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任务三电控燃油喷射系统的组成与原理n电控燃油喷射系统形式多样，但其组成相同，都是由三个子系统组成:空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统，如图3-15所示。n空气供给系统(图3-16 )n空气供给系统的功用:为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的进气量。n燃油供给系统(图3-17)n燃油供给系统的功用:供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据电脑指令喷油。n.控制系统(图3-18 )n在电控燃油喷射系统中，喷油量控制是最基本的也是最重要的控制内容。下一页返回图3-15 汽油机电控燃油喷射系统组成框图返回图3-16 空气供给系统返回图3-17 燃油供给系统返回图3-18 控制系统返回任务三电控燃油喷射系统的组成与原理n喷油控制软件(图3-19 )n电子控制燃油喷射式发动机喷油控制采用实时控制，其控制精度高、运算速度快，因此一般都采用汇编语言编程。为了便于程序编制与调试，一般采用模块化结构，将程序分成若干个子程序进行编制与调试。喷油控制软件的流程主要由主程序、自检程序、故障报警子程序、启动子程序和怠速子程序等组成。上一页返回图3-19 喷油控制软件返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n各型汽车燃油喷射系统采用传感器和执行器的数量与类型各不相同，D(压力)型燃油喷射系统采用歧管压力式传感器MAP(如桑塔纳2000GLi型轿车、切诺基(Cherokee)吉普车、夏利2000，等等)，L(空气流量)型燃油喷射系统采用空气流量传感器AFS(如桑塔纳2000GSi型、捷达AT, GTX型和红旗GA7220E型轿车，等等)。其中，L型燃油喷射控制系统的组成如图3-20所示。n燃油喷射控制系统各组件的工作关系。n曲轴位置传感器CPS:向ECU提供反映发动机曲轴转速、转角的信号，n凸轮位置传感器CIS向ECU提供反映活塞上止点位置的信号，以便计算喷油量(喷油时间)和确定喷油提前角(提前时刻)。n空气流量传感器AFS(或进气歧管绝对压力传感器MAP ):向ECU提供n反映进气量多少的信号，以便计算喷油量(喷油时间)。下一页返回图3-20 L型燃油喷射控制系统的组成方框图返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n节气门位置传感器下尸S:向ECU提供反映发动机负荷大小的信号，ECU根据TPS信号确定增加或减少喷油量。n水温传感器CTS:向ECU提供发动机冷却液温度信号，以便计算确定喷油量和点火提前角的修正值。n氧传感器EGO:向ECU提供反映发动机可燃混合气浓度的信号，以确定增减喷油量，实现空燃比反馈控制，降低废气排放量。n车速传感器VSS:向ECU提供反映汽车车速的信号，以便判断发动机运行在怠速状态(节气门关闭、车速为零)还是运行在减速状态(节气门关闭、车速不为零)，从而确定是否停止供油。n电控燃油喷射系统的功能:对喷油器的喷射正时、喷油量、燃油停供和燃油泵进行控制。上一页 下一页返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n一、喷油器和燃油泵的控制n燃油喷射式发动机所需燃油靠燃油泵供给。各型汽车执行元件喷油器的控制电路大同小异，以捷达两阀电喷车Gi, GiX系列轿车来简单说明喷油器和燃油泵的控制电路，如图3-21所示。n电动燃油泵高、低转速挡之间的关系:n部分电控燃油喷射系统中装用的电动燃油泵有高、低两个转速挡，发动机工作时，电控燃油喷射系统根据发动机的转速和负荷来控制燃油泵以高速或低速运转。发动机在高速、大负荷工况下耗油较多时，使燃油泵以高速运转;发动机在低速、中小负荷工作时，使燃油泵以低速运转，以减少不必要的燃油泵磨损和电能消耗。上一页 下一页返回图3-21 喷油器和燃油泵控制电路图返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n二、喷油正时控制n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的开始时刻，这就是喷油正时控制。n喷油器的喷油可分为同步喷油和异步喷油两种类型。n1.同步喷油正时控制n1)顺序喷射的控制(图3-22)n多点燃油顺序喷油就是各缸喷油器按照一定的顺序喷油。由于各缸喷油器独立喷油，因此也叫独立喷射。上一页 下一页返回图3-22多点燃油顺序喷油控制电路正时关系返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n顺序喷射的优缺点:n各缸喷油时刻均可设计在最佳时刻，燃油雾化质量好，有利于提高燃油经济性和降低废气(HC , CO , NO)的排放量。其缺点是控制电路和控制软件比较复杂，然而对现在的汽车电子技术来说，实现顺序喷射控制是一件十分容易的事情，因此目前汽车普遍采用此方式。国产桑塔纳2000GLi , 2000GSi，捷达AT,GTX，红旗CA7220E等型轿车均采用了多点喷射方式。n2)分组喷射的控制(图3-23 )n多点燃油分组喷射就是将喷油器喷油分组进行控制，一般将四缸发动机分成两组，六缸发动机分成三组，八缸发动机分成四组。上一页 下一页返回图3-23多点燃油分组喷射控制电路与正时关系返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n3)同时喷射的控制(图3-24 )n多点燃油同时喷射就是各缸喷油器同时喷油，各缸喷油器并联在一起，电磁线圈电流由一只功率管VT驱动控制。n各缸喷油器同时喷油的优缺点如下。n优点:控制电路和控制程序简单，且通用性较好。n缺点:各缸喷油时刻不可能最佳。除1, 4缸喷油正时较好之外，2、 3缸喷射的燃油在进气门附近将要停留较长时间，其混合气雾化质量必然降低。因此，仅早期研制的燃油喷射系统采用，现在汽车已很少采用。上一页 下一页返回图3-24多点燃油同时喷射控制电路与正时关系返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n2.异步喷油正时控制n1)启动时异步喷油正时控制n在部分电控燃油喷射系统中，为改善发动机的启动性能，在发动机启动时、除同步喷油外，再增加一次异步喷油。n具有启动异步喷油功能的电控燃油喷射系统，在启动开关(STA)处于接触状态时，ECU接收到第一个凸轮轴位置传感器(CMPS)信号(G信号)，接收到第一个曲轴位置传感器时的(CKPS)信号(Ne信号)时，开始进行启动时的异步喷油。上一页 下一页返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n2)加速时异步喷油正时控制n发动机由怠速工况向汽车起步工况过渡时，由于燃油惯性等原因，会出现混合气稀的现象。为了改善起步加速性能，ECU根据节气门位置传感器(IDL信号)从接通到断开时，增加一次固定量的喷油。在有些电控燃油喷射系统中，ECU接收到的工DL信号从接通到断开后，检测到第一个Ne信号时，增加一次固定量的喷油。有些发动机电控燃油喷射系统，为使发动机加速更灵敏，当节气门迅速开启或进气量突然增加(急加速)时，在同步喷射的基础上再增加异步喷射。n三、喷油量控制n喷油量控制是电控燃油喷射系统最主要的控制功能之一。其目的是使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的混合气浓度，以提高发动机的经济性和降低排放污染。上一页 下一页返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n .发动机启动时喷油量的控制(图3-25 )n启动发动机时，起动机驱动发动机运转，其转速很低(50 r/min左右)且波动较大，导致反映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大。因此，在发动机冷启动时，ECU不是以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷油量的依据，而是按照可编程只读存储器中预先编制的启动程序和预定空燃比控制喷油。启动控制采用开环控制。n冷启动时的基本喷油量:n当冷车启动时，发动机温度很低，喷入进气管的燃油不易蒸发，吸入气缸内的可燃混合气浓度相对减小。为了保证具有足够浓度的可燃混合气，ECU还要根据冷却液温度传感器信号反映的温度高低控制喷油器的喷油量，温度越低喷油量越大;温度越高喷油量越小，以使冷态发动机能够顺利启动。冷却液温度与喷油量的关系如图3-26所示。上一页 下一页返回图3-25 启动时喷油量控制示意图返回图3-26 冷启动时的基本喷油量示意图返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n .发动机启动后喷油量的控制(图3-27 )n在发动机运转过程中，喷油器的总喷油量由基本啧油量、喷油修正量和喷油增量三部分组成。n发动机启动后转速超过预定值时，ECU确定的喷油持续时间为:n喷油持续时间=基本喷油持续时间x喷油修正系数+电压修正值n(喷油修正系数是各种修正系数的总和)n在D型电控燃油喷射系统中，EGU根据发动机转速信号Ne)和进气管绝对压力信号(PIM ，由内存的基本喷油时间三维图确定基本的喷油时间，如图3-28所示。n发动机启动后的各工况下，ECU在确定基本喷油时间的同时，还必须根据各种传感器输送来的发动机运行工况信自、，对基本喷油时间进行修正。以下几个方面可进行对喷油时间的修正。上一页 下一页返回图3-27 启动后喷油量控制示意图返回图3-28 三元MAP图（三维图）返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n1.启动后加浓修正n发动机完成启动后，点火开关由“STA”,(启动)位置转到“O N(点n火)位置，或发动机转速已达到或超过预定值，为使发动机保持稳定运转，ECU根据冷却液温度确定喷油时间的初始修正值，然后以一固定速度下降，逐步达到正常n 2.暖机加浓修正n发动机温度较低时，燃油蒸发性差，为使发动机迅速进入最佳工作状态，必须供给较浓的混合气。n发动机启动后，在达到正常工作温度之前，ECU根据冷却液温度信号n(THW信号)对喷油时间进行修正，并根据图3-29进行修正系数的确定。上一页 下一页返回图3-29 暖机加浓正系数返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n3.进气温度修正n发动机进气温度影响进气密度，ECU根据进气温度传感器提供的进气n温度信号(THA信号)，对喷油时间进行修正。通常以20为进气温度信息的标准:v度，低于20时空气密度大，ECU适当增加喷油时间，使混合气不致过稀;进气温度高于20时，空气密度减小，适当减少喷油时间，以防混合气偏浓进气温度修正系数的确定如图3-30所示.增加或减少的最大修正量约为10%n4.大负荷工况喷油量修正n发动机在大负荷工况下运转时，要求使用较浓的功率混合气以获得大功率。ECU根据发动机负待修正喷油时间。上一页 下一页返回图3-30 进气温度修正系数返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n5.过渡工况喷油量修正n发动机在过渡工况(加速或减速)下运行时，为获得良好的动力性、经济性和响应性，需要适当修正喷油时间。nECU主要根据PIM信号或VS信号、Ne信号、SPD信号(车速信号)、nVTA信号、NSW信号(空档启动开关信号)判断过渡工况，对喷油时间进行修正。n6.怠速稳定性修正(只用于D系统)n在D型电控燃油喷射系统中，决定基本喷油时间的进气管绝对压力的变化，在过渡工况时，相对于发动机转速的变化将产生滞后。节气门之后进气管容积越大，怠速时发动机转速越低，这种滞后时间越长。上一页 下一页返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n四、燃油停供控制n燃油停供控制(断油控制)是电控单元ECU在某些特殊工况下，暂时中断燃油喷射，以满足发动机运行的特殊要求，断油控制包括发动机超速断油控制、减速断油控制和清除溢流控制等。n超速断油控制n发动机工作时，转速越高，曲柄连杆机构的离心力就越大。当离心力过大时，发动机就有飞车”而损坏的危险，因此每台发动机转速都有一个极限值，一般为6 0007 000 r/min，桑塔纳2000GLi, 2000GSi型轿车为h 400 r/min，捷达AT, GTX型轿车为h 800 r/min。超速断油就是当发动机转速超过允许的极限转速时，ECU就控制喷油器中断燃油喷射，防止发动机超速运转而损坏机件。超速断油控制过程如图3-31所示。上一页 下一页返回图3-31 超速断油与减速断油控制示意图返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n在发动机运行过程中，ECU随时都将曲轴位置传感器测得的发动机实际转速与存储器中存储的极限转速进行比较当实际转速达到或超过极限转速80100 r/min ( Motronic控制系统为80 r/min)时，ECU就发出停止喷油指令，控制喷油器停止喷油，限制发动机转速进一步升高。喷油器停止喷油后，发动机转速将降低。当发动机转速下降至低于极限转速80100 r/min时，ECU将控制喷油器恢复喷油，极限转速控制曲线如图3-32所示。n减速断油控制n当汽车在高速行驶中突然松开油门踏板减速时，发动机将在汽车惯性力的作用下高速旋转。由于节气门已经关闭，进入气缸的空气很少，如不停止喷油，混合气将会很浓而导致燃烧不完全，排气中的有害气体成分将急剧增加。上一页 下一页返回图3-32 超速断油控制曲线示意图返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n减速断油的控制过程是由ECU根据节气门位置、发动机转速和冷却液温度传感器信号等运转参数，做出综合判断，在满足一定条件时，执行减速断油控制的。n减速断油控制是当发动机在高转速运转过程中突然减速时，ECU自动控制喷油器中断燃油喷射，直到发动机转速下降到设定的转速时，再恢复喷油，控制曲线如图3-33所示。燃油停供转速和复供转速与冷却液温度和发电机负荷有关。冷却液温度越低，发动机负荷越大(如空调接通)，燃油停供转速和复供转速就越高。n清除溢流控制n在装备燃油喷射式发动机的汽车上，启动时喷射系统将向发动机供给很浓的混合气。如果多次启动未能成功，那么淤积在气缸内的浓混合气就会浸湿火花塞，使其不能跳火而导致发动机不能启动。火花塞被混合气浸湿的现象称为“溢流”或“淹缸。n 上一页 下一页返回图3-33 减速断油控制曲线示意图返回任务四电控燃油喷射系统的控制过程n清除溢流功能就是将发动机油门踏板踩到底，接通启动开关启动发动机时，ECU自动控制喷油器中断喷油，以便排除气缸内的燃油蒸汽，使火花塞干燥，从而能够跳火。n.减扭矩断油控制n在配装电子控制自动变速器的汽车上，当行驶中变速器自动升挡时，变速器ECL1会向燃油喷射系统ECU发出一个减扭矩信号。燃油喷射ECU接收到这一信号后，将立即发出控制指令，暂时中断个别气缸喷油，降低发动机转速，以便减轻换挡冲击，这种控制功能称为减扭矩断油控制。上一页返回
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