汽车发动机电控系统资源模块一

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1、1.1 电控燃油喷射系统的概述 1.2 空气供给系统 1.3 燃油系统 1.4 电子控制系统及控制功能 第一章 电控燃油喷射系统 1.1.1、汽油喷射系统的发展 1.1.2、电控喷射系统的类型 1.1.3 、汽油喷射系统的基本组成和功能 1、1 电控燃油喷射系统的概述 20世纪30年代由于军用飞机上，1954年德国奔驰 公司在奔驰300SL上装了机械式汽油喷射系统（K 型）； 20世纪60年代在K型的基础上发展了机电组合式 汽油喷射系统（KE型）； 20世纪60年代后期，随着电子技术的发展，德国 BOSCH公司研制出电控燃油喷射系统（EFI）。 1.1.1汽油喷射系统的发展 1.按喷射方式分类

2、： 同时喷射 分组喷射 顺序喷射 2 .按空气量的计量方式分类 ： D型电控燃油喷射系统 L型电控燃油喷射系统 3 .按喷油器的安装部位分类 多点喷射系统 单点喷射系统 4 .按有无信号分类 开环控制系统 闭环控制系统 1.1.2 电控喷射系统的类型 将各气缸的喷油器并联，所有喷油器有电脑 的同一个指令控制，同时喷油，同时断油。 同时喷射： 进气排气作功压缩 压缩进气排气作功 作功压缩进气排气 排气作功压缩进气1 3 4 2 1803605400 喷油喷油 将各气缸的喷油器分成几组，同一组喷油器同时喷 油或断油。 分组喷射 进 气 排 气 作 功 压 缩 压 缩 进 气 排 气 作 功 作 功

3、 压 缩 进 气 排 气 排 气 作 功 压 缩 进 气 1803605400 喷油 喷油 喷油器由电脑分别控制，按发动机各气缸的工作顺 序喷油。 顺序喷射 1 3 4 2 进 气 排 气 作 功 压 缩 压 缩 进 气 排 气 作 功 作 功 压 缩 进 气 排 气 排 气 作 功 压 缩 进 气 1803605400 喷油 喷油 在根据进气管压力和发动机转速确定基本喷油量（ 比L型更精确）。 插图 D型电控燃油喷射系统 利用空气流量计直接测量发动机的进气量，电脑不 必进行推算，可根据空气流量计信号计算与该空气量相应的 喷油量。 插图 L型电控燃油喷射系统 每缸进气门处装有一个中央喷射装置，

4、由ECU控 制喷射。其燃油分配均匀性好，但控制系统复杂，成本高 。主要用与中、高级轿车 。 插图 多点喷射系统 在节气门上方装一个中央喷射装置，由12个喷 油器集中喷油。采用顺序喷射方式。结构简单，故障少、维 修调整方便。广泛的应用于普通轿车和货车。 插图 单点喷射系统 （无氧传感器）通过实验室确定的发动机各工况的 最佳供油参数预先存入电脑，在发动机工作时，电脑 根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运 行工况，并计算出最佳喷油量。其精度直接依赖于所 设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工 况超出预定范围时，不能实现最佳控制。 开环控制系统 （有氧传感器）在系统中，发动机排气管上

5、加装了氧传 感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合 气空燃比，在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根 据误差修正喷油量。空燃比控制精度较高。 闭环控制系统 1.1.3、电控燃油喷射系统的组成 供油系统 组成：油箱、滤清器、汽油泵、喷油器、油压调节器、燃油脉动衰减器、油管等。 空气供给系统 组成：空气滤清器、进气管、节气门、怠速旁通道等。 电子控制系统 组成：控制器、主继电器、各种传感器和执行器。 1-喷油器； 2-油压调节器； 3-热线式空气流量计； 4-怠速空气调节器； 5-节气门位置开关； 6-水温传感器； 7-氧传感器； 8-电子控制器； 9-电动燃油泵； 10-燃油滤

6、清器； 11-油箱 图1-9 热线式电控燃油喷射系统 1.2.1 功用和组成 1.2.2 空气流量计 1.2.3 进气压力传感器 1.2.4 节气门体和节气门位置传感器 1.2 空气供给系统 功用：为发动机可燃混合气的形式提供清洁的空气， 并计量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。 工作原理如图 1.2 空气供给系统 1、翼片式空气流量计 2、卡门旋涡式空气流量计： 3、热线式空气流量计 4、热膜式空气流量计 1.2.2 空气流量计：（MAF ） （1）结构 如右图，空气流量计主 要由测量板、补偿板、回位弹 簧、电位计、旁通气道组成， 此外还包括怠速调整螺钉、油 泵开关及进气温度传感器等。 1、翼

7、片式空气流量计 1、电位计 2、线束连接器 3、缓冲室 4、缓冲叶片5、调 整螺钉 6、旁通空气道 7、测量叶片 8、进气温度传感器 9、回位弹簧 下一页 1、电位计滑臂 2、可变电阻 3、接进气管 4、测量叶片 5、旁通空气道 6、接空气滤清器 （2）叶片式空气流量计工作原理 如右图，来自空气滤清器的空气通 过空气流量计时，空气推力使测量板打 开一个角度，当吸入空气推开测量板的 里与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶 片停止转动。与测量扳同轴转动的电位 计检测出叶片转动的角度，将进气量转 换成电压信号VS送给ECU。 在进气管道中设置一个椎体（或柱体），称之为涡流发生器。当 空流过时，在涡流发生

8、器后部将会不断产生有规律交错的漩涡，这些 漩涡成为卡门漩涡。 卡门涡旋的频率f，和空气的流速v、涡流发生器外径尺寸d之间有关 系： f=St.v/d 根据以上原理，合理设计进气管道和涡流生器的尺寸使发动机吸入 空气的雷诺数在上述范围内，则St在空气测量范围的全程几乎为定值 ，所以只要测得卡门涡旋的频率，就可以知道空气流速。再将空气通 道的有效截面积与空气流速相乘，就可以知道吸入空气的体积流量。 按检测分为：超声波检测法和反光镜检测法 2、卡门旋涡式空气流量计 结构：由超声波信号发生器、超 声波发射探头、涡流稳定板、涡流 发生器、整流器、超声波接受探头 和转换电路组成。 原理：卡门涡旋造成空气密

9、度变 化，受其影响，信号发生器发出的 超声波到达接受器的时机或变早或 变晚，测出其相位差，利用放大器 使之形成矩形波，矩形的脉冲频率 为卡门涡旋的频率。如右图 检测：点火开关转至“ON”位置 ，检测VC与E2间电压应为5V，KS 与E2间电压应为24V。 超声波检测法 1、超声波信号发生器 2、超声波发射探头 3、 涡流稳定板4、涡流发生器 5、整流器 6、旁通 空气道 7、超声波接收探头 8、转换电路 1、反光镜 2、发光二极管 3、钢板弹簧 4、光电管 5、导压孔 6、涡流发生器 检测部分结构：如左图，镜片、 发光二级管和光电晶体管组成。 原理：空气流经过发生器时，压 力发生变化，经压力导

10、向孔作用在 反光镜上，使反光镜发生振动，从 而将反光二极管投射的的光发射给 光电管，对反射光进行检测。 反光镜检测法 3、热式空气流量计 构造：热线式空气流量计包括铂丝 制成的热线、空气温度传感器（冷线 ）和电子回路等。 为了将热线温度与进气温度的温差维 持恒定，设有控制回路。 下一页 热线电阻RH以铂丝制成，RH和 温度补偿电阻RK均置于空气通道中 的取气管内，与RA、RB共同构成桥 式电路。 RH 、RK阻值均随温度变 化。当空气流经RH时，使热线温度 发生变化，电阻减小或增大，使电 桥失去平衡，若要保持电桥平衡， 就必须使流经热线电阻的电流改变 ，以恢复其温度与阻值，精密电阻 RA两端的

11、电压也相应变化，并且该 电压信号作为热式空气流量计输出 的电压信号送往ECU。 1、工作原理：如右图 4、热膜式空气流量计： 热膜式空气流量计 1-控制回路 2-通往发动机 3-热膜 4-上游温度传感器 5-金属网 热膜式空气流量计其发 热体不是热线而是热膜 它将热线、补偿电阻(冷线) 及精密电阻用厚膜工艺固定 在以陶瓷为基片的树脂膜上 。同时，它的分析电路比热 线式的要简单得多，而启动 速度几乎相同 热膜式空气流量计的工作原 理与热线式相同 1.2.2 进气压力传感器（IMAPS） 进气压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器，其作 用与空气流量计相当。ECU根据发动机转速、节气门开度、 进

12、气管压力与进入发动机气缸的空气流量的对应关系，计算 出进气量，从而计算出基本喷油量。 1、压敏电阻式进气压力传感器 2、差动变压式进气压力传感器 1、压敏电阻式进气管绝对压力传感器传感器 它由压力转换元件 和对输出信号进行放大 的混合集成电路等构成 。压力转换元件是利用 半导体压阻效应制成的 硅膜片。硅膜片为约 3mm的正方形，中部经 光刻腐蚀形成直径约 2mm、厚约50um的薄 膜。在膜片表面规定位 置有四个应变电阻，以 惠斯顿电桥方式连接， 图1-24 压敏电阻式压力 传感器工作原理图 2、差动变压式进气压力传感器 差动变压器是一种开磁路 互感式电感传感器。由于其 具有两个接成差动结构的二

13、 次线圈，所以又称为差动变 压器 它主要有膜盒、铁芯、 感应线圈和电子电路等构成 。 图1-25 差动变压器式进气压力传感 器 a）结构 b）工作原理 1-膜盒 2-差动变压器 3-铁心 4- 回位弹簧 1.2.3 节气门体和节气门位置传感器 1、节气门体 2、节气门位置传感器 1.节气门体 功能：节气门体安装在进气管中，来控制发动机正 常工况下的进气量。 节气门体置于空气流量计和发动机之间的进气管上 ，节气门与驾驶员的加速踏板（油门）联动，通过改 变进气通路截面积，控制发动机运转工况。节气门体 包括节气门及壳体等一系列部件。 （1）MPI节气门体 （2）SPI节气门体 MPI节气门体 图图1

14、-26 MPI节节气门门体 1-旁通螺钉钉 2-旁通通路 3-节节气门门 4-轴轴5 -稳压稳压 箱 6-加速踏板 7-加速踏板拉线线 8-操纵纵臂 9-回位弹弹簧 10-缓缓冲器 11-节节气门门位置传传感器 MPI的节气门体主要起控 制进气量的作用。壳体内 装有节气门，节气门开度 传感器、通气道和节气门 缓冲器等 （2）SPI节气门体 图图1-27 SPI节节气门门体构造剖面图图 1-空气阀阀 2-压压力调节调节器 3-接燃油箱 4-来自空气滤滤清器的空气 5-主喷喷油器 6-来自燃油泵泵的燃油 7-怠速调调整螺钉钉 8-节节气门门 9-通往发动发动机的混合气 作用：检测节气门的开度及开度

15、变化，此信号 输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。 （1）开关式节气门位置传感器 （2）线性式节气门位置传感器 2.节气门位置传感器（TPS ） 1、节气门位置传感器 2、怠速触点 3、全开触点4、滑动触点 5、节气 门轴 由滑动触点和两个固定触点 （功率触点和怠速触点）组成。 节气门全关闭时，可动触点 与怠速触点接触，当节气门开度 达50以上时，可动触点与怠速 触点接触，检测节气门大开度状 态。如右图 （1）开关式节气门位置传感器 （2）线性式节气门位置传感器 线性节气门位置传 感器装在节气门上，它 可以连续检测节气门的 开度。 在传感器上安装了 两个与节气门联动的电 刷触头，其中一个电刷 触头在印刷电路基片上 的滑片电阻上滑动，利 用电阻值的变化，测得 与节气门开度对应的线 性输出电压，根据输出 的电压值，可知节气门 的开度。另一个电刷触 头在节气门关闭时与怠 速触点IDL接触。 图图1-30 线线性节节气门门位置传传感器 a）结结构 b）等效电电路 c）输输出特性 1-电电阻膜 2-节节气门门开度输输出动动触点 3-怠速动动触点 1.3.1 燃油供给系的组成 1.3.2电动燃油泵 1.3.3燃油滤清器 1