汽油机电控技术.ppt

汽油机电子控制系统,汽油机电控系统,汽油机控制系统总体结构组成控制系统传感器控制系统执行器控制系统的控制方法及控制内容先进的汽油机电子控制系统和方法,一、汽油机控制系统,汽油机的控制系统由燃油系统、空气系统、点火系统、控制系统等部分组成，通过传感器检测发动机的各个信息，结果ECU处理后，利用执行器精确控制发动机的转速和转矩，并保证发动机具有良好的经济性和排放性能。,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,电控系统的基本组成,发动机电控系统的基本组成,系统总体框图,系统的结构示意图,Bosch公司MotronicM3.8.2系统,空气,空气,电动燃油泵,燃油滤清器,燃油压力调节器,活性炭罐电磁阀,活性炭罐,点火线圈组件,相位传感器,氧传感器,喷油器,节气门组件,空气流量计,控制单元,进气温度传感器,转速传感器,冷却液温度传感器,爆震传感器,无分电器点火,热膜式空气流量计,1、燃油供给系统,2、空气供给系统,汽油机的空气系统由空气滤清器、空气流量计、空气温度传感器、节气门位置传感器、氧传感器、催化转换器、怠速执行器等部分组成。空气流量传感器精确计量空气量，为空燃比闭环控制提供依据；怠速执行器控制怠速时的空气量，从而控制发动机的怠速转速。,2、空气供给系统,3、EGR控制系统,废气再循环（EGR）的含义是将部分废气重新引入到气缸内参与燃烧，降低气缸内氧气的含量，从而抑止NOx的生成，达到改善排放的目的。主要在富氧的部分负荷时采用。EGR率太高：燃烧缺氧，HC和CO排放增加；ERG率合适：NOx少而且HC和CO不会恶化；EGR率太低：NOx排放较多。EGR率一般在10%15%左右,EGR控制系统,4、燃油蒸汽回收控制系统,为了防止汽油的挥发，造成环境污染和经济性变差，需要有燃油蒸汽控制系统，该系统由碳罐收集油箱挥发出来的蒸汽，经过电磁阀引入进气管，参与发动机的燃烧过程。,5、排气后处理控制系统,排气总管上有氧传感器和三效催化装置；要求汽油中不能有铅，否则催化器易中毒；催化器要有稳定的工作温度:500600度；要求氧传感器的响应要快；,催化器在安装上应该尽量接近发动机的排气岐管以减少排气能量的损失。采用二次空气辅助喷射和宽带的氧传感器进行精确的空燃比控制。,6、点火控制系统,7、控制功能,动力控制模式：空气流量计控制发动机的转矩；期望的转矩大小由驾驶员的意志即节气门位置决定；即转矩的前馈控制。排放控制模式：氧传感器闭环控制空燃比，三维催化器为主；EGR辅助；燃油蒸发控制系统辅助；经济性模式：通过爆震传感器反馈控制点火提前角，利用点火闭合角优化点火能量。其它辅助的功能：温度补偿、怠速转速反馈控制，故障诊断等。,二、控制系统的传感器,1、氧传感器OxygenSensor(O2S),氧化锆式氧传感器,2、磁感应式曲轴凸轮轴位置传感器,【信号类型】频率信号发动机转速信号频率信号振幅,霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器,光电式曲轴凸轮轴位置传感器,【信号类型】频率信号发动机转速信号频率信号振幅不变,3、温度传感器,传感器电阻特性曲线,4、压电式爆震传感器,电感式爆燃传感器,磁致伸缩式爆震传感器,5、压力传感器：压敏电阻式,进气歧管压力输出电压怠速运转时约1.25V，节气门全开时约5V。,6、叶片式空气流量计,卡门漩涡式空气流量计,热线式空气流量计,热膜式空气流量计,三、控制系统的执行器,1、燃油压力调节器,作用：调节燃油压力，使输油管内燃油压力与进气管内气体压力的差值保持恒定。使喷油器喷油量仅与喷油时间有关。,燃油压力调节器构造,2、喷油器,3、燃油输油泵,4、碳罐,5、旋转电磁阀型怠速控制阀,步进电机型怠速控制阀,6、EGR阀,四、控制系统的控制功能,1、电子燃油喷射系统2、电控点火系统3、怠速控制系统4、排放控制系统5、进气控制系统6、增压控制系统7、巡航控制系统8、警告系统9、自诊断与报警系统10、失效保护系统11、应急备用系统,1、空燃比控制方法,2、点火（爆震）控制系统,点火控制系统,点火提前角：初级线圈断电的时刻。次级产生高压，实现点火。闭合角：初级通电的持续时间。决定初级线圈中电，也决定了点火能量。,五、汽油机发展趋势,缸内直接喷射稀薄燃烧（16:125:1)故障诊断OBDII网络化CAN电控进排气门发动机管理新技术,缸内直接喷射,缸内直接喷射是进一步提高汽油机的经济性的主要方向，也是汽油机技术向柴油机技术靠拢的一个步骤；稀薄燃烧的技术和缸内直接喷射配合工作，可以大幅度降低汽油机的排放、改善其经济性。但是燃烧的稳定性等问题需要达到保证。,缸内直接喷射，对缸内的油气混合过程提出了更高的要求，如同柴油机的雾化过程一样，需要仔细匹配发动机的燃烧室和进气道的几何参数，以及喷嘴和火花塞的位置。,缸内直接喷射,缸内直接喷射,汽油机直接喷射，不仅使得喷射过程向柴油机的喷射过程靠近，也使得其控制系统的组成向柴油机的控制系统靠近，更使得汽油机的燃烧方式和热效率较大幅度地得到改善。,稀薄燃烧催化器的结构,稀薄燃烧产生HC混合物急剧上升，导致不完全和不规则燃烧，稀燃发动机需要一个氧化催化转换器。,OBDII的故障诊断系统,电控系统的出现，使得发动机复杂化了，但同时也具有智能化的特征，利用新型的OBDII故障诊断标准，可以使得发动机的故障诊断和状态检测更加完善。,OBDII的故障诊断系统,CAN总线的应用,CAN总线已经作为一种工业标准从汽车电子走向了其