电控汽油喷射系统(2).doc

109第5章 电控汽油喷射系统内容提要1. 电控汽油喷射系统的特点2. 电控汽油喷射系统的分类3. 电控汽油喷射系统的总体组成4. 电控汽油喷射系统空气供给系统的组成与工作原理5. 电控汽油喷射系统燃油供给系统的组成与工作原理6. 电控汽油喷射系统电子控制系统的组成与工作原理51 电控汽油喷射系统的特点5.1.1 化油器存在的问题：空燃比控制精度较低，各缸混合气浓度不均匀，影响动了发动机的动力性能、经济性能和排放性能。5.1.2 电控汽油喷射系统产生：20世纪7080年代，排放与节能要求，电子技术发展，使电控汽油喷射技术在汽车上迅速得到推广和应用，5.1.3 电控汽油喷射系统特点：如表5-1所示。表5-1 电控汽油喷射系统特点电控汽油喷射系统的特点对汽车主要使用性能的影响动力性能经济性能排放性能其它使用性能1. 能准确测量发动机的进气量，并根据发动机工况（转速、负荷）和目标空燃比，精确计量喷油量，在各种工况下均能配制最佳空燃比的混合气+O2. 进气系统取消了喉管，进气阻力大大减小，提高了发动机的充气效率+03. 燃油以一定压力喷射，雾化质量高；多点燃油喷射系统，各缸混合气均匀性好；采用氧传感器反馈控制，能使空燃比控制在合适的范围内+冷启动性能好4. 空燃比控制系统动态响应快+0+加速性能好5. 能自动实现冷车快怠速，有附加装置（如空调）工作时高怠速00+怠速平稳，工况过度圆滑6. 减速断油功能，当节气门关闭而发动机转速超过预定转速时，ECU控制喷油器停止喷油0+07. 能根据进气温度、海拔高度变化，对空燃比进行修正0+0注：+表示此项性能良好；+表示此项性能优良； 0表示此项性能一般5.2 电控汽油喷射系统的类型图5-1 多点燃油喷射和单点燃油喷射a）多点汽油喷射系统（MPI） b) 单点汽油喷射系统（SPI）5.2.1 按喷油器数量分 有多点汽油喷射系统（MPI）和单点汽油喷射系统（SPI），（图5-1）。 1. 多点汽油喷射系统:在每一个气缸的进气门附近装有一个喷油器（图5-1a），目前已广泛应用在各种电控汽油喷射发动机上。2.单点汽油喷射系统:在节气门体上安装一个或两个喷油器（图5-1b），向进气管中喷油，汽油和空气在进气管中形成可燃混合气，在进气行程时混合气被吸入气缸。该系统虽然能够提高空燃比的控制精度，但各缸混合气分配不均匀的问题仍然没有解决，因此已逐步被淘汰。5.2.2 按汽油喷射方式分 分为连续喷射系统和间歇喷射系统。图5-2 喷油时序（a）同时喷射 (b)顺序喷射 (c)分组喷射1.连续喷射系统:在发动机运转期间连续不断地喷油。这种方式多用于机械控制式和机电结合式汽油喷射系统中。2.间歇喷射系统:在发动机运转期间间断喷油，喷油量的多少取决于喷油器开启时间的长短。它按照喷油时序的不同又可分为顺序喷射、分组喷射和同时喷射（图5-2）。5.2.3 按喷射装置的控制方式分 分为机械控制式（K型）、机电结合控制式（KE型）和电子控制式（EFI型）喷射系统。图5-5 电子控制式汽油喷射系统（EFI）1-燃油箱 2-燃油泵 3-燃油滤清器 4-燃油压力脉动阻尼器 5-控制器 6-点火线圈 7-高压分电器 8-火花塞 9-主喷油器 10燃油分配总管 11-燃油压力调节器 12-冷启动喷油器 13-怠速转速调节螺钉 14-节气门 15-节气门位置开关 16-空气流量传感器 17-进气温度传感器 18-氧传感器 19-热限时开关 20-冷却液温度传感器 21-辅助空气阀 22-怠速混合气浓度调节螺钉 23-曲轴位置传感器 24-转速传感器 25-蓄电池 26-点火开关 27-主继电器 28-油泵继电器电子控制式(图5-5)：通过空气流量计和各种传感器，检测发动机的运行状态，经过ECU对这些信号进行分析、计算、比较、判断后发出喷油脉冲和点火正时指令。5.2.4 按空气量的检测方式分 可分为进气管绝对压力传感器式和空气流量传感器式两大类，后者又可分为体积流量型和质量流量型两类，体积流量型有叶片式和卡门旋涡式，质量流量型有热线式和热膜式空气流量计等类型。5.2.5 按喷油器的喷射位置分 可分为缸内直喷和缸外喷射。缸内直喷是指喷油器将汽油直接喷射到气缸燃烧室内，因此需要较高的喷射压力（0.30.4MPa）；缸外喷射是指进气支管或进气门前喷射,这是本章将要讨论的内容。5.3 电控汽油喷射系统的基本组成与工作原理电控汽油喷射系统一般由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统三大部分组成。5.3.1 空气供给系统 1.作用：向发动机提供新鲜的空气。图5-8 空气供给系统1-节气门 2-空气流量计 3-进气温度传感器 4-空气滤清器2.组成：空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气支管和怠速空气控制阀等。3.工作原理（翼片式空气流量为例）：气流对测量叶片的作用力增大，叶片偏转角度增大，与叶片转轴同轴的电位计转动，使电位计阻值发生变化，从而把进气流量的变化转化成电量参数的变化，实现对进气量的测量。缓冲室3和缓冲叶片4的作用是减小进气气流的变化对测量叶片产生的冲击和振动，使叶片转动平稳，提高测量精度。怠速调整螺钉5用来调节怠速时的进气量大小，以改变怠速时的混合气浓度。叶片式空气流量传感器结构简单，工作可靠性高，测量精度不受电源电压波动的影响，但叶片对进气产生阻力，动态响应慢，需要对进气温度、压力进行修正。5.3.2 燃油供给系统 1.作用：向发动机供给燃烧所需的汽油。图5-6 燃油供给系统框图1-燃油箱 2-电动燃油泵 3-燃油滤清器 4-燃油总管 5-燃油压力调节器 6-喷油器2.组成：电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力脉动阻尼器、燃油压力调节器、喷油器和燃油管路等（图5-6）。图5-7 轴针式电磁喷油器1-滤网 2-电控信号接头3-电磁线圈 4-弹簧 5-衔铁 6-针阀 7-阀体 8-轴针喷油器（电磁喷油器）：是电控燃油喷射系统的一个重要的执行器，它根据ECU发来的喷油脉冲信号，精确地计量燃油喷射量。轴针式电磁喷油器结构如图5-7所示，主要由针阀6、电磁线圈3、弹簧4和壳体等组成。当电磁线圈中无电流通过时，喷油器针阀在弹簧力作用下紧压在锥形密封阀座上；当电磁线圈通电时，产生磁场将衔铁连同针阀向上吸起，喷油口打开，燃油喷出。为了使燃油充分雾化，针阀前端磨出一段喷油轴针8，它具抗污染能力强，自洁性能好的特点。3.工作过程：电动燃油泵2把汽油从油箱中泵出，经过燃油滤清器3滤去杂质，再通过燃油总管4分配到各个喷油器6。燃油压力脉动阻尼器可以减小燃油管路中油压的波动（由于燃油泵输出压力周期性变化、喷油器喷油时引起油压变化）。燃油压力调节器5保证喷油器两端压差恒定，使喷油量只受喷油时间长短的影响，提高喷油量控制精度。5.3.3 电子控制系统 1.作用：检测发动机的工作状况，精确控制燃油喷射量、喷油正时和点火时刻。2.组成：各种传感器、各种执行器、控制器（又称电控单元ECU），图5-8是桑塔纳2000GSi型轿车AJR发动机电子控制系统。图5-8 桑塔纳2000GSi型轿车AJR发动机电子控制系统传感器的作用是将发动机的工况及状态，汽车行驶工况和状态等物理量转变为电信号，输送给ECU，主要有空气流量传感器、曲轴位置传感器、发动机转速传感器、节气门位置传感器、氧传感器和爆震传感器等。执行器用以执行发动机ECU发出的各种控制指令。执行器主要有：电动燃油泵、喷油器、怠速控制（ISC）阀、废气再循环（EGR）阀及自诊断系统等。控制器是电子控制系统的核心。它主要由中央处理器(CPU)、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入和输出接口电路、驱动电路和固化在ROM中的发动机控制程序等组成。3.电子控制系统工作原理发动机电控单元根据进气流量或进气管绝对压力、发动机转速、冷却液温度、进气温度、节气门位置等传感器输入的信号，与存储在ROM中的参考数据进行比较，从而确定在该状态下发动机所需的喷油量、喷油正时和最佳点火提前角。存储在ROM中的参考数据是通过大量的发动机及整车实验所获得的优化数据。在发动机状态信号中进气流量或进气管绝对压力和转速信号是两个主要参数，它们决定该工况下的基本燃油供给量和基本的点火提前角。其它各种参数起修正作用，如冷却液温度修正、进气温度修正、大气压力修正、蓄电池电压修正、节气门变化速率（加减速）修正、排气中氧含量修正等。【复习思考题】1. 名词解释