第2章 汽油机电控概述OK.doc

第3、4课时【教学内容】汽油机电控概述【教学目标】掌握汽油机微机控制系统基本构成及三个基本组成的作用、主要控制功能功能、汽油喷射的分类等基本内容；了解采用微机控制汽油喷射的主要优点【教学重点】汽油喷射的分类和电控汽油喷射系统的优点【教学方法】讲授法【教学过程】一、发动机电控系统的基本组成： 电控系统的基本组成与类型传感器的类型及功用 电子控制单元（ECU）的基本功能执行元件的类型 1.电控系统的基本组成与类型基本组成 任何一种电子控制系统，其主要组成都可分为信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件三部分。 信号输入装置各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU； 电子控制单元ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令； 执行元件由ECU控制，执行某项控制功能的装置。 类型： 开环控制系统的控制方式比较简单，ECU只根据传感器信号对执行元件进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。 开环控制ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果； 闭环控制系统除具有开环控制的功能外，还对其控制结果进行检测，并将检测结果（即反馈信号）输入ECU，ECU则根据反馈信号对其控制误差进行修正，所以闭环控制系统的控制精度比开环控制系统高。 闭环控制也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU。开环控制示意图 闭环控制示意图2.传感器的类型及功用 ：1）空气流量计测量发动机的进气量，将信号输入ECU。 2）进气绝对压力传感器测量进气管内气体的绝对压力，将信号输入ECU。 3）节气门位置传感器检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU。4）凸轮轴位置传感器提供曲轴转角基准位置信号。 5）曲轴位置传感器检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号。 6）进气温度传感器检测进气温度信号。7）冷却液温度传感器给ECU提供冷却液温度信号。 8）车速传感器检测汽车的行驶速度，给ECU提供车速信号（SPD信号）。9)氧传感器检测排气中的氧含量。10)爆燃传感器检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。11)空调开关当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。12)档位开关自动变速器由空档挂入其他档时，向ECU输入信号。13)启动开关发动机启动时，给ECU提供一个启动信号。14)制动灯开关制动时，向ECU提供制动信号。15)动力转向开关当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时向ECU输入信号。16)巡航控制开关当进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航控制状态信号。3.电子控制单元（ECU）的基本功能 给传感器提供电压，接受传感器和其他装置的输入信号，并转换成数字信号； 储存该车型的特征参数和运算所需的有关数据信号； 确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值； 将输入信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并存储故障信息。 向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已储存的信息； 自我修正功能（学习功能）。4.执行元件的类型 喷油器、点火器、怠速控制阀、巡航控制电磁阀、节气门控制电动机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐排泄电磁阀、油泵继电器、风扇继电器、空调压缩继电器、自诊断显示与报警装置、仪表显示器等 。二、汽油机电控系统的主要控制功能一)汽油喷射控制汽油喷射控制是汽油机电控系统最主要的控制功能，汽油喷射控制的内容主要有喷油正时控制、喷油持续时间控制、停油控制和电动汽油泵控制等二)点火控制功用：是点火提前角控制 。根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。 三）怠速控制功用：是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。 四）排气净化控制功用：主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括：废气再循环（EGR）控制，活性炭罐电磁阀控制，氧传感器和空燃比闭环控制，二次空气喷射控制等。 五）进气控制功用：主要是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机动力性。 六）故障自诊断和带故障运行控制 功用：用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围 。 三、汽油喷射概说1.汽油喷射的发展历史1898年，Deutz发动机厂就开始少量生产用于燃油喷射系统的柱塞泵。1912年，BOSCH公司开始研究汽油喷射泵。第一台应用BOSCH燃油喷射技术的航空发动机的功率为894.84Kw（1200hp），并于1937年形成系列产品。1951年，BOSCH将直接喷射装置作为标准配置首次应用于小轿车。1957年，BENDIX公司研制出采用真空管的电子控制燃油喷射系统。BOSCH，1967年成功研制出由进气管压力控制的第一代电子喷射系统D-Jetronic。1973年，BOSCH研制出更L-Jetronic系统和K-Jetronic系统。1976年，BOSCH在K-Jetronic的基础上引入了空燃比闭环控制。1979年，BOSCH研制出了以数字式发动机控制系统Motronic，进入微机控制时代。2.汽油喷射的分类1）按控制方式的不同划分机械控制式汽油喷射系统(K-Jetronic)（1） 结构 机械控制式汽油喷射系统是一种液力控制、机械式、进气道连续喷射，属于多点缸外连续喷射方式。 K系统由电动油泵、蓄能器、燃油滤清器、温度时间开关、启动喷油器、喷油器和暖机调节器等部件组成。 （2）工作原理空气流量传感板与燃油分配器组成一个部件，即混合气调节器，它是机械式汽油喷射系统的一个核心部件。空气流量计使燃油量分配器控制柱塞动作，分配器就给发动机每个气缸分配所需的燃油量。KE-Jetronic带计算机的机械式汽油喷油系统（1） 结构 在机械控制式的基础上，增加了电液液力调节器5，控制器15传感器等。（2）工作原理喷油器的喷油量取决于燃油分配器控制柱塞的升程及其差压阀下室压力的大小。燃油量分配器差压阀下室的油压由电-液压力调节器进行调节。电-液压力调节器由微机控制。微机根据接收到的水温传感器、节气门开关、空气流量计的电位计等发出的信号，经处理后向电-液压力调节器输送控制电流信号，以便控制喷油器的喷油量。电子控制式汽油喷射系统在电子控制汽油喷射系统中，空气流量计（或进气管绝对压力传感器）将进气量的信息传送给发动机控制模块ECM，ECM根据进气量和曲轴转速计算出基本喷油量，再根据各种传感器检测到的与发动机工况有关的参数（如水温、进气温度等），对基本喷油量进行修正，从而确定最佳喷油量和喷射时刻。这种控制系统在正常工作时，其性能最优。2）按空气流量的检测方式的不同划分质量流量法（直接计量）质量流量法利用空气流量计直接测量单位时间内发动机吸入的空气流量，再根据发动机的转速计算出每一工作循环进气量。速度密度法（间接计量）速度密度法利用进气管绝对压力传感器测知进气管的压力，再根据进气管压力和发动机的转速测定循环进气量。节流速度法（间接计量）节流速度法利用节气门位置传感器检测节气门的开度，再根据节气门开度和曲轴转速测定每一周期的吸入空气量。3）按喷射部位的不同划分缸内喷射进气管喷射单点喷射（SPI）多点喷射（MPI） 单点喷射 多点喷射1-燃油；2-空气；3-节气门；4-进气管；5-喷油器；6-发动机4）按喷射方式的不同划分1. 连续喷射（也叫稳定喷射）2脉冲喷射同时喷射分组喷射顺序喷射（又称独立喷射）5）按喷射油压的高低划分1. 高压喷射2低压喷射四、电控燃油喷射系统的优点1.能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度；2.用排放物控制系统后，降低了HC、