汽车电子控制汽油喷射供给系统的构造与维修.ppt

湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,汽车电子控制汽油喷射供给系统的构造与维修,学习目标 了解电子控制汽油喷射系统的类型、特点； 熟悉电子控制汽油喷射系统的组成、工作原理； 理解电子控制汽油喷射系统各主要部件的结构、工作原理湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,5.1 概述,5.1.1 汽油喷射式发动机的特点 为了极大地提高发动机的动力性、燃料经济性、降低尾气排放，传统的化油器由于受到自身结构的限制，已逐渐地被汽油喷射系统所取代 与化油器式发动机相比，汽油喷射式发动机具有以下一系列的特点：进气阻力小；雾化程度高，各气缸混合气更加均匀；汽油滞后性小，加速性能提高；空燃比控制精度高，发动机始终在最佳的空燃比状态下工作；可实现汽车减速断油控制，极大地降低了油量消耗和排放污染等 5.1.2 汽油喷射系统的分类 按汽油喷射系统的结构原理不同，可分为以下几种，如图5.1所示湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,图5.1 汽油喷射系统的分类图,湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,目前在汽车上广泛应用的电子控制汽油喷射系统（EFI）主要有Mono型、D型和L型三种型式，分别如图5.2(a)、(b)、(c)所示。

1．Mono型EFI Mono型EFI，如图5.2(a)所示，是一种低压中央喷射即单点喷射系统，是在原安装化油器的部位用一只电磁阀喷油器进行集中喷射与化油器相比，它能使汽油迅速地通过节气门，在节气门上方没有或很少有汽油附着壁面现象，缩短了混合气的形成过程，提高了控制精度，降低了排放污染此系统成本低，在低排量普通轿车及货车上有所应用2．D型EFI D型EFI，又称为速度密度控制型EFI，其基本组成如图5.2(b)所示它是根据进气管的压力与发动机转速推算出每次循环吸入的空气量，再根据推算的空气量计算需要喷射的汽油量，并控制喷油器工作由于进气管的压力波动，进入的空气压力和空气流量呈非线性关系，所以，空气计量精度不高，即控制精度不高湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,3．L型EFI L型EFI又称为质量流量控制型，其基本组成如图5.2(c)所示这种型式的EFI是根据空气的流量直接测量进气管的空气量，再根据发动机的转速，由ECU控制喷油器的喷油量因为是直接计量空气，所以控制精度比D型的要高在美式、德式、日式等车款上普遍使用的EFI就是这种控制方式湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,5.2 电子控制汽油喷射系统的主要部件,5.2.1 电子控制汽油喷射系统的组成与控制原理 1．电子控制汽油喷射系统的组成 电子控制汽油喷射系统主要由空气供给系统、汽油供给系统和电子控制系统三部分组成。

空气供给系统由空气滤清器、空气流量计、进气温度传感器、进气压力传感器、节气门体及节气门位置传感器等组成其功用是为可燃混合气的形成提供必需的空气量 汽油供给系统由电动汽油泵、汽油滤清器、燃油压力调节器、喷油器等组成其功用是根据发动机的负荷工况提供必需的汽油量 电子控制系统（简称ECU）是电子控制汽油喷射系统的大脑，能根据各传感器输入的发动机的运行信息，进行综合运算与判断，根据运算结果对执行元件输出控制指令，实现对发动机的精确控制ECU还具有信息鉴别功能，当发动机出现故障时，则以代码形式储存在存储器中，供维护修理时调用湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,如图5.3、图5.4所示分别为桑塔纳2000GLi-AFE型发动机和桑塔纳2000GGSi-AJR型发动机的电子控制汽油喷射系统它们是在德国Bosch公司M型电子控制汽油喷射系统基础上，增设了爆震传感器；采用了喷油、点火一体化数字控制技术，开发研制而成的适合中国国情的产品它们属于闭环电子控制多点燃油顺序喷射系统（Motronic） AFE与AJR型发动机电子控制汽油直接喷射系统，都是由汽油供给系统、空气供给系统和电子控制系统三大部分组成的。

它们的主要区别是：AJR型发动机将原进气压力、进气温度为一体的传感器，改为两个独立元件；并采用了热膜式空气流量计、两只爆燃传感器、双点火线圈；取消了分电器，转速信号直接采自曲轴；取消了怠速控制阀和节气门位置传感器，改用节气门控制部件，由ECU直接控制，控制精度更高湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,2．电子控制汽油喷射系统的控制原理 当驾驶员通过加速（油门）踏板控制节气门开度时，节气门位置传感器将负荷信息传给ECU；进气温度传感器、进气压力传感器将进气充量信息传给ECU，ECU根据季节温度、海拔高度等环境因素对发动机工况进行适当调整；爆震传感器将爆震信息传给ECU，ECU对点火正时进行校正，使发动机避免爆震；水温传感器将发动机热状态参数传给ECU，调整供油量；氧传感器将排气中的氧含量信息传给ECU，由ECU调整喷油量，使混合气浓度始终处于理想（即空燃比始终处于14.7:1）状态，将排放污染降至最小，实现了发动机的闭环控制；曲轴位置传感器将曲轴转角、曲轴转速信息传给ECU，ECU根据曲轴转速调整喷油时刻、点火时刻及喷油和点火的持续时间。

湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,5.2.2 电子控制汽油喷射系统的主要部件 1．汽油供给系统 汽油供给系统主要由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、汽油压力调节器及喷油器等组成，如图5.5所示工作时，电动汽油泵源源不断地将汽油从汽油箱泵出，经汽油滤清器滤去水分和杂质，经压力调节器调压，稳压后，以一定压力将汽油送至喷油器，由ECU根据发动机负荷工况按某特定方式，将汽油喷入进气管或气缸内，与空气混合成特定浓度的混合气湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,（1）电动汽油泵电动汽油泵由电动机和油泵组成，电动汽油泵按其结构原理不同分为滚柱式、叶片（涡轮）式、齿轮式等型式根据汽油泵自吸能力的大小，常采用油箱内和油箱外两种安装方式桑塔纳轿车现采用油箱内安装、叶片式电动汽油泵，其外形如图5.6所示它具有管路简单，不易产生气阻和漏油，省去油压缓冲器；同时克服滚柱式汽油泵运行噪声大、油压脉动大、易磨损等缺点油泵中的安全阀其作用是当供油管路的压力过高时自动打开，使部分汽油回流至汽油箱 当汽油泵停止运转时，单向阀在供油管路的油压作用下自动关闭，使供油管路中维持一定的汽油压力，以便发动机再次启动时能及时供油，保证发动机顺利启动。

湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,（2）汽油压力调节器喷油器的喷油量与喷油器的开度、开启时间及喷油压力（指喷油器孔内外的压力差）有关相同的开度和开启时间内，喷油压力越大，喷油量越多汽油压力调节器的功用是维持恒定的喷油压力，以保证精确的空燃比目前，电子控制汽油喷射系统所采用的汽油压力调节器大多为相对压力调节器，如图5.7所示油压调节器壳体内腔被膜片分隔成两个小室，膜片上方压力与弹簧弹力和进气歧管真空吸力有关当膜片下方的汽油压力超过膜片上方压力时，油压推动膜片上移，打开回油阀，超压汽油经回油管流回汽油箱进气歧管真空度愈大，膜片上方的压力愈小，回油阀愈容易打开，所调节的汽油压力就愈低；相反，进气歧管真空度愈小，所调节的汽油压力就愈大湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,由于汽油压力 = 弹簧压力  进气歧管真空度，而弹簧压力为定值，所以:,喷油压力 = 汽油压力 + 进气歧管真空度 = 弹簧压力 = 定值因此，无论进气歧管的真空度如何变化，汽油压力调节器均能使汽油压力与进气歧管的真空度之和始终保持不变，如图5.8所示不同车型的汽油压力调节器所调节的喷油压力（即汽油压力+进气歧管真空度）不尽相同，一般为300～350kPa。

3）喷油器喷油器是由电磁阀控制的执行器，其作用是根据电子控制器的喷油信号将适量的汽油喷射到进气歧管（或气缸）内喷油的类型很多，按汽油喷射方式不同分为多点喷射式喷油器和单点喷射式喷油器；按结构和工作原理不同又分为针阀式、球阀式和片阀式；按喷口数量不同有单喷口、双喷口和多喷口喷油器之分；按电磁线圈的电阻不同则分为低电阻（2～3）型和高电阻（13～17）型两种湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,如图5.9所示为（AFE型发动机使用的）单喷口、多点喷射、针阀式、高电阻型喷油器ECU发出控制信号，电磁线圈通电，产生电磁力使铁心克服弹簧弹力带动针阀移动，打开喷孔，压力油从喷孔喷出电磁线圈断电，电磁力消失，铁心在弹簧弹力作用下迅速回位，喷油器立即停止喷油湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,（4）冷启动喷油器与温度时间开关某些早期使用电子控制汽油喷射系统的轿车，为提高其低温启动性能，加装了冷启动喷油器，用以加浓冷启动时的混合气冷启动喷油器也是由电磁阀控制的，其结构如图5.10所示电磁线圈通电产生磁场，阀门被吸离阀座，汽油经喷嘴以高速旋流喷出，汽油被雾化成极细的雾粒，与空气混合成均匀的混合气，有利于低温启动。

由于冷启动喷油器装在进气总管上，影响冷启动时对各缸混合气的均匀性，大多数车辆已取消了冷启动喷油器，冷启动的喷油任务由ECU控制各缸喷油器完成湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,冷启动喷油器加浓混合气的时间，亦即电磁阀的通电时间，由温度时间开关控制（大多改为由ECU直接控制）温度时间开关的结构原理如图5.11所示当发动机温度低于某一设定值时，双金属片弯曲很小，触点闭合，冷启动喷油器电磁线圈通电、喷油加浓混合气发动机启动后，温度逐渐升高，发动机的温度升高和加热丝的加热使双金属片变形弯曲发动机的温度愈高，双金属片变形愈大，温度达到一定程度时触点分开，断开冷启动喷油器电路，冷启动喷油器不再喷油由此可见，冷启动喷油器的开启持续时间取决于温度时间开关的受热情况而这种受热是由于：一是发动机温度的升高，二是加热丝的加热若发动机的温度高，双金属片已有一定弯曲，再稍由加热丝加热，触点很快就打开；发动机温度很低，双金属片弯曲很小，双金属片需加热较长时间触点才能打开例如在20℃时，冷启动喷油器最大开启持续时间为7.5s；随着温度的上升，开启时间逐渐减少，当温度达到35℃，冷启动喷油器停止工作。

发动机在正常热状态下运转时，温度时间开关的触点始终开启，冷启动喷油器不能喷油湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,2．空气供给系统 空气供给系统主要由空气滤清器、进气管道、节气门及节气门体、稳压器、空气流量计（或进气压力传感器）、进气温度传感器及怠速控制阀（怠速空气阀及由ECU控制怠速控制阀）、进气歧管等组成，如图5.12所示驾驶员根据发动机不同负荷控制节气门开度，空气经空气滤清器、空气流量计、节气门、进气管、进气歧管进入气缸发动机怠速运转时，节气门关闭，空气从怠速旁通的空气道中通过怠速调整螺钉和怠速控制阀或怠速空气阀用以调整、控制怠速旁通空气道的开度，从而调节怠速运转时的转速湖南生物机电职业技术学院 扶爱民,怠速空气阀则直接感受发动机的温度，由温度敏感元件自动控制怠速控制阀由ECU根据各传感器收集的发动机怠速负荷信息，进行分析比较后，通过控制指令进行控制1）空气流量计空气流量计用于L型电子控制汽油喷射系统（EFI），是发动机进气量（体积或质量）的测量装置其作用是将吸入的空气量转换为电信号输给ECU，作为ECU判断喷油量的基本依据根据不同的测量原理，常用的空气流量计有：叶片式、卡门涡旋式及热式等几大类型。

① 叶片式空气流量计叶片式（又称翼片式或风门式）空气流量计，属于体积流量型，需要进气压力、进气温度传感器与之配合，以消除或减小进气温度对空气密度的影响叶片式空气流量计如图5.13所示，主要由测量板、补偿板（缓冲板）、卷簧、电位计、怠速旁通道等组成。