第一章电控发动机概述1-汽油机电控技术及其发展课件.ppt

章电控发动机概述章电控发动机概述§1－－1汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展§1－－2汽油机电控系统的组成汽油机电控系统的组成实训任务发动机电控系统总体认识实训任务发动机电控系统总体认识§1－－3汽油机电控系统的控制功能与方式汽油机电控系统的控制功能与方式§1－－4电控发动机的发展趋势电控发动机的发展趋势§1－－5汽油机电控燃油喷射系统的组成与分类汽油机电控燃油喷射系统的组成与分类§1－－#思考题思考题2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展 1.理解电控发动机技术发展的主要动因理解电控发动机技术发展的主要动因 2.掌握电控燃油喷射系统的优点掌握电控燃油喷射系统的优点本节内容：本节内容： 一、电控发动机发展历程一、电控发动机发展历程 二、电控燃油喷射系统的优点二、电控燃油喷射系统的优点2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程【背景动因【背景动因 】】 1、燃油喷射技术开发的动因。

燃油喷射技术开发的动因 20世纪初，为解决航空发动机采用化油器的飞机，世纪初，为解决航空发动机采用化油器的飞机，不能进行曲线飞行表演，不能进行曲线飞行表演， 特别是不能进行水平翻转、特别是不能进行水平翻转、机腹向上的飞行，以及化油器结冰和失火等问题，机腹向上的飞行，以及化油器结冰和失火等问题， 人人们开发了燃油喷射器们开发了燃油喷射器2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展 2、汽车发动机燃油喷射技术开发的动因汽车发动机燃油喷射技术开发的动因 受飞机燃油喷射技术的启发，德国博世公司于受飞机燃油喷射技术的启发，德国博世公司于1952年率先开发出了汽车燃油喷射系统年率先开发出了汽车燃油喷射系统 当时主要用当时主要用于高档轿车和赛车，以提高汽车的动力性。

于高档轿车和赛车，以提高汽车的动力性 随着汽车保有量增加对环境污染的加剧和能源紧随着汽车保有量增加对环境污染的加剧和能源紧缺的现实，人们越来越注重节能减排，促成汽车发动缺的现实，人们越来越注重节能减排，促成汽车发动机燃油喷射技术不断更新，使其从机械控制逐步发展机燃油喷射技术不断更新，使其从机械控制逐步发展到了计算机集中智能管理控制到了计算机集中智能管理控制一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程【背景动因【背景动因 】】2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展 汽车发动机燃油喷射技术从机械控制系统到计算汽车发动机燃油喷射技术从机械控制系统到计算机集中智能管理系统的发展，历时近机集中智能管理系统的发展，历时近50年，可分为三年，可分为三个阶段 1、第一阶段：、第一阶段：1952—1957，机械控制燃油喷射，机械控制燃油喷射 2、第二阶段：、第二阶段：1957—1979，电子控制喷油点火，电子控制喷油点火 3、第三阶段：、第三阶段：1979至今，至今， 计算机集中控制计算机集中控制一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程【发展经历【发展经历 】】2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）【背景动因【背景动因 】】 之前的化油器式发动机针对之前的化油器式发动机针对各种工况所进行的空燃比调节，都是非常各种工况所进行的空燃比调节，都是非常模糊的；模糊的； 特别针对怠速、加速和高速的空特别针对怠速、加速和高速的空燃比控制精度更低；燃比控制精度更低； 且各缸混合气浓度且各缸混合气浓度也不均匀，更没有针对使用空调对动力影也不均匀，更没有针对使用空调对动力影响的措施。

响的措施柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比 这些都严重影响动了发动机的动这些都严重影响动了发动机的动力性能、经济性能和排放性能力性能、经济性能和排放性能机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控控制措施控制措施2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控 1952年，德国戴姆勒年，德国戴姆勒—奔驰奔驰300L型赛型赛车装用了博世（车装用了博世（Bosch）公司生产的第一台）公司生产的第一台机械控制式汽油喷射装置：自动机械控制机械控制式汽油喷射装置：自动机械控制式汽油喷射系统式汽油喷射系统 其与柴油机喷油泵十分其与柴油机喷油泵十分相似，在上世纪相似，在上世纪60年代前，主要在豪华轿年代前，主要在豪华轿车和赛车上装用。

车和赛车上装用 控制措施控制措施 由于技术发展限制，也由于技术发展限制，也由于当时法规还未严格规定，故汽车的节由于当时法规还未严格规定，故汽车的节能减排尚未引起人们的注意和重视能减排尚未引起人们的注意和重视2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 【背景动因】【背景动因】①上世纪上世纪60年代后期，随年代后期，随着汽车保有量的增加，汽车排放污染便日着汽车保有量的增加，汽车排放污染便日益加重；益加重； ②上世纪上世纪70年代初，世界能源危年代初，世界能源危机爆发电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗 这迫使各国纷纷制定了严格这迫使各国纷纷制定了严格的汽车排放和燃油经济性的法规。

的汽车排放和燃油经济性的法规2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 1、空燃比控制：、空燃比控制： ⑴⑴1967年博世公司成功研制年博世公司成功研制K—Jetronic（机械式），后改进为（机械式），后改进为Ke—Jetronic（机电（机电式）电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 1、空燃比控制：、空燃比控制： ⑵⑵1967年博世公司成功研制进气管绝对气年博世公司成功研制进气管绝对气压控制的压控制的D—Jetronic（模拟式电子控制系（模拟式电子控制系统），统），电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗 并装备在大众并装备在大众VW—1600型轿车上。

型轿车上开创了汽油喷射电子控制的新时代开创了汽油喷射电子控制的新时代2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 1、空燃比控制：、空燃比控制： ⑶⑶1973年在年在D—Jetronic基础上改进成有风基础上改进成有风门式空气流量计的门式空气流量计的L—Jetronic电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗 其通过直其通过直接测量进气体积来控制空燃比，比通过进接测量进气体积来控制空燃比，比通过进气压力间接控制，精度高，稳定性好气压力间接控制，精度高，稳定性好。

2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 1、空燃比控制：、空燃比控制： ⑷⑷1976年在年在L—Jetronic基础上增加了氧传基础上增加了氧传感器，对空燃比实施闭环控制感器，对空燃比实施闭环控制电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗 其进一步其进一步提高了空燃比的控制精度，使排气净化技提高了空燃比的控制精度，使排气净化技术又提高了一步术又提高了一步2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 1、空燃比控制：、空燃比控制： ⑸⑸1981年，改进成换用热线式空气流量计年，改进成换用热线式空气流量计的的LH—Jetronic系统。

系统电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗 既可直接测量空气的既可直接测量空气的流量和质量，又不增加进气阻力，且无需流量和质量，又不增加进气阻力，且无需附加专门装置来补偿大气压力和温度变化附加专门装置来补偿大气压力和温度变化的影响2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 2、点火控制：、点火控制： 与空燃比电控的同时，点火装置也迈出了与空燃比电控的同时，点火装置也迈出了电子化的步伐电子化的步伐电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗 ⑴⑴1973年，美国通用公司开始采用年，美国通用公司开始采用IC（集（集成电路）点火装置。

成电路）点火装置2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 2、点火控制：、点火控制： ⑵⑵1976年，美国克莱斯勒公司首先开发年，美国克莱斯勒公司首先开发 出由模拟计算机对点火进行控制的电控点出由模拟计算机对点火进行控制的电控点火系统，并于同年安装其生产的汽车上火系统，并于同年安装其生产的汽车上电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗 其能利用模其能利用模拟计算机，依据多种参数来计算最佳点火拟计算机，依据多种参数来计算最佳点火提前角2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 2、点火控制：、点火控制： ⑶⑶1977年，美国通用公司成功研制出数字年，美国通用公司成功研制出数字式点火系统。

式点火系统电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗 该系统已经包含有该系统已经包含有CPU、、ROM、、RAM、、A/D等，是一种真正的计算机控制等，是一种真正的计算机控制系统2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能） 2、点火控制：、点火控制： ⑷⑷1978年，美国通用公司研制出具有点火年，美国通用公司研制出具有点火时刻、空燃比反馈控制、废气再循环控制、时刻、空燃比反馈控制、废气再循环控制、怠速控制、故障自诊断和带故障运行控制怠速控制、故障自诊断和带故障运行控制的电子点控制系统的电子点控制系统电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程阶段阶段 年代年代目的目的控制措施控制措施作用作用一一二二三三195219571979升功增扭升功增扭（提高动力（提高动力性）性）柱塞喷射柱塞喷射采用采用机械控制机械控制自动优化自动优化空燃比空燃比机械控制机械控制燃油喷射燃油喷射电子控制电子控制喷油点火喷油点火计算机计算机集中电控集中电控减排降耗减排降耗（即节能）（即节能）电控喷射电控喷射采用采用电控点火电控点火精控精控排放与油耗排放与油耗集中控制集中控制电控喷射电控喷射组合组合电控点火电控点火构成发动机集构成发动机集中管理系统中管理系统综合精控综合精控多种参数多种参数2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程 【背景动因】【背景动因】①许多参数既影响喷油，许多参数既影响喷油，也影响点火；也影响点火； ②喷油与点火还相互影响。

喷油与点火还相互影响 为为了让喷油与点火共享参数，同时也使喷油了让喷油与点火共享参数，同时也使喷油与点火彼此协调动作，需要一个集中管理与点火彼此协调动作，需要一个集中管理的系统2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程 【经历】【经历】①1997年，博世在年，博世在L—Jetronic系统的系统的基础上，将电控喷油与电控点火组合在了一起，基础上，将电控喷油与电控点火组合在了一起， 开发开发出了出了M—Jetronic数字式发动机综合控制系统即数字式发动机综合控制系统即发动机集中管理系统发动机集中管理系统 这是汽油发动机从单一电控发这是汽油发动机从单一电控发展到集中电控的划时代的一年。

展到集中电控的划时代的一年2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程 【经历】【经历】②与此同时，美国、日本各大汽车与此同时，美国、日本各大汽车公司都竞相研制成功了与各自车型配套的数字公司都竞相研制成功了与各自车型配套的数字发动机集中控制系统发动机集中控制系统 这些系统能够对空燃比、点火这些系统能够对空燃比、点火时刻、怠速转速和废气再循环等参数，进行综时刻、怠速转速和废气再循环等参数，进行综合控制，合控制，控制精度愈来愈高，控制功能也日趋完善控制精度愈来愈高，控制功能也日趋完善2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展一、电控发动机的发展历程一、电控发动机的发展历程 由此可以看出：由此可以看出： 汽油机电控技术经历了：汽油机电控技术经历了： 由模拟电路由模拟电路￿ ￿数字电路，数字电路， 由单一控制由单一控制￿ ￿集中控制集中控制 的发展过程。

的发展过程机械喷射机械喷射电控电控技术技术发展发展过程过程单一模拟电控单一模拟电控喷油点火喷油点火集中数控喷油点火集中数控喷油点火2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展二、电控燃油喷射系统的优点二、电控燃油喷射系统的优点 1、能提高发动机的最大功率和扭矩能提高发动机的最大功率和扭矩 没有喉管，充气系数高没有喉管，充气系数高 因不需要像化油器式发动机那样的喉管，进气阻因不需要像化油器式发动机那样的喉管，进气阻力小，气进量大大提高力小，气进量大大提高 高压喷油，燃气混合充分高压喷油，燃气混合充分 燃油以较高的压力喷入进气管或气缸，雾化好，燃油以较高的压力喷入进气管或气缸，雾化好，油气混合自然就十分均匀、充分油气混合自然就十分均匀、充分 统计数据表明，在排量相同时，其与化油器式发统计数据表明，在排量相同时，其与化油器式发动机相比：动机相比： 最大功率提高最大功率提高: 最大扭矩提高最大扭矩提高:5~10%7%2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展二、电控燃油喷射系统的优点二、电控燃油喷射系统的优点 2、油耗低，经济性好。

油耗低，经济性好 电脑管理，使空燃比控制精准电脑管理，使空燃比控制精准 其能根据转速和负荷精确控制喷油量，以控制发其能根据转速和负荷精确控制喷油量，以控制发动机在各工况下的混合气有最佳的空燃比动机在各工况下的混合气有最佳的空燃比 多点或缸内直喷，大大改善了燃气分配的均匀多点或缸内直喷，大大改善了燃气分配的均匀性和燃烧的一致性性和燃烧的一致性 而且，燃油一般都喷射在进气门附近，可使各缸而且，燃油一般都喷射在进气门附近，可使各缸获得精确控制的均匀混合气，获得精确控制的均匀混合气， 因而，燃气分配的均因而，燃气分配的均匀性和燃烧的一致性都得以大大改善匀性和燃烧的一致性都得以大大改善 控制好排放控制好排放 提高燃油经济性提高燃油经济性有利于有利于2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展二、电控燃油喷射系统的优点二、电控燃油喷射系统的优点 3、减少了排气污染。

减少了排气污染 油量精控，使燃烧比较彻底油量精控，使燃烧比较彻底 由于实现了喷油量的精确控制，能使燃油完全燃由于实现了喷油量的精确控制，能使燃油完全燃烧 三元催化，使有害气体的排放得以控制三元催化，使有害气体的排放得以控制 由于使用了三元催化转换器，可以有效减少由于使用了三元催化转换器，可以有效减少CO、、HC和和NOX等有害气体的排放等有害气体的排放 急减速断油，降耗减排急减速断油，降耗减排 减少减少HC的排放的排放 降低燃油的消耗降低燃油的消耗有利于有利于 一般都具有急减速断油功能，当发动机转速超过一般都具有急减速断油功能，当发动机转速超过某一预定转速，急松油门踏板使节气门急闭时，喷油某一预定转速，急松油门踏板使节气门急闭时，喷油就会停止就会停止2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展二、电控燃油喷射系统的优点二、电控燃油喷射系统的优点 4、改善了低温启动性能改善了低温启动性能 启动时，怠速控制阀能提供足够空气。

启动时，怠速控制阀能提供足够空气 启动时，虽然节气门开度小甚至全关，但并不象启动时，虽然节气门开度小甚至全关，但并不象化油器式发动机，进气量少且节气门上方气流徐缓，化油器式发动机，进气量少且节气门上方气流徐缓，汽油雾化不良汽油雾化不良 冷启动喷油器的加入，或延时喷油，且喷射在冷启动喷油器的加入，或延时喷油，且喷射在气进门附近，雾化良好气进门附近，雾化良好 电控发动机的启动时间只是传统化油器发动机启电控发动机的启动时间只是传统化油器发动机启动时间的一半，且一次成功的几率近动时间的一半，且一次成功的几率近100% 电控发动机在节气门处还有怠速控制电控发动机在节气门处还有怠速控制阀，能绕过节气门额外提供足够空气阀，能绕过节气门额外提供足够空气2024/9/16§1－－1 汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术及其发展二、电控燃油喷射系统的优点二、电控燃油喷射系统的优点 5、怠速平稳，工况过渡圆滑，工作可靠，灵敏、怠速平稳，工况过渡圆滑，工作可靠，灵敏度高度高 传感器数量多传感器数量多。

几乎所有影响发动机运行的参数都有传感器检测几乎所有影响发动机运行的参数都有传感器检测 ECU反应灵敏反应灵敏其反应速度达到毫秒级其反应速度达到毫秒级 燃油喷射在气进门附近，雾化良好燃油喷射在气进门附近，雾化良好 所以，电控发动机的怠速稳定，加速性能良好，所以，电控发动机的怠速稳定，加速性能良好，工况过渡圆滑，操作灵敏度高，而且工作性能可靠，工况过渡圆滑，操作灵敏度高，而且工作性能可靠，故障率低故障率低2024/9/16。