《內(nèi)燃機學(xué) 第5版》 課件 7.5 電控汽油噴射系統(tǒng)

第五節(jié)電控汽油噴射系統(tǒng)汽油機電控系統(tǒng)組成電控汽油噴射方式電控系統(tǒng)控制方式氣道噴射控制模式缸內(nèi)直噴控制模式主要學(xué)習(xí)內(nèi)容一、電控汽油噴射系統(tǒng)EFISystem空氣流量的測量與空燃比的計算燃油定量與點火正時三效催化后處理與空燃比的反饋汽油機燃料供給系統(tǒng)概述GASOLINEDELIVERYSYSTEM二、汽油噴射方式EFIArrangement1-燃油2-空氣3-節(jié)氣門4-進氣道5-噴油器6-汽油機進氣總管單點噴射SinglePointInjection,SPI進氣道多點順序噴射MultipointInjection,MPI汽油缸內(nèi)直接噴射GasolineDirectInjection,GDI三、電控汽油噴射系統(tǒng)的發(fā)展1、燃油定量電子控制系統(tǒng)德國博世（Bosch）公司開發(fā)生產(chǎn)的D－Jetronic、L－Jetronic和LH－Jetronic系統(tǒng)等，燃油定量電子控制系統(tǒng)。2、燃油定量與點火正時電子控制系統(tǒng)Bosch公司的Motronic電控汽油噴射系統(tǒng)等主要是對發(fā)動機空燃比和點火正時的控制。3、發(fā)動機電子控制與故障診斷系統(tǒng)發(fā)動機的全面控制。四、電控汽油噴射的優(yōu)點① 滿足發(fā)動機各種工況對空燃比和點火提前角的不同要求；② 燃油噴射系統(tǒng)可以使發(fā)動機的各個氣缸獲得均勻的混合氣，以此提高發(fā)動機的燃燒質(zhì)量和穩(wěn)定性，減少廢氣中的CO和HC的含量，有效提高發(fā)動機排氣凈化程度；③ 沒有化油器中的狹窄喉管，減少了節(jié)流損失，不需要排氣加熱進氣，因而進氣密度提高，充氣效率改善；④ 具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)特性，改善了汽車的加速性；⑤ 采用閉環(huán)反饋控制方式，可滿足三效催化劑對空燃比的嚴格要求；⑥ 由于采用壓力噴射，汽油霧化質(zhì)量比化油器大為改善，有利于快速和完全燃燒；⑦ 采用燃油噴射系統(tǒng)后，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機的斷油技術(shù)，可以消除發(fā)動機急減速時所產(chǎn)生的污染，有利于提高發(fā)動機的燃油經(jīng)濟性。五、缸內(nèi)直接噴射GDI一、電控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)汽油機電控系統(tǒng)組成二、電控噴射系統(tǒng)組成示意圖Bosch公司MotronicM3.8.2系統(tǒng)（SANTANA2000GSi）進氣道多點噴射系統(tǒng)實例Bosch公司MotronicM3.8.2系統(tǒng)的特點燃油采用順序噴射方式（SFI）。點火系統(tǒng)采用無分電盤的獨立點火方式。兼具點火控制的基本功能和發(fā)動機控制所需的輔助功能。采用電控節(jié)氣門，綜合控制噴油、點火與進氣。主要傳感器觸發(fā)輪裝在曲軸上與曲軸同步旋轉(zhuǎn)觸發(fā)輪上加工出若干等節(jié)距的齒當各齒轉(zhuǎn)過固定在發(fā)動機機體上的磁頭時，磁體間隙發(fā)生周期性變化在繞組兩端產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動勢這一交流信號作為轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)整形與放大以后形成方波送到電控器同時，觸發(fā)輪上的兩個齒缺口對應(yīng)著一定的曲軸位置，從而產(chǎn)生了相應(yīng)的上止點信號。一、曲軸轉(zhuǎn)速與位置傳感器熱線式空氣流量計原理金屬制成線狀電阻，在其上面通過一定的電流，使其達到某一溫度。當空氣流流過其表面時會帶走一部分熱量而使其溫度下降，氣流流速越快，其溫度下降越大。加大熱線或熱膜上的通過電流，使其重新恢復(fù)到某一溫度。增加的電流大小，可以計算出空氣的流速，進而算出空氣流量。二、進氣流量傳感器熱線式空氣流量計熱線式空氣流量傳感器鉑絲熱線熱膜式空氣流量傳感器熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計的工作原理與熱線式空氣流量計基本相同，只是把熱線換成了熱膜。三、氧傳感器氧傳感器安裝在排氣管里，用來測量排氣中的氧含量。它是按照大氣中與排氣中氧濃度差而產(chǎn)生電動勢的一種電池。氧離子堆積造成兩側(cè)電勢差氧離子從氧分壓高的大氣側(cè)通過活性感應(yīng)陶瓷元件流向排氣側(cè)噴油器等主要執(zhí)行器一、噴油器電磁噴油器按噴嘴計量孔分按進油方式分軸針式孔式頂端進油側(cè)面進油整個供油系統(tǒng)在發(fā)動機上安裝與布置的自由度較大

噴油器是最關(guān)鍵的一種執(zhí)行器，它接受電控器送來的噴油脈沖信號，精確的計量噴油量，使燃油在一定壓力下及時噴射在進氣道內(nèi)形成可燃混合氣。目前已經(jīng)開發(fā)出以下不同的結(jié)構(gòu)形式的電磁噴油器：回流燃油可以冷卻噴油器并帶走氣泡，有利于在高溫條件下工作。另外，這種結(jié)構(gòu)可以縮短噴油器長度，從而降低發(fā)動機高度。軸針式電磁噴油器a.上部（頂端）進油b.下部（側(cè)面）進油晶體管點火系Breaker-Triggered-TransistorizedIgnition(TI-B)半導(dǎo)體點火系SemiconductorIgnition(SI)無分電式的半導(dǎo)體點火系DistributorlessIgnitionSystem(DIS)二、點火裝置獨立點火方式氣缸偶點火方式現(xiàn)代電子控制燃油噴射系統(tǒng)均是集噴油控制與點火控制為一體的綜合系統(tǒng)。獨立點火方式的點火線圈三、進氣量調(diào)節(jié)裝置旁通式空氣補償裝置1-旁通閥2-電控器3-節(jié)氣門4-旁通管道電控節(jié)氣門結(jié)構(gòu)簡圖人工調(diào)節(jié)進氣門加速踏板通過軟索或拉桿與節(jié)氣門操縱桿連接，駕駛?cè)藛T踏動踏板，便能轉(zhuǎn)動節(jié)氣門，實現(xiàn)人工操作。缺點：過渡工況很難用人工調(diào)節(jié)進氣門來實現(xiàn)，需要專門的進氣補償裝置。電控節(jié)氣門電控器與控制策略一、電控器的構(gòu)成輸入信息處理部分微處理器系統(tǒng)(ECU)輸出信息處理部分二、電控器的內(nèi)存軟件計算機驅(qū)動程序發(fā)動機專用程序故障診斷程序把各種傳感器隨時采集、輸送過來的各種信息、數(shù)據(jù)經(jīng)過分辨、計算、比較、邏輯分析，再把結(jié)果變換成發(fā)給各執(zhí)行器的驅(qū)動器的控制指令，指揮執(zhí)行器及時動作，完成控制過程。裝置輸出三、電控器的控制策略開環(huán)控制閉環(huán)控制外界干擾傳感器信號處理控制器控制脈譜執(zhí)行器裝置裝置輸出傳感器信號處理與理想值比較控制器傳感器信號處理裝置執(zhí)行器外界干擾空燃比的控制策略計算每缸每循環(huán)充氣量計算每缸每循環(huán)噴油量噴油器驅(qū)動器順序控制計算空氣質(zhì)量流量：1.空氣質(zhì)量流量法2.速度－密度法計算噴油脈寬計算噴油時時刻轉(zhuǎn)速曲軸角信號凸輪軸信號各種傳感器信號噴油器特性確定目標空燃比確定空燃比的基本量確定空燃比的校正量計算噴油脈寬的示意圖目前，汽油機在中等負荷廣大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，均采用閉環(huán)控制，對噴油量進行精確控制需要開環(huán)控制的工況起動過程起動時，由于轉(zhuǎn)速低，轉(zhuǎn)速的波動也很大，由于空氣流量計所測得的進氣量信號有很大的誤差。因此這時電控器不以空氣流量計的信號作為噴油量的計算依據(jù)，而是按預(yù)先給定的起動程序來進行噴油控制。暖機過程在冷車起動結(jié)束后的暖機過程中，發(fā)動機的溫度一般不高，噴入燃油與空氣的混合較差，結(jié)果造成氣缸內(nèi)的混合氣變稀。加速過程發(fā)動機加速時，節(jié)氣門突然加大開度，進氣管內(nèi)壓力驟然增加，燃油氣化程度降低，會使一部分燃油來不及氣化而沉積在進氣道壁面上，導(dǎo)致實際有效空燃比增加（混合氣變?。?，為此需要增加噴油量，實現(xiàn)穩(wěn)定加速。大負荷與全負荷工況當發(fā)動機處于大負荷工況（節(jié)氣門開度大于80%~85%）時，為了使發(fā)動機發(fā)出最大的轉(zhuǎn)矩和功率，應(yīng)當將空燃比的控制目標轉(zhuǎn)向功率混合氣。這時，混合氣的加濃程度主要受節(jié)氣門傳感器位置的控制。斷油控制1.超速斷油控制2.減速斷油控制。噴油量的修正總噴油量基本噴油量修正噴油量附加噴油量化學(xué)計量比噴油量根據(jù)進氣溫度、大氣壓力等實際運轉(zhuǎn)條件對基本噴油量的修正起動、暖機、加速等特殊工況的額外噴油量汽油機缸內(nèi)直噴的電控燃油系統(tǒng)特點：在部分負荷下，燃油在壓縮行程后期噴入氣缸內(nèi)，實現(xiàn)