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1、第第6章章 发动机电子控制系统发动机电子控制系统6.1 电子控制汽油喷射系统概述电子控制汽油喷射系统概述6.1.1汽油机对空燃比的要求汽油机对空燃比的要求1.可燃混合气浓度的表征方法可燃混合气浓度的表征方法=AF14.7 浓混合气浓混合气 =AF=14.7 理论混合气理论混合气 =AF14.7 稀混合气稀混合气=LL01 浓混合气浓混合气 =LL0=1 理论混合气理论混合气 =LL01 稀混合气稀混合气2.可燃混合气浓度对发动机性能的影响可燃混合气浓度对发动机性能的影响可燃混合气空燃比对发动机火焰温度、油耗率和输出功率的影响可燃混合气空燃比对发动机火焰温度、油耗率和输出功率的影响可燃混合气空燃
2、比对发动机有害排放物浓度的影响可燃混合气空燃比对发动机有害排放物浓度的影响3.不同工况下发动机对空燃比的要求不同工况下发动机对空燃比的要求（1）稳定工况对）稳定工况对 混合气的要求。混合气的要求。怠速和小负荷怠速和小负荷 工况。工况。中等负荷工况。中等负荷工况。大负荷和全负荷大负荷和全负荷 工况。工况。（2）过渡工况对混合）过渡工况对混合 气的要求。气的要求。冷起动。冷起动。暖机。暖机。加速和减速。加速和减速。6.1.2燃油喷射的概念燃油喷射的概念燃油喷射（燃油喷射（Fuel Injection） 就是用喷油器将一定压力就是用喷油器将一定压力 和数量的汽油喷入进气道和数量的汽油喷入进气道 或气
3、缸内。其目的是提高或气缸内。其目的是提高 燃油雾化质量，改进燃烧，燃油雾化质量，改进燃烧， 改善发动机性能。改善发动机性能。电控燃油喷射则是采用电电控燃油喷射则是采用电 动喷油器，由电子控制单动喷油器，由电子控制单 元根据发动机运行工况和元根据发动机运行工况和 使用条件，将适量的燃油使用条件，将适量的燃油 喷入进气道或气缸内，实喷入进气道或气缸内，实 现对发动机供油量的精确现对发动机供油量的精确 控制。控制。2.1.3燃油喷射系统的分类燃油喷射系统的分类1.按喷油器的布置分类按喷油器的布置分类（1）单点燃油喷射系统（）单点燃油喷射系统（Single-Point Injection，SPI）。）
4、。节气门体喷射（节气门体喷射（Throttle Body Injection ，TBI）中央燃油喷射（中央燃油喷射（Central Fuel Injection ，CFI）。）。（2）多点燃油喷射系统（）多点燃油喷射系统（Multi-Point Injection，MPI）。）。进气管喷射。进气管喷射。缸内喷射又称缸内直接喷射缸内喷射又称缸内直接喷射 （Gasoline Direct Injection，GDI）。）。2.按喷射装置的控制方式分类按喷射装置的控制方式分类（1）机械式燃油喷射系统（）机械式燃油喷射系统（K系统）系统）机械式燃油喷射系统（机械式燃油喷射系统（K系统）系统）博世公司研
5、制的博世公司研制的K-Jetronic系统在系统在20世纪五六十年代开始世纪五六十年代开始 运用于汽车上，如早期的奔驰（运用于汽车上，如早期的奔驰（Benz）和奥迪（）和奥迪（Audi）等。）等。（2）机电结合式汽油喷射系统（）机电结合式汽油喷射系统（KE系统）。系统）。KE系统在系统在K系统的基础上，增加了电子控制单元，以德系统的基础上，增加了电子控制单元，以德 国博世公司生产的国博世公司生产的KE-Jetronic系统最具代表性。系统最具代表性。机电结合式汽油喷射系统（机电结合式汽油喷射系统（KE系统）系统）（3）电控式燃油喷射系统。）电控式燃油喷射系统。电控式燃油喷射系统（电控式燃油喷射
6、系统（Electronic Fuel Injection，EFI） 由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统三部分组成。由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统三部分组成。电控式汽油喷射系统电控式汽油喷射系统其电子控制系统主要由电控单元（其电子控制系统主要由电控单元（Electronic Control Unit，ECU）、各种传感器和执行器三部分构成。）、各种传感器和执行器三部分构成。ECU通过通过 对各种传感器的信号进行运算获得发动机的运行状况，发出对各种传感器的信号进行运算获得发动机的运行状况，发出 指令控制喷油器的喷油时刻和喷油量，从而精确控制各工况指令控制喷油器的喷油时刻和喷油量
7、，从而精确控制各工况 的空燃比。的空燃比。开环控制方式。开环控制方式。开环控制方式开环控制方式闭环控制方式。闭环控制方式。闭环控制方式闭环控制方式3.按喷油方式分类按喷油方式分类（1）连续喷射系统（）连续喷射系统（Continuous Fuel Injection，CFI）。）。 在发动机运转期间，燃油连续不断的喷射，主要用于机械式在发动机运转期间，燃油连续不断的喷射，主要用于机械式 和机电结合式汽油喷射系统。和机电结合式汽油喷射系统。（2）间歇喷射系统。在发动机运转期间，燃油按照一定的）间歇喷射系统。在发动机运转期间，燃油按照一定的 规律间歇喷射，电控式燃油喷射系统都采用间歇喷射。规律间歇喷
8、射，电控式燃油喷射系统都采用间歇喷射。间歇喷射时序分类间歇喷射时序分类（a）同时喷射；（）同时喷射；（b）分组喷射；（）分组喷射；（c）顺序喷射）顺序喷射4.按进气量的检测方式分类按进气量的检测方式分类（1）直接测量式。）直接测量式。直接测量式燃油喷射系统利用空气流量计直接测量单位时直接测量式燃油喷射系统利用空气流量计直接测量单位时 间内吸入进气管的空气流量。直接检测方式也可称为质量间内吸入进气管的空气流量。直接检测方式也可称为质量-流流 量（量（Mass Flow）方式，亦称）方式，亦称L型燃油喷射系统（型燃油喷射系统（L为德文空为德文空 气流量气流量Luftmengen的字头）。的字头）。
9、叶片式空气流量计（测量体积流量）。叶片式空气流量计（测量体积流量）。按照空气流量计的种类不同，直接测量式又分为以下几种。按照空气流量计的种类不同，直接测量式又分为以下几种。卡门涡旋式空气流量计（测量体积流量）。卡门涡旋式空气流量计（测量体积流量）。热线式空气流量计（测量质量流量）。热线式空气流量计（测量质量流量）。热膜式空气流量计（测量质量流量）。热膜式空气流量计（测量质量流量）。发动机电控燃油喷射系统（发动机电控燃油喷射系统（L型）型）质量质量-流量控制方式（流量控制方式（L型）是通过空气流量传感器（型）是通过空气流量传感器（Air Flow Meter）直接测量发动机的进气量）直接测量发动
10、机的进气量，再根据进气量和转，再根据进气量和转 速来确定发动机每工作循环的供油量，精度高、稳定性好。速来确定发动机每工作循环的供油量，精度高、稳定性好。（2）间接测量式。）间接测量式。间接测量式燃油喷射系统通过对其他参数（进气歧管绝间接测量式燃油喷射系统通过对其他参数（进气歧管绝 对压力、节气门开度和发动机转速）的测量，并经过计算处对压力、节气门开度和发动机转速）的测量，并经过计算处 理得到进气量的值。理得到进气量的值。间接检测方式又可分为速度间接检测方式又可分为速度-密度（密度（Speed Density）方）方 式和节气门式和节气门-速度（速度（Throttle speed）方式。速度）方
11、式。速度-密度方式根密度方式根 据进气管绝对压力和发动机转速计量发动机每循环的进气量，据进气管绝对压力和发动机转速计量发动机每循环的进气量， 而节气门而节气门-速度方式则根据节气门开度和发动机转速计量发动速度方式则根据节气门开度和发动机转速计量发动 机每循环的进气量，从而计算所需的喷油量。机每循环的进气量，从而计算所需的喷油量。间接测量常用间接测量常用进气歧管绝对压力式，即采用进气歧管绝进气歧管绝对压力式，即采用进气歧管绝 对压力传感器测量进气管的绝对压力以确定进气量。该系统对压力传感器测量进气管的绝对压力以确定进气量。该系统 亦称为亦称为D型燃油喷射系统型燃油喷射系统（D为德文压力为德文压力
12、Druck的字头）。的字头）。发动机电控燃油喷射系统（发动机电控燃油喷射系统（D型）型）6.2.1空气供给系统空气供给系统 空气供给系统用于向发动机提供新鲜空气，并测量进入气空气供给系统用于向发动机提供新鲜空气，并测量进入气 缸的空气量。按怠速进气量的控制方式不同，空气供给系统分缸的空气量。按怠速进气量的控制方式不同，空气供给系统分 为旁通空气式和直接供气式两种。为旁通空气式和直接供气式两种。（a）旁通空气式）旁通空气式（b）直接供气式）直接供气式 1空气滤清器；空气滤清器；2空气流量传感器；空气流量传感器；3怠速控制阀；怠速控制阀； 4进气歧管；进气歧管；5动力腔；动力腔；6节气门体节气门体
13、6.2 电控燃油喷射系统的基本组成电控燃油喷射系统的基本组成6.2.2燃油供给系统燃油供给系统1.燃油供给系统的组成燃油供给系统的组成燃油供给系统向发动机提供混合气燃烧所需的燃油，主燃油供给系统向发动机提供混合气燃烧所需的燃油，主 要由油箱、电动汽油泵、输油管、燃油滤清器、燃油压力调要由油箱、电动汽油泵、输油管、燃油滤清器、燃油压力调 节器、燃油分配管（燃油导轨）、喷油器和回油管等组成。节器、燃油分配管（燃油导轨）、喷油器和回油管等组成。燃油供给系统燃油供给系统 1油箱；油箱；2电动汽油泵；电动汽油泵；3输油管；输油管；4回油管；回油管；5喷油器；喷油器； 6燃油压力调节器；燃油压力调节器；7
14、燃油分配管；燃油分配管；8燃油滤清器燃油滤清器2.燃油压力调节器燃油压力调节器压力调节器的功用就是调节燃油压力，使喷油压差保持恒定。压力调节器的功用就是调节燃油压力，使喷油压差保持恒定。喷油压差就是指燃油分配管内燃油压力与进气管内气体压喷油压差就是指燃油分配管内燃油压力与进气管内气体压 力的差值，一般为力的差值，一般为300 kPa左右。左右。燃油压力调节器结构图燃油压力调节器结构图3.燃油压力脉动阻尼器燃油压力脉动阻尼器在一些电控燃油喷射系统的电动燃油泵或燃油导轨上，在一些电控燃油喷射系统的电动燃油泵或燃油导轨上， 安装有燃油压力脉动阻尼器，其作用是降低喷油器喷油时引安装有燃油压力脉动阻尼器
15、，其作用是降低喷油器喷油时引 起的燃油压力波动，并降低噪声。起的燃油压力波动，并降低噪声。燃油压力脉动阻尼器结构图燃油压力脉动阻尼器结构图 1阀片；阀片；2膜片；膜片；3回位弹簧回位弹簧燃油压力脉动阻尼器一燃油压力脉动阻尼器一 般不会发生故障。需进般不会发生故障。需进 行拆卸时，注意应首先行拆卸时，注意应首先 释放燃油系统压力。释放燃油系统压力。6.2.3电子控制系统电子控制系统1.信号输入装置信号输入装置信号输入装置包括各种传感器和开关。发动机传感器安信号输入装置包括各种传感器和开关。发动机传感器安 装在发动机的不同部位，用于检测发动机运行状态的各种参装在发动机的不同部位，用于检测发动机运行
16、状态的各种参 数，并将其转换成计算机能够识别的电信号输入数，并将其转换成计算机能够识别的电信号输入ECU。（1）空气流量传感器（）空气流量传感器（Air Flow Sensor，AFS）或歧管压）或歧管压 力传感器（力传感器（Manifold Absolute Pressure Sensor，MAP）：）： 用于检测吸入发动机气缸的进气量。用于检测吸入发动机气缸的进气量。AFS能直接检测发动机能直接检测发动机 的进气量，的进气量，MAP只能间接测量发动机的进气量。只能间接测量发动机的进气量。（2）曲轴位置传感器（）曲轴位置传感器（crankshaft position sensor， CPS）：用于检测发动机曲轴的转速和转角，控制喷油提前）：用于检测发动机曲轴的转速和转角，控制喷油提前 角和点火提前角。角和点火提前角。发动机传
