汽油机电控燃油喷射系统ppt课件

第二章汽油机电控燃油喷射系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述,一、汽油机对混合气浓度的要求,1.可燃混合气浓度的表征方法,=AF14.7浓=AF=14.7理论=AF14.7稀,=LL01浓=LL0=1理论=LL01稀,空燃比,过量空气系数,第一节汽油机燃油喷射系统概述,2.可燃混合气浓度对发动机性能的影响,可燃混合气空燃比对发动机火焰温度、油耗率和输出功率的影响,一、汽油机对混合气浓度的要求,第一节汽油机燃油喷射系统概述,可燃混合气空燃比对发动机有害排放物浓度的影响,一、汽油机对混合气浓度的要求,第一节汽油机燃油喷射系统概述,3.不同工况下发动机对空燃比的要求,一、汽油机对混合气浓度的要求,发动机不同负荷下对混合气空燃比的要求,第一节汽油机燃油喷射系统概述,一、汽油机对混合气浓度的要求,（1）稳定工况对混合气的要求,怠速和小负荷工况：AB段，A/F在13-16。中等负荷工况：BC段，A/F在17。大负荷和全负荷工况：CD段，A/F在17-13,（2）过渡工况对混合气的要求,冷起动：加浓；加浓量随温度下降增加。暖机：随温度升高加浓量减少，直至水温正常。加速和减速：急加速加浓，急减速减少喷油量。,第一节汽油机燃油喷射系统概述,二、燃油喷射的概念,1.燃油喷射用喷油器将一定压力和数量的汽油喷入进气道或气缸内。提高燃油雾化质量。,2.电控燃油喷射由ECU根据发动机运行工况和使用条件，将适量的燃油喷入进气道或气缸内。实现对供油量的精确控制。,第一节汽油机燃油喷射系统概述,1.按喷油器的布置分类,（1）单点燃油喷射系统（Single-PointInjection，SPI）,节气门体喷射（ThrottleBodyInjection，TBI）中央燃油喷射（CentralFuelInjection，CFI）,三、燃油喷射系统的分类,第一节汽油机燃油喷射系统概述,进气管喷射。缸内喷射又称缸内直接喷射（GasolineDirectInjection，GDI）。,（2）多点燃油喷射系统（Multi-PointInjection，MPI）。,三、燃油喷射系统的分类,第一节汽油机燃油喷射系统概述,三、燃油喷射系统的分类,2.按喷射装置的控制方式分类,（1）机械式燃油喷射系统（K型）,第一节汽油机燃油喷射系统概述,三、燃油喷射系统的分类,（2）机电结合式汽油喷射系统（KE型）。,在K型基础上，增加了ECU。,第一节汽油机燃油喷射系统概述,三、燃油喷射系统的分类,（3）电控式燃油喷射系统（EFI）,ECU通过对各种传感器的信号进行运算获得发动机的运行状况，发出指令控制喷油器的喷油时刻和喷油量，从而精确控制各工况的空燃比。,第一节汽油机燃油喷射系统概述,三、燃油喷射系统的分类,开环控制方式,闭环控制方式,第一节汽油机燃油喷射系统概述,三、燃油喷射系统的分类,3.按喷油方式分类,（1）连续喷射系统（ContinuousFuelInjection，CFI）在发动机运转期间，燃油连续不断的喷射,（2）间歇喷射系统在发动机运转期间，燃油按照一定的规律间歇喷射。EFI都采用间歇喷射。,第一节汽油机燃油喷射系统概述,三、燃油喷射系统的分类,间歇喷射：分为同时喷射、分组喷射、顺序喷射。,（a）同时喷射；（b）分组喷射；（c）顺序喷射,第一节汽油机燃油喷射系统概述,4.按进气量的检测方式分类,（1）直接测量式,（2）间接测量式,通过对其他参数（进气歧管绝对压力、节气门开度和发动机转速等）间接测量，并经过计算处理得到进气量的值。,三、燃油喷射系统的分类,利用空气流量计直接测量单位时间内吸入进气管的空气流量。也可称为质量-流量方式，简称L型。,第一节汽油机燃油喷射系统概述,速度-密度方式：根据进气管绝对压力和发动机转速计量发动机每循环的进气量。节气门-速度方式：根据节气门开度和发动机转速计量发动机每循环的进气量。,常用进气歧管绝对压力式，即采用进气歧管绝对压力传感器测量进气管的绝对压力以确定进气量。简称D型。,间接测量式：分为速度-密度式和节气门-速度式。,三、燃油喷射系统的分类,第一节汽油机燃油喷射系统概述,三、燃油喷射系统的分类,（1）能实现空燃比的高精度控制。（2）充气效率高。（3）瞬时响应快。（4）起动容易，暖机性能好。（5）节油和排放净化效果明显。（6）减速、限速断油功能，能降低废气排放量、节省燃油。（7）便于安装。,四、电控汽油喷射系统的优点,第一节汽油机燃油喷射系统概述,第一节汽油机燃油喷射系统概述,第二节结束,第二节EFI的基本组成及工作原理,L型电控燃油喷射系统,第二节EFI的基本组成及工作原理,D型电控燃油喷射系统,第二节EFI的基本组成及工作原理,第二节EFI的基本组成及工作原理,一、空气供给系统,用于向发动机提供新鲜空气，并测量进入气缸的空气量。,1.功用,2.组成,空气滤清器、节气门体、怠速控制阀、动力腔、进气歧管等。,空气供给系统,第二节EFI的基本组成及工作原理,3.工作原理,一、空气供给系统,第二节EFI的基本组成及工作原理,二、燃油供给系统,1.功用,给气缸提供适量、雾化良好的汽油。,2.组成,油箱、电动汽油泵、油管、喷油器、油压调节器、燃油滤清器、燃油脉动阻尼器等。,燃油供给系统,第二节EFI的基本组成及工作原理,二、燃油供给系统,3.工作原理,第二节EFI的基本组成及工作原理,三、电子控制系统,1.功用,计算和控制最佳喷油量。,2.组成,（1）信号输入装置：反应发动机运行工况。,空气流量传感器（AFS）或歧管压力传感器（MAP）、曲轴位置传感器（CPS）和凸轮轴位置传感器（CPS/CIS）、节气门位置传感器（TPS）、冷却液温度传感器（CTS）、进气温度传感器（IATS）、氧传感器或O2传感器（EGOS）、点火开关信号（IGN）、起动开关信号（STA）、空调开关信号（A/C）、电源电压信号（UBAT）,（3）执行器：接收ECU指令，完成喷油。,（2）ECU：电控单元，计算控制喷油量和喷油时刻。,喷油器、电动汽油泵、氧传感器加热器的的等。,第二节EFI的基本组成及工作原理,三、电子控制系统,3.工作原理,信号输入装置电子控制单元执行器,第二节结束,第二节EFI的基本组成及工作原理,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,喷油正时控制：控制喷油器喷油时刻。喷油量控制：控制喷油器的喷油持续时间。断油控制：减速、超速、清除溢流切断燃油喷射。燃油泵控制：控制电动汽油泵工作。,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,一、喷油正时控制,2、同步喷油正时控制,1、异步喷油正时控制,与发动机的运转状态同步。最佳的喷油正时一般是使各缸进气行程的开始时刻与喷油结束时刻同步。,与发动机的工况有关。有启动时异步喷油和加速时异步喷油,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,一、喷油正时控制,起动时异步喷油正时控制,（1）异步喷油正时控制,在起动开关接通时，ECU接收到第一个凸轮轴位置传感器信号后，接收到第一个曲轴位置传感器信号时，开始起动时的异步喷油。,STA开关信号凸轮轴位置传感器信号曲轴位置传感器信号,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,一、喷油正时控制,起步加速时，ECU根据IDL信号从接通到断开时，增加一次固定量的喷油。在有些系统中，ECU接收到的IDL信号从接通到断开后，检测到第一个Ne信号时，开始喷油。有些系统，当节气门迅速开启或进气量突然增加（急加速），在同步喷射的基础上再增加异步喷射。,加速时异步喷油正时控制,IDL开关信号节气门位置传感器信号进气量传感器信号,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,顺序喷射系统喷油正时控制,（2）同步喷油正时控制,一、喷油正时控制,一、喷油正时控制,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,分组喷射系统喷油正时控制,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,一、喷油正时控制,同时喷射系统喷油正时控制,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,二、喷油量控制,目的在各种工况下，对空燃比进行最优化控制。控制方式通过控制喷油器喷油时间来实现。控制模式分异步喷油量控制和同步喷油量控制。异步喷油量为固定值。同步喷油量控制又分起动时的喷油量控制和起动后的喷油量控制。,1、起动时的同步喷油量控制,起动喷油持续时间=基本喷油时间进气温度修正值电压修正值,二、喷油量控制,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,ECU根据冷却水的温度来确定基本喷油时间，再根据进气温度和蓄电池电压进行修正。,二、喷油量控制,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,喷油持续时间=基本喷油时间喷油修正系数电压修正值喷油持续时间=基本喷油时间各修正值,（1）基本喷油时间：D型：发动机转速信号（Ne）和进气管绝对压力信号（PIM）L型：发动机转速信号（Ne）和空气流量信号（VS）,2、起动后的同步喷油量控制,起动后转速超过预定值时，ECU确定的喷油时间为：,二、喷油量控制,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,D系统,L系统,各工况基本喷油时间均贮存在ECU中。,二、喷油量控制,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,（2）喷油修正水温修正（冷启动加浓修正）暖机修正（暖机加浓修正，随水升高加浓量减少减少）进气温度修正（随进气温度升高减少喷油量）负荷修正（根据不同负荷工况对混合气浓度的要求修正）过渡工况修正（加速或减速时修正）怠速稳定性修正（用于D型系统）,暖机加浓修正曲线,怠速稳定修正曲线,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,二、喷油量控制,三、断油控制,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,1.减速断油控制急减速时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低HC及CO的排放量。当发动机转速降至设定转速时又恢复正常喷油。2.限速断油控制发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定最高车速时，ECU将切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速。3.清除溢流断油控制点火开关断开，连续踩踏加速踏板，ECU控制喷油器断油。,四、燃油泵控制,打开或发动机熄火，预先或迟后工作23s。发动机运转，燃油泵正常工作。关闭点火开关，燃油泵停止工作。有高、低两个转速挡,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,第三节电控汽油喷射系统的主要功能,第三节结束,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,一、空气供给系统主要元件的结构原理,1、空气滤清器：纸质干式滤芯式。,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,由节气门、主空气通道、怠速空气道等组成。,1-节气门体衬垫2-节气门限位螺钉3-螺钉孔护套4-节气门体5-加热水管6-节气门位置传感器7-螺钉8-怠速控制阀9-O形密封圈10-螺钉,2、节气门体：控制进气量。,一、空气供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,3、空气供给系统的检修,检查空滤器滤芯，必要时用压缩空气吹净或更换。检查各连接部位，应连接可靠，密封垫应完好。检查节气门体内腔，必要时用化油器清洗剂进行清洗积垢和结胶。注意：节气门体的密封部位，绝对不允许用砂纸或刮刀等清理积垢和结胶，以免损伤内腔，导致节气门关闭不严或改变怠速空气道尺寸，影响发动机正常工作,一、空气供给系统主要元件的结构原理,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,1、电动汽油泵,（1）作用：用于向喷油器提供油压高于进气歧管压力的燃油。最高输出油压一般为450600kPa。,电动汽油泵,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,（2）类型,按汽油泵结构不同：分叶片式、滚柱式、齿轮式、涡轮式和侧槽式。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,按安装方式不同：分为内装式和外装式两种。,油箱内安装,油箱外安装,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,主要由永磁式直流电动机、油泵、限压阀、单向阀和泵壳等组成。,电动汽油泵1进油口；2限压阀；3电枢；4泵壳；5接线端子；6出油口；7单向阀；8永久磁铁；9泵体,（3）结构组成,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,（4）工作原理,滚柱泵,涡轮泵,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,限压阀：卸压阀，使油泵实现内部循环，防止油压过高而损坏油泵。,单向阀：出油阀，保证出油口具有一定的压力；在发动机熄火时，保证系统具有一定的残余油压。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,（5）电动汽油泵的控制,发动机ECU控制型,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,电动汽油泵开关控制（质量流量型）,开关控制型,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,转速控制型,低速小负荷，供油量小：ECU控制FP与E通，油泵继电器线圈通电，B点闭合，电路中串有电阻器，油泵低速运转。高速大负荷，供油量大：FP与E断，A点闭合，油泵转速高。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,由专用ECU控制控制方式,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,当发动机在起动或高转速、大负荷工况时，ECU给汽油泵ECU的“FPC”端输入一个高电平信号14V，汽油泵ECU的“FP”端向驱动电动机提供较高的电压（蓄电池电压），汽油泵高速转动。当发动机在怠速或小负荷工况时，发动机ECU向汽油泵ECU的“FPC”端输入一个低电平信号9V，汽油泵ECU的“FP”端向驱动电动机提供低于蓄电池的电压，汽油泵以低转速转动。,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,（6）电动汽油泵的检测。拔下电动汽油泵的导线插接器，从车上拆下电动汽油泵进行检查。电动汽油泵电阻的检测。用万用表电阻挡测量电动汽油泵上两个接线端子间的电阻，其阻值应为：2-3（20时）。如电阻值不符，则须更换电动汽油泵。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,电动汽油泵工作状态的检查。如电动汽油泵不转动，则应更换电动汽油泵。电动汽油泵工作状态的检查如图所示。,电动汽油泵工作状态的检查,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,2、燃油滤清器,作用：过滤燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物，防止燃料系统堵塞。一般汽车每行驶2000040000km或12年，应更换燃油滤清器。更换滤清器时，注意释放燃油系统压力和滤清器壳体上的箭头标记。,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,3、燃油脉动阻尼器,功用：衰减喷油器喷油时引起的燃油压力脉动。,1膜片弹簧2膜片3出油口4进油口,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,1-弹簧室；2-弹簧；3-膜片；4-壳体；5-阀；6-燃料室,4、燃油压力调节器,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,（1）功用：调节燃油压力，使喷油压差保持恒定。,喷油压差：指燃油分配管内燃油压力与进气管内气体压力的差值，一般为300kPa左右。,燃油压力调节器结构图,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,（2）结构原理,（1）作用：向气缸或进气道内喷射适量的、雾化的燃油。,5、喷油器,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,（2）分类：,按结构不同分：轴针式、球阀式和片阀式。按电磁线圈电阻值大小分：高电阻型（1318）和低电阻型（13）两种。,（3）结构特点：,（a）轴针式喷油器,1-进油口；2、6O形密封圈；3滤网；4回位弹簧；5阀体；7阀座；8轴针；9电磁线圈；10线束插座,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,（b）球阀式喷油器,1弹簧座；2导杆；3球阀；4针阀,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,（c）片阀式喷油器,1燃油滤网；2导杆；3壳体；4片阀；5带孔阀座；6、12O形密封圈；7底座；8油道；9电磁线圈；10复位弹簧；11弹簧预紧力调节滑套,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,（4）工作原理:,（a）电磁线圈通电，产生电磁力吸引针阀阀体。当电磁吸力大于复位弹簧弹力时，阀体压缩弹簧上升；（上升行程很小，一般为0.10.2mm）,（b）针阀（球阀或片阀）随阀体一同上升，离开阀座，针阀被打开，燃油从喷孔喷出；（形状为小于35的圆锥雾状）,（c）电磁线圈断电，电磁吸力消失，阀体在复位弹簧的弹力作用下复位，针阀（球阀或片阀）回落到阀座上将阀门关闭，喷油停止。,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,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。,（5）喷油器驱动方式,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,电流驱动回路,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,1）电流驱动在电流驱动回路中无附加电阻，低阻喷油器直接与蓄电池连接。如图所示。,电压驱动式直接驱动高阻值喷油器。使用低阻喷油器时，须在回路中串入附加电阻。如图所示。,附加电阻与喷油器的连接方式,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,2）电压驱动,电压驱动方式加入附加电阻使回路阻抗加大，导致流过线圈的电流减少，喷油器上产生的电磁引力降低，针阀开启迟滞时间长。,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,3）无效喷射时间,喷油信号导通与针阀开启有一段迟滞时间，称为无效喷射时间。,电流驱动的迟滞时间（无效喷射）最短，其次为电压驱动低阻型，电压驱动高阻型最长。,无效喷射时间,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,喷油器工作情况的检查。a.发动机运转时用手指接触喷油器，应有脉冲振动的感觉。b.用旋具或听诊器与喷油器接触，应能听到其有节奏的工作声；否则表明喷油器工作不正常，应对喷油器和控制电路做进一步检查；,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,（6）喷油器及其控制电路的检修,1）喷油器的就车检查。,c.采用断油方法检查，当拔下某缸喷油器线束插头时，该缸喷油器停止喷油，发动机转速立即下降，这表明该喷油器工作正常；否则表明不工作或工作不良，应做进一步检查。如果喷油器针阀完全被卡死，则应更换喷油器。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,喷油器电磁线圈电阻的检查。检查时拔下喷油器线束插头，用万用表测量其接线柱间的电阻。在20时，对于高阻喷油器来说，其电阻值应为1217；对于低阻喷油器来说，其电阻值应为25。否则，应予以更换。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,2）喷油器的检验。喷油器泄漏情况的检查。将喷油器装在分配油管上，用一根油管将车上的过滤器出口与分配油管进口连接。另一根油管接回油管。然后用一根导线将燃油泵的两个检测插孔短接，并打开点火开关。这时，燃油泵开始运转，注意观察喷油器有无漏油现象。如漏油，其漏油量在1min内应少于1滴，否则应予以更换。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,喷油器的喷油量的检验。准备工作时的喷油量与检查泄漏时的相同。检验时用导线分别将喷油器与蓄电池相连接，并用量杯测量一定时间内的喷油量。各个车型互不相同，一般为5070mL/15s。每个喷油器应重复测量23次，相互的喷油量差值应小于其喷油量的10%，否则应加以清洗或更换。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,喷雾质量检查。在检查喷油量的同时观察燃油雾化情况。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,检查时应注意：低电阻值的喷油器不可直接与蓄电池连接，应串联一个适当阻值（810）的降压电阻，以免烧毁电磁线圈。上述检测也可直接在喷油器检测清洗仪上进行。,3）喷油器控制电路的检查。拔下喷油器插接器插头。接通点火开关，不要启动发动机。测量喷油器控制线连接插头上电源线的电压，应为12V（个别为5V）。若无电压，检查点火开关、熔断器或主继电器及线路。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,检查ECU的喷油器控制搭铁线及ECU搭铁线，搭铁是否良好。将专用检查试灯串接到喷油器插接器两插头上，起动发动机，试灯应闪烁，不亮或不闪烁则表明控制回路有故障，可检查喷油器至ECU的线路和ECU是否有故障，也可用示波器检测喷油器脉冲波形来对控制电路进行检查。,二、燃油供给系统主要元件的结构原理,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,第四节结束,第四节EFI主要元件的结构原理及检修,第五节冷起动喷油器与热限时开关,冷起动喷油器的作用：冷起动喷油器安装在进气总管上，其功用是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。冷起动喷油器主要由电磁线圈、弹簧、柱塞阀与阀座、旋流式喷嘴、滤网和电接头等组成。,一、冷起动喷油器,冷起动喷油器的结构如图所示。,冷起动喷油器的结构1-旋流式喷嘴；2-喷射管道；3-柱塞阀；4