汽车电控系统的结构与检修.ppt

第2章 汽油机燃油喷射系统,2.1 汽油机燃油喷射系统概述2.1.1 汽油机燃油喷射系统的分类1．按汽油喷射部位分类（1）缸内喷射该喷射方式是将汽油直接喷射到汽缸内，故又称缸内直喷式2）进气管喷射该喷射方式是目前普遍采用的喷射方式①单点喷射（SPI）：在进气总管的节气门上方装有1～2个喷油器的喷射方式② 多点喷射：是在各缸的进气岐管上分别装有一个喷油器的喷射方式（MPI）1—节气门上带有喷油器；2—混合气；3—喷油器；4—节气门；5—空气；6—对进气门喷油喷油器安装位置示意图,2．按喷射控制装置的形式不同分类（1）机械式燃油的计量是通过机械传动与液体传动来实现的，即K型系统2）电子控制式燃油的计量是由电控单元及电磁喷油器实现的，即EFI3）机电一体混合控制式，即KE型系统3．按喷射方式不同分类（1）间歇喷射或脉冲喷射式对每一个汽缸的喷射都有一经计算确定的喷射持续期，喷射多数是在进气过程中的某段时间内进行的，喷射持续时间对应所控制的喷油量 （2）连续喷射或稳定喷射方式燃油喷射的时间占有全工作循环的时间，连续喷射都是喷在进气管道内，而且大部分的燃油是在进气门关闭后喷射的，因此大部分燃油也是在进气道内蒸发的，K型、KE型和大部分SPI系统采用这种喷射方式。

4．电子控制汽油喷射系统，按空气流量的测量方式分类（1）速度密度控制型（D型EFI系统）它是通过检测进气岐管的压力（真空度）和发动机的转速，推算发动机吸入的空气量，并计算燃油流量的速度密度控制方式1—喷油器；2—冷起动阀；3—燃油压力调节器；4—电控单元（ECU）；5—节气门位置传感器；6—怠速空气调整器；7—进气压力传感器；8—燃油泵；9—过滤器；10—水温传感器；11—热限时开关进气岐管压力计量式电控汽油机燃油喷射系统,（2）质量流量控制型（L型EFI系统）这种方式是用空气流量传感器直接测量发动机吸入的空气量① 叶片式电控汽油机燃油喷射系统采用叶片式空气流量传感器和卡门旋涡式空气流量传感器的电控汽油机燃油喷射系统，其空气流量的计算方式均属体积流量型，即计量进入汽缸的空气的体积量，以控制混合气空燃比的最佳值叶片式电控汽油机燃油喷射系统,② 热线式和热膜式电控汽油机燃油喷射系统热线式和热膜式空气流量传感器直接测量进入汽缸内空气的质量，将该空气的质量转换成电信号，输送给ECU由ECU根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量，以控制最佳空燃比热线式电控汽油机燃油喷射系统,（1）同时喷射3）节流速度控制型。

节流速度控制型是利用节气门的开度和发动机的转速，推算每一循环吸入发动机的空气量，根据推算出的空气量，计算汽油喷射量 5．对于多点间歇喷射系统，可根据喷油器之间的喷油顺序分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射,同时喷射控制电路,某发动机喷油器的喷油正时波形,同时喷射正时图,（2）分组喷射分组喷射一般是把所有汽缸的喷油器分成2～4组4缸发动机一般把喷油器分为两组，由微机分组控制喷油器，两组喷油器轮流交替喷射分组喷射的控制电路图,分组喷射的正时图,（3）顺序喷射顺序喷射也称为独立喷射曲轴每转两圈，各缸喷油器都按照特定的顺序依次进行喷射顺序喷射的控制电路,日本本田4缸发动机顺序喷射的正时图,2.1.2 汽油机电控燃油喷射系统的优点,（1）能实现空燃比的高精度控制2）充气效率高3）瞬时响应快4）起动容易，暖机性能好5）节油和排放净化效果明显6）减速、限速断油功能，能降低废气排放量、节省燃油7）便于安装2.1.3 电控燃油喷射系统的控制功能,1．喷油量的控制 电子控制单元根据空气流量传感器或进气压力传感器、发动机转速传感器、进气温度传感器、冷却水温度传感器等提供的信号而计算出喷油持续时间，因喷油器针阀的行程是一定的，故喷油量的大小决定于喷油器喷油持续时间的长短。

（1）起动喷油控制起动时的基本喷油时间是ECU根据起动信号和当时的冷却水温度，由内存的水温-喷油时间图找出相应的喷油时间TP，然后加上进气温度修正喷油时间TA和蓄电池电压修正喷油时间TB，计算出起动时的喷油持续时间 水温-喷油时间图,喷油时间的确定,喷油器的实际打开时刻较ECU控制其打开时刻存在一段滞后，从而造成喷油量不足，且蓄电池电压越低，滞后时间越长，故需对电压进行修正喷油滞后,（2）起动后的喷油控制发动机转速超过预定值时，ECU确定的喷油信号持续时间满足公式： 喷油信号持续时间=基本喷油持续时间×喷油修正系数+电压修正值式中，喷油修正系数是各种修正系数的总和 ① 基本喷油时间D型EFI系统的基本喷油时间可由发动机转速信号（Ne）和进气管绝对压力信号（PIM）确定用于D型EFI系统的ECU内存储了一个基本喷油时间三维图,它表明了与发动机各种转速和进气管压力对应的基本喷油时间L型EFI系统的基本喷油时间由发动机转速和空气量信号（VS）确定a．起动后加浓b．暖机加浓c．进气温度修正d．大负荷加浓e．过渡工况空燃比控制 f．怠速稳定性修正（只用于D型EFI系统）② 起动后各工况下喷油量的修正。

暖机加浓修正曲线,进气温度修正曲线,2．喷油正时控制3．减速断油控制4．限速断油控制5．溢油消除控制6．冷起动喷油器喷油时间控制7．燃油泵的控制8．汽油泵泵油量的控制,2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理2.2.1 电控燃油喷射系统的组成,电控燃油喷射系统一般由三个子系统组成，即空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统1．空气供给系统 空气供给系统的作用是提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量 2．燃油供给系统,燃油供给系统,3．电子控制系统 电子控制系统的作用是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量该系统由传感器、ECU和执行器三部分组成电子控制系统,2.2.2 EFI系统的工作原理,1．D型EFI系统（1）燃油压力的建立与燃油喷射方式2）进气量的控制与测量3）喷油量与喷油时刻4）不同工况下的控制模式 2．L型EFI系统 3．Mono系统 该系统是一种低压中央喷射系统1—汽油箱；2—电动汽油泵；3—汽油过滤器；4—油压调节器；5—喷油器；6—进气温度传感器；7—ECU；8—怠速控制阀；9—节气门位置传感器；10—氧传感器；11—冷却液温度传感器；12—曲轴位置传感器；13—蓄电池；14—点火开关；15—燃油喷射继电器高尔夫、帕萨特轿车单点喷射系统,2.3 燃油供给系统的主要部件结构及检测诊断2.3.1 电动汽油泵,1．电动汽油泵的构造与工作原理（1）滚柱式电动汽油泵。

滚柱式电动汽油泵属外装泵，主要由驱动电动机、滚柱泵、安全阀、单向阀和阻尼减振器等组成　　装有滚柱的转子与泵体之间偏心安装转子凹槽内的滚柱在旋转惯性力的作用下紧压在泵体的内表面相邻两滚柱与泵体内表面形成一个油腔在转子转动过程中，油腔的容积不断发生变化，在转向进油腔时容积增大，吸入汽油；在转向出油腔时，容积减小，压力升高并泵出汽油1—安全阀；2—滚柱泵；3—驱动电动机；4—单向阀 A—进油口；B—出油口滚柱式电动汽油泵结构示意图,1—泵体；2—滚柱；3—轴；4—转子 滚柱式电动汽油泵的工作原理,（2）涡轮式电动汽油泵涡轮式电动汽油泵属内装泵，主要由驱动电动机、涡轮泵、单向阀和安全阀等组成涡轮式电动汽油泵的驱动电动机、单向阀和安全阀等的工作过程与滚柱式电动汽油泵相似汽油泵体部分主要由一个或两个叶轮、外壳和泵盖组成当叶轮旋转时，叶轮边缘的叶片把汽油从进油口压向出油口1—单向阀；2—卸压阀；3—电刷；4—电枢；5—磁极；6—叶轮；7—滤网；8—泵盖；9—壳体；10—叶片涡轮式电动汽油泵,,（3）齿轮式和叶片式电动汽油泵齿轮式电动汽油泵（又称为转子泵）工作原理与滚柱式十分类似，主要是利用内外齿啮合过程中腔室容积大小的变化，将汽油以一定的压力泵出。

由于泵腔数目较多，因而出油压力的波动较滚柱式小电动汽油泵工作原理图,（4）带引射泵的新式油箱1—油泵；2—压力调节器；3—滤清器；4—接发动机；5—油箱；6—回油滤清器；7—引射泵丰田RAV4带引射泵的新式油箱,2．电动汽油泵的控制　　电动汽油泵的控制主要包括油泵的开关控制和油泵的转速控制两方面电动汽油泵的控制电路应具有下列功能① 在发动机起动及运转过程中，电动汽油泵应始终工作，以保证足够的燃油压力② 当点火开关由“OFF”位置转到“ON”位置而未起动发动机时，电动汽油泵应能运转3～5s，使油路中充满压力燃油，以利于起动③ 当发动机熄火后，即使点火开关仍处于“ON”位置，电动汽油泵也应停止运转④ 有的发动机为了控制泵油量，还根据发动机的负荷和转速等情况，对电动汽油泵的转速进行控制1）电动汽油泵开关的控制① 由点火开关和空气流量传感器内的油泵开关控制的电动油泵控制电路这种电路用于早期采用叶片式空气流量传感器的波许L型汽油喷射系统 1—点火开关；2—主继电器；3—检查插座；4—电动汽油泵继电器；5—油泵开关；6—油泵；7—空气流量传感器；8—油泵检查开关波许L型汽油喷射系统的电动汽油泵控制电路,② 由点火开关和ECU共同控制的电动汽油泵控制电路。

D型EFI系统以及一些采用卡门涡轮式空气流量传感器的发动机采用这种控制电路1—点火开关；2—主继电器；3—检查插座；4—电动汽油泵继电器；5—油泵；6—分电器；7—油泵检查开关　 点火开关和ECU共同控制的电动汽油泵电路,③ 由ECU控制的电动汽油泵控制电路1—蓄电池；2—起动机；3—点火开关；4—发动机转速传感器；5—主继电器；6—电动汽油泵继电器；7—ECU；8—检查插座；9—电动汽油泵　 ECU控制的电动汽油泵控制电路,（2）电动汽油泵转速的控制① 用电阻器控制的方式1—点火开关；2—主继电器；3—检查插座；4—电动汽油泵继电器；5—电阻器旁路继电器；6—电阻器；7—油泵电动机；8—油泵开关（空气流量传感器）；9—ECU　 油泵转速控制电路（电阻器式）,② 由专用ECU控制的方式1—检查连接器；2—主继电器；3—发动机ECU；4—电动汽油泵ECU；5—电动汽油泵油泵转速控制电路（专设油泵ECU式）,③ 由发动机ECU直接控制油泵工作电压的控制方式1—电动汽油泵；2—主继电器；3—ECU油泵工作电压控制电路（ECU直接控制式）,4．电动汽油泵及控制电路的检测（1）ECU及共同控制的电动汽油泵控制系统的检查。

在检查这种控制系统时，首先应判别是油泵本身，还是控制电路故障对控制电路而言，应判断是ECU内部故障，还是ECU外部的控制电路故障，最后进一步检测确认元件的故障其方法如下① 打开油箱盖，将点火开关置于“ON”位置（但不要起动发动机），在油箱口处倾听有无电动汽油泵运转的声音如果在打开点火开关后，能听到电动汽油泵运转3～5s后又停止，说明控制系统各个部分工作正常② 若打开点火开关后听不到电动汽油泵运转的声音，可用一根短导线将故障检测插座内两个检测电动汽油泵的插孔（如丰田汽车故障检测插座内的Fp和+B两插孔）短接（若为一个检测插孔则将其搭铁）此时打开点火开关，如果能听到电动汽油泵运转的声音，说明ECU外部的电动汽油泵控制电路工作基本正常，故障在ECU内部或继电器；若仍听不到电动汽油泵运转的声音，则为ECU外部的控制电路故障，应检查熔丝、继电器及油泵有无损坏，各电路有无断路或接触不良2）不受ECU控制的电动汽油泵控制电路的检查以波许L型汽油喷射系统为例，该系统的电动汽油泵不受ECU控制，则应按下述方法检查① 卸出燃油管路内的油压，拆下分配油管上的进油管接头，将油管插入容器内。