第三章-汽车电子控制技术.pptx

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1、第一节汽油喷射系统概述第一节汽油喷射系统概述一、发动机汽油喷射的发展过程二、汽油发动机电控系统的基本组成及功用三、电控汽油喷射系统分类四、缸内直喷式汽油机系统五、电控汽油喷射发动机的优点第1页/共78页一、发动机汽油喷射的发展过程二次大战后，汽油喷射技术才逐渐应用汽车发动机。年，德国-L型赛车装用了博世公司(Bosch)生产的第一台机械式汽油喷射装置，它采用气动式混合气调节器控制空燃比，向气缸内直接喷射。年，德国Mercedes-Ben S型轿车装备了博世公司和库格菲舍尔(Kugerfischer)公司共同研制和生产的带油量分配器的进气管汽油喷射装置。世纪年代以前，车用汽油喷射装置大多数采用机

2、械式柱塞喷射泵，其结构和工作原理与柴油机喷油泵十分相似，控制功能也是借助于机械装置实现的，结构复杂，价格昂贵，因此发展缓慢，技术上无重大突破，应用范围也仅仅局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。在车用汽油发动机领域内化油器仍占有绝对优势。第2页/共78页二、汽油发动机电控系统的基本组成及功用.空气供给系统.汽油供给系统.电控系统第3页/共78页.空气供给系统图-空气供给系统空气滤清器空气流量计节气门怠速控制阀第4页/共78页.汽油供给系统图-汽油供给系统汽油压力脉动减振器汽油滤清器汽油泵汽油压力调节器冷起动喷油器点火开关喷油器ECU第5页/共78页.电控系统图-电子控制系统第6

3、页/共78页三、电控汽油喷射系统分类.按有无反馈分类.按喷油器安装部位分类.按汽油的喷射方式分类.按进气量的检测方式分类.按喷射时序分类.按结构分类.按空气量的检测方式分类第7页/共78页.按有无反馈分类()开环控制该控制是指在发动机运行中，ECU检测发动机的各输入信号，并查出发动机ECU中固有的相应的控制参数，输出控制信号。()闭环控制该控制是指ECU控制的结果反馈给ECU，ECU再根据发动机实际运行状况决定控制量的增减。第8页/共78页.按喷油器安装部位分类图-喷油器安装位置示意图a)单点汽油喷射系统b)多点汽油喷射系统节气门上带有喷油器混合气喷油器节气门空气对进气门喷油第9页/共78页.

4、按汽油的喷射方式分类()缸内喷射该喷射方式是将汽油直接喷射到气缸内。()进气管喷射该喷射方式是目前普遍采用的喷射方式。第10页/共78页.按进气量的检测方式分类()直接式检测方式该方式是由空气流量计直接测量进入进气总管的空气量，这种方式也称为质量流量控制型，K型和L型汽油喷射系统均属于这种类型。()间接式检测方式该方式不是直接检测空气量，而是根据发动机转速及其他参数，推算出吸入的空气量，现在采用的有两种方式：一种是根据进气管压力和发动机转速，推算出吸入的空气量，并计算适量的燃料量的速度密度，这种方式也称为速度密度控制型，例如D型汽油喷射系统。第11页/共78页.按喷射时序分类图-喷油器喷射时序

5、a)同时喷射b)顺序喷射c)分组喷射第12页/共78页.按结构分类表-汽油喷射系统按结构分类第13页/共78页.按结构分类图-6机械式汽油喷射系统速度继电器热限时开关节气门位置开关喷油器冷起动喷油器汽油分配器暖机调节器汽油箱电动汽油泵蓄能器汽油滤清器最高转速切断阀辅助空气阀混合气控制器第14页/共78页.按结构分类图-机电结合式汽油喷射系统冷却液温度传感器热限时开关喷油器冷起动喷油器汽油分配器电液式压差调节器油压调节器混合气控制器汽油滤清器汽油箱电动汽油泵蓄能器节气门位置开关怠速空气调整器第15页/共78页.按空气量的检测方式分类308.tif第16页/共78页.按空气量的检测方式分类图-支管

6、压力计量式电控汽油喷射系统喷油器冷起动喷油器汽油压力调节器ECU节气门位置传感器怠速空气调整器支管压力传感器汽油泵汽油滤清器冷却液温度传感器热限时开关第17页/共78页.按空气量的检测方式分类图-叶片式电控汽油喷射系统冷却液温度传感器节气门位置开关喷油器油压调节器空气流量计汽油滤清器汽油箱电动汽油泵ECU辅助空气阀(空气调整器)第18页/共78页.按空气量的检测方式分类图-热线式电控汽油喷射系统冷却液温度传感器节气门位置开关氧传感器喷油器油压调节器热线式空气流量计汽油箱电动汽油泵汽油滤清器怠速控制阀第19页/共78页四、缸内直喷式汽油机系统.福特PROCO稀薄燃烧系统.丰田D稀薄燃烧系统.三菱

7、G稀薄燃烧系统第20页/共78页.福特PROCO稀薄燃烧系统图-福特PROCO稀薄燃烧系统喷油器火花塞低热惯性排气支管活塞第21页/共78页.丰田D稀薄燃烧系统图-丰田D稀薄燃烧系统组成唇状燃烧室螺旋进气道高压旋流喷油器电控节流阀电控EGR阀高压油泵三元催化器第22页/共78页.三菱G稀薄燃烧系统图-三菱G稀薄燃烧系统组成高压燃料泵立式进气管高压旋流喷油器弯曲顶面活塞第23页/共78页五、电控汽油喷射发动机的优点)在进气系统中，由于没有像化油器供油那样的喉管部位，进气压力损失较小。)在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，空燃比控制系统能够迅速响应，使汽车加减速反应灵敏。)当汽车在不同地区行驶时，对大

8、气压力或外界环境温度变化引起的空气密度变化，可以进行适量的空燃比修正。)在发动机起动时，可以用ECU计算出起动供油量，并且能使发动机顺利经过暖机运转。)能提供各种工况下最适当的混合气空燃比，且汽油雾化好，各缸分配均匀，使燃烧效率提高。)减速断油功能，亦能降低排放，节省汽油。第24页/共78页图-喷油器使各缸喷油量相同第25页/共78页第二节空气供给系统第二节空气供给系统一、空气供给系统的组成二、空气供给系统的主要零件第26页/共78页一、空气供给系统的组成空气供给系统的作用是测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。以L型系统为例(图-)，空气经空滤器后，用空气流量计测量，通过节气门体进入进气总管，

9、再分配到各进气支管。在进气支管内，从喷油器喷出的汽油和空气混合后被吸入气缸内燃烧。第27页/共78页二、空气供给系统的主要零件.节气门体与怠速调整螺钉节气门体由节气门、旁通气道等组成(图-、图-)。节气门用来控制发动机正常运行工况下的进气量。由于EFI系统在发动机怠速时通常将节气门全关，故设一旁通气道，在发动机怠速时供给少量空气。节气门位置传感器装在节气门轴上，用以检测节气门开启的角度。有的节气门体上装有节气门缓冲器。为防止寒冷季节流经节气门体的空气中的水分在节气门体上冻结，有些节气门体上设有使发动机冷却液流经的管路。.怠速空气调整器(空气阀)怠速空气调整器的功用：一是稳定发动机的怠速转速，从

10、而降低汽车怠速行速时的汽油消耗量；二是发动机在怠速运行时，若负荷增大，如接通空调、动力转向和液力变矩器等，则提高怠速转速(快怠速)，以防止发动机熄火。它是通过控制节气门旁通道的方式来实现怠速调整的。.进气管进气管包括进气总管和进气支管。第28页/共78页第三节汽油供给系统第三节汽油供给系统一、汽油供给系统组成二、电动汽油泵的构造和工作原理三、汽油压力调节器的构造和工作原理四、汽油滤清器及脉动减振器五、电磁喷油器六、冷起动喷油器和热限时开关七、汽油分配管总成第29页/共78页一、汽油供给系统组成图-具有脉动阻尼器的汽油供给系统(汽油泵置于汽油箱内)第30页/共78页一、汽油供给系统组成图-汽油泵

11、的外形第31页/共78页二、电动汽油泵的构造和工作原理.滚柱式电动汽油泵.涡轮式电动汽油泵.转子式和叶片式电动汽油泵.电动汽油泵的性能改善.通用别克车的汽油泵及汽油箱第32页/共78页.滚柱式电动汽油泵图-滚柱式电动汽油泵结构示意图安全阀滚柱泵驱动电动机单向阀A进油口B出油口第33页/共78页.涡轮式电动汽油泵涡轮式电动汽油泵属内装泵，主要由驱动电动机、涡轮泵、单向阀和安全阀等组成。第34页/共78页.转子式和叶片式电动汽油泵转子式汽油泵工作原理与滚柱式十分类似，主要是利用内外转子啮合过程中腔室容积大小的变化，将汽油以一定的压力泵出。由于泵腔数目较多，因而出油压力波动较滚柱式小。第35页/共7

12、8页.电动汽油泵的性能改善()改进滚柱滚道的廓线传统滚柱泵的滚道轮廓线是偏心圆，在排油和吸油换相交替瞬间，泵室容积突然变化，汽油由高度压缩突变到泵室出现真空，这是产生噪声的根源。()改进涡轮泵叶片设计涡轮泵叶轮上均匀分布的叶片和泵壳之间的相互作用力可能会产生能被人的耳朵感觉到的窄频带音调。()采用特殊的阻尼装置在汽油泵吸油口采用充气软塑料空心垫，或者在汽油泵出油口采用一种专用的弹簧膜片式阻尼器，可将压力波动降低到原先的，噪声可相应降低dB。()采用双级泵的结构形式由于汽油极易挥发，加上油泵工作时温度升高和吸油时产生局部真空，更助长了汽油的汽化，特别是汽油泵吸油腔内存在的气泡，将使泵油量明显减少

13、，从而导致输油压力的波动。第36页/共78页三、汽油压力调节器的构造和工作原理.基本结构及工作原理.通用别克车汽油压力调节器第37页/共78页.基本结构及工作原理汽油压力调节器的主要功用是：使系统油压(即供油总管内油压)与进气支管压力之差保持常数，一般为kPa。这样，从喷油器喷出的汽油量便唯一地取定于喷油器的开启时间。ECU提供给电磁喷油器通电信号的时间长度，专业术语称为喷油脉冲宽度，简称喷油脉宽(单位ms)。第38页/共78页.通用别克车汽油压力调节器带有真空控制的复合式的汽油压力调节器位于汽油分配管回油侧。该装置的目的是使MFI系统和施加在各喷油器的汽油压力保持恒定。第39页/共78页四、

14、汽油滤清器及脉动减振器.汽油滤清器.汽油压力脉动减振器第40页/共78页五、电磁喷油器.轴针式电磁喷油器.球阀式电磁喷油器.片阀式电磁喷油器.单点喷射系统用电磁喷油器.通用别克的喷油器第41页/共78页.轴针式电磁喷油器图-轴针式电磁喷油器a)结构图b)连接图滤网电接头磁化线圈衔铁针阀喷油轴针汽油分配管保险夹头上密封圈下密封圈第42页/共78页.球阀式电磁喷油器图-球阀式电磁喷油器弹簧阀针阀座喷孔护套挡块衔铁喷油器体磁化线圈盖第43页/共78页.球阀式电磁喷油器图-片阀式电磁喷油器喷嘴套阀座挡圈喷油器体铁心汽油滤清器调压滑阀弹簧磁化线圈限位阀阀片第44页/共78页.球阀式电磁喷油器图-同等级的

15、球阀式与轴针式阀针的比较钢球导杆衔铁轴针第45页/共78页.片阀式电磁喷油器图-中央喷射单元结构压力调节器进气温度传感器电磁喷油器节气门体节气门第46页/共78页.片阀式电磁喷油器图-阀片工作情况a)阀片静止在阀座上b)阀片抬离阀座直至抵住挡圈c)阀片离开挡圈落座挡圈弹簧铁心挡圈阀片阀座第47页/共78页.单点喷射系统用电磁喷油器图-Bosch公司的单点式电磁喷油器电接头磁化线圈球形阀斜置的喷油孔汽油的流向第48页/共78页.单点喷射系统用电磁喷油器图-Pierburg公司单点式电磁喷油器电接头中央铁心滤网磁化线圈针阀开启行程针阀阀座阀弹簧进油口出油口第49页/共78页.通用别克的喷油器图-B

16、osch和Multec喷油器喷孔针阀电气连接上部O形密封圈进油滤清器电磁阀绕组下部O形密封圈导向板阀芯弹簧喷头球座阀图-Bosch和Multec喷油器喷孔针阀电气连接上部O形密封圈进油滤清器电磁阀绕组下部O形密封圈导向板阀芯弹簧喷头球座阀第50页/共78页.通用别克的喷油器图-冷起动喷油器结构电接头磁化线圈阀门弹簧阀门旋流式喷嘴第51页/共78页第四节电控汽油喷射系统第四节电控汽油喷射系统一、汽油泵控制二、喷油器控制三、喷油量的控制第52页/共78页一、汽油泵控制(一)采用汽油泵开关控制的汽油泵控制电路(二)ECU控制的汽油泵控制电路(三)具有转速控制的汽油泵控制电路第53页/共78页(一)采

17、用汽油泵开关控制的汽油泵控制电路图-汽油泵控制电路(L型)第54页/共78页(二)ECU控制的汽油泵控制电路图-汽油泵控制电路(D型)第55页/共78页(三)具有转速控制的汽油泵控制电路.电阻器式.专设控制汽油泵用ECU式.发动机ECU直接控制式第56页/共78页.电阻器式图-电阻式汽油泵转速控制电路第57页/共78页.专设控制汽油泵用ECU式图-汽油泵控制电路(专设汽油泵ECU式)第58页/共78页.发动机ECU直接控制式图-汽油泵控制电路(ECU直接控制)第59页/共78页.发动机ECU直接控制式图-汽油泵工作电压特性第60页/共78页二、喷油器控制.喷油器的控制和驱动方式.冷起动喷油器的

18、控制第61页/共78页.喷油器的控制和驱动方式图-汽油喷射控制系统第62页/共78页.喷油器的控制和驱动方式图-6喷油器的驱动方式a)一喷油器附加电阻b)两喷油器附加电阻c)三喷油器附加电阻第63页/共78页.喷油器的控制和驱动方式图-6各种驱动方式的电流波形第64页/共78页.冷起动喷油器的控制图-6冷起动喷油器限时开关控制电路第65页/共78页.冷起动喷油器的控制图-6ECU与限时开关协同控制电路第66页/共78页.冷起动喷油器的控制图-6冷起动喷油器喷油的范围第67页/共78页.冷起动喷油器的控制图-6喷油信号的产生示意图第68页/共78页三、喷油量的控制.起动工况.起动后喷油控制.其他

19、情况的喷油控制方式第69页/共78页.起动工况图-6冷却液温度喷油脉宽图第70页/共78页.起动后喷油控制)起动后加浓。)暖机加浓。)进气温度修正。)大负荷加浓。)过渡工况空燃比控制。)怠速稳定性修正(D型)。第71页/共78页.起动后喷油控制图-6喷油脉宽的确定第72页/共78页.起动后喷油控制图-6喷油滞后第73页/共78页.起动后喷油控制图-6基本喷油脉宽三维图第74页/共78页.其他情况的喷油控制方式()断油控制()加速喷油控制当发动机由怠速向起步过渡时，由于汽油供给惯性的原因，会出现瞬时混合气过稀现象。第75页/共78页()断油控制)减速断油。)发动机超速断油。)汽车超速行驶断油。第76页/共78页图-减速断油控制第77页/共78页感谢您的观看！第78页/共78页