《港口内燃机》第05章(2)

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1、1,工程机械内燃机,第五章 汽油机燃料供给系,2,内容提纲,第一节 化油器式汽油机燃料供给系的组成与汽油 第二节 汽油机可燃混合气的燃烧过程与燃烧室 第三节 可燃混合气成分及其对汽油机性能的影响 第四节 简单化油器原理与理想化油器特性 第五节 现代化油器结构与工作原理 第六节 电控汽油喷射系统,3,第六节 电控汽油喷射系统,一、概述,1基本概念,电控汽油喷射系统，就是利用各种传感器将监测到的发动机运行状态参数（空气流量、发动机转速、进气压力、进气温度、冷却液温度及排气中氧的含量等）转换成电信号，输送到电控单元（ECU），电控单元计算出所需的汽油量，通过控制喷油阀的开启给发动机提供适量的汽油，控

2、制精确的空燃比。,4,第六节 电控汽油喷射系统,一、概述,2优点,（1）能根据发动机工况的变化供给最佳空燃比的混合气并精确控制点火提前角；（能有效降低排放，节省燃油）； （2）无喉管部位，进气压力损失小，发动机充气效率高；（提高了发动机的输出功率和扭矩）； （3）发动机冷起动性和加速性较好； （4）供入各气缸内的混合气，分配均匀性较好；（允许高的压缩比，同时可以减小爆震倾向） （5）设有自诊断装置。,5,第六节 电控汽油喷射系统,一、概述,2优点,相比化油器系统，电控汽油喷射系统减少了油耗，改善了排放性，提高了发动机的输出功率和扭矩。,6,第六节 电控汽油喷射系统,二、汽油喷射系统的分类,1按

3、喷射部位分类,单点喷射,多点喷射,缸内直喷,进气总管设一个喷油器，将燃油喷在节气门前方的混合室中，再向多缸分配。,喷油器数目与气缸数相同，而且每个喷油器装在各缸的进气管上，朝气门前方喷射。目前主要采用。,将喷油器安装于缸盖上直接向缸内喷油，需要较高的喷油压力(312MPa)，且喷油器结构和布置比较复杂，在排放方面也还存在一些问题。,7,第六节 电控汽油喷射系统,二、汽油喷射系统的分类,2按喷射方式分类,（1）连续喷射只要油路压力大于喷油器的开启压力就喷射，燃料喷射的时间占有全工作循环的时间。多用于机械式或机电结合式汽油喷射系统。 （2）间歇喷射对每一个气缸的喷射都有一限定的喷射持续期。喷射持续

4、期的长度控制了喷油量的多少。广泛应用于现代电控汽油喷射系统。,8,第六节 电控汽油喷射系统,二、汽油喷射系统的分类,3按喷射时序分类,同时喷射,次序喷射,分组喷射,多用于四缸机，各缸喷油器并联，且在电脑的同一指令控制下同时喷油。,喷油器按各缸进气行程的顺序轮流喷射，各缸的进气行程由电脑根据曲轴位置传感器提供的信号进行辨别。,将喷油器分成两组交替喷射，电脑发出两路喷油指令，每路控制一组喷油器。,9,第六节 电控汽油喷射系统,二、汽油喷射系统的分类,4按控制方式分类,（1）机械控制汽油喷射系统以机械方式来控制喷油量。如Bosch公司K-Jetronic系统。 （2）电控燃油喷射系统（EFI）利用电

5、控单元和电磁喷油器精确控制可燃混合气的空燃比。如Bosch公司的D-Jetronic系统和L-Jetronic系统等。,10,第六节 电控汽油喷射系统,二、汽油喷射系统的分类,5按空气流量测量方式分类,（1） D型EFI(速度密度控制法) D 型EFI是通过检测进气歧管的绝对压力(真空度)和发动机的转速作为控制基本喷油量的主要因素，并利用其它信号（如进气温度、冷却水温度、节气门开度等）对其进行修正。由于空气在进气管内的压力波动，该方法的测量精度稍差。以德国Bosch公司的DJetronic系统为代表的D型EFI是最早的、典型的多点压力感应式喷射系统。,11,第六节 电控汽油喷射系统,二、汽油喷

6、射系统的分类,5按空气流量测量方式分类,（2） L型EFI(质量流量控制法) L型EFI利用空气流量计直接测量发动机吸入的空气量。以空气流量和发动机转速作为控制喷油量的基本因素，并利用其它信号进行修正。其测量的准确程度高于D型，故可更精确地控制空燃比。这种方式以Bosch公司的L-Jetronic系统为代表，应用较普遍。,12,第六节 电控汽油喷射系统,二、汽油喷射系统的分类,5按空气流量测量方式分类,（3） Mono系统 Mono系统是一种单点燃油喷射系统，在结构上与化油器相似，而且结构简单，维修调整方便，在排放控制等方面比化油器优异。其空气量可以采用空气流量计计量，也可以采用节气门位置和发

7、动机转速（节流速度控制方式）来推算，而省去空气流量计，使结构和控制方式均简化。由于排放控制等方面原因，近几年来此种喷射方式已基本被淘汰。,13,第六节 电控汽油喷射系统,三、电控汽油喷射系统的组成,电控燃油喷射系统已发展成为集汽油喷射控制、点火控制、怠速控制、排放控制、进气控制、自我诊断和失效保护等多功能控制为一体的集中控制系统。一般由四个子系统组成。即：进气系统、燃油系统、控制系统和点火系统组成。,14,第六节 电控汽油喷射系统,三、电控汽油喷射系统的组成,功用：为发动机最佳空燃比的可燃混合气的形成提供必需的洁净空气。 组成：空气滤清器、空气流量计（进气压力传感器）、节气门体、进气总管和进气

8、歧管等。,1进气系统,15,第六节 电控汽油喷射系统,三、电控汽油喷射系统的组成,2燃油系统,功用：向气缸提供燃烧时所需的汽油。 组成：主要由燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器等组成。,16,第六节 电控汽油喷射系统,三、电控汽油喷射系统的组成,3控制系统,功用：根据发动机运转状况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量 。 组成：主要由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器组成。,17,第六节 电控汽油喷射系统,三、电控汽油喷射系统的组成,3控制系统,18,第六节 电控汽油喷射系统,三、电控汽油喷射系统的组成,19,第六节 电控汽油喷射系统,四、电控汽油喷射系统的主要装置,十个传感器：空气

9、流量传感器（AFS）进气迄管绝对压力传感器（MAP）、曲轴位置传感器（CPS）、水温传感器（CTS）、空气温度传感器（ATS）、节气门位置传感器（TPS）、氧传感器（Ox）、转速传感器（SP）、车速传感器（VSS）、爆震传感器（KS） 。 六个执行元件：电动燃油泵、油压调节器、电磁喷油器、怠速空气调节器、废气再循环阀、点火器。 一个电脑：电子控制单元（ECU）,20,第六节 电控汽油喷射系统,四、电控汽油喷射系统的主要装置,作用：将吸入发动机的空气流量转换成电信号送至电控单元（ECU），作为决定喷油量的基本信号之一。一般用于LJetronic系统。 分类： 体积流量型：翼片式和卡门涡流式 质量

10、流量型：热线式和热膜式。,1传感器,（1）空气流量传感器,21,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（1）空气流量传感器热线式,工作原理：混合集成电路把热线加热并使其温度与吸入空气温度差保持在100C。当空气流量增大时，由于空气带走的热量增多而破坏了电桥平衡，为了维持电桥电路平衡，混合集成电路必须增大通过热线的电流。反之则减小。这样热线电流就成了空气流量的单一函数，再将热线电流的变化值转换成电压值，即可测量进气量的大小。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,热线电阻,温度补偿电阻,精密电阻,电桥电阻,22,第六节 电控汽油喷射系统,四、电控汽油喷射系统的主要装置,1传感器,（1）空气流量传感器热线

11、式,特点：热线式空气流量计属质量流量型，不需要对海拔高度和进气温度进行修正，并且响应时间短，测量精度高，此外，线式空气流量计还具有“自洁”作用。,23,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（1）空气流量传感器热膜式,特点：热膜式空气流量计的结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同，都是用惠斯登电桥工作的。所不同的是把加热铂丝改为热膜，热膜是由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成的。这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高了可靠性，且生产成本比热线式低。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,24,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（2）进气歧管绝对压力传感器,作用：

12、将进气管内的压力变化转换成电压信号输送给电控单元（ECU） ， ECU利用此信号计算进入气缸的空气量。 一般用于DJetronic系统 。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,25,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（3）曲轴位置与转速传感器,作用：曲轴位置传感器用来控制正确的点火和喷油开始时刻。转速传感器与空气流量计（或进气压力传感器）一起控制基本喷油量。是发动机集中控制系统中最重要的传感器，通常做成一体 。 分类：电磁式、霍尔式和光电式。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,26,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,电磁式工作原理,四、电控汽油喷射系统的主要装置,（3）曲轴位置与转速传感器,触发

13、轮上有若干等节距的齿（两个齿空缺），与曲轴同步旋转。当各齿转过磁头时，在绕组两端产生交变的感应电动势，该交流信号经整形与放大后形成方波送到电控器作为转速信号。两个齿缺口对应着一定的曲轴位置，从而产生了相应的上止点信号。为了区别压缩上止点与进排气上止点，还应在凸轮轴上加装霍尔效应传感器。,27,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（4）水温传感器和气温传感器,作用：分别用来检测发动机冷却水温度和进气温度，并送至ECU，作为修正喷油量的依据。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,分类：热敏电阻式、半导体式和热电偶式等。热敏电阻温度传感器应用较广。电阻随温度升高而增加的叫做正温度系数型，随温度升高而减少

14、的，叫做负温度系数型。,28,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（5）节气门位置传感器,作用：将节气门的开度（负荷大小）转换成电压信号送到ECU，以便控制不同的喷油量。 分类：线型输出型，开关量输出型。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,29,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（6）氧传感器,作用：把废气中氧含量信号反馈给电脑，监控理论空燃比比14.7的配制，并替多种故障代言报警。 分类：氧化锆型，氧化钛型。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,30,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（6）氧传感器,氧化锆型工作原理,四、电控汽油喷射系统的主要装置,锆管安装在排气总管中，其外表面通过废气形成废

15、气电极，内表面通大气，形成大气电极。在约300度以上的温度时，锆管可变为氧离子的传导体。氧离子从大气电极一侧向废气电极一侧扩散，形成 内外两侧电极间的“氧浓度平衡”，因而产生电动势。,废气中氧气浓度越低，两极间电压越高，反之则相反。,31,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（7）车速传感器,作用：测量车辆的行驶速度，用于控制发动机怠速和汽车加减速期间的空燃比。 结构与原理：与发动机转速传感器基本相同，只是其触发轮（转子）安装在变速器的输出轴上。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,32,第六节 电控汽油喷射系统,1传感器,（8）爆震传感器,作用：把爆震时传到缸体上的机械振动转换成电压信号输入EC

16、U作为爆震控制信号。大多安装在气缸体上。,四、电控汽油喷射系统的主要装置,33,第六节 电控汽油喷射系统,四、电控汽油喷射系统的主要装置,作用：将供给燃油系统足够的具有规定压力的汽油。 分类：滚柱式，叶轮式 滚柱式结构：主要由永磁电动机、滚柱泵、限压阀、出油单向阀和壳体等组成。,2执行元件,（1）电动燃油泵,34,第六节 电控汽油喷射系统,四、电控汽油喷射系统的主要装置,滚柱式工作原理：电机驱动偏心转子旋转，位于转子凹槽内的滚柱在离心力作用下压靠在泵体内表面上，对周围其密封作用，在两个相邻滚柱,2执行元件,（1）电动燃油泵,之间形成一个空腔。随着转子旋转，一部分空腔的容积不断增大成为低压油腔，将燃油自进油口吸入。另一部分空腔的容积不断减小，成为高压油腔，将燃油自出油口泵出。,35,第六节 电控汽油喷射系统,四、电控汽油喷射系统的主要装置,作用：按电控单元指令将汽油在恒压下定时、定量地以雾状喷入进气门上方的进气管内。 当喷油孔断面、喷油压力一定时，喷油量的多少取决于喷油持续时间的长短，即电磁线圈中电脉冲的宽度。,