项目一电控燃油喷射系统检修讲解

《项目一电控燃油喷射系统检修讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目一电控燃油喷射系统检修讲解（308页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、项目一项目一 电控燃油喷射系统检修电控燃油喷射系统检修 发动机电控技术概述1.1 汽油机燃油供给系统1.2 电控燃油喷射系统的组成及类型1.3 1.1 1.1 发动机电控技术概述发动机电控技术概述 1.1.1 发动机电控技术的发展 汽车电子技术发展始于20世纪60年 代，分为下面四个阶段。 第一阶段，从20世纪60年代中期到20世 纪70年代中期，主要是为了改善部分性 能而对汽车产品进行的技术改造，如在 汽车上装用了第一个电子装置晶体 管收音机。 第二阶段，从20世纪70年代末期到20世纪 90年代中期，为解决安全、污染和节能三 大问题，人们研制出电控燃油喷射系统、 电子控制防滑（防抱死）制动

2、装置和集成 电路（IC）点火装置。 第三阶段，20世纪90年代中期到20世纪90 年代后期，电子技术在汽车上的应用已逐 步扩展到除车用汽油发动机以外的底盘、 车身和车用柴油发动机多个领域。 第四阶段，20世纪90年代后期至今，其标 志是CAN-BUS技术（控制器局域网络）的 普遍应用。CAN-BUS是应用在现场、在微 机化测量设备之间实现双向串行多节点的 数字通信系统，是一种开放式、数字化、 多点通信的底层控制网络。目前，CAN- BUS总线在汽车上的应用越来越普及，如 波罗、宝来、帕萨特等。 1.1.2 1.1.2 发动机电控系统的优点发动机电控系统的优点 汽油机电控技术的应用使汽油机的 综

3、合性能得到了全面提升，其主要优点 如下。 1改善了各缸混合气的均匀性 2提高发动机的动力性和经济性 3减少排放污染 4工况过渡圆滑 5改善了汽油机对地理及气候环境的适 应性 6提高了汽油机高、低温起动性能和暖 机性能 1.1.3 1.1.3 应用在发动机上的电控系统应用在发动机上的电控系统 1电控燃油喷射系统 2电控点火系统 3怠速控制系统 4排放控制系统 5进气控制系统 6增压控制系统 7巡航控制系统 8警告提示系统 9自诊断与报警系统 10失效保护系统 1.1.4 1.1.4 发动机电控系统基本组成发动机电控系统基本组成 现代轿车电控技术的理论基础就是 现代控制理论。 发动机电控系统由以下

4、三部分组成 （见图1-1）。 图1-1 发动机电控系统的组成 信号输入装置。各种传感器采集控制 系统的信号，并将其转换成电信号输送 给ECU。 ECU。给各传感器提供参考电压，接 收传感器信号，并进行存储、计算和分 析处理后向执行器发出指令。 执行元件。由ECU控制，执行某项控 制功能。 图1-2 捷达GT、GTX型轿车发动电控系统组成 1.2 1.2 汽油机燃油供给系统汽油机燃油供给系统 1.2.1 汽油机燃油供给系统的作 用及类型 1.2.2 可燃混合气成分对发动机 工作的影响 1发动机对燃烧的要求 2可燃混合气成分对发动机工作的影响 （1）可燃混合气浓度的表示方法。 空气和燃油的混合比例

5、（即空气质量 与燃油质量比）称为空燃比，通常用A/F 表示，即 空燃比（A/F） = 空气质量（kg）/燃油质 量（kg） 可燃混合气浓度的另一种表示方法 是过量空气系数。 过量空气系数用（或）表示，它 是燃烧过程中实际供给的空气质量与理 论上汽油完全燃烧时所需要的空气质量 之比，即 （2）不同成分的混合气对动力性和经济 性的影响。 理论混合气（ = 1）。 （a）气缸中混合气的成分不可能是均匀 分布，一个角落的汽油分子过多，另一 个角落的汽油分子又过少，有可能使部 分燃料来不及和空气分子化合就被排出 气缸外。 （b）由于气缸中总有一小部分的废气排 不出去，它阻碍了汽油分子与空气分子 的结合，

6、影响了火焰中心的形成和火焰 的传播。 稀混合气（1）。 浓混合气（1的混合气。 （b）质虽稀，但量多，发动机功率降低 不大，此时也无须用较大的功率。残余 废气量由于燃烧室的存在多为常数，而 新鲜混合气则为变数。 大负荷和全负荷工况（节气门开度达 85%以上）。 （a）此时应以动力性为主，经济性则退 居次要地位。此时量已接近最大值，只 能利用变质以提高动力性。 （b）质浓、量多，提高了燃烧速度和发 动机功率，以克服较大的外部阻力或加 速行驶。 （c）因为是在节气门开度达到85%时才 变浓，经济性不会过分降低。 （2）过渡工况。 起动工况。 怠速工况。 加速工况。 发动机各工况对可燃混合气成分的要

7、求 工况混合气浓度 稳定工况怠速和小负荷=0.60.8 中等负荷=0.91.1 大负荷和全负荷=0.850.95 过渡工况 冷起动极浓=0.20.6 暖机随温度升高 加速及时加浓 1.3 1.3 电控燃油喷射系统的组成及类型电控燃油喷射系统的组成及类型 1.3.1 电控燃油喷射系统的组成 电控燃油喷射系统由空气供给系统、 燃油供给系统、电控系统和排气控制系统 四部分构成，如图1-4所示。 图1-4 电控燃油喷射发动机供给系统组成 1燃油箱；2电动燃油泵；3燃油滤清器；4输油管；5空气流量传感器； 6回油管；7油压调节器；8喷油器；9氧传感器；10水温传感器； 11怠速控制阀；12节气门位置传感

8、器；13ECU 1空气供给系统 2燃油供给系统 3电控系统 4排气控制系统 1.3.2 1.3.2 电控燃油喷射系统的类型电控燃油喷射系统的类型 电控燃油喷射技术在发展过程中， 世界著名汽车公司都相继开发研制并实 际应用了很多不同结构、不同类型的电 控燃油喷射系统，即使同一类型的电控 燃油喷射系统，应用于不同汽车公司生 产的汽车上又有不同的名称。 1 1按喷射位置分类按喷射位置分类 目前，汽车上应用的电控燃油喷射 系统大多是进气管喷射式，按喷油器的 数量和喷油器安装位置不同，又可分为 单点电控喷射（SPI）系统和多点电控喷 射（MPI）系统。 （1）单点电控喷射系统。它在节气门上 方装一个中央

9、喷射装置，用12个喷油 器集中喷射。汽油喷入进气流中，形成 的可燃混合气由进气歧管分配至各气缸 中。单点喷射又称为节气门体喷射或中 央喷射。 （2）多点电控喷射系统。它在每缸进气门 处装有一个喷油器，由ECU控制喷油，因 此多点喷射又称为多气门喷射。多点电控 喷射系统的燃油分配均匀性好，进气管可 按最大进气量来设计，而且无论发动机处 于冷态或热态，其起动性、过渡的响应性 及燃油经济性都是最佳的，所以现已广泛 应用于各种轿车和货车汽油机上。 2 2按喷射方式分类按喷射方式分类 按喷射方式不同，电控燃油喷射系统可 分为连续喷射方式和间歇喷射方式。 连续喷射方式是指在发动机运转期间， 汽油连续不断地

10、喷射到进气道内，且大部分 汽油是在进气门关闭时喷射的，因此，大部 分汽油在进气道内蒸发。 间歇喷射方式是指在发动机运转期 间，将汽油间歇地喷入进气道内。 间歇喷射方式的多点电控燃油喷射 系统中，按各缸喷油器的喷射顺序不同 又可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷 射，如图1-5所示。 图1-5 喷油器喷射顺序 （1）同时喷射。 （2）分组喷射。 （3）顺序喷射。 3 3按空气量的计量方式分类按空气量的计量方式分类 电控燃油喷射系统可分为D型和 L型。 （1）D型电控燃油喷射系统。“D”是德语 Druck（压力）的第一个字母。 （2）L型电控燃油喷射系统。“L”是德语 Lufl（空气）的第一个字母。

11、图1-6 D型系统的基本工作原理 图1-7 L型系统的基本工作原理 4 4按有无反馈信号分类按有无反馈信号分类 电控燃油喷射系统按有无反馈信号 可分为开环控制系统和闭环控制系统。 （1）开环控制系统（无氧传感器）。 （2）闭环控制系统（有氧传感器）。 1.4 1.4 电控燃油喷射系统的控制原理电控燃油喷射系统的控制原理 与控制功能与控制功能 1.4.1 喷油器的基本控制电路和 工作原理 发动机电控燃油喷射是发动机电控系 统的主要控制内容，电控燃油喷射系统的 组成也是由三部分组成，即传感器、ECU 和喷油器，如图1-8所示。 图1-8 电控燃油喷射系统的组成 喷油器的喷油量，取决于针阀行程、 喷

12、口面积、喷射环境压力与燃油压力等因 素，这些因素一旦确定，则喷油量就由针 阀的开启时间（即电磁线圈的通电时间） 来决定了。 1.4.2 1.4.2 喷油正时控制喷油正时控制 现代发动机都采用多点间歇式喷射 方式，不同的喷油时刻对发动机工作有 较大影响。 喷油正时是按照发动机各缸工作顺 序以曲轴转角为基准，是ECU控制喷油 器开始喷油的最佳时刻。 喷油器的喷油可分为同时喷射和异 步喷射两种类型。 1 1同时喷射同时喷射 同时喷射正时控制喷射方式是所有各 缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油，其 喷油器的电路和控制程序都较简单，其控 制电路如图1-9所示，所有的喷油器并联连 接。 图1-9 同时喷射

13、控制电路 图1-10 同时喷射正时图 2 2分组喷射分组喷射 分组喷射一般是把所有气缸的喷油器 分成24组，由ECU分组控制喷油器。 图1-11 分组喷射控制电路 图1-12 分组喷射正时图 3 3顺序喷射顺序喷射 顺序喷射也称独立喷射。 图1-13 顺序喷射控制电路 ECU根据凸轮轴位置传感器信号、 曲轴位置传感器信号和发动机的顺序， 确定各缸工作位置。 图1-14 顺序喷射正时图 1.4.3 1.4.3 喷油量控制喷油量控制 喷油量控制是电控燃油喷射系统最 主要的控制功能之一，其目的是使发动 机在各种运行工况下，都能获得最佳的 混合气浓度，以提高发动机的经济性， 降低排放污染。 喷油量控制

14、可分为同步喷油量控制 和异步喷油量控制。 同步喷油量控制又分为发动机起动 时的喷油量控制和发动机起动后的喷油 量控制，二者的控制模式有所不同。 1 1发动机起动时的同步喷油量控制发动机起动时的同步喷油量控制 图1-15 起动时的基本喷油时间 图1-16 喷油时间的确定 2 2发动机起动后的同步喷油量控制发动机起动后的同步喷油量控制 发动机起动后转速超过预定值时， ECU确定的喷油持续时间为 喷油持续时间 = 基本喷油持续时间 喷 油修正系数 + 电压修正值 式中，喷油修正系数是各种修正系 数的总和。 在D型电控燃油喷射系统中，ECU根据 发动机转速信号（Ne信号）和进气管绝对 压力信号（PIM

15、信号），由内存的基本喷 油时间三维图（三元MAP图）确定基本喷 油时间，如图1-18所示。 图1-17 喷油滞后时间 图1-18 三元MAP图 发动机起动后的各工况下，ECU在 确定基本喷油时间的同时，还必须根据 各种传感器输送来的发动机运行工况信 息对基本喷油时间进行修正。 （1）起动后加浓修正。 （2）暖机加浓修正。 （3）进气温度修正。 图1-19 暖机加浓修正曲线 图1-20 进气温度修正曲线 （4）大负荷工况喷油量修正。 （5）过渡工况喷油量修正。 （6）怠速稳定性修正（只用于D型电控燃 油喷射系统）。 为了提高发动机怠速运转的稳定性，ECU 根据PIM和Ne信号对喷油量作修正。 压

16、力增大或转速降低时，增加喷油量；压 力减小或转速升高时，减少喷油量，如图1-21 所示。 图1-21 怠速稳定修正曲线 3 3异步喷油量控制异步喷油量控制 发动机起动或加速时的异步喷油量 一般是固定的，即各缸喷油器以一个固 定的喷油持续时间同时向各缸增加一次 喷油。 1.4.4 1.4.4 燃油停供控制燃油停供控制 1减速断油控制 ECU根据节气门位置、发动机转速 和冷却液温度等传感器信号，判断是否 满足以下三个减速断油条件： 节气门位置传感器信号表示节气门关 闭。 发动机冷却液温度达到正常工作温度 （80）。 发动机转速高于燃油停供转速。 当三个条件全部满足时，ECU立即 发出停止喷油指令，控制喷油器停止喷 油。 当喷油停止、发动机转速降低到燃 油复供转速或节气门开启（怠速触点断 开）时，ECU再发出指令控制喷油器恢 复喷油，控制曲线如图1-22所示。 2发动机超速断