《发动机电控系统检 修》-电控燃油喷射系统认识

学习任务1汽油发动机电控系统的认识1.汽油喷射系统在汽车上的应用

2.电控燃油喷射系统的基本组成及工作原理3.电控燃油喷射系统主要元件的功能4.应用在汽油发动机上的电控系统5.空燃比的概念知识要求了解汽油发动机电控技术的发展及对发动机性能的影响了解汽油发动机电控系统的组成及工作原理了解汽油发动机各电控子系统的功能重点掌握内容汽油发动机电控系统的组成及各部分功能能力要求能区分与识别发动机电控系统的主要传感器、执行器能指出各传感器、执行器及电脑等元件在发动机所处的位置传统观念：汽车是一个“机械”产品，汽车制造业属于机械工业。随着社会发展，人类对汽车的运行、环保、舒适性等方面提出了越来越高的要求，这使得传统的机械装置（化油器、自动变速器等）即使越做越复杂，仍无法满足对其性能和功能的需要。

新兴的电子技术、尤其是计算机技术以其强大的功能和卓越的性能迅速渗透到汽车领域，被广泛地应用到汽车各个方面，使汽车已经由一个传统的机械装置逐渐演变为一个集机械、电子、计算机、控制、通信等技术于一体的复杂系统，这一演变过程被称为汽车电子化，相关的技术被通称为汽车电子技术。汽车电子技术的应用大体上可以分为两大类：汽车电子控制装置车载电子装置

汽车电子控制装置：与车上的机械部件进行配合使用，形成机电一体化系统，直接用于控制汽车的运行并改善其性能。汽车电子控制技术主要指这一类。比如：发动机电子控制（燃油控制EFI、点火控制ESA、怠速控制ISC、排放控制、进气控制、自诊断系统、失效保护与应急备用系统）底盘电子控制（AT、ABS、ASR、EPS等）；车身电子控制（A/C、SRS、中央门锁及门窗、座椅、车灯等）

车载电子装置：是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，和汽车本身的性能并无直接关系，主要用于提高汽车的娱乐性、提供各类信息或附属功能。包括车载信息系统、导航系统、车载电话、汽车音响及电视娱乐系统等。

汽车电子控制系统很多部件不能使用蓄电池供电，而是使用专用的稳定电源（一般5V），所以还需要专门的电源电路。一、汽油喷射系统在汽车上的应用

1.发展历程汽油喷射系统在20世纪30年代始用于军用飞机发动机上最早装用汽油喷射系统的汽车出现在1954年的汽车展览会上，是奔驰公司生产的奔驰300SL汽车汽油喷射系统的发展：K系统→KE系统→EFI系统电控燃油喷射系统简称为“EFI”，是由该系统的英文“ElectronicFuelInjection”简化而来的。1979年BOSCH公司开始生产集电子点火和电控燃油喷射于一体的MOTRONIC数字式发动机综合管理系统。与此同时，美日各大汽车公司也竞相研制出自己的电控燃油喷射系统。如GM公司的DEFI，FORD的EEC-IV系统，日产ECCS系统，丰田TCCS系统，五十铃的I-TEC系统等。这些系统能对空燃比、点火时刻、怠速转速和废气再循环等进行综合控制。其控制精度越来越高，功能越来越完善。1.发动机新燃料2.混合动力装置3.柴油机电控技术4.汽油机负荷控制技术5.进、排气控制技术6.激光点火技术7.水泵及节温器电控技术8.电源系统改进技术

汽油发动机电控系统的未来发展趋势电控汽油发动机上的电子控制系统汽车电子控制系统的基本组成信号输入部分：传感器、放大电路、开关器件；电子控制单元（ECU）：核心是微控制器，负责对输入信号进行分析处理计算以及发出相应的操作指令；信号输出部分：输出驱动电路、各类继电器、电动机、电磁阀等执行器件，用于将ECU发出的命令转变为相应的操作。1.发动机电控系统的主要控制功能。

——燃油控制－－－喷油器

——点火控制－－－火花塞

2.发动机电控系统的组成。

控制软件传感器传感器是将某种变化的物理量（绝大部分是非电量）转化成对应的电信号的元件。在汽车上，传感器用来感受诸如温度、压力、转速、位置、空气流量、气体浓度等物理量的状态及变化情况，并送到控制器或仪表。传感器提供的状态信息，是汽车电子控制的基本依据。水温传感器空气流量计节气门位置传感器曲轴位置传感器氧传感器爆震传感器常用传感器可变电阻式传感器电位计式传感器开关式传感器电压产生器式传感器磁电式传感器ECU可将电源电压调节成5V、9V等参考电压，供传感器等外部元件使用。接收各种传感器等输入信息，并将模拟信号转换成数字信号。存储车辆的特征参数、处理程序、故障信息、运算有关数据。运算分析，根据信息参数计算出执行指令数值，将输出的信息与标准值对比，查出故障。ECU向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已存储的信息。自我修正功能一般安装在仪表台、杂物箱或发动机仓等位置，安装时需注意防水、防振、防热、防过电压、防磁等。ECU执行器喷油器燃油泵执行器点火组件怠速控制阀电子节气门发动机电控系统的组成发动机控制单元空气流量传感器燃油控制燃油泵喷油器点火器点火线圈进气压力传感器节气门位置传感器进气温度传感器发动机转速/曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器冷却液温度传感器爆震传感器氧传感器点火控制火花塞电控喷射工作演示2.汽油机电控燃油喷射系统的类型按空气量的计量方式分类D型：“D”是德语“压力”的第一个字母。L型：“L”是德文“空气”的第一个字母D型。L型又可分为质量－流量测量方式和体积流量测量方式两种。按喷油器喷射方式分类连续喷射方式间歇喷射方式分组喷射方式同时喷射方式顺序喷射方式按喷射位置分类缸外喷射缸内喷射单点喷射（节气门体喷射）多点喷射（进气管喷射）气门喷油器输油管进气支管每一个气缸有一个喷油器。（1）多点喷射SPI调压器喷油器节气门体位置传感器节气门（2）单点喷射SPI几个缸共用一个喷油器，又称节气门体喷射TBI。将燃料直接喷入气缸内，需较高的喷射压力。（3）气缸内喷射（2）闭环控制传感器电子控制单元执行器发动机开环控制氧传感器闭环控制2.按控制方式来分（1）开环控制电控系统对发动机性能影响提高发动机的动力性提高燃油利用率减少污染改善发动机的启动性能改善发动机的加、减速性能第六章汽油机燃料供给系统第一节概述混合气的基本概念空然比＝空气质量（kg）/燃油质量（kg）

理论上1kg汽油完全燃烧需14.7kg空气，即空然比为14.7:1，这种空燃比的混合气体成为理论混合气。空燃比大于理论混合气的，称稀混合气，小于理论混合气的成为浓混合气。过量空气系数用α表示，它是燃烧过程中实际供给的空气质量于理论上完全燃烧时所需的空气质量之比。α=1理论混合气α<1浓混合气α>1稀混合气稀混合气（α）：α值在1.05~1.15范围内，可以保证所有的汽油分子获得足够的空气而实现完全燃烧，因而发动机经济性最好，故称之为经济混合气。空气过量后，燃烧速度减小，热量损失大，发动机平均有效压力和有效功率下降。混合气过稀（α>1.05~1.15）：火焰传播速度明显降低，热效率下降，油耗增多，发动机过热，HC含量增加。在排气行程接近终了进气门开启后，含氧过剩的高温废气可能点燃进气管内的混合气体。浓混合气（α=0.85~0.95）：因汽油含量较多，汽油分之密集火焰传播速度快，热量损失小，平均有效压力和发动机功率大。因此，又称功率成分混合气。浓混合气燃烧不完全，油耗率高，经济性下降。过浓的混合气（α<0.88）：由于燃烧不完全，热效率降低，油耗率增大，排气中的HC和CO含量显著增加。由于燃烧速度慢，到作工行程接近终了排气门开启后，未完全燃烧的混合气进入排气管可能燃烧，易造成排气管放炮。燃烧速度和过量空气系数间的关系燃烧极限可燃混合气太浓（α<0.4）或太稀（α>1.4）时，虽然着火，但火焰无法传播，这将导致发动机熄火，此α值称为燃烧上极限和燃烧下极限。在发动机转速一定和节气门全开的条件下，发动机有效功率和有效耗油率随混合气浓度变化情况如下：可燃混合气成分对发动机性能的影响曲线图1——燃油消耗率2——功率

α=0.88——功率混合气

α=1.11——经济混合气

α=0.4——火焰传播上限

α=1.4——火焰传播下限

稳定工况的α=0.88～1.11。混合气种类

发动机功率耗油率性能火焰传播上限0.4混合气不燃烧，发动机不工作过浓混合气0.43～0.87减小激增燃烧室积炭、排气管冒黑烟，放炮功率混合气0.88最大增大10-15%输出最大功率标准混合气1.0减小2%增大4%经济混合气1.11减小8%最小过稀混合气1.131.33显著减小显著增大回火、发动机过热、加速性变坏火焰传播下限1.4混合气不燃烧，发动机不工作发动机工况的概念：发动机的工况是其工作情况的简称，它包括发动机的转速和负荷情况。发动机负荷的概念：汽车施加给发动机的阻力矩，包括匀速运转的阻力矩和变速运转的阻力矩，它随汽车工作情况（道路状况、车速、装载量）的变化而变化，发动机必须发出等量的转矩与之平衡。负荷的表示：发动机的转矩是随节气门开度的变化而变化的。所以节气门开度就代表了负荷的大小，多用百分数表示，如节气门全关负荷为零，全开负荷为百分之百，半开为中等负荷。汽车用发动机工作特点：工况变化范围大，负荷可从0变化到100％，转速可以从最低稳定转速到最高转速，有时工况变化非常迅速。工况间的变化是连续的，中间没有一个实际界限，工况的变换过程只是表现在节气门开度和发动机转速大小的过程中。汽车行驶的大部分时间内，发动机是在中等负荷下工作的。轿车发动机负荷一般在40％～60％，而货车则为70％～80％。正常工况小负荷工况（25％）：用浓混合气，α＝0.7~0.9，α值应随开度的减小而变小。原因：进入气缸的可燃混合气较少，上一循环残留在气缸中的废气量相对较多，混合气被稀释，燃烧速度小，热损失大，为此用浓混和气。中等负荷工况（25～85％）：此工况为常用工况，α＝0.9~1.1，α值应随节气门开度的加大而加大。原因：由于节气门开度较大，进入气缸的混合气数量增多，气缸中的废气量相对较少，燃烧条件较好。汽车发动机大部分的时间处在中等负荷下工作，为提高其经济性，应供给较稀的混合气，一般α=0.9～1.1。大负荷和全负荷：发动机负荷在85%以上时称为大负荷，负荷为100％时称为全负荷。此时，为了克服较大的外部阻力，要求发动机发出尽可能大的功率。因此，应供给质浓量多的功率混合气，α=0.85～0.95。图过渡工况起动工况：起动是指发动机由静止到正常运转的过程，当熄火时间较长、发动机温度已下降至环境温度时的起动称为冷起动。起动时发动机转速低，化油器中气流速度很慢，不利于汽油的雾化，尤其冷起动时，发动机温度也低，汽油蒸发困难，不利于着火只有供给极浓的混合气（α=0.2~0.6），才能保证进入气缸内的混合气中有足够的汽油蒸汽，以利于发动机起动。怠速工况：怠速一般是指发动机不对外输出动力，作功行程产生的动力只用来克服发动机的内部阻力，维持发动机最低稳定转速运转。汽油机怠速转速一般为700~900r/min。在