汽车电喷系统ppt课件.ppt

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1、1,汽 车 电 器,主讲：毛矛,2,第七章 电子燃油喷射系统,简称EFI: Electronic Fuel Injection在此基础上发展出发动机电子控制系统，对发动机的燃油喷射、点火时刻、怠速和废气再循环等进行集中控制。本章系统地介绍各种电喷系统和发动机电控系统的结构、原理以及检测诊断的维修方法。,3,7.1 电喷系统的概念、类型及特点,7.1.1 电喷的概念电喷系统是按照发动机各种工况的要求和进气量控制喷油量，实现空燃比的最佳控制。,4,7.1.1 电喷的概念,电喷系统工作时，ECU根据控制程序和各传感器输入的检测信号确定喷油量向喷油器提供喷油脉冲信号，,5,7.1.1 电喷的概念,喷油

2、器将定量的燃油以一定的压力喷向各缸进气歧管（多点喷射）或节气门上方（单点喷射），与空气混合可燃混合气吸入发动机点火燃烧做功。,6,7.1.2 电喷系统的类型及特点,1、多点/单点喷射系统按照喷油器数量和位置，分为多点喷射（MPI）和单点喷射系统（SPI）两类。,7,7.1.2 电喷系统的类型及特点,MPI是在每缸进气歧管进气门的上方分别安装一个喷油器，ECU控制各喷油器的喷油时刻和喷油量，分别与各进气歧管的空气混合形成混合气。,8,7.1.2 电喷系统的类型及特点,9,7.1.2 电喷系统的类型及特点,SPI是在进气管集合部只安装一个喷射器（通常称为节气门喷射体）。ECU控制该喷油器的喷油时刻

3、和喷油量，形成混合气后再分配到各缸进气歧管。,10,7.1.2 电喷系统的类型及特点,2、间歇/连续喷射系统按照喷油方式分类。间歇喷射：由ECU控制各缸的喷油量和喷油时刻，间歇地向各缸进气歧管喷油。也叫“脉冲喷射”进一步可分为同时喷射、分组喷射、顺序喷射3种。,11,7.1.2 电喷系统的类型及特点,连续喷射：采用机械或机电混合式控制各缸喷油量，连续地喷油。如波许公司的K型和KE型，应用在早期奥迪上。,12,7.1.2 电喷系统的类型及特点,3、质量流量式、速度密度式和节流速度式按照进气量的检测方式分类。质量流量式（Mass-flow）：由空气流量计直接测量发动机进气量，ECU根据进气量和发动

4、机转速，计算出每个循环各缸的进气量，从而确定相应的喷油量。如波许公司的L型和LH型。,13,7.1.2 电喷系统的类型及特点,速度密度式（SpeedDensity）：利用进气管绝对压力和发动机转速信号计算出每一工作循环各缸进气量，进而确定喷油量。如D型。节流速度式（ThrottleSpeed）利用节气门开度和发动机转速信号计算每一工作循环各缸进气量，从而确定喷油量。,14,7.1.2 电喷系统的类型及特点,4、单独控制/集中控制系统单独控制只控制空燃比，点火时刻、怠速等由其他ECU控制。90年代初以前多此类。集中控制系统又称发动机电控系统，由一个电控单元完成空燃比、点火时刻、怠速等发动机的全部

5、控制。90年代中以后均属该种类型。,15,7.1.2 电喷系统的类型及特点,5、空燃比 开环/闭环 控制系统按照控制系统有无反馈控制分类。开环系统：把发动机不同工况下的最佳喷油量存在储存器内，发动机运行时，ECU根据各传感器的信号确定喷油量。闭环控制：在排气管内增加氧传感器作为空燃比的反馈信号，进行喷油量的修正。,16,7.2 L型电喷系统,L型电喷L-Jetronic，属多点电喷，波许研发生产。LE型、LH型系统和Motronic系统均是在L型电喷基础上发展而来。7.2.1 L型电喷系统的组成L型电喷系统的组成如图7-3。整个系统分为供油系统、进气系统和控制系统 3个子系统。,17,7.2

6、L型电喷系统,18,7.2.2 供油系统,1、系统组成和工作过程电动燃油泵将燃油从油箱中泵出，经滤清器进入燃油管，经压力调节器调节压力，使燃油压力与进气压力之差保持恒定。,19,7.2.2 供油系统,燃油经燃油管输送给各缸喷油器和冷起动阀，喷油器根据ECU的信号，定时定量地将燃油喷射到进气歧管内。,20,7.2.2 供油系统,2、电动燃油泵作用：向燃油系统输送一定压力的燃油。由：永磁电动机、油泵转子、滚柱和泵体等组成。,21,7.2.2 供油系统,工作原理：燃油泵工作时，永磁电动机驱动油泵转子和滚柱一起旋转，使泵体与转子之间的空腔容积发生变化。,22,7.2.2 供油系统,进油口一侧容积不断增

7、加产生真空，将燃油吸入。出油口一侧容积不断减少，将燃油加压后泵出。,23,7.2.2 供油系统,进油口一端设有限压阀，防止管路堵塞造成油压过高。油压超过300kpa时，限压阀打开，燃油流回进油口。,24,7.2.2 供油系统,出油口一端设有单向阀（止回阀），防止发动机熄火后管路中燃油倒流，以保持供油系统剩余压力。,25,7.2.2 供油系统,早期电动燃油泵装在油箱外部。90年代后，直接将燃油泵安装在油箱内。使用时，不要将油箱中的油耗尽，以免烧坏油泵。,26,7.2.2 供油系统,3、燃油滤清器作用是滤除汽油中的杂质。滤清器壳体内有一个纸质滤芯，滤芯的孔径平均为10um，后面串接一个纤维过滤网提

8、高滤清效果。应按规定行驶里程（约1万KM）更换燃油滤清器。,27,7.2.2 供油系统,4、压力调节器调节供油压力与进气管压力之差保持恒定，使喷油量不受进气压力波动的影响，由喷油时间决定。由金属壳体组成的内腔，被膜片分成两室，膜片的一侧压着弹簧，另一侧承受燃油压力。,28,7.2.2 供油系统,弹簧室内有一真空管与节气门后方的进气管相通，承受进气压力。当燃油压力超过上方（弹簧+进气压力）时，膜片上移，回油孔开启，使超压的燃油流回油箱。使供油压力随进气压力变化，供油压力与进气压力之差保持恒定，约为250kpa,29,7.2.2 供油系统,30,7.2.2 供油系统,5、喷油器喷油器在ECU的控制

9、下向各缸进气歧管定时定量地喷油。喷油器体内装有电磁线圈，头部的针阀与衔铁结合成一体。,31,7.2.2 供油系统,当ECU接通喷油器电路时，电磁线圈通电，产生的电磁力将衔铁与针阀吸起，燃油从针阀头部的环形间隙喷出并雾化。,32,7.2.2 供油系统,针阀的升程约0.1mm，喷油器每次开启时间约为210ms。开启时间越长，喷油量越多。多缸发动机通常采用分组喷射和顺序喷射。,33,7.2.2 供油系统,型电喷系统采用分组喷射，将喷油器分成组，每组有个喷油器。同一组喷油器采用同时喷射方式，不同组的喷油器交替喷射。每个工作循环，每组喷射1、2次。喷油正时由ECU根据分电器内的曲轴位置传感器信号或点火信

10、号决定。,34,7.2.2 供油系统,顺序喷射：在一个工作循环内，各喷油器按发动机工作顺序，依次在本气缸排气行程上止点前喷油一次。各喷油器喷油时间和喷油量由ECU分别独立控制。,35,7.2.2 供油系统,如：发动机转速为4600rpm时，喷油间隔时间仅0.0065s，所以，顺序喷射控制精度高，各缸混合气均匀性好，提高了发动机的动力性、经济性，减少了排放。,36,7.2.2 供油系统,、冷启动阀 和 温度时间开关冷启动阀的作用是冷车起动加浓，喷油量由温度时间开关控制。冷启动阀的结构与喷油器相似。,37,7.2.2 供油系统,低温（冷却液温度低于）起动时，温度时间开关控制冷启动阀电磁线圈形成电流

11、回路，冷起动阀喷油；常温起动时，冷起动阀不喷油。,38,7.2.2 供油系统,温度时间开关安装在发动机冷却水道上，控制冷起动阀的喷油时间。起动时的冷却液温度越低，冷起动阀喷油时间越长。温度越高，喷油时间越短。冷却液温度高于30 时，冷起动阀不喷油。,39,7.2.3 进气系统,1、系统的组成及工作过程进气系统由空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气歧管等组成。,40,7.2.3 进气系统,空气经滤清器，由空气流量计进行检测，再通过节气门进入各缸进气歧管。,41,7.2.3 进气系统,42,7.2.3 进气系统,节气门由驾驶员通过加速踏板操控，控制进气量的大小。在节气门旁通道上装有怠速空

12、气阀，控制怠速进气量的大小，实现怠速控制。 ECU把空气流量信号作为控制喷油量的主要依据之一。,43,7.2.3 进气系统,2、叶片式空气流量计型系统采用叶片式空气流量计。流量计内腔的空气通道上装有空气流量叶片，叶片的偏转角度随进气量变化,44,7.2.3 进气系统,进气量增加，气流对叶片作用力加大，叶片转角增大，与回位弹簧作用力相平衡，使电位计向ECU输出的电压信号增大。ECU根据电位计输出的电压信号确定进气量的大小。,45,7.2.3 进气系统,流量计中设有阻尼板，以克服进气管压力波动造成的叶片振动。叶片一侧设有怠速进气旁通道，由调节螺钉调节流量，以调节怠速时混合气的浓度。进气温度传感器安

13、装在流量计的进气通道上。,46,7.2.3 进气系统,、节气门体节气门体控制发动机运行工况。包括控制进气量的节气门通道和怠速空气旁通道。节气门位置传感器安装在节气门轴上，用来检测节气门开度。,47,7.2.3 进气系统,发动机怠速运行时，节气门完全关闭，旁通道进气。冷车时，怠速空气阀随冷却液温度变化自动调节旁通道开启截面，实现发动机快怠速调节。热车后，可通过怠速调整螺钉调整发动机的热车稳定怠速。,48,7.2.3 进气系统,双金属片式怠速空气阀结构如图7-16。冷车起动时，双金属片向下弯曲变形，闸状阀门开启截面增大，进气量增加，怠速升高。随着发动机温度升高和电流通过电热丝，使双金属片受热，缓缓

14、将阀门关闭，怠速逐渐降低，直至达到稳定的怠速。,49,7.2.4 电控系统,1、系统的组成由各传感器、电控单元ECU和执行器三部分组成。各传感器向ECU输入检测信号，ECU根据存储的控制程序和输入信号计算各缸所需喷油量，并向各缸喷油器输出喷油脉冲信号，实现空燃比控制。,50,51,7.2.4 电控系统,2、转速传感器该系统中以点火线圈“” 接线柱产生的脉冲信号作为转速信号。3、空气流量计采用叶片式，结构与工作原理前面已作了介绍。,52,7.2.4 电控系统,4、节气门位置传感器（TPS）节气门位置传感器的作用是检测节气门的开度。开关式节气门传感器又称节气门开关，主要由动触点、怠速触点、功率触点

15、等部分组成。,53,7.2.4 电控系统,动触点可在导向凸轮导轨内移动，导向凸轮随节气门轴一起转动。当节气门关闭时，动触点与怠速触点接触，测出发动机处于怠速状态；,54,7.2.4 电控系统,节气门完全打开时，动触点与功率触点接触，测出发动机处于全负荷状态；节气门部分开启时，动触点既不跟怠速触点接触，也不跟功率触点接触。表明发动机处于部分负荷状态。,55,7.2.4 电控系统,电位计式节气门位置传感器：有2个动触点，其中线性电位计滑动触点的输出电压信号随节气门开度线性增加。该种传感器多用于其他电喷系统中。,56,7.2.4 电控系统,5、冷却液温度传感器和进气温度传感器冷却液温度传感器安装在冷

16、却液管道上。利用负温度系数热敏电阻（温度升高阻值降低），检测冷却液温度。,57,7.2.4 电控系统,进气温度传感器安装在空气流量计的进气管道上，检测发动机进气温度。结构和工作原理与冷却液温度传感器相似。,58,7.2.4 电控系统,6、氧传感器氧传感器又称传感器，安装在发动机排气管上，用于检测排气中氧的浓度，作为电控单元进行空燃比反馈控制的输入信号。氧传感器有二氧化锆Zro2、二氧化钛Tio2等,59,7.2.4 电控系统,二氧化锆式：由二氧化锆固态电解质制成的锆管、铂电极、保护套和加热元件等组成。锆管安装在带螺纹的固定套中，内侧与大气相通，外侧与废气相通。,60,7.2.4 电控系统,锆管

17、内、外表面覆盖着一层多孔的铂膜作为电极，在铂膜的外表覆盖一层多孔陶瓷。二氧化锆在（300850）高温下使O2电离成O+，并在其内部传导。,61,7.2.4 电控系统,当混合气浓（1）时，排气中的含氧少，同时伴有未完全燃烧CO、HC、H2等成分，在铂的催化作用下与氧发生反应，使锆管外侧的氧气浓度变为零，两极间产生800-1000mV的电压；,62,7.2.4 电控系统,混合气稀（1）时，排气 中的含氧多，锆管内外两侧的氧气浓度差减小，两极间产生100mV的较小的电压 ；当混合气浓度为理论空燃比时（=1）时，两极间产生的电压发生突变。,63,7.2.4 电控系统,安装氧传感器的发动机应使用无铅汽油

18、，以免造成氧传感器中毒失效。加热元件由蓄电池供电，以加热锆管，使氧传感器处于最佳工作温度。,64,7.2.4 电控系统,闭环系统常配套使用“三元催化器”三元催化器是重要的机外净化装置，可将尾气中的CO、HC和NOx通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。,65,7.2.4 电控系统,三元催化器由壳体、减震层、载体和催化剂组成。催化剂的载体材料是以蜂窝状陶瓷镀氧化铝涂层。催化剂是铑、铂、钯三元。,66,7.2.4 电控系统,催化剂转化效率与温度相关，最佳400800，400时不能有效催化，当800时，可能因热损坏而导致三元催化器失效。三元催化器的转化效率与空燃比有关，在理论空燃比附近达

19、到最高。,67,7.2.4 电控系统,7、电控单元 电控单元是一个微电脑。装在一个金属壳内，防水和防热辐射，使用温度不应超过80，否则会影响电控部件的功能。电控单元根据转速和空气流量计的信号确定持续喷油时间Tp （主喷时间）。,68,7.2.4 电控系统,然后根据工况参数，如冷车起动、暖车、全负荷等信息，计算出修正系数K，得到修正时间 Tm=KTp 。蓄电池电压影响喷油器的开启时间，通过电压补偿时间Ts加以补偿。喷油器总喷射时间是上述三部分之和，即T=Tp+Tm+Ts,69,7.3 LH型电喷系统,LH型是L型的改进型。采用热线式空气流量计，不需运动部件，进气阻力减小，检测精度提高。,70,7

20、.3 LH型电喷系统,7. 3.1 系统的组成和特点LH型与L型相比，取消了冷起动阀和温度-时间开关，由ECU控制各缸喷油器实现冷车起动加浓；进气系统采用热线式空气流量计；ECU还增加了油泵控制、急减速断油和超速断油控制等功能。,71,LH型电喷系统,72,7.3 LH型电喷系统,7. 3.2 热线式/热膜式空气流量计1、热线式空气流量计由：白金热线、温度补偿电阻和控制线路等部分组成。如图7-24。,73,74,7.3 LH型电喷系统,白金热线和温补电阻安装在取样管内。取样管置于主空气通道中央。白金热线测量空气流量，温补电阻对进气温度进行补偿修正。控制电路使白金热线与温补电阻的温差保持不变。控

21、制电路将空气流量转化为电压信号。,75,7.3 LH型电喷系统,工作原理如图：在空气通道中放置白金热线RH，其热量被空气吸收。空气流量越大，带走热量越多。,76,7.3 LH型电喷系统,将白金热线RH和温补电阻RK分别置于惠斯顿电桥电路的两个桥臂上，控制电路使白金热线与吸入空气的温度差保持在100。,77,7.3 LH型电喷系统,空气流量增大，空气带走的热量增多，为保持热线温度，控制电路增大热线RH通过的电流；反之，则减小。,78,7.3 LH型电喷系统,精密电阻R3也是惠斯顿电桥的一个桥臂，将通过白金热线RH的电流信号转化为空气流量计的输出电压信号UM。,79,7.3 LH型电喷系统,若热线

22、玷污，其热辐射降低，会影响测量精度。发动机每次停机后，控制电路使热线高温加热1s，以烧掉热线上的污物。,80,7.3 LH型电喷系统,2、热膜式空气流量计热膜式空气流量计的结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同，如图7-26，采用热膜取代白金热线。热膜由发热金属铂固定在树脂薄片上制成。结构简单、工作可靠。,81,7.3 LH型电喷系统,7.3.3 电控系统 1、组成 三部分：各传感器、电控单元和各执行元件。LH型采用顺序喷射的方式，系统中增加了转速传感器、曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器，其检测信号作为确定各缸喷射时刻的依据。,82,7.3 LH型电喷系统,2、转速传感器 常用磁脉冲式。安装

23、在飞轮壳上，使磁脉冲探头正对飞轮齿圈，二者之间保持约0.51.5mm的间隙。,83,7.3 LH型电喷系统,发动机运转时，齿顶/齿根交替经过探头，传感器电磁线圈的磁通量交替变化，产生交流电压信号并输入电控单元。信号经滤波整形，作为发动机转速信号。,84,7.3 LH型电喷系统,3、曲轴位置传感器,工作原理与转速传感器相同。,85,7.3 LH型电喷系统,在飞轮端面上安装一个钢质正时销，曲轴每转一圈产生一个交流电压信号，该信号正对第一缸上止点位置，ECU结合转速信号可确定各缸上止点的位置。,86,7.3 LH型电喷系统,4、凸轮轴位置传感器通常安装在凸轮轴或分电器上，常用的结构形式有霍尔式和磁脉

24、冲式。,87,7.3 LH型电喷系统,7.3.4 电控系统其他控制功能LH型ECU除了喷油量控制外，还增加了燃油泵控制、怠速控制、急减速断油和最高速限制等功能。1、燃油泵控制ECU根据发动机转速、起动和点火信号，控制燃油泵继电器，接通/关断电源，实现燃油泵的控制。,88,7.3 LH型电喷系统,2、怠速控制 ECU根据节气门位置传感器、冷却液温度传感器、空调开关等输入信号，向怠速空气阀输出电流信号，控制怠速进气量，实现怠速控制。,89,7.3 LH型电喷系统,3、最高速限制和急减速断油为防止发动机超速，当nnmax时，停止喷油，待转速降至正常值再恢复喷油。为降低油耗和减少排污，节气门突然关闭时

25、，若n设定的n怠，ECU切断喷油脉冲，待转速降至设定的n怠时，恢复喷油。,90,7.4 D型电喷系统,又称“压力型电喷系统”。Speed Density Style特点是采用进气歧管绝对压力传感器取代L型的空气流量计，间接检测发动机进气量。压力传感器将进气管内的进气压力信号送给ECU，ECU根据压力输入信号和发动机转速信号计算出进气量，然后发出与之相对应的喷油脉冲信号，控制喷油器喷射适量的燃油。,91,7.4 D型电喷系统,D型系统同样分为供油系统，进气系统和电控系统三个子系统。与L型电喷系统相比，除进气系统与进气量的检测方式不同外，其他系统的结构与工作原理基本相同。,92,7.4 D型电喷系

26、统,742 供油系统与L型基本相同。743 进气系统1、系统的组成主要由空气滤清器、节气门、怠速空气阀和进气压力传感器等部件组成。,93,7.4 D型电喷系统,发动机工作时，节气门开度增大，节流作用减小，进气压力增大；反之，节气门开度减小，进气压力减小。即进气压力与进气量有关。各缸进气量可由发动机转速和进气压力确定。,94,7.4 D型电喷系统,2、进气压力传感器又称进气歧管绝对压力传感器。目前普遍应用压敏电阻式。其核心部分是压力转换元件和混合集成电路。为克服进气压力波动对检测信号的影响，用细孔径的软管将进气压力引入压力传感器内。,95,7.4 D型电喷系统,96,7.4 D型电喷系统,传感器

27、的压力转换元件是硅膜片，利用半导体的压阻效应。硅膜片是约为3mm的正方形，中部是2mm，厚约50微米的薄膜，,97,7.4 D型电喷系统,薄膜周围分布4个应变电阻，以惠斯顿电桥方式连接。薄膜一侧是真空室，另一侧承受进气压力。,98,7.4 D型电喷系统,进气压力越高，膜片变形越大，应变电阻的阻值与压力成正比利用惠斯登电桥将进气压力转变为电压信号，经混合集成电路放大后输出。,99,7.4 D型电喷系统,7.4.4 电控系统的组成1、电控系统的组成3部分：各传感器，ECU和各执行元件。ECU根据发动机转速和进气压力传感器的输入信号确定喷油脉冲的基本喷油时间。,100,7.4 D型电喷系统,2、喷油

28、时间的确定ECU内存储着满足理论空燃比要求的 “基本喷油时间与发动机转速、进气压力关系”的三维脉谱图。,101,7.4 D型电喷系统,发动机工作时，ECU根据转速和进气压力传感器信号确定基本喷油时间。然后根据节气门位置、冷却液温度、进气温度等信号对基本喷油时间进行修正，即可确定各喷油器的实际喷油时间。,102,7.5 单点电喷系统,单点喷射系统是在节气门体（进气总管处）上设置一只或两只喷油器，对发动机所有各缸集中喷射供油，喷射出的燃油再经各进气歧管分配到各个气缸。,103,7.5 单点电喷系统,单点电喷在结构布置上与化油器相似，具有结构简单、维修方便，成本低等优点。典型的单点电喷有波许公司的M

29、ono-Jetronic系统、美国通用的TBI（Throttle Body Injection）、福特的CFI（Central Fuel Injection)等。,104,7.5 单点电喷系统,105,7.5 单点电喷系统,7.5.1系统的组成单点电喷可将整个系统分为:供油系统、进气系统和电控系统三个子系统。,106,7.5 单点电喷系统,供油系统:由电动燃油泵10、燃油滤清器8、压力调节器7和喷油器6组成。,107,7.5 单点电喷系统,电动燃油泵将燃油从油箱中泵出，经滤清器输送给压力调节器和喷油器。,108,7.5 单点电喷系统,ECU控制喷油器将燃油间歇地喷入节气门上方，与空气混合形成混

30、合气后进入各缸进气歧管内。,109,7.5 单点电喷系统,由于喷油器安装在节气门上方，空气流速大，有利于燃油雾化，单点电喷的喷油压力低，与进气管的压力差通常为80100kPa。而MPI的喷油压力差约为250kPa。,110,7.5 单点电喷系统,进气系统由空气滤清器、节气门和节气门步进电机等组成。空气经空气滤清器、节气门体、各缸进气歧管进入气缸。,111,7.5 单点电喷系统,进气系统可在节气门前方安装空气流量计或在节气门后方安装进气压力传感器。单点电喷常通过节气门位置和发动机转速传感器信号确定进气量。,112,7.5 单点电喷系统,电控系统由电控单元、转速传感器、空气流量计（或进气压力、节气

31、门位置传感器）、进气温度、冷却液温度、氧传感器和喷油器等组成。电控单元根据控制程序和各传感器输入信号计算出喷油脉冲信号宽度，控制喷油器喷油。,113,7.5 单点电喷系统,7.5.2系统主要部件的结构和工作原理大部分部件与前面介绍的类似，下面是典型部件。1、中央喷射单元 结构如图7-36，主要由油压调节器、喷油器、节气门体和节气门组成，安装位置类似化油器。在节气门体上还装有节气门位置传感器、怠速调节装置等。,114,7.5 单点电喷系统,喷油器是中央喷射单元中的重要部件，在各种工况下，向气缸提供精确计量的雾化燃油。喷油器的结构如图7-37。扁平衔铁和球形阀熔焊在一起。球形阀下方有阀座，通过六个

32、径向布置的计量喷孔喷出燃油。在球形阀上方装有压缩弹簧和电磁线圈。,115,7.5 单点电喷系统,当喷油脉冲电流通过电磁线圈时，产生的电磁吸力克服弹簧压力将球形阀吸离阀座，使燃油喷出。电流切断时，弹簧使球形阀落座，停止喷油。压力调节器的作用是调节喷油压力保持稳定。油压升高时，增大回油阀开启截面，回油量增多；油压降低时，减小回油量。,116,7.5 单点电喷系统,2、节气门伺服电动机Mono-Jetronic系统在节气门轴上设有伺服电机。ECU根据冷却液温度、节气门位置传感器等信号，驱动伺服电机，自动控制节气门的开度，调节怠速时进气量，实现怠速控制。,117,7.5 单点电喷系统,电子节气门,11

33、8,7.6 发动机电控系统,发动机电控系统由单一的一个ECU控制发动机燃油喷射、点火时刻、怠速和排放等。典型的有波许的莫特朗尼克系统（MOTRONIC）、福特的发动机电子控制系统（EEC-IV）、通用的数字燃油喷射系统（DFI）、丰田计算机控制系统（TCCS）、日产发动机计算机集中控制系统（ECCS）等。,119,7.6 发动机电控系统,7.6.1 MOTRONIC的组成和功能基本组成和功能如图7-39。主要有电喷系统、电控点火系统、怠速控制系统等子系统。奥迪、富康等欧洲车系多采用。电控单元根据控制程序和各传感器输入的信号控制发动机的燃油喷射、点火时刻、怠速、燃油蒸汽控制和排气再循环等。,12

34、0,7.6 发动机电控系统,7.6.2 电喷系统和点火系统电喷系统可采用L、LH、D、MONO等形式，结构和工作原理与前面介绍的相同。点火系统具有闭合角、点火时刻和爆燃控制等功能。按高压的分配方式分:有/无分电器两类。,121,7.6 发动机电控系统,7.6.3 怠速控制系统发动机怠速工况是指发动机运行中，节气门开度最小，汽车处于空档，发动机只带附件而维持最低转速的稳定工况。怠速工况是汽车发动机常见的工况之一，所以，怠速控制是汽车发动机控制的一个重要环节。,122,7.6 发动机电控系统,为降低怠速时的排放，提高经济性，并使发动机在怠速时转速低而稳定，须进行怠速控制。开启空调时，系统能调节发动

35、机转速，适应空调工作的要求。怠速控制实质是对怠速时进气量的控制，有两种基本方式： 控制旁通道的旁通空气式； 控制节气门关闭位置的节气门直动式。,123,7.6 发动机电控系统,1、怠速控制系统的功能由怠速控制阀（ISCV）控制旁通道中空气流量，使发动机怠速运转总是处于最佳转速。发动机怠速控制系统接收各相关传感器的信号，由一台步进电机进行操作。,124,7.6 发动机电控系统,2、启动时的怠速控制发动机启动时，节气门关闭，进气量很小，此时怠速控制使旁通空气量达到最大，以改善启动性能。启动后，ECU根据冷却水温度对进气量进行调节，使发动机怠速运转稳定，并受到控制。,125,7.6 发动机电控系统,

36、3、发动机升温期间的怠速控制启动后的升温期间，怠速控制系统逐渐调整到由冷却水温度决定进气量，使发动机处于最佳的怠速运转状态。,126,7.6 发动机电控系统,4、发动机升温后的怠速控制升温结束后，怠速控制系统通过接收各传感器的信号，来检测发动机的负荷情况。所接收的信号包括变速器空档信号（标明当前变速档所处的位置），以及空调器开启信号。,127,7.6 发动机电控系统,根据以上信号，系统计算出最佳怠速转速，通过改变进气量，对发动机实际转速进行反馈控制，使怠速达到最佳值。,128,7.6 发动机电控系统,当变速器挂档或开启空调时，为防止负荷突然改变使发动机熄火，在负荷加载到发动机之前，负荷变化的信

37、号输入怠速控制系统，怠速控制阀（ ISCV ）动作确保发动机怠速运转稳定。,129,7.6 发动机电控系统,5、怠速控制阀 ISCV怠速运行时，ECU发出脉冲信号使步进电机转动，启闭阀门，控制进气量。步进电机的转子转动，带动螺杆上下移动，推动阀门，使空气流通面积变化，调节进气量。,130,7.6 发动机电控系统,131,7.6 发动机电控系统,132,7.6 发动机电控系统,7.6.4 排放控制包括：燃油蒸汽排放 和 废气再循环控制 1、燃油箱燃油蒸汽控制,133,7.6 发动机电控系统,为了控制燃油蒸汽逸出，燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附，当发动机运转时，再将燃油蒸汽吸入发动

38、机中。,134,7.6 发动机电控系统,发动机工作时，ECU向电磁阀输出电流信号使电磁阀开启，活性炭罐中的燃油蒸汽通过真空管吸入发动机进气歧管内，进入发动机中燃烧。,135,7.6 发动机电控系统,2、排气再循环控制EGR（Exhaust Gas Recirculation）指将一定量的排气重新吸入发动机中燃烧，以降低发动机燃烧温度，减少排气中NOx的含量。EGR影响混合气的着火性，降低发动机的功率，所以需根据工况进行适量的EGR。,136,7.6 发动机电控系统,排气循环量过少，不能有效地降低 NOx；循环量过大，发动机性能恶化。通常用EGR率作为控制指标：EGR率=最大EGR率一般不超过1

39、525%。,137,7.6 发动机电控系统,发动机工作时，ECU根据冷却液温度、转速、节气门位置传感器等信号和控制程序，向EGR阀输出控制信号，控制电磁阀打开和关闭。,138,7.6 发动机电控系统,电磁阀打开，接通EGR控制阀真空管，EGR控制阀开启，部分排气进入进气管，进行EGR；电磁阀关闭，切断EGR控制阀真空管，并将大气压力引入EGR控制阀上方，EGR控制阀关闭，停止EGR。,139,7.6 发动机电控系统,以下工况，停止EGR：（1）发动机起动时（2）怠速时（3）发动机低温时（4）发动机转速低于900r/min（5）发动机转速高于3200r/min,140,7.6 发动机电控系统,7

40、.6.5 故障自诊断、故障运行和安全保险 1、故障自诊断ECU随时监视电控系统各部件的工作。出现故障时，故障指示灯点亮，并将故障信息存储在存储器中。检修时，用测试仪从故障诊断座中读取故障信息，即可迅速查明故障原因。,141,7.6 发动机电控系统,2、故障运行和后备系统故障运行：某些传感器出现故障时，电控单元启用代用值，使发动机维持运行。出现故障时具有代用值传感器有：冷却液温度（80）、进气温度（25 ）、空气流量、进气压力、节气门位置等。,142,7.6 发动机电控系统,后备系统：当ECU控制程序出现故障时，ECU启用后备系统对发动机进行简易控制，使车辆维持运行，进入“跛行”状态。后备系统采

41、用专用集成电路，将喷油时间、点火时间、闭合角等发动机运行基本参数设定为某一固定值。,143,7.6 发动机电控系统,3、安全保险功能是指当电控系统某些重要的部件出现故障时，为确保安全，终止系统运行的功能。如：点火系统不工作，终止喷油；当ECU接受不到转速信号时，电动燃油泵停止运转，点火系统停止工作；当爆燃传感器出现故障时，ECU推迟点火提前角并终止爆燃控制程序。,144,7.6 发动机电控系统,145,OBD-故障码,世界各大汽车公司故障码和随车诊断装置各不相同，给汽车检测维修带来很大不便。美国汽车工程师学会SAE制定了新一代随车诊断装置OBD-，统一诊断座和诊断代码的标准。,146,OBD-

42、故障码,世界各大汽车公司从1996年起全面采用。同时，各种汽车测试仪也专门配备了标准OBD-测试卡和标准OBD-16测试接头。 OBD-16测试接头如图。各端子的用途见表7-9。故障码的含义见表7-10。,147,燃油直喷发动机,奥迪采用的燃油直喷技术称FSI。 FSI是Fuel Stratified Injection的缩写，燃油分层喷射，是一项创新的革命性技术。,148,燃油直喷发动机,燃油直喷发动机将喷油嘴安装在燃烧室内，直接喷射汽油；空气通过进气门进入，在燃烧室与汽油混合形成混合气，点燃作功。,149,燃油直喷发动机,直喷式汽油发动机采用类似于柴油发动机的供油技术，通过一个活塞泵提供1

43、00bar以上的压力，将汽油提供给位于气缸内的电磁喷油器。,150,燃油直喷发动机,FSI发动机的特点：均匀燃烧和分层燃烧。均匀燃烧：在全负荷时，燃油喷射与进气同步，燃油得到完全雾化，使混合气均匀地充满燃烧室，得到充分燃烧。均匀燃烧时空燃比是14.71。燃油的蒸发使混合气降温，避免了爆震的产生。在均匀燃烧情况下，既提高输出功率和扭矩，又降低了油耗。,151,燃油直喷发动机,分层燃烧：半负荷时，喷油嘴精确控制喷射时间及时刻（压缩行程终了时）。特别设计的燃烧室形状，使空气产生较强的涡流，与汽油充分混合。混合气的分布是火花塞周边浓，外围较稀。在顺利点火的情况下实现稀薄燃烧。,152,燃油直喷发动机,

44、稀薄燃烧的一个优点是隔绝了已燃混合气向气缸壁和气缸盖的散热，从而降低了发动机的热损耗。,153,燃油直喷发动机,FSI发动机采用可变进气歧管，由电子系统控制空气流量，实现无节流变质调节，提高了充气效率，获得更高的升功率。发动机的动态响应也变得更为直接。,154,燃油直喷发动机,FSI发动机在提高输出功率和扭矩的同时，提高了燃油经济性并降低排放。与传统发动机相比，相同排量的FSI发动机油耗显著降低。,155,燃油直喷发动机,缺点：1、在比较柔和的驾驶方式下才能分层燃烧，获得良好经济性；而在需要性能的时候必须转换到均匀燃烧，性能表现和省油不能同时满足。2、噪音比较大，尤其在低速的时候，声音类似柴油

45、机。,156,燃油直喷发动机,类似技术上世纪末已出现。如：三菱公司的GDI、奔驰的CGI、菲亚特的JTS系统和丰田的直喷技术。在发达国家采用该技术的发动机已经较为普遍。,157,燃油直喷发动机,技术起源三菱公司的GDI技术是早期的缸内直喷技术。没用在中国的三菱车上。随着三菱的没落，这项技术没有在三菱公司发扬光大。,158,燃油直喷发动机,技术分类 奔驰CGI:02年底，奔驰上市配有1.8L CGI汽油缸内直喷发动机的C级车。峰值功率125kW，扭矩比上一代增加了15%，使该车加速能力大幅提高。,159,燃油直喷发动机,当发动机转速只有1500rpm时即可输出扭矩的75%。轻踏油门，即可感觉到强

46、劲的动力输出。如果同排量车的油耗在10L/100Km，CGI发动机的油耗只有8L/100Km。,160,燃油直喷发动机,奔驰的CGI和奥迪的FSI技术同源。 他们从构造到原理，甚至配件供应厂家都一样。菲亚特的JTS属于非主流的技术，应用的车不多。特点是将燃油直喷和涡轮增压结合在一起，与奥迪的TFSI类似，这种发动机在高转速和低转速下都可以输出充沛的动力。,161,燃油直喷发动机,丰田在国外的各车型普遍采用了直喷发动机（从低端的爱丽斯到雷克萨斯）。不过雷克萨斯新的LS460发动机采用了双喷油技术，在进气歧管和缸内各有一个喷油嘴，兼顾了两种喷射的优点，比较先进。,162,燃油直喷发动机,总体来说，

47、各大汽车厂的缸内直喷技术从构造到原理都是大同小异。奥迪的FSI将燃油缸内直喷技术带到中国。从另一个角度说明奥迪FSI技术的适应性更强，2.0TFSI、3.2FSI、4.2FSI、5.2FSI，都在中国市场上出现了。能适用中国的油品。,163,复 习 思 考 题,1、电子燃油喷射系统的类型有哪些？2、简述L型电子燃油喷射系统的组成和各部件的作用？3、说明叶片式空气流量计的组成和基本工作原理？4、LH型电子燃油喷射系统在组成和性能方面有何特点？简述热线式空气流量计的工作原理？5、试比较D型电子燃油喷射系统和L型电子燃油喷射系统二者进气系统的差别？说明压敏电阻式进气压力传感器的工作原理？6、简述单点电子燃油喷射系统的组成？7、用框图表示发动机控制系统的组成？该系统有哪些基本功能？8、电喷发动机检修的基本规则？简述检修一般步骤？,