《汽车发动机构造与检修 教学课件 ppt 作者 仇雅莉 第5章 电控汽油喷射系统的构造与检修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车发动机构造与检修 教学课件 ppt 作者 仇雅莉 第5章 电控汽油喷射系统的构造与检修（159页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1、熟悉电控汽油喷射系统的分类、组成和工作原理。 2、掌握电控汽油喷射系统主要零部件的构造和工作原理。 3、掌握电控汽油喷射系统主要部件的检测方法。 4、掌握电控汽油喷射系统中三个子系统的检修方法。,学习目标：,汽油喷射技术的发展历史起源于20世纪初期，由德国Wright兄弟首先在飞机发动机上采用了向进气管连续喷射汽油的混合气配制方法。第二次世界大战以后，汽油喷射技术才逐渐应用于汽车发动机上。 60年代以前，车用汽油喷射装置大多采用机械式柱塞喷射泵，其控制功能借助于机械装置来实现，结构复杂、价格昂贵，因此发展缓慢，技术上无重大突破，应用范围也仅限于赛车和为数不多的追求高速和大功率的豪华型轿车上
2、，在车用汽油发动机领域内化油器仍占有绝对的优势。 60年代，在一些发达国家中随着汽车数量与日俱增，汽车排气对大气的污染日趋严重，欧、美、日各国相继制订了严格汽车排放法规，限制排气中CO、HC和NOX等有害物质的排放。70年代初，由于受能源危机影响各国又制定了汽车燃油经济性法规。两种法规的要求逐年提高，愈来愈严格，已达到传统的机械式化油器和分电器式点火系统难以胜任的地步，迫使世界汽车工业寻求各种技术途径来降低燃油牦和减少排放污染。 1967年，德国Bosch公司研制成功KJetronic机械式汽油喷射系统，后来经改进发展为机电结合式KE-Jetronic汽油喷射系统。由于该系统的主要功能仍由机械
3、装置完成，控制精度偏低，至90年代初已趋于淘汰。 同样是1967年，德国Bosch公司开发出用进气歧管真空度控制空燃比的DJetronic模拟电子控制汽油喷射系统，后经改进发展为采用翼板式空气流量计直接测量进气空气体积流量来控制空燃比的L-Jetronic电子控制汽油喷射系统，开创了汽油电控喷射新时代。,5.1 概述,5.1.1 电控汽油喷射系统的发展与应用,70年代后期，全球电子技术有了长足的进步，特别是集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的发展，迅速推动了计算机控制技术在汽车技术上的应用并快速发展。发动机电子控制技术从单一的点火时刻控制和单一的燃油喷射空燃比控制开始，逐步扩展到发动机
4、怠速控制、排气再循环(EGR)控制、燃油蒸发控制(EVAP)、可变进气控制、涡轮增压控制等多项内容的发动机综合控制系统，称为发动机集中控制系统。 90年代中后期，伴随着计算机网络技术的发展，发动机电子控制系统已成为车载局域网络的重要组成部分。1997年以后，内燃式汽油机已开始采用汽油直喷技术进行稀薄燃烧，进一步降低了油耗和排放。 国产汽车电子控制技术的开发和应用相对较晚，90年代初期只有少数汽车厂家，如一汽奥迪、北汽切诺基汽车上开始装备电控燃油喷射发动机，并且基本上是对国外生产的部件进行组装，与国外先进的汽车制造技术相比差距较大。随着形势的发展，如城市汽车数量的增多，汽车尾气污染日趋严重等，国
5、家出台了新的安全、油耗、排放法规并逐渐与国际标准接轨，我国汽车工业，特别是轿车工业大大加快了电控化、信息化的步伐，电控汽油喷射系统在我国许多车型上得到了广泛的应用和迅猛的发展。,5.1 概述,5.1.1 电控汽油喷射系统的发展与应用,电控汽油喷射尽管形式多样，但它们都具有相同的控制原则，即以电子控制单元(ECU)为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器为控制对象，保证发动机在各种工况下获得最佳的混合气浓度，以满足发动机动力性、经济性和排放要求。相同的控制原则决定了各类电控汽油喷射系统具有相同的组成和类似的结构，如图5.1所示。电控汽油喷射系统都由以下三个子系统组成：空气供给系统、
6、燃油供给系统和电子控制系统。,5.1 概述,5.1.2 电控汽油喷射系统的组成,1、空气供给系统 空气供给系统的作用是向发动机提供与负荷相适应的清洁的空气，同时测量和控制进入发动机气缸的空气量，使它们在系统中与喷油器喷出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合气。空气供给系统的组成和流程如图5.2所示。,5.1 概述,5.1.2 电控汽油喷射系统的组成,2、燃油供给系统 燃油供给系统的功用是用电动汽油泵向喷油器提供足够压力的汽油，喷油器根据来自ECU的控制信号，向进气歧管内进气门上方喷射定量的汽油。燃油供给系统的组成和流程如图5.3所示。,5.1 概述,5.1.2 电控汽油喷射系统的组成,3、电子控
7、制系统 电子控制系统的主要作用是根据发动机和汽车不同的运行工况，对喷油时刻、喷油量以及点火时刻等进行确定和修正，检测各传感器的工作，并将工作参数储存和输出。电子控制系统的工作示意图，如图5.4所示。将发动机的运行工况(如进气量、节气门位置、曲轴位置及转速、冷却液温度、进气温度、排气成分信息等)和车辆运行状况(如车速等)信息，通过传感器转换成为相应的电信号并输送给电控单元，电控单元对这些电信号进行分析、判断、比较、计算等实时处理后，得出最佳控制方案并向各有关执行元件发出控制指令，控制最佳的空燃比和点火时刻，使得发动机在各种工况下都处于最佳工作状态。电控单元还具有故障自诊断功能。,5.1 概述,5
8、.1.2 电控汽油喷射系统的组成,1、按进入气缸空气量的检测方式分 按进入气缸空气量的检测方式分，有直接检测型和间接检测型。 （1） 直接检测型（L型） 直接检测空气流量的汽油喷射系统采用空气流量计直接测量单位时间发动机吸入的空气量。然后，电控单元根据发动机的转速计算每一循环的空气量，并由此计算出循环基本喷油量。直接检测型包括体积流量方式和质量流量方式两种。,5.1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,体积流量方式： 如图5.5所示，利用翼片式空气流量计或卡门涡旋式空气流量计，直接测量单位时间发动机吸入的空气体积流量。电控单元根据已测出的空气体积和发动机转速，然后计算出每一循环的进气空气
9、体积流量，并进行大气压力和温度修正，再计算出循环基本喷油量。这种测量方式测量精度较高，有利于提高混合气空燃比的控制精度。但存在需要进行大气压力和温度修正等缺点。,5.1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,质量流量方式： 如图5.6所示，利用热线式空气流量计或热膜式空气流量计，直接测量单位时间发动机吸入的空气质量流量。电控单元根据已测出的空气质量和发动机转速，然后计算出每一循环的进气空气质量流量，计算出循环基本喷油量。这种测量方式除测量精度高，响应速度快，结构紧凑外，由于其测出的是空气的质量，因此，不需要进行大气压力和温度修正。,5.1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,（2）间
10、接检测型（D型） 在间接检测空气流量方式的汽油喷射系统中，电控单元通过对节气门开度或进气歧管压力、发动机转速的测量，计算出发动机吸入的空气量。间接测量型有节流速度方式和速度密度方式两种。 节流速度方式：电控单元根据节气门开度和发动机转速计算出每一循环的进气空气量，并由此计算出循环基本喷油量。 这种方式由于直接检测节气门的开度，因此，发动机过渡工况响应特性较好，被用在一些赛车上。但是空气量与节气门开度和发动机转速之间的函数关系相当复杂，因此，要精确测量空气量存在一定的困难。 速度密度方式：如图5.7所示，电控单元根据进气歧管压力和发动机转速计算出每一循环的进气空气量，并由此计算出循环基本喷油量。
11、 这种方式测量方法简单，喷油量调整精度容易控制。但是由于进气歧管压力和进气量之间函数关系比较复杂，在过渡工况和采用废再循环时，由于进气歧管内压力波动较大，因此，这些工况空气量测量的精度较低，需进行流量修正，对这些工况混合气空燃比精确控制造成不利影响。,5.1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,2、按喷油器与气缸的数量关系分 按喷油器与气缸的数量关系分类，有单点燃油喷射(SPI)系统和多点燃油喷射(MPI)系统。 （1）单点燃油喷射系统 单点燃油喷射系统是在节气门体上安装一个或两个喷油器，向进气歧管中喷射燃油形成可燃混合气。如图5.8所示，这种喷射系统又被称为节气门体燃油喷射系统(TBI
12、)或集中燃油喷射系统。这种燃油喷射系统对混合气的控制精度比较低，各个气缸混合气的均匀性也较差，现已很少使用。,5.1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,（2）多点燃油喷射系统 多点燃油喷射系统根据喷油器的安装位置又可分为进气道喷射(PFI) 和缸内喷射(GDI)。 进气道喷射（PFI）： 在每一个气缸的进气门前安装一个喷油器，如图5.9所示。喷油器喷射出燃油后，在进气门附近与空气混合形成可燃混合气，这种喷射系统能较好地保证各缸混合气总量和浓度的均匀性。目前大多数车型如奥迪A6、本田雅阁、捷达、桑塔纳以及GM公司的MFI系统、日产公司的EGI系统、ECCS系统、丰田公司的TCCS系统等都
13、采用这种多点燃油喷射系统。,5.1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,缸内喷射（GDI）： 如图5.10所示，将高压燃油直接喷到气缸内。这种喷射技术使用特殊的喷油器，燃油喷雾效果更好，并可在缸内产生浓度渐变的分层混合气(从火花塞往外逐渐变稀)。因此可以用超稀的混合气(急速时可达40：1)工作，油耗和排放也远远低于普通汽油发动机。此外这种喷射方式使混合气体积和温度降低，爆震燃烧的倾向减小，发动机的压缩比可比进气道喷射时大大提高。但喷油器直接安装在缸盖上，必须能够承受燃气产生的高温、高压，且受发动机结构限制，采用较少。比较典型的缸内喷射系统有福特PROCO缸内喷射系统，丰田D4缸内喷射系统
14、和三菱4G缸内喷射系统。,5.1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,3、按喷油器的喷射方式分 按喷油的持续性进行分类，电控燃油喷射系统分为连续喷射性和间歇喷射性两类。 连续喷射性燃油喷射系统：在每个气缸口均安装一个机械喷油器，只要系统给它提供一定的压力，喷油器就会持续不断的喷射出燃油，其喷油量的多少不是取决于喷油器，而是取决于燃油分配器中燃油计量槽孔的开度及计量槽孔内外两端的压差。 间歇喷射性燃油喷射系统：在发动机运转期间间歇性地向进气歧管中喷油，其喷油量多少取决于喷油器的开启时间，即发动机控制模块(ECU)发出的喷油脉冲宽度。这种燃油喷射方式广泛地应用于现代电控燃油喷射系统中。,5.
15、1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,间歇性燃油喷射系统按喷油器控制方式又可以分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射，如图5.11所示。,5.1 概述,5.1.3 电控汽油喷射系统的分类,（1）能提供发动机在各种运行工况下最合适的混合气浓度，使发动机在各种工况条件下保持最佳的动力性、经济性和排放性能。 （2）电控燃油喷射系统配用排放物控制系统后，大大降低了HC、C0和N0X三种有害气体的排放。 （3）增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好；由于每个气缸均安装一个喷油器(多点喷射系统)，所以各缸的燃油分配比较均匀，有利于提高发动机运转的稳定性。 （4）当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境
16、温度变化引起的空气密度的变化，发动机控制电脑(ECU)能及时准确地作出补偿。 （5）在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能够迅速的作出反应，使汽车加速、减速性能更加良好。,5.1 概述,5.1.4 电控汽油喷射系统的优点,（6）具有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油。减速时，节气门关闭，发动机仍以高速运转，进入气缸的空气量减少，进气歧管内的真空度增大。在化油器系统中，此时会使粘附于进气歧管壁面的燃油由于进气歧管内真空度骤升而蒸发后进入气缸他混合气变浓，燃烧不完全，排气中HC和CO的含量增加。而在电控燃油喷射发动机中，当节气门关闭而发动机转速超过预定转速时，喷油就会减少或停止，使排气中HC和CO的含量减少，降低燃油消耗。 （7）在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力减小。再加上进气管道的合理设计，就能充分利用吸入空气惯性的增压作用，增大充气量，提高发动机的输出功率，增加动力性。 （8）在发动机起动时，可以用发动机控制模块(ECU)计算出起动时所需的供油量，使发动机起动容易，暖机更快，暖机性能提高。,5.1 概述
