管中燃油壓力。裝在燃油軌下游的燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是通過調(diào)節(jié)燃油回油量的多少使油軌中的油壓力隨進氣歧管壓力變化而相應(yīng)地變化,從而保持ΔP不變。來自油軌接進氣歧管膜片閥門膜片彈簧油室氣室第五十五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(2)燃油壓力調(diào)節(jié)器的工作原理真空室通過通氣孔與進氣歧管相通;燃油室與安裝噴油器的燃油總管相通;出油口通過油管與燃油箱接通。當(dāng)進氣歧管壓力降低時,膜片帶動安裝在膜片上的閥門向真空室方向移動,回油口打開,系統(tǒng)油壓降低;當(dāng)進氣歧管壓力增大時,閥門被壓向燃油室,系統(tǒng)油壓增加,如此反復(fù)使系統(tǒng)油壓隨進氣歧管處壓力的變化而變化,使系統(tǒng)的絕對油壓和進氣歧管的壓力的差值不隨發(fā)動機的工況的變化而變化。來自油軌回油接進氣歧管膜片閥門膜片彈簧油室氣室第五十六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(3)噴油器(電磁式)電控燃油噴射系統(tǒng)的執(zhí)行元件是噴油器,電控燃油噴射系統(tǒng)全部采用電磁式噴油器單點噴射系統(tǒng)的噴油器安裝在節(jié)氣門體空氣入口處。在多點噴射系統(tǒng)中,噴油器通過絕緣墊圈安裝在進氣歧管或進氣道附近的缸蓋上,并用輸油管將其固定。功能:根據(jù)ECU的指令控制燃油噴射量第五十七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一A、噴油器工作原理(相當(dāng)于電磁閥)通電時電磁線圈產(chǎn)生電磁力,銜鐵及針閥吸起,噴油器開啟,汽油經(jīng)噴孔噴入進氣道或進氣管斷電時電磁力消失,銜鐵及針閥在復(fù)位彈簧的作用下將噴孔封閉,噴油器停止噴油。噴油器的通電、斷電由電控單元以電脈沖控制。噴油量由電脈沖寬度決定。脈沖寬度=噴油持續(xù)時間=噴油量一般針閥升程約為0.1mm,而噴油持續(xù)時間在2~l0ms范圍內(nèi)第五十八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一B、噴油器針閥的工作特性由于噴油器針閥的機械慣性和電磁線圈的磁滯特性以及磁路效率的影響,在驅(qū)動脈沖(噴油脈沖信號)加到電磁線圈后,從脈沖開始到針閥呈最大升程狀態(tài),需要一定的開閥時間TO。同時,當(dāng)脈沖消失到針閥落座關(guān)閉也需要一定的關(guān)閥時間TC。由圖可見,針閥升起和落座與脈寬并不吻合,且開閥時間比關(guān)閥時間長。(TO-TC

)為不噴油時間,稱為無效噴射時間通常,開閥時間受蓄電池電壓影響較大,而關(guān)閉時間受影響較小,因此噴油的有效噴射時間將隨蓄電池電壓稍有變化,噴油量必須考慮電壓修正第五十九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一C、噴油器分類按結(jié)構(gòu)分:軸針式不易堵塞,孔型燃油霧化好??资絿娪推髟诂F(xiàn)代車中比較多,減少了噴油器內(nèi)的沉積物軸針式噴油器

多孔式噴油器

單孔式噴油器

第六十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一按其線圈的電阻值可分為高阻(電阻為13~16Ω)和低阻(電阻為2~3Ω)兩種類型第六十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一按噴油器的驅(qū)動方式分電流驅(qū)動:只適用于低阻值噴油器電壓驅(qū)動:對高阻值和低阻值噴油器均可使用電流驅(qū)動電壓驅(qū)動從圖中可見,電流驅(qū)動低阻型的無效噴射時間最短,其次是電壓驅(qū)動的低阻型,電壓驅(qū)動的高阻型最長。故第一種噴油器使用較廣電流驅(qū)動式噴油器的驅(qū)動電脈沖開始時是一個較大電流,使電磁線圈產(chǎn)生較大吸力,以打開針閥,然后再用較小的電流來保持針閥的開啟。電壓驅(qū)動是指電腦驅(qū)動噴油器噴油的電脈沖的電壓是恒定的,第六十二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一電壓驅(qū)動型:輸出電路采用飽和驅(qū)動器,在電路中需要加入附加電阻。低阻噴油器與電流驅(qū)動式配合使用時,由于電路沒有附加電阻,故電路阻抗小,驅(qū)動脈沖將電路接通后,線圈電流迅速上升,針閥能快速打開,縮短無效噴射時間。在電流驅(qū)動型電路中,增加了電流控制電路,能對噴油器線圈的電流進行控制。低阻噴油器與電壓驅(qū)動配合使用時,必須加入附加電阻。為了使電磁噴油器響應(yīng)特性好,減少了低阻噴油器線圈的電阻和匝數(shù),減小了電感。加入電阻可以防止電磁線圈中電流加大,造成線圈發(fā)熱而損壞。但是電阻的加入加大了阻抗,導(dǎo)致線圈電流減小,電磁吸力降低,針閥開啟滯后時間延長。第六十三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一由于噴油器電磁線圈存在電感,在線圈兩端可能產(chǎn)生很高的感生電動勢,損壞功率管,因此在電路中加入消弧電路,保護功率管以及縮短噴油器關(guān)閥時間。(a)電壓驅(qū)動電路(b)電流驅(qū)動電路第六十四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一(四)電控汽油噴射系統(tǒng)的控制方法基本思路:ECU通過空氣流量計或進氣歧管絕對壓力傳感器的信號計算空氣流量,根據(jù)發(fā)動機的進氣量和轉(zhuǎn)速計算出基本噴油脈寬。利用傳感器檢測冷卻水溫度、進氣溫度、節(jié)氣門開度等與發(fā)動機工況有關(guān)的參數(shù),對基本噴油脈寬進行修正,確定最佳噴油脈寬,以獲得該工況下所需的最佳空燃比。噴油定時由ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器檢測到的上止點位置曲軸轉(zhuǎn)角和判缸信號來確定的第六十五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一c)噴油量基本控制方法噴油脈寬控制方式分為:啟動噴油控制方式啟動后噴油控制方式兩種控制方式以發(fā)動機轉(zhuǎn)速(如300r/min)作為轉(zhuǎn)換信號斷油控制反饋控制第六十六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一c)噴油量基本控制方法啟動噴油控制:在發(fā)動機啟動時,電腦不以空氣流量計的信號作為噴油量的計算依據(jù),而按預(yù)先給定啟動程序進行噴油控制,電腦根據(jù)啟動開關(guān)及轉(zhuǎn)速傳感器的信號,判定發(fā)動機是否處于啟動狀態(tài),以決定是否按啟動程序控制噴油,當(dāng)啟動開關(guān)接通,且發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于300r/min時,電腦判定發(fā)動機處于啟動狀態(tài),從而按啟動程序控制噴油(必須附加噴入一定量的加濃油量,以產(chǎn)生足夠的燃油蒸汽形成可燃混合氣,改善冷啟動性能。)。

理由如下:冷啟動時,溫度和轉(zhuǎn)速均較低,轉(zhuǎn)速波動大,空氣流量計所測得的進氣量信號存在較大誤差,噴入的燃油不易汽化,有相當(dāng)一部分燃油凝結(jié)在進氣道壁上,使實際吸入氣缸的混合氣變稀,致使啟動困難。第六十七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一啟動噴油控制加濃油量方法:通過安裝在進氣總管的冷啟動噴油器和冷啟動溫度開關(guān)來控制冷啟動加濃。ECU直接控制電磁噴油器,通過增加噴油脈寬或噴油次數(shù)來實現(xiàn)。第六十八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一啟動噴油控制加濃油量方法一:通過安裝在進氣總管的冷啟動噴油器和冷啟動溫度開關(guān)來控制冷啟動加濃。這種控制方式在冷車啟動時,在進氣總管中間位置上安裝一個冷啟動噴油器,以噴入一部分冷啟動所需的附加燃油。冷啟動噴油器的工作由冷啟動溫度開關(guān)控制,冷啟動溫度開關(guān)安裝在缸體水道上。在發(fā)動機冷車啟動時,由于水溫較低,使冷啟動溫度開關(guān)觸電閉合,冷啟動噴油量電磁線圈通電,針閥開啟,向進氣管內(nèi)噴射霧狀燃油,這部分加濃的附加燃油與進氣管內(nèi)的空氣混合后,經(jīng)過進氣歧管,與各缸噴油器噴入的燃油一同進入氣缸。冷啟動噴油器在噴油時是連續(xù)噴射的,冷啟動溫度開關(guān)能根據(jù)啟動時發(fā)動機溫度的高低來限制冷啟動噴油器的噴油持續(xù)時間。

冷啟動溫度開關(guān)觸點接通的持續(xù)時間就是冷啟動噴油器的噴油持續(xù)時間,它取決于啟動時發(fā)動機的溫度。溫度愈低,冷啟動噴油器的噴油持續(xù)時間就愈長。第六十九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一啟動噴油控制加濃油量方法二:ECU直接控制電磁噴油器,通過增加噴油脈寬或噴油次數(shù)來實現(xiàn)。冷啟動時增加噴油,所增加的噴油量及加濃持續(xù)時間完全由ECU根據(jù)進氣溫度傳感器和發(fā)動機水溫傳感器測得的溫度高低來決定,發(fā)動機水溫或進氣溫度愈低,噴油量就愈大,加濃的持續(xù)時間也就愈長。

具體思路:ECU在ROM中存儲水溫-噴油脈寬曲線,并根據(jù)當(dāng)時的冷卻水,查出相應(yīng)的基本噴油脈寬,再根據(jù)進氣溫度信號和蓄電池電壓信號,進行進氣溫度修正和蓄電池電壓修正(即無效噴射時間修正),得到啟動時的噴油脈寬第七十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一啟動后噴油控制當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過預(yù)定值時,ECU自動轉(zhuǎn)入啟動后噴油控制方式計算和控制噴油脈寬。ECU主要根據(jù)進氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算噴油量。此外,還要參考節(jié)氣門開度、發(fā)動機水溫、進氣溫度、海拔高度及怠速工況、加速工況、全負荷工況等運轉(zhuǎn)參數(shù)來修正噴油量,以提高控制精度。由于要考慮的參數(shù)很多,為了簡化計算程序,通常將噴油量分成基本噴油量、修正量、增量三個部分,并分別計算出結(jié)果,然后再將三個部分疊加在一起,作為總噴油量來控制噴油器噴油。實際噴油持續(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))(說明:噴油修正系數(shù)是指各種修正系數(shù)之和)第七十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一基本噴油持續(xù)時間根據(jù)發(fā)動機每個工作循環(huán)的進氣量,按理論混合比(空燃比14.7:1)計算出噴油量,計算公式為基本噴油持續(xù)時間=K×進氣量/發(fā)動機轉(zhuǎn)速說明:基本噴油量和進氣量成正比,和發(fā)動機轉(zhuǎn)速成反比。由此可知,空氣流量計和發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器是電子控制汽油噴射系統(tǒng)中最重要的兩個傳感器。特別是空氣流量計,其精確度將直接影響噴油量計算的精度,并影響發(fā)動機運轉(zhuǎn)的動力和油耗。第七十二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一修正量修正量是根據(jù)進氣溫度,大氣壓力等實際運轉(zhuǎn)條件,對基本噴油量進行適當(dāng)修正,以使發(fā)動機在各種不同的運轉(zhuǎn)條件下都能獲得最佳濃度的混合氣,修正量的大小用修正系數(shù)表示。第七十三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一斷油控制斷油控制是電腦一些特殊工況下暫時中斷燃油噴射,以滿足發(fā)動機運轉(zhuǎn)中的特殊要求,斷油控制有以下幾種方式:超速斷油控制減速斷油控制溢油消除減扭矩斷油控制第七十四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一超速斷油控制超速斷油是在發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過允許最高轉(zhuǎn)速時,由ECU自動中斷噴油,以防止發(fā)動機超速運轉(zhuǎn),造成機件損壞,也有利于減少燃油消耗量,減少有害排放物。第七十五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一減速斷油控制汽車在高速行駛中突然松開油門踏板減速時,發(fā)動機極在汽車慣性的帶動下高速旋轉(zhuǎn),由于節(jié)氣門已關(guān)閉,進入氣缸的混合氣數(shù)量很少,在高速運轉(zhuǎn)下燃燒不完全,使廢氣中的有害排放物增多,減速斷油控制就是當(dāng)發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速動轉(zhuǎn)中突然減速時,由電腦自動中斷燃油噴射,直至發(fā)勸機轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時再恢復(fù)噴油,其目的是為了控制急減速時有害物的排放,減少燃油消耗量,促使發(fā)動機轉(zhuǎn)速盡快下降,有利于汽車減速。減速斷油控制過程是由ECU根據(jù)節(jié)氣門位置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、水溫等參數(shù),作出綜合判斷,在滿足一定條件時,執(zhí)行減速斷油控制。第七十六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一減速斷油控制斷油控制必須在滿足下列三個條件時才執(zhí)行:節(jié)氣門位置傳感器中的怠速開關(guān)接通。發(fā)動機水溫已達正常溫度。發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于某一數(shù)值。該轉(zhuǎn)速稱為減速斷油轉(zhuǎn)速,其數(shù)值由電腦根據(jù)發(fā)動機水溫、負荷等參數(shù)確定,通常水溫愈低,發(fā)動機負荷愈大,該轉(zhuǎn)速愈高。當(dāng)上述三個條件都滿足時,電腦就執(zhí)行減速斷油控制,切斷噴油脈沖,上述條件只要有一個不滿足(如發(fā)動機轉(zhuǎn)速已下降至低于減速斷油轉(zhuǎn)速),電腦就立即停止執(zhí)行減速斷油,恢復(fù)噴油。第七十七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一溢油消除啟動時汽油噴射系統(tǒng)向發(fā)動機提供很濃的混合氣,如果多次轉(zhuǎn)動啟動機后發(fā)動機仍未啟動,淤積在氣缸內(nèi)的濃混合氣可能會浸濕火花塞,使之不能跳火,這種情況稱為溢油或淹缸,此時駕駛員可將油門踏板踩到底,并轉(zhuǎn)動點火開關(guān),啟動發(fā)動機。電腦在這種情況下會自動中斷燃油噴射,以排除氣缸中多余的燃油,使火花塞干燥,這種功能稱為溢油消除。只有在點火開關(guān)、發(fā)動機轉(zhuǎn)速及節(jié)氣門位置同時滿足以下條件時,才能進入溢油消除狀態(tài):點火開關(guān)處于啟動位置發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于500R/MIN節(jié)氣門全開。因此,電子控制汽油噴射式發(fā)動機在啟動時,不必踩下油門踏板,否則有可能因進入溢油消除狀態(tài)而使發(fā)動機無法啟動。第七十八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一減扭矩斷油控制裝有電子控制自動變速器的汽車在行駛中自動升擋時,控制變速器的電腦會向汽油噴射系統(tǒng)的ECU發(fā)出減扭矩信號。汽油噴射系統(tǒng)的電腦在收到這一減扭矩信號時,會暫時中斷個別氣缸(如2、3缸)的噴油,以降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速,從而減輕換擋沖擊,這種控制功能稱為減扭矩斷油控制。第七十九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一反饋控制前述的各種噴油量控制方式都屬于開環(huán)控制方式,即ECU是按預(yù)先設(shè)定的控制程序計算并控制噴油量,對控制的結(jié)果(如混合氣成分、油耗、功率、廢氣排放等參數(shù))不具備反饋作用。這種控制程序的制定在一定程度上只能代表某一機型的發(fā)動機的一般情況,由于存在著加工制造誤差和使用條件的變化如活塞環(huán)磨損、氣缸積炭等),因此,對個別發(fā)動機來說,可能會出現(xiàn)實際控制結(jié)果偏離設(shè)定的理想狀態(tài),導(dǎo)致油耗增大或功率下降的現(xiàn)象。反饋控制又稱為閉環(huán)控制。它是利用氧傳感器對每一瞬間進入發(fā)動機的混合氣成分進行檢測,并將檢測結(jié)果輸入電腦,電腦根據(jù)這一反饋信號,不斷修正噴油量,使混合氣濃度始終保持在理想范圍內(nèi)。這種控制方式可以進一步提高噴油量的控制精度,并可避免由于制造加工誤差和使用老化帶來的影響。第八十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一啟動噴油控制說明:曲軸轉(zhuǎn)角G發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE冷卻水溫度THW進氣溫度THA

蓄電池電壓+B進氣歧管壓力PIM起動STA進氣量VS、KS或VG氧傳感器OX節(jié)氣門位置IDL、PSW或VTA停車燈開關(guān)SPD第八十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一說明:曲軸轉(zhuǎn)角G發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE冷卻水溫度THW進氣溫度THA蓄電池電壓+B進氣歧管壓力PIM起動STA進氣量VS、KS或VG氧傳感器OX節(jié)氣門位置IDL、PSW或VTA停車燈開關(guān)SPD第八十二頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一噴油脈寬的計算流程第八十三頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一3.控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由傳感器、ECU和執(zhí)行器三部分構(gòu)成。由于發(fā)動機控制系統(tǒng)除了控制噴油、點火、怠速外,還控制增壓壓力、配氣相位、進氣管長度和故障診斷等多種參數(shù),其特點為輸入傳感器種類多、執(zhí)行器多,最為復(fù)雜。傳感器是感知信息的部件,負責(zé)向ECU提供發(fā)動機的工作情況和汽車運行狀況執(zhí)行器則負責(zé)執(zhí)行ECU發(fā)出的各項指令最重要的傳感器是決定發(fā)動機工況的負荷傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器,其次是水溫、空氣溫度傳感器和記起門位置傳感器以及控制空燃比閉環(huán)的氧傳感器。第八十四頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一第八十五頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一

在電控發(fā)動機中最主要的輸入接口是傳感器接口(例如轉(zhuǎn)速、負荷、溫度、壓力等)。最主要的輸出接口是控制接口,它控制外部執(zhí)行機構(gòu)的動作(例如:噴油器、點火模塊、噴油泵、怠速執(zhí)行器等)。第八十六頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一汽車用的傳感器介紹發(fā)動機集中控制系統(tǒng)所用的傳感器主要有:

1)空氣流量計(MAFS):在L型電控燃油噴射系統(tǒng)中,由空氣流量計對測量發(fā)動機的進氣量,并將信號輸入ECU,作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。

2)進氣管絕對壓力傳感器(MAPS):在D型電控燃油噴射系統(tǒng)中,由進氣管絕對壓力傳感器測量進氣管內(nèi)氣體的絕對壓力,并將該信號輸入ECU,作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。

第八十七頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一3)節(jié)氣門位置傳感器(TPS)在汽油機性能的試驗研究中,常用節(jié)氣門開度來表示負荷率,這種表示不能用于控制,因為節(jié)氣門轉(zhuǎn)角與循環(huán)充氣量沒有線性關(guān)系,也沒有確定的對應(yīng)關(guān)系(在節(jié)氣門由小開大和由大減小時不重復(fù))。控制系統(tǒng)之所以要有節(jié)氣門開度信號,是為了下列用途。用來判斷發(fā)動機的工況處于怠速控制區(qū)、部分負荷區(qū)還是節(jié)氣門接近全開的加濃區(qū)(或催化轉(zhuǎn)化器的高溫保護區(qū)),即用來界定開環(huán)、閉環(huán)控制區(qū)。對于有自動變速器控制功能的電控系統(tǒng)來說,節(jié)氣門開度和車速是決定換擋時刻的條件參數(shù)。用節(jié)氣門轉(zhuǎn)角變化率的大小作為加速、減速過程中修正噴油量的條件。它直接反映駕駛員的意圖,比其他負荷傳熱的響應(yīng)更快??膳c空氣流量計的信號對照互檢,提供后者發(fā)生損壞的信息,并代替后者與轉(zhuǎn)速配合,作為ECU控制噴油量的條件參數(shù)。第八十八頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一4)凸輪軸位置傳感器(CMPS):凸輪軸位置傳感器給ECU提供轉(zhuǎn)角基準(zhǔn)位置信號(G信號——活塞上止點位置信號),作為噴油正時控制和點火正時控制的主控制信號。

第八十九頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一汽車用的傳感器介紹5)曲軸位置傳感器(CKPS):曲軸位置傳感器用來檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移,給ECU提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號,作為噴油正時控制和點火正時控制的主控制信號。

6)進氣溫度傳感器(IATS):進氣溫度傳感器的功用是給ECU提供進氣溫度信號,作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

7)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器(ECTS):冷卻液溫度傳感器給ECU提供發(fā)動機冷卻液溫度信號,作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。冷卻液溫度傳感器信號也是其他控制系統(tǒng)(如怠速控制和廢氣再循環(huán)控制等)的控制信號。(6和7均采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻)

8)車速傳感器(VSS):車速傳感器檢測汽車的行駛速度,給ECU提供車速信號(SPD信號),用于巡航控制和限速斷油控制,也是自動變速器的主控制信號。

第九十頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一汽車用的傳感器介紹9、氧傳感器(O2S):氧傳感器用來檢測排氣中的氧含量,向ECU輸送空燃比的反饋信號,進行噴油量的閉環(huán)控制。

10、爆燃傳感器(KS):爆燃傳感器用來檢測汽油機是否爆燃及爆燃強度,將此信號輸入ECU,作為點火正時控制的修正(反饋)信號。

11、起動開關(guān)(STA):發(fā)動機起動時,通過起動開關(guān)給ECU提供一個起動信號,作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

12、空調(diào)開關(guān)(A/C):當(dāng)空調(diào)開關(guān)打開,空調(diào)壓縮機工作,發(fā)動機負荷加大時,由空調(diào)開關(guān)向ECU輸入信號,作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

13、檔位開關(guān):自動變速器由P/N檔位掛入其他擋位時,發(fā)動機負荷將有所增加,檔位開關(guān)向ECU輸入信號,作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。當(dāng)掛入P或N檔位時,空檔位置評關(guān)提供P/N檔位位置信號,防止不在P/N檔位時發(fā)動機起動。

第九十一頁,共一百零二頁,編輯于2023年,星期一氧傳感器為了滿足嚴格的排放法規(guī)的要求,在EFI發(fā)動機上均安裝三元催化轉(zhuǎn)化器,其作用是把發(fā)動機排氣中的一氧化碳、碳氫化合物氧化成CO2和H2O以及將NOX還原成氮和氧。三元催化轉(zhuǎn)化器安裝在排氣消聲器前,盡可能接近排氣總管。為了使三元催化轉(zhuǎn)化器達到最佳轉(zhuǎn)化效率,必須將混合氣的空燃比保持在化學(xué)計量比附近很窄的范圍內(nèi)。為此,在三元催化轉(zhuǎn)化器上游安裝一個氧傳感器,用來檢測混合氣的空燃比比化學(xué)計量比濃還是稀,向ECU發(fā)出反饋信號,將混合氣空燃比控制在化學(xué)計量比附近。目前常用的氧傳感器是氧化鋯式氧傳感器(g/km)(g/km)第九十二頁,共一百零二頁,編輯于202

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