技工学校(第二章)燃油喷射系统

1、v 在任何情况下都能获得精确的空燃比v 混合气的各缸分配均匀性好v 汽车的加速性能好v 充气效率高v 良好的起动性能和减速减油或断油 一、电控燃油喷射系统的优点第二章 汽车发动机电子控制系统2-1 汽车发动机电子控制系统的组成与分类二、发动机电子控制系统的组成霍尔传感器霍尔传感器（G40） 喷油器喷油器 （N30N33） 活性碳罐活性碳罐空气流量计空气流量计（G70） 活性炭罐活性炭罐电磁阀电磁阀（N80） ECU（J220） 氧传感器氧传感器 （G39） 水温传感器水温传感器（G62） 节气门控制组件节气门控制组件（J338） 2号爆震传感号爆震传感器（器（G66） 转速传感器转速传感器（G

2、28） 进气温度传感器进气温度传感器（G72） 点火线圈点火线圈（N152） 1号爆震传感号爆震传感器（器（G61） v（1）按喷射方式分：类型燃料供给方式连续喷射方式（K型、KE型） 在发动机运转期间，汽油连续不断地喷射到进气道内。间歇喷射方式（EFI型） 在发动机运转期间，将汽油间歇喷入进气道内。同时喷射 所有喷油器同时喷油、同时断油分组喷射 将喷油器分成几组。同组喷油器同时喷油及断油顺序喷射 各喷油器按发动机工作顺序喷油三、电控燃油喷射系统的类型（2）按进气量的计量方式分类（3）按喷射位置分类v缸内直接喷射：缸内直接喷射：喷油器装在气缸盖上，把燃油直接喷入气缸内。目前未全面推广。v进气管

3、喷射：进气管喷射：燃油喷在进气管上。按喷油器数量不同，又分为：单点喷射系统：在节气门上方有一个中央喷射装置，用12个喷油器集中喷射。又称为节气门体喷射TBI或中央喷射CFI。多点喷射系统：每缸进气门处装有1个喷油器，由ECU控制喷油。单点喷射系统单点喷射系统多点喷射系统多点喷射系统v开环控制系统：开环控制系统：对发动机及控制系统的精度要求高，控制精度低。v （无氧传感器）通过实验室确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入电脑，在发动机工作时，电脑根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量。其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工况超出预定范

4、围时，不能实现最佳控制。v闭环控制系统：闭环控制系统：装有氧传感器。可达到较高的空燃比控制精度。 （有氧传感器）在系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量。空燃比控制精度较高。v目前普遍采用开环和闭环相结合的控制方案。（4）按有无反馈信号分类四、电喷系统的组成与基本原理v3个子系统组成：空气供给系统空气供给系统、燃油供给系统燃油供给系统和控制系统控制系统。2-2燃油供给系统v本节主要内容：l 燃油供给系元件位置l电动燃油泵l燃油滤清器l脉冲阻尼器l燃油压力调节器一、燃油供给系统的组成

5、及作用一、燃油供给系统的组成及作用v作用：作用：供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据电脑指令喷油。油油 箱箱电动燃油泵电动燃油泵燃油滤清器燃油滤清器压力调节器压力调节器喷油器喷油器低压回油管低压回油管燃油供给系统原理图燃油供给系统原理图燃油供给系统元件位置v组成：组成：电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、脉动阻尼器、油管等组成。燃油供给系统总体位置燃油供给系统总体位置发动机上燃油供给系统元件的位置燃油供给系统示意图二、燃油供给系统工作原理三、各部件的结构及工作原理1、电动燃油泵v作用：v 给EFI系统提供具有一定压力的燃油，电动燃油泵的电动机和燃油泵制成一体，密封在同一壳体内。v分类：v

6、 根据安装位置不同可分为：内置式：内置式：安装在油箱中，不易气阻，噪声小，应用较广。外置式：外置式：串连在油箱外面，噪声大，易气阻，应用较少。根据电动燃油泵的结构不同分为：涡轮式滚柱式转子式侧槽式叶轮涡轮式电动燃油泵的结构及工作原理v组成：燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀（单向阀）、卸压阀等。泵壳体出油口进油口叶片滤清器叶轮前轴承电动机定子电动机转子单向出油阀卸压阀出油口v 卸压阀卸压阀作用：燃料压力达到4.56.0Kg/cm以上时，阀门开启，释放一部分燃油，以防止燃油压力上升过高。v 单向出油阀单向出油阀作用：阻止燃油倒流，保持系统内具有一定的残余压力，便于下次起动。防止气阻。燃油泵工作时燃油泵

7、工作时燃油泵停止工作时燃油泵停止工作时2、燃油滤清器v功用：功用：滤清燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减小机件磨损，保证发动机正常工作。v一般采用纸质滤心，每行驶2000040000或1到2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。入口出口滤芯3、脉动阻尼器v作用：作用：衰减喷油器喷油时引起的燃油压力脉动，使燃油系统压力保持恒定。往燃油泵阀门弹簧膜片分配管缓冲器燃油滤清器压力调节器分配管喷油嘴发动机燃油箱燃油泵喷油嘴信号喷油嘴信号 脉动上流压力脉动上流压力 脉动下流压力脉动下流压力无缓冲器有缓冲器4、燃油压力调节器v作用：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

8、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燃油压力调节器构造燃油压力调节器工作原理燃油泵的就车检查v丰田车系：用专用导线将诊断座上的+B和FP短接；其他车系：将蓄电池直接给燃油泵供电。v打开点火开关，但不起动发动机。v （KOEO模式，即Key ON Engine OFF）v打开油箱盖，应能听到燃油泵运转的声音，用手摸进油软管应感觉到有压力。v若听不到油泵工作声音或进油管无压力，应检修燃油泵。否则应检查燃油泵电路导线、继电器、保险丝等。v燃油泵若有故障，可拆卸燃油泵，测量燃油泵两端子之间电阻值，应为23。空气滤清器空气滤清器进气管绝对压力传感器进气管绝对压力传感器节气门

9、体节气门体进气总管进气总管进气歧管进气歧管怠速控制阀怠速控制阀空气滤清器空气滤清器空气流量计空气流量计节气门体节气门体进气总管进气总管进气歧管进气歧管怠速控制阀怠速控制阀2-3 空气供给系统一、空气供给系统的功用为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。L型空气供给系统型空气供给系统D型空气供给系统型空气供给系统二、空气供给系统的组成电控燃油喷射发动机空气供给系统基本相同，主要组成元件包括空气滤清器、节气门体和进气管。D型型EFI空气供给系统空气供给系统L型型EFI空气供给系统空气供给系统D型EFI空气供给系统vD型喷射系统由于没有空气流量计，其进气系统结构简单，应用比较广泛。皇冠

10、皇冠3.0轿车空气供给系统轿车空气供给系统佳美轿车空气供给系统佳美轿车空气供给系统L型EFI空气供给系统 L型喷射系统对 空气量的测量更 精确，应用也比 较广泛。喷油嘴进气总管空气阀或怠速控制阀节气门体空气流量计空气滤清器L型EFI空气供给系统示意图三、空气供给系统基本元件的构造三、空气供给系统基本元件的构造v基本元件：空气滤清器节气门体进气管1、空气滤清器用于滤除空气中的灰尘，一般都为纸质滤心，其结构与普通发动机上相同。1、节气门体v功能：功能：节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。v组成：组成：主要由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的

11、开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器节气门缓冲器AAS节气门位置传感器注：注：AAS怠速空气调节螺钉怠速空气调节螺钉回位弹簧油门拉线油门踏板节气门杆空气进气总管轴节气门AAS旁通道带怠速空气调节螺钉的节气门 从空气流量计来往进气总管AAS节气门R.P.M上升向右转动向左转动RPM下降节气门怠速调整（带怠速空气调节螺钉）2.2.怠速空气阀怠速空气阀作用：发动机低温启动以及暖机过程，提供附加空气量。作用：发动机低温启动以及暖机过程，提供附加空气量。 据发动机温度，自动改变旁通通道面积，调节进气量。据发动机温度，自动改变旁通通道面积，调节进气量。 (1).(1).双金属片式辅助空气阀双金

12、属片式辅助空气阀双金属片在不同温度（发动机本身热量及电加热）下变形不同从而使阀门双金属片在不同温度（发动机本身热量及电加热）下变形不同从而使阀门开度不同。开度不同。 (2).(2).石蜡式辅助空气阀石蜡式辅助空气阀石蜡感温体（浸在冷却液中）不同温度变形不同，改变阀门开度（石蜡感温体（浸在冷却液中）不同温度变形不同，改变阀门开度（8080C C完全完全关闭）。关闭）。3、怠速电磁阀（1）旋转电磁阀型怠速控制阀）旋转电磁阀型怠速控制阀结构结构： 由永久磁铁、电枢、旋转滑阀等组成。 占空比占空比：脉冲信号的通电时间与通电周期的比值。AB一个周期通断旋转电磁阀型怠速控制阀工作原理%100 BAA占空比

13、工作原理电路工作原理电路： 线圈L1与ECU内部的三极管VT1连接，脉冲控制信号经过反向器加到VT1的基极； 线圈L2与ECU内部的三极管VT2连接，脉冲控制信号直接加到VT2的基极。 当脉冲信号的高电平到来时，VT1截止，VT2导通，L1断电，L2通电，电枢顺时针转动；反之，当脉冲信号的低电平到来时，VT1导通，VT2截止，L1通电，L2断电，电枢逆时针转动，从而实现旁通空气量大小的控制。 由于旋转滑阀式怠速控制阀的转角范围限定在900以内，所以电枢的旋转角度必须很小才能满足旁通进气量控制精度的要求，因此采用了控制占空比的方法来控制电枢的顺转或逆转。占空比占空比指脉冲信号的通电时间与通电周期

14、之比。 当占空比为50时，两个三极管的导通时间相等，正、反向旋转力矩抵消，滑阀不转动； 当占空比小于50时，线圈L1的通电时间大于线圈L2的通电时间，滑阀逆时针旋转，旁通气道被关小； 当占空比大于50时，线圈L2的通电时间大于线圈L2的通电时间，滑阀顺时针旋转，旁通气道被打开。 奥迪100型轿车在控制信号的占空比减小到18左右时，旋转滑阀完全关闭；占空比增大到82左右时，旋转滑阀完全开启。控制电路：（丰田控制电路：（丰田2TZ-FE2TZ-FE发动机）发动机） EFI主继电器向旋转电磁阀提供蓄电池电压。ECU通过ISC1、ISC2端子控制旋转电磁阀内两个电磁线圈的搭铁电路。旋转电磁阀型怠速控制

15、阀电路及其检修v断开线束插头，点火开关ON，但不起动发动机。测量电源端子+B与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。v断开线束插头，在控制阀侧测量端子+B与端子RSC及RSO之间的电阻值，正常值应为18.822.8。v发动机达正常工作温度，变速器空挡。发动机怠速运转，短接TE1与E1端子，发动机转速为10001200r/min，5s后转速应下降约200r/min。（2）、占空比控制电磁阀型怠速控制阀）、占空比控制电磁阀型怠速控制阀自空气滤清器至进气管电磁线圈阀门丰田车占空比控制电磁阀型丰田车占空比控制电磁阀型ISCV（3）、开关型怠速控制阀）、开关型怠速控制阀自空气滤清器至进气管电磁线圈阀门丰田车开

16、关型丰田车开关型ISCV(4)(4)、步进电机式怠速控制阀：、步进电机式怠速控制阀：工作原理：工作原理： 当步进电机的转子转动时，螺母将带动丝杆作轴向运动，使阀芯开大或关小阀门的开度。 ECU通过控制步进电机的转动方向和转动角度来控制丝杆的移动方向和移动距离，从而达到控制阀门开度，调整怠速转速之目的。步进原理：步进原理： 步进电机转子和定子的结构：步进电机转子和定子的结构： vECU控制S1通电，转子顺时针转动90度；ECU继续给S2通电，转子再顺时针转动90度；依此类推。当ECU按照S4、S3、S2、S1的顺序通电时，转子逆时针转动。v线圈通电一次，转子转动一次的角度称为步进角步进角。步进电

17、机型步进电机型ISCV构造及工作原理构造及工作原理工作原理步进电机式怠速控制阀：步进电机式怠速控制阀：控制电路：控制电路：丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机怠速控制阀控制电路转子定子线圈至进气管自空气滤清器阀轴阀丰田车步进电机型怠速控制阀v实际的步进电机不只4个定子，而是有很多。v下图中的步进电机转子每转一步一般为1/32圈。步进电机的工作范围为0125个步进级。步进电机型怠速控制阀的检修v拆下控制阀线束连接器，检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压；v熄火后，23s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声；vB1与S1和S3、B2与S2和S4之间的电阻，应为1030。v蓄电池正

18、极接B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1S2S3S4端子，控制阀应向外伸出；若负极按反方向接通S4S3S2S1端子，则控制阀应向内缩回。S1-S2-S3-S4 顺序顺序S4-S3-S2-S1 顺序顺序2-4、电子控制系统vECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，在根据其他传感器对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油或断油。空气流量计空气流量计 或或进气压力传感器进气压力传感器其他传感器其他传感器基本喷油量基本喷油量喷油器喷油器修正喷油量修正喷油量发动机转速传感器发动机转速传感器传感器ECU执行器一、电子控制单元（ECU）vECU的功用是采

19、集和处理各种传感器的输入信号，根据发动机工作的要求（喷油脉宽、点火提前角等），进行控制决策的运算，并输出相应的控制信号。当前电控发动机中除了控制喷控制喷油油外，还控制点火控制点火、EGR、怠速怠速和增压增压发动机的废气阀等，由于共用一个ECU对发动机进行综合控制，所以也被称为发动机管理系统发动机管理系统。控制单元的组成v组成：组成：输入回路、模/数转换器、微型计算机（微机）和输出回路。模拟信号数字信号控制单元输入回路v各种传感器的信号输入ECU后，首先进入输入回路进行处理，传感器输入的信号不同，处理的方法也不同。二、传感器1、空气流量计MAF【作用】【作用】在L型电控燃油喷射系统中，空气流量计

20、用于将单位之间内进入发动机的进气量转换成电信号，并将信号输入ECU。v【安装位置】【安装位置】空气滤清器与节气门体之间。v【分类】【分类】按测量原理分叶片式空气流量计热式空气流量计 卡门旋涡式空气流量计叶片式空气流量计：构造v【组成】【组成】测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道。此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。v【信号类型】【信号类型】电压信号叶片式空气流量计：工作原理 空气通过空气流量计测量板打开一个角度与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度将进气量转换成电压信号VS送给ECU叶片式空气流量计：内部电路进气量电压信号个别车型也有电压信号降低的。叶片式空气流量计

21、：外部电路及其检测v检修：检修：拆开线束连接器，在空气流量计一侧测量相应端子之间（VC与E2、VS与E2、THA与E2）的电阻应符合原车标准，否则应更换空气流量计。检查电源电压和信号电压，以确定空气流量计是否正常。空气流量计发动机ECU凌志凌志ES300空气流量计电路空气流量计电路热式空气流量计v【分类】【分类】按测量元件形式分：热线式热线式和热膜式热膜式。v 热线式空气流量计按测量位置分：主流测量方式主流测量方式、旁通测量方旁通测量方式式。v热线式：测量元件为铂丝热线，热线缠绕在陶瓷管上；v热膜式：测量元件镀在陶瓷片上，称为热膜；v主流测量式：将热线电阻安装在主进气道中；v旁通测量式：将热线

22、安装在旁通气道中。v【信号类型】【信号类型】电压信号，也有频率信号v进气量信号电压v进气量信号频率主流测量方式热线式空气流量计旁通测量方式热线式空气流量计热线式空气流量计电路及其检测v热线式空气流量计都有自洁功能自洁功能：发动机转速超过1500r/min，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到1000以上并保持约1s，使附在热线上的粉尘烧掉。v检修检修（检查相应端子之间的电压）：点火开关接通时，电源端子与搭铁端子之间电压应为蓄电池电压。信号端子与搭铁端子之间的电压，发动机不工作时为24V，发动机工作时为1.01.5V。空气流量计ECCS热膜式空气流量计光学式卡门漩涡空气流量计光学

23、式卡门漩涡空气流量计卡门漩涡式空气流量计：光学检测方式v在气流通道中放一个柱体，气体通过时在柱体后产生许多涡旋。v按其检测方式，分为光学检测方式和超声波检测方式两种类型。超声波式卡门漩涡空气流量计超声波式卡门漩涡空气流量计卡门漩涡式空气流量计：超声波检测方式超声波检测方式空气流量计电路及其检测v【信号类型】【信号类型】频率信号进气量输出信号频率，信号的占空比也发生相应的变化。v检测：检测：用吹风机模拟进气，测量在不同进气量条件下，传感器的输出信号的频率，看传感器的信号输出频率是否满足要求。点火开关转至ON位置，检测VC与E2间电压应为5V，KS与E2间电压应为24V。空气流量计ECU凌志凌志L

24、S400空气流量计电路空气流量计电路【作用】【作用】在D型电控燃油喷射系统中，由进气管绝对压力传感器测量进气管压力，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。v【安装位置】【安装位置】靠近进气歧管的发动机室内。v【分类】【分类】按其检测原理分压敏电阻式、电容式等。v【信号类型】【信号类型】压敏电阻式为电压信号，电容式的为频率信号2、进气管绝对压力传感器进气管绝对压力传感器：压敏电阻式构造v进气歧管压力输出电压v怠速运转时约1.25V，节气门全开时约5V。进气管绝对压力传感器电路及其检测ECU通过VCC端子给传感器提供标准5V电压，传感器信号经端子PIM输送给ECU，E2为搭铁端子

25、。 检测：检测：点火开关转至ON位，测量VCC与E2之间电压应为5V。拆下传感器连接真空软管，用手动真空枪给传感器施加真空度，PIM与与E2之间电压应随之间电压应随真空度增加而下降真空度增加而下降。皇冠皇冠3.0轿车轿车IMAPS电路电路ECU进气管绝对压力传感器进气压力（MPa）PIM输出电压（V）0.020.1013电容式压力传感器工作原理电容式压力传感器工作原理膜盒传动的可变电感式进气压力传感器（膜盒传动的可变电感式进气压力传感器（MAPMAP）膜盒用薄金属片焊接而成，内腔抽成真空，外部与进气歧管相通。当膜盒外表压力变化时，膜盒两侧将随着外部压力的高低而内凹或外凸。感应线圈内部的铁心与膜

26、盒联动，故膜盒的内凹外凸就改变了铁心在线圈内的位置。感应线圈由两个绕组组成，一个线圈与振荡电路相连，产生交变电压，在线圈周围产生磁场；另一个为感应绕组，产生电压信号。当进气歧管压力变化时，膜盒带动铁心在磁场中移动，使感应线圈产生的电压信号随之变化。再将这个随进气歧管压力变化而变化的电压信号送到电子电路经检波、整形和放大后，作为传感器的输出信号送至ECU。【作用】【作用】检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。v【安装位置】【安装位置】在节气门轴上。v【分类】【分类】开关式、线性式v【信号类型】【信号类型】电压节气门开度增大，信号电压升高。3、节气门位置传感器T

27、PS线性式节气门位置传感器检修：检修：检查输出信号电压，节气门全关时应约为0.5V，随节气门开度增大输出信号电压增加，节气门全开时应约为5V。 【功用】【功用】给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。 【安装位置】【安装位置】D型：空气滤清器内或进气管内； L型：空气流量计内 【工作原理】【工作原理】常采用负温度系数的热敏电阻。 负温度系数：温度升高，电阻下降。 进气温度传感器电阻值信号电压THA 进气温度传感器电阻值信号电压THA 4、进气温度传感器IATS进气温度传感器构造、电路及其检测v在ECU中有一标准电阻与传感器的热敏电阻串联，并由ECU提供标准电压，E2端子

28、通过E1端子搭铁。v检测：检测：拆下传感器放入热水中，检查其特性。如丰田车：20时电阻47k，20 时电阻23k，40 时电阻9001300，60 时电阻400700，80 时电阻200400。传感器ECU热敏电阻5、冷却液温度传感器ECTS【功用】【功用】给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制修正信号。 【安装位置】【安装位置】汽缸体水道上或冷却液出口处。 【工作原理】【工作原理】与进气温度传感器相同。 【信号类型】【信号类型】电压信号THW 发动机温度传感器电阻值信号电压THW 发动机温度传感器电阻值信号电压THW 冷却液温度传感器构造、电路及其检测v测量不同温度条件

29、下发动机冷却液温度传感器的输出电压，观察电压是否满足其特性曲线。传感器热敏电阻ECU传感器电阻特性曲线传感器电阻特性曲线电阻（k）水温（）冷却液温度传感器FLASH动画6、凸轮轴/曲轴位置传感器CPSv【功用】【功用】凸轮轴位置传感器CMPS（=Camshaft Position Sensor）：又称为上止点传感器、霍尔传感器等。用于给ECU提供曲轴转角基准位置（第一缸压缩上止点）信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。v 曲轴位置传感器CKPS（=Crankshaft Position Sensor ）：又称转速传感器，检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油

30、喷射和点火控制的主控信号。v【安装位置】【安装位置】曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。两传感器有安装在一起的，也有分开安装的v【分类】【分类】电磁式、霍尔式和光电式。感应线圈正时转子磁铁(永久磁铁)NSNSNS磁铁信号转子ABC通过线圈的磁通量点火信号产生电压秃顶交流波形电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器v【信号类型】【信号类型】频率信号发动机转速信号频率信号振幅电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器：丰田车vNe信号信号：检测曲轴转角位置及发动机转速的信号。vG信号信号：用于辨别气缸及检测活塞上止点位置。v（1 1）NeNe信号（信号（CKP) CKP) v Ne Ne信号是检测曲轴转角位置及发动机转速的信号是

31、检测曲轴转角位置及发动机转速的信号。信号。 NeNe信号发生器结构与波形信号发生器结构与波形v(2)G(2)G信号信号(TDC,CMP)(TDC,CMP)vG G信号是用于辨别气缸及检测活塞上止点位置。信号是用于辨别气缸及检测活塞上止点位置。 （压缩上止点前（压缩上止点前10 10 ）G G信号发生器的结构及波形信号发生器的结构及波形G G、NeNe信号与曲轴转角的关系信号与曲轴转角的关系G G1 1、G G2 2信号实例信号实例G G1 1、G G2 2、NeNe信号实例信号实例电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器电路及其检测v检测：检测：v 检查感应线圈的电阻，冷态下的G1和G2感应线圈电阻应为1

32、25200，Ne感应线圈电阻应为155250。电磁式凸轮轴电磁式凸轮轴/ /曲轴位置传感器电路曲轴位置传感器电路 传感器ECU霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器采用触发叶片的霍尔式曲轴位置传感器CKPCKP） （安装在发动机曲轴前端）（安装在发动机曲轴前端） 霍尔发生器的工作原理霍尔发生器的工作原理霍尔式曲轴位置传感器输出信号霍尔式曲轴位置传感器输出信号1 1信号（信号（CKPCKP）：外信号轮）：外信号轮120 120 信号（信号（TDCTDC）( (上止点前上止点前75 75 ) )：内信号轮内信号轮3 3采用触发轮齿的霍尔式曲轴位置传感器（采用触发轮齿的霍尔式

33、曲轴位置传感器（CKPCKP） （安装在发动机飞轮壳上）（安装在发动机飞轮壳上） 工作原理工作原理霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器电路及其检测v【信号类型】【信号类型】频率信号v发动机转速信号频率信号振幅不变v检测检测点火开关转至ON位。检测A、C之间的电压应为8V。B、C间输出的信号电压应为5V到0V交替变化。霍尔式传感器电路霍尔式传感器电路 同步信号电源搭铁光电式凸轮轴/曲轴位置传感器v【信号类型】【信号类型】频率信号v发动机转速信号频率信号振幅不变1 1、传感器结构特点、传感器结构特点 安装于凸轮轴安装于凸轮轴光电式凸轮轴/曲轴位置传感器电路及其检测v检测：检测：v 点火开关转至ON位，检测

34、电脑侧1和2端子间电压为12V，给传感器施加12V电压，正在信号输出端子3和4与1之间接上电流表，转动转子一圈，两个电流表应分别摆动1次和4次，电流应约为1mA。光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路 v7 7、氧传感器、氧传感器(O(O2 2S) S) 氧传感器的作用氧传感器的作用v氧传感器是用来检测排气管中氧气的浓度，并将氧气浓氧传感器是用来检测排气管中氧气的浓度，并将氧气浓度信号转变成电子信号输送给发动机控制模块，作为判定度信号转变成电子信号输送给发动机控制模块，作为判定混合气浓度并对混合气浓度进行修正的重要参考信号。混合气浓度并对混合气浓度进行修正的重要参考信

35、号。氧传感器分类氧传感器分类v 根据所采用的材料和检测原理，氧传感器可以分根据所采用的材料和检测原理，氧传感器可以分为：为：v（1 1）氧化锆式氧传感器）氧化锆式氧传感器v（2 2）氧化钛式氧传感器）氧化钛式氧传感器1 1、氧传感器的安装位置、氧传感器的安装位置2 2、氧传感器的安装位置、氧传感器的安装位置氧传感器的工作原理氧传感器的工作原理氧传感器的信号输出特点氧传感器的信号输出特点带加热线圈的传感器带加热线圈的传感器( (氧化锆式氧传感器只有在温度较高（超过氧化锆式氧传感器只有在温度较高（超过600600）才能）才能正常工作正常工作) )2 2、传感器的工作原理（电阻型氧传感器）、传感器的

36、工作原理（电阻型氧传感器）v在排气管中氧气浓度发生变化的时候，氧传感器的在排气管中氧气浓度发生变化的时候，氧传感器的电阻将发生变化（氧含量少，电阻下降），发动机电阻将发生变化（氧含量少，电阻下降），发动机控制模块根据传感器两端的电压降来判定混合气的控制模块根据传感器两端的电压降来判定混合气的浓度，进而对混合气的浓度进行适当的调整。浓度，进而对混合气的浓度进行适当的调整。8、车速传感器VSS 【功用】【功用】检测汽车行驶速度，给ECU提供车速信号，用于控制发动机怠速转速、汽车加减速器件的汽油喷射和点火控制、巡航控制及限速断油控制。 【安装位置】【安装位置】组合仪表内或变速器轴上。 【分类】【分类

37、】舌簧开关式、光电式等。 舌簧(Lead)开关式，装在组合仪表内，把转速表软轴驱动的齿轮的转速，转变为周期性的电压信号，之后输入给微机。车速传感器电路及其检测v检修：检修：检查电源电压应正常，转动驱动轮，测量输出信号，应为12V 脉冲信号。舌簧开关式舌簧开关式光电式光电式至转速表拉索至转速表电缆簧片开关磁铁槽轮光电耦合器v在发动机控制系统中，ECU还必须根据一些开关的信号确定发动机或其他系统的工作状态。v常用的有：起动开关STA空调开关A/C空挡起动位开关NSW制动灯开关动力转向开关PS巡航控制开关 等。三、执行器1、信号开关起动开关信号STAv【作用】【作用】判断发动机是否处在起动状态。以便

38、发动机控制模块能确定合适的空燃比和点火提前角，使发动机能顺利启动。空挡起动开关NSWv【作用】【作用】在装有自动变速器的汽车上，ECU根据空档起动开关信号判别变速是处于P或N（停车或空档），还是处于L、2、D或R状态（行驶状态）。NSW信号主要用于怠速系统的控制。v空调开关信号A/Cv空调开关信号用来检测空调压缩机是否工作，空调信号与空调压缩机电磁离合器的电源在一起，ECU根据A/C信号控制发动机怠速时点火提前角、怠速转速和断油转速等。v电子负荷信号E/Lv电子负荷信号用来检测电子负荷的大小，ECU根据此信号控制发动机工况。v动力转向信号P/SvP/S信号用于检测动力转向机的工作状态，ECU根

39、据此信号控制进入发动机的混合气量。v其他开关信号还有制动灯开关、巡航控制开关等。单点喷射系单点喷射系统用喷油器统用喷油器多点喷射系统安装位置多点喷射系统安装位置2、喷油器v【功用】【功用】根据ECU的指令，控制燃油喷射量。v【结构型式】【结构型式】电磁式喷油器v【安装位置【安装位置】单点喷射：节气门体空气入口处；v 多点喷射：各缸进气歧管或气缸盖上的各缸进气道处。v【分类】【分类】v 按喷油口的结构不同，分孔式和轴针式v 按喷油器的驱动方式不同，分电流驱动和电压驱动两种喷油器的结构及工作原理v多点燃油喷射系统的喷油器一般采用上部进油式，即进油口设在喷油器的头部。v电磁线圈电流导通，铁心被吸，柱

40、塞和针阀被吸到与衔铁接触为止，阀门开启，燃料通过缝隙喷出。v喷射量取决于针阀的行程，喷口面积, 燃料喷射压力，电磁线圈的通电时间。v 当喷油器的结构和喷油压力一定时，喷油量取决于电磁线圈的通电时间电磁线圈的通电时间孔式喷油孔式喷油器构造器构造v各车型装用的喷油器，按其线圈的电阻值可分为高高阻（电阻为阻（电阻为13131616）和低阻（电阻为低阻（电阻为2 233）两种类型。v高阻喷油器常采用电压驱动方式。v低阻喷油器电压、电流驱动方式都可采用。喷油器的驱动方式a）电流驱动）电流驱动b）电压驱动（低阻）电压驱动（低阻）c）电压驱动（高阻）电压驱动（高阻） v电流驱动方式只适用于低阻喷油器。在刚开

41、始时，电流很大，达8A，使喷油器针阀迅速打开；然后，ECU控制喷油器的电流降低至2A，以保持并稳定喷油器针阀的打开。特点：无附加电阻，回路阻抗小，针阀开启速度快，喷油器喷油迟滞时间缩短，响应性好。v电压驱动方式既可用于高阻喷油器，又可用于低阻喷油器。低阻喷油器采用电压驱动方式时，须加入附加电阻，以降低流过线圈的电流，防止线圈发热而损坏。特点：喷油滞后时间较长。喷油器控制电路v各车型喷油器控制电路基本相同，一般都是通过点火开关和主继电器（或熔丝）给喷油器供电，ECU控制喷油器搭铁。只是不同发动机喷油器数量、喷射方式、分组方式不同，ECU控制端子数量不同 。2-5.2-5.汽油喷射控制汽油喷射控制

42、控制类型：喷油正时控制，喷油持续时间（喷油量）控制，断油控制控制类型：喷油正时控制，喷油持续时间（喷油量）控制，断油控制1.1.喷油正时控制（开始喷油时刻）喷油正时控制（开始喷油时刻）(1).(1).同时喷射同时喷射所有喷油器并联，所有喷油器并联，曲轴每转一周，曲轴每转一周，各缸同时喷油一次。各缸同时喷油一次。（即一个工作循环（即一个工作循环喷油两次，每次一半）喷油两次，每次一半）(2).(2).分组喷射分组喷射所有喷油器分组控制，曲轴每转一周，只有一组喷射。即一个工作循环，各缸喷所有喷油器分组控制，曲轴每转一周，只有一组喷射。即一个工作循环，各缸喷油器喷射一次，一次喷完）油器喷射一次，一次喷

43、完）(3).(3).顺序喷射顺序喷射曲轴每转两周，即一个工作循环，各缸喷油器按工作顺序轮流喷射一次，一次喷曲轴每转两周，即一个工作循环，各缸喷油器按工作顺序轮流喷射一次，一次喷完）完）顺序喷射必须具有正时顺序喷射必须具有正时和缸序两个功能和缸序两个功能曲轴位置传感器或曲轴位置传感器或凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器提供提供TDC(TDC(上止点上止点) )和和CMP(CMP(压缩上止点压缩上止点) )信号信号v目的：目的：使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的喷油量，以提高发动机的经济性和降低排放污染。v喷油量的控制是通过对喷油器喷油时间的控制来实现的。起动时的同步喷油量控制起动后的同步喷油

44、量控制 异步喷油量控制2、喷油量控制起步和暖机等速行驶高负荷行驶起动时的同步喷油量控制在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA（起动）档时： ECU根据水温确定基本喷油时间，再根据进气温度和蓄电池电压进行修正，得到起动时的喷油持续时间。喷油时间（ms）冷却液温度（）起动时的基本喷油时间起动时的基本喷油时间 1 1、起动时的喷油量控制：、起动时的喷油量控制： 在发动机冷起动时，ECU不是以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷油量的依据，而是按照可编程只读存储器中预先编制的启动程序和预定空燃比控制喷油。然后根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量。 原因： 起动时，发动机转速很低且波动较

45、大，导致反映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大。 1 1、起动时的喷油量控制：、起动时的喷油量控制：2 2、起动后的喷油量控制：、起动后的喷油量控制： 1 1、同时喷射正时控制：、同时喷射正时控制： 发动机工作时,ECU根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输入的基准信号发出喷油指令,控制功率管导通与截止,继而控制喷油器电磁线圈电流的通断,使各缸喷油器同时喷油和停止喷油。 曲轴每转一圈,各缸喷油器同时喷油一次,一次喷油量为发动机一次燃烧需要燃油量的1/2,喷油正时与发动机工作循环无关。优点：控制电路和控制程序简单，通用性较好。缺点：各缸喷油时刻不可能最佳，已很少采用。 1 1、同时喷射正

46、时控制：、同时喷射正时控制： 2 2 、分组喷射正时控制：、分组喷射正时控制： 将喷油器喷油分组进行控制,一般将四缸发动机分成二组，六缸发动机分成三组，八缸发动机分成四组。 发动机工作时,由ECU控制各组喷油器轮流喷油。发动机每转一圈，只有一组喷油器喷油。 3 3 、顺序喷射正时控制：、顺序喷射正时控制： ECU根据凸轮轴位置传感器信号（G信号）、曲轴位置传感器信号（Ne信号）和发动机的作功顺序，确定各缸工作位置。当确定某缸活塞运行至排气行程上止点前某一位置时。ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸即开始喷油。优点：各缸喷油时刻均可设计在最佳时刻。 已普遍采用。缺点：控制电路和控

47、制软件较复杂。 2.2.冷启动喷油器的控制冷启动喷油器的控制（1 1）. .温度时间开关控制温度时间开关控制（2 2）.ECU.ECU和温度时间开关共同控制和温度时间开关共同控制温度时间开关和温度时间开关和ECUECU根据冷却液温度共同进行控制，改善冷启动性能和降低排放。根据冷却液温度共同进行控制，改善冷启动性能和降低排放。有的无温度时间开关控制有的无温度时间开关控制由于冷启动喷油器装在进气总管上，造成各缸供油不均，由于冷启动喷油器装在进气总管上，造成各缸供油不均，所以大多数发动机取消了冷启动喷油器所以大多数发动机取消了冷启动喷油器3、燃油停供控制v减速断油控制：减速断油控制：当驾驶员快速松开

48、油门踏板使汽车减速时，ECU控制喷油器停止喷油，以降低HC和CO含量。当转速降至规定值时又恢复正常。v限速断油控制：限速断油控制：发动机转速超过安全转速或汽车超过设定的最高车速时，ECU控制喷油器停止喷油，以防超速。4、燃油泵控制v当点火开关打开或发动机熄灭后，电控燃油喷射系统中的燃油泵一般预先或延迟工作23S，以保证燃油系统必须的油压。v在发动机起动过程和运转过程中，燃油泵应保持正常工作。 v打开点火开关但不起动发动机，或关闭点火开关后，应适时切断燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作。v有些燃油泵有高低两个转速档，以满足不同转速的需要。(1)(1)燃油泵的开关控制燃油泵的开关控制A.ECUA.E

49、CU控制的油泵控制电路控制的油泵控制电路B.B.油泵开关控制的油泵控制电路油泵开关控制的油泵控制电路(2)(2)燃油泵的转速控制燃油泵的转速控制低速，中小负荷（所需供油量少），燃油泵低速运转低速，中小负荷（所需供油量少），燃油泵低速运转高速，大负荷高速，大负荷( (所需供油量多所需供油量多) )，燃油泵高，燃油泵高 速运转速运转A.A.电阻器式油泵控制电路电阻器式油泵控制电路A.A.专设油泵专设油泵ECUECU的控制电路的控制电路2-6 点火控制点火控制一、微处理器控制点火系统的组成闭合角：电脑控制，能根据发动机转速控制点火线圈初级电路的通电电流和通电时间。点火提前角：消了真空式和机械离心式点

50、火提前装置，而是由电控单元根据汽油机的运行工况调整和控制点火提前角，使发动机的动力性、经济性、排放等方面的性能达到最优。爆震控制：通过爆震传感器对爆震进行反馈控制，使汽油机在大部分运行上况都处于刚好不致产生爆震的临界状态，使汽油机的动力性潜力得到充分发挥。电子控制点火系统主要有两种形式：电子控制有分电器点火系统电子控制无分电器点火系统二.电子控制有分电器点火系统1.电路传感器ECU转速负荷点火提前角低电平点火正时信号IGt点火器(三极管)点火线圈初级电流被切断，次级线圈感应出高电压触发IGf信号发生电路分电器(分配)ECU点火确认信号IGf(若无中止燃油喷射)闭合角分电器：内无断电器，仅起高压

51、电分配作用。 一般内装曲轴位置传感器，提供TDC,CKP,CMP信号。 有的车型点火线圈和点火器都集成在分电器内。点火线圈：开磁路 闭磁路（磁阻小，有效降低线圈的磁动势)，可与点火器 合二为一，甚至与火花塞一体化2.基本控制方法磁脉冲式曲轴位置传感器，6缸，rpm:2000/r/min,点火提前角：30,闭合角：5ms（60）. 闭合角闭合角=(rpm=(rpm360 360 /60000)/60000)闭合时间闭合时间三.电子控制无分电器点火系统直接点火系统：无分电器，点火线圈产生的高压电直接送到火花塞无分电器双缸同时点火；无分电器独立点火方式1.无分电器双缸同时点火(1).工作原理：两缸共

52、用一个点火线圈两缸同时点火：压缩行程的气缸：气缸压力高，放电困难，所需击穿电压较高，承受大部分电压降。与只有一个火花塞跳火的击穿电压相差不大排气行程的气缸：气缸压力低，接近大气压，放电容易，所需击穿电压低，承受非常小的电压降，电能损失也很小。(2).无分电器双缸同时点火系统的控制G1G2传感器ECU转速负荷点火提前角低电平点火正时信号IGt点火器(三极管)点火线圈初级电流被切断，次级线圈感应出高电压触发IGf信号发生电路ECU点火确认信号IGf，连续三次无，中止喷油闭合角辨缸信号IGd(IGdA,IGdB，以决定IGt用于哪一组点火线圈)(3).点火器作用：辨别点火气缸； 实现点火线圈初级电路

53、的接通和切断 向ECU反馈点火器工作状态 (4)点火线圈无分电器双缸同时点火系统中，点火线圈采用小型闭磁路点火线圈，次级线圈的两端分别与两个个火花塞相连接。气缸组合的原则是：一个缸处于压缩行程的末期，另一缸处于排气行程的末期，曲轴旋转360后两缸所处的冲程正好相反。初级电流突然切断：在次级线圈上会感应出上万伏的高压电动势，加到火花塞电极之间，跳出高压火花，点燃气缸内的混合气。初级电流突然接通：当晶体管导通瞬间，初级电流也发生突变，这样在次级线圈中便产生约1000v的电压，在一般的分电器式点火系统中，1000V的高压电不足以击穿火花塞产生跳火，因为分电器中的分火头与旁电极之间的间隙较大，必须要有

54、比这更高的电压才足以跳过这么大的间隙。而在无分电器点火系统中，这样的电压很有可能点燃处于进气行程中气缸内的混合气。特别是火花塞间隙较小，火花塞误跳火的可能性就更大。这将会引起回火等现象的发生，使发动机无法正常运转。防止产生这种现象：在点火线圈的次级绕组中串联一个高压二极管，当功率管导通时，产生的感应电动势反向加在高压二极管上，由于二极管的反向截止功能，1000V的高压电就无法使火花塞跳火。而当功率三极管截止时，次级绕组产生的高压电与前相反，二极管导通，对此不产生影响，使火花塞顺利跳火四.无分电器独立点火方式独立点火方式：每个气缸的火花塞上各配一个点火线圈，单独对本缸进行点火。特点：点火线圈与火

55、花塞是制成一体的，直接安装在缸盖上，特别适合于四气门发动机使用。火花塞可安装在双凸轮轴的中间，并在每缸火花塞上直接压装一个点火线圈，以充分利用空间，这对v型多缸轿车发动机燃烧室合理紧凑地布置具有特别重要的实用意义。同时，由于无机械式分电器和高压导线，因而能量传导损失和漏电损失小，机械磨损或发生故障的机会均减少。，而且各缸的点火线圈和火花塞均由金属包着，其电磁干扰大大减少，对发动机电控系统的正常可靠工作有利。五五 点火提前角和闭合角控制点火提前角和闭合角控制 1点火提前角的确定与控制 点火提前角的控制：发动机起动时点火提前角的控制； 起动后点火提前角的控制。 (1)发动机起动时点火提前角的控制

56、发动机起动时，电控单元不进行最佳点火提前角调整控制，而是根据发动机转速信号Ne。和起动开关信号STA，以固定不变的点火提前角点火。当发动机转速超过一定值时(大于500rmin)，则自动转入由电控单元控制的最佳点火提前角计算及控制程序。 (2)起动后点火提前角的控制 发动机起动后，电控单元对最佳点火提前角的计算和控制一般按照如下步骤进行：首先根据G信号和Ne信号确定初始点火提前角(固定值)，然后根据发动机转速和负荷确定基本点火提前角，最后根据有关传感器的信号确定修正点火提前角，最佳点火提前角： 最佳点火提前角=初始点火提前角+基本点火提前角十修正点火提前角(或点火延迟角） 初始点火提前角 为了控

57、制点火正时，电控单元根据上止点位置来确定点火提前角。有些发动机电控单元把Gl或G2信号出现后第一个Ne信号过零点定位压缩行程上止点前10。，并以这个角度作为点火正时计算的基准点，称之为初始点火提前角，其大小随发动机而异同。基本点火提前角 发动机正常运转时，电控单元按怠速工况和非怠速工况两种情况，确定基本点火提前角。发动机处于怠速工况时，电控单元根据节气门位置信号(怠速触点闭合)、发动机转速信号及空调开关信号，确定基本点火提前角。发动机处于非怠速工况时，电控单元根据发动机转速和节气门位置信号，从预置存储在ECU存储器中的数据表中查出 相应工况的基本点火提前角 修正点火提前角 除了转速和负荷外，其

58、他对点火提前角有重要影响的因素均归入到修正点火提前角中。电控单元根据有关传感器的信号，分别求出对应的修正值，它们的代数和就是修正点火提前角。修正点火提前角所包括的修正值有： *暖机修正 发动机冷起动后，当冷却液温度低时，应增大点火提前角。暖机过程中，随冷却液温度升高，点火提前角的变化趋势如图所示。修正曲线的形状与提前角的大小随车型而异。 *过热修正 当发动机处于正常运行工况(怠速触点IDL断开)，冷却液温度过高时，为了避免爆燃发生，应将点火提前角推迟。过热修正曲线的变化趋势如图所示。 * *怠速稳定性修正怠速稳定性修正 发动机在怠速期间，由于发动机负荷变化发动机在怠速期间，由于发动机负荷变化(

59、 (如空调、动力转向等如空调、动力转向等) )而使转速改变，而使转速改变，ECUECU随时调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。随时调整点火提前角，使发动机在规定的怠速转速下稳定运转。 发动机处于怠速工况时，发动机处于怠速工况时，ECUECU不断地计算发动机的平均转速，当平均转速低于规定的不断地计算发动机的平均转速，当平均转速低于规定的怠速目标转速时，怠速目标转速时，ECUECU根据两者的差值大小相应地增加点火提前角；当平均转速高于规定根据两者的差值大小相应地增加点火提前角；当平均转速高于规定的怠速目标转速时，相应地推迟点火提前角，如图所示。的怠速目标转速时，相应地推迟点火提前角

60、，如图所示。 * *空燃比反馈修正空燃比反馈修正 装有氧传感器的电控燃油喷射系统进行闭环控制时，装有氧传感器的电控燃油喷射系统进行闭环控制时，ECUECU根据氧传感器的反馈信号对根据氧传感器的反馈信号对空燃比进行修正。随着修正喷油量的增加和减少，发动机的转速在一定范围内波动。为空燃比进行修正。随着修正喷油量的增加和减少，发动机的转速在一定范围内波动。为了提高发动机转速的稳定性，在反馈修正油量减少时，适当地增大点火提前角，如图所了提高发动机转速的稳定性，在反馈修正油量减少时，适当地增大点火提前角，如图所示。示。 最大和最小提前角控制 当ECU计算出的实际点火提前角(初始点火提前角十基本点火提前角