《汽油机电控燃油喷射系统-234页-6.2M-版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽油机电控燃油喷射系统-234页-6.2M-版（234页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章汽油机电控燃油喷射系统 本章主要研究汽油喷射系统的组成 结构 工作原理 以讲示工作原理图为重点 分析各个组件的工作过程 找出其中一般规律 本章主要内容有 1 汽油喷射系统概述 2 传感器 3 执行器 4 汽油喷射系统的结构与工作原理 第一节电控燃油喷射系统概述 一 汽油喷射系统的发展及应用 二 电控燃油喷射系统的优缺点 提高了发动机的充气系数能根据发动机负荷的变化 精确控制混合气的空燃比可均匀分配各缸燃油 减少了爆震现象提高了汽车驾驶性能 三 电控燃油喷射系统的类型 1 按喷射方式分类 2 按喷射位置分类 3 按对空气量的计量方式分类D型电控燃油喷射系统 间接式检测方式 L型电控燃油喷射
2、系统 直接式检测方式 4 按有无反馈信号分类 开环控制系统 无氧传感器 闭环控制系统 有氧传感器 第二节电控燃油喷射系统的功能 喷油正时 就是喷油器何时开始喷油 单点喷射系统只有一只或两只喷油器 安装在节气门体上 发动机一旦工作就连续喷油 多点燃油喷射系统每个气缸配有一只喷油器 安装在燃油分配管上 根据燃油喷射时序不同 又可分为同时喷射 分组喷射和顺序喷射三种喷射方式 一 喷油正时控制 1 同时喷射正时控制 发动机工作时 ECU根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输入的基准信号发出喷油指令 控制功率管导通与截止 继而控制喷油器电磁线圈电流的通断 使各缸喷油器同时喷油和停止喷油 曲轴每转一圈 各
3、缸喷油器同时喷油一次 一次喷油量为发动机一次燃烧需要燃油量的1 2 喷油正时与发动机工作循环无关 优点 控制电路和控制程序简单 通用性较好 缺点 各缸喷油时刻不可能最佳 已很少采用 1 同时喷射正时控制 2 分组喷射正时控制 将喷油器喷油分组进行控制 一般将四缸发动机分成二组 六缸发动机分成三组 八缸发动机分成四组 发动机工作时 由ECU控制各组喷油器轮流喷油 发动机每转一圈 只有一组喷油器喷油 2 分组喷射正时控制 3 顺序喷射正时控制 ECU根据凸轮轴位置传感器信号 G信号 曲轴位置传感器信号 Ne信号 和发动机的作功顺序 确定各缸工作位置 当确定某缸活塞运行至排气行程上止点前某一位置时
4、ECU输出喷油控制信号 接通喷油器电磁线圈电路 该缸即开始喷油 优点 各缸喷油时刻均可设计在最佳时刻 已普遍采用 缺点 控制电路和控制软件较复杂 3 顺序喷射正时控制 目的 发动机工况不同 对混合气浓度的要求也不相同 为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和降低排放污染 需要对喷油量进行控制 二 喷油量控制 方式 当喷油器的结构和喷油压差一定时 喷油量的多少就取决于喷油时间 在汽油机电控燃油喷射系统中 喷油量的控制是通过对喷油器喷油时间 喷油触发脉冲宽度 的控制来实现的 二 喷油量控制 1 起动时的喷油量控制 在发动机冷起动时 ECU不是以空气流量传感器信号
5、或进气压力信号作为计算喷油量的依据 而是按照可编程只读存储器中预先编制的启动程序和预定空燃比控制喷油 然后根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量 原因 起动时 发动机转速很低且波动较大 导致反映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大 1 起动时的喷油量控制 2 起动后的喷油量控制 总喷油量 基本喷油量 喷油修正量 喷油增量基本喷油量由进气量传感器 空气流量传感器或歧管压力传感器 和曲轴位置传感器 发动机转速传感器 信号计算确定 喷油修正量由与进气量有关的进气温度 大气压力 氧传感器等传感器信号和蓄电池电压信号计算确定 喷油增量由反映发动机工况的点火开关信号 冷却液温度和节气门位置等传感器信
6、号计算确定 2 起动后的喷油量控制 基本喷油量是在标准大气状态 温度为20 压力为101KPa 下 根据发动机每个工作循环的进气量 发动机转速n和设定的空燃比 即目标空燃比A F 确定 1 基本喷油量的控制 进气温度的修正 目的 进气温度变化 空气密度变化 进气量变化 体积相同时 温度升高 质量降低 对于采用进气压力传感器和体积流量传感器的喷射系统 在传感器信号相同的情况下 进入发动机的空气质量将随空气温度升高而减小 为此 需要ECU根据进气温度和大气压力的信号 对喷油量进行修正 使发动机在各种运行条件下 都能获得最佳的喷油量 2 喷油修正量的控制 修正方式 当进气温度高于20 时 ECU将确
7、定修正系数小于1 适当减少喷油量 缩短喷油时间 进行修正 反之 当进气温度低于20 时 ECU将确定修正系数大于1 适当增加喷油量 延长喷油时间 进行修正 2 喷油修正量的控制 大气压力的修正 目的 大气压力变化 空气密度变化 进气量变化 体积相同时 压力降低 质量增加 为此 ECU将根据大气压力传感器输入的信号 对喷油量 喷油时间 进行适当修正 2 喷油修正量的控制 修正方式 当大气压力低于101kPa时 ECU将减小修正系数 使喷油量减少 缩短喷油时间 进行修正 避免混合气过浓和油耗过高 反之 当大气压力高于101kPa时 ECU将适当增加喷油量 延长喷油时间 进行修正 2 喷油修正量的控
8、制 空燃比 A F 的修正 不同工况时 发动机空燃比不同 发动机不同转速和负荷时的最佳空燃比预先通过台架试验测试求得并存储在只读存储器ROM中 发动机工作时 ECU根据曲轴位置传感器 空气流量传感器和节气门位置传感器等信号 从空燃比脉谱图中查询出最佳的空燃比修正系数对空燃比进行修正 2 喷油修正量的控制 空燃比反馈控制修正 目的 试验证明 当混合气的空燃比控制在理论空燃比14 7 附近时 三元 HC CO NOx 催化转换器转换效率最高 如果仅仅利用空气流量传感器和发动机转速传感器计算求得充气量 那么很难将空燃比控制在理论空燃比 14 7 附近 2 喷油修正量的控制 修正方式 许多电控发动机都
9、配装了三元催化转换器和氧传感器 借助于安装在排气管上的氧传感器反馈的空燃比信号 对喷油脉冲宽度进行反馈优化控制 将空燃比精确控制在理论空燃比 14 7 附近 再利用三元催化转换器将排气中的三种主要有害成分HC CO NOX转化为无害成分 2 喷油修正量的控制 在下述情况下 ECU对空燃比不进行反馈控制 发动机起动工况 发动机起动后暖机工况 发动机大负荷工况 加速工况 减速工况 氧传感器温度低于正常工作温度 氧传感器输入ECU的信号电压持续10s以上时间保持不变 2 喷油修正量的控制 电源电压的修正 目的 喷油器的电磁线圈为感性负载 其电流按指数规律变化 因此当喷油脉冲到来时 喷油器阀门开启和关
10、闭都将滞后一定时间 蓄电池电压的高低对喷油器开启滞后时间影响较大 电压越低 开启滞后时间越长 在控制脉冲占空比相同的情况下 实际喷油量就会减小 为此必须进行修正 2 喷油修正量的控制 修正方式 修正喷油量时 ECU以14V电压为基准 当蓄电池输入ECU的电压低于14V时 ECU将增大喷油脉冲的占空比 即增大修正系数 使喷油器的喷油时间增长 反之 当蓄电池电压升高时 ECU将减小占空比 即减小修正系数 使喷油时间缩短 2 喷油修正量的控制 启动后喷油增量的修正 目的 发动机冷车启动后 由于低温混合气雾化不良 燃油会在进气管上沉积而导致混合气变稀 发动机运转不稳甚至熄火 修正方式 为此在启动后的短
11、时间内 必须增加喷油量 使混合气加浓 保证发动机稳定运转而不致熄火 喷油增量比例的大小取决于启动时发动机的温度 并随启动后时间的增长而逐渐减小至1 3 喷油增量的控制 启动后喷油增量的修正 3 喷油增量的控制 冷却液温度的修正 冷却液温度的修正是指暖机过程中冷却液温度的修正 目的 在冷车起动结束后的暖机过程中 发动机温度较低 燃油雾化较差 部分燃油凝结在进气管和气缸壁上 会使混合气变稀 燃烧不稳定 因此在暖机过程中 必须增加喷油量 其燃油增量的比例取决于冷却水温度传感器 3 喷油增量的控制 修正方式 ECU根据水温传感器信号 通过加大喷油脉冲宽度 占空比 进行暖车加浓 随着发动机冷却水温的升高
12、 喷油脉冲的占空比将逐渐减小 直到发动机冷却水温超过60 后才停止加浓 喷油增量比例逐渐减小至1 3 喷油增量的控制 冷却液温度的修正 3 喷油增量的控制 加速时喷油增量的修正 目的 当汽车加速时 为了保证发动机能够输出足够的扭矩 改善加速性能 必须增大喷油量 3 喷油增量的控制 修正方式 在发动机运转过程中 ECU将根据节气门位置传感器信号和进气量传感器信号的变化速率 判定发动机是否处于加速工况 汽车加速时 节气门突然开大 节气门位置传感器信号的变化速率增大 与此同时 空气流量突然增大 歧管压力突然增大 进气量传感器信号突然升高 ECU接收到这些信号后 立即发出增大喷油量的控制指令 使混合气
13、加浓 燃油增量比例大小与加浓时间取决于加速时发动机冷却液的温度 冷却液温度越低 燃油增量比例越大 加浓持续时间越长 3 喷油增量的控制 加速时喷油增量的修正 3 喷油增量的控制 1 减速断油控制 1 目的 当汽车在高速行驶中突然松开油门踏板减速时 发动机将在汽车惯性力的作用下高速旋转 由于节气门已经关闭 进入气缸的空气很少 如不停止喷油 混合气将会很浓而导致燃烧不完全 排气中的有害气体成分将急剧增加 三 燃油停供控制 2 控制过程 1 减速断油控制 减速断油条件 节气门位置传感器的怠速触点闭合 冷却液温度已经达到正常温度 发动机转速高于某一转速 该转速称为燃油停供转速 其值由ECU根据发动机温
14、度 负荷等参数确定 1 减速断油控制 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怠速触点断开时 ECU即发出指令 控制喷油器恢复供油 燃油停供转速和复供转速与冷却液温度和发电机负荷有关 冷却液温度越低 发动机负荷越大 如空调接通 燃油停供转速和复供转速就越高 1 减速断油控制 1 目的 当发动机转速超过允许的极限转速时 ECU就控制喷油器中断燃油喷射 防止发动机超速运转而损坏机件 2 限速断油控制 2 控制方式 在发动机运行过程中 ECU随时都将曲轴位置传感器测得的发动机实际转速与存储器中存储的极限转速进行比较 当实际转速达
15、到或超过极限转速80 100r min时 ECU就发出停止喷油指令 控制喷油器停止喷油 限制发动机转速进一步升高 喷油器停止喷油后 发动机转速将降低 当发动机转速下降至低于极限转速80 100r min时 ECU将控制喷油器恢复喷油 2 限速断油控制 第三节电控燃油喷射系统的组成与基本原理 一 电控燃油喷射系统的组成 1 功用 控制并测量吸入发动机的空气量 提供可燃混合气形成所需的空气 2 组成 空气滤清器 空气计量计 节气门体 进气总管 进气歧管 怠速空气阀等 空气供给系统 3 工作情况 空气供给系统 D型 1 功用 向气缸供给燃烧所需的汽油 2 组成 燃油泵 燃油滤清器 燃油脉动阻尼器 喷
16、油器 燃油压力调节器 输油管道等 燃油供给系统 3 工作情况 燃油供给系统 燃油流动路径为 汽油箱 汽油泵 输油管 汽油滤清器 燃油分配管 喷油器 回油路径为 汽油箱 汽油泵 输油管 汽油滤清器 燃油分配管 油压调节器 回油管 油箱 燃油供给系统 1 功用 根据发动机运转状况和车辆运行状态确定汽油的最佳喷射量 2 组成 传感器 电控单元 ECU 执行元件 执行器 电子控制系统 3 工作情况 电子控制系统 电控单元首先读取进气歧管真空度 进气流量 发动机转速 冷却水温度 进气温度 节气门位置等传感器输入的信息 然后将这些信息与存贮在ROM存储器中的预置好的信息进行比较 进而确定在这种状态下发动机所需的油量和点火提前时间 预先存贮在存储器内的信息是由发动机优化数据实验获得的 一般来讲 进气歧管真空度 或进气流量 和发动机转速是主参数 由它们可以确定在此工况下的基本燃油供给量和基本的点火正时时刻 其他几个参数对基本量起修正作用 二 电控汽油喷射系统的工作原理 第四节空气供给系统主要元件的构造与检修 1 D型EFI空气供给系统 一 空气供给系统元件位置 1 空气滤清器 2 稳压箱 3 节气门体
