汽车构造4汽油机燃油系统212st

1、第五章 电子控制汽油喷射系统一、汽油喷射技术发展简介 汽油直接向进气管道内或向缸内喷射 机械控制汽油喷射系统： 三十年代用于战斗机(防止化油器汽化结冰) 五十年代用于赛车 1957年：电子控制汽油喷射系统 Electronic Fuel Injection，简称EFI 六十年代开始研究(能源危机) 七十年代后期开始普及9 连续喷射、间歇喷射 电控汽油喷射系统都采用间歇喷射方式间歇喷射分为: 同时喷射 分组喷射 顺序喷射分类_喷射连续性机械汽油喷射：K型机电混合喷射：KE型（过渡形式）电子燃油喷射：D型、L型、M型分类_控制方法v缸内喷射、缸外喷射0.20-0.35MPa3-5MPa分类_喷射部

2、位按喷嘴安装位置不同分(缸外喷射) 多点喷射（Multi-Point Injection）MPI 单点喷射（Single-Point Injection）SPI单单 点点 喷喷 射射 2.功能 (1)电控汽油喷射(EFI) (2)电子点火提前ESA(Electronic Spark Advance) (3)怠速控制ISC(Idle Speed Control) 通过控制ISC的开度大小控制进气量来控制最低稳定转速的高低 (4)故障诊断 OBD(由ECU监控、发现电子控制系统中故障产生的位置，并向驾驶员或修理人员提供故障信息的功能) (5)故障应急功能EMS= EFI + ESA +ISC汽油喷

3、射优点v空燃比最佳v供缸混合气空燃比相同，数量相等v进气阻力小，充气性能好三、电控汽油喷射发动机的分类和功能 1.分类按进气量的检测方法分 间接法：D型（Speed Density Control Type） 基本控制参数：进气管压力、发动机转速 (密度转速控制法) 基本控制参数：节气门开度、发动机转速 (转角转速控制法） 直接法：L型（质量流量控制法，Mass-Flow Control Type） 基本控制参数：发动机进气量、发动机转速 叶片式： 测体积流量 卡门涡街式:： 测体积流量 热线、热膜式： 测质量流量pmvvR T进气温度传感器进气管压力传感器冷起动喷嘴发动机温度传感器ECU分电

4、器7+11=进气歧管气体压力/温度传感器(TMAP) 性价比高，广泛应用喷油器波许L型六、M型汽油喷射系统 L型喷射系统与电子点火系统的结合。由微机对两个系统同时进行控制，可实现喷油与点火的最佳配合。 广泛用于轿车。如宝马535i，奥迪V8。ECU闭环控制电子点火电磁感应式曲轴位置传感器四、电喷发动机的基本结构 1.进气系统 空滤器 流量计 节流阀体 进气管 怠速时，旁通道 进气管 2.燃油系统 油箱 油泵 滤清器 喷嘴(0.250.29MPa) 增加冷起动喷嘴 3.电控系统 传感器 ECU 执行器（喷油器） 核心是电子控制单元(Electronic Control Unit，简称ECU)，根

5、据各传感器的信号和程序控制点火时间、点火正时等。 五、L型电控汽油喷射系统 1.组成 空气供给：空滤器、空气流量传感器、节气门。 燃油供给：油箱、电动汽油泵、滤清器、分油管、压力调节器、喷油器、冷起动阀。 传感器：曲轴位置和转速传感器、空气流量传感器、空气温度传感器、起动开关、节气门开关（位置信号）、冷却水温度传感器。 电控单元（ECU）电动汽油泵汽油滤清器汽油箱燃油分配管压力调节器喷油器氧传感器发动机温度传感器分电器节气门空气流量计电控单元节气门位置传感器 2.主要部件构造 （1）电动汽油泵 电动机 滚子泵：装有滚子的偏心转子。滚子在离心力作用下向外，与泵体内表面形成空腔，其容积随旋转而变化

6、。 低压油腔高压油腔泵泵电机电机泵盖泵盖叶片泵v （2） 燃油滤清器v （3）燃油分配管（油轨）v燃油分配管，也被称作共轨，其功用是将汽油均匀、等压地输送给各缸喷油器。由于它的容积较大，故有储油蓄压、减缓油压脉动的作用。 （4）压力调节器 作用：使燃油供给系统的压力与进气管压力之差即喷油压力保持恒定 （与预设弹簧压力有关） 结构：金属外壳、膜片、球阀、弹簧、进回油口、真空接管。 原理：油压超过预定值时，高压油推动膜片，打开阀门，部分回油。 真空接管：进气歧管真空度增加时，膜片上的压力减弱，喷油压力减小。回油口进油口进气歧管真空接管进油管油轨回油管进气管 （5）喷油器 作用：喷油器的功用是按照电

7、控单元的指令将一定数量的汽油适时地喷入进气道或进气管内，并与其中的空气混合形成可燃混合气。 结构：电磁线圈、针阀、电磁衔铁。 原理：线圈通电，产生电磁力，吸起针阀，油喷出。针阀开启时间，210ms。喷油不喷油电脉冲 （4）空气流量计（质量流量、体积-流量） 作用：测量进入发动机的空气 流量，并将测量的结果转换为电信号传输给电控单元。 分类：翼片式、热线式、热膜式和涡流式等 结构：进气道，翼片，电位计，转轴、弹簧。原理：吸入空气的流体动力与作用在空气翼片上的弹簧力平衡。绕轴转动的空气翼片与电位计同轴，随翼片转角不同，电阻值不同。翼片式空气流量计v热线式空气流量传感器利用热线与空气之间的热交换进行

8、空气流量测量。直接测空气质量，不需要进行温度和压力修正。热膜式空气流量计及其桥式电路卡门涡流式空气流量计 （5）节气门开关（节气门位置传感器） 作用：提供节气门位置信号,将节气门的位置或开度换成电信号输给电控单元, 作为判定发动机工况的依据。 结构原理：由节气门轴操纵的电位器，有怠速触点和全开触点，通过接触凸轮控制提供位置信号。1-全负荷触点2-接触凸轮3-节气门轴4-怠速触点全负荷加浓怠速加浓与节气门同轴发动机温度传感器进气温度传感器10.1曲轴位置传感器v 曲轴位置传感器是发动机电子控制系统中最主要的传感器之一，它提供点火时刻（点火提前角）、确认曲轴位置的信号，用于检测活塞上止点、曲轴转角

9、及发动机转速。v作用：根据转速信息、结合进气量，算出喷油量v 根据曲轴位置信息，正确控制喷油正时v 在采用分组喷射或顺序喷射时，对气缸进行判别v 曲轴位置传感器所采用的结构随车型不同而不同，可分为磁脉冲式、光电式和霍尔式三大类。v 它通常安装在曲轴前端（皮带轮后端）、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。 光电式曲轴位置传感器发光二极管光敏三级管分电头转盘磁脉冲式曲轴位置传感器分电器G转子Ne转子传感线圈霍尔式曲轴位置传感器缺口霍尔集成电路v爆震传感器 v 爆震传感器作为点火定时控制的反馈元件用来检测发动机的爆燃强度，借以实现点火定时的闭环控制，以便有效地抑制发动机爆燃的发生。v 通常使用的爆震传感器

10、安装在发动机的机体上，它能将发动机发生爆燃而引起的机体振动信号转换为电压信号，且当机体的振动频率与传感器的固有振动频率一致而发生共振时，传感器将输出最大电压信号。ECU将根据此最大电压信号判定发动机是否发生爆燃。 v常见的爆震传感器的有两种：v 磁致伸缩式爆震传感器v 压电式爆震传感器 磁致伸缩式爆震传感器v其内部有永久磁铁、 靠永久磁铁激磁的强磁性铁心以及铁心周围的线圈。 其工作原理是：当发动机的气缸体出现振动时，该传感器在 7kHz 左右处与发动机产生共振，强磁性材料铁心的导磁率发生变化，致使永久磁铁穿心的磁通密度也变化，从而在铁心周围的绕组中产生感应电动势，并将这一电信号输入ECU。 压

11、电式爆震传感器 v利用结晶或陶瓷多晶体的压电效应而工作，也有利用掺杂硅的压电电阻效应的。该传感器的外壳内装有压电元件、配重块及导线等。其工作原理是：当发动机的气缸体出现振动传递到传感器外壳上时，外壳与配重块之间产生相对运动，夹在这两者之间的压电元件所受的压力发生变化，从而产生电压。ECU检测出该电压，并根据其值的大小判断爆震强度。 v爆震传感器有多种：v 测发动机机体振动：v 压电效应传感器v 测气缸压力：v 精确度最高，传感器耐久性差，难于在缸盖上安装v 测燃烧噪声：v 信号弱，测量精度差v用螺栓固定在缸体上 3.系统工作原理 汽油：油泵 滤清器 分油管（压力调节器） 喷油器 进气门前 气缸

12、 空气：空滤器 进气歧管 电控单元（ECU）主要控制喷油正时和喷油量。 喷油正时喷油正时由曲轴位置传感器发出的脉冲信号决定。可同时喷射、分组喷射或顺序喷射。 喷油量喷油量由电控单元输出的喷油脉冲宽度决定的喷油时间确定，取决于空气量和曲轴转速，即工况。 发动机的八种工况： （1）冷启动工况 向发动机供应浓混合气，以利于启动，浓度由发动机的冷却水温定，水温越低混合气越浓。 可用冷启动喷油器，或用加宽供油脉宽的办法。 一是通过控制单元和喷油器，通过延长喷油持续时间 综合点火开关开启与发动机温度传感器信号 二是通过温度-时间开关和冷启动阀 v冷启动阀在进气总管处v 当发动机低温起动时, 喷入附加汽油,

13、以加浓混合气v 双金属片、触电、加热线圈v冷起动喷油工作状态v（1）导通喷油状态v断开不喷油状态 v 双金属片，发动机起动时，有电流通过，受热弯曲，使触点打开（2）暖机工况 发动机暖机时，根据冷却水温供应加浓混合气，直至发动机冷却水温达到预定值为止。 发动机温度传感器，装在缸体上或者插入水套中 水温变化（低）-电阻变化（大）-喷油量多（3）开环控制 发动机启动后，氧传感器没有加热以前，忽略氧传感器信号，进行开环控制，按存储器中所存数据工作。 (4）闭环控制 当氧传感器可向计算机提供有效的发动机排气含氧量信号后，进行发动机闭环控制。电控单元测量氧传感器、冷却水温和节气门开度等信号，确定合适的供油

14、量。 （5）加速工况 电控单元首先接到节气门位置变化信号，说明需要加浓，即需要增加供油脉宽。此时主要考虑动力输出。 （6）全负荷加浓 发动机全负荷运行时，要发出较大的扭矩，应供给较浓的功率混合气。此时对发动机进行开环控制。 （7）减速运行工况 发动机减速时，减少供油量。 （8）怠速控制 L型汽油喷射系统中，空气流量计中有一可调的旁通空气通道，设有怠速调节螺钉，可以调整旁通横截面的大小，以此调整怠速混合气成分与怠速。 4.废气排放控制 三元催化反应器后处理装置。内装氧化鋯传感器。当a=1时，输出电压有突变。以此信号反馈输入至ECU，使电控单元随时指令喷油器，让混合气调至a=1。排气管开关量,不断跳跃,多了少喷油,少了多喷油氧化锆陶瓷体 2O2传感器 v构造：ZrO2型的最为常用，其构造如图3-46所示v原理：废气位于固体电解质ZrO2 外侧，ZrO2管的内侧为氧浓度已知的大气。由于在ZrO2 管的两侧存在氧浓度差，因而在 ZrO2中有氧离子通过，在电极两端产生的电动势 Es可由