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1、单元五喷油量的控制 主讲 温济兴 电控燃油喷射发动机的喷射方式分 单点喷射SPI和多点喷射MPI多点喷射又分为 同时喷射 分组喷射 顺序喷射喷油正时的实质 是解决喷油器什么时候开始喷油的问题 所有缸内喷射和多数进气道喷射都采用间歇喷射 因而就有何时开始喷油的问题 对于多点间歇喷射发动机 喷油正时分为 同步喷射 异步喷射 同步喷射 在既定的曲轴转角进行喷射 在发动机稳定工况的大部分时间里以同步方式工作 异步喷射 与曲轴转角无关的喷射 发动机在起动和加速时 会采用与曲轴转角无关的异步喷射 喷油量控制 一 喷油时序 1 同时喷射即各缸喷油时刻相同 早期生产的间歇燃油喷射发动机多是同时喷射 其喷油器控
2、制电路和控制程序都较简单 其控制电路如图2 8所示 一 喷油时序 所有喷油器并联 微机根据曲轴位置传感器送入的基准信号 发出喷油器控制信号 控制功率三极管VT的导通和截止 从而控制各喷油器电磁线圈电路同时接通和切断 使各缸喷油器同时喷油 1 同时喷射特点 曲轴每转一周 各缸喷油器同时喷射一次 即一个工作循环中各缸喷油器同时喷射两次 两次喷射的燃油 在进气门打开时一起进入气缸 其控制波形如图2 9所示 喷射正时图如图2 10所示 一 喷油时序 缺点 简单 喷射正时与发动机进气 压缩 做功 排气的循环没有关系 各缸对应的喷射时间不可能最佳 有可能造成各缸的混合气形成不一样 2 分组喷射即多缸发动机
3、分为若干组进行喷射 同一组各缸同时喷油 不同组间顺序喷油 一般把气缸的喷油器分成2 4组 四缸发动机通常分成2组 由微机分组控制喷油器 各组轮流交替喷射 其喷射控制电路如图2 11所示 一 喷油时序 2 分组喷射每一工作循环中 各喷油器均喷射1次或2次 一般多是发动机每转一周 只有1组喷射 其喷射正时图如图2 12所示 一 喷油时序 3 顺序喷射 也叫独立喷射 即按点火顺序要求逐缸喷射 曲轴每转2周 各缸喷油器都按点火顺序轮流喷射1次 其控制电路如图2 13所示 一 喷油时序 各喷射器分别由微机进行控制 驱动回路数与气缸数相等 采用顺序喷射控制时 应具有正时和缸序两个功能 微机根据判缸信号 曲
4、轴位置信号 确定哪个缸是排气行程 活塞上行 且活塞行至上止点前某一喷油位置时 微机发出喷油信号 接通该缸喷油器电磁线圈电路 此缸开始喷射 3 顺序喷射顺序喷射正时图如图2 14所示 一 喷油时序 优点 顺序喷射可以设定最佳时间喷油 对混合气形成十分有利 对提高燃油经济性和降低有害排放有一定好处 缺点 控制系统的电路结构及软件都较复杂 但随着电子技术的日益发展 是比较容易解决的 既适合进气管喷射 也适合于气缸内喷射 喷油量的控制 即喷油器喷射时间的控制 必要性 要使发动机在各工况下都处于良好的工作状态 必须精确地计算基本喷油持续时间和各种参数的修正量 从而使发动机可燃混合气的空燃比符合要求 不同
5、型号的发动机 基本喷油持续时间和各种修正值不同 但其确定方式和对发动机的影响是相同的 下面4个方面予以介绍 二 喷油量的控制 1 起动喷油控制 发动机起动时 转速波动较大 无论D系统中的进气压力传感器还是L系统中的空气流量计 都不能精确地测量进气量 进而确定合适的喷油持续时间 因此起动时的基本喷油时间不是根据进气量 或进气压力 以及发动机转速计算确定的 而是ECU根据起动信号和当时的冷却水温度 由内存的水温 喷油时间图 见图2 15 找出相应的基本喷油时间Tp 二 喷油量的控制 1 起动喷油控制 然后加上进气温度修正时间TA和蓄电池电压修正时间TB 计算出起动时的喷油持续时间 如图2 16所示
6、 二 喷油量的控制 由于喷油器的实际打开时刻较ECU控制其打开时刻存在一段滞后 如图2 17所示 造成喷油量不足 且蓄电池电压越低 滞后时间越长 故须对电压进行修正 2 起动后的喷油控制发动机转速超过预定值时 ECU确定的喷油信号持续时间满足下式 喷油信号持续时间 基本喷油持续时间 喷油修正系数 电压修正值注意 式中喷油修正系数是各种修正系数的总和 二 喷油量的控制 2 起动后的喷油控制1 基本喷油时间 二 喷油量的控制 D型EFI系统的基本喷油时间由发动机转速信号Ne和进气管绝对压力信号PIM确定 D系统的ECU中存储了一个基本喷油时间三维图 三元MAP图 如图2 18所示 它表明了与发动机
7、各转速和进气管压力相对应的基本喷油时间 理论上进气量与进气压力成正比 但实际中 进气脉动使充气效率变化 进行再循环的排气量的波动也影响进气量的准确度 故由MAP图计算的仅为基本喷油时间 ECU还必须根据发动机转速信号Ne对喷油时间进行修正 2 起动后的喷油控制1 基本喷油时间 二 喷油量的控制 L型EFI系统的基本喷油时间由发动机转速和空气量信号VS确定 这个基本喷油时间是实现既定空燃比 一般为理论空燃比 A F 14 7 的喷油时间 2 起动后的喷油控制2 起动后各工况下喷油量的修正 二 喷油量的控制 起动后加浓发动机完成起动后 点火开关由起动 STA 位置转到接通点火 ON 位置 或者发动
8、机转速已达到或超过预定值 ECU应额外增加喷油量 使发动机保持稳定运行 喷油量的初始修正值根据冷却水温度确定 然后以一固定速度下降 逐步达到正常 2 起动后的喷油控制2 起动后各工况下喷油量的修正 二 喷油量的控制 暖机加浓冷机时 燃油蒸发性差 为使发动机迅速进入最佳工作状态 必须供给浓的混合气 在冷却水温度低时 ECU根据水温传感器THW信号相应增加喷射量 见图2 19 从该图可见 水温在 40oC时加浓量约为正常喷射量的两倍 暖机加浓还受节气门位置传感器中的怠速触点IDL接通或断开控制 根据发动机转速 ECU使喷油量有少量变化 2 起动后的喷油控制2 起动后各工况下喷油量的修正 二 喷油量
9、的控制 通常以20oC为进气温度信号的标准温度 低于20oC时空气密度大 ECU增加喷油量 使混合气不致过稀 进气温度高于20oC时空气密度小 ECU使喷油量减少 以防止混合气偏浓 进气温度修正曲线如图2 20所示 从图中可知 修正约在 20 60oC之间进行 进气温度修正进气密度随着进气温度而变化 ECU根据THA信号修正喷油持续时间 使空燃比满足要求 2 起动后的喷油控制2 起动后各工况下喷油量的修正 二 喷油量的控制 大负荷加浓发动机在大负荷下运转时 须使用浓混合气以获得大功率 ECU根据发动机负荷来增加喷油量 发动机负荷状况根据节气门开度或进气量的大小确定 即根据进气压力传感器 空气流
10、量计 节气门位置传感器信号来判断负荷状况 从而决定相应的喷射量 大负荷的加浓量通常约为正常喷油量的10 30 2 起动后的喷油控制2 起动后各工况下喷油量的修正 二 喷油量的控制 过渡工况空燃比控制发动机在过渡工况运行时 即汽车加速 减速行驶 为获得良好的动力性 经济性和响应性 空燃比应做适当调整 即需要适量调整喷油量 ECE根据 进气管绝对压力PIM或空气量VS 发动机转速Ne 车速SPD 节气门位置 空挡起动开关NSW和冷却水温度THW来判断工况 并调整喷油量 2 起动后的喷油控制2 起动后各工况下喷油量的修正 二 喷油量的控制 怠速稳定性修正 只用于D型EFI系统 D型EFI系统中 决定
11、基本喷油时间的进气管压力在过渡工况时 相对于发动机转速将产生滞后 且节气门以下进气管容积越大 怠速时发动机转速越低 这种滞后时间就越长 怠速就越不稳定 为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 如图2 21所示 随压力增大或转速降低 增加喷油量 随压力减小或转速增高 减少喷油量 3 断油控制1 减速断油发动机在高速下运行急减速时 节气门完全关闭 为避免混合气过浓 燃料经济性和排放性能变坏 ECU控制喷油器停喷 2 发动机超速断油为避免发动机超速运行 当发动机转速超过额定转速时 ECU控制喷油器停喷 3 汽车超速行使断油某些汽车在汽车运行速度超过限定值时 停止供油 二 喷油量的控制 4 异步喷射即发动机在起动和加速时 采用的与曲轴转角无关的 在正常喷油基础上的额外喷油 亦即在同步喷射的基础上 再加上异步喷射 1 起动喷油控制有些电控发动机中 为改善发动机的起动性能 在起动时使混合气加浓 除了一般正常的曲轴转一周喷一次油外 在起动信号STA处于接通状态时 ECE控制喷油器向各缸增加一次喷油 2 加速喷油控制发动机从怠速工况向起步工况过渡时 由于燃油惯性等原因 会出现混合气稀的现象 为改善起步加速性能 在正常喷油基础上 ECE根据怠速触点IDL信号从接通到断开时 增加一次固定喷油持续时间的喷油 二 喷油量的控制
