发动机电子控制系统新讲稿.ppt
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1、关于发动机电子控制系统新第一页,讲稿共八十九页哦第一节、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一、发动机汽油喷射的发展过程第二页,讲稿共八十九页哦二、汽油喷射系统的分类二、汽油喷射系统的分类n n(1)按喷油器安装位置)按喷油器安装位置n n单点喷射(单点喷射(SPI):也称节气门体喷射):也称节气门体喷射(TBI)n n多点喷射(多点喷射(MPI)第三页,讲稿共八十九页哦(2)按喷射时序)按喷射时序同时喷射:所有喷油器同时喷油同时喷射:所有喷油器同时喷油分组喷射:两个喷油器同时喷油分组喷射:两个喷油器同时喷油顺序喷射:按各缸进气行程的顺序轮流喷射顺序喷射:按各缸
2、进气行程的顺序轮流喷射第四页,讲稿共八十九页哦n n(3)按喷油方式)按喷油方式n n连续喷射:多用于机械式或机电结合式汽油连续喷射:多用于机械式或机电结合式汽油喷射系统,喷油量大小不取决于喷油器。喷射系统,喷油量大小不取决于喷油器。n n间歇喷射:广泛应用于现代电控汽油喷射系间歇喷射:广泛应用于现代电控汽油喷射系统,统,喷油量大小取决于喷油器喷油阀开启时喷油量大小取决于喷油器喷油阀开启时间。间。第五页,讲稿共八十九页哦n n(4)按喷射部位)按喷射部位n n缸内喷射:汽油直接喷射入气缸内(目缸内喷射:汽油直接喷射入气缸内(目前应用少),前应用少),需要较高喷射压力(约需要较高喷射压力(约35
3、MPa),喷油器结构和布置比较复杂。),喷油器结构和布置比较复杂。n n缸外喷射:将喷油器安装在进气管或缸外喷射:将喷油器安装在进气管或歧管上,喷射压力低(约歧管上,喷射压力低(约0.200.35MPa)第六页,讲稿共八十九页哦n n(5)按控制装置)按控制装置n n机械式汽油喷射系统:汽油的计量是通过机械机械式汽油喷射系统:汽油的计量是通过机械方式实现的。如方式实现的。如Bosch公司公司K-Jetronic系统。系统。n n机电结合式汽油喷射系统:汽油的计量是机电结合式汽油喷射系统:汽油的计量是通过机械和电液方式实现的。如通过机械和电液方式实现的。如Bosch公司公司KE-Jetronic
4、系统系统n n电控式汽油喷射系统:汽油的计量是通过电控电控式汽油喷射系统:汽油的计量是通过电控单元和电磁喷油器实现的。如单元和电磁喷油器实现的。如Bosch公司公司Motronic系统系统第七页,讲稿共八十九页哦n n(6)按空气量检测方式)按空气量检测方式n n直接测量式(压力型):将歧管绝对直接测量式(压力型):将歧管绝对压力和转速信号输送到压力和转速信号输送到ECU计算出进计算出进气量。如气量。如Bosch公司公司D-Jetronic系统系统n n间接测量式(流量型):用空气流量计间接测量式(流量型):用空气流量计测量进气量。如测量进气量。如Bosch公司公司L-Jetronic系统系统
5、第八页,讲稿共八十九页哦二、汽油发动机电控系统的基本组成及功用二、汽油发动机电控系统的基本组成及功用1空气供给系统空气供给系统空气的流量由通道中的节气门来控制(节气空气的流量由通道中的节气门来控制(节气门由油门踏板操作)。踩下油门踏板时,节门由油门踏板操作)。踩下油门踏板时,节气门打开,进入的空气量多。怠速时,节气气门打开,进入的空气量多。怠速时,节气门关闭,空气由旁通道通过。门关闭,空气由旁通道通过。第九页,讲稿共八十九页哦第十页,讲稿共八十九页哦2 2、电控系统、电控系统电子控制系统的功用是根据各种传感器的电子控制系统的功用是根据各种传感器的信号,由计算机进行综合分析和处理,通信号,由计算
6、机进行综合分析和处理,通过执行装置控制喷油量等,使发动机具有过执行装置控制喷油量等,使发动机具有最佳性能。最佳性能。第十一页,讲稿共八十九页哦3汽油供给系统汽油供给系统汽油由汽油泵从油箱中泵出,经过汽油过滤器,除汽油由汽油泵从油箱中泵出,经过汽油过滤器,除去杂质及水分后,再送至汽油脉动减振器。这样具去杂质及水分后,再送至汽油脉动减振器。这样具有一定压力的汽油流至供油总管,再经各供油歧管有一定压力的汽油流至供油总管,再经各供油歧管送至各缸喷油器。送至各缸喷油器。第十二页,讲稿共八十九页哦第二节第二节 主要元件构造和工作原理主要元件构造和工作原理1 1、电动汽油泵的结构及工作原理、电动汽油泵的结构
7、及工作原理功用:是从油箱中吸入汽油,将油压提高到规功用:是从油箱中吸入汽油,将油压提高到规定值,然后通过供给系统送到喷油器定值,然后通过供给系统送到喷油器。滚柱式电动汽油泵滚柱式电动汽油泵涡轮式电动汽油泵涡轮式电动汽油泵转子式和叶片式电动汽转子式和叶片式电动汽油泵油泵 电动汽油泵的电动汽油泵的构造构造第十三页,讲稿共八十九页哦滚柱式电动汽油泵装有滚柱的转子与泵体间偏心安装。转子凹槽内的滚柱在旋转惯性力的作用下紧压在泵体内表面上。相邻两滚柱与泵体内表面形成一个油腔。在转子转动过程中,油腔的容积不断发生变化,在转向进油腔时容积增大,吸入汽油;在转向出油腔时,容积减小,压力升高并泵出汽油。第十四页,
8、讲稿共八十九页哦涡轮式电动汽油泵汽油泵部分主要由一个或两个叶轮、外壳和泵盖组成。当叶轮旋转时,叶轮边缘的叶片把汽油从进油口压向出油口。特点是供油压力的脉动小,供油系统中不需要设置减振器,易于小型化,适合装在油箱内,简化供油系统管路,降低噪声。由于它输送率低,故主要用于低压且输送量大的场合。第十五页,讲稿共八十九页哦(1 1)改进滚柱滚道的廓线)改进滚柱滚道的廓线 (2 2)改进涡轮泵叶片设计)改进涡轮泵叶片设计 (3 3)采用特殊的阻尼装置)采用特殊的阻尼装置 (4 4)采用双级泵的结构型式)采用双级泵的结构型式 电动汽油泵的性能改善电动汽油泵的性能改善第十六页,讲稿共八十九页哦2 2、汽油压
9、力调节器的构造和工作原理(、汽油压力调节器的构造和工作原理(143143)汽油压力调节器的主要功用是:使系统油压(即供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)与进气歧管压力之差保持常数,一油总管内油压)与进气歧管压力之差保持常数,一般为般为250kPa。这样,从喷油器喷出的汽油量便唯一。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。地取定于喷油器的开启时间。第十七页,讲稿共八十九页哦3汽油过滤器汽油过滤器第十八页,讲稿共八十九页哦4汽油压力脉动减振器汽油压力脉动减振器当喷油器喷射汽油时,在输送管当喷油器喷射汽油时,在输送管道内会产生汽油压力脉动,汽油道内会产生汽油
10、压力脉动,汽油压力脉动减振器是使汽油压力脉压力脉动减振器是使汽油压力脉动衰减,以减弱汽油输送管道中动衰减,以减弱汽油输送管道中的压力脉动传递,降低噪声。的压力脉动传递,降低噪声。第十九页,讲稿共八十九页哦5 5、电磁喷油器、电磁喷油器第二十页,讲稿共八十九页哦1.密封圈 2.轴针 3.针阀 4.衔铁 5.回位弹簧 6.电磁线圈 7.进油管接头 8.滤网第二十一页,讲稿共八十九页哦对于单点电控汽油喷射系统而言,它是将一对于单点电控汽油喷射系统而言,它是将一只或两只电磁喷油器、压力调节器和传感器只或两只电磁喷油器、压力调节器和传感器等安装在节气门体上,其总成被称之谓中央等安装在节气门体上,其总成被
11、称之谓中央喷射单元喷射单元 第二十二页,讲稿共八十九页哦6 6、冷起动喷油器和热限时开关、冷起动喷油器和热限时开关在低温下发动机冷起动时,吸入的混合气在低温下发动机冷起动时,吸入的混合气中有一部分汽油冷凝,为了补偿这部份汽中有一部分汽油冷凝,为了补偿这部份汽油的损失,必须在冷起动时附加地喷入一油的损失,必须在冷起动时附加地喷入一定量的汽油。上世纪九十年代中期以前的定量的汽油。上世纪九十年代中期以前的电控系统,这部分附加的喷油量是由冷起电控系统,这部分附加的喷油量是由冷起喷油器喷入进气管的。冷起动喷油器的开喷油器喷入进气管的。冷起动喷油器的开启持续时间取决于发动机的温度,由热限启持续时间取决于发
12、动机的温度,由热限时开关控制。随着电子技术的发展,现代时开关控制。随着电子技术的发展,现代发动机通常采用增加喷油脉冲宽度来补偿。发动机通常采用增加喷油脉冲宽度来补偿。第二十三页,讲稿共八十九页哦冷起喷油器是一个电磁阀,装在充满压力油的阀体内冷起喷油器是一个电磁阀,装在充满压力油的阀体内腔中的阀门是一个衔铁,它被弹簧紧压在阀座上,阀腔中的阀门是一个衔铁,它被弹簧紧压在阀座上,阀门上还绕有磁化线圈。当点火开关和热限时开关接通门上还绕有磁化线圈。当点火开关和热限时开关接通后,磁化线圈被励磁产生磁场,将阀门吸离阀座,汽后,磁化线圈被励磁产生磁场,将阀门吸离阀座,汽油就通过旋流式喷嘴,喷散成细油雾,进入
13、节气门后油就通过旋流式喷嘴,喷散成细油雾,进入节气门后的进气管道内,以加浓混合气。的进气管道内,以加浓混合气。第二十四页,讲稿共八十九页哦热限时开关控制热限时开关控制:热限时开关是一种通过感受发动机冷却水温度,热限时开关是一种通过感受发动机冷却水温度,以控制冷起动喷油器动作的一种电热式开关。热限时开关由电热以控制冷起动喷油器动作的一种电热式开关。热限时开关由电热线圈和双金属片等组成,当双金属片受热至一定程度时,触点即线圈和双金属片等组成,当双金属片受热至一定程度时,触点即张开,即发动机在热状态下起动时,热限时开关处于断开状态张开,即发动机在热状态下起动时,热限时开关处于断开状态 ,冷起动喷油器
14、不喷油。而在低温起动时,触点闭合,冷起动喷油冷起动喷油器不喷油。而在低温起动时,触点闭合,冷起动喷油器附加喷油,同时电热线圈加热,双金属片受热变形也将使触点器附加喷油,同时电热线圈加热,双金属片受热变形也将使触点张开,冷起动喷油器停止喷油。张开,冷起动喷油器停止喷油。(a a)冷起动)冷起动 (b b)起动后起动后1 1、2.2.电热线圈电热线圈 3.3.热限时开关热限时开关 4.4.冷起动喷油器冷起动喷油器 5.5.点火开关点火开关第二十五页,讲稿共八十九页哦7、汽油分配管总成、汽油分配管总成汽油分配管总成安装在上部进气通风系统的汽油分配管总成安装在上部进气通风系统的下面。发动机分配管由铸铝
15、制成。汽油分配下面。发动机分配管由铸铝制成。汽油分配管包括喷油器的内装管接头、供油管和压力管包括喷油器的内装管接头、供油管和压力调节器。汽油分配管总成用螺栓固定安装在调节器。汽油分配管总成用螺栓固定安装在进气歧管下部的四个固定座上。汽油分配管进气歧管下部的四个固定座上。汽油分配管与喷油器相连接,并向喷油器分配汽油。与喷油器相连接,并向喷油器分配汽油。第二十六页,讲稿共八十九页哦第三节第三节电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统一、汽油泵控制一、汽油泵控制1 1)、汽油泵开关控制的汽油泵控制电路)、汽油泵开关控制的汽油泵控制电路 第二十七页,讲稿共八十九页哦2)、ECU控制的汽油泵控制电路与油泵开关控
16、制式相比,ECU控制式的主要区别在于开路继电器线圈L1的接地端由发动机ECU(电子控制单元)控制。当发动机ECU接收到分电器传来的发动机转速信号(Ne信号)后,ECU内的三极管导通,于是电流流经线圈L1,开路继电器保持闭合,油泵连续工作。第二十八页,讲稿共八十九页哦2 2)、具有转速控制的汽油泵控制电路)、具有转速控制的汽油泵控制电路(1)电电阻器式阻器式电阻式汽油泵转速控制电路。是在汽油泵控制电路中,增设一个电阻式汽油泵转速控制电路。是在汽油泵控制电路中,增设一个电阻(降压电阻)和汽油泵控制继电器(或称电阻器旁路继电器)电阻(降压电阻)和汽油泵控制继电器(或称电阻器旁路继电器)。发动机工作时
17、,。发动机工作时,ECUECU根据发动机转速和负荷,对汽油泵控根据发动机转速和负荷,对汽油泵控制继电器进行控制,汽油泵控制继电器则控制电阻是否串制继电器进行控制,汽油泵控制继电器则控制电阻是否串入在汽油泵控制电路中,以此控制汽油泵电机上的不同电入在汽油泵控制电路中,以此控制汽油泵电机上的不同电压,进而实现汽油泵转速变化。压,进而实现汽油泵转速变化。第二十九页,讲稿共八十九页哦(2)发动发动机机ECU直接控制式直接控制式随着发动机功率的增大,汽油泵的泵油量也必然增大,因而导致汽随着发动机功率的增大,汽油泵的泵油量也必然增大,因而导致汽油泵消耗的电功率和汽油泵的噪声都比较大。为了尽可能减少电能油泵
18、消耗的电功率和汽油泵的噪声都比较大。为了尽可能减少电能的消耗和噪声污染,近年来研制成功一种发动机的消耗和噪声污染,近年来研制成功一种发动机ECUECU直接控制式,由直接控制式,由发动机发动机ECUECU直接控制汽油泵的工作电压直接控制汽油泵的工作电压 第三十页,讲稿共八十九页哦二、喷油器控制二、喷油器控制发发动动机机工工作作时时,ECUECU根根据据有有关关信信号号,经经运运算算判判断断后后输输出出控控制制信信号号,控控制制大大功功率率三三极极管管导导通通与与截截止止。当当大大功功率率管管导导通通时时,即即接接通通喷喷油油器器电电磁磁线线圈圈电电路路,产产生生电电磁磁吸吸力力。当当电电磁磁力力
19、超超国国针针阀阀弹弹簧簧力力和和油油压压力力的的合合力力时时,磁磁心心被被吸吸动动,针针阀阀随随之之离离开开阀阀座座,即即阀阀门门打打开开,喷喷油油器器开开始始喷喷油油。当当大大功功率率三三极极管管截截止止时时,则则喷喷油油器器电电磁磁线线圈圈电电路路被被切切断断,电电磁磁力力消消失失,当当针针阀阀弹弹簧簧力力超超过过衰衰减减的的电电磁磁力力时时,弹弹簧簧力力又又使使针针阀阀返返回回到到阀阀座座上上,使阀门关闭,喷油器停止喷油。使阀门关闭,喷油器停止喷油。第三十一页,讲稿共八十九页哦喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种方式。电流驱动只适用于低阻驱动两种方
20、式。电流驱动只适用于低阻喷油器,电压驱动既可用于低阻喷油器,喷油器,电压驱动既可用于低阻喷油器,又可用于高阻喷袖器。又可用于高阻喷袖器。第三十二页,讲稿共八十九页哦ECU与限时开关协同控制电路中。单独使用限时开关控制时,冷起动喷与限时开关协同控制电路中。单独使用限时开关控制时,冷起动喷油器喷油范围如阴影部分油器喷油范围如阴影部分A A所示,它决定的是基本喷油量。为改善所示,它决定的是基本喷油量。为改善发动机冷机起动性能,起动更迅速,热机混合气浓度过渡更平发动机冷机起动性能,起动更迅速,热机混合气浓度过渡更平缓,在一些车上不但设限时开关控制基本喷油量,还由缓,在一些车上不但设限时开关控制基本喷油
21、量,还由ECUECU根据根据冷却液温度传感器监测到的冷却液温度对冷起动喷油量进行修正。图中冷却液温度传感器监测到的冷却液温度对冷起动喷油量进行修正。图中阴影阴影B B即表示用即表示用ECUECU控制冷起动喷油器喷油的范围。控制冷起动喷油器喷油的范围。第三十三页,讲稿共八十九页哦3 3、喷油量的控制、喷油量的控制喷油器的基本控制电路喷油器的基本控制电路第三十四页,讲稿共八十九页哦(1)起)起动动工况工况起动时的喷油脉宽通常不采用根据进气量(或进起动时的喷油脉宽通常不采用根据进气量(或进气压力)和发动机转速计算确定,这与起动机起气压力)和发动机转速计算确定,这与起动机起动后的控制不同。在发动机起动
22、时,转速波动大,动后的控制不同。在发动机起动时,转速波动大,无论无论D D型系统中的进气压力传感器还是型系统中的进气压力传感器还是L L型系统型系统中的空气流量计,都不能精确地确定进气量,中的空气流量计,都不能精确地确定进气量,进而影响合适的喷油脉宽的确定。因此,在进而影响合适的喷油脉宽的确定。因此,在起动时,起动时,ECUECU根据当时的发动机冷却液温度,由根据当时的发动机冷却液温度,由存储器中的冷却液温度存储器中的冷却液温度喷油时间图找出相应喷油时间图找出相应的喷油脉宽图,然后用进气温度和蓄电池电压的喷油脉宽图,然后用进气温度和蓄电池电压等参数进行修正,得到起动时的喷油脉宽。等参数进行修正
23、,得到起动时的喷油脉宽。第三十五页,讲稿共八十九页哦(2)起)起动动后后喷喷油控制油控制发发动动机机转转速速超超过过预预定定值值时时,ECU确确定的定的喷喷油脉油脉宽宽信号信号满满足下式:足下式:喷油脉宽基本喷油脉宽喷油脉宽基本喷油脉宽喷油修喷油修正系数十电压修正值正系数十电压修正值 第三十六页,讲稿共八十九页哦1断油控制断油控制(1)减速断油)减速断油(2)发动机超速断油)发动机超速断油(3)汽车超速行驶断油)汽车超速行驶断油2加速喷油控制加速喷油控制为为保保证证发发动动机机有有良良好好的的加加速速性性能能,电电脑脑使使喷喷油油器器在在加加速速时时额额外外地地喷喷射射部部分分汽汽油油。电电脑
24、脑根根据据如如下下信信号号作作出出加加速速喷喷油油量量修修正正:1)1)节节气气门门位位置置传传感感器器信信号号。当当节节气气门门开开度度迅迅速速增增大大时时,电电脑脑在在正正常常喷喷油油脉脉冲冲之之间间又又额额外外地地输输出出一一个个喷喷油油脉脉冲冲信信号号,使使喷喷油油器器多多喷喷一一次次油油。2)2)冷冷却却水水温温传传感感器器信信号号。发发动动机机温温度度较较低低时时,加加速速时时的的喷油时间相对较长喷油时间相对较长.(3)其它情况的其它情况的喷喷油控制方式油控制方式第三十七页,讲稿共八十九页哦第四节第四节典型电控汽油喷射系统典型电控汽油喷射系统第三十八页,讲稿共八十九页哦(一)电子控
25、制汽油喷射系统简称(一)电子控制汽油喷射系统简称EFI(ElectronicFuelInjectionSystem),是用),是用电子控制器控制执行机构电子控制器控制执行机构喷油器,在合喷油器,在合适的时刻供给发动机所需要的汽油量。当适的时刻供给发动机所需要的汽油量。当发动机运转时,发动机运转时,ECU接收多种传感器送来的接收多种传感器送来的信息,对这些信息进行处理,并根据专门程信息,对这些信息进行处理,并根据专门程序对发动机在各种工况下所需的汽油量进行序对发动机在各种工况下所需的汽油量进行计算,然后向喷油器发出指令,使喷油器在计算,然后向喷油器发出指令,使喷油器在合适的时刻将汽油直接喷射到发
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