2章_发动机电控技术-燃油喷射系统50.ppt
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1、授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔第二章第二章汽油机燃油喷射系统汽油机燃油喷射系统授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔1.1.按喷射系统执行机构不同分类按喷射系统执行机构不同分类多多点点喷喷射射系系统统(MPIMPI):多多点点喷喷射射系系统统是是指指在在每每一一个个气气缸缸的的进进气气门门前前均均安安装装一一只只喷喷油油器器,喷喷油器适时喷油。油器适时喷油。单单点点喷喷射射系系统统(SPISPI):单单点点喷喷射射系系统统是是指指在在节节流流阀阀体体上上安安装装一一只只或或两两只只喷喷油油器器,向向进进气气歧歧管中喷油形成燃油混合气管中喷油形成燃油混合气,进气行程时燃油混合气被吸入
2、气缸内。进气行程时燃油混合气被吸入气缸内。2.2.按喷射控制装置的形式不同分类按喷射控制装置的形式不同分类机机械械式式:空空气气计计量量器器与与燃燃油油分分配配器器组组合合在在一一起起,空空气气计计量量器器检检测测空空气气流流量量的的大大小小后后,靠靠连连接接杆杆传传动动操操纵纵燃燃油油分分配配器器的的柱柱塞塞动动作作,以以燃燃油油计计量量槽槽开开度度的的大大小小控控制制喷喷油油量量,达达到到控控制制混混合气空燃比的目的。合气空燃比的目的。电电子子控控制制式式:根根据据各各种种传传感感器器送送至至电电脑脑的的发发动动机机运运行行状状况况的的信信号号,由由电电脑脑运运算算后后,发发出出控控制制喷
3、喷油油量量和和点点火火时时刻刻等等多多种种执执行行指指令令,实实现现多多种种机机能能的的控控制制.即即为为发发动动机机电电子子集集中中控控制制系系统。统。机机电电一一体体混混合合式式:在在燃燃油油分分配配器器上上安安装装了了一一个个由由电电脑脑控控制制的的电电液液式式压压差差调调节节器器,电电脑脑根根据据水温、水温、节节气气门门位置等位置等传传感器的感器的输输入信号控制入信号控制电电液式液式压压差差调节调节器器动动作作,以以调节调节燃油供燃油供给给量。量。2.1 汽油机燃油喷射系统概述汽油机燃油喷射系统概述 2.1.1 电控燃油喷射系统的分类 授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔3.3.按
4、喷射方式不同分类按喷射方式不同分类间间歇歇喷喷射射系系统统:在在发发动动机机运运转转期期间间汽汽油油间间歇歇喷喷射射是是在在进进气气过过程程中中的的某某时时间间内内进进行行的的,喷油量大小取决于喷油器持续开启时间喷油量大小取决于喷油器持续开启时间,即电脑指令的喷油脉冲宽度。即电脑指令的喷油脉冲宽度。连连续续喷喷射射系系:燃燃油油喷喷射射的的时时间间占占有有全全部部工工作作循循环环的的时时间间,连连续续喷喷射射都都是是喷喷在在进进气气道内道内,大部分燃油是在进气门关闭后喷射。大部分燃油是在进气门关闭后喷射。4 4按喷射位置的不同分类按喷射位置的不同分类进气道喷射式进气道喷射式缸内直接喷射式缸内直
5、接喷射式2.1 汽油机燃油喷射系统概述汽油机燃油喷射系统概述 2.1.1 电控燃油喷射系统的分类 授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔5.5.按喷射时序分类按喷射时序分类同同时时喷喷射射:同同时时喷喷射射是是指指发发动动机机在在运运转转期期间间,各各缸缸喷喷油油器器同同时时开开启启且且同同时时关关闭闭,由由电电脑脑的的同同一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作。一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作。分分组组喷喷射射:分分组组喷喷射射是是指指将将喷喷油油器器分分成成两两组组交交替替喷喷射射,电电脑脑发发出出两两路路喷喷油油指指令令,每每路路指指令令控控制一组喷油器。制一组喷油器。顺顺序序喷喷射
6、射:顺顺序序喷喷射射是是指指喷喷油油器器按按发发动动机机各各缸缸进进气气行行程程的的顺顺序序轮轮流流喷喷射射,它它具具有有喷喷射射正正时时,由由电电脑脑根根据据曲曲轴轴位位置置传传感感器器提提供供的的信信号号,辨辨别别各各缸缸的的进进气气行行程程,适适时时发发出出各各缸缸的的喷喷油油脉脉冲冲信号信号,以以实现实现次序次序喷喷射的功能。射的功能。2.1 汽油机燃油喷射系统概述汽油机燃油喷射系统概述 2.1.1 电控燃油喷射系统的分类 授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔6.6.按空气流量的检测方式分类按空气流量的检测方式分类 可分为可分为:歧管压力计量式(歧管压力计量式(D D型型EFIEF
7、I系统)系统)翼片式或叶片式(翼片式或叶片式(L L型型EFIEFI系统)系统)卡门旋涡式(卡门旋涡式(L L型型EFIEFI系统)系统)热线式(热线式(LHLH型型EFIEFI系统)系统)热膜式(热膜式(LHLH型型EFIEFI系统)系统)1 1)、歧歧管管压压力力计计量量式式 将将歧歧管管压压力力和和转转速速信信号号输输送送到到电电脑脑,由由电电脑脑根根据据该该信信号号计计算出充气量算出充气量,再产生与之相对应的喷油脉冲再产生与之相对应的喷油脉冲,控制喷油器喷射适量的燃油控制喷油器喷射适量的燃油.2 2)、翼翼片片式式和和卡卡门门旋旋涡涡式式 其其计计量量方方式式属属于于体体积积流流量量型
8、型,即即通通过过计计量量气气缸缸充充气气的的体体积积,将将物物理理量量转转变变成成电电信信号号输输送送至至电电脑脑,电电脑脑计计算算出出与与该该体体积积的的空空气气相相适适应应的喷油量以控制混合气空燃比。的喷油量以控制混合气空燃比。3 3)、热热线线式式和和热热膜膜式式 直直接接测测量量进进入入气气缸缸内内空空气气的的质质量量,将将该该空空气气的的质质量量转转换换成成电电信信号号,输输送送给给电电脑脑,由由电电脑脑根根据据空空气气的的质质量量计计算算出出与与之之相相适适应应的的喷喷油油量量,以以控控制空燃比在最佳制空燃比在最佳值值。2.1 汽油机燃油喷射系统概述汽油机燃油喷射系统概述 2.1.
9、1 电控燃油喷射系统的分类 授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔1.1.能实现空燃比的高精度控制能实现空燃比的高精度控制2.2.充气效率高充气效率高3.3.瞬时响应快瞬时响应快4.4.起动容易起动容易,暖机性能好暖机性能好5.5.节油和排放净化效果明显节油和排放净化效果明显6.6.减速断油功能也能降低排放减速断油功能也能降低排放,节省燃油节省燃油7.7.便于安装。便于安装。2.1 汽油机燃油喷射系统概述汽油机燃油喷射系统概述 2.1.2 电控汽油喷射系统的优点授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔一般由四个部分组成一般由四个部分组成 (1-0)(1-0)1.燃油供给系统 2.空气供给系统
10、 3.点火系统 4.电子控制系统2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理2.2.1 电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射系统的组成授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔功用:向发动机精确提供各种工况下所需要的燃油量。功用:向发动机精确提供各种工况下所需要的燃油量。组组成成:油油箱箱、电电动动燃燃油油泵泵、过过滤滤器器、燃燃油油脉脉动动阻阻尼尼器器、燃燃油油压压力力调调节节器器、喷油器、冷起动喷油器、供油总管等。如喷油器、冷起动喷油器、供油总管等。如图图2-52-5所示。所示。2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理2.2.1 电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射系统的组成1、燃油供给
11、系统、燃油供给系统(1-1)授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔功用:提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。功用:提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。组组成成:空空气气滤滤清清器器、进进气气压压力力传传感感器器(D D型型)或或空空气气流流量量计计(L L型型)、节节气门、怠速空气调整器等。气门、怠速空气调整器等。图图2-42-4是是L L型系统的进气系统示意图。型系统的进气系统示意图。2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理2.2.1 电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射系统的组成2、空气供给系统空气供给系统(1-1)授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔功用:根据发动机
12、运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量。功用:根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量。组成:传感器、组成:传感器、ECUECU、执行器三部分,如执行器三部分,如图图2-62-6所示。所示。2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理2.2.1 电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射系统的组成3、电子控制系统、电子控制系统(3-1)传传感感器器:是是信信号号检检测测与与转转换换装装置置,安安装装在在发发动动机机的的各各个个部部位位,其其功功用用是是检检测测发发动动机机运运行行状状态态的的电电量量参参数数、物物理理参参数数和和化化学学参参数数等等,并并转转换换成成ECUECU能能够
13、识别的电信号输入够识别的电信号输入ECUECU。ECUECU:发发动动机机控控制制系系统统的的核核心心部部件件。ECUECU中中保保存存了了发发动动机机各各种种工工况况的的最最佳佳喷喷油油持持续续时时间间,在在接接收收了了各各种种传传感感器器传传来来的的信信号号后后,经经过过计计算算确确定定满满足足发发动机运转状态的喷油量和喷油时间。动机运转状态的喷油量和喷油时间。执执行行器器:是是控控制制系系统统的的执执行行机机构构,它它接接受受ECUECU发发出出的的各各种种控控制制指指令令,完完成成具具体体的的控控制制动动作作,从从而而使使发发动动机机处处于于最最佳工作状态。佳工作状态。授人以鱼不如授人
14、以渔授人以鱼不如授人以渔1、燃油压力的建立与燃油喷射方式、燃油压力的建立与燃油喷射方式 各各种种电电控控燃燃油油喷喷射射系系统统的的喷喷油油压压力力都都是是由由燃燃油油泵泵提提供供的的。油油箱箱内内的的燃燃油油被被燃燃油油泵泵吸吸出出并并加加压压至至 350 kPa左左右右,经经过过燃燃油油滤滤清清器器滤滤去去杂杂质质后后,被被送送至至发发动动机机上上方方的的分分配配油油管管,分分配配油油管管与与安安装装在在各各缸缸进进气气歧歧管管上上的的喷喷油器相通。油器相通。喷喷油油器器是是一一种种电电磁磁阀阀,由由ECU控控制制,通通电电时时电电磁磁阀阀开开启启,压压力力燃燃油油以以雾状喷入进气歧管,与
15、空气混合,在进气行程中被吸入气缸。雾状喷入进气歧管,与空气混合,在进气行程中被吸入气缸。分分配配油油管管的的末末端端装装有有燃燃油油压压力力调调节节器器,用用来来调调整整分分配配油油管管中中的的压压力力,使使油压保持某一定值(约油压保持某一定值(约250300 kPa)。)。多余燃油经回路返回油箱。多余燃油经回路返回油箱。2.2.2 电控燃油喷射系统(电控燃油喷射系统(EFI)的工作原理的工作原理(一)、(一)、D型型EFI系统系统2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔2、进气量的控制与测量、进气量的控制与测量进进气气量量由由驾驾驶驶员员通通过过
16、加加速速踏踏板板操操纵纵节节气气门门来来控控制制。节节气气门门开开度度不不同同,进进气气量量也也不不同同,同同时时进进气气歧歧管管内内的的真真空空度度也也不不同同。在在同同一一转转速速下下,进进气气歧歧管真空度与进气量由一定关系。管真空度与进气量由一定关系。进进气气压压力力传传感感器器将将进进气气歧歧管管内内真真空空度度的的变变化化转转换换成成电电信信号号的的变变化化,并并传传送给送给ECU,ECU根据进气歧管真空度的大小计算出发动机的进气量。根据进气歧管真空度的大小计算出发动机的进气量。2.2.2 电控燃油喷射系统(电控燃油喷射系统(EFI)的工作原理的工作原理(一)、(一)、D型型EFI系
17、统系统2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔3、喷油量和喷油时刻的确定、喷油量和喷油时刻的确定喷喷油油量量由由ECU控控制制。ECU根根据据进进气气压压力力传传感感器器测测量量的的信信号号计计算算出出进进气气量量,再再根根据据曲曲轴轴位位置置传传感感器器测测量量的的信信号号计计算算出出发发动动机机转转速速,根根据据进进气气量量和转速计算出相应的基本喷油量。和转速计算出相应的基本喷油量。ECU控控制制各各缸缸喷喷油油器器在在每每次次进进气气行行程程开开始始之之前前喷喷油油一一次次,并并通通过过控控制制每每次次喷喷油油的的持持续续时时间间来来控控制制
18、喷喷油油量量。喷喷油油持持续续时时间间越越长长,喷喷油油量量就就越越大大。一般每次喷油的持续时间为一般每次喷油的持续时间为 21 ms。各各缸缸喷喷油油器器每每次次喷喷油油的的开开始始时时刻刻由由ECU根根据据曲曲轴轴位位置置传传感感器器测测到到的的1缸缸上止点的位置来控制。然后按发动机既定的发火顺序依次向各缸喷油。上止点的位置来控制。然后按发动机既定的发火顺序依次向各缸喷油。2.2.2 电控燃油喷射系统(电控燃油喷射系统(EFI)的工作原理的工作原理(一)、(一)、D型型EFI系统系统2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔4、不同工况下的控制模
19、式、不同工况下的控制模式电电控控燃燃油油喷喷射射系系统统能能根根据据各各个个传传感感器器测测得得的的发发动动机机各各种种运运转转参参数数,判判断断发发动动机机所所处处的的工工况况,并并选选择择不不同同模模式式的的程程序序来来控控制制发发动动机机的的运运转转,实实现现起起动动加加浓浓、暖暖机机加加浓浓、加加速速加加浓浓、全全负负荷荷加加浓浓、减减速速调调稀稀、强强制制怠怠速速断断油、自动怠速控制等。油、自动怠速控制等。D型型系系统统的的结结构构简简单单、工工作作可可靠靠。但但由由于于采采用用压压力力作作为为控控制制喷喷油油量量的的主主要因素,因此当大气状况较大变化时,会影响控制精度。要因素,因此
20、当大气状况较大变化时,会影响控制精度。2.2.2 电控燃油喷射系统(电控燃油喷射系统(EFI)的工作原理的工作原理(一)、(一)、D型型EFI系统系统2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔L型型EFI系系统统是是在在D型型EFI系系统统的的基基础础上上,经经改改进进而而形形成成的的,它它是是目目前前汽汽车上应用最广泛的燃油喷射系统。车上应用最广泛的燃油喷射系统。L型型系系统统的的构构造造和和工工作作原原理理与与D型型系系统统基基本本相相同同,只只是是它它以以空空气气流流量量计计代代替替D型型系系统统中中的的进进气气压压力力传传感感器器,可可直直接
21、接测测量量发发动动机机进进气气量量,提提高高了了控制精度。控制精度。2.2.2 电控燃油喷射系统(电控燃油喷射系统(EFI)的工作原理的工作原理(二)、(二)、L型型EFI系统系统2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔电控燃油喷射发动机的喷射方式分:单点喷射电控燃油喷射发动机的喷射方式分:单点喷射SPI和多点喷射和多点喷射MPI多点喷射又分为:同时喷射、分组喷射、顺序喷射多点喷射又分为:同时喷射、分组喷射、顺序喷射喷喷油油正正时时的的实实质质:是是解解决决喷喷油油器器什什么么时时候候开开始始喷喷油油的的问问题题。所所有有缸缸内内喷喷射和多数进气道
22、喷射都采用射和多数进气道喷射都采用间歇喷射间歇喷射,因而就有何时开始喷油的问题。,因而就有何时开始喷油的问题。对于多点间歇喷射发动机,喷油正时分为:对于多点间歇喷射发动机,喷油正时分为:同步喷射、异步喷射。同步喷射、异步喷射。同步喷射:在既定的曲轴转角进行喷射,同步喷射:在既定的曲轴转角进行喷射,在发动机稳定工况的大部分时间里以同步方式工作。在发动机稳定工况的大部分时间里以同步方式工作。异步喷射:与曲轴转角无关的喷射,异步喷射:与曲轴转角无关的喷射,发动机在起动和加速时,会采用与曲轴转角无关的异步喷射。发动机在起动和加速时,会采用与曲轴转角无关的异步喷射。2.2.3 燃油喷射控制燃油喷射控制(
23、一)、(一)、喷油正时喷油正时2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔1 1、同时喷射同时喷射(1-6)即即 各缸喷油时刻相同。各缸喷油时刻相同。早早期期生生产产的的间间歇歇燃燃油油喷喷射射发发动动机机多多是是同同时时喷喷射射,其其喷喷油油器器控控制制电电路路和和控控制制程程序序都较简单。其控制电路如都较简单。其控制电路如图图2-82-8所示所示2.2.3 燃油喷射控制燃油喷射控制(一)、(一)、喷油正时喷油正时2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理所所有有喷喷油油器器并并联联,微微机机根根据据曲曲轴轴位位置置传传感感器器送送入入的的基基准
24、准信信号号,发发出出喷喷油油器器控控制制信信号号,控控制制功功率率三三极极管管VTVT的的导导通通和和截截止止,从从而而控控制制各各喷喷油油器器电电磁磁线线圈圈电电路路同同时时接通和切断,使各缸喷油器同时喷油。接通和切断,使各缸喷油器同时喷油。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔1 1、同时喷射同时喷射(1-6)特特点点:-曲曲轴轴每每转转一一周周,各各缸缸喷喷油油器器同同时时喷喷射射一一次次,即即一一个个工工作作循循环环中中各各缸缸喷喷油油器器同同时时喷喷射射两两次次。两两次次喷喷射射的的燃燃油油,在在进进气气门门打打开开时时一一起起进进入入气气缸缸。其控制波形如其控制波形如图图2-92
25、-9所示,喷射正时图如所示,喷射正时图如图图2-102-10所示。所示。2.2.3 燃油喷射控制燃油喷射控制(一)、(一)、喷油正时喷油正时2.2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理缺点:缺点:-简单;喷射正时与发动机进气、压缩、做功、排气的循环没有关系。简单;喷射正时与发动机进气、压缩、做功、排气的循环没有关系。-各缸对应的喷射时间不可能最佳,有可能造成各缸的混合气形成不一样。各缸对应的喷射时间不可能最佳,有可能造成各缸的混合气形成不一样。授人以鱼不如授人以渔授人以鱼不如授人以渔2 2、分组喷射、分组喷射 即多缸发动机分为若干组进行喷射,同一组各缸同时喷油,不同组间顺序喷油。即多缸发动机
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