2-电控燃油喷射控制

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1、第三章 电控燃油喷射系统(EFI)一、电控汽油喷射概述二、空气供给三、汽油供给四、电控汽油喷射系统1 11.1汽油喷射概述 汽油燃烧基本理论：空燃比：可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比，记 作。发动机在不同的工况下，其有害排放气体的生成 受空燃比和点火时刻的影响最大。理论空燃比：理论上1kg汽油完全燃烧需要空气14.7kg，在此种 状况下的空燃比即为理论空燃比。2 21.1汽油喷射概述当低于理论空燃比时，氧气不足，燃烧不完全， 生成的CO和HC多。当混合气略大于理论空燃比，燃油效率最高，但 排出的NOx浓度最高。当供给稀混合气，空燃比大于17时，易于发生燃 烧中断，甚至断火，使HC排放

2、迅速增加。发动机燃料空气处于理论空燃比时的可燃混合气即为理论混合气 。3 31.2 EFI系统的优点对喷油量实施精确控制在任何情况下都能获得精确的空 燃比提高发动机输出功率和转矩降低燃油消耗、减少排放污染4 41.3 电控燃油喷射（EFI）发动机ECU空气流量计进气歧管压力传 感器曲轴位置传感器凸轮轴位置传感 器水温传感器节气门位置传感 器氧传感器喷油器工作原理：当喷油器的燃油具有恒定的压差时，喷油量只 取决于喷油时间。5 56 61.3 电控燃油喷射（EFI）7 71.4 EFI系统分类按喷油器的位 置按喷油器的喷射方 式缸内喷射缸外喷射连续喷射间歇喷射按控制方式开环控制闭环控制8 81.4

3、 EFI系统分类 一、按控制方式 （a）开环控制 把根据试验确定的发动机各种运行工况所对应的最 佳供油量的数据事先存入ECU的只读存储芯片中，发动 机在实际运行过程中，主要根据各个传感器的输入信号 ，判断发动机所处的运行工况，再找出最佳供油量，并 发出控制信号。燃油需求 三维脉谱图燃油需求信息 来源9 91.4 EFI系统分类 （b）闭环控制闭环控制系统又称为反馈控制系统，其特点是加入 了反馈传感器，输出反馈信号，反馈给控制器，以随时 修正控制信号。返回10101.4 EFI系统分类（a）缸内喷射：它是将喷油器安装于缸盖上直接向缸内喷油 ；二、按喷油器的位置11111.4 EFI系统分类（b）

4、缸外喷射:它是指在节气门前喷射或进气歧管内喷射 。单点喷射（ SPI ） Single-Point Injection多点喷射（ MPI ） Multi-Point Injection 返回12121.4 EFI系统分类 三、按喷油器的喷射方式1. 连续喷射：喷油器稳定连续地喷油，其流量正比于 进入气缸的空气量2.间歇喷射:其特点是喷油频率与发动机转速同步，且 喷油量只取决于喷油器的开启时间(喷油脉冲宽度)(a) 同时喷射 (b) 顺序喷射 (c) 分组喷射 返回13132.空气进给系统功用：测量和控制汽油燃烧时做需要的空气量。14142.1 按进气量检测形式分类L-EFI（流量型）D-EFI

5、（压力型）15152.1 按进气量检测形式分类 流量型（L型）空气供给系统该结构形式可以利用空气流量计直接测量进气空 气体积流量来控制A/F，测量方式精度高，稳定性好 。流量型（L型）系统控制方式电位计16162.1 按进气量检测形式分类 压力型（D型）空气供给系统该结构形式利用进气管绝对压力控制A/F，省去了空气流 量计，因此结构简单，应用也比较广泛。压力型（D型）系统控制方式17172.1 按进气量检测形式分类流量型（L型）压力型（D型）18182.2 主要构成零件 （a）空气滤清器功用：防止空气中的灰尘、杂质等物质进入气缸，保证发动 机有足够的清洁空气。19192.2 主要构成零件（b）

6、节气门体和怠 速调整螺钉节气门位置传感 器装在节气门轴上， 检测节气门开度。由于在发动机怠 速时通常节气门处于 关闭状态，所以设一 旁通气道进行怠速调 整。缓冲器怠速空气调节螺钉节气门位 置传感器节气门功用：来控制发动机正常运行工况下的进气量。20202.2 主要构成零件带怠速空气调整螺钉的节气门示意图回位弹簧油门拉线油门踏板节气门杆空气进气总管轴节气门AAS旁通道21212.2 主要构成零件 （c）怠速空气调整器（空气阀）1节气门； 2怠速调整螺钉； 3阀芯； 4冷却液出口； 5冷却液进口； 6蜡盒； 7进气气流蜡式怠速空气阀功用：稳定发动机的怠速运转，降低汽油消耗量。22222.2 主要构

7、成零件 （d）进气管分为进气总管和进气歧管23233. 汽油供给系统功用：向气缸内提供燃烧所需要的汽油。24243.1 系统组成系统构成图25253.2 电动汽油泵功用：从油箱中吸入汽油，将油压提高到规定 值，通过供给系统送到喷油器。为了能利用汽油冷却，电动汽油泵通常有永磁式 驱动电动机、泵体和外壳三部分组成。26263.2 电动汽油泵安全阀 滚柱泵 驱动电动机单向阀进 油 口出 油 口（1）滚柱式汽油泵 属外装式1-泵体；2-滚柱；3轴；4-转子结构示意图工作原理图单向出油阀27273.2 电动汽油泵（2）电动汽油泵性能改善目的：减少运转噪声和提高热汽油输送性能。改进措施：改进滚柱滚道的廓线

8、。采用特殊的阻尼装置。采用双级泵。1-初级泵；2-主输油泵；3-永磁电动机；4-壳体28283.3 汽油压力调节器 功用：根据进气歧管的压力变化，调节进入喷油器的 压力，使两者保持恒定的压力差，一般为250Kpa ，这样喷油量仅取决于喷油时间。29293.4 汽油滤清器及脉动减震器1-壳体；2-滤芯；A-进油口；B-出油口（1）燃油滤清器功用：滤清燃油中的杂质和水分，防止供给系统 堵塞，减少机械磨损，保证发动机的可靠性。30303.4 汽油滤清器及脉动减震器（2）脉动减震器功用：减小汽油管路中的压力，抑制喷油嘴和汽 油压力调节器在开闭过程中的压力脉冲噪声。汽油压力脉动振动减振器 1-空气室；2

9、-膜片；3-汽油室； A-进油；B-出油 31313.5 电磁喷油器当喷油器的结构和工 作压力一定时，喷油 量只取决于喷油电磁 阀的通电时间。1. 轴针式喷油器其特点是轴针可使汽 油环状喷出，有利于雾 化；针阀在喷口中往复 运动，不易引起喷口堵 塞。32323.5 电磁喷油器 2.孔式喷油器:孔式喷油器有球阀式和片阀式等几种。片阀式喷油器结构 1喷油嘴套；2阀座；3挡圈；4喷油器体；5 衔铁；6滤网；7调压滑套；8回位弹簧；9 磁化线圈；10阀片 33333.5 电磁喷油器(a) 阀片压紧阀座 (b) 阀片上升 (c) 阀片回落1挡圈；2弹簧；3铁芯；4挡圈；5阀片；6阀座；34343.6 汽

10、油供给系统3.单点喷射系统用电磁喷油器单点喷射系统中，将压力调节器、进气温度传感器 和1到2只喷油器等器件安装在节气门体上做成一个总 成，称为中央喷射单元；1压力调节器；2进气温度传感器；3喷油器； 4节气门体；5节气门35353.6冷启动喷油器 功用：发动机在低温启动时投入工 作，改善发动机低温启动性能。1旋流式喷嘴；2喷射管道；3柱塞阀；4磁化线 圈； 5电接头；6供油口与滤网；7弹簧；8阀 座 36364.电控汽油喷射系统ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，在根据其他传感器对喷油时间进行修正，并按最后 确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油或断 油。空气流量

11、计 或进气压力传感器其他传感器基本喷油量喷油器修正喷油量发动机转速传感器传感器ECU执行器37374.1汽油泵控制在发动机起动过程和运转过程中，燃油泵应保 持正常工作。 当点火开关打开或发动机熄灭后，燃油泵一般 预先或延迟工作23S，以保证燃油系统必须的油 压。打开点火开关但不起动发动机，或关闭点火开 关后，应适时切断燃油泵控制电路，使燃油泵停止 工作。因此汽油泵的控制主要包括汽油泵的开关控制和 汽油泵转速控制两个方面。38381）汽油泵开关控制的电路装有叶片式空气流量计的L型系统汽油泵4.1汽油泵控制39392）ECU控制的汽油泵控制电路4.1汽油泵控制这种控制方式由ECU根据发动机转速信号

12、是否存在 来控制，适用于D型系统以及采用卡门旋涡式和热式空 气流量计的L型系统。40403）具有转速控制的汽油泵控制电路1.电阻器式4.1汽油泵控制4141（3）具有转速控制的汽油泵控制电路2.专设控制汽油泵用ECU式4.1汽油泵控制42421.喷油器的控制和驱动方式喷油器的驱动方式可分为电压驱动和电流驱动两种形式4.2喷油器的控制(a) 电流驱动 (b) 电压驱动低阻值式 (c) 电压驱动高阻值式4343(1) 电流驱动电流驱动回路无附加电阻，回路的阻抗和感抗 均较小，驱动电流大，使喷油器具有良好的响应性 。4.2 喷油器的控制(2) 电压驱动电压驱动方式可直接驱动线 圈电阻值高、线圈匝数多

13、、工作 电流小的高阻值喷油器。对线圈阻值小的低阻值喷油 器，需要在驱动回路中加入一附 加电阻。4444冷启动喷油器的控制(1) 定时开关控制(a) 冷启动 (b) 启动后 1点火开关；2冷启动喷油器；3定时开关；4、5电热线圈4.2 喷油器的控制45454.3 喷油量的控制喷油量的控制亦即喷油器喷射时间的控制，要使发动 机在各种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，目的是使发动机 燃烧混合气的空燃比符合要求。起步和暖机等速行驶高负荷行驶4646（1）起动工况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，造成喷油量不足，且蓄电池电压越低，

14、滞后 时间越长，故需对电压进行修正。 水温-喷油时间图 喷油时间的确定 喷油滞后 喷油时间（ms）冷却液温度（）4.3 喷油量的控制4747（2）启动后的喷油控制 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： 喷油持续时间 = 基本喷油持续时间喷油修正系数 + 电压修正A. 基本喷油时间 D型EFI系统的基本喷油时间可由发动机转速信号(Ne)和进气管绝对压力 信号(PIM)确定。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)的喷射 时间。4.3 喷油量的控制4848B 启动后各工况

15、下喷油量的修正 1） 启动后加浓 点火开关由 STA位置转到接通点火ON位置，ECU额外增加喷油量 使发动机保持稳定运行。2） 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 供给浓混合气。4.3 喷油量的控制49493)进气温度修正 发动机进气密度随发动机的进气温度而变化，ECU根据THA信号 修正喷油持续时间，使空燃比满足要求。4.3 喷油量的控制5050发动机在大负荷工况下运转时，要求使用浓混 合气以获得大功率。ECU根据发动机负荷增加喷 油量。ECU可根据进气压力传感器、空气流量计、 节气门位置传感器输送的信号判断发动机负荷状 况，决定相应增加的燃油喷射量。4.3

16、 喷油量的控制4)大负荷加浓51516)怠速稳定性修正(只用于D型EFI系统)在D型EFI系统中，决定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。随压力增大或 转速降低，增加 喷油量随压力减少或 转速增高，减少 喷油量4.3 喷油量的控制5252(3)断油控制 发动机超速断油。 汽车超速行驶断油。4.3 喷油量的控制 减速断油5353喷油量蓄电池电压修正由冷却液 温度确定 基本喷油 量起动后加浓修正暖机加浓修正加速增量(暖机时)蓄电池电压修正大气压力修正进气温度修正基本喷油量大负荷工况修正减速 断油发动机状态起动 (500rpm以下)起动节气门全闭怠速行驶(暖机)加速正常行驶节气门关闭 (4188rpm以上)全负荷发动机制动节气门全开 (减速时)喷油修正系数总图4.3 喷油量的控制5454