汽车发动机电控技术第一章PPT课件.ppt
汽车发动机电控技术,491Q电喷发动机右视外型图,491电喷发动机左视外型图,491Q电喷发动机,为适应国家环保法规，发动机最大生产厂绵阳新晨动力机械有限公司与意大利玛瑞利和美国德尔福公司合作，先后开发出单点电喷发动机和多点电喷发动机，并已成为公司的主导产品。其中多点电喷发动机尾气排放能满足欧洲号标准，功率和扭矩相应提高，油耗降低。与化油器式发动机相比，电喷发动机在使用保养等方面有明显差异：,（）必须使用号以上无铅汽油。（）起动时不能踩油门。（）使用单点电喷发动机的汽车，油箱中必须保持足够燃油。（）发动机首次起动或非正常关机后起动，需要对发动机进行初始化设置：方法是将钥匙拧到点火位置，停留秒钟，关闭，秒后再重复该动作。（）在水温低于度或高于度时，发动机可能进入自动保护状况，转速会高于额定转速。,491Q电喷发动机,（）不能采取断开高压线的办法检查发动机每缸工作情况；发动机缺缸或烧机油时，要尽快修理，否则会损坏三元催化器。（）电脑板必须置于驾驶室内通风的地方，不得用水冲涮外壳。（）每行驶公里必须更换机油滤清器、汽油滤清器并清洁空滤器滤芯；每行驶万公里，必须清洗节流阀，并用超声波清洁装置清洗喷油嘴。（）发动机出现故障时，应首先检查是否属电线插头松动或接触不良。对于多数驾驶员，电喷发动机使用和维护与原有驾驶习惯不尽一致，需要有一个适应过程。积累了一定经验后，电喷机的优势会逐步显示出来，将会带给您更多的驾驶乐趣。,491Q电喷发动机,奥迪A6轿车电喷发动机,HL495JIQ多点电喷甲醇发动机,赛欧相同的1.6升多点电喷发动机,赛欧相同的1.6升多点电喷发动机,发动机型式:直4 8气门 多点电喷 排量 15981mL 最大功率 66KW/5600r/min 最大扭距 128Nm/2800r/min 压缩比 9.4：1 驱动型式 前置前轮驱动最高车速 150km/h，0-100km/h加速时间 19.5秒，油耗及排放90km/h等速 7.5L/100km排放标准 欧洲II,上气赛宝 SAC6420上汽集团-上汽集团仪征汽车有限公司 制造,原装美国康明斯Q系列电喷发动机，K系列电子调速机组等,广州本田新雅阁(accord)发动机,奇瑞东方之子发动机,三厢夏利n3 1.0发动机,威姿发动机,双环来宝S-RV发动机,法拉利发动机,学习目的和要求,汽油机的电子控制系统 了解电控汽油机的发展趋势 掌握电控汽油喷射系统的组成和工作原理。掌握电控汽油喷射系统的控制功能。了解自诊断系统 了解电控发动机维修专用仪器设备的使用 了解电控发动机控制系统部件检测,柴油机的电子控制系统 了解柴油机电子控制燃油喷射系统的发展过程及发展趋势。掌握柴油机的三代电控燃油喷射系统的划分方法，及其在喷油量控制、喷射压力控制、喷射定时控制、喷油速率控制等方面的区别。了解第一代位置控制式和第二代时间控制式的电控燃油喷射系统中的各种不同类型。掌握柴油机电控系统是如何实现喷油过程和进气过程的综合管理的。了解柴油机废气后处理各种措施及相应装置的基本工作原理。,学习目的和要求,主 要 内 容,汽油机的电子控制系统 本章由概述、工作原理、控制功能和发展趋势四部分组成。重点是工作原理和控制功能两部分内容。此两部分必须顺序学习。若要了解更详细的内容，请查阅参考资料。,主要内容,柴油机的电子控制系统 本章介绍了柴油机的三代电控燃油喷射系统的典型结构，增压压力和废气再循环电子控制系统，以及柴油机的废气后处理装置。重点的学习内容是掌握电子控制系统在如何保证柴油机的动力性和经济性的同时，有效地降低柴油机的排放。学习柴油机的喷油过程和进气过程的各个环节的控制是如何实现的，其中的重点是高压共轨系统的学习。通过学习应能理解为什么说高压共轨系统是柴油机的第三个里程碑。,总 论,第一节 概 述 汽油喷射是利用喷油器在低压下(250350kPa)将汽油以雾状喷入进气总管、进气道或气缸内，然后和空气混合形成可燃混合气。,电子控制汽油喷射系统(Electronic Fuel Injection，简称EFI，电喷系统)利用系统中的各传感器将监测到的发动机运行状态的参数(如空气流量、发动机转速、进气压力、进气温度、冷却液温度、排气中氧的含量等)转换成电信号，输入到发动机控制器(ECU，又称电控单元)中，控制器根据这些信号，计算出喷油器(喷油器的结构为电磁阀，通电时电磁阀开启喷油，通电时间的长短就决定了其喷油量的多少)的通电时间，并接通喷油器电路，使喷油器喷油，从而对喷油器的喷油时刻、喷油量进行精确的控制。,第一节 概 述,ECU还可根据各传感器输送来的信号对发动机的点火提前角进行精确控制。电控汽油喷射系统（Electronic Fuel Injection System）简称为EFI。它利用各种传感器检测发动机的各种状态，经微处理器的判断、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。,第一节 概 述,汽油喷射示意图 a)喷入进气道 b)多点喷射1一汽油分配管 2一喷油器 3一气缸盖 4一节气门5一进气管 6一发动机,第一节 概 述,电控汽油喷射系统,第一节 概 述,一、电控汽油喷射系统的发展,化油器发动机 电控（喷）发动机,一、电控汽油喷射系统的发展史,二、电控汽油喷射优点,1、改善了各缸混合气的均匀性2、提高发动机的动力性和经济性3、减少排放污染4、工况过渡圆滑5、改善了汽油机对地理及气候环境的适应性6、提高了汽油机高、低温启动性能和暖机性能,三、汽车电子控制系统,根据汽车的总体结构，汽车电子控制系统分为：1、发动机电子控制系统 2、变速器电子控制系统 3、底盘电子控制系统 4、车身电子控制系统根据控制功能，汽车电子控制系统又可分为动力性、安全性、舒适性和信息控制4种类型。,四、发动机电控系统的控制功能,1、发动机电控系统的主要控制功能电控燃油喷射（EFI）(喷油量、喷油时刻、燃油泵、燃油停供）,何时喷？,燃油控制,喷多少？,喷油正时,喷油脉宽,四、发动机电控系统的控制功能,2、发动机电控系统的主要控制功能点火控制（ESA）（点火时刻、通电时间、爆震控制）,何时点火？,点火控制,点火能量？,点火正时,闭合角控制,四、发动机电控系统的控制功能,3、辅助控制功能：1）怠速控制（ISC）（空调接通与切断、变速器挂档、动力转向泵接通与切断）2）排放控制（废气再循环、空燃比反馈控制、活性碳罐电磁阀控制、CO控制、二次空气喷射）3）进气控制（进气引导通路切换、涡流控制阀）4）增压控制（泄压阀、废气涡轮增压器）5）警告控制6）自我诊断和报警系统7）传感器故障预诊参考系统（失效保护）8）ECU故障备用控制系统,五、发动机电控系统的组成,发动机电控系统又称发动机管理系统EMS（Engine Management System）,ECU-Electronic Control Unit,控制软件,执行器,控制单元硬件,传感器,ECU,五、发动机电控系统的组成,传感器、电子控制单元、执行器,五、发动机电控系统的组成,发动机控制单元,空气流量传感器,燃油控制,燃油泵,喷油器,点火器,点火线圈,进气压力传感器,节气门位置传感器,进气温度传感器,发动机转速/曲轴位置传感器,凸轮轴位置传感器,冷却液温度传感器,爆震传感器,氧传感器,点火控制,火花塞,传感器,执行器,空气流量计,分电器,转速信号/曲轴转角信号,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,怠速信号节气门位置信号,点火开关,启动信号,车速传感器,刹车灯开关,空调开关,氧传感器,电源,喷油器组,点火器,空挡启动开关,点火线圈,分电器,前大灯,火花塞,雾灯,控制阀,真空开关阀,其它发动机系统,自诊断指示灯（诊断数据显示）,汽车发动机电子控制系统常用的传感器与开关信号,1、空气流量传感器（Air Flow Sensor，AFS）或进气歧管绝对压力传感器（Manifold Absolute Pressure Sensor，MAP）2、曲轴位置传感器（Crankshaft Position Sensor，CPS）和凸轮轴位置传感器（Cylinder Identification Sensor，CIS）3、节气门位置传感器（Throttle Position Sensor，TPS）4、爆震传感器（Detonation Sensor，DS）5、冷却液温度（水温）传感器（Coolant Temperature Sensor，CTS）,汽车发动机电子控制系统常用的传感器与开关信号,6、进气温度传感器（Intake Air Temperature Sensor，IATS）7、氧传感器或O2传感器（Oxygen sensor）8、车速传感器（Vehicle Speed Sensor，VSS）9、空挡安全开关信号（Neutral Start Switch，NSW）10、点火开关信号（Ignition switch，IGN）11、空调A/C（Air Conditioning Switch）选择与请求信号12、蓄电池电压信号BAT,发动机电子控制系统常用执行器,1、电动燃油泵2、电磁喷油器3、冷启动喷油器及热限时开关4、怠速控制阀（Idle Speed Control Valve，ISC或ISCV）5、活性炭罐及其电磁阀6、点火控制器与点火线圈,小 结,1.发动机电控系统的主要控制功能。燃油控制喷油器 点火控制火花塞 2.发动机电控系统的组成。3.掌握主要传感器和执行器位置查找方法。按功能查找,控制软件,思考作业,思考作业用框图描述发动机电控系统的组成。简述主要传感器和执行器位置查找方法。,六、电控汽油喷射系统组成,进气系统 供油系统 控制系统 点火系统,Electronic Fuel Injection Overview,燃油供给系统,电控燃油喷射系统,进气系统,电控系统,The Air Induction System,进气系统,空气滤清器,空气流量计,节气门,进气室,进气门,进气歧管,进气系统,进气系统框图,The Fuel Delivery System,燃油分配系统,喷油器,燃油压力调节器,回油管,供油管,燃油滤清器,燃油箱,燃油泵,供油系统,控制系统,Electronic Control System,控制系统,喷油器,喷油器激发器,节气门角度,冷却剂温度,空气流量,废气中氧含量,发动机转速,信号输入传感器,Basic System Operation,基本系统操作,空气流量计,点火线圈,冷却温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,电控单元,喷油器,点火系统,第二节 汽油喷射的分类,一、按喷射位置分类：1、缸内喷射 2、进气管喷射（缸外喷射）：单点喷射（节气门体喷射或集中喷射SPI、TBI或CFI）和多点喷射（MPI）,注：现在的电控汽油喷射发动机绝大多数采用多点喷射,福特汽车公司研究表明：缸内喷射的优越性在于能够实现稀薄混合气燃烧，有利于降低燃油消耗和控制排放。因此缸内喷射是发动机燃油喷射技术的发展方向，目前许多汽车公司正在致力于攻克喷油器工作寿命等关键技术问题。采用进气管喷射的汽车有：国产桑塔纳GLi、2000GLi、2000GSi，捷达AT、GTX，奥迪Audi100、Audi200，红旗CA7180E、CA7200E、CA7220E，夏利TJ7100E、TJ7130E型轿车和切诺基吉普车等。,一、按喷射位置分类：,二、按喷射方式分,1、连续喷射方式:又称稳定喷射（仅限于进气管喷射）,2、间歇喷射方式（脉冲喷射）1）同时喷射 2）分组喷射 3）顺序喷射（独立喷射）,注：现在绝大多数电控汽油机采用顺序喷射,三、按控制方式分,1、压力型（D型）,国产桑塔纳GLi、2000GLi型轿车、切诺基BJ2021型吉普车、夏利2000型轿车、部分进口丰田佳美（CAMRY）、皇冠（CROWN）3.0、本田雅阁（ACCORD）等型轿车采用D型MPI系统。,2、流量型（L型）,目前丰田大霸王（即子弹头PREVIA）小客车、丰田佳美（CAMRY）轿车与马自达MPV多用途汽车采用L型MPI燃油喷射系统。,3、热线型（LH型）,别克（BUICK）世纪（CENTURY）、凌志（LEXUS）LS400、尼桑风度（CEFIRO）、尼桑千里马（MAXIMA）、马自达626、1991年后出厂的奔驰600SE轿车等,4、卡门涡流型（LD型）,1、高压燃油喷射 2、低压燃油喷射,四、按喷射压力,五、按喷射装置的控制方式分,1、机械式汽油喷射系统（K型）2、机电结合式汽油喷射系统（KE型）3、电控燃油喷射系统 1）D型EFI 2）L型EFI 3）Mono系统,机械式汽油喷射系统（K型）,机电结合式汽油喷射系统（KE型）,EFI-D型,EFI-L型,Mono系统,3、电控燃油喷射系统,1）单一电控汽油喷射系统（D型、L型、LH型）2）发动机集中管理系统（M型）注：发动机集中管理系统已在轿车汽油机中得到普遍应用。如丰田凌志（LEXUS）LS400型和皇冠3.0型轿车的发动机控制系统与自动变速器共用一个ECU控制，而上海别克、一气捷达、尼桑风度（CEFIRO）和瑞典沃而沃（VOLVO）等轿车则各自用一个ECU控制。,六、按空气量的检测方式分,1、间接测量方式 1）节流速度方式（节气门开度和发动机转速）2）速度密度方式（进气歧管压力和发动机转速）2、直接测量方式 1）体积流量方式（翼片式或卡门涡流式）2）质量流量方式（热线式或热膜式）,间接测量方式,质量流量方式,小结,1、汽油机电子控制技术的应用使汽油机的综合性能得到全面的提升；2、发动机控制系统功能主要由电控燃油喷射、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统、失效保护、主电脑故障备用控制系统；3、发动机控制系统主要由信号输入装置、电子控制单元、执行器等组成；4、发动机控制系统的信号输入主要是通过各种传感器或其他控制装置将各种控制信号输入ECU的；5、执行器是受ECU控制、具体执行某项控制功能的装置；6、采用汽油喷射技术的汽油机，按喷射的位置分类有缸内喷射和进气管喷射两种汽油机；7、采用汽油喷射技术的汽油机，按汽油喷射方式不同，可分为连续喷射和间歇喷射两种汽油机；8、采用汽油喷射技术的汽油机，按汽油喷射方式不同，可分为机械式和电子式汽油机；9、采用汽油喷射技术的汽油机，按空气量测量方式不同，可分为间接测量方式和直接测量方式汽油机,
