汽车基础发动机维修3

243项目四汽油机电子控制燃油喷射系统244目录任务1汽油机电子控制燃油喷射系统认知任务2电控发动机空气供给系统任务3电控发动机燃油供给系统任务4电子控制系统任务5辅助控制系统检修245任务1汽油机电子控制燃油喷射系统认知246学习目标1.掌握汽油机电子控制燃油喷射系统的功能及组成。2.掌握汽油机电子控制燃油喷射系统的分类。3.掌握汽油机电子控制燃油喷射系统的基本工作原理。247任务描述通过本任务的学习，学生应能准确描述汽油机电子控制燃油喷射系统的功用，熟悉汽油机电子控制燃油喷射系统的结构组成、工作原理，掌握各种传感器、执行器的位置，为后续学习打下基础。248相关知识一、汽油机电子控制燃油喷射系统的功能及组成汽油机的燃油供给系统可分为化油器式和电子控制燃油喷射式两种形式，化油器式现在已经淘汰，部分摩托车和农业机械上还有使用，汽车上已经全部使用电子控制燃油喷射系统。249电子控制燃油喷射系统（ElectronicFuelInjection，EFI）简称“电控燃油喷射系统”或“电子燃油喷射系统”，是一种通过电子控制技术实现对燃油精确计量和定时喷射的系统。它以电子控制单元（ECU）为控制中心，利用安装在发动机上的各种传感器测量发动机的各种运行参数，然后根据计算机中预存的控制程序精确控制喷油器的喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的可燃混合气，从而大大提高发动机的性能，降低排放污染，提高燃油经济性。电子控制燃油喷射系统的基本组成包括电控发动机空气供给系统、电控发动机燃油供给系统、电控发动机排放控制系统、电控发动机点火系统、电控发动机辅助控制系统和随车自诊断系统。250二、汽油机电子控制燃油喷射系统的分类1.按喷射位置分类可分为进气道喷射式和缸内直喷式，如图所示按喷射部位分类a）进气道喷射式b）缸内直喷式251（1）进气道喷射。喷油嘴设置在进气总管或进气歧管上，如上图a所示，燃油喷入进气道与吸入的空气混合形成可燃混合气再进入气缸。这种方式的优点是设计成熟、成本低、积碳生成速度较慢；缺点是燃油残留、喷油量控制不精准、燃油效率较低。（2）缸内直喷（GDI）。一种更为先进的燃油喷射技术，喷油嘴直接安置在气缸内，通常位于气缸顶部的侧面或中央位置，如上图b所示。这种方式可以实现更高的燃油效率和更低的排放，但对燃油喷射器和发动机的设计要求很高。2522.按喷油器数量分类可分为单点喷射式和多点喷射式，如图所示。按喷油器数量分类a）单点喷射式（SPI）b）多点喷射式（MPI）253（1）单点喷射（SPI）。仅用一个中央喷油器为整个发动机供油，通常安装在节气门上方，如上图a所示。这种系统结构简单，成本较低，但燃油分配的均匀性和响应速度不如多点喷射系统。（2）多点喷射（MPI）。每个气缸都有一个喷油器，直接安装在每个气缸的进气歧管上，如上图b所示。这种系统可以更精确地控制每个气缸的燃油喷射量，提高燃油效率和发动机性能，但成本较高。2543.按反馈信号分类可分为开环控制和闭环控制，如图所示。（1）开环控制。没有氧传感器，主要通过预设参数进行控制。（2）闭环控制。有氧传感器，可根据废气中的氧含量反馈调整喷油量。现代发动机普遍采用闭环控制式。按控制方式分类2554.按喷油方式分类可分为连续喷射式和间歇喷射式。（1）连续喷射。喷油器持续喷射燃油。（2）间歇喷射。喷油器间歇性地喷射燃油，包括同时喷射、分组喷射和顺序喷射。5.按空气量检测方式分类可分为质量流量方式和速度密度方式。（1）质量流量方式。使用空气流量计直接测量空气量进行控制。（2）速度密度方式。通过测量进气管压力和发动机转速，间接计算空气量进行控制。256三、汽油机电子控制燃油喷射系统的基本工作原理汽油机电子控制燃油喷射系统的基本工作原理如下图所示。尽管电子控制燃油喷射系统的形式多样，但它们都具有相同的控制原理，即以电子控制单元（ECU）为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器为控制对象，保证发动机在各种工况下获得最佳的混合气，以满足发动机动力性、经济性和排放要求。相同的控制原理决定了各类汽油机电控燃油喷射系统具有相同的组成和类似的结构。257汽油机电子控制燃油喷射系统的基本工作原理258任务2电控发动机空气供给系统259学习目标1.掌握电控发动机空气供给系统的功能。2.掌握电控发动机空气供给系统的结构及组成。3.掌握电控发动机空气供给系统各主要部件的工作原理。260任务描述通过本任务的学习，学生应能准确描述电控发动机空气供给系统的功能和组成，掌握电控发动机进气量测量与反馈控制的工作原理，并熟练运用各种工量具对进气测量装置进行检测。261相关知识电控发动机空气供给系统（简称供气系统），其主要功能是为发动机提供必要的空气，并检测进入气缸的空气量。供气系统主要由空气滤清器、空气流量传感器、进气软管、节气门体（内有怠速调节器、节气门及节气门位置传感器等）、进气歧管以及进气压力传感器、进气温度传感器等部件组成，如图所示。空气供给系统262一、空气滤清器（一）空气滤清器的组成及作用空气滤清器位于发动机进气系统的前端，通常由滤芯和壳体两部分组成，如图所示。空气滤清器263其主要作用是滤除空气中的灰尘、沙粒等颗粒杂质。发动机在工作过程中需要吸入大量空气，如果空气未经有效过滤，其中的杂质将加剧气缸、活塞、活塞环、气门及气门座等关键部件的磨损。尤其是一些较大的颗粒物若进入活塞与气缸之间的间隙，甚至可能导致严重的“拉缸”事故。因此，发动机进气系统必须安装空气滤清器。264（二）空气滤清器的分类不同车型使用的空气滤清器结构形式有所不同，如图所示为不同结构空气滤清器所使用的空气滤芯。目前，汽车发动机上使用的空气滤清器按其工作原理可分为惯性式、过滤式和油浴式。惯性式：利用杂质密度远大于空气的特性。当含杂质的气流在其中做高速旋转或急转弯时，杂质在离心力作用下被甩出，从而实现与空气的分离。不同结构空气滤清器所使用的空气滤芯265过滤式：引导空气流过金属滤网、滤纸或其他多孔过滤介质，直接将空气中的杂质阻挡并吸附在滤芯表面。根据滤芯材料是否使用油性物质，过滤式又可分为干式（如纸质滤芯）和湿式（如油浸式滤芯）两类。油浴式（湿式的一种）：在空气滤清器底部设有机油盘。进入的空气首先急转向下冲击油面，部分大颗粒杂质在惯性作用下被润滑油捕获黏附（油浴）。随后气流携带起激溅形成的润滑油油雾向上流经一个金属丝网滤芯。油雾黏附在滤芯表面形成油膜，当空气继续流经带油膜的滤芯时，更细小的杂质被油膜吸附过滤，从而实现更彻底的滤清。266空气滤清器的更换周期因车型、制造商建议及使用环境差异很大。必须严格按车辆《用户手册》中规定的保养周期进行检查或更换。汽车维修企业通常也会根据经验给出建议，但核心依据应是《用户手册》。尤其需要注意的是，如果车辆经常在粉尘多、潮湿、盐雾大等恶劣环境中行驶，更换间隔应显著短于常规里程，可能每行驶数千至一万公里就需要检查或更换。267二、空气流量传感器在电控汽油喷射系统中有两种方法测量进入气缸的空气量：一种是用空气流量传感器直接测量进气的体积流量或质量流量，称为流量型汽油喷射系统（又称L型电控发动机）；另一种是测量进气歧管的绝对压力，然后由ECU根据测得的进气歧管绝对压力、发动机转速和节气门开度，计算出相应的空气流量，称为压力型汽油喷射系统（又称D型电控发动机）。同一车辆上也可能同时配备空气流量计和进气压力传感器，具体取决于发动机的类型和电控系统设计。268空气流量传感器又称空气流量计（MAF），通常安装在空气滤清器和节气门体之间的进气通道上，如图所示。空气流量计将吸入的空气量转换为电信号发送给ECU，该信号是ECU确定基本喷油量的关键参数之一。按照测量原理的不同，空气流量计主要可分为体积流量式和质量流量式两大类。目前，广泛应用的是热线式和热膜式空气流量计。空气流量计的安装位置2691.叶片式空气流量计叶片式空气流量计又称活门式空气流量计或翼片式空气流量计，其基本构成包括叶片组件、电位计和接线插头等。特点是体积较大，且有一个明显的圆弧，是电控发动机早期使用的一种空气流量计。叶片式空气流量计的结构中，叶片组件由测量叶片和缓冲叶片构成，二者通常一体铸造成型。其他还包括安装在空气流量计壳体上的转轴、安装在转轴一端的复位弹簧（螺旋扭转弹簧）以及旁通气道，如下图所示。270叶片式空气流量计a）结构图b）剖面图271叶片式空气流量计的工作原理：进气气流推动测量叶片摆动，并通过联动机构带动电位计滑动触点，改变电位计的电阻值，进而改变ECU测得的电压信号。ECU通过测量该电压值，并根据预存的电压-流量特性标定数据，计算出单位时间内的进气体积流量。测量叶片随空气流量的变化在空气主通道内偏转，同时缓冲叶片在缓冲室内偏转。缓冲室内的空气通过阻力对缓冲叶片产生阻尼作用，当发动机吸入的空气量急剧变化和气流产生脉动时，能够减小测量叶片的脉动，以保证输出信号平稳。当复位弹簧的弹力与空气气流作用于测量叶片的推力平衡时，叶片即处于某一稳定位置。272空气流量计空气主通道下方，设置有旁通气道，在旁通气道的一侧设有可改变旁通空气量的CO调节螺钉，以便在空气流量小时调节空气流量计的输出特性。这是因为怠速时的空燃比会因发动机型号、燃油喷射系统等因素存在差异，通过调节旁通气道的出口大小，使空气流量计的输出与目标一致。因叶片式空气流量计测量的是体积流量，ECU需将其换算为质量流量（以精确控制空燃比）。进行此项换算时，ECU需额外测量进气温度（或进气温度传感器信号）和歧管压力（或大气压力），用以计算进气空气密度，进而将体积流量转换为质量流量。2732.卡门涡流式空气流量计卡门涡流式空气流量计是基于卡门涡流理论工作的。在适当的流速范围内，当气流稳定地流过涡流发生体时，在其下游会产生两列交替排列、方向相反、周期性脱落的旋涡（即卡门涡流）。旋涡脱落的频率与空气的流速成正比。因此，通过测量旋涡脱落的频率，便可计算出空气的流速，进而结合测量管道的横截面积计算出空气的体积流量。旋涡脱落频率的检测方法主要有超声波检测法和反射镜（光学）检测法两种。274（1）超声波检测法。在涡流发生体的下游两侧设置一对超声波发生器和接收器，如图所示。当超声波通过气流中的漩涡时，其传播（时间/相位）会受到漩涡导致的周期性气流速度变化的影响。ECU检测这种周期性变化信号的频率（即涡流脱落频率），即可算出空气流速，进而得到空气流量。超声波式卡门涡流空气流量计1—超声波发射探头2—涡流稳定板3—超声波信号发生器4—涡流发生器5—往发动机方向6—卡门旋涡7—与涡流数对应的脉冲信号8—超声波接收探头9—接ECU10—旁通气道275（2）反射镜（光学）检测法。在空气流量计内设置一个反射镜、一个发光二极管和一个光敏二极管（或光电晶体管），如图所示。光学式卡门涡流空气流量计1—发光二极管2—反射镜3—光敏二极管4—弹性簧片5—进气温度传感器6—涡流7—压力导向孔8—涡流发生器9—整流网栅276反射镜安装在一个弹性簧片（或振动片）上。簧片在卡门涡流周期性脱落产生的气压脉动作用下产生振动。发光二极管发出的光束经反射镜反射到光敏二极管上。反射镜随簧片振动，导致反射光束的方向发生连续偏转，使得照射到光敏二极管上的光强随之发生周期性变化。这导致光敏二极管的输出信号产生一个同频率的交变信号。簧片的振动频率等于涡流的脱落频率。ECU检测到该信号的频率，该频率与空气流速成正比。据此，ECU可以计算出空气流速，进而计算出空气流量。2773.热线式空气流量计热线式空气流量计如图所示，在进气总管的测量管中装有一根直径约0.07mm的铂丝，通电后发热。发动机起动后，空气流动带走铂丝热量，使其温度下降，与铂丝相连的惠斯通电桥电路改变电流以维持铂丝温度恒定。当空气流量发生变化时，流经铂丝的电流随之变化，此电流信号输入ECU即可计算出进气量。热线式空气流量计a）结构图b）实物图278热线式空气流量计的前后端均装有保护网。前面的用于进气整流，后面的可以防止发动机回火烧毁铂丝。这种流量计的热线和进气温度传感器都安装在主进气道内的测量管中，故称为主通式热线空气流量计。另外还有一种是将热线绕在陶瓷芯管上，并置于旁通气道内，称为旁通式热线空气流量计。这两种流量计均具有污物自洁功能。前者在发动机熄火后，ECU能自动将热线加热至1000℃，时间约1s，从而烧掉黏附在热线上的尘埃。后者工作时，其控制电路始终维持热线温度比进气温度高出约200℃，防止污物黏附。2794.热膜式空气流量计热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计基本相同。其特点是发热体由热线改为热膜，如下图所示。热膜为固定在薄的树脂膜上的铂金属，或者用厚膜工艺将加热电阻、温度补偿电阻及精密电阻制作在同一陶瓷基片上，有效地降低了制造成本。热膜式结构避免了发热体直接暴露在气流中承受冲击和摩擦，从而提高了发热体的强度和工作可靠性及抗污染能力，因此使用寿命更长。280热膜式与热线式空气流量计的主要缺点是对气流分布的均匀性要求较高，否则易影响测量精度。热膜式空气流量计a）结构图b）实物图281三、进气压力传感器进气压力传感器如图所示，简称MAP。其通过真空管连接进气歧管，感知、检测进气歧管内随发动机转速和负荷变化而产生的真空度变化，并将这种变化转换成电压信号，供ECM用于修正喷油量和点火正时。利用进气歧管真空度检测进气量的电控燃油喷射系统，正是通过进气压力传感器来间接测量发动机吸入的空气量的。进气压力传感器282常见的进气压力传感器有以下几种：1.膜盒式进气压力传感器膜盒式进气压力传感器如图所示，其主要由膜盒、铁心、感应线圈组件和回位弹簧等组成。膜盒由薄金属片焊接而成，内部抽真空，外部与进气歧管相通。当进气歧管压力变化时，膜盒会产生相应的压缩或舒张。铁心与膜盒相连并随之运动。膜盒式进气压力传感器a）节气门开启b）节气门关闭1—膜盒2—感应线圈组件3—接进气歧管4—铁心5—回位弹簧283感应线圈组件包含初级绕组（激励绕组）和次级绕组（感应绕组）。初级绕组与振荡电路相连，由振荡电路驱动产生交变电流，进而在铁心周围建立交变磁场。次级绕组则用于产生感应信号。当铁心随膜盒运动而在磁场中移动时，会改变次级绕组的磁耦合状况，导致其次级绕组产生的感应信号电压随之变化。该变化的感应信号电压经电子电路（放大、解调、滤波等）处理后，转换为标准的传感器输出信号，发送给ECU。2842.压阻效应式进气压力传感器压阻效应式进气压力传感器（又称硅压阻式进气压力传感器）主要由硅膜片、硅杯、底座、真空管、电极引线等构成，其中硅杯与壳体、底座共同构成了真空室，如下图a所示。该真空室作为基准压力室，参考压力设定为0。硅膜片是压力转换元件，由单晶硅制成，其中心薄膜区的边缘表面制作有四只阻值相等的应变电阻，这四只应变电阻连接成惠斯通电桥电路，如下图b所示。285压阻效应式进气压力传感器a）构造图b）压力转换元件（惠斯通电桥电路）286四、进气温度传感器1.作用进气温度传感器的主要作用是检测发动机的进气温度，将进气温度转变为电信号输入给ECU，作为喷油修正的信号。特别是对于叶片式和卡门涡流式空气流量计，由于吸入空气的密度随温度变化，因此需要根据进气温度对喷油量进行修正。现代汽车使用的进气温度传感器通常跟进气压力传感器合二为一，如图所示。进气压力传感器287使用电装系统的车辆，还有一些康明斯的车辆用的则是分体式的进气温度传感器，如图所示。分体式的进气温度传感器a）外形图b）结构图2882.工作原理进气温度传感器的工作原理主要基于负温度系数（NTC）热敏电阻特性，温度升高时电阻值减小，温度降低时电阻值增大。进气温度传感器一般采用双线制设计，一根接地线（车身搭铁），一根参考电压/信号线（兼具供电与信号输出功能）。ECU通过信号线提供5V参考电压，该电压经传感器内部NTC热敏电阻与ECU内部固定电阻构成分压电路。温度变化引起NTC电阻值改变，导致分压点（信号线）输出电压变化，ECU通过检测该电压信号即可计算进气温度。低温（冷车）时，NTC电阻值大→信号电压高（接近5V）高温（热车）时，NTC电阻值小→信号电压低（接近0V）2893.类别常见的温度传感器有热敏电阻式、绕线电阻式、半导体PN结式和热电偶式等。目前，汽车应用较多的是热敏电阻式温度传感器。热敏电阻式温度传感器是利用半导体材料的电阻值随温度变化的特性制成的。按其电阻-温度特性的不同特点（如图所示），有NTC（负温度系数）和PTC（正温度系数）两种类型。热敏电阻式温度传感器电阻-温度特性曲线290五、节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门体上，其转轴与节气门轴联动。功能是将节气门开度转换为电信号输送给ECU。ECU根据此信号感知发动机负荷状态，修正喷油量和点火提前角；同时，通过检测节气门开闭速率，识别发动机加减速工况。传统拉线式节气门体配置的节气门位置传感器分为开关型、线性电位计型和综合型（怠速开关与节气门位置电位计组合）三种。电子节气门体配置的节气门位置传感器常用双可变电阻式和线性双霍尔式两种。2911.开关型节气门位置传感器开关型节气门位置传感器如图所示，包含一个可动触点和两个固定触点（全负荷触点与怠速触点）。节气门全闭时，可动触点与怠速触点闭合，检测全闭状态；节气门开度大于50°时，可动触点与全负荷触点闭合，检测大负荷状态；开度处于中间范围时，可动触点悬空（不与任何触点接触）。开关型节气门位置传感器结构简单、成本低，但仅能判断开/闭区间状态，无法提供连续开度信号。开关型节气门位置传感器2922.综合型节气门位置传感器综合型节气门位置传感器如图所示，包含两个与节气门轴联动的滑动触点。其中一个为主信号触点，可在电位器电阻轨上滑动，输出与节气门开度成线性比例关系的电压信号（VTA），用以反映节气门开度的变化。综合型节气门位置传感器293另一个为怠速触点（IDL），仅在节气门全闭时与固定触点接触，用于输出怠速信号（IDL），该信号用于精确识别怠速工况，并辅助ECU执行燃油切断控制和点火提前角修正。由于电位器输出电压易受温度、触点磨损等因素的影响，ECU通常通过温度补偿算法和自适应学习功能来优化主信号（VTA）的测量精度。同时，怠速触点的独立开关信号（IDL）为怠速工况的判断提供了重要的冗余设计，从而保障了高可靠性。2943.霍尔式节气门位置传感器为进一步提高节气门位置传感器的可靠性，部分现代汽车发动机采用了霍尔式节气门位置传感器。霍尔式节气门位置传感器利用霍尔效应实现非接触式设计，取消了接触式的滑动触点，大大延长了传感器的使用寿命。霍尔式节气门位置传感器主要由固定在壳体上的霍尔集成电路（IC）和安装在节气门轴上随其转动的永久磁铁等组成，如图所示。霍尔式节气门位置传感器295永久磁铁固定在节气门轴上，其转动角度随节气门开度变化。霍尔IC固定在传感器壳体上，并与旋转的永久磁铁保持相邻位置。节气门全关闭时，穿过霍尔IC的磁通量密度最小，输出电压也最小；节气门全开时，穿过霍尔IC的磁通量密度最大，输出电压也最大。霍尔式节气门位置传感器通常设计为同步输出两个信号，用于系统故障监测和失效安全保护（冗余设计），从而进一步提高系统可靠性。296任务3电控发动机燃油供给系统297学习目标1.掌握电控发动机燃油供给系统的功能。2.掌握电控发动机燃油供给系统的结构及组成。3.掌握电控发动机燃油供给系统各主要部件的工作原理。298任务描述通过本任务的学习，学生应能准确描述电控发动机燃油供给系统的功能、结构及组成，掌握电控发动机燃油供给系统的工作原理，并熟练运用各种工量具对电控发动机燃油供给系统进行检修。299燃油供给系统的作用是向发动机气缸供给燃烧所需的适量燃油。其主要由燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油导轨、燃油压力调节器、喷油器和油管（进油管、回油管）等组成，如图所示。燃油供给系统相关知识300当发动机开始工作时，电动燃油泵把汽油从油箱泵出并加压，经燃油滤清器过滤后送至燃油导轨。燃油压力调节器维持油压与进气歧管内气压差恒定。ECU控制喷油器定时开启，将定量定压的汽油喷入进气歧管，多余的汽油经回油管流回油箱。301一、燃油供给系统的主要部件1.燃油箱燃油箱主要用于储存燃油，其容积主要取决于车辆大小和发动机排量等因素。某些汽车还设有副油箱，并配有油量不足警告灯。燃油箱的形状随车型不同而变化，这主要是为了适应在车辆上的布置和安装。302现代轿车燃油箱多采用工程塑料（如高密度聚乙烯）制造，而货车燃油箱则通常采用薄钢板经冲压焊接工艺制造。轿车燃油箱的基本构造如图所示，其燃油箱盖上一般会设置重力阀和通风阀。重力阀利用自身重量，在正常情况下允许空气进入燃油箱以消除负压；当车辆倾斜45°或翻车时，此阀会自动关闭通风口，防止燃油泄漏，避免发生火灾。燃油箱的基本构造1—净化管2—通气管3—通气阀4—蒸汽阀5—蒸汽管6—蒸汽管7—炭罐8—连接发动机9—回油管10—燃油滤器11—进油管12燃油泵13—加油管3032.电动燃油泵电动燃油泵的作用是将燃油从燃油箱中泵出，并将燃油压力提升至规定值（通常为250～300kPa，具体数值依系统设计而定）。该压力规定值显著高于发动机进气歧管压力，以保证喷油器能维持所需的喷射压力（压差）。加压后的燃油通过燃油供给系统输送至喷油器，为发动机在各种工况下提供所需的燃油量。电动燃油泵的最高输出油压为450～600kPa，其供油量比发动机最大耗油量要大得多，多余的燃油经回油管返回燃油箱。304电动燃油泵的类型有很多，按安装位置不同可分为内置式（如图所示）和外置式（如下图所示）。内置式电动燃油泵安装在燃油箱中，具有噪声小、不易产生气阻、不易泄漏、管路安装简单等特点，在轿车中应用较为广泛；外置式电动燃油泵串接在燃油箱外部的输油管路中，容易布置，安装自由度大，但是噪声大，容易产生气阻。燃油供给系统305采用外置式电动燃油泵的燃油供给系统306按照结构的不同，电动燃油泵可分为涡轮式、滚柱式和齿轮式。目前，常用的是涡轮式和滚柱式。（1）涡轮式电动燃油泵涡轮式电动燃油泵属于内置式，主要由燃油泵电动机、涡轮泵、单向阀、卸压阀（安全阀）等组成，其中涡轮泵包括叶轮、叶片、泵壳体和泵盖等，叶轮安装在燃油泵电动机的转子轴上，如图所示。涡轮式电动燃油泵307燃油泵电动机通电后，驱动涡轮泵叶轮旋转，在离心力作用下，叶轮的叶片带动燃油旋转运动。燃油箱内的燃油首先经过滤网初步过滤，随后进入泵的进油室。燃油被叶轮从进油室甩往出油室，进油室因燃油被带走而形成真空，从而不断经进油口从燃油箱吸入燃油；而出油室燃油积聚增多，压力升高。当压力达到一定值时，顶开单向阀，燃油经出油口输出。燃油泵不工作时，单向阀关闭，阻止燃油倒流回燃油箱，保持油路中一定的残余压力，便于发动机起动和防止气阻产生。308在进油室与出油室之间设有卸压阀。当燃油泵输出油压达到400kPa时，卸压阀开启，使两室连通。此时，燃油主要经由该阀在泵内循环流动，防止输出压力过高。燃油泵工作时，流经内腔的燃油对电动机起到冷却和润滑作用。涡轮式电动燃油泵具有泵油量大、输出压力高（可达600kPa以上）、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等优点，因此应用最为广泛。309（2）滚柱式电动燃油泵滚柱式电动燃油泵主要由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵（含转子、滚柱）、单向阀、卸压阀等组成，如图所示。滚柱式电动燃油泵310由于滚柱式燃油泵的输油压力波动较大，为了减小这种脉动、提高喷油控制精度，通常在其出油端安装脉动阻尼器。脉动阻尼器由膜片和弹簧组成，能够吸收压力波动的能量，从而衰减油压脉动。由于脉动阻尼器会增加整个燃油泵的体积，因此通常被设计布置在油箱外部。311滚柱式电动燃油泵装有滚柱的转子偏心安装于泵壳内，由直流电动机驱动。当转子旋转时，位于转子槽内的滚柱在离心力作用下，紧压在泵壳内壁（定子内表面）上形成密封，在相邻两个滚柱之间形成工作腔。在燃油泵运转过程中，工作腔脱离出油口区域后，其容积随转子旋转不断增大，形成局部真空（产生负压）；当旋转到与进油口连通时，将燃油吸入。而吸满燃油的工作腔脱离进油口区域后，其容积不断减小，使燃油压力提高。受压燃油经泵的出口通道（通常流经或绕过电机壳体对其进行冷却）从出油口输出。其单向阀和卸压阀的作用与涡轮式电动燃油泵相同。312（3）齿轮式电动燃油泵齿轮式电动燃油泵由一对相互啮合的齿轮、泵体以及前后端盖构成。齿轮的齿槽、泵体内壁和前后端盖共同形成了多个密封的工作腔。当齿轮转动时，在齿轮啮合点脱离啮合的一侧（吸入侧），工作腔的容积随齿轮旋转而增大，形成局部真空（产生负压），从而将燃油吸入。而在齿轮啮合点进入啮合的一侧（排出侧），工作腔的容积则随齿轮旋转而减小，将燃油压入排出管路。吸入腔（低压腔）与排出腔（高压腔）是通过两个齿轮啮合接触形成的密封线（啮合线）来相互隔离的，如图所示。齿轮式电动燃油泵3133.燃油滤清器燃油滤清器的作用是清除燃油中的杂质，防止燃油系统堵塞，减少机件的磨损，确保发动机稳定工作，提高可靠性。燃油滤清器如图所示，采用过滤方式工作。壳体内设有一个可更换式滤芯，过滤精度为10μm（微孔平均直径10μm，可滤去直径10μm及以上的杂质）。燃油滤清器的滤芯应根据车辆行驶里程和使用的燃油质量情况进行更换，以确保发动机持续稳定运转，维持良好的可靠性。314燃油滤清器a）三管式燃油滤清器b）二管式燃油滤清器3154.燃油导轨燃油导轨也称燃油分配管（如图所示），其功能是将燃油均匀、等压地分配给各个喷油器，同时具有储油蓄压的作用。燃油导轨的截面（指过流通道截面积）一般都比较大，其容积远大于发动机的循环喷油量。这样可以有效地减缓燃油压力波动，保证各缸喷油器喷油量的均匀性。燃油导轨总成用螺栓安装在进气歧管下部的固定座上，其上安装的喷油器，可向其分配燃油。燃油导轨3165.燃油压力调节器燃油压力调节器（俗称油压调节器）作为燃油系统的关键压力调节部件，其工作状态受系统油压和进气歧管压力（负压）的共同影响。常见的是相对压力调节器，安装在燃油分配管的末端（见上图）；绝对压力调节器则主要出现在一些新款轿车上，安装在燃油泵出口处。317燃油压力调节器的核心功能是自动维持系统油压恒定，确保供油总管油压与进气歧管压力之差恒定在预设值（通常250～300kPa）。压差恒定时，喷油器的喷油量便唯一地取决于其开启时间（喷油脉宽）。ECU正是通过精确控制喷油脉宽来满足发动机的喷油需求的。若燃油压力未受控，在相同喷油脉宽下，油压升高导致喷油量增加，油压降低则喷油量减少。油压频繁波动会引发发动机抖动等一系列问题。因此，当进气歧管压力变化时，燃油压力调节器会相应调整系统油压，始终保持两者压差恒定。318燃油压力调节器的实物图和构造图如图所示，其膜片将金属壳体内腔分隔为弹簧室和燃油室。弹簧室通过一根通气管与进气歧管相连，这使得系统燃油压力不仅取决于弹簧力，还取决于进气歧管内的气体压力（负压）：当燃油压力高于弹簧力与进气歧管压力之和时，燃油推动膜片向上压缩弹簧，打开回油阀，部分燃油流回燃油箱，导致油压降低；当燃油压力低于弹簧力与进气歧管压力之和时，膜片在弹簧作用下复位，关闭回油阀，阻止燃油回流，从而使油压升高。燃油压力调节器的实物图和构造图a）实物图b）构造图319因此，系统燃油压力会随进气歧管压力的变化而同步变化，始终保持燃油压力与进气歧管压力之差恒定。过去，燃油喷射式发动机大多采用相对压力调节器的有回油系统，但该系统存在不足：流经发动机的高温回油会导致燃油箱内油温升高。一方面加剧了燃油蒸发，使燃油箱内蒸汽压力升高，增加了蒸发排放控制系统的负担；另一方面，在热机起动时，较高温度的燃油在供油管路中易气化（气阻），导致实际喷油量减少，影响热起动性能。320为解决上述问题，现代车辆多采用无回油燃油供给系统。该系统将燃油泵、燃油滤清器及燃油压力调节器等核心部件内置于燃油箱中。仅有一根供油管从油箱连接至燃油导轨，压力调节器的回油在油箱内部完成循环。该系统使用绝对压力调节器，目的是保持燃油导轨内燃油的绝对压力恒定。然而，无回油系统的主要问题在于，采用绝对压力调节器虽能保持燃油导轨内绝对压力恒定，但喷油器两端的有效工作压差（油压与变化的进气歧管压力之差）会随进气歧管真空度波动，迫使ECU必须依赖MAP信号实时修正喷油脉宽以保证精度；同时，油箱内置部件挤占有效容积，且其维护更换需拆卸油箱或油泵总成，便捷性较差。3216.高压燃油泵缸内直喷发动机通常采用双油泵燃油供给系统：油箱内的低压燃油泵（涡轮泵）提供基础供油，发动机驱动的机械式高压燃油泵产生喷射所需高压，如图所示。双油泵燃油供给系统322高压燃油泵如图所示。工作时，高压燃油泵通过凸轮轴机械驱动柱塞往复运动，配合ECU控制的燃油计量阀实现精准供油：当柱塞下行时，进油阀开启吸入低压燃油（约0.6MPa）；柱塞上行时，ECU根据工况需求关闭进油阀，将燃油压缩至高压（5～35MPa）后经高压出油阀输送至燃油导轨，压力缓冲器吸收脉动确保稳定喷射。该系统通过“零供油”模式（进油阀持续开启）和可变有效行程实现按需供油，兼具高压力输出与节能特性。323高压燃油泵a）实物图b）构造图c）原理图3247.喷油器喷油器实质上是一个电磁阀，通常安装在进气歧管（进气道喷射）或气缸盖上（缸内直喷）。其主要由喷油嘴、针阀、电磁线圈、复位弹簧等组成，如图所示。喷油器的基本构造325（1）喷油器的类型1）按电磁线圈电阻值大小不同分类。可分为低电阻喷油器和高电阻喷油器。①低电阻喷油器：电阻范围2～3Ω（也有扩展至2～5Ω的）。②高电阻喷油器：电阻范围12～17Ω（常见的是13～16Ω）。3262）按喷油器针阀结构不同分类。可分为轴针式喷油器、球阀式喷油器和片阀式喷油器。①轴针式喷油器。主要由针阀、壳体、衔铁、电磁线圈、回位弹簧、接线端子、滤网等组成，如图所示。轴针式喷油器327②球阀式喷油器。主要由喷孔、阀座、针阀、电磁线圈、回位弹簧、接线端子、护套、挡块、衔铁、壳体等组成，如图所示。球阀式喷油器328③片阀式喷油器。片阀式喷油器与轴针式和球阀式喷油器的最大差异也在于阀体结构。片阀式喷油器的核心阀体组件由一片（或多片）扁平阀片、与之连接的阀杆（或导向杆）以及带有喷孔的阀座构成，如图所示。片阀式喷油器329（2）喷油器的驱动方式喷油器的驱动方式可分为电流驱动和电压驱动两种。其中，电流驱动仅适用于低电阻喷油器；电压驱动则同时适用于高电阻喷油器和低电阻喷油器，如图所示。喷油器的驱动方式a）电流驱动b）电压驱动（低电阻）c）电压驱动（高电阻）3301）电流驱动。在采用电流驱动方式的喷油器控制电路中（见上图a），无需附加电阻，低电阻喷油器直接与蓄电池连接，通过ECU中的晶体管对流过喷油器线圈的电流进行控制。2）电压驱动。低电阻喷油器采用电压驱动方式时（见上图b），必须串联附加电阻。331（3）喷油器的燃油喷射量特性喷油器的燃油喷射量特性是指燃油喷射量与喷油器电磁线圈通电时间之间的变化关系。喷油器的燃油喷射量包括静态喷射量和动态喷射量。1）静态喷射量。在规定的喷油压力和背压下，阀体保持最大开度状态时单位时间内喷射的燃油量，单位为cm3/min或mL/min。静态喷射量反映喷油器的理论喷射能力。2）动态喷射量。某一通电时间内喷油器的实际燃油喷射量，通常以通电时间2.5ms时的喷射量表示，单位为mm3/str（立方毫米每行程，指单缸一个工作循环）。动态喷射量体现喷油器的实际供油能力。3328.冷起动喷油器冷起动喷油器的功能是当发动机低温起动时，向进气歧管额外喷油，以加浓混合气浓度，帮助发动机顺利起动并维持短暂稳定运行。冷起动喷油器的开启和持续喷油时间取决于发动机的工作温度，可由冷起动限时开关直接控制，也可由ECU根据发动机冷却液温度来控制。其主要由电磁线圈、阀芯和弹簧等组成。当点火开关和起动限时开关接通时，电磁线圈通电产生电磁吸力，将阀门吸起离开阀座，燃油通过旋流式喷嘴喷出。现代电喷系统多数已取消独立冷起动喷油器，改为通过调整主喷油脉宽实现冷起动加浓。333二、燃油喷射控制燃油喷射控制主要是指喷油正时控制和喷油量控制。1.喷油正时控制喷油正时控制是指ECU根据工况精确控制喷油器的开启和关闭时刻。其目的是实现最佳燃烧效率、动力性和排放性能。在多点喷射系统中，主要分为同时喷射、顺序喷射和分组喷射三种类型。334（1）同时喷射即所有喷油器同步喷油，曲轴每转一周，各缸喷油器喷射一次。这种控制方式控制电路简单、成本低，其喷油控制电路如图所示。但各缸对应喷油时刻不同，导致各缸可燃混合气状况不一致，影响了各缸工作的均匀性。同时喷射335（2）顺序喷射顺序喷射方式的喷油器通过独立控制电路与ECU连接，如图所示。ECU根据曲轴位置传感器提供的曲轴转角及气缸位置信号，精准驱动各喷油器在对应气缸进气冲程开始时喷油，喷油顺序与点火顺序严格同步。该系统需具备气缸判位功能，通常由曲轴位置传感器实现。顺序喷射通过优化喷油正时，显著提升混合气均匀性，改善燃烧效率并降低排放，因而广泛应用于现代发动机。其缺点是控制系统硬件与软件复杂度较高。顺序喷射336（3）分组喷射分组喷射是将多缸发动机的气缸分为2～4组，同组气缸喷油器同步动作，组间按顺序喷射。以四缸发动机为例，喷油器分为两组，ECU接收曲轴位置传感器信号，控制两组喷油器交替喷油，其控制电路结构如图所示。曲轴每转一圈，两组喷油器各喷油一次，完成一个工作循环。分组喷射的电路复杂度介于顺序喷射与同时喷射之间，但喷油正时精度显著优于同时喷射，因而成为中档轿车的常见方案。分组喷射3372.喷油量控制喷油量控制是指通过ECU精确调节发动机燃油喷射系统的工作参数（包括喷射脉宽、正时和压力等），以实现最佳空燃比（气缸内实际空气质量与燃油质量之比）匹配的技术过程。其核心在于根据发动机的转速、负荷、温度等实时工况信号，结合氧传感器反馈数据，动态计算并执行燃油喷射策略，最终达成燃烧效率最大化、排放污染最小化以及动力输出最优化的三重目标。338（1）发动机起动时的喷油量控制发动机起动阶段由于转速剧烈波动，空气流量传感器或进气压力传感器的测量信号会出现较大误差。此时ECU不再依赖进气量信号，而是根据冷却液温度检索内部存储的冷却液温度-喷油时间曲线图（如下图所示）获取基准喷油量，再叠加进气温度补偿和蓄电池电压补偿，最终确定起动喷油脉宽。ECU通过检测起动开关信号和发动机转速信号（低于300r/min）来判定起动工况，当两者同时满足时即进入起动控制模式，此时会禁用短期燃油修正并采用固定点火提前角。该控制策略能有效应对起动时的信号波动问题，确保可靠点火。339冷却液温度-喷油时间曲线图340（2）发动机起动后的喷油量控制发动机的转速超过预定值时，ECU按下面公式确定喷油量：喷油量=基本喷油量×喷油修正系数◆基本喷油量指发动机根据每个工作循环的进气量，按理论空燃比计算得出的喷油量。此喷油量由发动机转速和进气量确定。◆喷油修正系数发动机ECU用于动态调节喷油量的比例参数，其本质是通过对基本喷油量的乘法修正，使发动机在不同工况下均能获得最佳空燃比。主要修正参数包括进气温度、冷却液温度、蓄电池电压、节气门开度等运转条件。3411）冷起动加浓。冷起动工况下，ECU执行冷起动加浓控制策略。2）暖机加浓。冷起动成功后，发动机立即进入暖机工况。3）热起动加浓。热起动加浓是针对发动机处于热浸状态工况下的特殊补偿策略。所谓热起动是指发动机经历高速行驶后停机10～30min再起动的工况。4）进气温度修正。发动机的进气密度随进气温度变化而变化。5）蓄电池电压修正。喷油器的有效喷油时间受蓄电池电压影响。3426）加速修正。在发动机加速过程中，存在两种典型的燃油修正策略。7）大负荷修正。在部分负荷工况下，ECU将喷油量控制在接近理论空燃比的较稀混合气状态，以实现最优燃油经济性与低排放。8）空燃比反馈控制修正。空燃比反馈控制又称闭环控制，是现代发动机的关键技术。9）空燃比学习控制。空燃比学习控制又称学习控制，是发动机管理系统中的一项关键技术，旨在提升空燃比控制精度。34310）断油控制。断油控制是ECU在特定工况下中断燃油喷射的保护策略，主要包括五种控制模式：①减速断油控制：当发动机高转速急减速且节气门完全关闭时，ECU判定为无需供油状态，随即中断喷油器工作。②超速断油控制：发动机超速断油控制的目的是防止发动机转速过高而引起损坏，同时也有利于减少燃油消耗量和有害排放物。344③溢油消除控制：部分汽车发动机在起动时，汽油喷射系统会向发动机提供过浓的混合气。④减扭矩断油控制：装备自动变速器的汽车在行驶中自动降挡（或特定换挡操作）时，自动变速器控制模块会向ECU发出减扭矩信号。⑤无点火确认信号断油控制：当ECU连续3～6个工作循环未检测到点火反馈信号（IGf）时，将立即中止当前喷射周期并锁定喷油功能。345任务4电子控制系统346学习目标1.掌握电子控制系统的作用及组成。2.掌握各类传感器和执行器的性能及检测方法。347任务描述通过本任务的学习，学生应能准确描述发动机电子控制系统的作用及组成，掌握电子控制系统的工作原理，并熟练运用各种工具对电子控制系统的各类传感器和执行器进行检测。348相关知识汽车发动机电子控制系统（EMS）主要由各种传感器、电子控制单元（ECU）和执行器等组成，如图所示。汽车发动机电子控制系统的组成349其核心作用是通过传感器实时监测发动机工况，由ECU精准计算最佳控制策略，驱动执行器实现三大核心功能：◆动力与经济性优化动态调节空燃比（闭环控制喷油量）与点火提前角，提升燃烧效率，增强动力输出并降低油耗。◆环保减排协同氧传感器、三元催化器及EGR（废气再循环）阀等，精准控制尾气成分，大幅削减污染物排放。◆智能可靠运行自动修正环境变化影响，通过OBD诊断故障并起动失效保护，同时联动变速箱、车身稳定系统实现整车协同控制。350一、传感器1.曲轴位置传感器（转速传感器）作为电控系统的核心传感器，曲轴位置传感器与转速传感器通常采用集成化设计。曲轴位置传感器主要用于检测活塞上止点及曲轴转角，转速传感器则用于检测转速信号，两者共同为点火正时和喷油正时提供基准参数。曲轴位置传感器一般安装在曲轴前端、飞轮或凸轮轴前端（早期分电器安装方式，现已被淘汰），如下图所示。常见类型有电磁感应式、霍尔效应式和光电感应式，其中电磁感应式因结构简单、可靠性高等优势应用最为广泛。351曲轴位置传感器安装位置352（1）电磁感应式曲轴位置传感器电磁感应式曲轴位置传感器如图所示，其主要基于电磁感应原理工作：当线圈中的磁通量发生变化时，线圈两端会产生感应电动势。电磁感应式曲轴位置传感器a）实物图b）构造图c）原理图353其传感器探头由绕制在永久上的感应线圈构成，当带凸齿的铁质信号轮（通常与曲轴传动带轮同轴安装）随曲轴旋转时，信号轮与探头间的间隙发生周期性变化。由于空气磁阻远大于铁质材料，这种间隙变化会引起磁回路磁阻的周期性改变，进而导致磁通量周期性变化。根据电磁感应原理，最终在感应线圈两端产生交变感应电动势作为输出信号。354（2）霍尔式曲轴位置传感器霍尔式曲轴位置传感器主要基于霍尔效应工作，如图所示。当电流I通过磁场中的半导体基片且电流方向与磁场方向垂直时，在半导体基片的横向侧面上，会产生与电流和磁场强度成正比的霍尔电压UH。霍尔效应1—永久磁铁2—通入电流3—霍尔触发器4—半导体基片5—磁力线6—剩余电子355其表达式如下：式中RH——霍尔系数；d——基片厚度；I——电流；B——磁场强度。356由此可见，当结构一定，电流I

为定值时，霍尔电压

UH

与磁场强度B

成正比。霍尔式曲轴位置传感器正是利用触发叶片或触发齿轮改变通过霍尔元件的磁场强度，从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号，经放大整形后即作为曲轴位置传感器的输出信号的。357一些车型采用的霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴后端，主要由位于曲轴飞轮上的传感器触发齿轮（或信号盘）和固定在变速箱壳体（或变速器前壳）上的传感器感应头（包含霍尔元件和相关电路）两部分组成。传感器的感应头正对着传感器的触发齿轮。触发齿轮的结构（如齿数、缺口形状或齿缺组合方式）会因发动机气缸数的不同而异，如图所示。不同齿数的霍尔式曲轴位置传感器a）四缸发动机用b）六缸发动机用358霍尔式曲轴位置传感器处于工作状态时，触发齿轮随曲轴一起旋转。当触发齿轮上的齿槽通过感应头时，霍尔式曲轴位置传感器输出高电平（5V）；当触发齿轮上的齿顶通过感应头时，曲轴位置传感器输出低电平（约0.3V）。每当触发齿轮从齿槽切换到齿顶（即齿顶开始通过感应头）时，传感器产生的信号电压会从高电平突然跳变到低电平，形成一个下降沿脉冲。ECU根据曲轴位置传感器提供的信号确定活塞在上止点前的具体位置，还可根据连续脉冲信号之间的时间间隔来计算发动机的转速。359（3）光电感应式曲轴位置传感器光电感应式曲轴位置传感器又称光电式曲轴位置传感器，它是通过光学编码原理实现位置检测，主要由LED光源、带精密缝隙的编码盘及光敏晶体管等组成。当编码盘随曲轴旋转时，其缝隙周期性通断光路，使光敏元件产生与曲轴转角严格对应的方波脉冲信号，经信号调理电路输出至ECU。光电式曲轴位置传感器应用于早期的带有分电器的发动机上，对环境要求比较高，现已基本被淘汰。3602.氧传感器氧传感器如图所示，其核心作用是监测排气氧浓度并生成空燃比反馈信号，通过ECU的闭环控制保障三元催化转化器高效净化。氧传感器361氧传感器按功能可分为前氧传感器和后氧传感器，如图所示。前氧传感器（又称调节传感器）位于三元催化转化器之前，主要监测燃烧后废气中的氧含量，若氧含量升高，说明混合气过稀，传感器向ECU发送增大喷油量信号；若氧含量降低，说明混合气过浓，传感器向ECU发送减小喷油量信号。ECU通过这种闭环调节使空燃比稳定在理论值附近。后氧传感器（又称诊断传感器）位于三元催化转化器之后，主要监测经催化净化后的尾气成分，用于评估三元催化转化器的工作效率。因此，氧传感器实质上是混合气浓度的监测开关，作为电喷发动机实现闭环控制的关键部件。362氧传感器的位置分布363目前，广泛应用的氧传感器包括氧化锆式、氧化钛式和宽域氧传感器等多种类型，其中氧化锆式最为常见。（1）氧化锆式氧传感器氧化锆式氧传感器的核心元件是氧化锆陶瓷管（固体电解质），又称锆管。锆管固定在带螺纹的保护罩中，其内外表面均覆盖有多孔铂膜，内表面接触空气，外表面接触废气；接线端的金属护套上设有通气孔，使锆管内腔与空气连通；铂电极引线从内表面经绝缘套引出。364（2）氧化钛式氧传感器氧化钛式氧传感器是利用二氧化钛的电阻值随废气中的氧含量变化而变化的特性制成，因此又被称为电阻型氧传感器。其外观与氧化锆式氧传感器相似，保护罩内装有二氧化钛传感元件，如图所示。纯二氧化钛在常温下电阻值较大，而当缺氧时其晶格缺陷增多，导致电阻值减小。由于二氧化钛的电阻值会随温度变化而变化，因此其内置加热元件以维持稳定的工作温度。氧化钛式氧传感器365（3）宽域氧传感器宽域氧传感器如图所示，主要由单元泵、测量室、加热元件和电极等组成。宽域氧传感器检测废气中的氧含量，向ECU发送检测结果，以反映可燃混合气的浓度（或空燃比状态）。ECU依据此结果调节喷油脉宽，维持发动机在理论空燃比状态，为三元催化转化器创造理想工作条件。当可燃混合气偏浓时，减少喷油量；偏稀时，增加喷油量。宽域氧传感器3663.爆震传感器爆震是汽油机燃烧室中末端混合气在火焰前锋到达前自燃引发的异常燃烧现象，会产生高频压力振荡。该现象不仅会导致尖锐敲缸声，还会使活塞、连杆等运动件承受机械冲击，同时造成燃烧室局部热负荷剧增，显著缩短发动机使用寿命。3674.冷却液温度传感器冷却液温度传感器又称水温传感器，简称CTS。通常安装在靠近发动机冷却液出口的位置（如图所示），主要用途是检测发动机冷却液温度，ECU利用其信号对喷油量、点火正时等参数进行修正。同时，还参与散热风扇控制、空调系统保护等多项功能。冷却液温度传感器故障往往会引发发动机起动困难、怠速不稳、油耗增加、排放超标以及自动变速器换挡品质下降、空调制冷效果不佳等诸多问题。368冷却液温度传感器安装位置369冷却液温度传感器主要由负温度系数（NTC）热敏电阻、金属导热外壳和电气接线端子等构成，如图所示。热敏电阻封装在黄铜或不锈钢外壳内，直接接触冷却液流动区域。当冷却液温度变化时，热敏电阻的电阻值发生非线性变化，ECU通过测量其分压电路输出的电压信号（通常为0～5V范围）来精确推算冷却液温度。冷却液温度传感器a）实物图b）构造图370二、电子控制单元电子控制单元又称电控单元（简称ECU），是发动机管理系统的核心控制模块，如下图所示。其核心功能是基于各类传感器提供的实时数据，精确计算并控制发动机参数，如燃油喷射量、点火正时、怠速转速、可变气门正时、废气再循环率、二次空气喷射、燃油蒸发排放控制、增压压力（涡轮增压发动机）等，确保发动机实现高效、平稳、清洁的运行目标。同时，ECU还具备故障诊断能力，能存储故障代码（DTC），并在传感器或执行器出现故障时开启备用模式，维持车辆基本行驶能力。371发动机电控单元（ECU）372现代发动机ECU的核心部件是微型计算机，其强大的信号处理能力和存储容量远超以往的模拟电路控制系统，为实现高精度、多功能、快速响应的集中控制奠定了基础。ECU的基本硬件结构主要包括输入处理电路、A/D转换器、微型计算机和输出处理电路等，如下图所示。373电子控制装置的基本构成374◆输入处理电路对传感器输入的模拟/数字信号进行滤波、整形、保护。◆A/D转换器（模数转换器）将关键的模拟传感器信号（如冷却液温度、进气压力/温度、节气门位置）转换为数字信号供计算机处理。◆微型计算机包含CPU（执行控制程序）、ROM（存储程序与标定数据）、RAM（存储运行数据）、I/O接口等，是执行运算决策的核心。◆输出处理电路（驱动电路）将计算机发出的低功率控制指令放大，驱动喷油器、点火线圈、怠速控制阀等执行器工作。375任务5辅助控制系统检修376学习目标1.了解发动机辅助控制系统的控制内容。2.掌握怠速控制、进气控制、排放控制、电控节气门系统、巡航控制系统和故障自诊断系统的功能及工作原理。377任务描述通过本任务的学习，学生应能准确描述发动机辅助控制系统的具体控制内容及工作原理，并正确识别各子系统的主要部件，同时熟练运用各种工具对发动机辅助控制系统的各类传感器和执行器进行检修。378相关知识电控汽油机最突出的优势在于通过氧传感器闭环反馈实现空燃比的高精度控制。现代系统普遍采用燃油喷射与点火正时一体化的集成控制，并根据发动机工况需求配置怠速控制、进气控制、排放控制、电控节气门、巡航控制及故障自诊断等功能子系统。379一、怠速控制发动机在无负荷工况下的最低稳定转速称为怠速。该工况下发动机仅需克服内部摩擦阻力，不对外输出功率。怠速转速设定不仅显著影响燃油经济性，更直接关联尾气排放水平、暖机效率及部件使用寿命，因此现代发动机均配备怠速控制系统（ISC）实现自适应调节，典型应用场景包括：3801.冷起动阶段，冷却液温度低于工作温度时自动提升怠速，避免抖动/熄火并加速暖机过程。2.