电控发动机绪论

1、.第一章 电控发动机绪论第一节 燃油喷射技术的应用及发展【知识目标】：了解电控发动机的优点【燃油喷射的基本概念】1基本概念为使发动机能够正常运转，必须为其提供连续的可燃混合气。通过直接或间接测量进入发动机的空气量，并按规定的空燃比计量燃油的供给量，这一过程称为燃油配制。2汽油机的燃油配制类型可根据汽油的供给方式分为化油器式和燃油喷射式两种。3两种装置的异同点（1）相同点这两种装置均是依据节气门开度和发动机转速计量进气量，然后根据进气量供给）适当空燃比的混合气进入气缸。（2）不同点化油器式发动机的燃油配制过程是利用空气流经节气门上方喉管处产生的真空度将燃油从浮子室中连续吸出且进行混合后再被吸入气

2、缸燃烧做功使发动机运转。而燃油喷射控制系统则是根据直接或间接测量的空气进气量确定燃烧所需的汽油量，并通过控制喷油器开启时间来进行精确配制，使一定量的汽油以一定压力通过喷油器喷射到发动机的进气道或气缸内与相应空气形成可燃混合气。图01所示为燃油配制两种方式。【燃油喷射的发展】汽油喷射技术早在20世纪30年代就已应用于航空发动机上。20世纪60年代以前，车用汽油喷射装置大多数采用机械式柱塞喷射泵20世纪60年代中，欧、美、日各国相继制订了严格的汽车排放法规，1967年波许公司开发D型电控喷射系统，汽油机进入电控时代【电控发动机的优点】(1) 降低排放污染汽油直接喷射系统，能根据发动机的各种不同工况

3、迅速准确地提供与其相匹配的最佳空燃比，使汽油完全燃烧，同时与三元催化剂配合使用可以有效的减少CO、HC和NOx有害气体的排放量。尤其是在发动机急减速时，具有断油的功能。急减速时，节气门关闭，但发动机仍高速旋转，进入气缸内的空气量减少，进气歧管内的真空度增高。(2) 提高发动机的最大功率因为电控发动机的进气不必预热，进、排气管可以分别布置在发动机缸体的两侧，其进气不受化油器喉管的限制，加之配备直径较大、过度非常圆滑的进气管道，可大大减小进气阻力，提高充气效率，因此，提高了发动机的员大功率。据有关资料介绍，可提高发动机功率10左右。(3)耗油量低，经济性能好电控发动机可以做到使发动机在各种工况下，

4、精确地控制混合气的空燃比为最佳值，并且汽油是在一定压力下喷出，雾化品质好。同时进气管道不受汽油雾化的限制，可以设计的更加合理，使混合气向各缸均匀分配，所以燃料消耗量低。据有关资料介绍，油耗可降低10左右。 (4)改善了发动机的低温起动性能化油器式发动机起动时，进气流速低，汽油供给量少，且雾化不好，发动机起动不良。而电控发动机内设有补充空气调节器和冷起动喷油器(冷起动阀)，且汽油的供给量不受进气流速的限制，因此，可改善发动机的低温起动性能。(5)怠速平稳，工况过渡圆滑，工作可靠，灵敏度高电控发动机由于计算机的运算速度极快，它能根据各个传感器输入的电信号迅速作出反应，及时而准确地将适量汽油喷入进气

5、门附近，所以发动机的怠速稳定，加速性能好，工况过渡圆滑，操作灵敏度高，且故障率低，发动机电控单元(ECU)在10万千米内的故障率仅为千分之一。 第二节 发动机电控系统的功能及控制内容【知识目标】了解电控发动机各控制系统的功能【技能目标】掌握各控制系统的控制内容汽油机上常用的电子控制装置主要包括：【电控燃油喷射(EFI)系统】 1控制功能该系统能根据各传感器输送来的信号，有效控制混合气空燃比，使发动机在各种工况下，空燃比达到最佳值，从而实现提高功率、降低油耗、减少排气污染等功效。该系统可分为开环和闭环两种控制方式。2控制内容（1）喷油量控制（2）喷射正时控制（3）燃油停供（断油）控制（4）燃油泵

6、的控制。【电控点火装置(ESA)】1控制功能该装置可使发动机在不同转速、进气量等条件下和最佳点火提前角工况下工作，输出最大的功率和转矩，并将油耗和排放降到最低限度。该装置分为开环和闭环两种控制方式。电控点火装置闭环控制方式通过爆震传感器进行反馈控制，其点火时刻的控制精度比开环高，但排气净化差些。2控制内容（1）点火提前角控制（2）闭合角及恒流控制（3）爆震控制【怠速控制(ISC)】 1控制功能发动机在汽车运转、空调压缩机工作、变速器挂入挡位、发电机负荷加大等不同怠速运转工况下，由ECU控制怠速控制阀，随时处在最佳怠速转速下运转。2控制内容ECU控制怠速控制阀，维持最佳怠速转速。【排放控制】 控

7、制内容（1）废气再循环(EGR)控制（2）氧传感器及三元催化转化器开环、闭环控制（3）二次空气喷射控制（4）燃油蒸气挥发活性炭罐电磁阀控制【进气控制】 控制内容（1）动力控制阀（2）涡流控制阀（3）进气惯性增压控制系统(ACIS)（4）可变气门正时和升程电子控制技术(VTEC)（5）巡航与电控节气门等方面。【增压控制】 1控制功能ECU根据进气压力传感器检测的进气压力信号控制释压电磁阀，以控制排气通路切换阀，改变排气通路的走向，从而控制废气涡轮增压器进入工作或停止工作。2控制内容废气涡轮增压器释压电磁阀【警告提示】控制功能：ECU控制各种指示和报警装置，显示有关控制系统的工作状况。当控制系统出

8、现故障时能及时发出报警信号，如氧传感器失效、催化剂过热、油箱油温过高等。【自我诊断与报警系统】 控制功能：该系统利用ECU，对电子控制系统中的各部件进行监测、诊断，根据发动机电控系统的工作情况，自行、及时地找出发动机电控系统出现的故障。【失效保护】 控制功能：当ECU检测到传感器或电路中出现故障时，仍然会按照ECU设定的程序和数据使控制系统继续工作(此时性能会有所下降)或停机。【微机故障备用控制系统】 控制功能：也叫后备系统或后备功能，它是当ECU内微机控制程序出现故障时，ECU把燃油喷射和点火正时控制在预定水平上，作为一种后备功能使车辆继续行驶。该系统只能维持基本功能，而不能保持正常的运行性

9、能。当发动机进入后备系统工作时，称其为“缓慢回家”状态。第三节 发动机电控系统的组成【知识目标】1了解发动机控制系统主要的输入信号；2了解电控发动机控制系统主要的执行器。【技能目标】掌握电控发动机上的传感器及执行器在车上的位置【基本组成】主要由信号输入装置、ECU、执行器等组成。如图所示，发动机电控系统【信号输入装置及输入信号】发动机电控系统的信号输入主要是通过各种传感器或其他控制装置将各种控制信号输入ECU的。主要有下列几种：(1)空气流量计(MAF) 在L型EFI系统中，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。(2)进气(歧管绝对)压力传感(MAP) 在D型EFI系统中，作为燃油喷射和点火控制

10、的主控制信号。(3)发动机转速与曲轴位置传感器 检测曲轴位置信号和曲轴转角信号(转速信号)，作为点火和燃油喷射的主控制信号。(4)凸轮轴位置传感器 气缸判别定位装置，是点火控制的主控信号。(5)上止点位置传感器 提供l缸上止点位置信号，作为点火控制的主控信号。(6)缸序判别传感器 提供各缸工作顺序信号，作为点火控制的主控信号。(7)水温传感器 检测冷却水温度，作为燃油喷射和点火正时的修正信号，也是其他系统的控制信号。(8)进气温度传感器 检测进入进气歧管的空气温度，作为燃油喷射和点火正时的修正信号。(9)节气门位置传感器 检测节气门的开度状态，控制燃油喷射及其他控制系统，如EGR阀开、闭环控制

11、(10)氧传感器 检测排气中氧的含量，向ECU输入空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。(11)爆震传感器 向ECU输入爆震信号，控制点火提前角，抑制爆震产生。(12)大气压力传感器 检测大气压力，向ECU输入大气压力信号，修正喷油和点火控制。(13)车速传感器 检测车速，控制发动机转速，实现超速断油控制。也是自动变速器的主控信号。(14)起动信号 发动机起动时，提供一个起动信号，作为喷油量、点火提前角的修正信号。(15)发电机负荷信号 当发电机负荷增大时，向ECU输入此信号，作为喷油量与点火提前角的修正信号。(16)空调作用信号(AC) 由空调开关向ECU输入空调作用信号，作为对喷油量及点

12、火提前角控制的修正信号。(17)挡位开关信号和空挡位置开关信号 自动变速器由PN挡挂入其他挡位时，发动机负荷将有所增加，挡位开关向ECU输入信号，作为对喷油量及点火提前角的修正信号当挂入P或N挡时，空挡位置开关提供PN挡位置信号，防止不在P或N挡时发动机起动。(18)蓄电池电压信号 当ECU检测到蓄电池和电源系的电压过低时，将对供油量进行修正(19)离合器开关信号 由离合器开关输入离合器工作状态信号，作为喷油量及点火提前角控制的修正信号。(20)制动开关信号 制动开关提供制动信号，作为对喷油量、点火提前角、自动变速器等的控制信号。(21)动力转向开关信号 动力转向开关向ECU输入修正信号，调整

13、喷油量及点火提前角。(22)EGR阀位置传感器 向ECU提供EGR阀的位置信号。(23)巡航(定速)控制开关信号 由巡航控制开关向ECU输入巡航控制状态信号，由ECU对车速进行自动控制。【电子控制单元(ECU)的功能与控制功用】常称其为“电脑”，基本功能：1)接收传感器或其他装置输入的信息；给传感器提供参考(基准)电压(2V、5V、9V、12V)；将输入的信息转变为微机所能接受的信号。2)存储、计算、分析处理信息；存储该车型的特点参数；存储运算中的数据(随机存取)、存储故障信息。3)运算分析。根据信息参数求出执行命令数值；将输出的信息与标准值对比，查出故障。4)输出执行命令。把弱信号变为强的执

14、行命令；输出故障信息。5)自我修正功能(自适应功能)。【执行器】定义执行器是受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或电子控制电路。形式：（1）.电磁式喷油器 （2）.点火控制器（点火模块）（3）怠速控制阀、怠速电动机 （4）EGR阀 （5）进气控制阀 （6）二次空气喷射 （7）.活性炭罐电磁阀 （8.）车速控制电磁阀 （9.）燃油泵继电器 （10）.冷却风扇继电器 （11）.空调压缩机继电器 （12）.自动变速器挡位电磁阀 （13）.增压器释压电磁阀 （14）自诊断显示与报警装置 （15）.故障备用程序启动装置；（16）.仪表显示器随着控制功能的增

15、加，执行器也将相应增加。第四节 电控发动机的分类【知识目标】了解电控发动机的分类方法【技能目标】掌握按空气量测量方式的分类【分类方法】（）喷油器的安装位置（）燃油喷射部位（）喷射方式（）喷射时序（）控制方式（）进气量检测方式【按喷油器安装部位分类】 电子控制单点汽油喷射系统(SPI)。由安装在节气门体上一只或两只喷油器向进气歧管中喷射汽油，又称之为集中喷射系统。电子控制多点汽油喷射系统(MPI)。在每一个缸的进气门前均安装一只喷油器对各缸适时进行喷油。【按喷射部位的不同可分为两类】缸内喷射。将汽油直接喷入气缸内缸外喷射。通过喷油器将具有一定压力的汽油喷射到气缸外进气管内相应的部位。喷油器安装位

16、置示意图a)单点喷射系统；b)多点喷射系统【按汽油喷射方式分类】连续喷射方式。应用于机械控制式或机电混合控制式汽油喷射系统中。发动机运转期间汽油连续不断地由喷油器喷出间歇喷射方式。也称为脉冲喷射方式，广泛地应用于现代电控汽油喷射系统中，在发动机运转期间汽油适时间歇地由喷油器喷出【按汽油喷射时序分类】 (1)同时喷射。是指发动机在运转期间，各缸喷油器同时开启同时关闭(2)分组喷射。是指将喷油器分成几组交替喷射(3)顺序喷射。是指喷油器按照发动机的工作顺序，在各缸排气行程上止点前某一曲轴转角顺序轮流喷射。如图所示。a)同时喷射；b)顺序喷射；c)分组喷射【汽油喷射的控制方式分类】按机械控制式(K型

17、)。属连续喷射方式，该系统汽油的计量是通过机械传动与液力传动实现的。机电混合控制式(KE型)。是在机械控制式汽油喷射系统的基础上，在燃油分配器上安装了一个由电控单元(ECU)控制的电液式压差调节器。电子控制式(EFI)。是根据各种传感器送至电控单元(ECU)的发动机运行状况信号，经分析、比较，计算后，发出控制喷油量和点火时刻等多种执行指令，通过对燃油喷射时间的控制调节喷油量，从而改变混合气的浓度，实现了空燃比的高精度控制，目前在汽车上得到了广泛应用。【按空气量的检测方式分类】 间接测量（）节流速度型（）速度密度型歧管压力计量式(D型) ，D型电控发动机是通过检测进气歧管的真空度来间接测量发动机吸入的空气量直