发动机电控燃油喷射系统

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1、2018/9/21,网络工程技术专业,1,汽油机燃油喷射系统,主讲：神宗一郎,2018/9/21,网络工程技术专业,2,1.按喷射系统执行机构不同分类 多点喷射系统（MPI）：多点喷射系统是指在每一个气缸的进气门前均安装一只喷油器,喷油器适时喷油。 单点喷射系统（SPI）：单点喷射系统是指在节流阀体上安装一只或两只喷油器,向进气歧管中喷油形成燃油混合气,进气行程时燃油混合气被吸入气缸内。 2.按喷射控制装置的形式不同分类 机械式：空气计量器与燃油分配器组合在一起,空气计量器检测空气流量的大小后,靠连接杆传动操纵燃油分配器的柱塞动作,以燃油计量槽开度的大小控制喷油量,达到控制混合气空燃比的目的。

2、 电子控制式：根据各种传感器送至电脑的发动机运行状况的信号,由电脑运算后,发出控制喷油量和点火时刻等多种执行指令,实现多种机能的控制.即为发动机电子集中控制系统。 机电一体混合式：在燃油分配器上安装了一个由电脑控制的电液式压差调节器,电脑根据水温、节气门位置等传感器的输入信号控制电液式压差调节器动作,以调节燃油供给量。,2. 1 汽油机燃油喷射系统概述 2.1.1 电控燃油喷射系统的分类,2018/9/21,网络工程技术专业,3,3.按喷射方式不同分类 间歇喷射系统：在发动机运转期间汽油间歇喷射是在进气过程中的某时间内进行的,喷油量大小取决于喷油器持续开启时间,即电脑指令的喷油脉冲宽度。 连续

3、喷射系：燃油喷射的时间占有全部工作循环的时间,连续喷射都是喷在进气道内,大部分燃油是在进气门关闭后喷射。 4按喷射位置的不同分类 进气道喷射式 缸内直接喷射式,2. 1 汽油机燃油喷射系统概述 2.1.1 电控燃油喷射系统的分类,2018/9/21,网络工程技术专业,4,5.按喷射时序分类 同时喷射：同时喷射是指发动机在运转期间,各缸喷油器同时开启且同时关闭,由电脑的同一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作。 分组喷射：分组喷射是指将喷油器分成两组交替喷射,电脑发出两路喷油指令,每路指令控制一组喷油器。 顺序喷射：顺序喷射是指喷油器按发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射,它具有喷射正时,由电脑根据曲

4、轴位置传感器提供的信号,辨别各缸的进气行程,适时发出各缸的喷油脉冲信号,以实现次序喷射的功能。,2. 1 汽油机燃油喷射系统概述 2.1.1 电控燃油喷射系统的分类,2018/9/21,网络工程技术专业,5,6.按空气流量的检测方式分类 可分为: 歧管压力计量式（D型EFI系统） 翼片式或叶片式（L型EFI系统） 卡门旋涡式（L型EFI系统） 热线式（LH型EFI系统） 热膜式（LH型EFI系统） 1）、歧管压力计量式 将歧管压力和转速信号输送到电脑,由电脑根据该信号计算出充气量,再产生与之相对应的喷油脉冲,控制喷油器喷射适量的燃油. 2）、翼片式和卡门旋涡式 其计量方式属于体积流量型,即通过

5、计量气缸充气的体积,将物理量转变成电信号输送至电脑,电脑计算出与该体积的空气相适应的喷油量以控制混合气空燃比。 3）、热线式和热膜式 直接测量进入气缸内空气的质量,将该空气的质量转换成电信号,输送给电脑,由电脑根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量,以控制空燃比在最佳值。,2. 1 汽油机燃油喷射系统概述 2.1.1 电控燃油喷射系统的分类,2018/9/21,网络工程技术专业,6,1. 能实现空燃比的高精度控制 2. 充气效率高 3. 瞬时响应快 4. 起动容易,暖机性能好 5. 节油和排放净化效果明显 6. 减速断油功能也能降低排放,节省燃油 7. 便于安装。,2. 1 汽油机燃油喷射系统

6、概述 2.1.2 电控汽油喷射系统的优点,2018/9/21,网络工程技术专业,7,一般由四个部分组成 (1-0) 1.燃油供给系统 2.空气供给系统 3.点火系统 4.电子控制系统,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2. 2. 1 电控燃油喷射系统的组成,2018/9/21,网络工程技术专业,8,功用：向发动机精确提供各种工况下所需要的燃油量。 组成：油箱、电动燃油泵、过滤器、燃油脉动阻尼器、燃油压力调节器、喷油器、冷起动喷油器、供油总管等。如图2-5所示。,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2. 2. 1 电控燃油喷射系统的组成 1、燃油供给系统(1-1),

7、2018/9/21,网络工程技术专业,9,功用：提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。 组成：空气滤清器、进气压力传感器（D型）或空气流量计（L型）、节气门、怠速空气调整器等。图2-4是L型系统的进气系统示意图。,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2. 2. 1 电控燃油喷射系统的组成 2、空气供给系统(1-1),2018/9/21,网络工程技术专业,10,功用：根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量。 组成：传感器、ECU、执行器三部分，如图2-6所示。,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2. 2. 1 电控燃油喷射系统的组成 3、电子控制系

8、统(3-1),传感器：是信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功用是检测发动机运行状态的电量参数、物理参数和化学参数等，并转换成ECU能够识别的电信号输入ECU。 ECU：发动机控制系统的核心部件。ECU中保存了发动机各种工况的最佳喷油持续时间，在接收了各种传感器传来的信号后，经过计算确定满足发动机运转状态的喷油量和喷油时间。 执行器：是控制系统的执行机构，它接受ECU发出的各种控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳工作状态。,2018/9/21,网络工程技术专业,11,1、燃油压力的建立与燃油喷射方式 各种电控燃油喷射系统的喷油压力都是由燃油泵提供的。油箱内的燃油被燃油泵

9、吸出并加压至 350 kPa左右，经过燃油滤清器滤去杂质后，被送至发动机上方的分配油管，分配油管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通。 喷油器是一种电磁阀，由ECU控制，通电时电磁阀开启，压力燃油以雾状喷入进气歧管，与空气混合，在进气行程中被吸入气缸。 分配油管的末端装有燃油压力调节器，用来调整分配油管中的压力，使油压保持某一定值（约250300 kPa ）。多余燃油经回路返回油箱。,2. 2. 2 电控燃油喷射系统（EFI）的工作原理 （一）、 D型EFI系统,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2018/9/21,网络工程技术专业,12,2、进气量的控制与测量 进气量由驾驶员通

10、过加速踏板操纵节气门来控制。节气门开度不同，进气量也不同，同时进气歧管内的真空度也不同。在同一转速下，进气歧管真空度与进气量由一定关系。 进气压力传感器将进气歧管内真空度的变化转换成电信号的变化，并传送给ECU，ECU根据进气歧管真空度的大小计算出发动机的进气量。,2. 2. 2 电控燃油喷射系统（EFI）的工作原理 （一）、 D型EFI系统,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2018/9/21,网络工程技术专业,13,3、喷油量和喷油时刻的确定 喷油量由ECU控制。ECU根据进气压力传感器测量的信号计算出进气量，再根据曲轴位置传感器测量的信号计算出发动机转速，根据进气量和转速

11、计算出相应的基本喷油量。 ECU控制各缸喷油器在每次进气行程开始之前喷油一次，并通过控制每次喷油的持续时间来控制喷油量。喷油持续时间越长，喷油量就越大。一般每次喷油的持续时间为 21 ms。 各缸喷油器每次喷油的开始时刻由ECU根据曲轴位置传感器测到的1缸上止点的位置来控制。然后按发动机既定的发火顺序依次向各缸喷油。,2. 2. 2 电控燃油喷射系统（EFI）的工作原理 （一）、 D型EFI系统,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2018/9/21,网络工程技术专业,14,4、不同工况下的控制模式 电控燃油喷射系统能根据各个传感器测得的发动机各种运转参数，判断发动机所处的工况，

12、并选择不同模式的程序来控制发动机的运转，实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制怠速断油、自动怠速控制等。 D型系统的结构简单、工作可靠。但由于采用压力作为控制喷油量的主要因素，因此当大气状况较大变化时，会影响控制精度。,2. 2. 2 电控燃油喷射系统（EFI）的工作原理 （一）、 D型EFI系统,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2018/9/21,网络工程技术专业,15,L型EFI系统是在D型EFI系统的基础上，经改进而形成的，它是目前汽车上应用最广泛的燃油喷射系统。 L型系统的构造和工作原理与D型系统基本相同，只是它以空气流量计代替D型系统中的进气压

13、力传感器，可直接测量发动机进气量，提高了控制精度。,2. 2. 2 电控燃油喷射系统（EFI）的工作原理 （二）、 L型EFI系统,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2018/9/21,网络工程技术专业,16,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

14、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。,2. 2. 3 燃油喷射控制 （一）、 喷油正时,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2018/9/21,网络工程技术专业,17,1、同时喷射(1-6) 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，其喷油器控制电路和控制程序都较简单。其控制电路如图2-8所示,2. 2. 3 燃油喷射控制 （一）、 喷油正时,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,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，

15、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。,2018/9/21,网络工程技术专业,18,1、同时喷射(1-6) 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。,2. 2. 3 燃油喷射控制 （一）、 喷油正时,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,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。,2018/9/21,网络工程技术

16、专业,19,2、分组喷射 即多缸发动机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24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。,2. 2. 3 燃油喷射控制 （一）、 喷油正时,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2018/9/21,网络工程技术专业,20,2、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。,2. 2. 3 燃油喷射控制 （一）、 喷油正时,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,2018/9/21,网络工程技术专业,21,3、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。,2. 2. 3 燃油喷射控制 （一）、 喷油正时,2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理,- 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。,