电子控制喷射系统

1、湖南交通职业技术学院湖南交通职业技术学院 副教授副教授 陈曙红陈曙红 第一节第一节 概概 述述 一、汽油机的特点一、汽油机的特点 汽油机是把空气与汽油的汽油机是把空气与汽油的混合气混合气 燃烧燃烧所产生的所产生的热能转变为机械能热能转变为机械能输出输出 的装置的装置。 什么是汽油机？什么是汽油机？ 充分燃烧的条件：充分燃烧的条件： 足够的足够的空气空气、足、足 够的够的燃料燃料、一定、一定 的的着火温度着火温度 空气空气 + 汽油汽油 四行程汽油机的四行程汽油机的 工作原理：工作原理： 进气、压缩进气、压缩 (点点 火火) 、作功、排气、作功、排气 二、发动机输出功率控制法发动机输出功率控制法

2、 汽油发动机输出功率的控制则是通过汽油发动机输出功率的控制则是通过控制控制节流阀（或节流阀（或 称节气门、油门）的称节气门、油门）的开度开度使之变化，以调节使之变化，以调节混合气数量混合气数量， 从而达到控制发动机输出功率（即不同工况）。从而达到控制发动机输出功率（即不同工况）。 节气门开度 参与燃烧的 混合气数量 热能转换 为机械能 驾驶员踩下 加速踏板输出功率 汽油机的五个工况：汽油机的五个工况： 起动工况、怠速工况、中小负荷工况、全负荷工况、起动工况、怠速工况、中小负荷工况、全负荷工况、 加速工况。加速工况。 汽油机这些汽油机这些“工况工况”常常是指发动机在不同转速和常常是指发动机在不同

3、转速和 负荷下的工作状况。负荷下的工作状况。 传统化油器式汽油机传统化油器式汽油机 电子控制燃油喷射式汽油机电子控制燃油喷射式汽油机 传统化油器式汽油机传统化油器式汽油机 是通过化油器来完成汽油和空气的混合，再通过是通过化油器来完成汽油和空气的混合，再通过 节气门进入气缸进行工作。（节气门进入气缸进行工作。（通过节气门进入气缸的通过节气门进入气缸的 是是混合气混合气） 。 现代电子控制燃油喷射式汽油机现代电子控制燃油喷射式汽油机 是以直接与间接测出的空气量信号为基础（是以直接与间接测出的空气量信号为基础（传感传感 器器），由），由电控单元电控单元计算出发动机燃烧所必需的汽油量，计算出发动机燃烧

4、所必需的汽油量， 对喷油器提供开启信号，通过喷油器（对喷油器提供开启信号，通过喷油器（执行器执行器）的开启）的开启 给发动机提供适量的燃料。给发动机提供适量的燃料。 （通过节气门进入气缸的通过节气门进入气缸的 是是空气空气） 第者 第二节 1、具有良好的、具有良好的使用性能使用性能 （）（）冷起动性能冷起动性能得到提高得到提高 （）（）加速性能加速性能得到改善得到改善 （）（）动力性能动力性能大大提高大大提高 （）（）工作稳定性能工作稳定性能得到加强得到加强 、具有良好的、具有良好的燃料经济性能燃料经济性能 、环保性能、环保性能充分改善充分改善 三、电子控制燃油喷射式汽油机的特点三、电子控制燃

5、油喷射式汽油机的特点 四、电子控制燃油喷射装置的组成四、电子控制燃油喷射装置的组成 从设备的主体构成分析，电子控制燃油喷射从设备的主体构成分析，电子控制燃油喷射 装置由装置由传感器传感器、电控单元（电控单元（ECU）、执行器执行器三三 大部分组成。大部分组成。 从工作情况分析，电子控制燃油喷射装置由从工作情况分析，电子控制燃油喷射装置由 燃油供给系统燃油供给系统、空气供给系统空气供给系统、电子控制系统电子控制系统三三 大系统组成。大系统组成。 五、电子控制燃油喷射装置分类五、电子控制燃油喷射装置分类 1、按喷射器喷射位置分：、按喷射器喷射位置分： （1） 缸内喷射缸内喷射 （2） 缸外喷射缸外

6、喷射 2、按喷射方式分：、按喷射方式分： （1）单点喷射）单点喷射 （2）多点喷射多点喷射 3、按喷射时间分：、按喷射时间分： （1）间隙喷射）间隙喷射（2）连续喷射）连续喷射 4、按空气检测方式分：、按空气检测方式分： （ （1）直接检测）直接检测 式式 （L型型电喷发动机，电喷发动机， 采用采用空气流量计空气流量计） （2）间接检测式）间接检测式 （D型型电喷发动机，电喷发动机， 采用采用进气压力传感器进气压力传感器） 5、按控制形式分：、按控制形式分： （1）开环控制系统）开环控制系统 （2）闭环控制系统闭环控制系统 （含（含氧传感器氧传感器） 五、电子控制燃油喷射装置分类五、电子控制燃

7、油喷射装置分类 第二节第二节 燃油供给系统燃油供给系统 一、燃油供给系统的工作原理一、燃油供给系统的工作原理 燃油箱燃油箱电动汽油泵电动汽油泵汽油滤清器汽油滤清器汽油缓冲器汽油缓冲器 喷油器喷油器 汽油压力调节器汽油压力调节器燃油箱燃油箱 进气歧管进气歧管 ECU 1、功用：功用： 向发动机及时供给各种工况下所需要的燃油量。向发动机及时供给各种工况下所需要的燃油量。 2、组成：组成： 燃油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、汽油缓冲器、燃油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、汽油缓冲器、 汽油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器等。汽油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器等。 3、工作原理：工作原理： 第三节 燃油箱

8、 电动汽油泵 汽油滤清器 汽油压力缓冲器 汽油压力调节器 喷油器 冷起动喷油器 进气歧管 喷油量的多少决定喷油量的多少决定 于三个因素：于三个因素： 1 1、喷口直径的大、喷口直径的大 小小结构控制结构控制 2 2、喷油压力的大、喷油压力的大 小小汽油压力调汽油压力调 节器控制节器控制 以上两参数相对为以上两参数相对为 定量；定量； 3 3、喷口开启持续、喷口开启持续 的时间的时间 ECUECU控制，为控制，为 变量参数变量参数，根据空，根据空 气量而变。气量而变。 第三节第三节 空气供给系统空气供给系统 一一、空气供给系统的功用空气供给系统的功用 是是测量测量和和控制控制汽油在发动机内燃烧所

9、需要的汽油在发动机内燃烧所需要的空气量空气量。 二、空气供给系统的工作原理二、空气供给系统的工作原理 空气空气空气滤清器空气滤清器 空气流量计空气流量计 （传感器传感器）节气门体节气门体 进气歧管进气歧管 ECU 测量测量空气数量空气数量 控制控制空空 气数量气数量 怠速控怠速控 制系统制系统 燃油箱燃油箱 电动汽电动汽 油油 泵泵 汽油滤汽油滤 清清 器器 汽油压力汽油压力 缓缓 冲冲 器器 喷油器（喷油器（执行器）执行器） 汽油压力汽油压力 调节器调节器 燃油箱 节气门位置节气门位置 传传 感感 器器 第三节第三节 空气供给系统空气供给系统 一一、空气供给系统的功用空气供给系统的功用 是是

10、测量测量和和控制控制汽油在发动机内燃烧所需要的汽油在发动机内燃烧所需要的空气量空气量。 二、空气供给系统的工作原理二、空气供给系统的工作原理 空气空气空气滤清器空气滤清器 空气流量计空气流量计 （传感器传感器）节气门体节气门体 进气歧管进气歧管 ECU 测量测量空气数量空气数量 控制控制空空 气数量气数量 怠速控怠速控 制系统制系统 燃油箱燃油箱 电动汽电动汽 油油 泵泵 汽油滤汽油滤 清清 器器 汽油压力汽油压力 缓缓 冲冲 器器 喷油器（喷油器（执行器）执行器） 汽油压力汽油压力 调节器调节器 燃油箱 节气门位置节气门位置 传传 感感 器器 第四节 U=I*R 一、 1 1、功用：、功用：

11、 检测节气门的开度，并将其转换成电信号检测节气门的开度，并将其转换成电信号 输送给电控单元，作为输送给电控单元，作为ECUECU判定发动机运转工判定发动机运转工 况的依据。况的依据。 2 2、结构型式：、结构型式： 开关式、滑动电阻式、综合式开关式、滑动电阻式、综合式三种。三种。 3 3、开关式节气门位置传感器的结构特点：、开关式节气门位置传感器的结构特点： （1 1）两个固定触点：怠速开关触点、全负）两个固定触点：怠速开关触点、全负 荷开关触点；荷开关触点； （2 2）一个活动触点）一个活动触点 两点式节气门位置传感器挂图 第四节第四节 电子控制系统电子控制系统 一、功用一、功用 是将各类是

12、将各类传感器传感器的工作状况转换成相应的电信的工作状况转换成相应的电信 号输送给号输送给电控单元电控单元，经实时处理和计算后，电控，经实时处理和计算后，电控 单元再向各有关单元再向各有关执行器执行器发出指令，以控制最佳喷发出指令，以控制最佳喷 油时刻、喷油量和点火时刻，减轻排放污染，使油时刻、喷油量和点火时刻，减轻排放污染，使 发动机在各种工况下都处于最佳的工作状态。并发动机在各种工况下都处于最佳的工作状态。并 且电控单元还具有故障自诊断功能。且电控单元还具有故障自诊断功能。 二、组成二、组成 由由 传感器、电控单元、执行器三部分组成。传感器、电控单元、执行器三部分组成。 1、功用、功用 是根

13、据自身存储的程序对发动机各种传感器输是根据自身存储的程序对发动机各种传感器输 入的各种信息进行运算、处理、判断，然后输出入的各种信息进行运算、处理、判断，然后输出 指令，控制有关执行器动作，达到快速、准确、指令，控制有关执行器动作，达到快速、准确、 自动控制发动机工作的目的。自动控制发动机工作的目的。 电控单元（电控单元（ECU）是发动机的综合控制装置，是发动机的综合控制装置， 它的基本构成它的基本构成主要是微型计算机。主要是微型计算机。 通常计算机是由各类通常计算机是由各类硬件硬件和和软件软件组成的高效组成的高效 微处理器。微处理器。 硬件硬件是指装置于是指装置于ECU内的有形元器件。内的有

14、形元器件。 （1）输入回路）输入回路 （2）A/D转换器（转换器（模拟模拟/数字数字转换器）转换器） （3）微型计算机）微型计算机 中央处理器中央处理器 存储器存储器 输入和输出接口输入和输出接口 输出回路输出回路 随机存储器（随机存储器（RAM），电源切断时，），电源切断时， 所存入的数据、信息均完全消失。所存入的数据、信息均完全消失。 只读存储器（只读存储器（ROM），电源切断时，），电源切断时， 所存入的数据、信息不会消失。所存入的数据、信息不会消失。 软件软件是指贮存于微机芯片（如是指贮存于微机芯片（如ROM）内的程序）内的程序 和数据。和数据。 汽车上的主要软件有：汽车上的主要软件有

15、： （1）常规稳定工况下的最佳空燃比（最佳喷油量）脉常规稳定工况下的最佳空燃比（最佳喷油量）脉 谱图谱图 最佳空燃比与发动机的转速和负荷有关，该脉谱图含有最佳空燃比与发动机的转速和负荷有关，该脉谱图含有15个转个转 速和速和15个节气门开度（负荷），共组合成个节气门开度（负荷），共组合成225个发动机常用工数个发动机常用工数 据，据，ECU只要控制喷油量便可确定最佳的空燃比。只要控制喷油量便可确定最佳的空燃比。 （2）常规稳定工况下的最佳点火提前角脉谱图常规稳定工况下的最佳点火提前角脉谱图 （3）进气温度变化校正曲线。进气温度变化校正曲线。 ECU根据该线自动地调整喷油量和点火提前角，（标准为

16、根据该线自动地调整喷油量和点火提前角，（标准为20， 当低于当低于20时，加浓混合气和适当提前点火提前角）时，加浓混合气和适当提前点火提前角） （4）水温变化校正曲线水温变化校正曲线 标准为标准为80 ，水温，水温80，自动调整如加浓混合气和提前点火。，自动调整如加浓混合气和提前点火。 （5）蓄电池电压变化校正曲线蓄电池电压变化校正曲线 蓄电池电压对喷油的起止时间和点火时导通的脉宽都有一定蓄电池电压对喷油的起止时间和点火时导通的脉宽都有一定 影响，影响，ECU便根据检测到的蓄电池电压对喷油时间和点火提前角进便根据检测到的蓄电池电压对喷油时间和点火提前角进 行自动调整行自动调整。 （6）海拔高度

17、校正曲线）海拔高度校正曲线 高原地区，空气稀薄，喷油量应当减少，点火应当推迟。高原地区，空气稀薄，喷油量应当减少，点火应当推迟。 自诊断系统和安全保险功能自诊断系统和安全保险功能 在在ECU内设有专门的自诊断电路，当发动内设有专门的自诊断电路，当发动 机运转时，电控单元不断地监测各个部分的工机运转时，电控单元不断地监测各个部分的工 作情况，一旦发现问题，便将故障信号存储于作情况，一旦发现问题，便将故障信号存储于 存储器内，并以代码方式显示出来。存储器内，并以代码方式显示出来。 1、功用：、功用： 是把非电量信号转换成电量信号，或将物理量、是把非电量信号转换成电量信号，或将物理量、 电量、化学量

18、的信息转换成电控单元能够理解的电量、化学量的信息转换成电控单元能够理解的 信号。信号。 2、汽车上主要的传感器：、汽车上主要的传感器： 转速传感器、曲轴传感器、进气压力传感器、转速传感器、曲轴传感器、进气压力传感器、 温度传感器（如水温、进气温度等等）、空气流温度传感器（如水温、进气温度等等）、空气流 量传感器、氧传感器、爆震传感器、节气门位置量传感器、氧传感器、爆震传感器、节气门位置 传感器、车速传感器、点火信号传感器等等。传感器、车速传感器、点火信号传感器等等。 1、功用功用： 根据电控单元输出的电控信号完成所需的机根据电控单元输出的电控信号完成所需的机 械动作，以实现某一系列的调整与控制

19、。械动作，以实现某一系列的调整与控制。 2、汽车上主要的执行器有：、汽车上主要的执行器有： 电动汽油泵、电磁喷油器、怠速电控阀、点电动汽油泵、电磁喷油器、怠速电控阀、点 火装置、废气再循环装置等等。火装置、废气再循环装置等等。 发动机排气污染物有发动机排气污染物有COCO、NONOX X、HCHC等等。等等。 其中其中NONOX X主要是空气中的氮气与氧气在高主要是空气中的氮气与氧气在高 温、高压条件下形成的。发动机排出的温、高压条件下形成的。发动机排出的 NONOX X量最主要的是与气缸内的最高温度有量最主要的是与气缸内的最高温度有 关，温度越高，排出的关，温度越高，排出的NONOX X量越多。量越多。 废气再循环（废气再循环（EGREGR）控制系统的功用）控制系统的功用 将适量的将适量的废气废气重新引入气缸参加燃烧，以重新引入气缸参加燃烧，以 降低降低燃烧的最高温度燃烧的最高温度，减少，减少NONOX X的生成量，从而的生成量，从而 减少减少排放污染排放污染。 电控废气再循环装置电控废气再循环装置根据发动机的工根据发动机的工 况控制再循环的废气量，以减少排放污染。况控制再循环的废气量，以减少排放污染。 EGREGR不起作用的工况有不起作用的工况有 起动工况起动工况起动开关信号；起动开关信号；怠速工况怠速工况 节气门位置传感器怠速触点闭合信号；发动机节气门位置传感器怠