《汽车电器与电子技术 教学课件 ppt 作者 孙仁云 《汽车电器与电子技术》第08章发动机综合控制系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车电器与电子技术 教学课件 ppt 作者 孙仁云 《汽车电器与电子技术》第08章发动机综合控制系统（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 8 章 发动机综合控制系统,1. 发动机电子控制系统的优点 （1）提高了发动机的充气效率，从而增加了发动机的输出功率和扭矩； （2）因进气温度较低而使爆震燃烧得到有效控制，因而可采用较高的压缩比； （3）由于采用高能点火装置，因此发动机燃用稀薄混合气； （4）提高了发动机的冷起动性和加速性；,8.1电控汽油喷射系统的概述,8.1电控汽油喷射系统的概述,（5）可对混合气成分和点火提前角进行精确的控制，使发动机在任何工况下都处于最佳的工作状态，尤其是对过渡工况的动态控制，更是传统化油器式发动机所无法做到的； （6）采用多点燃油喷射系统可使发动机各缸混合气分配更加均匀； （7）可节省燃油并减少废
2、气中的有害成分，因为在市区行驶的一些工况中（例如汽车制动、向前滑行、下坡等），可完全切断燃油供应。,8.1电控汽油喷射系统的概述,2. 发动机电子控制系统的主要控制内容及功能 1）电控汽油喷射(EFI) 电控汽油喷射主要包括喷油量、喷油正时、减速断油及限速断油、燃油泵控制等。 2）电控点火装置(ESA) 点火装置的控制主要包括点火提前角、通电时间及爆震控制等方面。 3）怠速控制（ISC）（空调接通与切断、变速器挂档、动力转向泵接通与切断） 4）排放控制（废气再循环、空燃比反馈控制、活性碳罐电磁阀控制、CO控制、二次空气喷射）,8.1电控汽油喷射系统的概述,3）进气控制（进气引导通路切换、涡流控
3、制阀） 4）增压控制（泄压阀、废气涡轮增压器） 5）警告控制 6）自我诊断和报警系统 7）传感器故障预诊参考系统（失效保护） 8）ECU故障备用控制系统,8.2 电控汽油喷射系统的分类,一、按喷油器的喷射位置分类： 1、缸内喷射 2、进气管喷射（缸外喷射）：单点喷射（节气门体喷射或集中喷射SPI、TBI或CFI）和多点喷射（MPI）,注：现在的电控汽油喷射发动机绝大多数采用多点喷射,8.2 电控汽油喷射系统的分类,二、按控制方式分类 1、机械式汽油喷射系统（K型）,8.2 电控汽油喷射系统的分类,2、机电混合式汽油喷射系统（KE型）,8.2 电控汽油喷射系统的分类,3、电子控制式汽油喷射系统,
4、8.2 电控汽油喷射系统的分类,三、按喷射方式分 1、连续喷射方式（又称稳定喷射）,2、间歇喷射方式（脉冲喷射） 1）同时喷射 2）分组喷射 3）顺序喷射（独立喷射）,注：现在绝大多数电控汽油机采用顺序喷射,8.2 电控汽油喷射系统的分类,四. 按空气流量测量方式分 1、质量流量方式 利用空气流量直接测出吸入的空气量（L型、LH型）。 2、速度密度方式 根据进气管压力和发动机转速，推算吸入的空气量，并计算燃油流量（D型）。 3、节流速度方式 根据节气门开度和发动机转速，推算吸入的空气量并计算燃油流量 五. 按控制系统的有无反馈信号分类 1、开环控制 2、闭环控制 汽油喷射系统闭环控制是利用在排
5、气管上安装的氧传感器，,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,控制原则：以电控单元（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都能获得与所处工况相匹配的最佳空燃比。 它主要包括空气供给系统、燃油供给系统和控制系统三个部分。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,一、空气供给系统 1. 空气供给系统的功用 空气供给系统的功能是测量和控制汽油燃烧时所需的空气量，为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气；在进气歧管内，喷油器喷出的汽油与空气混合后被吸入汽缸。行驶时，空气量由节气门来控制；怠速时，节气门关闭，空气量由旁通气道或节气门间
6、隙控制。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,2. 空气供给系统的组成 空气供给系统由空气滤清器、进气总管、空气流量计（进气压力传感器）、进气温度传感器、节气门体及节气门位置传感器、进气歧管等组成。 （1）空气流量计 空气流量计是测量发动机进气量的装置，用于L型EFI系统。 根据测量原理不同，空气流量计有叶片式、卡门涡旋式、热线式及热膜式几种。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,1）叶片式空气流量计 叶片式空气流量计又称活门式或翼片式空气流量计，它由叶片部分、电位计部分和接线插头三部分组成,叶片式空气流量计的结构 1阻尼室 2测量板 3旁通道 4怠速混合气调整螺钉 5补偿
7、板,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,2）卡门涡旋式空气流量计,卡门祸旋式空气流量计工作原理结构简图 1空气进口 2管路 3光敏晶体管 4板弹簧 5导孔 6涡流发生器 7卡门涡旋 8整流栅,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,3）热线式空气流量计 热线式空气流量计主要有感知空气流量的铂金热线和对进气温度进行修正的温度补偿电阻（冷线）。,热线式空气流量计 1热线 2防止回火的滤网 3取样管 4铂热线 5上流温度传感器 6电子电路 7电源接线盒,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,4）热膜式空气流量计 热膜式空气流量计 l控制回路 2通往发动机 3热膜 4上流温度传
8、感器 5金属网 6空气,结论：热线式和热膜式流量传感器性能优异，应用广泛,四种空气流量传感器性能对比,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,（2）进气压力传感器 进气压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器，其作用与空气流量计相当，用于D-Jetronic汽油喷射系统中。 进气压力传感器由压力转换元件和放大压力转换元件输出信号的混合IC构成。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,（3）节气门体 节气门体装在空气流量计与发动机进气总管之间的进气管上。它由节气门、怠速旁通气道、怠速调整螺钉、附加空气阀组成。节气门 与加速踏板联动，驾驶
9、员 通过加速踏板控制节气门 开度，对发动机的输出功 率进行控制。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,双金属片式附加空气阀,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,线性输出型节气门位置传感器的结构 1电阻体 2检查节气门开度的电刷 3检查节气门全闭的电刷 VTA电源 VTC节气门开度输出信号 IDL怠速触点 E地线,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,开关量输出型节气门位置传感器结构 1导向凸轮 2节气门轴 3控制杆 4可动触点 5怠速触点 6功率触点 7联接装置 8导向凸轮槽,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,二、燃油供给系统 1. 燃油供给系统的功用
10、燃油供给系统的功能是向气缸内供给燃烧所需要的汽油。汽油由电动汽油泵从油箱中泵出，经燃油管、燃油滤清器，由压力调节器调压，然后经燃油分配管配送给各个喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据ECU发出的指令，将适量的汽油适时喷入各进气歧管或进气总管。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,2. 燃油供给系统的组成,MPI燃油供给系统结构图 1油箱 2燃油泵 3汽油滤清器 4回油管 5燃燃压力调节器 6输出管7冷起动喷油器 8稳压箱 9喷油器 10各缸进气歧管,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,（1）电动汽油泵 电动汽油泵的功能是将汽油从油箱中吸出，加压后经喷油器供给发动机。,电动汽油泵
11、的结构示意图 1滤网 2叶轮 3磁极 4电枢 5电刷 6卸压阀 7单向阀 8泵壳 9泵盖 10叶轮 11壳体 12出口 13入口 14叶片,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,（2）压力调节器 压力调节器的功能 是使系统油压与进气歧管压 力差保持恒定。这样，从喷 油器喷出的汽油量便唯一地 取决于喷油器的开启持续时 间。,燃油压力调节器结构 1弹簧室2进气负压3弹簧4膜片5阀 6燃油室7自输油管道形由8至油箱回油,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,（3）喷油器 喷油器的功能是根据ECU送来的喷油脉冲信号，精确地进行燃油喷射。电控汽油喷射系统用喷油器有几种不同的方式： 1）按
12、用途可分为SPI用喷油器和MPI用喷油器； 2）按燃料的送入位置可分为上部给料式和下部给料式； 3）按喷口的形式可分为轴针式和孔式（球阀式、片阀式）等； 4）按电磁线圈阻值可分为低阻式和高阻式。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,喷油器的基本结构 1阀体 2行程 3铁心 4电磁线圈 5电器接头 6燃料接头 7虑清器 8弹簧 9调整垫 10凸缘部 1l针阀 12壳体,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,三、控制系统 控制系统的功能是根据发动机工况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量，使发动机既可获得较大的动力，又可具备良好的经济性，同时又能满足对排放的要求。该系统由传感器、电
13、控单元（ECU）和执行器组成,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,电子控制系统部件总体构成图 1断路继电器 2主继电器 3起动装置 4电动汽油泵 5油箱 6汽油滤清器 7蓄电池 8曲轴转角传感器（分电器） 9点火开关 10点火线圈 l1大气压力传感器 12空气滤清器 13进气温度传感器 14空气流量计 15冷起动喷油器 16空气阀 17节气门开度传感器 18燃油压力调节器 19氧传感器 20温度时间开关 21冷却水温度传感器,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,（1）传感器 1）温度传感器 水温传感器的功能是检测发动机冷却水温度，安装在发动机冷却水通路上，将水温的信号输入到
14、ECU。 进气温度传感器的功能是检测发动机吸入空气温度，通常将进气温度传感器安装空气流量计的空气测量部位。温度传感器主要有绕线电阻式、热敏电阻式和热电偶式等。目前用得较多的是热敏电阻式温度传感器,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,负温度系数热敏电阻式温度传感器的结构与特性 a） 温度传感器的结构 b）温度传感器的特性,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,2）爆震传感器 发动机电控系统应用了点火闭环控制，有效地抑制了发动机爆震现象的发生。爆震传感器功用是检测发动机有无爆震现象，并将信号传送给发动机电控单元。 3）大气压力传感器 当使用翼片式和卡门涡旋式空气流量计时，随着大气
15、压力的变化，吸人空气的密度发生变化，从而影响燃料的空燃比。为此，需要检测大气压力，以便对燃油喷射量进行修正。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,（2）执行器 1）主继电器,主继电器的构造 1线圈 2可动铁芯（滑阀） 3调整块 4触点,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,2）断路继电器,断路继电器的构造与回路 a） 断路继电器的构造 b） 断路继电器的回路 1可动片 2线圈 3触点,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,（3）电子控制单元 电子控制单元（ECU）是电子控制系统的核心部件，其基本功能如下： 1）接受传感器或其他装置输入的信息 2）存储、计算、分析处理信
16、息 3）运算分析 4）输出执行命令 5）自我修正功能（自适应功能）。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,四、汽油喷射控制 汽油喷射控制包括三个方面：即喷射正时控制、喷油持续时间一（喷油量）控制和断油控制。 一）喷油正时控制 喷油正时是喷油器喷油的开始时刻，可分为同时喷射、分组喷射、顺序喷射三种类型，它们对喷油正时的要求各不相同。,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,1. 同时喷射,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,2. 分组喷射,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,3. 顺序喷射 顺序喷射也叫独立喷射,8.3 发动机电控汽油喷射系统组成和工作原理,二）喷油持续时间（喷油量）控制 根据发动机的运行特点，）喷油持续时间可分为两大类，即
