汽油机电子控制燃油喷射系统-课件

第7章汽油机电子控制燃油喷射系统的基本知识学习目标知识目标1掌握发动机电子控制汽油喷射系统的构造和工作原理。2了解电喷发动机燃油系统故障的检查与诊断。第一节汽油机电子控制汽油喷射系统的构造和工作原理一、概述电子控制汽油喷射系统简称EFI，是英文Electronic Fuel Injection字头的缩写，就是用计算机控制的汽油喷射系统。电控汽油喷射的优点电控汽油喷射的优点（1)改善了各缸混合气的均匀性（2)提高发动机的动力性经济性。进气系统无喉管和预热的影响；进气阻力和进气压力较小、充气效率高、燃烧条件好、热效率高。（3)减少了排放污染精确控制空燃比，是燃烧更加充分，安装了降低排污的装置，如三元催化转换器废气再循环装置，燃油蒸汽回收装置，二次空气喷射装置。（4)发动机工况过渡圆滑（5)提高汽油机高、低温的起动性能和暖机性能。（6)改善发动机对地理及气候环境的适应性。二、电控燃油喷射系统的分类（一）按喷射系统执行机构的不同分 多点喷射(MPI)单点喷射(SPI)（二）按喷射控制方式不同分 间歇喷射 连续喷射（三）按喷射位置的不同分 进气道喷射式 缸内喷射式（四）按空气流量测量方式分 速度密度控制 质量流量控制 节流速度控制多点喷射多点喷射多点喷射系统是在每缸进气口处装有一只喷油器，由电控单元(ECU)控制顺序地进行分缸单独喷射或分组喷射。控制更为精确，使发动机无论处于何种状态，其过渡过程的响应及燃油经济性都是最佳的。返回图图21 21 多点喷射多点喷射单点喷射由12个安装在化油器所在的节气门段的喷油器，将燃油喷入进气流，形成混合气进入进气歧管，再分配到各个气缸中。单点喷射系统结构简单，故障源少，可采用较低的喷油压力(只有0.1MPa)，成本低。返回图图22 22 单点喷射单点喷射间歇喷射 对每一个气缸的喷射都有一限制的喷射持续期，喷射是在进气过程中的某段时间内进行的，喷射持续时间相应就是所控制的喷油量。对于所有的缸内直接喷射系统和多数进气道喷射系统都采用了间歇喷射的方式。间歇喷射由可细分为同时喷射、顺序喷射和分组喷射。(a)同时喷射(b)顺序喷射(c)分组喷射返回图图23 23 间歇喷射的三种方式间歇喷射的三种方式连续喷射式 燃料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道内，而且大部分的燃料是在进气门关闭后喷射的，因此大部分燃料是在进气道内蒸发的。返回进气道喷射式它是指在进气歧管内喷射或进气门前喷射。在该方式中，喷油器被安装于进气歧管内或进气门附近，故汽油在进气过程中被喷射后与空气混合形成可燃混合气再进入气缸内。采用低压喷射。返回图图24 24 进气道喷射进气道喷射缸内喷射式它是将喷油器安装于缸盖上直接向缸内喷油，需要较高的喷油压力(3到12MPa)。相比而言，由于缸外喷射方式汽油的喷油压力(0.1到0.5MPa)不高，且结构简单，成本较低，故目前应用较为广泛。返回速度密度控制法(D型EFI)它是是通过检测进气歧管的压力(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。“D”是德文“压力”一词的第一个字母。D型EFI是最早的、典型的多点压力感应式喷射系统。美国通用、福特、克莱斯勒,日本的丰田、本田铃木和大发等公司都有类似产品。由于空气在进气管内的压力波动，该方法的测量精度稍差。图图25 D25 D型型EFIEFI示意图示意图返回图图27 L27 L型型EFIEFI示意图示意图返回节流速度方式 节流速度方式是利用节流阀开度和发动机转速，推算每一循环吸入发动机的空气量，根据推算的空气量，计算汽油喷射量。由于是直接测量节流阀开度的角位移，所以过渡响应性能好。在竞赛汽车中得到应用，有些Mono系统也采用该方式。但是，由于吸入的空气量与节流阀开度和发动机转速是复杂的函数关系，所以不容易测量吸入的空气量。返回三、电控燃油喷射系统的组成三、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。1、空气供给系统2、燃油供给系统3、电子控制系统功用：提供、测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。组成：空气滤清器、空气流量计（进气压力传感器）、节气门体、进气总管和进气歧管等。1空气供给系统 图图210 210 进气系统进气系统2燃油供给系统 功用：燃油供给系统的功能是向发动机精确提供各种工况下 所需要的燃测量。组成：油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动阻尼器、燃油压力调节器、喷油器、冷起动器及供油总管等。动画3、电子控制系统 电子控制系统的功能是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量。该系统由传感器、电控单元(ECU)和执行器三部分组成 返回二、电喷汽油机的燃油系统第三节第三节 燃油供给系统主要部件结构燃油供给系统主要部件结构 与工作原理与工作原理 一.电动燃油泵 二.燃油滤清器三.脉动阻尼器 四.压力调节器五.喷油器 六.冷起动阀喷油器看下页图图 223 223 燃油供给系统的组成实物图燃油供给系统的组成实物图 图图 224 224 燃油供给系统的主要装置燃油供给系统的主要装置 一一 电动燃油泵电动燃油泵 功用：功用：电控汽油喷射系统的电动汽油泵是一种由小型直流电电控汽油喷射系统的电动汽油泵是一种由小型直流电动机驱动的油泵动机驱动的油泵,其作用是提供汽油喷射所需的压力燃油其作用是提供汽油喷射所需的压力燃油 类型：类型：按安装按安装位置不同位置不同分为：分为：内置式内置式安装在油箱中，具有噪声小、不易产安装在油箱中，具有噪声小、不易产 生气阻、生气阻、不易泄漏、管路安装简单。不易泄漏、管路安装简单。外置式外置式串接在油箱外部的输油管路中，易布置、安装自串接在油箱外部的输油管路中，易布置、安装自由大，但噪声大，易产生气阻。由大，但噪声大，易产生气阻。按电动燃油泵的按电动燃油泵的结构不同结构不同分为：分为：叶轮式、滚柱式、转子式和侧槽式，常用的为叶轮式、滚柱式、转子式和侧槽式，常用的为叶轮式叶轮式、滚柱滚柱式式动画(一)、结构及工作原理 1、滚柱泵 结构结构:主要由主要由燃油泵电动机、燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、滚柱式燃油泵、出油阀、卸压出油阀、卸压阀等组成阀等组成 工作原理工作原理 当转子旋转时当转子旋转时,位位于其凹槽内的滚柱在于其凹槽内的滚柱在离心力的作用下离心力的作用下,紧压紧压在泵体内表面上在泵体内表面上,在在相邻两个滚柱之间形相邻两个滚柱之间形成了一个空腔。在燃成了一个空腔。在燃油泵运转过程中油泵运转过程中,一部一部分空腔的容积不断增分空腔的容积不断增大大,成为低压油腔成为低压油腔,将将汽油吸人汽油吸人,而另一部分而另一部分空腔容积不断减小空腔容积不断减小,成成为高压泵油腔为高压泵油腔,受压汽受压汽油流过电动机油流过电动机,通过出通过出油口压出。油口压出。单向阀：在油泵不工作时,它阻止汽油倒流回油箱,这样可保持油路中有一定的残余压力,便于下次起动；限压阀：当泵油压力超过规定值以上时,装在泵体内的限压阀即被推开,使部分汽油返回到进油口一侧。油压缓冲器：滚柱式燃油泵的转子每转一周,其排出的汽油就要产生与滚柱数目相同的压力脉动,故在出口处装有油压缓冲器,以减少出口处的油压脉动和运转噪声。缺点：滚柱式电动汽油泵运转时噪声较大,泵油压力脉动大,易磨损,使用寿命较短。2、涡轮泵 结构:涡轮式电动汽油泵结构和滚柱式电动汽油泵相似,但其转子是一块圆形平板,周围开有小槽,形成叶轮。原理:当油泵运转时,叶轮周围小槽内的汽油随着叶轮一道旋转。这时由于离心力的作用,使汽油出口处的油压增高,同时在进口处产生一定的真空度,使汽油从进口处被吸入并泵向出口处。这种油泵的泵油量大,最大泵油压力较高,可达600kPa以上。在各种工况下,它都能保持较稳定的供油压力,而且运转噪声小,叶轮无磨损,使用寿命长。动画 特点:它也设有限压阀,在出油口还设有一个单向阀。由于该汽油泵的油压脉动小,已能达到普通滚柱泵带油压缓冲器的水平,因此不用装油压缓冲器。电动汽油泵的油泵和电动机都是浸在汽油中。在油泵运转时,汽油不断穿过油泵和电动机，使之得到润滑和冷却。返回(二)、电动油泵的控制 EFI系统油泵的基本控制要求是：只有在发动机处于运转状态时，油泵才泵油；发动机不运转，接通点火开关，油泵也不工作。油泵的转速由外加电压决定。通常油泵总是在一定转速下运转，因而输出油量不变。但在 发动机高速、大负荷工况下需油量大，有必要提高油泵转速以增加泵油量。而当发动机工作在低速、中小负荷工况时，应使油泵低速运转，以减少泵的磨损及不必要的电能消耗。故在一些发动机中对油泵设置了转速控制机构。1采用ECU控制的油泵控制电路 此控制方式应用于D型EFI系统及使用热式空气流量计和卡门涡旋式空气流量计的L型EFI系统中。2.用油泵开关控制的油泵控制电路 此控制方法应用于使用叶片式空气流量计的L型EFI系统中。3具有转速控制的油泵控制电路 在原控制回路中增设油泵控制继电器即可实现油泵的转速控制。二、燃油滤清器二、燃油滤清器 功用：燃油滤清器安装在油泵之后的高压油路中。其作用是，滤除燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物，防止燃料系统堵塞，减小系统的机械磨损，确保发动机稳定运转，提高工作可靠性。性能：燃油滤清器应具有过滤效率高、寿命长、压力损失小、耐压性能好、体积小、质量轻等性能。使用：滤芯阻塞时，将使油压下降、起动困难、发动机功率降低，故应按规定更换滤清器。返回 三、脉动阻尼器三、脉动阻尼器 功用：在喷油器喷油时，在输油管道内会产生燃油压力脉动,脉动阻尼器的作用是使压力脉动衰减以减小这种波动和降低噪音。返回 功用：使燃油压力相对于大气压力或进气管负压保持一定，即保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定。以使ECU能以控制喷油时间的长短来控制喷油量 四、压力调节器四、压力调节器 动画图图2-35 2-35 燃油压力调节器实物图燃油压力调节器实物图 返回五、喷油器五、喷油器 功用：喷油器的作用是根据ECU提供的电信号，控制燃料喷射。(一)喷油器的结构、安装与分类（二）工作原理 (三)驱动方式动画(一)喷油器的结构、安装与分类 结构：图237 电磁喷油器结构 1滤网 2电接头 3磁化线圈4回位弹簧 5衔铁 6针阀 7轴针 8密封圈动画 SPI系统的喷油器位于节气门体空气入口处；MPI系统的喷油器通过绝缘垫圈安装在各进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用输油管路固定。安装：分类 喷油器有几种不同的分类方式：按用途分为SPI用和MPI用；按燃料的送入位置可分为上部给料式和下部给料式；按喷口形式分为孔式和轴针式；按电磁线圈阻值可分为低阻式和高阻式。返回（二）工作原理 ECU的喷油控制信号将喷油器与电源回路接通时，电磁线圈通电并在周围产生磁场，吸引衔铁移动，而衔铁与针阀一体，因此克服弹簧张力而打开，燃油即开始喷射。当ECU将电路切断时，吸力消失，弹簧使针阀关闭，喷射停止。喷油量的多少取决于针阀行程、喷口截面积及喷射环境压力与燃料压力的压差和喷油时间。当前述各因素确定时，喷油量就取决于针阀的开启时间，即电磁线圈的通电时间。返回图图2-39 2-39 工作原理工作原理 (三)、驱动方式 喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种方式。电流驱动只适用于低阻喷油器，电压驱动既可用于低阻喷油器，又可用于高阻喷油器。返回六、冷起动喷油器与热限时开关六、冷起动喷油器与热限时开关 (一)结构与工作原理（二）冷起动喷油器的控制 功用：冷起动喷油器安装在进气总管上,其功用由热时限开关控制，在发动机在低温起动时投入工作,以改善发动机的低温起动性能。(一)结构与工作原理结构：工作原理 冷起动喷油器是在发动机低温起动时,向进气管道附加地喷人一定量的汽油,以利于冷机起动。当点火开关和热限时开关均接通时,冷起动喷油器电磁线圈通电,将阀门吸起。汽油通过旋流式喷嘴喷出旋转的雾状的汽油到进气管道内,加浓混合气。（二）冷起动喷油器的控制1 限时开关控制2ECU和热限时开关协同控制控制方式的发展趋势：现在有些车辆为了提高控制精度,取消冷起动喷油器与热限时开关,由电控单元ECU根据起动信号和温度信号,来加大喷油脉冲宽度,以增加喷油量,加浓混合气。另外,由于冷起动喷油器安装在进气管上,不可避免地影响各缸供油的均匀性,因而取消冷起动喷油器而改由各缸喷油器来完成冷起动喷油器任务是新的发展趋势。返回第四节第四节 空气供给系统主要部件结构与空气供给系统主要部件结构与 工作原理工作原理 功用：进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。空气经空气滤清器、空气流量计(D系统无此装置)、节气门体、进气总管、进气歧管进入各气缸。一、空气滤清器 二、空气流量计 三、进气压力传感器 四、节气门体 五、进气总管、进气歧管一、空气滤清器 空气滤清器的作用是净化空气。汽油喷射发动机的空气滤清器与一般的发动机的空气滤清器相同,在此不再详述。二、空气流量计 空气流量计是测量发动机进气量的装置,它将吸入的空气量转换成电信号送至电脑,作为决定喷油量的基本信号之一,主要用于L型EEI系统。根据测量原理不同，空气流量计有风门式、卡门旋涡式、热线式及热膜式几种类型（一）叶片式空气流量计（一）叶片式空气流量计1 1、结构、结构 如右图，空气流量计主要由测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道组成，此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。图图 244 244 叶片式空气流量计的结构叶片式空气流量计的结构 图图245 245 叶片式空气流量计实物叶片式空气流量计实物 图图246 246 叶片式空气流量计的电位计叶片式空气流量计的电位计 2 2、叶片式空气流量计工作原理、叶片式空气流量计工作原理来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开测量板的里与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶片停止转动。与测量扳同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气量转换成电压信号VS送给ECU。图图247 247 叶片式空气流量计工作原理叶片式空气流量计工作原理1 1、电位计滑臂、电位计滑臂 2 2、可变电阻、可变电阻 3 3、接进气管、接进气管 4 4、测量叶片、测量叶片 5 5、旁通空气道、旁通空气道 6 6、接空气滤清器、接空气滤清器 （二）热式空气流量计（二）热式空气流量计20世纪80年代后生产的日本日产公爵轿车和美国福特车系轿车多数采用热式空气流量计，热式空气流量计的主要元件是热线电阻，可分为热线式和热膜式两种类型，其结构和工作原理基本相同。1 1、工作原理、工作原理热线电阻RH以铂丝制成，RH和温度补偿电阻RK均置于空气通道中的取气管内，与RA、RB共同构成桥式电路。RH、RK阻值均随温度变化。当空气流经RH时，使热线温度发生变化，电阻减小或增大，使电桥失去平衡，若要保持电桥平衡，就必须使流经热线电阻的电流改变，以恢复其温度与阻值，精密电阻RA两端的电压也相应变化，并且该电压信号作为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。图图 248 248 热式空气流量计工作原理热式空气流量计工作原理 2 2、热式空气流量计的结构、热式空气流量计的结构（三）卡门旋涡式空气流量计（三）卡门旋涡式空气流量计 1 1、测量原理、测量原理 卡门旋涡式空气流量计通常与空气滤清器外壳安装成一体,在其空气通道中央设置一柱状或锥状的涡流发生器,在涡流发生器后部将不断产生称之为卡门旋涡的涡流串,卡门旋涡的频率f,与空气流速V之间存在如下关系：f=0.2V/d 测得卡门旋涡的频率f就可以求得空气流速,空气流速乘以空气通路面积,就可以得到进气的流量。涡旋频率的检测方法有反光镜检测和超声波检测两种。图图251 251 卡门涡旋原理卡门涡旋原理 2 2、反光镜检测式卡门涡旋空气流量计、反光镜检测式卡门涡旋空气流量计 反光镜检测式空气流量计的检测部分由镜面、发光二极管和光电晶体管等组成。空气流经涡旋发生器时，压力发生变化，这种压力变化经压力导向孔作用于薄金属制成的反光镜表面，使反光镜产生振动。反光镜振动时，将发光二极管投射的光反射给光电管，对反射光信号进行检测，即可得涡旋频率。高频率对应大进气量。图图252 252 反光镜检测式卡门涡旋空气流量计原理反光镜检测式卡门涡旋空气流量计原理 1 1空气进口；空气进口；22管路；管路；33光敏晶体管；光敏晶体管；4 4板弹簧；板弹簧；55导孔；导孔；66旋涡发生器；旋涡发生器；77整流栅整流栅3 3、超声波检测式卡门涡旋空气流量计、超声波检测式卡门涡旋空气流量计在与空气流动方向垂直的方向上安装超声波信号发生器，在与其相对的位置上安装超声波接收器。卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响，信号发生器发出的超声波到达接收器的时机或变早或变晚，测出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形波的脉冲频率即为卡门涡旋的频率。图图253 253 超声波检测式卡门涡旋空气流量计原理超声波检测式卡门涡旋空气流量计原理11超声波信号发生器；超声波信号发生器；22超声波发射探头；超声波发射探头；33涡流稳定板；涡流稳定板；44涡流发生器；涡流发生器；55整流器整流器;66空气辅助通道；空气辅助通道；77超声波接收探头；超声波接收探头；88转换转换电器电器 图图254 254 光电卡门旋涡式空气流量计的工作原理光电卡门旋涡式空气流量计的工作原理 三、进气压力三、进气压力(真空度真空度)传感器传感器采用速度密度方式检测进气量的电控汽油喷射系统(如Bosch公司的D系统),是利用进气压力传感器来间接地测量发动机吸入空气量的。进气压力传感器种类较多,就其信号产生原理可分为半导体应变片电阻式、电容膜盒式、表面弹性波式等。其中半导体压敏电阻式、电容式应用较为广泛。（一）、半导体应变式进气压力传感器（一）、半导体应变式进气压力传感器半导体应变片是在一个膜片上用半导体工艺制作4个等值电阻，并且接成电阻电桥。该半导体电阻电桥应变片置于一个真空室内，在进气压力作用下，应变片产生变形，电阻值发生变化，电桥失去平衡，从而将进气压力的变化转换成电阻电桥输出电压的变化。图图255 255 半导体应变式进气压力传感器半导体应变式进气压力传感器11半导体应变片；半导体应变片；22混合集成电路；混合集成电路；33真空室真空室 （二）、电容膜盒式进气歧管压力传感器（二）、电容膜盒式进气歧管压力传感器电容膜盒式进气歧管压力传感器由两片用绝缘垫圈隔开的氧化铝片组成，铝片和绝缘垫圈构成中部有个真空腔的膜盒，该盒装在与进气管相通的容器内。当进气歧管压力发生变化时，氧化铝片弯曲变形，使硅片间的距离随之改变，从而引起电容的变化。图图256 256 电容膜盒式进气歧管压力传感器电容膜盒式进气歧管压力传感器11真空腔；真空腔；22进气歧管；进气歧管；33氧化铝片；氧化铝片；44硅片；硅片；55引线引线 四、节气门体四、节气门体节气门体装在空气流量计后方的进气管上,节气门位置传感器、怠速旁通气道、怠速调整螺钉等组成。节气门用来控制发动机正常运行工况下的进气量。由于EFI系统在发动机怠速时通常将节气门全关，故设一旁通气道，在发动机怠速时供给少量空气。为防止当减速时，节气门由开到全闭，有时会招致发动机不良冲击和熄火，有的节气门体上装有节气门缓冲器。为防止寒冷季节流经节气门体的空气中水分在节气门体上冻结，有些节气门体上设有供发动机冷却水流经的管路。（一）怠速旁通道和调整螺钉（一）怠速旁通道和调整螺钉 发动机怠速运转时的节气门近乎全闭，因此需经节流阀本体上的旁通道供应空气以控制怠速，怠速调整螺钉就是用来调整时空气流量的。当怠速调整螺钉顺时针方向旋入时，旁通气道开口减小，发动机怠速转速降低；反时针旋转怠速调整螺钉，旁通气道开口加大，发动机怠速转速升高。在一些有ISCV（怠速控制阀）的发动机中，没有此螺钉，ECU通过控制ISCV来实现对怠速转速的控制，在辅助控制系统中将详细介绍。图图259 259 怠速旁通道和蜡式怠速空气阀怠速旁通道和蜡式怠速空气阀11节气门；节气门；22怠速调整螺钉；怠速调整螺钉；33阀芯；阀芯；44冷却液冷却液出口；出口；55冷却液进口；冷却液进口；66蜡盒；蜡盒；77进气气流进气气流（二）怠速空气阀（二）怠速空气阀 怠速空气阀的作用是在发动机低温运转时，增加进气量，使发动机快怠速运转，加强暖机过程，热机后减少空气量，使发动机由快怠速转入稳定的怠速运转。常用的空气阀有石蜡型和双金属片型两种。目前在电控发动机的怠速控制中，双金属片和石蜡型怠速空气阀已较少使用。图图260 260 双金属片式怠速空气阀双金属片式怠速空气阀11出气口；出气口；22阀片；阀片；33进气口；进气口；44双金属片；双金属片；55进水口；进水口；66加热线圈加热线圈 （三）节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门体上，与节气门轴同轴设置。节气门位置传感器有线性输出和开关量输出两种型式。1 1、线性输出节气门位置传感器、线性输出节气门位置传感器 传感器有两个与节气门联动的可动电刷触点。一个触点可在电阻体上滑动，利用变化的电阻值，测得与节气门开度对应的线性输出电压，根据输出的电压值，可知节气门开度。另一个电刷触点在节气门全关闭时与怠速触点IDL接触。IDL信号主要用于断油控制和点火提前角的修正。节气门开度输出信号VTA则使ECU对喷油量进行控制，以获得相应的功率。随着节气门开度的增大，节气门开度输出电压线性增大。图图261 261 线性节气位置传感器线性节气位置传感器11电阻膜；电阻膜；22节气门开度输出动触点；节气门开度输出动触点；33怠速动触点怠速动触点 2 2、开关量输出型节气门位置传感器、开关量输出型节气门位置传感器开关量输出型或称开关式节气门位置传感器由一个可动触点和两个固定触点功率触点及怠速触点构成。节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，可检测节气门的全关闭状态。当节气门开度达500以上时，可动触点与功率触点接触，可检测节气门大开度状态。在中间开度时可动触点同哪一个触点都不接触。开关式节气门位置传感器与线性输出型传感器相比，结构简单且价廉，但节气门开度的检测精度差。图图262 262 开关量输出型节气门位置传感器开关量输出型节气门位置传感器11节气门轴；节气门轴；22满负荷触点；满负荷触点；33动触点；动触点；44怠速触点怠速触点 五、进气总管、进气歧管 SPI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。(a)SPI系统发动机进气管 (b)MPI系统发动机进气管图图263 SPI263 SPI系统进气管系统进气管 MPI系统发动机为消除进气脉动和使各缸配气均匀，对进气总管、歧管在形状、容积等方面都提出了严格的设计要求。各缸分别设立独立的歧管，歧管和总管可制成整体型，也可分开制造再以螺栓连接。图图264264 MPI系统发动机分开型进气管返回第五节 控制系统主要部件结构与 工作原理 控制系统由传感器、电控单元(ECU)和执行器三部分组成。由于部分传感器和执行器在燃油供给系统合进气系统已经讲述，在此将其他的主要部件的结构和工作原理加以阐述。一、一、发动机转速与曲轴位置传感器发动机转速与曲轴位置传感器 二、二、温度传感器温度传感器 三、三、起动与空挡起动开关信号起动与空挡起动开关信号 四、四、车速传感器（车速传感器（SPDSPD）五、五、空调信号空调信号(A(AC)C)六、六、可变电阻器型传感器可变电阻器型传感器 七、七、电控单元电控单元 一、发动机转速与曲轴位置传感器 功用：空气流量计只能够检测出每个单位时间内吸入的空气量，但是不能检测出每工作循环内吸入的空气量,因此为确定最佳空燃比的喷油量，还必须在已知单位时间空气流量的基础上，应检测发动机转速。同时为选取合适的喷油时刻和点火时刻，还需检测每缸曲轴转角的位置，故还须设有发动机转速与曲轴位置传感器。安装位置：传感器可装在曲轴中部或飞轮上，亦可装于分电器上。装在分电器上的应用较多。种类：常用的有电磁式、霍尔式和光电式（一）电磁式发动机转速与曲轴位置传感器发动机转速与曲轴位置传感器 1、工作原理 永久磁铁的磁力线经转子、线圈、托架构成封闭回路，转子旋转时，由于转子凸起与托架问的磁隙不断发生变化，通过线圈的磁通也不断变化，线圈中便产生感应电压，并以交流形式输出。在实用结构中，常将发动机转速和曲轴位置传感器一同装于分电器上，使用复合转子与耦合线圈。图图265265电磁式发动机转速与曲轴位置传感器工作原理电磁式发动机转速与曲轴位置传感器工作原理1 1、77永久磁铁；永久磁铁；2 2、55耦合线圈；耦合线圈；33转子；转子；44托架；托架；66信号转子；信号转子；通过线圈的磁通量；通过线圈的磁通量；V V点火信号产生电压点火信号产生电压 2、实例（1）以四缸四冲程发动机为例，可采用具有一个凸起的G转子和Gl、G2感应线圈，及具有24齿的Ne转子和Ne耦合线圈的传感器。图2-66转子与线圈的安装位置1G转子；2G1耦合线圈；3G2耦合线圈；4Ne转子；5、9耦合线圈；6G、Ne转子；7G1、G2耦合线圈；8分电器图2-67G1、G2、Ne信号检测方式一 G信号用以确定相对于每缸上止点的喷油正时和点火正时。Ne信号Ne线圈中产生次数与凸起个数相等的电压脉冲。通过检测脉冲间的间隔，就可检测发动机转速。G信号和Ne信号的组合-就可测定特定气缸的曲轴转角（2）G信号由一个四齿转子和一个线圈检测，Ne信号由一个24齿转子和一个线圈检测。图2-68G信号和Ne信号检测方式二(二)、霍尔式发动机转速与曲轴位置传感器发动机转速与曲轴位置传感器 1、霍尔效应：当电流I流过处在磁场中的霍尔块(一种半导本基片)，且电流方向与磁场方向垂直时,在垂直于电流与磁场的霍尔块的横向侧面上,就产生一个与电流和磁场强度成正比的霍尔电压。图图269 269 霍尔效应原理霍尔效应原理 2、结构 霍尔传感器可装在分电器中，也可装于飞轮附近。触发叶轮的叶片数等于发动机缸数，叶轮由分电器轴带动旋转，叶片不断地进出磁场的空气隙。图图270270霍尔式发动机转速与曲轴位置传感器结构霍尔式发动机转速与曲轴位置传感器结构1分电器盖；2防尘罩；3、4带有触发叶轮的分电器转子；5触发开关；6固定板；7分电器外壳；8半导体基片；9带导板的磁铁；10专用插座 3、工作原理 叶轮以其缺口对着空气隙时，磁铁产生的磁通经导板、空气隙到半导体基片构成回路，这时传感器输出霍尔电压。当叶轮的叶片进入空气隙时，原磁路被叶片旁通，此时，传感器无霍尔电压输出，霍尔电压变化的时刻反映了曲轴的位置，单位时间内霍尔电压变化的次数可反映发动机的转速。a)触发叶片进入空气隙内 b)触发叶片离开空气隙图2-71 霍尔式曲轴位置传感器原理图1、触发叶片 2霍尔开关集成电路 3永久磁铁 4底板 5导磁板（三）光电式发动机转速与曲轴位置发动机转速与曲轴位置传感器 原理：原理：利用发光二极管作为信号源。随转子转动，当透光孔与发光二极利用发光二极管作为信号源。随转子转动，当透光孔与发光二极管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后输送给输送给ECUECU。凸轮轴凸轮轴11转角转角(曲轴曲轴22转角转角)-)-发动机转速信号发动机转速信号(NE(NE信号信号)。60(60(或或90)90)信号信号-一缸上止点位置信号和缸序判别信号一缸上止点位置信号和缸序判别信号(G(G信号信号)(a)实物外形图(b)六缸发动机用(c)分电器剖面图图272 272 光电式传感器返回二、温度传感器二、温度传感器 (一）水温传感器（二）空气温度传感(一）水温传感器 采用热敏电阻检测水温。传感器安装在发动机冷却水通路上，水温的变化将引起电阻值的变化，随水温升高，电阻值下降。ECU中的电阻与水温传感器的热敏电阻串联，热敏电阻阻值变化时，所得分压值THW，随之改变。图2-73 热敏电阻水温温度传感器 图2-74 水温传感器电路图（二）空气温度传感 进气温度传感器的结构原理与水温传感器相同，也是采用热敏电阻检测进气温度。D型EFI系统中进气温度传感器安装在空气滤清器(简称空滤器)壳体内或进气总管内。L型EFI系统中的进气温度传感器装在空气流量计内。返回三、起动与空挡起动开关信号三、起动与空挡起动开关信号 1、起动信号(STA)起动信号STA用来判断发动机是否处在起动状态。起动时，为改善起动性能，需增加喷油量以加浓混合气。STA信号与起动机电源连在一起，由空档起动开关同时控制。空档起动开关接通，ECU便检测到STA信号，确认发动机处于起动状态，并自动增加喷油量。图2-75 起动信号电路 2、空 档 起 动 开 关 信 号（NSW）在装有自动变速器的汽车中，ECU用空档起动开关信号判定变速器的档位。P为停车，N是空档L、2、D或R为行驶状态。当点火开关在ST位置时，NSW端与蓄电池相连接。自动变速器处于L、2、D或R挡时，空档起动开关断开，NSW端为高电压。自动变速器处于N或P档位时档挡起动开关闭合，由于起动机载荷造成压降，NSW端为低电压。ECU通过对NSW信号的识别，对怠速系统进行控制，在发动机过渡工况时，修正喷油量。图2-76 空档起动开关信号电路 返回四、车速传感器（四、车速传感器（SPDSPD）车速传感器用以测量汽车行驶速度。SPD信号主要 用于发动机怠速和汽车加减速时的空燃比控制。车速传感器主要有舌簧开关型和光电式两种。1舌簧开关型车速传感器 这种传感器装在组合式仪表内，磁铁由转速表软轴驱动，相对于固定的舌簧开关，软轴转一圈，磁铁极性变换四次，由于极性变换，使舌簧触点打开或闭合。ECU通过触点信号检测出车速。图图2-77 2-77 舌簧开关型车速传感器舌簧开关型车速传感器 2光电式车速传感器 光电耦合型传感器亦装于组合仪表内，主要构成体是光电耦合器和带切槽的转子，转子由转速表软轴驱动，转子转动时，其齿间断地遮挡发光二极管光源，使光敏晶体管的输出电压发生变化。转子旋转一周，输出若干电压脉冲，ECU通过记录脉冲数检测车速。返回图图2-78 2-78 光电式车速传感器光电式车速传感器五、空调信号五、空调信号(A(AC)C)A/C信号用来检测空调压缩机是否工作，该信号与空调压缩机电磁离合器的电源接在一起。ECU根据AC信号控制发动机怠速时的点火提前角和进行怠速喷油量修正等。返回六、可变电阻器型传感器六、可变电阻器型传感器 在不装氧传感器的D型EFI系统中，装有可变电阻器，用以调节怠速时的混合气浓度。返回七、电控单元七、电控单元 电控单元的结构在第一章和本章第一节中已有叙述，在此不再多作介绍。本章结束，同学门请认真总结一下吧！第二节电喷汽油机燃油系统故障的检查和诊断 一、燃油系统各部件工作不正常时对发动机的影响故障现象：电动汽油泵故障：发动机不能起动，运转不稳，运转中熄火。汽油滤清器故障：发动机不能起动，运转不稳，发动机喘抖，动力性差。压力调节器故障：发动机不能起动，运转不稳，发动机喘抖，油耗增加。喷油器故障：发动机不能起动，运转不稳，排气管放炮，油 耗增加。二、燃油系各部件工作失效的原因分析 三、燃油系统故障的检查与诊断1)首先利用汽车电脑的故障自诊断系统，调出并解读故障码，了解电脑的自诊断结果。2)人工检查：直观试探法并配以必要的仪表，进一步诊断出故障的确切部位和原因。1故障码的调出与清除调出故障码的方法有三种：一是用专用的解码仪，它能显示出故障码及故障的文字、符号和数据流；二是利用汽车仪表盘上故障灯的闪光信号来读取；三是用直流电压表(万用表的直流电压挡)，根据表针的摆动情况读取故障码。2燃油系各部件的检查(1)汽油泵将点火开关转到ON的位置，用导线连接检查器的+B和FP端子，用手捏住油压调节器的回油管。如感觉到橡胶软管坚硬，说明汽油泵的工作正常。如果感觉不到有回油压力，应检查汽油泵电源线与搭铁端电压，其值应为蓄电池的电压(12V)；再检查汽油泵线路是否断路或搭铁是否可靠，汽油泵线圈的电阻应在0.53之间。如果电压为0V，应检查开路继电器和汽油泵控制回路是否断路。(2)油路系统压力的检查在输油管路接压力表。用导线连接诊断座的+B和FP端子，点火开关转至ON后，测量燃油压力，其标准值应为265304kPa。然后取下导线，起动发动机，怠速运转，从压力调节器上取下真空管，并堵住软管，此时燃油压力应为265304kPa。将真空软管与压力调节器重新连接，发动机仍然怠速运转，燃油压力应为226265kPa。发动机熄火5min之内，燃油压力应保持在147kPa以上。系统油压测量系统油压测量(3)喷油器的检查喷油器工作时，可以听到阀门开启喷油时的“嘶嘶”声，其声音大小与发动机的转速成正比。如无这种声音，应检查是否有来自电脑的喷射脉冲信号和喷油器是否出现故障。喷油器的电阻应为138。