汽车发动机电子控制系统精选文档.ppt
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1、汽车发动机电子控制系统本讲稿第一页,共三十八页随着汽车技术和电子技术的飞速发展,汽车电控单元随着汽车技术和电子技术的飞速发展,汽车电控单元采用功能强大的微机控制系统,使发动机点火、喷采用功能强大的微机控制系统,使发动机点火、喷油、怠速等许多功能由一台微机来控制,由此产生油、怠速等许多功能由一台微机来控制,由此产生了现代发动机集中控制系统了现代发动机集中控制系统采用集中控制系统后,有利于发动机点火、喷油的优采用集中控制系统后,有利于发动机点火、喷油的优化控制,改善了发动机的动力性、经济性、和排放化控制,改善了发动机的动力性、经济性、和排放净化性能。整个系统只需一台微机,传感器可共用,净化性能。整
2、个系统只需一台微机,传感器可共用,由于采用集中控制,减小了体积、增加了功能、简由于采用集中控制,减小了体积、增加了功能、简化了结构、成本了降低。因此,发动机集中控制系化了结构、成本了降低。因此,发动机集中控制系统是现代汽车电系的发展趋势统是现代汽车电系的发展趋势精确的控制空燃比和点火时间是发动机集中控制系统的精确的控制空燃比和点火时间是发动机集中控制系统的精确的控制空燃比和点火时间是发动机集中控制系统的精确的控制空燃比和点火时间是发动机集中控制系统的主要功能。怠速、废气再循环、进气增压、电动燃油泵、主要功能。怠速、废气再循环、进气增压、电动燃油泵、主要功能。怠速、废气再循环、进气增压、电动燃油
3、泵、主要功能。怠速、废气再循环、进气增压、电动燃油泵、冷却风扇、极限转速等辅助功能,也被不同程度的应用冷却风扇、极限转速等辅助功能,也被不同程度的应用冷却风扇、极限转速等辅助功能,也被不同程度的应用冷却风扇、极限转速等辅助功能,也被不同程度的应用在各种类型的汽车上在各种类型的汽车上在各种类型的汽车上在各种类型的汽车上本讲稿第二页,共三十八页汽油发动机的工作原理汽油发动机的工作原理 汽油发动机是一种使汽油和空气的混合汽油发动机是一种使汽油和空气的混合物在其缸体内部燃烧产生热能,并将热能物在其缸体内部燃烧产生热能,并将热能转变为机械能的动力装置转变为机械能的动力装置 目前汽车采用的发动机多数是内燃
4、机,目前汽车采用的发动机多数是内燃机,无论是以汽油机为代表的点燃式还是以柴无论是以汽油机为代表的点燃式还是以柴油机为代表的压燃式,都是将燃料燃烧放油机为代表的压燃式,都是将燃料燃烧放出的热能转换为机械能,并通过机械系统出的热能转换为机械能,并通过机械系统进行有效输出的机器进行有效输出的机器本讲稿第三页,共三十八页 为了产生动力,汽油发动机必须先将燃料为了产生动力,汽油发动机必须先将燃料和空气吸入气缸,经过压缩后使之燃烧发出和空气吸入气缸,经过压缩后使之燃烧发出热能,再通过曲柄连杆机构转化为机械能,热能,再通过曲柄连杆机构转化为机械能,最后还要将燃烧后的废气排出气缸,至此,最后还要将燃烧后的废气
5、排出气缸,至此,完成一个工作循环完成一个工作循环 此循环周而复始的进行,发动机便连续不此循环周而复始的进行,发动机便连续不断产生动力断产生动力本讲稿第四页,共三十八页四冲程发动机的工作循环,按其作用分为进气冲程、压缩冲四冲程发动机的工作循环,按其作用分为进气冲程、压缩冲程、作功冲程和排气冲程程、作功冲程和排气冲程 见图见图本讲稿第五页,共三十八页发动机常用名词发动机常用名词p空燃比空燃比空燃比空燃比-混合气中空气与汽油的质量之比混合气中空气与汽油的质量之比混合气中空气与汽油的质量之比混合气中空气与汽油的质量之比 通常用通常用 A/FA/F表示表示表示表示p理论空燃比理论空燃比理论空燃比理论空燃
6、比-理论上理论上理论上理论上1Kg1Kg汽油完全燃烧所需要的空气为汽油完全燃烧所需要的空气为汽油完全燃烧所需要的空气为汽油完全燃烧所需要的空气为14.7Kg14.7Kg14.7Kg14.7Kg,因此把空燃比为,因此把空燃比为14.7Kg14.7Kg的混合气称为标准混的混合气称为标准混合气,合气,14.714.714.714.7:1 1 1 1被称为理论空燃比被称为理论空燃比p上止点上止点-是活塞顶平面在气缸中运动所处最高点是活塞顶平面在气缸中运动所处最高点是活塞顶平面在气缸中运动所处最高点是活塞顶平面在气缸中运动所处最高点p下止点下止点-是活塞顶平面在气缸中运动所处最低点是活塞顶平面在气缸中运
7、动所处最低点p行程行程行程行程-从上止点到下止点之间的距离叫活塞行程用长度从上止点到下止点之间的距离叫活塞行程用长度从上止点到下止点之间的距离叫活塞行程用长度从上止点到下止点之间的距离叫活塞行程用长度(mmmmmmmm)表示)表示 p气缸工作容积气缸工作容积-活塞在气缸内从上止点移动到下止点活塞在气缸内从上止点移动到下止点或由下到上所扫过的气缸容积称之为单缸工作容积或由下到上所扫过的气缸容积称之为单缸工作容积(L L升)升)升)升)本讲稿第六页,共三十八页p排量排量-气缸工作容积气缸工作容积*缸数称为排量(缸数称为排量(L L升)升)p压缩比压缩比-气缸总容积燃烧室容积气缸总容积燃烧室容积 是
8、指单个气缸的总容积与燃烧室容积之是指单个气缸的总容积与燃烧室容积之比,也就是压缩前气缸中气体的最大容积比,也就是压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后最小容积之比与压缩后最小容积之比p发动机工况发动机工况-发动机的工作状况简称工况,发动机的工作状况简称工况,通常用发动机的功率与转速或发动机负荷通常用发动机的功率与转速或发动机负荷与转速来表示与转速来表示本讲稿第七页,共三十八页第一节第一节 电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统 电控汽油喷射系统(缩写为电控汽油喷射系统(缩写为EFIEFI),是),是利用各种传感器检测并输出发动机工况信号利用各种传感器检测并输出发动机工况信号到电控单元到电控单元ECUEC
9、U,由,由ECUECU进行精确计算和综进行精确计算和综合处理,确定该工况下所需的最佳喷油量,合处理,确定该工况下所需的最佳喷油量,输出喷油信号,控制喷油器的喷油量大小和输出喷油信号,控制喷油器的喷油量大小和喷油时机。使发动机获得最大的功率、最低喷油时机。使发动机获得最大的功率、最低的油耗和最小的污染的油耗和最小的污染本讲稿第八页,共三十八页一、电控汽油喷射系统的分类一、电控汽油喷射系统的分类按检测进气量方式分有:压力型和流量型按检测进气量方式分有:压力型和流量型压力型(压力型(压力型(压力型(D D)电控汽油喷射系统)电控汽油喷射系统 基本特点是:基本特点是:基本特点是:基本特点是:ECUEC
10、UECUECU根据节气门后方进气管内安装根据节气门后方进气管内安装的压力传感器测量的进气压力(该压力是负压,它的压力传感器测量的进气压力(该压力是负压,它表示发动机的负荷)和发动机转速信号,确定发动表示发动机的负荷)和发动机转速信号,确定发动表示发动机的负荷)和发动机转速信号,确定发动表示发动机的负荷)和发动机转速信号,确定发动机的基本喷油量机的基本喷油量机的基本喷油量机的基本喷油量流量(流量(L L)型电控汽油喷射系统)型电控汽油喷射系统)型电控汽油喷射系统)型电控汽油喷射系统 基本特点是:基本特点是:基本特点是:基本特点是:ECUECUECUECU根据安装在空气滤清器之后的根据安装在空气滤
11、清器之后的空气流量传感器测量进气流量(它表示发动机的负空气流量传感器测量进气流量(它表示发动机的负荷)和发动机转速信号,确定发动机的基本喷油量荷)和发动机转速信号,确定发动机的基本喷油量本讲稿第九页,共三十八页u按控制模式分有:开环控制和闭环控制按控制模式分有:开环控制和闭环控制开环控制开环控制l 是指发动机运转时,是指发动机运转时,ECUECU根据各个传感器根据各个传感器的输入信号,判断发动机的目前所处的运行的输入信号,判断发动机的目前所处的运行工况,找出事先存储在工况,找出事先存储在ROMROM中所对应的基本中所对应的基本喷油量的数据,按照喷油量的数据,按照ECUECU内的预先设置的程内的
12、预先设置的程序和修正计算方法进一步优化处理,确定出序和修正计算方法进一步优化处理,确定出发动机在该工况下的最佳喷油量并发出控制发动机在该工况下的最佳喷油量并发出控制信号,驱动电磁喷油器动作,从而达到精确信号,驱动电磁喷油器动作,从而达到精确地控制混合气的空燃比地控制混合气的空燃比本讲稿第十页,共三十八页l开环控制的优点是:简单易行。但控制精度开环控制的优点是:简单易行。但控制精度直接取决于直接取决于ECUECU储存的基本数据的准确度、储存的基本数据的准确度、程序及处理方法的适用度、各种传感器的性程序及处理方法的适用度、各种传感器的性能和精度及电磁式喷油器调整精度等能和精度及电磁式喷油器调整精度
13、等l当喷油器和传感器性能变化时混合气就不能当喷油器和传感器性能变化时混合气就不能保持在原预设的空燃比值上。不能通过反馈保持在原预设的空燃比值上。不能通过反馈控制喷油量的自行修正控制喷油量的自行修正l因此,它对发动机及控制系统的各个组成部因此,它对发动机及控制系统的各个组成部分精度要求高,系统本身抗干扰能力较差,分精度要求高,系统本身抗干扰能力较差,当使用工况超过预定范围时,不能实现最佳当使用工况超过预定范围时,不能实现最佳控制控制本讲稿第十一页,共三十八页闭环控制闭环控制l它是在排气管上加装它是在排气管上加装1-21-2个氧传感器,以随个氧传感器,以随时检测废气中的氧含量,并将检测结果转变时检
14、测废气中的氧含量,并将检测结果转变为电信号及时反馈给为电信号及时反馈给ECUECU,ECUECU可随时修正喷可随时修正喷入气缸的燃油量,使混合气的空燃比保持在入气缸的燃油量,使混合气的空燃比保持在理论空燃比的附近,得到最好的三元催化效理论空燃比的附近,得到最好的三元催化效果果本讲稿第十二页,共三十八页l闭环控制的优点是:空燃比精度高,可消除因元器件质量闭环控制的优点是:空燃比精度高,可消除因元器件质量闭环控制的优点是:空燃比精度高,可消除因元器件质量闭环控制的优点是:空燃比精度高,可消除因元器件质量和磨损等引起的性能变化对空燃比的影响,工作稳定性好,和磨损等引起的性能变化对空燃比的影响,工作稳
15、定性好,和磨损等引起的性能变化对空燃比的影响,工作稳定性好,和磨损等引起的性能变化对空燃比的影响,工作稳定性好,抗干扰能力强。可保证发动机运行在理论空燃比抗干扰能力强。可保证发动机运行在理论空燃比抗干扰能力强。可保证发动机运行在理论空燃比抗干扰能力强。可保证发动机运行在理论空燃比14.714.7附近附近很窄的范围内,使三元催化装置对排气净化处理达到很窄的范围内,使三元催化装置对排气净化处理达到最佳效果最佳效果l但是,由于发动机某些特殊运行工况(如起动、暖机、但是,由于发动机某些特殊运行工况(如起动、暖机、加速、怠速满负荷)等,需要控制系统提供较浓的混加速、怠速满负荷)等,需要控制系统提供较浓的
16、混合气来保证发动机的各种性能合气来保证发动机的各种性能l因此,在现代汽车发动机电控汽油喷射系统中,常采用开因此,在现代汽车发动机电控汽油喷射系统中,常采用开因此,在现代汽车发动机电控汽油喷射系统中,常采用开因此,在现代汽车发动机电控汽油喷射系统中,常采用开环与闭环相结合的混合控制方式环与闭环相结合的混合控制方式环与闭环相结合的混合控制方式环与闭环相结合的混合控制方式本讲稿第十三页,共三十八页按喷油器数目分类有:单点喷射(按喷油器数目分类有:单点喷射(按喷油器数目分类有:单点喷射(按喷油器数目分类有:单点喷射(SPISPISPISPI)和多点喷射)和多点喷射)和多点喷射)和多点喷射(MPIMPI
17、MPIMPI)l单点喷射(单点喷射(单点喷射(单点喷射(SPISPISPISPI)单点喷射是在节气门上方,只安装一个或两个喷油器,将单点喷射是在节气门上方,只安装一个或两个喷油器,将单点喷射是在节气门上方,只安装一个或两个喷油器,将单点喷射是在节气门上方,只安装一个或两个喷油器,将汽油集中喷射在进气管中,又称为节气门喷射或集中喷射汽油集中喷射在进气管中,又称为节气门喷射或集中喷射汽油集中喷射在进气管中,又称为节气门喷射或集中喷射汽油集中喷射在进气管中,又称为节气门喷射或集中喷射l多点喷射(多点喷射(MPIMPIMPIMPI)多点喷射是每个气缸安装一个喷油器,将汽油直接喷射多点喷射是每个气缸安装
18、一个喷油器,将汽油直接喷射多点喷射是每个气缸安装一个喷油器,将汽油直接喷射多点喷射是每个气缸安装一个喷油器,将汽油直接喷射到各个气缸进气门前方,又称为进气门喷射到各个气缸进气门前方,又称为进气门喷射到各个气缸进气门前方,又称为进气门喷射到各个气缸进气门前方,又称为进气门喷射l单点喷射与多点喷射相比,结构简单单点喷射与多点喷射相比,结构简单单点喷射与多点喷射相比,结构简单单点喷射与多点喷射相比,结构简单本讲稿第十四页,共三十八页二、电控汽油喷射系统的组成与基本原理二、电控汽油喷射系统的组成与基本原理 电控汽油喷射系统(电控汽油喷射系统(电控汽油喷射系统(电控汽油喷射系统(EFIEFIEFIEFI
19、)一般由空气供给系统、燃油供给系统、电控系)一般由空气供给系统、燃油供给系统、电控系)一般由空气供给系统、燃油供给系统、电控系)一般由空气供给系统、燃油供给系统、电控系统三大部分组成。具体组成部件因电控汽油喷射系统的类型、生产厂家统三大部分组成。具体组成部件因电控汽油喷射系统的类型、生产厂家统三大部分组成。具体组成部件因电控汽油喷射系统的类型、生产厂家统三大部分组成。具体组成部件因电控汽油喷射系统的类型、生产厂家及生产年代而不相同及生产年代而不相同及生产年代而不相同及生产年代而不相同 图为图为图为图为 L L L L型电控汽油喷射系统组成型电控汽油喷射系统组成型电控汽油喷射系统组成型电控汽油喷
20、射系统组成 本讲稿第十五页,共三十八页该系统的燃油供给系统主要由:汽油箱、电该系统的燃油供给系统主要由:汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、喷油器、冷起动动汽油泵、汽油滤清器、喷油器、冷起动喷油器、油压调节器、回油管等组成喷油器、油压调节器、回油管等组成空气供给系统主要由:空气滤清器、空气流空气供给系统主要由:空气滤清器、空气流量传感器、节气门、辅助空气阀、进气歧量传感器、节气门、辅助空气阀、进气歧管、进气门等组成管、进气门等组成电控系统主要包括:电控系统主要包括:ECUECU和各种传感器等,和各种传感器等,如发动机转速传感器、空气流量传感器、如发动机转速传感器、空气流量传感器、节气门位置传感器、
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