课题二,电控喷油

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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：,优点,、,分类,、,功用,二、电控燃油喷射系统是什么：,组成,、,基本原理,三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制：,喷射正时控制,喷油量控制,燃油停供控制,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,),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，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。,2,、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,NO,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气密度变化，,ECU,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：,优点,、,分类,、,功用,3,一、电控燃油喷射系统的概述：,优点,、,分类,、,功用,6,、具有减速断油的功用,7,、充分利用吸入的空气惯性和增压作用，增大充气量，提高发动机的输出功率，增加动力性。,8,、启动发动机时。可以用,ECU,计算出启动时所需的供油量，并使发动机顺利经过暖机运转，使发动机启动容易，暖机性能提高。,4,（二）电控燃油喷射系统的分类：,1,、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,7,（,3,）按喷射位置分类,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：,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,多点喷射系统,8,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：,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,（,4,）按有无反馈信号分类,9,二、电控燃油喷射系统是什么：,组成,、,基本原理,3,个子系统组成：,空气供给系统,、,燃油供给系统,和,控制系统,。,三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制：,喷射正时控制,、,喷油量控制,燃油停供控制,、,燃油泵控制,10,本节主要内容：,喷射正时控制,喷油量控制,燃油停供控制,燃油泵的控制,三、电控燃油喷射要控制谁，怎么控制：,喷射正时控制,、,喷油量控制,燃油停供控制,、,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,进气管绝对压力传感器,节气门体,进气总管,进气歧管,怠速控制阀,空气滤清器,空气流量计,节气门体,进气总管,进气歧管,怠速控制阀,1,、空气供给系统,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,D,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：,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 箱,电动燃油泵,燃油滤清器,压力调节器,喷油器,低压回油管,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2000040000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 或,进气压力传感器,其他传感器,基本喷油量,喷油器,修正喷油量,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,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。其控制目标一般是在进气行程开始前，喷油结束。,同步喷油正时控制,顺序喷射正时控制,分组喷射正时控制,同时喷射正时控制,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,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：,喷油器驱动回路数与气缸数目相等。,工作原理：,ECU,根据凸轮轴位置传感器（,G,信号）、曲轴位置传感器（,Ne,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，,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。,27,同步喷油正时控制：分组喷射正时控制,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：,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：,所有各缸喷油器由,ECU,控制同时喷油和停油。,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：,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。,喷油量的控制是通过对,喷油器喷油时间的控制,来实现的。,起动时的同步喷油量控制,起动后的同步喷油量控制,异步喷油量控制,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火开关接通位于,STA,（起动）档时：,ECU,根据,水温确定基本喷油时间,，再根据进气温度和蓄电池电压进行修正，得到起动时的喷油持续时间。,喷油时间（,ms,）,冷却液温度（）,起动时的基本喷油时间,32,喷油持续时间,=,基本喷油持续时间,喷油修正系数,+,电压修正,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：,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：,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,喷油量,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,发动机状态,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,(4188,rpm,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,2117,喷油持续时间的控制,如图,2117,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：,当驾驶员快速松开油门踏板使汽车减速时，,ECU,控制喷油器停止喷油，以降低,HC,和,CO,含量。当转速降至规定值时又恢复正常。,限速断油控制：,发动机转速超过安全转速或汽车超过设定的最高车速时，,ECU,控制喷油器停止喷油，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，电控燃油喷射系统中的燃油泵一般预先或延迟工作,2,3S,，以保证燃油系统必须的油压。,在发动机起动过程和运转过程中，燃油泵应保持正常工作。,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。,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,