摩托车电喷系统知识培训.ppt

1、2020/7/8,摩托车电控系统培训,2020/7/8,培训内容 以摩托车电控系统知识为基础，公司市场开发销售人员为主要对象，针对摩托车方面的基础知识，摩托车电控系统的组成、功能、特性做出了详细介绍，并对市场信息，市场开拓方向进行了简述和分析，并对简要介绍了摩托车排放标准及法规。,培训目的 使未接触过汽车、摩托车前端市场的开发人员、销售人员对我公司新涉及的发动机电控领域在基本技术知识上有一定的了解，从而使得在与潜在客户进行商务洽谈时可以得心应手。,2020/7/8,基础篇,2020/7/8,我国参照国际标准及各国的分类方法，按车辆最大车速和发动机的排量分为：轻便摩托车和摩托车。 其中摩托车又按

2、照车辆的用途、结构型式和使用道路条件分为两轮摩托车、边三轮摩托车和正三轮摩托车三种类型； 国家标准为：GB/T 5359.1-1996摩托车和轻便摩托车术语 车辆类型,摩托车的分类,2020/7/8,2020/7/8,2020/7/8,在摩托车用户之中通常以外观将摩托车进行分类,跨骑式（也称：骑士车）： 动力性能好，省油； 底盘高，通过性好，对路面要求低，适合郊区和乡村使用 载重大，远程骑行轻松 需要换挡 发动机形式较多,踏板车： 舒适性强，上下方便； 车身轻，加速快；适合城市使用 底盘低，通过能力稍差 采用无极变速，驾驶方便； 车身单薄不耐颠簸；缓冲力差；,弯梁车： 结合跨骑式和踏板式的特点

3、 车架介于骑士车与踏板车之间； 底盘较高，通过性好； 承载力大、自动换挡,越野车： 骑士车架、越野车轮； 动力性能好； 通过性极好、需要换挡； 特种车辆,三轮摩托车： 承载力大 适合于运输 需要换挡,沙滩车（ATV 全地形车）： 通过性好、可爬大坡度、承载力大 需要换挡 特种车辆,严格意义上沙滩车不属于摩托车类型范畴，其属于“四轮全地行车”，四轮全地形车装备、外形和功能要求虽然与摩托车不同，但其主要技术引自摩托车，并采用了部分摩托车的零部件，因此通常民间归属于摩托车范畴。可参考 GB/T 760-2006四轮全地形车通用技术条件,2020/7/8,摩托车发动机的分类分类,按发动机工作方式分类

4、按发动机汽缸数目分类 按发动机冷却方式分类 按发动机汽缸布置分类 按发动机排量大小分类 按发动机燃油供应分类,按发动机工作方式分类,两冲程发动机：活塞经过两个冲程就可完成一个工作循环的过程，这种汽油机称二冲程发动机。,2020/7/8,优点： 每转一转爆发1次，因此旋转平稳； 零部件少，所以保养方便，价格价廉； 往复运动产生的惯性力小，振动小、噪音低； 与四冲程发动机相比，转速相同时功率大； 与四冲程相比，有倍的爆发力。因此在相同的容积下，假如平均有效压力相同，则功率为二倍。 缺点： 进气排气过程的时间短，所以燃油损失大。 在气缸壁的一侧有气口，活塞环接触到这里易于磨损。 由于排气口在气缸上，

5、所以易于过热。 润滑油消耗多,四冲程发动机：经过进气、压缩、作功、排气四个过程完成一个工作循环的发动机。,第一行程-进气行程;第二行程-压缩行程;第三行程做功行程;第四行程-排气行程,2020/7/8,优点： 进气、压缩、做功、排气各过程各自单独进行，因此工作可靠效率高，稳定性好。 不存在二冲程发动机那样的窜气回流损失，燃油消耗率低。 低速运转平稳，依靠润滑系统润滑，不易过热。 进气过程、压缩过程时间长，容积效率、平均有效压力高。 热负荷比二冲程发动机小。不用担心变形、烧蚀问题。 排量大，可设计成大功率发动机。 缺点： 气门配气机构复杂，零部件多，保养困难； 机械噪音大； 由于曲轴2转爆发1次

6、，所以旋转平衡不稳定,按发动机汽缸数目分类,单缸发动机：是所有发动机中最简单的一种，它只有一个气缸，是发动机的基本形式。它的结构简单，重量轻，结构尺寸小，制造成本较低，维护也不复杂，是中低档小型摩托车用发动机的首选。,单缸机工作时只有一套机件在运转，所以运动件的惯性力得不到抵消，所以振动大，转速越高，这个问题表现得越明显。还有，单缸机运动件的尺寸相对较大，不利于发动机提高转速，而且随着发动机的排量增加而愈加明显。所以单缸机排量越大，升功率越小。,多缸发动机：两缸以上的发动机叫多缸发动机。,优点：运转平稳、圆滑、绵密，允许提高发动机的转速，有利于榨取更多的功率。 缺点：体积大、质量大、结构较为复

7、杂，因此制造成本和维护成本较高； 总的来说，追求大功率、高速度的豪华舒适跑车、巡航摩托车、旅行摩托车倾向于采用多缸发动机。,按发动机冷却方式分类,风冷发动机：所谓风冷发动机，其实就是没有冷却系统的发动机，依靠驾驶时的自然风吹过发动机表面带走热量。为了增加与风接触的散热面积，汽缸表面增加了散热片以提高散热能力。 优点：结构简单，制造成本低廉，质量轻巧。 缺点：不适合做高转速、大功率的强化型发动机，此外在交通拥挤的城市也容易出现发动机过热现象。,2020/7/8,风冷发动机还派生出强制风冷发动机，即通过冷风扇、导风罩等装置，强制导入冷空气以冷却发动机。 强制风冷发动机通常用于小型踏板车，因为踏板车

8、安装了塑料外壳，需要强制导入冷空气来带走发动机的热量。,水冷发动机：由于大排量、高转速、大功率的高性能发动机对散热提出更高要求，风冷方式已经无法满足，这时出现了水冷发动机。 水冷发动机配置了散热器，用于吸收、散发发动机的热量。当发动机开始工作时，冷却水通过水泵的驱动流经发动机缸体，吸收并带走热量，然后通过散热片降温后流回，再次经水泵驱动流经发动机缸体，如此循环进行。,优点：有效防止发动机过热，维持理想、稳定的工作温度，有利于动力输出和延长发动机寿命， 缺点：结构复杂，体积较大，造价较高，一般用于大排量、高转速的运动摩托车和豪华旅行摩托车等。,风油冷发动机：高性能发动机均采用水冷方式冷却，但是结

9、构复杂、制造成本较高；但是单纯的风冷发动机又无法满足高性能发动机的散热要求，特别在交通挤塞的城市更是会让风冷发动机“发高烧”。为此，一种折中路线的发动机随之诞生，这就是风油冷发动机。,风油冷发动机内的机油不但承担了润滑作用，还扮演着“冷却液”的角色。高压机油泵将冷机油输送到汽缸头部，并经喷嘴喷射至发动机的最热部位，让冷机油带走发动机的热量；同时，已经吸收热量的热机油再流经外置的散热器，降低温度后又回到循环系统。,按发动机汽缸布置方式分类,单缸发动机：分为立式发动机、卧式发动机。 多缸发动机：分为纵置V形双缸发动机、横置V形双缸发动机、水平对置双缸发动机、L形双缸发动机、并列双缸发动机，直列三缸

10、发动机，直列四缸发动机、V形四缸发动机、矩形四缸发动机，V形五缸发动机，水平对置六缸发动机等。 汽缸的布置方式，与车体设计、动力特性等密切相关。,按发动机排量大小分类,排量：是指活塞从上止点到下止点之间的汽缸容积，取决于缸径和活塞行程。一般来说，同等情况下发动机排量越大，动力性能越好，但是制造成本和油耗等都会相应增加。因此，用于通勤、代步的普通摩托车，一般发动机排量不会超过250毫升；追求乐趣、刺激的高性能摩托车，较多采用排量超过250毫升的发动机。,常见的摩托车排量： 50CC、100CC、110CC、125CC、150CC主流； 200CC、250CC、400CC、500CC、750CC、

11、800CC、800CC,按燃油供应方式分类,化油器方式：即通过化油器来供应油气混合物的方式。 是利用大气压力的基本原理设计的，当活塞处于下止点时，汽缸内会形成一个低压，这个低压也会引起化油器内的低压。由于化油器外面的压力比较高，空气将冲进化油器直到压力均衡。与此同时，化油器管道内有一段口径收缩的部分叫做喉管，喉管的作用是迫使空气加速（类似于突然变窄的河道能够迫使水流变急）。根据流体力学原理，加速流动的空气将会产生真空度，流速越快、真空度越强。这样，化油器内的汽油，经由喉管下方的孔道被真空度“吸”出来，随同气流一起混合进入汽缸。,这种分类方式其实与发动机本身无关，但与发动机控制有关，以此归为一类

12、。,电喷方式：是指通过电子燃油喷射系统供应燃油的方式。 电喷发动机空气进入汽缸的原理与化油器发动机完全相同，但是汽油进入汽缸的方法则大相径庭。简单来说，通过功能各异的传感器实时监测发动机温度、空气温度、油门开度、发动机转速、曲轴位置等状况，并将信息发送至电控单元ECU，由其综合、分析各类信息后，计算出最理想的汽油量，再发出指令控制喷油器电磁阀的开启与关闭，将加压过燃油通过喷油器喷射进入进气道内。,电喷系统相对于化油器技术的优势,与三元催化转换器结合，可以很好地解决摩托车排放耐久性问题。 可以实现供油的精确控制，从而达到在最佳空燃比下工作（=14.7） 可以实现点火的精准控制，从而实现较低的污染

13、物排放量。 相对于化油器式供油系统，供油更加稳定，驾驶舒适性更好（比如在颠簸路面，由于化油器本身的限制，可能造成瞬时断油的现象） 具有良好的低温起动性能和燃油经济性能。 车辆性能参数的不可改动性，以防止用户私自对车辆某些部件改动-导致影响排放限值及车辆驾驶性能。,摩托车发动机的应用,摩托车,小型发电机,割草机,动力工具,摩托艇,微型汽车,2020/7/8,系统篇,摩托车电喷化是一种必然趋势，汽车的技术发展史已经充分证明，电喷技术同样是摩托车技术的制高点，是摩托车满足欧三和国三排放法规的主要技术措施之一，也是我国摩托车企业参与国际、国内两个市场竞争必须掌握的一种核心技术。 节能和环保的需要电喷技

14、术取代了化油器，从根本上改善了汽缸的工作效能，使发动机时刻处于一种最佳的运行状态，从而大幅度提高了发动机的性能，同时降低了排放污染，是当前综合解决节能和排放污染问题的有效措施之一。另外，电喷摩托车能大大降低油耗，为消费者带来实惠，所以从消费者的角度来说，电喷摩托车在市场上的普及也是一个不可逆转的趋势。,摩托车发动机电控技术,节能要求,环保要求,技术进步,摩托车电喷技术,电喷技术应用情况,现阶段使用的摩托车电喷技术,传统电喷系统 （使用电动燃油泵）,不使用电动燃油泵的电喷系统,联合电子、德尔福等欧美系 京滨、电装等日系,浙江飞亚电子FAI 日本三国DCP系统,（传统）摩托车电喷技术,摩托车电喷系

15、统简要配置：,摩托车电喷系统的基本原理与汽车基本相同，通过传感器对发动机运行工况进行监控，并利用控制器按照设定模式对各种信号进行计算处理，并生成指令信息，控制喷油器、点火系统等协调工作，最终精确控制气缸内可燃混合气空燃比和点火时间。 摩托车电喷系统通过计算空气流量， 施加有一定压力的燃油， 通过喷油器喷射与空气形 成雾化。电喷系统通过电 子元器件的大量使用，可 实现喷油与点火的精确控 制，提高燃烧效率。,摩托车电喷的基本原理,2020/7/8,电控燃油喷射系统的主要功能： 1. 喷油量控制：ECU将发动机转速和负荷信号作为主控信号，确定基本喷油量，并根据其他有关输入信号加以修正，最后确定喷油量

16、。 2喷油定时控制：ECU根据曲轴相位传感器的信号，将喷油时间控制在最佳时刻。 3. 点火控制：ECU将根据发动机转速和负荷控制最佳点火时间角和点火能量。 4减速断油及超速断油控制：当驾驶者快速松开油门时，ECU将会切断汽油喷射控制电路停止喷油，以降低减速时的废气排放和油耗；当摩托车加速，发动机转速超过安全转速时，ECU将会在临界转速（ECU内部设定的发动机允许最高转速）切断汽油喷射控制电路停止喷油，以防止超速运转损坏发动机。 5汽油泵控制：当点火开关打开后，ECU将控制汽油泵工作2秒3秒，以建立必需的油压。此时若不启动发动机，ECU将切断汽油泵控制电路，汽油泵停止工作。在发动机启动过程和运转

17、过程中，ECU将控制汽油泵保持正常运转。,控制单元：ECU（ Engine Control Unit 发动机控制单元）； 传感器：氧传感器、进气压力温度传感器、曲轴位置传感器、缸体温度传感器、节气门开度传感器； 执行器：喷油器、燃油泵总成、炭罐控制阀、怠速控制阀、点火线圈； 辅助装置：节气门阀体本体、燃油分配器、燃油压力调节器、线束总成。 （无爆震传感器、无凸轮轴位置传感器）；所有器件小型化！,电喷系统器件：控制单元，传感器，执行器，辅助装置；,ECU (发动机控制单元),伟世通摩托车ECU,BOSCH摩托车ECU,电控单元(ECU)：ECU是根据不同工况，由传感器进行定量识别，通过驱动电路驱

18、动执行器（喷油、点火等），使发动机工作在标定的最佳工作状态下。,电控单元(ECU)的核心是一个微处理器，内部包含存储单元。它接收传感器或其它装置输入的信息，将输入信息处理后输出执行命令。它安装在摩托车座垫下面，通过接括件与主电缆相连接。,2020/7/8,2020/7/8,适用于单缸发动机,摩托车与汽车产品不同，因结构原因摩托车大部分元器件均裸漏在外，粉尘、雨水等因素影响较大，因此防尘防水功能需要加强。 由于受到摩托车车体空间的限制，ECU必须进行小型化设计。 摩托车本身的成本不高，因此电控系统不能占据总成本过大的份额，必须降低成本。,供油系统,供油系统主要由油箱、油泵、燃油分配器、调压器、高

19、压油管和喷油器组成。,燃油泵,BOSCH迷你型油泵泵芯及总成,京滨迷你型油泵总成,内置泵,外置泵,电动燃油泵是将油燃料从油箱中抽出，使燃油在供油管路内形成几个大气压的压力，最终提供给喷油嘴，喷油嘴内的电磁阀打开后，便可将带有压力的燃油喷射出去。（*化油器发动机没有燃油泵）,内置油泵是装在油箱内部的部件，体积小，散热良好；需要燃油泵支架支撑，且需要对油箱进行特别的设计。 外置油泵装在油箱外部，机动灵活，不需要改造油箱设计，散热不好。某些车型的油箱采用马鞍型设计，没有空间安放内置油泵总成，因此只能采用外置式油泵。,燃油压力调节器：是自动调节燃油管路内压力的装置，保证燃油在管路内压力保持稳定，压力波

20、动小。一般电喷系统的燃油压力在250KPa-350KPa,油泵总成的小型化：由于摩托车油箱体积的限制，必须使油泵总成系统小型化，使其保证不过多地占用油箱容积，保证用户能加入足够的燃油，使摩托车的续航能力提高。某些踏板车的油箱高度有限，也必须使油泵总成小型化。（*外置油泵不存在此问题）,喷油器,根据ECU的指令控制，输出可控的PWM脉宽信号控制喷油器中的电磁阀通断，使其将油轨中具有一定压力的燃油喷射到发动机进气门，与空气混会后进行燃烧，为发动机提供最直接的动力。,京滨迷你型喷油器,德尔福喷油器,西门子迷你型喷油器 带油轨及压调器,喷油器是电喷系统中的关键零部件， 其性能与制造工艺的好坏直接影响电

21、控系统的性能指标。 目前世界上能够生产喷油器的厂家屈指可数， 欧美系的博世、西门子VDO、马瑞利、德尔福，日系的京滨、电装、日立、爱三株式会社。 国内还没有一家能够完全掌握汽油喷油器核心技术的生产厂家，关键技术全部掌握在外国厂家手中。 关键零部件的自主生产是制约国内电控厂家成长的根本，否则在关键零部件的采购上只能受制于人。,点火系统,点火系统主要由点火控制盒、点火线圈、高压线和火花塞组成。 目前摩托车点火系统尽量保持原车的配置方式，只是由ECU软件灵活控制点火提前角。,节气门阀体总成,四川红光摩托车节气门体，带喷油器安装、TPS、油轨,伟世通摩托车节气门体，带TPS，不带喷油器安装,日本京滨摩

22、托车节气门体，带喷油器安装、TPS、怠速控制阀,博世集成一体化摩托车节气门体，不带喷油器安装，集成TMAP、TPS、怠速控制阀,节气门总成是进气控制的综合部件，主要包括：节气门体本体、节气门位置传感器TPS、进气温度传感器、进气压力传感器TMAP和怠速控制阀（步进电机）。,节气门位置传感器TPS：是一个具有线性输出的角度传感器，由两个圆弧形的滑触电阻和两个滑触臂组成安装在节气门体总成上。,进气温度、进气压力传感器TMAP： 用于监测进气歧管的压力与温度，ECU利用其输出信号结合转速信号确定进气空气密度与质量。,怠速控制阀（怠速步进电机）： 怠速控制系统的功能：用高怠速实现发动机起动后的快速暖机

23、过程；自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转,节气门体本体的设计及加工工艺都存在一些难度，国内能够生产良好品质的节气门体的厂家并不太多，节气门体的性能好坏也直接影响整个电控系统的性能。对周边器件的选择也很关键，选材及设计稍有不对，即可造成车辆的高怠速，影响用户驾驶。,1、阀片；2、进气歧管；4、怠速步进电机；5、旁通孔,曲轴信号系统,曲轴信号系统由信号轮和传感器组成。提供发动机转速信息和曲轴上止点信息。,汽缸温度传感器,给ECU提供发动机汽缸温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。,氧传感器,氧传感器通过测试排气的氧含量推算混和气的空燃比。ECU利用氧传感器信号反馈喷油量，使空燃比达到

24、最优状态。从而发挥三元催化转化器的最高转化效率，达到提高排放标准、降低油耗的目的。,线束总成,炭罐控制阀,炭罐,线束：是EMS系统的脉络，它将所有的传感器、执行器和ECU连接在一起线束本身传递着ECU需要和发出的各种模拟和数字信号，因此，线束在整个EMS系统中起着非常重要的作用。,国三排放法规要求，对燃油蒸发污染进行控制，因此要求对来自油箱的蒸发燃油进行吸附并再利用。 碳罐控制阀：通过打开碳罐控制阀控制再生气流的流量，将油蒸汽引入进气歧管，并利用该气流实现活性炭的再生。,三元催化装置,发动机通过排气管排气，CO、HC、和NOx三种有害气体通过三元催化器中的净化剂时，增强了三种气体的活性，进行氧

25、化-还原化学反应。 CO在高温下氧化成无色、无毒的二氧化碳（CO2）气体。 HC化合物在高温下氧化成水（H2O）和二氧化碳（CO2）。 NOx还原成氮气（N2）和氧气（O2 ）。,催化剂大多为铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rn)等稀有金属制成，将其按照一定的比例均匀喷附在催化器触媒载体上，因此三元催化转换器价格昂贵。 化油器摩托车为了达到国三排放标准，有时需要安装两级催化包，增加成本、影响起动性能等。,2020/7/8,三元催化触媒,三元催化转换器结构,陶瓷载体,金属载体,非传统电喷技术,2020/7/8,非传统电喷技术指无汽油泵型发动机电控系统：不需要油泵器件，只使用常压的燃油管路，经某种特殊

26、器件将燃油喷射出去的电控系统。 其典型的代表为：日本三国的DCP系统，浙江飞亚摩托车电控系统。,2020/7/8,三国DCP系统：,2020/7/8,浙江飞亚系统：,2020/7/8,采用重力供油，油箱不需变更，也不增加油泵电力消耗，油管等部件也无特别要求；但由于是重力供油，油箱出油口的位置一定要高于喷油装置，可能在某些车型上布置起来不是很方便，比如踏板车（但可增加副油箱来解决此问题）。 控制信号输入：在控制信号输入上与传统电喷系统没什么区别。 信号处理及输出：在信号处理及输出上此两种系统也无大的区别，主要是喷油器的结构有所不同，由于其喷油装置等于集成了传统电喷系统的喷油器和燃油泵，所以结构比

27、较复杂，体积一般也稍大一点。,非传统电喷技术的主要特点：,2020/7/8,排放篇,机动车排放标准,我国作为世界上摩托车产销量最大的国家，在环保方面正面临着越来越大的压力，当前国产摩托车就燃油供给系统而言，基本上采用化油器供油方式，各工况条件下的理论空燃比精度相对较差，不利于提高燃烧效率和降低污染物排放。随着经济的发展，我国摩托车在排量逐步加大、技术水平不断升级的同时，也面临着适应国家环保、安全、节能政策加严的双重压力；其中电子控制燃油喷射系统作为化油器系统的升级替代技术，国内摩托车科研机构及企业已开展了广泛研究和小批量试生产工作，可以说成绩与问题并存。,2008年7月1日起，国家环保部批准并

28、颁布的摩托车污染物排放限值及测量方法（工况法，中国阶段）（GB14622-2007）、轻便摩托车污染物排放限值及测量方法（工况法，中国阶段）（GB18176-2007）(简称国三标准)正式实施。 自规定型式核准执行日期之后一年起，所有制造、销售、登记注册的摩托车和轻便摩托车的排气污染物排放必须符合以上标准要求。目前，国内制造和销售的摩托车和轻便摩托车都执行的是国二排放标准。而按照新颁布的法规，新定型车必须达到国三标准，并按国三标准批量生产，对所有制造、销售、登记注册的摩托车及轻便摩托车也要2009年7月1日完成达到国三排放的改造。,摩托车排气污染物排放限值（GB14622-2007 国三）,2

29、020/7/8,轻便摩托车排气污染物排放限值（GB18176-2007 国三）,2020/7/8,欧三标准（两轮摩托车）,2007年7月1日起实施,2020/7/8,2020/7/8,国三排放控制标准是吸收了欧洲排放标准，参照采用了美国的摩托车耐久性测试规范，并参照台湾省耐久性规范中的保养规定,结合而制定的。 与欧三的区别在于： 耐久性测试要求；,燃油蒸发限值：,2020/7/8,标定篇,2020/7/8,摩托车电控系统标定,对发动机或者整车的控制参数进行匹配和调整,标定的目的 使发动机或者整车满足动力性，经济性，驾驶性、环境适应性及排放性能等方面的要求。,2020/7/8,发动机台架试验,发

30、动机台架试验的功能 发动机各项性能指标、参数以及各类特性曲线，通常都是在发动机试验台架上按照规定的实验方法进行测定。 发动机台架试验内容 新产品或强化、改进、变型、转厂生产的发动机性能及耐久性试验，出厂前的调整和抽查检验，各种验收试验和研究性试验。,2020/7/8,发动机台架试验测试系统的组成： 主机：测功机。 测功机控制：专用测功机控制装置，采用手动旋钮调节运行工况。 油门执行机构及其控制：直流力矩电机，手动按钮位置控制。 检测及数据处理部分：工控计算机，检测、显示各种检测参数，进行数据管理，打印试验报告，绘制发动机特性曲线 。 附属设备：试验平板、发动机支架及其联轴器、发动机冷却风机等。

31、,2020/7/8,发动机测功机,测功机控制设备,控制系统机柜,标定工程师,2020/7/8,摩托车发动机台架试验内容,起动性能试验。 最低空载稳定转速（怠速）试验。 全负荷速度特性试验。 部分负荷速度特性试验。 万有特性试验。 可靠性试验。,2020/7/8,整车标定系统,2020/7/8,底盘测功机,2020/7/8,市场篇,中国摩托车的三大板块,重庆,江浙,广东,结尾数字为2007年摩托车生产企业工业总产值排名,其它,2007年全行业的生产企业123家（目录内企业），产销排名前15家企业摩托车产量达到了行业总产量的71%,2007年摩托车产量： 2544 6862辆 同比增长16.02% 2007年摩托车销量： 2546 7973辆 同比增长17.07% 2007年生产摩托车发动机 2687.91万辆 2007年摩托车整车出口量：945 9891 辆 2007年摩托车生产企业工业总产产值：1023.61亿元 2007年摩托车生产企业工业销售产值：1027.87