汽車電器與電控技術 課件 02 汽油噴射組成分類（2講）

《汽車電器與電子控制技術》軍事交通學院舒華AutomobileElectricalEquipmentand

ElectronicControlTechnology中國人民解放軍

主講：舒華教授汽車電控技術

AutomobileElectronicControlTechnology中國人民解放軍軍事交通學院第1講汽油機電控噴油系統(tǒng)組成主講：舒華教授

第2章汽油機電控噴油技術

AutomobileElectronicControlTechnology

2.1汽油機電控噴油系統(tǒng)的組成2.汽油機電控噴油技術2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類2.3電控噴油系統(tǒng)傳感器的結構原理2.4汽車電控單元ECU的結構原理2.5電控噴油系統(tǒng)執(zhí)行器的結構原理2.6汽油機電控噴油系統(tǒng)的控制一、教學內(nèi)容1.汽油機電控噴油系統(tǒng)的組成2.空氣供給系統(tǒng)的功用、組成與特點3.燃油供給系統(tǒng)和燃油噴射電控系統(tǒng)的功用與組成二、教學要求1.熟悉汽油機電控噴油系統(tǒng)的組成；2.掌握供氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的功用、組成與特點。2.1汽油機電控噴油系統(tǒng)的組成2.1汽油機電控噴油系統(tǒng)的組成汽油機電控噴油系統(tǒng)——汽油發(fā)動機電子控制燃油噴射系統(tǒng)——發(fā)動機電控噴油系統(tǒng)或發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)——英文名稱：EngineFuelInjectionSystem，縮寫為：EFI。汽油機采用電控噴油技術的目的：

降低燃油消耗和減少有害氣體排放。燃油噴射系統(tǒng)（EFI）是發(fā)動機電控系統(tǒng)（EEC）的重要組成部分?！狤ngineElectronicControlSystem

空氣供給系統(tǒng)————供氣系統(tǒng)

燃油供給系統(tǒng)————供油系統(tǒng)

燃油噴射電控系統(tǒng)——電控系統(tǒng)

EFI目的EFI組成2.1汽油機燃油噴射系統(tǒng)的組成供氣系統(tǒng)供油系統(tǒng)電控系統(tǒng)大眾M型發(fā)動機電控噴油系統(tǒng)組成與安裝位置2.1.1空氣供給系統(tǒng)

功用類型2.1.1空氣供給系統(tǒng)

空氣濾清器

空氣流量傳感器

進氣軟管、旁通空氣道

怠速控制閥

進氣歧管、動力腔

節(jié)氣門位置傳感器

進氣溫度傳感器等?！l(fā)動機正常工作時空氣通道：進氣口→空氣濾清器→空氣流量傳感器→進氣軟管→節(jié)氣門→動力腔→進氣歧管→發(fā)動機進氣門→發(fā)動機汽缸?！l(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時的空氣通道：進氣口→空氣濾清器→空氣流量傳感器→進氣軟管→節(jié)氣門前端的旁通空氣道入口→怠速控制閥→節(jié)氣門后端的旁通空氣道出口→動力腔→進氣歧管→發(fā)動機進氣門→發(fā)動機汽缸。組成2.1.1空氣供給系統(tǒng)2.1.1空氣供給系統(tǒng)功用：類型：組成：特點：

進氣道較長且設有動力腔(諧振腔)。目的：——充分利用空氣動力效應，增大進氣量，提高發(fā)動機的動力性（輸出轉(zhuǎn)矩）?？諝鈩恿π鷼饬鲬T性效應+氣流壓力波動效應2.1.1空氣供給系統(tǒng)

指在進氣管內(nèi)高速流動的氣流在活塞到達進氣行程的下止點之后，仍可利用進氣氣流的慣性繼續(xù)充氣一段時間，從而增加充氣量。因為適當增加進氣管長度，能夠利用氣流的慣性效應來增加充氣量，所以燃油噴射式發(fā)動機都采用了較長的進氣管，并將進氣歧管設制成具有較大弧度，以便充分利用氣流的慣性效應來提高充氣量。

指各個汽缸周期性、間歇性的進氣而導致進氣管內(nèi)產(chǎn)生一定幅度的氣流壓力波動。氣流壓力波動會沿著進氣管以音速傳播并往復反射。如果進氣管的形狀有利于壓力波反射并產(chǎn)生一定的共振，就能利用共振后的壓力波動提高充氣量。大多數(shù)電噴發(fā)動機都在進氣管道上設有一個諧振腔，又稱為動力腔。氣流慣性效應壓力波動效應2.1.2燃油供給系統(tǒng)

提供混合氣燃燒所需燃油。

電動燃油泵

輸油管、燃油濾清器

油壓調(diào)節(jié)器

燃油分配管

噴油器

回油管等。供油路徑：燃油箱→燃油泵→輸油管→濾清器→燃油分配管→噴油器→各個氣缸?；赜吐窂剑喝加拖洹加捅谩斢凸堋鸀V清器→燃油分配管→油壓調(diào)節(jié)器→回油管→燃油箱。功用組成2.1.3燃油噴射電控系統(tǒng)1）傳感器：空氣流量傳感器（或歧管壓力傳感器）曲軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器冷卻液溫度傳感器進氣溫度傳感器氧傳感器車速傳感器等。2.1.3燃油噴射電控系統(tǒng)2）執(zhí)行器：電動燃油泵

電磁噴油器3）組合成子系統(tǒng)：噴油控制系統(tǒng)超速斷油控制系統(tǒng)減速斷油控制系統(tǒng)空燃比反饋控制系統(tǒng)課程小結（1）這次課主要介紹了：1.汽油機電控噴油系統(tǒng)的組成2.空氣供給系統(tǒng)的功用、組成與特點3.燃油供給系統(tǒng)和燃油噴射電控系統(tǒng)的功用與組成今天這一講是汽油機燃油噴射技術的基礎知識。希望同學們認真看書復習、掌握課程重點，為后續(xù)學習奠定基礎。

接下來請同學們根據(jù)講授內(nèi)容閱讀教材，并在網(wǎng)上完成課后作業(yè)。同學們，下次課再會！第2講汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類主講：舒華教授

第2章汽油機電控噴油技術

AutomobileElectronicControlTechnology

2.1汽油機電控噴油系統(tǒng)的組成2.汽油機電控噴油技術2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類2.3電控噴油系統(tǒng)傳感器的結構原理2.4汽車電控單元ECU的結構原理2.5電控噴油系統(tǒng)執(zhí)行器的結構原理2.6汽油機電控噴油系統(tǒng)的控制一、教學內(nèi)容1.汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類方法2.汽油機噴油系統(tǒng)各種分類方法的含義與特點二、教學要求1.熟悉汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類方法；2.掌握汽油機噴油系統(tǒng)各種分類方法的含義與特點。2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)分類2.2

汽油機電控噴油系統(tǒng)分類2.1汽油機電控噴油系統(tǒng)的組成2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類按噴油系統(tǒng)控制方式分按噴油器噴油部位分類按噴油器噴油方式分類2.2

汽油機電控噴油系統(tǒng)分類2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類按噴油系統(tǒng)控制方式分類電子控制式噴油系統(tǒng)的特點：——供氣系統(tǒng)供給并測量進氣量；——供油系統(tǒng)供給一定壓力燃油(高于進氣歧管壓力300kPa左右)；——ECU控制噴油器噴射燃油：噴在節(jié)氣門附近：單點噴射噴在進氣門附近：多點噴射直接噴入汽缸內(nèi)：缸內(nèi)噴射——燃油壓力：10MPa左右?！狤CU通過控制每次噴油持續(xù)時間來控制噴油量；——噴油時間：2~10ms(實測值1.5~12.6ms)；噴油時間越長，噴油量就越大。2.2

汽油機電控噴油系統(tǒng)分類電子控制式燃油噴射系統(tǒng)工作原理：

空氣流量計（空氣流量傳感器）檢測進氣量并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎隕CU，曲軸位置傳感器檢測曲軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞斎隕CU用以計算發(fā)動機轉(zhuǎn)速、控制噴油與點火正時，ECU根據(jù)進氣量信號和轉(zhuǎn)速信號計算基本噴油量，再根據(jù)冷卻液溫度傳感器和其他傳感器信號對基本噴油量進行修正，并確定實際噴油量。ECU還要根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器信號，在發(fā)動機不同工況下按不同的控制模式來控制噴油量。——在節(jié)氣門關閉、發(fā)動機處于怠速工況時，ECU將增加噴油持續(xù)時間，提供較濃的混合氣，保證發(fā)動機怠速穩(wěn)定；——在節(jié)氣門中小開度、發(fā)動機處于部分負荷工況時，ECU將控制提供經(jīng)濟空燃比的稀混合氣，以便節(jié)約燃油和減少排放；——在節(jié)氣門接近全開或全開、發(fā)動機處于大負荷或滿負荷工況時，ECU將控制提供較濃的功率空燃比混合氣，保證發(fā)動機具有足夠的動力。2.2

汽油機電控噴油系統(tǒng)分類2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類按噴油器噴油部位分類1）缸內(nèi)噴射系統(tǒng)，圖a2）進氣管噴射(缸外噴射)系統(tǒng)，圖b1.缸內(nèi)噴射系統(tǒng)定義：指噴油器將燃油直接噴射到汽缸內(nèi)部的噴射。是由柴油機分層燃燒技術衍生而來的噴油技術——燃料分層噴射（FSI，F(xiàn)uelStratifiedInjection）?！變?nèi)直噴系統(tǒng)將噴油器安裝在火花塞附近，并以較高的燃油壓力（10MPa）將燃油直接噴入汽缸燃燒。因為汽油粘度低而噴射壓力較高，且缸內(nèi)工作條件惡劣（溫度高、壓力高），所以對噴油器的技術條件和加工精度要求較高。優(yōu)點：噴油壓力高、燃油霧化好，能實現(xiàn)稀薄混合氣（空燃比40:1）燃燒。

能夠顯著降低油耗、減少排放和提高動力性；——缸內(nèi)直噴技術是汽油機電控噴油技術的發(fā)展方向。2.2

汽油機電控噴油系統(tǒng)分類2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類按噴油器噴油部位分類1.缸內(nèi)噴射系統(tǒng)2.進氣管噴射(即缸外噴射)系統(tǒng)定義：——指噴油器將燃油噴射在節(jié)氣門或進氣門附近進氣管內(nèi)的噴射。特點：——與缸內(nèi)噴射相比，進氣管噴射系統(tǒng)對發(fā)動機機體的改動量較小，噴油器不受燃燒高溫、高壓的直接影響，設計噴油器時受到的制約較少，且噴油器工作條件大大改善。2010年以前，國內(nèi)外生產(chǎn)的汽車大都采用了進氣管噴射系統(tǒng)。（1）單點燃油噴射系統(tǒng)（SPFI或SPI，SinglePointFuelInjectionSystem）——指在多缸發(fā)動機節(jié)氣門的上方，安裝一只或并列安裝兩只噴油器同時噴油的燃油噴射系統(tǒng)，如圖2-7a所示。2.2

汽油機電控噴油系統(tǒng)分類2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類按噴油器噴油部位分類1.缸內(nèi)噴射系統(tǒng)2.進氣管噴射(即缸外噴射)系統(tǒng)（1）單點燃油噴射系統(tǒng)（SPFI或SPI，SinglePointFuelInjectionSystem）（2）多點燃油噴射系統(tǒng)（MPFI或MPI，Multi-PointFuelInjectionSystem）定義：——指在發(fā)動機每個汽缸都安裝一只噴油器的燃油噴射系統(tǒng)，圖2-7b所示。噴油器安裝：——缸內(nèi)噴射系統(tǒng)在汽缸蓋上，缸外多點噴射系統(tǒng)安裝在進氣門前方。分類：根據(jù)進氣量的檢測方式不同，——壓力型（D型）多點燃油噴射系統(tǒng)——檢測進氣壓力（Druck）——流量型（L型）多點燃油噴射系統(tǒng)——檢測進氣流量（Luftmengen）→2.2

汽油機電控噴油系統(tǒng)分類2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類按噴油器噴油部位分類1.缸內(nèi)噴射系統(tǒng)2.進氣管噴射(即缸外噴射)系統(tǒng)（1）單點燃油噴射系統(tǒng)（SPFI或SPI，SinglePointFuelInjectionSystem）（2）多點燃油噴射系統(tǒng)（MPFI或MPI，Multi-PointFuelInjectionSystem）特點：D型燃油噴射系統(tǒng)：成本低。——用壓力傳感器檢測進氣歧管內(nèi)的壓力來測量進氣量——間接測量。L型燃油噴射系統(tǒng)：控制精度提高?！每諝饬髁總鞲衅魅〈鷫毫鞲衅鱽碇苯訙y量進氣量，噴油量控制精度提高。2.2

汽油機電控噴油系統(tǒng)分類2.2汽油機電控噴油系統(tǒng)的分類（2）多點燃油噴射系統(tǒng)（MPFI或MPI，Multi-PointFuelInjectionSystem）發(fā)展歷程：D型燃油噴射系統(tǒng)：用壓力傳感器間接測量進氣量；噴油與點火采用開環(huán)控制。L型燃油噴射系統(tǒng)：用翼片式空氣流量傳感器直接檢測進氣量；采用閉環(huán)控制。LH-Jetronic型燃油噴射系統(tǒng)：用熱絲式空氣流量傳感器直接檢測進氣量。M（Motronic型）燃油噴射系統(tǒng)：熱膜式空氣流量傳感器直接檢測進氣量。——將點火提前角和噴油時間的控制組合在一個電控單元ECU中進行控制?！狹otronic系統(tǒng)的ECU采用數(shù)字式單片機、大規(guī)模集成電路，具有結構