汽车电控发动机原理与维修-课题一

任务认识发动机电控系统一、发动机电控技术的发展(一)汽车电子的发展简史（1）1955年，晶体管收音机在汽车上得到应用，如图1-1-1所示。（2）1959年，集成电路制作的收音机在汽车上得到应用，如图1-1-2所示。（3）20世纪60年代中期，晶体管电压调节器和整流器在汽车上得到应用，如图1-1-3所示。(二)现代发动机电子控制系统电子技术应用概况（1）电控点火装置，如图1-1-4所示。（2）电控燃油喷射装置，如图1-1-5所示。下一页返回任务认识发动机电控系统（3）怠速控制装置，如图1-1-6所示。（4）废气再循环控制，如图1-1-7所示。(三)汽车电子的未来发展趋势（1）集成化，如图1-1-8所示。（2）智能化，如图1-1-9所示。（3）网络化，如图1-1-10所示。二、发动机电控系统的优点自1953年美国本迪克斯公司开始对电控燃油喷射系统研究以来，电控燃油喷射技术不断发展，目前已经相当完善。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统电控燃油喷射系统在汽车上的广泛应用使得汽车在动力性、经济性、排放性、舒适性等方面得到了整体优化，并大大推动了其他电控系统在汽车上的应用。电控燃油喷射系统的主要优点如下。（1）使发动机在各种运行工况下得到最合适的混合气浓度，保持最佳的动力性、经济性和排放性。（2）具有减速断油功能，不仅能降低排放，也能节省燃油。（3）当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或环境温度变化所引起的空气密度变化，发动机控制单元（ECU）能及时、准确地做出补偿。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统（4）在加减速行驶的过渡运行阶段，燃油控制系统能够迅速做出反应，使汽车加速、减速性能更好。（5）增大了燃油的喷射压力，因此雾化较好；由于每个气缸均安装一个喷油器，因此各缸的燃油分配较均衡，有利于提高发动机运转的稳定性。（6）电控燃油喷射系统配用排放物控制系统后，大大降低了HC、CO和NOx三种有害气体的排放。电控燃油喷射发动机能较好地适应汽车的使用要求，即减少排放、降低油耗、提高输出功率及改善驾驶性能。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统三、发动机电控系统的分类(一)电控燃油喷射系统（1）按喷油器的安装部位分类。①单点燃油喷射系统。单点燃油喷射系统也称为节气门体喷射系统（TBI），是在节气门体上安装一个或两个喷油器，向进气歧管中喷射燃油，从而形成可燃混合气。这种燃油喷射系统对混合气的控制精度比较低，各个气缸混合气的均匀性也比较差，国产沈阳金杯、吉利等部分车型采用这种单点燃油喷射系统。②多点燃油喷射系统。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统如图1-1-11所示，多点燃油喷射系统简称MPI，它是在每一缸装有一只喷油器（安装在各缸进气门前），因而能保证各缸之间混合气浓度的一致性。由于该系统进气道仅通过空气，而空气的流动性要比燃油颗粒的流动性好，因而进气管可以自由设计，以满足发动机负荷的要求，并且获得较大的转矩和功率。相比之下，多点燃油喷射系统比单点燃油喷射系统的控制精度要高得多。多点燃油喷射系统根据喷油器的安装位置又分为进气道喷射（缸外喷射）和缸内喷射两种。进气道喷：射进气道喷射是指在每个气缸的进气门前安装一个喷油器，喷油器喷射出燃油后，在进气门附近与空气混合形成可燃混合气（见图1-1-12），这种喷射系统能较好地保证各缸混合气总量和浓度的均匀性。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统目前，大多数车型如奥迪A6、丰田卡罗拉及捷达等都采用这种多点燃油喷射系统。缸内喷射：缸内喷射系统（见图1-1-13）是指将高压燃油直接喷到气缸内，类似于柴油机的燃油缸内喷射。由于其对喷油器有耐高温、高压等要求，以及存在发动机设计上喷油器的安装空间受限等困难，使用不是很多。不过这种喷射技术使用特殊的喷油器，燃油雾化效果更好，并可在缸内产生浓度渐变的分层混合气，改善燃烧质量，因此越来越受到重视。目前已经成为一种发展趋势。（2）按喷油器的喷射方式分类。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统连续性燃油喷射：在连续性燃油喷射系统中，汽油被连续不断地喷入进气歧管并在进气管内蒸发后形成可燃混合气，然后被吸入气缸内。间歇性燃油喷射：间歇性燃油喷射系统是在发动机运转期间间歇性地向进气歧管中喷油，其喷油量的大小取决于喷油器的开启时间，即发动机控制单元（ECU）发出的喷油脉冲宽度。这种燃油喷射方式广泛应用于现代电控燃油喷射系统中。（3）按进气量检测方式的不同分类。电控燃油喷射系统按进气量检测方式不同可分为L型和D型。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统L型检测进气量方式主要是通过空气流量计（见图1-1-14）来检测空气的密度与流速，发动机ECU根据空气流量计传感器的信号来控制基本的喷油量。D型检测进气量方式主要是通过绝对歧管压力传感器（见图1-1-15）来检测进气管进入空气的多少，发动机ECU根据绝对歧管压力传感器的信号来控制基本的喷油量。四、电控系统的应用(一)电子燃油喷射系统（EFI）上一页下一页返回任务认识发动机电控系统根据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。电控汽油喷射系统的组成如图1-1-16所示。(二)汽车电控点火系统（ESA）汽车电控点火控制系统的作用是在适当的时刻点燃被压缩的可燃混合气，使之燃烧。它主要由曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器、点火控制模块、点火线圈、分电器（独立点火车型没有）、高压线及火花塞等组成，如图1-1-17所示。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统(三)汽车电控进气系统进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。它主要是由空气滤清器、空气流量计（L型）、进气压力传感器（D型）、节气门体（主要包括节气门、节气门位置传感器、怠速控制阀等）、进气总管及进气管组成，如图1-1-18所示。(四)怠速控制系统（ISC）怠速控制系统在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳的怠速转速运转。(五)汽车电控排放系统上一页下一页返回任务认识发动机电控系统现代汽车电控排放系统主要包括废气再循环装置、三元催化转化器、燃油蒸发控制装置及二次空气喷射控制系统等，如图1-1-19所示。(六)增压控制系统增压控制系统是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上，ECU根据检测到的进气管压力对增压装置进行控制，从而控制增压装置对进气的增压强度。(七)巡航控制系统设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息自动控制发动机工作，使汽车自动维持一定的车速行驶。上一页下一页返回任务认识发动机电控系统(八)指示和报警系统由ECU控制各种指示和报警系统，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告和提示驾驶员。(九)自诊断与报警系统自动诊断和报警系统用来提示驾驶员发动机有故障，同时将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围。(十)失效保护系统上一页下一页返回任务认识发动机电控系统失效保护系统主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。(十一)应急备用系统当控制系统发生故障时，自动启用备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防车辆停驶在路途中。上一页返回图1-1-1晶体管收音机返回图1-1-2集成电路收音机返回图1-1-3晶体管电压调节器和整流器返回图1-1-4电控点火装置返回图1-1-5电控燃油喷射装置返回图1-1-6怠速控制装置返回图1-1-7废气再循环EGR阀的结构及安装位置返回图1-1-8汽车电子控制模块返回图1-1-9汽车娱乐及舒适性系统返回图1-1-10汽车人机交互系统返回