课题二电控喷油.ppt

课题二、发动机电控燃油喷射系统一、电控燃油喷射系统的概述：一、电控燃油喷射系统的概述： 优点优点、、分类分类、、功用功用二、电控燃油喷射系统是什么：二、电控燃油喷射系统是什么： 组成组成、、基本原理基本原理三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制：三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制： 喷射正时控制喷射正时控制 喷油量控制喷油量控制 燃油停供控制燃油停供控制 燃油泵控制燃油泵控制 1 　　　一、电控汽油喷射系统的发展　　　1、1912年由于航空发动机在飞行中化油器结冰，开始了电控燃油喷射系统的研究　　　2、1937年德国Bosch公司将燃油喷射系统应用在军用飞机上 　　　3、1952年Bosch公司将燃油喷射系统装在BENZ 300SL车上，采用机械式缸内喷射；1958年BENZ200SE采用机械式进气管喷射。

　　　4、1953年美国BENDIX公司开始研究电控汽油喷射系统，1957年开发出产品，采用晶体管电路，体积庞大，实用性不高　　　5、1962年Bosch购买专利，改进后于1967年推出Bosch D型电喷系统，这为第一套实用型系统，并用在VW-1600车上，采用机械式MAP 　　　6、1972年Bosch推出L型电喷系统，采用翼板式空气流量计　　　7、1972年Bosch推出K型机械控制连续汽油喷射系统，1976年开始采用闭环控制，并加装氧传感器；1982年开发机电联合喷射系统即KE系统，增加电子差压阀调节喷油量　　　8、电喷系统进气量检测方式改进：1981年Bosch公司和日本日立公司共同开发出热线式空气流量计LH系统；1980年三菱采用超声波涡流式流量计；1984年丰田采用光学涡流式流量计9、1980年采用单点喷射系统，应用于小型车上2(一一)电控燃油喷射系统的优点：电控燃油喷射系统的优点：1、能提供发动机在各种运行工况下最合适的混合气浓度，、能提供发动机在各种运行工况下最合适的混合气浓度，使发动机在各种工况下保持最佳的动力性、燃油经济性和排使发动机在各种工况下保持最佳的动力性、燃油经济性和排放性。

放性2、电控燃油喷射系统配用排放物控制系统后，大大降低了、电控燃油喷射系统配用排放物控制系统后，大大降低了HC、、CO、和、和NO三种有害气体的排放三种有害气体的排放3、增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好；一缸一个喷、增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好；一缸一个喷油器，各缸的燃油分配比较均匀油器，各缸的燃油分配比较均匀4、不同地区行驶时，对大气压力或外界温度变化引起的空、不同地区行驶时，对大气压力或外界温度变化引起的空气密度变化，气密度变化，ECU能做出准确的补偿和修正能做出准确的补偿和修正5、加减速行驶的过度运转阶段，燃油控制系统能够迅速的、加减速行驶的过度运转阶段，燃油控制系统能够迅速的做出反应，是汽车加速、减速性能更加良好做出反应，是汽车加速、减速性能更加良好一、电控燃油喷射系统的概述：一、电控燃油喷射系统的概述： 优点优点、、分类分类、、功用功用3一、电控燃油喷射系统的概述：一、电控燃油喷射系统的概述： 优点优点、、分类分类、、功用功用6、具有减速断油的功用、具有减速断油的功用7、充分利用吸入的空气惯、充分利用吸入的空气惯性和增压作用，增大充气量，性和增压作用，增大充气量，提高发动机的输出功率，增提高发动机的输出功率，增加动力性。

加动力性8、启动发动机时可以用、启动发动机时可以用ECU计算出启动时所需的供计算出启动时所需的供油量，并使发动机顺利经过油量，并使发动机顺利经过暖机运转，使发动机启动容暖机运转，使发动机启动容易，暖机性能提高易，暖机性能提高4（二）电控燃油喷射系统的分类：（二）电控燃油喷射系统的分类：1、按喷射方式分、按喷射方式分：类型燃料供给方式连续喷射方式（K型、KE型） 在发动机运转期间，汽油连续不断地喷射到进气道内间歇喷射方式（EFI型） 在发动机运转期间，将汽油间歇喷入进气道内同时喷射 所有喷油器同时喷油、同时断油分组喷射 将喷油器分成几组同组喷油器同时喷油及断油顺序喷射 各喷油器按发动机工作顺序喷油5按喷油方式分类　　　（1）连续喷射系统多用于机械式或机电结合式汽油喷射系统中，在发动机运转时连续不断地喷射　　　（2）间歇喷射系统广泛应用于现代电控汽油喷射系统中　　　3、按喷射时序分类 　　　（1）同时喷射发动机工作时，各喷油器同开同闭，由同一喷油指令控制　　　（2）分组喷射将喷油器分成两组交替喷射，ECU发出两组指令，每路指令控制一组喷油器 （3）次序喷射。

喷油器按发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射，它具有喷油正时，由曲轴位置传感器提供信号辨别各缸的进气行程，适时发出各缸的喷油脉冲信号从而实现次序喷射　图2-3 同时喷射 图2-4 次序喷射 图2-5 分组喷射6 2、按进气量的计量方式分类、按进气量的计量方式分类7（（3）按喷射位置分类）按喷射位置分类缸内直接喷射：缸内直接喷射：喷油器装在气缸盖上，把燃油直接喷入气缸内目前未全面推广进气管喷射：进气管喷射：燃油喷在进气管上按喷油器数量不同，又分为：单点喷射系统：在节气门上方有一个中央喷射装置，用1～2个喷油器集中喷射又称为节气门体喷射TBI或中央喷射CFI多点喷射系统：每缸进气门处装有1个喷油器，由ECU控制喷油单点喷射系统单点喷射系统多点喷射系统多点喷射系统8开环控制系统：开环控制系统：对发动机及控制系统的精度要求高，控制精度低 （无氧传感器）通过实验室确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入电脑，在发动机工作时，电脑根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。

当使用工况超出预定范围时，不能实现最佳控制闭环控制系统：闭环控制系统：装有氧传感器可达到较高的空燃比控制精度 （有氧传感器）在系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量空燃比控制精度较高 目前普遍采用开环和闭环相结合的控制方案注意注意（4）按有无反馈信号分类9二、电控燃油喷射系统是什么：二、电控燃油喷射系统是什么： 组成组成、、基本原理基本原理3个子系统组成：空气供给系统空气供给系统、燃油供给系统燃油供给系统和控制系统控制系统三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制：三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制： 喷射正时控制喷射正时控制、、喷油量控制喷油量控制 燃油停供控制燃油停供控制、、燃油泵控制燃油泵控制10本节主要内容：喷射正时控制喷射正时控制喷油量控制喷油量控制燃油停供控制燃油停供控制燃油泵的控制燃油泵的控制三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制：三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制： 喷射正时控制喷射正时控制、、喷油量控制喷油量控制 燃油停供控制燃油停供控制、、燃油泵控制燃油泵控制11电控燃油喷射系统组成示意图12空气滤清器空气滤清器进气管绝对压力传感器进气管绝对压力传感器节气门体节气门体进气总管进气总管进气歧管进气歧管怠速控制阀怠速控制阀空气滤清器空气滤清器空气流量计空气流量计节气门体节气门体进气总管进气总管进气歧管进气歧管怠速控制阀怠速控制阀1、空气供给系统功用：功用：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。

L型空气供给系统型空气供给系统D型空气供给系统型空气供给系统空气供给系统影片13　　　空气供给系统元件位置　　　电控燃油喷射发动机空气供给系统基本相同，主要组成元件包括空气滤清器、节气门体和进气管D型EFI空气供给系统　　　D型喷射系统由于没有空气流量计，其进气系统结构简单，应用比较广泛L型EFI空气供给系统　　　L型喷射系统对空气量的测量更精确，应用也比较广泛图2-12 L型EFI空气供给系统示意图14　　　基本元件的构造及原理　　　1、空气滤清器　　　空气滤清器的作用是防止空气中的灰尘、杂物等随空气吸入气缸，同时还可防止发动机回火时火焰传到外面　　　电控汽油喷射发动机的空气滤清器的结构、原理与一般发动机的空气滤清器相同，在此不作介绍 图2-13 空气滤清器　　　2、节气门体　　　节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量如图2-14）主要由节气门和怠速空气道等组成节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器　　　 图2-14 节气门体15　　　3、进气管　　　进气管包括进气总管和进气歧管单点电控燃油喷射系统发动机采用中央喷射法，进气管形状与化油器式发动机基本一致，如图2-16所示。

　　　在多点电控燃油喷射式发动机上，为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和进气歧管的形状、容积都有严格的要求，每个气缸必须一个单独的进气歧管，如图2-17所示有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体，有些则是分开制造再用螺栓连接，如图2-18所示　　图2-16 单点式进气管图 2-17 多点式整体型进气管 图2-18 多点式分开型进气管162、燃油供给系统功用：功用：供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据电脑指令喷油油油 箱箱电动燃油泵电动燃油泵燃油滤清器燃油滤清器压力调节器压力调节器喷油器喷油器低压回油管低压回油管燃油供给系统原理图燃油供给系统原理图燃油供给系统影片17　　　一、燃油供给系统元件位置　　　燃油供给系统的作用是向发动机及时地供应各种工况下所需要的燃油量，一般包括燃油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、汽油压力调节器、喷油器和冷启动喷油器等装置 图2-19 燃油供给系统总体位置18 图2-21 燃油供给系统结构原理图19　　　二、基本元件的构造与原理　　　1、电动燃油泵　　　电动燃油泵的功能是从油箱中吸入汽油，将油压提高到规定值，然后通过供给系统送到喷油器。

电动燃油泵的电动机和燃油泵制成一体，密封在同一壳体内　　　按安装位置的不同，电动汽油泵又可分为内装式和外装式按泵体结构的不同，电动汽油泵可分为滚柱式、涡轮式、齿轮式和叶片式等内装式电动汽油泵安装在油箱内部，优点是不易产生气阻和泄漏，有利于热油输送，且工作噪声小；外装式电动汽油泵串联在油箱外部的输油管路中，容易布置，但噪声大，且易产生气泡形成气阻，外装式一般采用滚柱式电动汽油泵20　　　2、燃油滤清器　　　汽油滤清器的作用是滤除汽油中的杂质，防止污物堵塞喷油器针阀等精密机件它装在电动汽油泵之后的输油管路中它由纸质滤芯再串联一个棉纤维过滤网制成，其结构如图2-28所示燃油从入口进入滤清器，经过壳体内的滤芯过滤后，清洁的燃油从出口流出　　　汽油滤清器过滤能力较大，有很好的滤清效果，能滤去直径大于0.01mm的杂质每行驶20000～40000㎞或1到2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反图2-28汽油滤清器21　　　3、汽油压力调节器　　　汽油压力调节器的作用是根据进气歧管压力的变化来调节进入喷油器的汽油压力，使两者保持恒定的压力差，它可使汽油压力调节在250kPa到300kPa范围内。

这样，从喷油器喷出的汽油量便惟一地取决于喷油器的持续开启时间，使电控单元能通过控制喷油时间的长短来精确地控制喷油量　　　汽油压力调节器一般位于分配油管的一端，主要由阀片、膜片、膜片弹簧和外壳组成汽油压力调节器的膜片，把由金属壳体组成的内腔分为弹簧室和燃油室，如图2-29所示 图2-29 燃油压力调节器22　　　4、喷油器　　　汽油喷射系统采用的喷油器是由发动机ECU直接控制的电磁控制式喷油器电磁喷油器的功能是根据ECU的控制信号向进气歧管、进气总管内喷射定量的雾化汽油　　　（1) 喷油器的组成与工作原理　　　喷油器的组成如图2-30所示，喷油器主要由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成，针阀与衔铁制成一体轴针式喷油器的针阀下部有轴针伸入喷口　　　其工作原理是，电磁喷油器通过绝缘垫圈安装在进气歧管或进气道附近的缸盖上，根据ECU发出的喷油脉冲信号将磁化线圈接通，在磁化线圈磁场的作用下，针阀克服弹簧力而升起，向进气歧管或总管喷射汽油当ECU将电路切断时，吸力消失，弹簧使针阀复位关闭喷油口，停止喷射喷油量的多少取决于柱塞升起高度、喷口截面积、喷射压差和喷油脉宽等。

当结构确定后，喷油量主要决定于喷油脉宽信号，即磁化线圈通电时间 图2-30 喷油器233、控制系统ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，在根据其他传感器对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油或断油空气流量计空气流量计 或或进气压力传感器进气压力传感器其他传感器其他传感器基本喷油量基本喷油量喷油器喷油器修正喷油量修正喷油量发动机转速传感器发动机转速传感器传感器ECU执行器控制系统影片24图2-26 ECU控制的燃油泵控 制电路图2-27燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路25u在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中，电脑必须控制喷在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中，电脑必须控制喷油器喷油的开始时刻，这就是喷油正时控制其控制目标一般油器喷油的开始时刻，这就是喷油正时控制其控制目标一般是在进气行程开始前，喷油结束是在进气行程开始前，喷油结束同步喷油正时控制同步喷油正时控制顺序喷射正时控制顺序喷射正时控制分组喷射正时控制分组喷射正时控制同时喷射正时控制同时喷射正时控制异步喷油正时控制异步喷油正时控制起动时异步喷油正时控制起动时异步喷油正时控制加速时异步喷油正时控制加速时异步喷油正时控制1、喷油正时控制26同步喷油正时控制：顺序喷射正时控制特点：特点：喷油器驱动回路数与气缸数目相等。

喷油器驱动回路数与气缸数目相等工作原理：工作原理：ECU根据凸轮轴位置传感器（根据凸轮轴位置传感器（G信号）、曲轴位置信号）、曲轴位置传感器（传感器（Ne信号）和发动机的作功顺序，确定各气缸工作位信号）和发动机的作功顺序，确定各气缸工作位置当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，置当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油 27同步喷油正时控制：分组喷射正时控制特点：特点：把所有喷油器分成2～4组，由ECU分组控制喷油器工作原理：工作原理： 以各组最先进入作功的缸为基准，在该气缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油28同步喷油正时控制：同时喷射正时控制特点：特点：所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油工作原理：工作原理：喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油 29起动时异步喷油正时控制在同步喷油基础上，为改善发动机的起动性能，在增加一次异步喷油。

在起动开关处于接通状态时，ECU接受到第一个凸轮轴位置传感器信号（Ne信号）后，接收到第一个曲轴位置传感器信号（G信号）时，开始进行起动时的异步喷油加速时异步喷油正时控制为了改善加速性能，ECU根据节气门位置传感器中怠速信号从接通到断开时，增加依次固定量的喷油异步喷油正时控制30目的：目的：使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的喷油量，使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的喷油量，以提高发动机的经济性和降低排放污染以提高发动机的经济性和降低排放污染喷油量的控制是通过对喷油量的控制是通过对喷油器喷油时间的控制喷油器喷油时间的控制来实现的来实现的起动时的同步喷油量控制起动时的同步喷油量控制起动后的同步喷油量控制起动后的同步喷油量控制 异步喷油量控制异步喷油量控制2、喷油量控制起步和暖机等速行驶高负荷行驶31起动时的同步喷油量控制在发动机转速低于规定值或点在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于火开关接通位于STA（起动）档（起动）档时：时： ECU根据根据水温确定基本喷油时间水温确定基本喷油时间，，再根据进气温度和蓄电池电压再根据进气温度和蓄电池电压进行修正，得到起动时的喷油进行修正，得到起动时的喷油持续时间。

持续时间喷油时间（ms）冷却液温度（℃）起动时的基本喷油时间起动时的基本喷油时间32喷油持续时间喷油持续时间 = 基本喷油持续时间基本喷油持续时间×喷油修正系数喷油修正系数 + 电电压修正压修正基本喷油持续时间：基本喷油持续时间：根据传感器信号，由电脑查表确定D型：根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定基本喷油时间；L型：根据发动机转速信号和空气流量计信号确定基本喷油时间喷油修正系数：喷油修正系数：包括起动后加浓修正、暖机加浓修正、进气温度修正、大负荷工况喷油量修正、过渡工况喷油量修正、怠速稳定性修正等电压修正：电压修正：考虑蓄电池电压变化的修正起动后的同步喷油量控制33发动机起动和加速时的异步喷油量是固定，各气缸喷油器以一个固定的喷油持续时间，同时向各气缸增加一次喷油异步喷油量控制34喷喷油油量量蓄电池电压修正由冷却液温度确定基本喷油量起动后加浓修正暖机加浓修正加速增量(暖机时)蓄电池电压修正大气压力修正进气温度修正基本喷油量大负荷工况修正减速断油发发动动机机状状态态起动(500rpm以下)起动节气门全闭怠速行驶(暖机)加速正常行驶节气门关闭(4188rpm以上)全负荷发动机制动节气门全开(减速时)喷油修正系数总图35汽车发动机电控技术图2—1—17 喷油持续时间的控制 如图2—1—17所示，发动机喷油量控制主要分为两大类：一类是发动机正常工作状况下的喷油量控制，它是主要依据发动机吸入的空气质量及转速计算得出的；另一类发动机起动时喷油量的控制，该类型实质上是特殊非稳定工况下的喷油量控制，363、燃油停供控制减速断油控制：减速断油控制：当驾驶员快速松开油门踏板当驾驶员快速松开油门踏板使汽车减速时，使汽车减速时，ECU控制喷油器停止喷油，控制喷油器停止喷油，以降低以降低HC和和CO含量。

当转速降至规定值时含量当转速降至规定值时又恢复正常又恢复正常限速断油控制：限速断油控制：发动机转速超过安全转速或发动机转速超过安全转速或汽车超过设定的最高车速时，汽车超过设定的最高车速时，ECU控制喷油控制喷油器停止喷油，以防超速器停止喷油，以防超速374、燃油泵控制当点火开关打开或发动机熄灭后，电控燃油喷射系统当点火开关打开或发动机熄灭后，电控燃油喷射系统中的燃油泵一般预先或延迟工作中的燃油泵一般预先或延迟工作2～～3S，以保证燃油，以保证燃油系统必须的油压系统必须的油压在发动机起动过程和运转过程中，燃油泵应保持正常在发动机起动过程和运转过程中，燃油泵应保持正常工作 打开点火开关但不起动发动机，或关闭点火开关后，打开点火开关但不起动发动机，或关闭点火开关后，应适时切断燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作应适时切断燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作有些燃油泵有高低两个转速档，以满足不同转速的需有些燃油泵有高低两个转速档，以满足不同转速的需要383940。