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1、发动机系统控制课件,汽车电子控制技术,第 3 章 发动机系统控制,发动机系统控制课件,3.1 汽油发动机燃料供给系统,3.2 电子控制燃料喷射(EFI)系统(简介),3.3 发动机集中控制(简介),3.4 EFI系统控制(第四章讲述),发动机系统控制课件,3.1汽油发动机燃料供给系统,3.1.1汽油发动机燃料供给与功率调节,燃料供给系统功用 1 将空气与汽油充分混合后，形成可燃混合气提供给发动机； 2 并对可燃混合气的供给量及其浓度进行有效的控制，使发动机在各种工况下都能连续、稳定运转。,发动机系统控制课件,1.化油器式燃料供给系统,汽油供给系示意图,发动机系统控制课件,轿车汽油机供给系示意图
2、,发动机系统控制课件,简单化油器的结构,发动机系统控制课件,简单化油器的工作原理,发动机系统控制课件,混合气形成过程,发动机系统控制课件,化油器式燃料供给路线图,发动机系统控制课件,发动机进气歧管,发动机系统控制课件,理论上完全燃烧时相应的A/F值(约为14.7)称为理论空燃比，亦称为化学当量比。,汽油发动机燃料配给系统是通过汽油供给和空气供给两个子系统组成，向发动机提供特定浓度和数量的可燃混合气。,空燃比：进入发动机的可燃混合气中的空气与燃油的质量之比，其数值用A/F值表示。,2.空燃比（A/F值）,发动机系统控制课件,我国和前苏联等国用过量空气系数表示可燃混合气的成分。过量空气系数记为a,
3、A/F = 14.7 或 a = 1 为标准混合气； A/F 14.7 或 a 1 为稀混合气。,发动机系统控制课件,3.发动机功率调节方式,1）量调方式： 进入发动机的可燃混合气的浓度 (A/F值) 和质量均是变化的。化油器式燃料供给系统是按量调方式原理设计的。 2）质调方式： 进入发动机气缸的空气数量基本不变，可燃混合气是在气缸内完成的。进入发动机气缸的燃料取决于混合气的浓度要求。柴油机燃料供给系统是按质调方式原理设计的。,发动机系统控制课件,转速一定时，节气门开度越大，喉部空气流速越高、真空度越大，吸出油量越多，产生功率越大。,节气门开度一定时，发动机转速越高，喉部空气流速越高、真空度越
4、大，吸出油量越多，产生功率也越大。,可燃混合气中汽油量调节,发动机系统控制课件,1.空燃比对发动机性能的影响,3.1.2 汽油发动机工作过程对可燃混合气的要求,1 理论空燃比：A/F 14.7，理论上完全燃烧。,4 火焰传播上限： A/F 5.9，混合气浓到燃烧过程 严重缺氧，火焰无法传播。,2 功率空燃比： A/F 12.5，发动机产生的功率和 转矩最大，动力性最好。,3 经济空燃比： A/F 16，可降低发动机的油耗。,5 火焰传播下限： A/F 20.6，混合气稀到燃料分 子之间的距离过大，火焰无法传播。,发动机系统控制课件,1）空燃比对发动机动力性、经济性的影响,发动机系统控制课件,2
5、）空燃比对发动机排放性的影响,影响汽油发动机排放的主要因素是混合气的空燃比。,1 A/F值减少(浓度增加)，此时发动机发出的功率 大，但燃烧不完全，生成的 CO、HC增加。,2 A/F值约为16附近，燃烧效率最高，燃油消耗 量低，但生成的NOx也最多。,3 A/F值增大(浓度减少)，减少供给稀混合气时， 燃烧速度变慢，燃烧不稳定，使得HC增多。,发动机系统控制课件,2. 发动机工况对混合气空燃比的要求,1）发动机定工况,中等负荷：轿车为全负荷的40-60% 货车为全负荷的40-60%,稳定工况： 发动机已完成预热，转入正常运转，且在一段时间内无转速和负荷的突然变化。有 怠速和小负荷、中等负荷、
6、大负荷和全负荷,怠 速：对外无输出功率，汽油机怠速转速一般 为300-800r/min。 小负荷：对外输出功率极小。,发动机系统控制课件,冷启动：汽油机冷启动时，燃料和空气的温度均 很低。 暖 机：发动机逐渐升温为暖机过程。 加 速：所需功率增加，节气门开度加大，进气 管产生 燃油“附壁”现象。 急减速：节气门开度突然减小，进气管真空度增 加，进气管附壁的燃油蒸发， 。,过渡工况： 发动机过渡工况有 冷启动、暖机、加速、急减速,发动机系统控制课件,2）稳定工况对混合气空燃比的要求,发动机系统控制课件,3）过渡工况对混合气空燃比的要求,发动机系统控制课件,3.2 电子控制燃料喷射(EFI)系统,
7、世界主要汽车公司发动机EFI系统,发动机系统控制课件,世界主要汽车公司发动机EFI系统,发动机系统控制课件,1)基本原理 EFI利用各种传感器检测发动机和环境的各 种状态，经ECU判断、计算，使发动机在不同工 况下均能获得合适空燃比的混合气。,3.2.1 电子控制燃料喷射系统的基本原理,电控燃料喷射系统 Electronic Fuel Injection System EFI,2)需实现的控制 1. 喷油正时控制 2. 喷油量控制 3. 断油控制 4. 氧传感器反馈燃油修正控制,发动机系统控制课件,3.2.2 电子控制燃料喷射特性,1）可直接测量发动机进气量，精确控制A/F值； 2）无需喉管进
8、行节流、形成高速气流，提高发动 机的充气和排气效率； 3）提高各个气缸混合气的均匀性，提高发动机的 燃烧质量和稳定性； 4）提高燃料的雾化质量，提高发动机的低温启动 性能和抗爆性； 5）提高系统动态响应性，提高发动机的加速性能； 6）与化油器式发动机相比，功率提高 5 10， 油耗降低 515，排放减少约20。 7）并且能为车辆的综合控制提供平台。,EFI系统的优点：,发动机系统控制课件,3.3.1发动机集中控制系统 1）发动机控制系统的主要子系统有： 燃料喷射系统、点火系统、排放系统。 2）运行控制参数有： 负荷、转速、A/F值、点火时刻、点火电压等。 3）发动机集中控制目的： 统一监测、协
9、调控制、整体优化。,3.3 发动机集中控制,发动机系统控制课件,图3-3 发动机集中控制系统示意图,3.3.2发动机集中控制系统基本组成,信息传感器,中央处理器,发动机系统控制课件,1.信息传感器模块,检测与发动机相关的各种信息，并输送给ECU。,发动机系统控制课件,2.中央处理模块,集成化中央处理模块作为主控装置，采用多输 入、多输出的数学模型、将控制算法和试验运行数 据形成预编程序存放在ECU中。对发动机实施整体 决策。实现分层控制、交叉控制,集中控制系统只有在网络数据总线技术的支撑 下才能实现。网络数据总线在13章有介绍。,3.网络数据总线,发动机系统控制课件,1）分层控制,发动机系统控制课件,传统的发动机控制技术是对其各子系统进行 单独控制，使其工作性能达到理想状态。 现代ECU预存模式在统一信息集成的基础上， 视情况采用并行方式对发动机其各子系统实施交 叉控制,2)交叉控制,发动机系统控制课件,3.3.3发动机集中控制系统基本控制方式,控制方式：整体、开放、动态； 控制原则：自上而下、先整体再局部、先宏观再微观。,发动机系统控制课件,发动机集中控制系统特点,1）集成特点,发动机系统控制课件,管理层次越高，监控与协调功能越多，具体执行越少。,2）分层特点,发动机系统控制课件,3）性能特点,
