汽车电子控制技术

1、2021/8/51汽车电子技术汽车电子技术主讲：XXXXXXX2021年12月28日2021/8/52一、汽车电子技术的发展过程一、汽车电子技术的发展过程由分散控制到集中控制由分散控制到集中控制由分立元件控制到集成电路控制由分立元件控制到集成电路控制由模拟控制到数字（微处理器）控制由模拟控制到数字（微处理器）控制二、汽车电子技术的发展趋势二、汽车电子技术的发展趋势应用领域的扩展应用领域的扩展控制功能的进一步集中控制功能的进一步集中应用无线通讯技术，实现智能交通应用无线通讯技术，实现智能交通绪论绪论2021/8/53四、汽车电子控制系统的类型四、汽车电子控制系统的类型按控制器的按控制器的结构与工

2、作结构与工作方式分方式分模拟控制系统模拟控制系统数字控制系统数字控制系统按控制器所按控制器所具有的功能具有的功能分分单功能控制系统单功能控制系统多功能控制系统多功能控制系统由模拟电路组成，精度低，由模拟电路组成，精度低，灵活性差灵活性差核心是微处理器，精度高，核心是微处理器，精度高，扩展灵活扩展灵活控制功能单一，微处理器独控制功能单一，微处理器独立，如点火控制系统，燃油立，如点火控制系统，燃油喷射控制系统等。喷射控制系统等。具有多种控制功能，如发动具有多种控制功能，如发动机集中控制系统，动力总成机集中控制系统，动力总成控制系统等。控制系统等。2021/8/54四、汽车电子控制系统的类型四、汽车

3、电子控制系统的类型按被控对按被控对象所属的象所属的汽车部位汽车部位分分发动机电子发动机电子控制系统控制系统底盘电子控底盘电子控制系统制系统 点火控制系统点火控制系统车身电子控车身电子控制系统制系统燃油喷射控制系统燃油喷射控制系统怠速控制系统怠速控制系统排放控制系统排放控制系统制动防抱死控制系统（制动防抱死控制系统（ABS）防滑转控制系统（防滑转控制系统（ASR）悬架电子控制系统悬架电子控制系统动力转向电子控制系统动力转向电子控制系统巡航控制系统巡航控制系统自动空调自动空调电子仪表电子仪表安全气囊安全气囊电子防盗电子防盗2021/8/55四、汽车电子控制系统的类型四、汽车电子控制系统的类型按控制

4、器的按控制器的控制目标分控制目标分降低排放与油降低排放与油耗的控制系统耗的控制系统提高安全与舒提高安全与舒适性的控制系适性的控制系统统主要指发动机控制系统，变主要指发动机控制系统，变速器控制系统速器控制系统底盘控制系统，安全气囊等底盘控制系统，安全气囊等汽车信息系统汽车信息系统电子仪表，车载电子仪表，车载GPS，电子，电子地图等地图等2021/8/56第一章 第一节 汽车电子控制系统概述一、汽车电子控制系统的组成一、汽车电子控制系统的组成 由传感器，控制器，执行器组成。由传感器，控制器，执行器组成。传感器传感器被控车辆被控车辆控制器控制器执行器执行器2021/8/57二、汽车电子控制系统的要求

5、 耐温范围为-40+1250C 防电磁干扰，不易受外部辐射的影响。 耐震。 耐湿气和潮湿。 耐腐蚀性液体，如机油、油雾。 质量轻。 生产成本低廉。 安装可靠。2021/8/58 传感器是将各种非电量按一定规律转换成便于传输和处理的另一物理量。 传感器一般由敏感元件，转换元件和测量电路三部分组成。第二节 汽车上常用的传感器2021/8/59空气流量传感器空气流量传感器压力传感器压力传感器温度传感器温度传感器位置与角度传感器位置与角度传感器氧传感器氧传感器曲轴位置传感器曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器按被测参数分按被测参数分汽车上常用的传感器有2021/8/510二、空气流量传感器二

6、、空气流量传感器1.作用作用 检测发动机进气量的大小，是确定基本喷油检测发动机进气量的大小，是确定基本喷油量、最佳点火时间的主要参考系数。量、最佳点火时间的主要参考系数。2.类型类型 叶片式、热丝（膜）式、卡门漩涡式等。叶片式、热丝（膜）式、卡门漩涡式等。（1）叶片式空气流量计）叶片式空气流量计1）原理）原理 进气推动量板转动，带动滑动电位器滑片转进气推动量板转动，带动滑动电位器滑片转动，量板转动角度与进气量成正比。动，量板转动角度与进气量成正比。2021/8/5112）结构）结构2021/8/5122）工作原理）工作原理当吸入发动机的空气流过传感器主进气道时，传感器叶片就会受到空气气流压力产

7、生的推力距和复位弹簧弹力力矩的作用。当空气流量增加时，气流压力对叶片产生的推力距增大，推力力矩克服弹力力矩使叶片偏转角度增大，直到推力力矩与弹力力矩平衡为止。进气量越大，叶片偏转角度也越大。因为叶片总成和电位计的滑臂均固定在转轴上，所以在叶片偏转的同时，滑臂也随之偏转。2021/8/5132）工作原理）工作原理 当空气流量增大时，端子VC和VS之间的电阻值减小，两端子之间输出的信号电压US降低。当空气流量减少时，气流压力对叶片产生的推力力矩减少，叶片偏转角度也减少，端子VC和VS之间的电阻值增大，两端子之间输出的信号电压US增大。2021/8/5142 2）热线式空气流量计的结构）热线式空气流

8、量计的结构铂金热线电阻（正温度系数电阻）感知空气流量温度补偿电阻(冷线，负温度系数的电阻)感知进气温度控制线路板壳体2021/8/515）热线式空气流量计的信号特征）热线式空气流量计的信号特征 2021/8/516热膜式空气流量计热膜式空气流量计 热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。的。 增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性。增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性。2021/8/5171 1）热膜式空气流量传感器的结构与原

9、理）热膜式空气流量传感器的结构与原理（a）结构1控制电路 2至进气歧管 3热膜4温补电阻 5屏蔽网 6空气b）原理1温补电阻 2热膜 3屏蔽网4进气 5电桥电路电阻 6滤网2021/8/518（三）（三）. .卡门旋涡式空气流量计卡门旋涡式空气流量计卡门涡流的形成卡门涡流的形成卡门旋涡式空气流量计的基本原理卡门旋涡式空气流量计的基本原理 卡门涡流频率（卡门涡流频率（f）=常数（常数（0.2）空气流速（空气流速（V)/涡流发生涡流发生器直径（器直径（d） 空气流量Q = 空气流速（V） 流通截面积（A） 卡门旋涡频率的测量方式有光学式光学式和超声波式超声波式两种。2021/8/5191)光学式卡

10、门旋涡空气流量计光学式卡门旋涡空气流量计反光镜式卡曼涡流空气流量传感器1反光镜 2发光二级管 3簧片 4光敏晶体管 5旋涡 6导压孔 7涡流发生器 8整流网2021/8/520图6-5 反光镜式卡曼涡流空气流量传感器1反光镜 2发光二级管 3簧片 4光敏晶体管 5旋涡 6导压孔 7涡流发生器 8整流网2021/8/5212) 超声波式卡门旋涡空气流量计超声波式卡门旋涡空气流量计图6-4 超声波式卡曼涡流空气流量传感器的结构2021/8/5222021/8/523进气压力传感器 进气歧管绝对压力传感器用进气歧管绝对压力传感器用于于D D型汽油喷射系统。它在汽油型汽油喷射系统。它在汽油喷射系统中所

11、起的作用和空气喷射系统中所起的作用和空气流量传感器相似。进气歧管绝流量传感器相似。进气歧管绝对压力传感器根据发动机的负对压力传感器根据发动机的负荷状态测出进气歧管内绝对压荷状态测出进气歧管内绝对压力（真空度）的变化，并转换力（真空度）的变化，并转换成电压信号，与转速信号一起成电压信号，与转速信号一起输送到电控单元（输送到电控单元（ECUECU），），作为作为确定喷油器基本喷油量的依据确定喷油器基本喷油量的依据。 作用作用 2021/8/524进气压力传感器内部结构2021/8/525半导体进气压力传感器的输出特性 2021/8/526检测 2021/8/527 1. 1.测电源电压测电源电压:

12、 : 拔下传感器线束拔下传感器线束, ,接通点火开关，测端子接通点火开关，测端子VCVC和和E2E2间的电压间的电压应当是应当是4.54.55.5V5.5V。若无电压。若无电压, ,则应检查则应检查ECUECU上相应端子电压上相应端子电压, ,若正常若正常, ,则为则为ECUECU与传感器间线路故障或传感器已损坏与传感器间线路故障或传感器已损坏. . 2. 2.测信号电压测信号电压: : 拆下进气歧管处的真空软管，并接在真空枪上，接通点火拆下进气歧管处的真空软管，并接在真空枪上，接通点火开关，测信号端子开关，测信号端子PIMPIM与搭铁与搭铁E2E2间的信号电压间的信号电压, ,应符合标准值。

13、应符合标准值。2021/8/528桑塔纳GLi型轿车半导体压敏电阻式进气歧管压力传感器 1-搭铁；2-进气温度信号输出端子；3-电源（+5V）端子；4-传感器信号输出端子 2021/8/529皇冠3.0轿车压敏电阻式进气歧管压力传感器 2021/8/530四、节气门位置传感器 作用作用 是将节气门开度（即发动机负荷）大小转变为电是将节气门开度（即发动机负荷）大小转变为电信号输入信号输入ECUECU。ECUECU根据节气门位置信号判别发动机的工根据节气门位置信号判别发动机的工况，如怠速工况，部分负荷工况，大负荷工况等等，并况，如怠速工况，部分负荷工况，大负荷工况等等，并根据发动机不同工况对混合气

14、浓度的需求来控制喷油时根据发动机不同工况对混合气浓度的需求来控制喷油时间。间。 类型类型 可变电阻式可变电阻式触点开关式触点开关式综合式综合式2021/8/531触点开关式节气门位置传感器 2021/8/532输出特性2021/8/533综合式节气门位置传感器结构 2021/8/534综合式节气门位置传感器输出特性2021/8/535（一）、温度传感器功用（一）、温度传感器功用P17五、温度传感器（二）、发动机冷却液温度传感器识别与检测（二）、发动机冷却液温度传感器识别与检测 .作用作用检测发动机检测发动机冷却水温度，向冷却水温度，向ECUECU输入温度信号输入温度信号, ,作为燃油喷射和作为

15、燃油喷射和点火正时的修正点火正时的修正信号。信号。2021/8/536热敏电阻式温度传感器的结构2021/8/5375.检测(1)(1)、测电阻值（开路检测）、测电阻值（开路检测）2021/8/538参考值温度（）电阻（k）06202.2401.1600.6800.252021/8/5392.类型类型 分为分为磁感应式、光电式、霍尔效应式三种磁感应式、光电式、霍尔效应式三种。一、作用：1、曲轴位置传感器作用：、曲轴位置传感器作用：检测发动机转速、曲轴转角信号及上止点信号，将此信号输入ECU，以计算进气量及决定点火和喷油时刻。 2、凸轮轴位置传感器作用：、凸轮轴位置传感器作用： 功用是采集配气凸

16、轮轴的位置信号并输入ECU以便ECU识别1缸压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆震控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机启动时识别出第一次点火时刻。六六. . 曲轴、凸轮轴位置传感器概述曲轴、凸轮轴位置传感器概述2021/8/540 在起动时，在起动时，ECU接收曲轴位置传感器信号后还接收曲轴位置传感器信号后还不能控制点火线圈工作，还要接收凸轮轴位置不能控制点火线圈工作，还要接收凸轮轴位置传感器的参考信号按顺序控制点火。传感器的参考信号按顺序控制点火。 参与点火控制的凸轮轴位置传感器，若在运转参与点火控制的凸轮轴位置传感器，若在运转过程中被拔掉，发动机照常运转。但重新起动过程中被

17、拔掉，发动机照常运转。但重新起动时，则需要重复几次（凸轮轴位置传感器的损时，则需要重复几次（凸轮轴位置传感器的损坏不会造成发动机不能起动）。坏不会造成发动机不能起动）。2021/8/541 独立点火、顺序喷射的直列发动机既要安独立点火、顺序喷射的直列发动机既要安装曲轴位置传感器，又要安装凸轮轴位置装曲轴位置传感器，又要安装凸轮轴位置传感器。传感器。 V型发动机无论同时点火还是独立点火，也型发动机无论同时点火还是独立点火，也无论分组喷射还是顺序喷射，都需要安装无论分组喷射还是顺序喷射，都需要安装曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。2021/8/5423 3、光电式

18、凸轮轴、光电式凸轮轴/ /曲轴位置传感器曲轴位置传感器2021/8/543信号盘信号盘 遮光盘（转盘）：安装在遮光盘（转盘）：安装在分电器轴上，随分电器轴分电器轴上，随分电器轴一起转动，外围均布有一起转动，外围均布有360个光孔，靠内均布有个光孔，靠内均布有6个光孔，其中有一个较宽个光孔，其中有一个较宽的光孔。的光孔。 遮光盘光孔的数目决定信遮光盘光孔的数目决定信号数目，光孔的位置和形号数目，光孔的位置和形状决定信号波形。状决定信号波形。2021/8/544信号发生器信号发生器 光源（发光二极光源（发光二极管）：两只发光二管）：两只发光二极管通过遮光盘两极管通过遮光盘两圈光孔正对着两只圈光孔正

19、对着两只光敏二、三极管。光敏二、三极管。 光接收器（光敏二、光接收器（光敏二、三极管）：接收发三极管）：接收发光二极管的光信号，光二极管的光信号，转换为电信号。转换为电信号。2021/8/545曲轴转速、转角信号和气缸识别的产生原理2021/8/546输出波形2021/8/5475 5、使用、使用 优点：优点：不受电磁干扰。不受电磁干扰。 缺点：缺点：受灰尘影响大。光电式传感器的功受灰尘影响大。光电式传感器的功能元件通常被密封得很好，一但损坏了分能元件通常被密封得很好，一但损坏了分电器轴套或密封垫，或当维修时可能使油电器轴套或密封垫，或当维修时可能使油污和污物进入敏感区域造成污损，这就可污和污

20、物进入敏感区域造成污损，这就可能引起不能起动、失速和断火。能引起不能起动、失速和断火。2021/8/5489.9.维修注意事项维修注意事项、检查传感器磁头是否吸附有铁粉或金属颗粒。、检查传感器磁头是否吸附有铁粉或金属颗粒。、检查传感器是否有裂纹或缺块、检查传感器是否有裂纹或缺块、检查间隙是否过大或过小、检查间隙是否过大或过小、检查飞轮是否有脏污、裂纹、掉齿等。、检查飞轮是否有脏污、裂纹、掉齿等。、检查装配是否正确。、检查装配是否正确。2021/8/5491、电磁感应式曲轴凸轮轴位置传感器、电磁感应式曲轴凸轮轴位置传感器 1）组成）组成 永久磁铁、线圈、信号转子永久磁铁、线圈、信号转子2021/

21、8/550工作原理结构原理分析：结构原理分析： 此传感器为磁脉冲式此传感器为磁脉冲式传感器，由永久磁铁、传感器，由永久磁铁、线圈等组成。当触发轮线圈等组成。当触发轮齿经过传感器时，引起齿经过传感器时，引起磁通量的改变，便在线磁通量的改变，便在线圈中感应出一个交变的圈中感应出一个交变的电压信号。该信号电压电压信号。该信号电压的大小与触发轮齿转速的大小与触发轮齿转速成正比。成正比。2021/8/551 信号转子的凸齿接近传感器探头时：信号转子的凸齿接近传感器探头时： 气隙气隙磁路磁阻磁路磁阻磁通量磁通量 E=/t，E0 凸齿与探头对齐时，凸齿与探头对齐时，不变，不变，E=0 信号转子的凸齿离开传感

22、器探头时：信号转子的凸齿离开传感器探头时： 气隙气隙磁路磁阻磁路磁阻磁通量磁通量 E=/t，E 02021/8/5526)6)磁感应式传感器检修磁感应式传感器检修一、常见故障：无法起动发动机或发动机运行不良等。一、常见故障：无法起动发动机或发动机运行不良等。二、磁感应式传感器及其信号检查二、磁感应式传感器及其信号检查1、元件检测：、元件检测： 1）电阻的测量）电阻的测量:2K或者或者20K量程，线圈电阻约为量程，线圈电阻约为900 。2、线路及信号的确认：、线路及信号的确认：1）拔下插座，打开点火开关，测量转速传感器的两根）拔下插座，打开点火开关，测量转速传感器的两根信号线与搭铁之间的电压，约

23、为信号线与搭铁之间的电压，约为2.5V,说明传感器插座说明传感器插座到到ECU的连接正常；的连接正常；2）试灯一端点蓄电池正极，一端点在油泵继电器的控）试灯一端点蓄电池正极，一端点在油泵继电器的控制线上，启动发动机时观察试灯能否持续点亮。制线上，启动发动机时观察试灯能否持续点亮。2021/8/5532 2 霍尔式传感器结构及工作原理霍尔式传感器结构及工作原理结构原理分析：结构原理分析： 此传感器为霍尔此传感器为霍尔效应式传感器，由效应式传感器，由永久磁铁、霍尔元永久磁铁、霍尔元件、信号轮、集成件、信号轮、集成放大电路等组成。放大电路等组成。 叶轮在转动时叶轮在转动时“间间断断”地阻挡磁场，地阻

24、挡磁场，使得霍尔元件间断使得霍尔元件间断地产生高低变化的地产生高低变化的矩形波信号。矩形波信号。a)磁路截断时磁路截断时霍尔元件及霍尔元件及放大电路放大电路叶轮叶轮磁铁磁铁b)磁路接通时磁路接通时2021/8/5542）工作原理）工作原理 叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为叶片进入气隙，磁场被旁路，霍尔电压为0，输出高电平，输出高电平 叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电压，输出叶片离开气隙，磁场穿过霍尔元件，产生霍尔电压，输出低电平。低电平。2021/8/555（5 5）霍尔效式传感器检修）霍尔效式传感器检修一、常见故障：排放超标，油耗增加或运行不良等。一、常见故障：排放超标，油耗增

25、加或运行不良等。二、霍尔效应式传感器及其信号检查二、霍尔效应式传感器及其信号检查 2、线路及信号的确认：、线路及信号的确认： 1）拔下插座，打开点火开关，测量霍尔传感器拔下插座，打开点火开关，测量霍尔传感器的三个接线端与搭铁之间的电压，应为的三个接线端与搭铁之间的电压，应为12V或或5V电电源，源，12V或或5V信号参考电压，信号参考电压，0V接地。任一不正接地。任一不正常应检查相关的电路。常应检查相关的电路。2）用万用表检测信号输出电压是否正常；一般怠）用万用表检测信号输出电压是否正常；一般怠速时约为速时约为2.5V或或6.0V左右。人为触发时为左右。人为触发时为0V和和5V间或间或0和和1

26、2V间变化。间变化。2021/8/556第二章第二章 汽车发动机集中控制系统汽车发动机集中控制系统第一节第一节 概述概述第二节第二节 电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统第三节第三节 电控汽油喷射系统的结构和工作原理电控汽油喷射系统的结构和工作原理第四节第四节 燃油喷射系统控制原理燃油喷射系统控制原理第五节第五节 怠速控制系统怠速控制系统第六节第六节 电控点火系统电控点火系统第七节第七节 发动机的排放污染物发动机的排放污染物第八节第八节 发动机的排放污染物的净化技术发动机的排放污染物的净化技术第九节第九节 柴油机电控技术柴油机电控技术第十节第十节 发动机及其他控制技术发动机及其他控制技术2021/

27、8/557第一节第一节 概述概述 1、电动机电子控制技术的发展历程 1）、机械控制阶段 2）、电子电路控制阶段 3）、模拟计算机控制阶段 4）、数字计算机控制阶段 2、发动机电子控制系统的控制功能 3、汽油发动机的电子控制 1）汽油机的燃油供给系统2021/8/5582.1.1燃油喷射的基本概念燃油喷射的基本概念燃油喷射燃油喷射:就是用喷油器将就是用喷油器将一定压力和数量的汽油喷一定压力和数量的汽油喷入进气道或气缸内。入进气道或气缸内。其目其目的的:是提高燃油雾化质量，是提高燃油雾化质量，改进燃烧，改善发动机性改进燃烧，改善发动机性能。能。电控燃油喷射电控燃油喷射:是采用电动是采用电动喷油器，

28、由电子控制单元喷油器，由电子控制单元根据发动机运行工况和使根据发动机运行工况和使用条件，将适量的燃油喷用条件，将适量的燃油喷入进气道或气缸内，入进气道或气缸内，实现实现对发动机供油量的对发动机供油量的精确控精确控制。制。2021/8/559可燃混合气浓度对汽油机工作的影响可燃混合气浓度对汽油机工作的影响可燃混合气成分可燃混合气成分 可燃混合气是指空气与燃料的混合物，其成分对发动机的可燃混合气是指空气与燃料的混合物，其成分对发动机的动力性与经济性有很大的影响。动力性与经济性有很大的影响。可燃混合气成分的表示方法：可燃混合气成分的表示方法： 空燃比：空燃比：可燃混合气中空气（可燃混合气中空气（A

29、A）和燃料）和燃料(F)(F)的质量比。的质量比。 2021/8/560一、一、 可燃混合气的浓度对发动机的性能影响可燃混合气的浓度对发动机的性能影响 通过试验证明，发动机的功率和耗油率都是随着通过试验证明，发动机的功率和耗油率都是随着空燃比的空燃比的变化变化而变化的。而变化的。 理论上，对于理论上，对于空燃比空燃比=14.7=14.7的标准混合气而言，所含空气中的氧的标准混合气而言，所含空气中的氧正好足以使汽油完全燃烧，但实际上，由于时间和空间条件的限正好足以使汽油完全燃烧，但实际上，由于时间和空间条件的限制，汽油细粒和蒸汽不可能及时地与空气绝对均匀地混合，因此，制，汽油细粒和蒸汽不可能及时

30、地与空气绝对均匀地混合，因此， 即使即使空燃比空燃比=14.7 ，汽油也不可能完全燃烧，混合气的，汽油也不可能完全燃烧，混合气的空燃比空燃比 14.7 才有可能完全燃烧才有可能完全燃烧。 因为因为空燃比空燃比 14.7时混合气中，有适量较多的空气，正好满足完时混合气中，有适量较多的空气，正好满足完全燃烧的条件，此混合气称为经济混合气，对于不同的汽油机经全燃烧的条件，此混合气称为经济混合气，对于不同的汽油机经济混合气成分不同，一般在济混合气成分不同，一般在15.415.416.916.9范围内。范围内。当当空燃比空燃比大于或大于或小于小于15.416.9时，经济性变坏时，经济性变坏。 当当空燃比

31、空燃比= 12.5= 12.5时，时，功率功率最大，因为这种混合气中汽油含量较最大，因为这种混合气中汽油含量较多，汽油分子密集，因此，燃烧速度最高，热量损失最小，因而多，汽油分子密集，因此，燃烧速度最高，热量损失最小，因而使得缸内平均压力最高，功率最大，此混合气称为功率混合气。使得缸内平均压力最高，功率最大，此混合气称为功率混合气。空燃比空燃比1616的混合气称为过稀混合气，的混合气称为过稀混合气，空燃比空燃比12.512.5的混合气称为的混合气称为过浓混合气，过浓混合气，混合气无论过稀过浓都会使发动机功率降低混合气无论过稀过浓都会使发动机功率降低，耗，耗油率增加油率增加。2021/8/561

32、2.可燃混合气浓度对发动机性能的影响可燃混合气浓度对发动机性能的影响图图2-1 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2021/8/562空燃比与汽油机排放物的关系2021/8/5632.发动机各种工况对混合气的要求发动机各种工况对混合气的要求在不同工况与车况下，发动机对可燃混合气空燃比的要求是不同的。我们主要分析稳定工况和过度工况下对混合气的要求。（1）稳定工况发动机在一定时间内转速与负荷没有突变，正常运转的状态。可分为怠速工况、中等负荷工况、大负荷工况、全负荷工况等。2021/8/564由下图可以看出，稳定工况下，所

33、需混合气空燃比随着发动机负荷的变化有所区别。图2-3图中：A点：怠速工况；AB段：小负荷工况；BC段：中等负荷工况；CD段：大负荷工况；D点：全负荷工况；2021/8/565各工况的混合气配置要求：各工况的混合气配置要求：怠怠 速：速：汽油雾化蒸发较差，进气管真空度高，使得气缸内废气率较大，因而要求混合气较浓；小小 负负 荷：荷：汽油雾化增强，混合气浓度随负荷增加而减小；中等负荷：中等负荷：混合气燃烧条件充分，配制较稀的混合气可以获得最佳燃油经济性；大大 负负 荷：荷：要求按经济性要求加浓混合气，以满足发动机功率需求；全全 负负 荷：荷：节气门全开，混合气浓度要求能提供最大功率，从大负荷工况到

34、全负荷工况的过程，混合气加浓也是逐渐变化的。2021/8/566（2）过度工况过度工况可分为冷启动、暖机和加、减速三种工况。冷启动：冷启动：低温情况下，燃油蒸发率很小，浓混合气才能达到冷启动要求；暖暖 机：机：发动机进入怠速工况前，随着温度逐渐上升，较浓混合气的空燃比逐渐增大；加加 速：速：节气门开度的突然增加，燃油在进气管壁的沉积，为避免实际混合气变稀，配制加浓混合气以提供更好的加速性；减减 速：速：节气门突然关闭，进气管真空度急剧增高使进气管壁面上的燃油蒸发，造成混合气过浓，需提供较稀混合气；2021/8/5672、传统化油器式燃油供给系统2021/8/568化油器式发动机进气岐管的汽油分

35、布2021/8/569多点汽油喷射系统2021/8/570汽油机点火控制系统 1、点火能量与发动机性能的关系P31 2、点火时刻与发动机性能的关系P32点火时刻用点火提前角来表示。2021/8/571一、按喷油器的数目分类（1）单点燃油喷射系统（）单点燃油喷射系统（SPI）。）。喷射压力只有（喷射压力只有（0.1MPa) 节气门体喷射（节气门体喷射（TBI）或）或中央燃油喷射（中央燃油喷射（CFI）。）。第二节 电子控制汽油喷射系统的类型2021/8/572（2）多点燃油喷射系统（）多点燃油喷射系统（MPI）。）。 进气管喷射（进气管喷射（PFI）。）。 缸内喷射又称缸内直接喷射（缸内喷射又称

36、缸内直接喷射（3-4MPa) （GDI）。）。 2021/8/573二二.按燃油的喷射时序分类按燃油的喷射时序分类（1）连续喷射（）连续喷射（CIS）又称为稳定喷射。在发动机运转期间，）又称为稳定喷射。在发动机运转期间，燃油连续不断的喷射，主要用于机械式和机电结合式汽油喷燃油连续不断的喷射，主要用于机械式和机电结合式汽油喷射系统。如射系统。如 K型型 和和KE型型（2）间歇喷射系统。在发动机运转期间，燃油按照一定的规）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，电控式燃油喷射系统都采用间歇喷射。律间歇喷射，电控式燃油喷射系统都采用间歇喷射。图图2-14 间歇喷射时序分类间歇喷射

37、时序分类（a）同时喷射；（）同时喷射；（b）分组喷射；（）分组喷射；（c）顺序喷射）顺序喷射2021/8/574（1）机械式燃油喷射系统（）机械式燃油喷射系统（K系统）系统） 2.按喷射装置的按喷射装置的控制方式控制方式分类分类 博世公司研制的博世公司研制的K-Jetronic系统在系统在20世纪五六十年代开始世纪五六十年代开始运用于汽车上，如早期的奔驰（运用于汽车上，如早期的奔驰（Benz）和奥迪（）和奥迪（Audi）等。）等。图图2-9 机械式燃油喷射系统（机械式燃油喷射系统（K系统）系统）2021/8/575 KE系统在系统在K系统的基础上，增加了电子控制单元，以德系统的基础上，增加了电

38、子控制单元，以德国博世公司生产的国博世公司生产的KE系统最具代表性。系统最具代表性。（2）机电结合式汽油喷射系统（）机电结合式汽油喷射系统（KE系统）。系统）。 图图2-10 机电结合式汽油喷射系统（机电结合式汽油喷射系统（KE系统）系统）2021/8/576（3）电子控制式燃油喷射系统。）电子控制式燃油喷射系统。 电子控制式燃油喷射系统（电子控制式燃油喷射系统（EFI）由空气供给系统、燃油供给）由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统三部分组成。系统和电子控制系统三部分组成。 图图2-11 电控式汽油喷射系统电控式汽油喷射系统2021/8/577 电子控制系统主要由电子控制系统主要由电控单

39、元（电控单元（ECU）、各种）、各种传感器和执行器传感器和执行器三部分构成。三部分构成。ECU通过对各种传感通过对各种传感器的信号器的信号进行运算进行运算获得发动机的运行状况，获得发动机的运行状况，发出指发出指令令控制喷油器的喷油时刻和喷油量，从而精确控制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。各工况的空燃比。2021/8/578电子控制式燃油喷射系统按其控制过程有无反馈信息可分为电子控制式燃油喷射系统按其控制过程有无反馈信息可分为开环控制和闭环控制两种类型开环控制和闭环控制两种类型开环控制方式。开环控制方式。 图图2-12 开环控制方式开环控制方式2021/8/579闭环控

40、制方式。闭环控制方式。图图2-13 闭环控制方式闭环控制方式2021/8/580四四.按进气量的按进气量的检测方式检测方式分类分类（1）直接测量式。）直接测量式。 直接测量式燃油喷射系统利用直接测量式燃油喷射系统利用空气流量计空气流量计直接测量单位时直接测量单位时间内吸入进气管的间内吸入进气管的空气流量空气流量。直接检测方式也可称为。直接检测方式也可称为质量质量-流流量量方式，亦称方式，亦称L型燃油喷射系统（型燃油喷射系统（L为德文空气流为德文空气流Luftmengen的字头）。的字头）。 按照空气流量计的种类不同，直接测量式又分为以下几种。按照空气流量计的种类不同，直接测量式又分为以下几种。

41、叶片式空气流量计（测量叶片式空气流量计（测量体积体积流量）。流量）。卡门涡旋式空气流量计（测量卡门涡旋式空气流量计（测量体积体积流量）。流量）。热线式空气流量计（测量热线式空气流量计（测量质量质量流量）。流量）。热膜式空气流量计（测量热膜式空气流量计（测量质量质量流量）。流量）。2021/8/581（2）间接测量式。）间接测量式。 间接测量式燃油喷射系统通过间接测量式燃油喷射系统通过对进气歧管绝对压力、节对进气歧管绝对压力、节气门开度和发动机转速气门开度和发动机转速的测量，并经过计算处理得到进气量的测量，并经过计算处理得到进气量的值。的值。 间接检测方式又可分为：间接检测方式又可分为：速度速度

42、-密度方式密度方式和和节气门节气门-速度方式速度方式。 速度速度-密度方式：密度方式：根据进气管绝对压力和发动机转速计量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。发动机每循环的进气量。 节气门节气门-速度方式：速度方式：根据节气门开度和发动机转速计量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，从而计算所需的喷油量。发动机每循环的进气量，从而计算所需的喷油量。 间接测量常用进气歧管绝对压力式，即采用进气歧管绝间接测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。该系统对压力传感器测量进气管的绝对压力以确定进气量。该系统亦称为亦称为D型

43、燃油喷射系统（型燃油喷射系统（D为德文压力为德文压力Druck的字头）。的字头）。 质量质量-流量控制方式（流量控制方式（L型）是通过空气流量传感器（型）是通过空气流量传感器（Air Flow Meter）直接测量发动机的进气量，再根据进气量和转）直接测量发动机的进气量，再根据进气量和转速来确定发动机每工作循环的供油量，精度高、稳定性好。速来确定发动机每工作循环的供油量，精度高、稳定性好。2021/8/5822021/8/583第三节 电子控制汽油喷射系统的结构和工作原理电控汽油喷射（Electronic Fuel Injection，EFI）系统通过对燃油喷射的时间控制调节喷油量，为实现空燃

44、比的高精度控制，要对进入气缸的空气量进行精确计量。目前，汽车上应用的EFI系统根据进气量检测方式不同可分为D型和L型两种。（1） D型EFI系统通过检测进气歧管的真空度来测量发动机吸入的空气量（2） L型EFI系统用空气流量计直接测量发动机吸入的空气量2021/8/584一、MPI系统结构及工作原理EFI系统由空气供给系统、燃油供给系统及电子控制系统三大部分组成。2021/8/585二二.空气供给系统空气供给系统1.空气供给系统的组成空气供给系统的组成2021/8/5862、空气供给系统的构件主要由节气门、节气门位置传感器、怠速旁通气道和怠速调整装置等组成。怠速旁通空气道2021/8/5872

45、.燃油供给系统燃油供给系统2021/8/588电动燃油泵2021/8/589 电动汽油泵作用及分类 电动汽油泵的作用：电动汽油泵的作用： 1、过滤燃油（泵的下方有一个滤网叫做集滤器）、过滤燃油（泵的下方有一个滤网叫做集滤器） 2、对燃油加压（由一个、对燃油加压（由一个12V直流电机带动油泵运转）直流电机带动油泵运转） 3、输送燃油、输送燃油 4、保持残余油压（以便于二次启动，内有单向阀）、保持残余油压（以便于二次启动，内有单向阀） 5、防止系统压力过高（泄压阀）、防止系统压力过高（泄压阀） 电动汽油泵的分类：电动汽油泵的分类： 1、涡轮泵、涡轮泵 2、滚柱泵、滚柱泵 3、齿轮泵、齿轮泵2021

46、/8/590滚柱泵工作原理 滚柱式转子泵主要滚柱式转子泵主要由转子、与转子偏由转子、与转子偏心的定子心的定子(即泵体即泵体)以以及在转子和定子之及在转子和定子之间起密封作用的滚间起密封作用的滚柱等组成，如图所柱等组成，如图所示。示。 滚柱泵具有泵油压滚柱泵具有泵油压力大，不易损坏的力大，不易损坏的特点。特点。2021/8/591齿轮泵工作原理 齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理和滚柱泵的原理基本和滚柱泵的原理基本上是相同的，它由带上是相同的，它由带外齿的主动齿轮和带外齿的主动齿轮和带内齿的从动齿轮以及内齿的从动齿轮以及泵套组成，内齿偏心泵套组成，内齿偏心安装。由于齿数不同，安装。由于齿数不同，齿

47、轮转动过程中，两齿轮转动过程中，两个齿轮组成的空间间个齿轮组成的空间间隙也不同，同样体积隙也不同，同样体积的油在不同空间中存的油在不同空间中存在，此时空间小的压在，此时空间小的压力就大。力就大。2021/8/592涡轮泵（侧槽泵）工作原理涡轮泵由涡轮及开有合适流道的涡轮泵由涡轮及开有合适流道的前后泵壳组成，属于离心原理制前后泵壳组成，属于离心原理制成的泵。涡轮泵有电动机驱动，成的泵。涡轮泵有电动机驱动，当涡轮在电动机带动下旋转时，当涡轮在电动机带动下旋转时，涡轮周围槽内的燃油与涡轮一直涡轮周围槽内的燃油与涡轮一直高带旋转，在涡轮外缘每一个叶高带旋转，在涡轮外缘每一个叶片沟槽的前后，因液体的摩擦

48、作片沟槽的前后，因液体的摩擦作用存在一个压力差，由很多叶片用存在一个压力差，由很多叶片沟槽所产生的递升压力差使汽油沟槽所产生的递升压力差使汽油的压力升高，升压后汽油通过电的压力升高，升压后汽油通过电动机内部经单向阀从油泵出口排动机内部经单向阀从油泵出口排出。出。2021/8/5932021/8/5942021/8/595油压脉冲衰减器功用：衰减喷油器喷油时引起的燃油压力脉动，使燃油系统保持压力稳定.原理：油压脉动时膜片弹簧被压缩或膨胀，膜片下方的容积略有增大或减小以稳定油压。第37页2021/8/596 油压调节器功用：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。 喷油压力 = 供

49、油压力进气管压力。第33页2021/8/597电子控制器电子控制器 电子控制器通常被简称为电子控制器通常被简称为ECU（Electric Control Unit），接受各传感器和开关的输入信号，经分），接受各传感器和开关的输入信号，经分析判断后，输出控制信号到执行器，是车辆电控析判断后，输出控制信号到执行器，是车辆电控系统的大脑和神经中枢。系统的大脑和神经中枢。 ECU由输入电路、微处理器、输出电路组成。由输入电路、微处理器、输出电路组成。2021/8/598一、输入电路一、输入电路模拟信号，数字信号，脉冲信号模拟信号，数字信号，脉冲信号 这些信号必须通过这些信号必须通过输入电路转换成微机能

50、输入电路转换成微机能处理的数字信号后才能处理的数字信号后才能送入微机中（送入微机中（A/D转换转换器器）2021/8/599二、微处理器二、微处理器 微处理器是微处理器是ECU的核心，的核心，由中央处理器由中央处理器CPU、存储器、存储器、IO接口组成。接口组成。 1.中央处理器中央处理器CPU2021/8/51002.存储器存储器用于记忆程序与数据用于记忆程序与数据。存储器存储器只读存储器（只读存储器（ROM）:保存程序与标准参数保存程序与标准参数随机存储器（随机存储器（RAM）:保存修正参数与中间结果保存修正参数与中间结果ROMPROMEPROMEEPROM2021/8/5101三、输出电

51、路三、输出电路 由信号处理与由信号处理与驱动电路组成。驱动电路组成。 驱动电路的两驱动电路的两种型式：种型式：1.控制执行器的接地控制执行器的接地通路通路2.控制执行器的电源控制执行器的电源通路通路2021/8/5102三、执行器三、执行器执行器是受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。一般是由ECU控制执行器电磁线圈的搭铁回路，也有的是由ECU控制的某些电子控制电路，如电子点火控制器等。2021/8/51031.3.3执行器执行器 执行器根据执行器根据ECU输出的控制信号执行某项控制功能，常输出的控制信号执行某项控制功能，常用执行器见表用执行器见表1-3。表表1-3 常用执行器常用执行器2

52、021/8/5104电磁喷油器2021/8/51052021/8/51062021/8/51072021/8/5108喷油器的针阀的工作特性2021/8/5109（1 1）电流驱动）电流驱动ECUECU的喷油脉冲的喷油脉冲 大功率三极管通断大功率三极管通断 喷油器电磁线圈喷油器电磁线圈适用：适用： 低阻值喷油器，电路没有附加电阻，电路阻抗小，电磁线圈的电流上低阻值喷油器，电路没有附加电阻，电路阻抗小，电磁线圈的电流上升快，针阀开启迅速。升快，针阀开启迅速。只适用于低电阻型喷油器；2021/8/5110 喷油器的驱动方式喷油器的驱动方式（2 2）电压驱动）电压驱动ECUECU的喷油脉冲的喷油脉冲

53、 大功率三极管通断大功率三极管通断 喷油器电磁线圈喷油器电磁线圈适用：高阻值喷油器（只能用电压驱动）适用：高阻值喷油器（只能用电压驱动） 低阻值喷油器，必须在电路中加入附加电阻（防止电流过大，避免线圈低阻值喷油器，必须在电路中加入附加电阻（防止电流过大，避免线圈发热损坏），电路阻抗大，导致流过电磁线圈的电流减少，产生的电磁吸力低，发热损坏），电路阻抗大，导致流过电磁线圈的电流减少，产生的电磁吸力低，针阀开启滞后时间长。针阀开启滞后时间长。可以连接高电阻型喷油器，也可以连接串联着一个附加电阻的低电阻型喷油器。2021/8/5111111喷油器检测 就车检测：测听步骤1：发动机热车后使其怠速运转。

54、步骤2：用螺丝刀或听诊器测听各缸喷油器工作的声音。步骤3：若某缸喷油器的工作声音很小，则说明该喷油器工作不正常，可能是针阀卡滞，应作进一步的检查。步骤4：若听不见某缸喷油器的工作声音，说明该喷油器不工作。对此，应检查喷油器控制线路或测量喷油器电磁线圈电阻。若控制线路及电磁线圈正常，则说明喷油器针阀完全卡死，应更换喷油器。 断缸检查 a. 发动机热车后使其怠速运转。 b. 依次拔下各缸喷油器的线束插头，使喷油器停止喷油，进行断缸检查。 步骤1：若拔下某缸喷油器线束插头后，发动机转速有明显下降，则说明该喷油器工作正常； 步骤2：若拔下某缸喷油器线束插头后，发动机转速无明显下降，则说明该缸不工作或工

55、作不良，可能是喷油器不工作，应作进一步的检查2021/8/5112 喷油正时的实质：是解决喷油器什么时候开始喷油的问题。所有缸内喷射和多数进气道喷射都采用间歇喷射，因而就有何时开始喷油的问题。对于多点间歇喷射发动机，喷油正时分为：同步喷射、异步喷射。 同步喷射：在既定的曲轴转角进行喷射， 在发动机稳定工况的大部分时间里以同步方式工作。 异步喷射：与曲轴转角无关的喷射， 发动机在起动和加速时，会采用与曲轴转角无关的异步喷射。 同步喷射又分为：同时喷射、分组喷射、顺序喷射 2. 2. 3 燃油喷射控制燃油喷射控制（一）、（一）、 喷油正时喷油正时第四节 燃油喷射系统控制原理2021/8/51131

56、、同时喷射同时喷射(1-6) 即 各缸喷油时刻相同。 早期生产的间歇燃油喷射发动机多是同时喷射，其喷油器控制电路和控制程序都较简单。其控制电路如图2-8所示2. 2. 3 燃油喷射控制燃油喷射控制（一）、（一）、 喷油正时喷油正时2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理 所有喷油器并联，微机根据曲轴位置传感器送入的基准信号，发出喷油器控制信号，控制功率三极管VT的导通和截止，从而控制各喷油器电磁线圈电路同时接通和切断，使各缸喷油器同时喷油。2021/8/51141、同时喷射同时喷射(1-6)特点：- 曲轴每转一周，各缸喷油器同时喷射一次，即一个工作循环中各缸喷油器同时喷射两次。两次喷射

57、的燃油，在进气门打开时一起进入气缸。其控制波形如图2-9所示，喷射正时图如图2-10所示。2. 2. 3 燃油喷射控制燃油喷射控制（一）、（一）、 喷油正时喷油正时2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理缺点： - 简单；喷射正时与发动机进气、压缩、做功、排气的循环没有关系。 - 各缸对应的喷射时间不可能最佳，有可能造成各缸的混合气形成不一样。2021/8/51152、分组喷射 即多缸发动机分为若干组进行喷射，同一组各缸同时喷油，不同组间顺序喷油。 一般把气缸的喷油器分成24组（四缸发动机通常分成2组），由微机分组控制喷油器，各组轮流交替喷射。其喷射控制电路如图2-11所示。2021/

58、8/51162、分组喷射 每一工作循环中，各喷油器均喷射1次或2次。 一般多是发动机每转一周，只有1组喷射。 其喷射正时图如图2-12所示。2021/8/51173、顺序喷射 - 也叫独立喷射，即按点火顺序要求逐缸喷射。曲轴每转2周，各缸喷油器都按点火顺序轮流喷射1次。其控制电路如图2-13所示。 - 各喷射器分别由微机进行控制，驱动回路数与气缸数相等。 - 采用顺序喷射控制时，应具有正时和缸顺两个功能。微机根据判缸信号、曲轴位置信号，确定哪个缸是排气行程（活塞上行）且活塞行至上止点前某一喷油位置时，微机发出喷油信号，接通该缸喷油器电磁线圈电路，此缸开始喷射。 2021/8/51183、顺序喷

59、射 顺序喷射正时图如图2-14所示。 优点：顺序喷射可以设定最佳时间喷油，对混合气形成十分有利，对提高燃油经济性和降低有害排放有一定好处。 缺点：控制系统的电路结构及软件都较复杂，但随着电子技术的日益发展，是比较容易解决的。 既适合进气管喷射，也适合于气缸内喷射。2021/8/5119 喷油量的控制：亦即喷油器喷射时间的控制。 必要性：要使发动机在各工况下都处于良好的工作状态，必须精确地计算基本喷油持续时间和各种参数的修正量，从而使发动机可燃混合气的空燃比符合要求。 燃油喷射持续时间主要分为两类：一类是发动机启动后喷油量的控制；另一类是启动时喷油 不同型号的发动机，基本喷油持续时间和各种修正值

60、不同，但其确定方式和对发动机的影响是相同的。 下面4个方面予以介绍。 （二）、（二）、 喷油量的控制喷油量的控制2021/8/51201、起动喷油控制 发动机起动时，转速波动较大，无论D系统中的进气压力传感器还是L系统中的空气流量计，都不能精确地测量进气量，进而确定合适的喷油持续时间。因此起动时的基本喷油时间不是根据进气量（或进气压力）以及发动机转速计算确定的，而是ECU根据起动信号和当时的冷却水温度，由内存的水温-喷油时间图（见图2-15）找出相应的基本喷油时间Tp 。2021/8/51211、起动喷油控制 然后加上进气温度修正时间TA和蓄电池电压修正时间TB，计算出起动时的喷油持续时间。如