汽车电子控制技术课件：第二章 汽油机电控燃油喷射系统

第二章汽油机电控燃油喷射系统,随着电子技术在发动机上的应用，轿车和轻型载货汽车采用电子控制汽油喷射系统代替传统的化油器。应用较广的多点式汽油喷射系统，每个汽缸配有一个喷油器，汽油直接喷入进气管与空气混合后进入各缸燃烧室。电控装置由传感器、控制单元和执行器组成，各种传感器将检测到的发动机运行参数输入控制单元，控制单元据此控制燃油量、空气流量和喷油时间等，以实现与发动机工况的最佳匹配，达到节省燃油、净化排气、改善加速性能和低温起动性能等目的。而附加装置怠速转速调节器和爆震传感器，还可起到稳定怠速、防止爆震的作用。,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、汽车电子技术的发展过程,20世纪60年代初，人们开始对汽车发动机周围零部件的电子化进行研究。首先使电压调节器及点火装置电子化。1960年，美国通用汽车公司（GM）开始采用is电子调节器，并于1967年以后在所有汽车中都换用IC电子调节器。1973年，美国通用汽车公司开始采用此电子点火装置，并逐渐普及使用。1974年起，通用公司开始装备加大火花塞电极间隙、增强点火能量的高能点火系统，并且力图将分电器、点火线圈和电子控制电路制成为一体。,真正的电子控制点火系统是由美国克莱斯勒汽车公司首创于1976年，称为电子式稀混合燃烧系统（ELBS），它根据进气温度、冷却液温度、转速、负荷等由控制（微型计算机）计算出最佳点火时刻，指令点火。1977年，美国通用公司推出最早的数字控制点火系统，称为迈塞（MI-SAR）微机点火和自动调节系统。福特公司则首先开发了同时控制点火时刻，废气再循环和二次空气的发动机电子控制系统。,第一节汽油机燃油喷射系统概述一、汽车电子技术的发展过程,电子燃油喷射的最初设想是在博世（BOSCH）公司于1952年成功地将汽油机实现了直接喷射后，1957年由奔迪（Bendix）公司始创，而真正批量实现产品是1967年博世公司的D型燃油喷射装置，它根据进气歧管压力控制燃油喷射。为解决D型喷射装置存在的系统精度稍低，排放难以控制的问题，1972年博世公司便推出了L型燃油喷射装置，它直接测量进气量以控制燃油喷射。20世纪80年代初，根据节气门开度和曲轴转速确定喷射的M型燃油喷射装置问世。之后，电子燃油喷射系统在全世界逐步推广和发展。,第一节汽油机燃油喷射系统概述一、汽车电子技术的发展过程,随着单片机技术的发展，出现了16位单片机，使得单一功能的控制技术被整机集中控制取代，同时实现优化的点火正时和精确的空燃比控制。如：日本日产汽车公司开发了能综合控制喷油、点火时刻、废气再循环、空燃比和怠速，并具有自我诊断功能的综合控制系统。20世纪80年代后期，高性能的16位单片机出现（如MCS-96），它适用于在更加复杂的实时处理系统中。高性能16位单片机丰富的软硬件资源和强大的性能可以使发动机的控制策略更加丰富和完善，特别是增强了系统的自学习、故障诊断及失效保护等方面。,第一节汽油机燃油喷射系统概述一、汽车电子技术的发展过程,20世纪90年代，23位单片机开始逐步得到应用，硬件上还采用了可编程逻辑阵列，数字信号处理DSP技术，微处理器外围芯片大规模集成化等电子技术。硬件功能的增强使得控制向整车方向发展，如别克（Buick）轿车采用了多种电子控制系统：动力总成（含发动机和变速器）控制系统（PCM）、防抱死制动与牵引力控制系统（EBC/EBTCM）、安全气囊系统（SIR）、车身控制系统（BCM）等，其中PCM采用无分电器点火系统（DSI）和进气道多点顺序喷射系统。发动机控制包括：空燃比、燃油蒸发净化（EVAP）、怠速、排气再循环（EGR）、冷却风扇，空调离合器、点火提前角和点火闭合期。变速控制包括自动换挡等。,第一节汽油机燃油喷射系统概述一、汽车电子技术的发展过程,在应用单片机的电子控制装置中，控制程序被存储在微处理器或外部存储器的ROM、EPROM、EEPROM中。程序语言要采用汇编语言。在发动机的控制理论方面，发动机的控制从以传统的查表法和PID控制方法向最优控制、自适应控制以及神经网路控制、模糊控制等现代控制理论方向发展，智能控制在发动机控制中的应用成为现在的一个研究热点。,第一节汽油机燃油喷射系统概述一、汽车电子技术的发展过程,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,.汽油机燃油喷射系统概述汽油机燃油喷射系统由单片机自动控制，包括信号输入传感器、反馈传感器、执行器、故障保护等。发动机ECU收集传感器的信号，包括曲轴位置、凸轮轴位置、节气门位置、冷却液温度、进气温度、进气流量或进气压力等，内部运算后，驱动执行器，包括汽油泵、喷油嘴、点火线圈、怠速电动机、炭罐电磁阀等工作，再通过反馈传感器、氧传感器、爆震传感器、怠速节气门位置传感器等信号运算下一个循环，当某个传感器失效后，ECU会用替代信号工作，发动机进入跛行模式，能勉强工作，性能会大大降低，同时记录故障内容，点亮发动机故障灯。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,2.汽油机燃油喷射系统的分类1）按汽油喷射部位分类（1）缸内喷射。该喷射方式是将汽油直接喷射到汽缸内，故又称缸内直喷式。（2）进气管喷射。该喷射方式是目前普遍采用的喷射方式。单点喷射（SPI）：在进气总管的节气门上方装有1-2个喷油器的喷射方式。多点喷射：是在各缸的进气歧管上分别装有一个喷油器的喷射方式（MPI）。喷油器安装位置示意图如图2-1所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-1喷油器安装位置示意图1-节气门上带有喷油器；2-混合气；3-喷油器；4-节气门；5-空气,2）按喷射控制装置的形式不同分类（1）机械式。燃油的计量是通过机械传动与液体传动来实现的，即型系统。（2）电子控制式。燃油的计量是由电控单元及电磁喷油器实现的，即EFI。（3）机电一体混合控制式，即KE型系统。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,3）按喷射方式不同分类（1）间歇喷射或脉冲喷射式。对每一个汽缸的喷射都有一经计算确定的喷射持续期，喷射多数是在进气过程中的某段时间内进行的，喷射持续时间对应所控制的喷油量。（2）连续喷射或稳定喷射方式。燃油喷射的时间占有全工作循环的时间，连续喷射都是喷在进气管道内，而且大部分的燃油是在进气门关闭后喷射的，因此大部分燃油也是在进气道内蒸发的，K型、KE型和大部分SPI系统采用这种喷射方式。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,4）电子控制汽油喷射系统，按空气流量的测量方式分类（1）速度密度控制型（D型EFI系统）。它是通过检测进气歧管的压力（真空度）和发动机的转速，推算发动机吸入的空气量，并计算燃油流量的速度密度控制方式。进气歧管压力计量式电控汽油机燃油喷射系统如图2-2所示。（2）质量流量控制型（L型EFI系统）。这种方式是用空气流量传感器直接测量发动机吸入的空气量。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-2进气歧管压力计量式电控汽油机燃油喷射系统1-喷油器；2-冷起动阀；3-燃油压力调节器；4-电控单元（ECU）；5-节气门位置传感器；6-怠速空气调整器；7-进气压力传感器；8-燃油泵；9-过滤器；10-冷却液温度传感器；11-热限时开关,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,叶片式电控汽油机燃油喷射系统。采用叶片式空气流量传感器和卡门旋涡式空气流量传感器的电控汽油机燃油喷射系统，其空气流量的计算方式均属体积流量型，即计量进入汽缸的空气的体积量，以控制混合气空燃比的最佳值。叶片式电控汽油机燃油喷射系统如图2-3所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-3叶片式电控汽油机燃油喷射系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,热线式和热膜式电控汽油机燃油喷射系统。热线式和热膜式空气流量传感器直接测量进入汽缸内空气的质量，将该空气的质量转换成电信号，输送给ECU。由ECU根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量，以控制最佳空燃比。热线式电控汽油机燃油喷射系统如图2-4所示。（3）节流速度控制型。节流速度控制型是利用节气门的开度和发动机的转速，推算每一循环吸入发动机的空气量，根据推算出的空气量，计算汽油喷射量。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-4热线式电控汽油机燃油喷射系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,5）多点间歇喷射系统，按喷油器之间的喷油顺序分类对于多点间歇喷射系统，可根据喷油器之间的喷油顺序分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射。（1）同时喷射。同时喷射控制电路如图2-5所示，某发动机喷油器的喷油正时波形如图2-6所示，同时喷射正时图如图2-7所示。,图2-5同时喷射控制电路,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-6某发动机喷油器的喷油正时波形,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-7同时喷射正时图,（2）分组喷射。分组喷射一般是把所有汽缸的喷油器分成2-4组。4缸发动机一般把喷油器分为两组，由微机分组控制喷油器，两组喷油器轮流交替喷射。分组喷射的控制电路如图2-8所示，分组喷射的正时图如图2-9所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-8分组喷射的控制电路图,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-9分组喷射的正时图,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,（3）顺序喷射。顺序喷射也称为独立喷射。曲轴每转两圈，各缸喷油器都按照特定的顺序依次进行喷射。顺序喷射的控制电路如图2-10所示，本田4缸发动机顺序喷射的正时图如图2-11所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-10顺序喷射的控制电路,图2-11本田4缸发动机顺序喷射的正时图,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,3.汽油机电控燃油喷射系统的优点（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。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,4.电控燃油喷射系统的控制功能1）喷油量的控制电子控制单元根据空气流量传感器或进气压力传感器、发动机转速传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器等提供的信号计算出喷油持续时间，因喷油器针阀的行程是一定的，故喷油量的大小决定于喷油器喷油持续时间的长短。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,起动喷油控制。起动时的基本喷油时间是ECU根据起动信号和当时的冷却液温度，由内存的冷却液温度-喷油时间图找出相应的喷油时间TP，然后加上进气温度修正喷油时间TA和蓄电池电压修正喷油时间TB，计算出起动时的喷油持续时间。冷却液温度-喷油时间图如图2-12所示，喷油时间的确定如图2-13所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-12冷却液温度喷油时间图,图2-13喷油时间的确定,（1）基本喷油时间。D型EFI系统的基本喷油时间可由发动机转速信号（Ne）和进气管绝对压力信号（PIM）确定。用于D型EFI系统的ECU内存储了一个基本喷油时间三维图，它表明了与发动机各种转速和进气管压力对应的基本喷油时间。L型EFI系统的基本喷油时间由发动机转速和空气量信号（VS）确定。D型EFI基本喷油时间三维图如图2-14所示，进气温度修正曲线如图2-15所示，暖机加浓修正曲线如图2-16所示，怠速稳定修正曲线如图2-17所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-14D型EFI基本喷油时间三维图,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-15进气温度修正曲线,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-16暖机加浓修正曲线,图2-17怠速稳定修正曲线,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,（1）起动后各工况下喷油量的修正。1）起动后加浓。2）暖机加浓。3）进气温度修正。4）大负荷加浓。5）过渡工况空燃比控制。6）怠速稳定性修正(只用于D型EFI系统)。7）喷油正时控制。8）减速断油控制。9）限速断油控制。10）溢油消除控制。11）冷起动喷油器喷油时间控制。12）燃油泵的控制。13）汽油泵泵油量的控制。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,2）汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理（1）电控燃油喷射系统的组成。电控燃油喷射系统一般由三个子系统组成，即空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统。空气供给系统。空气供给系统的作用是提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。空气供给系统如图2-18所示。燃油供给系统。燃油供给系统的作用：给汽缸提供合适的燃油。燃油供给系统如图2-19所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-18空气供给系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-19燃油供给系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,电子控制系统。电子控制系统的作用是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量。该系统由传感器、ECU和执行器三部分组成。电子控制系统如图2-20所示。,图2-20电子控制系统,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,（2）电控燃油喷射系统的工作原理。D型EFI系统。a.燃油压力的建立与燃油喷射方式。b.进气量的控制与测量。c.喷油量与喷油时刻。d.不同工况下的控制模式。L型EFI系统。Mono系统。,该系统是一种低压中央喷射系统。高尔夫、帕萨特轿车单点喷射系统如图2-21所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-21高尔夫、帕萨特轿车单点喷射系统1-汽油箱；2-电动汽油泵；3-汽油过滤器；4-油压调节器；5-喷油器；6-进气温度传感器；7-ECU；8-怠速控制阀；9-节气门位置传感器；10-氧传感器；11-冷却液温度传感器；12-曲轴位置传感器；13-蓄电池；14-点火开关；15-燃油喷射继电器,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,3）燃油供给系统的主要部件结构及检测诊断（1）电动汽油泵:由安全阀、滚柱泵、驱动电动机、止回阀、进油口、出油口等组成。滚柱式电动汽油泵结构示意图如图2-22所示。,图2-22滚柱式电动汽油泵结构示意图1-安全阀；2-滚柱泵；3-驱动电动机；4-止回阀；A-进油口；B-出油口,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,（2）电动汽油泵的构造与工作原理。滚柱式电动汽油泵。滚柱式电动汽油泵属外装泵，主要由驱动电动机、滚柱泵、安全阀、止回阀和阻尼减振器等组成。装有滚柱的转子与泵体之间偏心安装。转子凹槽内的滚柱在旋转惯性力的作用下紧压在泵体的内表面。相邻两滚柱与泵体内表面形成一个油腔。在转子转动过程中，油腔的容积不断发生变化，在转向进油腔时容积增大，吸入汽油；在转向出油腔时，容积减小，压力升高并泵出汽油。滚柱式电动汽油泵的工作原理图如图2-23所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-23滚柱式电动汽油泵的工作原理1-泵体；2-滚柱；3-轴；4-转子,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,涡轮式电动汽油泵。涡轮式电动汽油泵属内装泵，主要由驱动电动机、涡轮泵、止回阀和安全阀等组成。涡轮式电动汽油泵的驱动电动机、止回阀和安全阀等的工作过程与滚柱式电动汽油泵相似。汽油泵体部分主要由一个或两个叶轮、外壳和泵盖组成。当叶轮旋转时，叶轮边缘的叶片把汽油从进油口压向出油口。涡轮式电动汽油泵如图2-24所示。,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,图2-24涡轮式电动汽油泵1-止回阀；2-卸压阀；3-电刷；4-电枢；5-磁极；6-叶轮；7-滤网；8-泵盖；9-壳体；10-叶片,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,齿轮式和叶片式电动汽油泵。齿轮式电动汽油泵（又称为转子泵）工作原理与滚柱式十分类似，主要是利用内外齿啮合过程中腔室容积大小的变化，将汽油以一定的压力泵出。由于泵腔数目较多，因而出油压力的波动较滚柱式小。电动汽油泵工作原理图如图2-25所示。,图2-25电动汽油泵工作原理图,第一节汽油机燃油喷射系统概述二、汽油机燃油喷射系统,带引射泵的新式油箱。丰田RAV4带引射泵的新式油箱由油泵、压力调节器、滤清器、出油口（接发动机）、油箱、回油滤清器、引射泵等组成，如图2-26所示。,图2-26丰田RAV4带引射泵的新式油箱1-油泵；2-压力调节器；3-滤清器；4-出油口（接发动机）；5-油箱；6-回油滤清器；7-引射泵,第一节结束,第一节汽油机燃油喷射系统概述,第二节电动汽油泵的控制一、电动汽油泵的控制内容,电动汽油泵的控制主要包括油泵的开关控制和油泵的转速控制两方面。电动汽油泵的控制电路应具有下列功能。（1）在发动机起动及运转过程中，电动汽油泵应始终工作，以保证足够的燃油压。（2）当点火开关由“OFF”位置转到“ON”位置而未起动发动机时，电动汽油泵应能运转35s，使油路中充满压力燃油，以利于起动。,（3）当发动机熄火后，即使点火开关仍处于“ON”位置，电动汽油泵也应停止运转。（4）有的发动机为了控制泵油量，还根据发动机的负荷和转速等情况，对电动汽油泵的转速进行控制。,第二节电动汽油泵的控制一、电动汽油泵的控制内容,第二节电动汽油泵的控制二、电动汽油泵开关的控制,1.由点火开关和空气流量传感器内的油泵开关控制的电动油泵控制电路这种电路用于早期采用叶片式空气流量传感器的博世L型汽油喷射系统。博世L型汽油喷射系统的电动汽油泵控制电路如图2-27所示。,图2-27博世L型汽油喷射系统的电动汽油泵控制电路1-点火开关；2-主继电器；3-检查插座；4-电动汽油泵继电器；5-油泵开关；6-油泵；7-空气流量传感器；8-油泵检查开关,第二节电动汽油泵的控制二、电动汽油泵开关的控制,工作原理：在L型燃油喷射系统中，油泵开关装在空气流量计内，是一对动合触点。当发动机不工作，空气流量传感器无空气流动时，触点常开。而当发动机工作，空气流过空气传感器时，随着测量片转动，触点闭合。断路继电器线圈L1由流量计上的触点控制，线圈L2接在点火开关的起动触点“ST”上。当发动机起动时，点火开关的“ST”接通，油泵开关继电器（图中为电路断开继电器）内线圈L2通电，断路继电器触点闭合，又因为主继电器也处于得电状态，所以从主继电器到燃油泵有电流通过，燃油泵开始工作。,第二节电动汽油泵的控制二、电动汽油泵开关的控制,当发动机起动后，随着起动过程的结束，点火开关将置于工作挡，电动燃油泵继电器线圈L2断电。此时因为发动机已工作，空气流过空气流量传感器，使空气流量传感器中的控制电路燃油泵的触点闭合，为电动燃油泵继电器线圈L1提供搭铁，电流流过继电器线圈L1。因L1线圈中有电流通过，所以燃油泵继电器的触点仍保持闭合状态，当然燃油泵可以持续运转。,第二节电动汽油泵的控制二、电动汽油泵开关的控制,当发动机由于某种原因停止转动时，空气流量计的油泵开关断开，继电器线圈L1断电，继电器触点断开，燃油泵停止工作，不再供给燃油。这就是点火开关处于闭合状态，燃油泵也无法运转的理由。从图中还可以看到，油泵控制电路中有一个检查插接器插座。该插座的其中一个作用就是检查油泵工作情况时使用的。用跨接线连接插座内的+B和Fp端子，当点火开关位于工作挡时，燃油泵就能工作。,2.由点火开关和ECU共同控制的电动汽油泵控制电路D型EFI系统以及一些采用卡门涡轮式空气流量传感器的发动机采用这种控制电路。点火开关和ECU共同控制的电动汽油泵电路如图2-28所示。,第二节电动汽油泵的控制二、电动汽油泵开关的控制,第二节电动汽油泵的控制二、电动汽油泵开关的控制,图2-28点火开关和ECU共同控制的电动汽油泵电路1-点火开关；2-主继电器；3-检查插座；4-电动汽油泵继电器；5-油泵；6-分电器；7-油泵检查开关,第二节电动汽油泵的控制二、电动汽油泵开关的控制,3.由ECU控制的电动汽油泵控制电路由蓄电池、起动机、点火开关、发动机转速传感器、主继电器、电动汽油泵继电器、ECU、检查插座、电动汽油泵等组成。ECU控制的电动汽油泵控制电路如图2-29所示。,图2-29ECU控制的电动汽油泵控制电路1-蓄电池；2-起动机；3-点火开关；4-发动机转速传感器；5-主继电器；6-电动汽油泵继电器；7-ECU；8-检查插座；9-电动汽油泵,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,1.用电阻器控制的方式发动机在低速或者是中小负荷下工作时，需要供油量相对较小，此时油泵低速运转，可减少油泵的磨损噪声以及不必要的电能消耗；发动机在高转速或大负荷下工作时，需要供油量较大，此时油泵高速运转，以增加油泵的喷油量。一般油泵转速控制分低速和高速两级。图2-30所示为汽油泵转速控制电路。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,图2-30油泵转速控制电路（电阻器式）1-点火开关；2-主继电器；3-检查插座；4-电动汽油泵继电器；5-电阻器旁路继电器；6-电阻器；7-油泵电动机；8-油泵开关（空气流量传感器）；9-ECU,当发动机在中、小负荷工作时，ECU使晶体管VT导通，控制继电器工作，触点B接通，由于电路中串联了电阻器，电压为9V，汽油泵以低转速运转。当发动机工作在高速、大负荷状态时，油耗增加，ECU时晶体管VT截止，控制继电器断电，触点A闭合，汽油泵工作电压提高，12V以上，工作转速升高，增加供油量。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,2.由专用ECU控制控制方式由检查插接器、主继电器、发动机ECU、电动汽油泵ECU、电动汽油泵等组成。油泵转速控制电路（专设油泵ECU式）如图2-31所示。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,图2-31油泵转速控制电路（专设油泵ECU式）1-检查插接器；2-主继电器；3-发动机ECU；4-电动汽油泵ECU；5-电动汽油泵,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,有些发动机上专设汽油泵ECU，通过控制加到汽油泵电动机上的不同电压来实现对汽油泵转速和泵油量的控制。当发动机低于最低转速时，汽油泵ECU失去发动机转速信号，电动燃油泵继电器断开油泵电路，即使点火开关接通，汽油泵也不工作。,当发动机在起动或高转速、大负荷工况时，发动机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。丰田4A-GE发动机控制电路就是这种控制方式。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,3.由发动机ECU直接控制油泵工作电压的控制方式由电动汽油泵、主继电器和ECU等组成。油泵工作电压控制电路（ECU直接控制式）如图2-32所示。,图2-32油泵工作电压控制电路（ECU直接控制式）1-电动汽油泵，2-主继电器；3-ECU,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,4.电动汽油泵及控制电路的检测（1）ECU及共同控制的电动汽油泵控制系统的检查。在检查这种控制系统时，首先应判别是油泵本身故障，还是控制电路故障。对控制电路而言，应判断是ECU内部故障，还是ECU外部的控制电路故障，最后进一步检测确认元件的故障。其方法如下。打开加油口盖，将点火开关置于“ON”位置（但不要起动发动机），在加油口处倾听有无电动汽油泵运转的声音。如果在打开点火开关后，能听到电动汽油泵运转3-5s后又停止，说明控制系统各个部分工作正常。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,若打开点火开关后听不到电动汽油泵运转的声音，可用一根短导线将故障检测插座内两个检测电动汽油泵的插孔（如丰田汽车故障检测插座内的Fp和+B两插孔）短接（若为一个检测插孔则将其搭铁）。此时打开点火开关，如果能听到电动汽油泵运转的声音，说明ECU外部的电动汽油泵控制电路工作基本正常，故障在ECU内部或继电器；若仍听不到电动汽油泵运转的声音，则为ECU外部的控制电路故障，应检查熔断丝、继电器及油泵有无损坏，各电路有无断路或接触不良。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,（2）不受ECU控制的电动汽油泵控制电路的检查。以博世L型汽油喷射系统为例，该系统的电动汽油泵不受ECU控制，则应按下述方法检查。泄出燃油管路内的油压，拆下分配油管上的进油管接头，将油管插入容器内。将点火开关转至起动挡，在起动发动机的同时应有汽油从进油管内喷出；若无油喷出，说明电路有故障，就应进一步检查熔断丝、继电器、空气流量传感器内的汽油泵开关、点火开关和线路。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,用一根导线将故障检测插座内检测电动汽油泵的两插孔短接，然后打开点火开关（不要起动发动机），打开加油口盖，并倾听有无汽油泵运转的声音。若有运转声，说明控制电路基本工作正常，故障在继电器及油泵开关，若无运转声，说明控制电路有故障，则应检查电路中的熔断丝、油泵及线路有无接触不良或断路。若上述检查中电动汽油泵控制电路正常，但起动发动机时汽油泵不工作，则应检查叶片式空气流量传感器内的汽油泵开关触点。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,（3）电动汽油泵继电器的检测。四脚电动汽油泵继电器的检测。四脚电动汽油泵继电器的检测如图2-33所示。,图2-33四脚电动汽油泵继电器的检测1、2-电磁线圈脚；3、4-动合触点接脚,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,五脚电动汽油泵继电器的检查，如图2-34所示。,图2-34五脚电动汽油泵继电器的检测,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,（4）电动汽油泵ECU的检测。皇冠3.0轿车电动汽油泵ECU装在行李舱内的衬板下面。拆下蓄电池上负板搭铁线，拔下ECU的插头，用万用表电阻挡测量导线插头上E和D1端子的搭铁电阻时应导通。如不通，检测其连接线路。装上蓄电池负极搭铁线，插好电动汽油泵ECU的导线插接器，在各种条件下用万用表电压挡测量电动汽油泵ECU上B、Fp、FPC端子的搭铁电压，如图2-35所示。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,图2-35皇冠3.0轿车用电动汽油泵ECU插接器端子,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,（5）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。,第二节电动汽油泵的控制三、电动汽油泵转速的控制,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2-36所示。,图2-36电动汽油泵工作状态的检查,第二节电动汽油泵的控制,第二节结束,第三节过滤器和燃油脉动阻尼器一、过滤器,过滤器安装在燃油泵之后的油路中，其作用是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，减小系统的机械磨损，确保发动机稳定运转，提高工作可靠性。过滤器的结构如图2-37所示，滤芯元件的结构如图2-38所示。,图2-37过滤器结构,第三节过滤器和燃油脉动阻尼器一、过滤器,图2-38滤芯元件的结构,第三节过滤器和燃油脉动阻尼器二、燃油脉动阻尼器（阻尼减振器）,燃油脉动阻尼器的作用是使压力脉动衰减，以减小这种波动和降低噪声。燃油脉动阻尼器的结构如图2-39所示。,图2-39燃油脉动阻尼器的结构1-燃油接头；2-固定螺钉；3-膜片；4-压力弹簧；5-壳体；6-调节螺钉,第三节结束,第三节过滤器和燃油脉动阻尼器,第四节燃油压力调节器和喷油器一、燃油压力调节器组成及作用,汽油压力调节器由上面的弹簧室和下面的燃油室组成，中间有一个薄膜隔开，弹簧室与真空管相连，有一个进油口、一个出油口和一个真空口。汽油压力调节器的主要功用是：使系统油压（即供油总管内油压）与进气歧管压力之差保持常数，一般为250KPa这样，从喷油器喷出的汽油量便唯一地取定于喷油器的开启时间。ECU提供给电磁喷油器通电信号的时间长度，专业术语称为喷油脉冲宽度，简称喷油脉宽（单位ms）。,燃油压力调节器结构如图2-40所示。,第四节燃油压力调节器和喷油器一、燃油压力调节器组成及作用,图2-40燃油压力调节器结构1-弹簧室；2-弹簧；3-膜片；4-壳体；5-阀；6-燃料室,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,1.喷油器的组成喷油器由滤网、电接头、电磁线圈、复位弹簧、衔铁、针阀轴针、密封圈等组成。喷油器的结构如图2-41所示。,图2-41喷油器的结构1-滤网；2-电接头；3-电磁线圈；4-复位弹簧；5-衔铁；6-针阀；7-轴针；8-密封圈,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,2.喷油器的作用ECU提供给电磁喷油器通电信号的时间长度，控制汽缸里的油量。3.喷油器分类按磁化线阻分有高阻值和低阻值两种。特点：高阻值喷油器的磁化线圈电阻为1217。低阻值喷油器的磁化线圈电阻0.63不等。高阻值磁化线圈的电感较大，对控制信号的响应较慢。为了提高响应速度，一般减少线圈匝数以降低电感，即产生了低阻值喷油器。,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,（1）轴针式喷油器主要由滤网、弹簧、磁化线圈、针阀和衔铁等组成。特点：轴针可使汽油环状喷出，有利于雾化，针阀在喷口中往复运动，不宜引起喷口阻塞。（2）孔式喷油器主要有球阀式和片阀式等。特点：球阀杆为空心杆，质量轻。另外，由于球阀有自动定心的作用，因而有较高的密封性。,4.喷油器驱动方式片阀式喷油器的驱动方式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。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。电流驱动回路如图2-42所示。,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,图2-42电流驱动回路,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,2）电压驱动电压驱动方式的驱动能力较低，可直接驱动线圈电阻值高、线圈匝数多、工作电流小的高阻值喷油器。在电压驱动回路中使用低阻喷油器时，必须在回路中串入附加电阻。附加电阻与喷油器的连接方式如图2-43所示。,图2-43附加电阻与喷油器的连接方式,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,3）无效喷射时间电压驱动方式使驱动回路的构成较电流驱动简单，但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。针阀开启与喷油信号导通有一段迟滞时间，称为无效喷射时间。在几种驱动方式中，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。,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,无效喷射时间如图2-44所示。,图2-44无效喷射时间,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,4）喷油器及其控制电路的检修（1）喷油器的就车检查。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；,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,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。,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,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。,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,（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。,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,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。喷雾质量检查。在检查喷油量的同时观察燃油雾化情况。,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,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。,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。,第四节燃油压力调节器和喷油器二、喷油器,第四节结束,第四节燃油压力调节器和喷油器,第五节冷起动喷油器与热限时开关一、冷起动喷油器,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。,冷起动喷油器的结构如图2-45所示。,第五节冷起动喷油器与热限时开关一、冷起动喷油器,图2-45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-电磁线圈；5-电接头；6-供油口与滤网；7-弹簧；8-阀座,第五节冷起动喷油器与热限时开关二、热限时开关控制,热限时开关控制由点火开关、冷起动喷油器、热限时开关、电热线圈等组成。热限时开关控制电路如图2-46所示。,图2-46热限时开关控制电路1-点火开关；2-冷起动喷油器；3-热限时开关；4、5-电热线圈,第五节结束,第五节冷起动喷油器与热限时开关,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤一、油压表的安装,（1）先将燃油系统卸压。（2）拆下蓄电池负极搭铁线。（3）拆除冷起动喷油器油管接头螺栓（拆除螺栓时，要用一块棉布包住油管接头，以防汽油喷溅），将油压表和油管一起安装在冷起动喷油器油管接头上，如图2-47a）所示。油压表也可以安装在汽油滤清器油管接头上。（4）擦干溅出的燃油。,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤一、油压表的安装,（5）重新装上蓄电池负极搭铁线。油压表的安装如图2-47所示。,图2-47油压表的安装,1.检测油压项目检测油压项目包括燃油系统静态油压、燃油系统保持油压、油压调节器保持油压、发动机运转时燃油系统动态油压、电动汽油泵最大泵油压力和保持压力。2.油压表的拆卸测量好燃油压力后，按下列步骤拆卸油压表。（1）释放燃油系统的油压。,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤二、检测油压,（2）拆下蓄电池搭铁线。（3）拆下油压表。（4）重新装好油管接头。（5）接好蓄电池负极搭铁线。（6）预置燃油系统的油压。（7）检查油管各处有无漏油。,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤二、检测油压,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤二、检测油压,3.空气供给系统主要部件的结构及检测诊断进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。空气经过滤清器、空气流量传感器（D型系统无此装置）、节气门体、进气总管和进气歧管进入各汽缸。空气供给系统如图2-48所示。,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤二、检测油压,图2-48空气供给系统,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤二、检测油压,4.空气供给系统的主要部件及工作原理1）空气滤清器空气滤清器的作用是净化空气。2）空气流量传感器和进气压力传感器L型EFI系统的空气流量传感器或D型EFI系统进气压力传感器的作用是把测得的空气流量压力转换为电压信号，并把此电压信号送至ECU，ECU根据此信号和转速等信号来决定基本喷油量。,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤二、检测油压,3）节气门体与怠速调整螺钉节气门体装在空气流量传感器后方的进气管上，由节气门、节气门位置传感器、怠速旁通气道和怠速调整螺钉等组成。节气门用来控制发动机正常运行工况下的进气量。发动机怠速运转时的节气门近乎关闭，因此需经节气门体上的旁通气道供应空气以控制怠速，怠速调整螺钉就是用来调整该空气流量的。在有怠速控制阀（ISCV）的发动机中，有些没有此螺钉，ECU完全通过控制ISCV来实现对怠速时转速的控制。,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤二、检测油压,4）怠速空气调整阀怠速空气调整阀包括怠速空气阀（AAC）与怠速控制阀（ISCV）两类。5.空气供给系统的检测及诊断空气供给系统常见的故障主要是空气滤清器堵塞导致动力不足，进气管接头及衬垫处漏气导致混合气过稀，这都可以利用真空表测量进气管的真空度来判断；另外，节气门的脏污导致节气门开闭不灵活影响怠速和正常工作，可以通过清洗消除。,第六节燃油供给系统的检查诊断步骤二、检测油压,案例雷克萨斯轿车怠速不稳，加速无力，排气管过热故障排除（1）车型：雷克萨斯轿车。（2）故障现象。一辆丰田雷克萨斯ES300