_汽油机电控概述
第二章 汽油机电控概述
§第二章汽油机电控概述学习目标通过本章的学习应掌握汽油机微机控制系统基本构成及三个基本组成的作用、主要控制功能、汽油喷射的分类等基本内容；了解采用微机控制汽油喷射的主要优点。
§2.1汽油机电控系统及控制内容自1967年德国（Bosch）公司开发的D-Jetronic电控汽油喷射系统面世以来，经过几十年的发展，汽油机电子控制技术经历了从模拟电路到数字电路，从普通电子控制到微型计算机控制，从单一功能到综合控制的过程。
§2.1.1 汽油机电控系统的构成现在汽油机电控系统尽管种类繁多,但作为一个控制系统,它们具有与其它控制系统相同的三个基本组成部分：传感器、电控单元(Elcetronic Control Unit ,ECU)和执行组件构成如图2.1所示传感器的作用是将反映发动机运行状况的机械动作、热状态等物理量信息，转换成相应的模拟或数字电信号，并输送到电控单元。
每一个传感器都是一个完整的测量装置，它们传输的信息，是电控系统做出各种控制决策的依据，如果没有这些传感器，电控单元就无法实现对发动机的有效可靠控制。
一台发动机的电控系统应有多少个传感器，取决于控制功能的简繁和需要达到的控制精度。
一般而言，控制功能越多，控制精度要求越高，所需的传感器越多。
电控单元（ECU）是电控系统的核心。
主要任务是：向各种传感器提供它们所需的基准电压（如：2V、5V、9V、12V等）；接收传感器或其它装置输入信号，并将它们转换为微机能够处理的数字脉冲；储存输入的信息，运用内部已有的程序对输入信息进行运算分析，输出执行命令；根据发动机性能的变化，自动修正预置的标准值；将输入信息与设定的标准值进行比较，如发现数据异常，确定故障位置，并把故障信息储存在内存中。
执行组件是在电控单元控制下完成特定功能的电气装置。
在电控系统中，ECU对执行组件的控制，一般通过控制执行组件电磁线圈搭铁回路来实现。
§2.1.2 汽油机电控系统的主要控制功能汽油机微机控制系统的控制功能,视发动机生产年份、制造商、发动机类型等有很大的差异。
第一章 电控发动机概述1-汽油机电控技术及其发展
第一章电控发动机概述1-汽油机电控技术及其发展第一章电控发动机概述1、汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术是指通过电脑系统来控制汽车发动机的工作。
随着科技的发展以及环保要求的提高，汽油机电控技术在汽车行业中的重要性不断增加。
本章节将详细介绍汽油机电控技术的发展过程及其相关内容。
1.1 汽油机电控技术的起源汽油机电控技术的起源可以追溯到20世纪60年代，当时汽车行业开始引入电子设备来控制发动机的点火和供油系统。
这些电子设备包括发动机控制模块（ECM）、传感器和执行器等。
这些设备的引入有效提高了发动机的工作效率和排放性能。
1.2 汽油机电控技术的发展阶段在过去的几十年中，汽油机电控技术经历了多个发展阶段。
以下是其中的一些重要阶段的介绍：1.2.1 早期的电子燃油喷射系统早期的电子燃油喷射系统是最早应用于汽油机的电控技术之一。
这些系统使用传感器监测发动机的工作状态，并通过电脑系统控制燃油喷射器的喷油量和喷油时机，以实现更高的燃烧效率和低排放。
1.2.2 可变气门正时系统可变气门正时系统是一种能够根据发动机负载和转速等参数自动调整气门正时的技术。
通过控制气门的开启和关闭时机，可变气门正时系统可以提高发动机的功率输出和燃烧效率。
1.2.3 直接喷射燃油系统直接喷射燃油系统是一种能够将燃油直接喷射到气缸内的技术。
与传统的多点喷射系统相比，直接喷射燃油系统能够提供更高的燃烧效率和更低的排放。
1.2.4 涡轮增压系统涡轮增压系统是一种通过增加进气压力来提高发动机输出功率的技术。
涡轮增压系统通过控制涡轮的转速和转向来控制进气压力，从而实现对发动机的动力调整。
1.3 汽油机电控技术的未来发展趋势随着科技的不断进步和环保要求的提高，汽油机电控技术将继续发展。
以下是一些预计的未来发展趋势：1.3.1 更高的燃烧效率未来的汽油机电控技术将致力于提高发动机的燃烧效率，以减少燃油消耗和排放。
1.3.2 更精确的控制未来的汽油机电控技术将采用更先进的传感器和控制算法，实现对发动机的更精确控制，从而提高性能和稳定性。
第一章 电控发动机概述1-汽油机电控技术及其发展
第一章电控发动机概述1-汽油机电控技术及其发展第一章电控发动机概述1-汽油机电控技术及其发展汽油机电控技术是指利用电子设备控制汽油发动机的燃油喷射、点火、进气等关键参数，在提高发动机性能和经济性的同时，减少排放和提高环保性能。
1.1 汽油机电控技术的发展历程1.1.1 传统机械燃油系统传统的汽油发动机采用机械燃油系统，通过压力制造器官轨道燃油进入气缸内进行燃烧。
这种系统简单可靠，但无法实现精确的燃油控制，容易产生排放物过多和动力不稳定等问题。
1.1.2 电子喷射系统的出现为了提高汽油发动机的性能和环保性能，电子喷射系统应运而生。
这种系统可以通过计算机控制喷油嘴的开闭时间和喷油量，使燃油的喷射更加精确。
同时，电子喷射系统还可以实现多次喷射、直接喷射等技术，进一步提高了发动机的性能和经济性。
1.1.3 直接点火系统的应用直接点火系统是一种先进的点火技术，通过电子控制点火时机和点火能量，使点火更加准确和高效。
这种系统不仅可以提高燃烧效率，还可以减少尾气排放。
1.1.4 混合动力技术的兴起随着环保意识的增强，混合动力技术成为了汽油机电控技术发展的趋势。
混合动力系统通过电力与燃油的结合，实现了更低的燃油消耗和更低的尾气排放。
1.2 汽油机电控技术的主要内容1.2.1 发动机控制单元(ECU)发动机控制单元是汽油机电控系统的核心部件，负责监测各个传感器的信号并通过执行器控制发动机的工作。
ECU通过嵌入式计算机技术实时计算和控制燃油喷射、点火时机、气门控制等参数，以保证发动机的正常运行。
1.2.2 燃油喷射系统燃油喷射系统是汽油机电控系统中的重要组成部分，其目的是精确控制燃油的喷射量和喷射时机。
燃油喷射系统包括喷油嘴、燃油泵、压力调节器等组件。
1.2.3 点火系统点火系统负责在适当的时机引燃燃油气体，使其产生燃烧和推动发动机运转。
点火系统包括点火线圈、点火开关、火花塞等组件。
1.2.4 进气系统进气系统负责将空气引入发动机燃烧室，为燃油的燃烧提供氧气。
第一章电控发动机概述3汽油机电控系统的控制功能及方式
§1－3 汽油机电控系统的控制功能及方式
二、汽车发动机电控单元(ECU)主要功能
4、排放控制。 (1) 尾气排放污染控制 ECU通过排气管中安装的氧传感器，检测尾气
§1－3 汽油机电控系统的控制功能及方式
一、发动机管理系统的控制项目
控制系统类别 子系统名称
所用主要传感器种类
主要控制
喷油控制 点火控制
辅助控制
怠速控制 燃油泵控制 燃油蒸发排放控制
可变气门正时控制 可变进气系统控制 冷却风扇控制
喷油量控制 喷油定时控制 点火时刻控制
闭合角控制 爆震控制 发电机励磁控制 空调压缩机控制 废气再循环控制(EGR) 废气涡轮增压压力控制 二次空气喷射控制
二、汽车发动机电控单元(ECU)主要功能
6、辅助控制。 (1) 散热器风扇控制 ECU根据车速、水温和空调系统的工作状态，
来综合调节电动冷却风扇的冷却能力， 以降低冷却风 扇的能耗、噪声和振动，延长风扇电机的使用寿命。
(2) 发电机控制 ECU根据发电机输出电压的变化，调节发电机
励磁电流， 使发电机输出电压保持稳定。
②可变进气道节流技术。
ECU根据发动机转速、负荷、水温、进气温度和车 速等信号，控制进气管节流阀的旋转角度，引导气流偏转 产生涡流，并调节涡流比， 实现涡流控制，以促进发动机 在高、低转速时燃油蒸发充分、混合均匀，提高燃烧效率。
§1－3 汽油机电控系统的控制功能及方式
二、汽车发动机电控单元(ECU)主要功能
§1－3 汽油机电控系统的控制功能及方式
汽油机电控燃油喷射系统的工作原理
汽油机电控燃油喷射系统的工作原理
工作原理如下：
1.燃油供给：燃油泵将汽油从燃油箱中抽取并送至燃油喷嘴。
电喷控
制器通过传感器来感知发动机的工作状态和负荷情况，从而精确计算出发
动机需要的燃油量，并发送给燃油泵控制装置以实现燃油的供给控制。
2.燃油喷射：燃油喷嘴根据电喷控制器的指令，将精确计算出的燃油
量按照合适的喷射时机通过喷油嘴喉喷射到发动机的进气道内。
喷射时机
的控制精确到喷油的角度和喷油的时刻，对不同工况下的发动机有不同的
喷油策略。
3.燃油混合：喷射的燃油在进气道内与空气混合形成可燃混合气，在
汽缸内进行燃烧以释放能量。
通过精确控制燃油的喷射量和喷射时机，汽油机电控燃油喷射系统具
有以下几个优势：
1.提高燃烧效率：电喷系统能够精确控制喷油量，使燃油与空气混合
更加均匀，燃烧更完全，从而提高燃烧效率，减少燃料的浪费。
2.提高动力性能：通过控制喷射时机和喷射量，电喷系统能够实现更
快更准确的燃烧，使发动机的输出动力更加强劲。
3.减少尾气排放：电喷系统能够根据发动机工况实时调整燃油喷射量
和喷射时机，使燃烧更加完全，减少有害物质的产生，从而降低尾气排放。
4.提高稳定性：电喷系统能够通过传感器实时监测发动机的状态和负
荷情况，并根据实时数据进行喷油控制，确保发动机在不同工况下的稳定
运行。
综上所述，汽油机电控燃油喷射系统通过精确控制燃油的喷射量和喷
射时机，实现了高效燃烧和优化燃烧参数的自动调整，从而提高了发动机
的燃油利用率和动力性能，同时减少了尾气排放，使汽车更加环保和节能。
说明汽油发动机电控喷油系统燃油喷射的控制原理
说明汽油发动机电控喷油系统燃油喷射的控制原理
汽油发动机电控喷油系统的控制原理是通过一系列的传感器和控制模
块来检测发动机工作状态，如转速、负荷、氧气含量、水温等，然后根据
这些信息来控制燃油的喷射量和喷射时机。
具体地说，电控喷油系统中的主要部件包括发动机控制模块(ECU)、
氧气传感器(O2 sensor)、节气门位置传感器(Throttle position sensor, TPS)、水温传感器(Coolant temperature sensor)、空气流量传感器(Mass air flow sensor, MAF)和燃油喷射器。
当发动机启动时，ECU会读取传感器发来的数据，并根据预设的燃油
喷射曲线来计算喷油量和喷射时机。
在正常行驶过程中，ECU会不断地监
测发动机的工作状态，并根据需要进行调整，以使发动机能够保持最佳的
工作状态和燃油经济性。
在喷油的过程中，ECU控制燃油喷射器的喷油时间和数量，使其按照
正确的比例喷入发动机的进气道中。
同时，通过控制燃油喷射的时机和数量，ECU可以帮助发动机在不同负荷和转速下实现最佳的燃烧效率和动力
输出。
总之，汽油发动机电控喷油系统的控制原理是通过对发动机工作状态
的监测和调整，优化燃油喷射的时机和数量，以实现最佳的燃烧效率和性
能输出。
汽油机电控系统工作原理分析
汽油机电控系统工作原理分析汽油机电控系统是指通过电子技术、传感器和控制算法来实现对汽油机运行状态和性能的监测、调节和控制的系统。
其工作原理主要包括以下几个方面：1. 传感器检测：汽油机电控系统会安装各种传感器来检测发动机的运行状态，如氧气传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等。
这些传感器将发动机运行状态转化为电信号，并发送给控制单元（ECU）进行处理。
2. 数据处理：控制单元（ECU）接收到传感器传来的电信号后，会将这些信号进行处理和分析。
它会根据这些数据来判断发动机当前的工作状态，如氧气传感器数据可以用来计算燃烧效率，进气温度传感器数据可以用来调节进气量等。
同时，ECU还会根据预设好的控制算法来处理这些数据，生成相应的控制策略。
3. 控制策略生成：ECU根据传感器数据和控制算法生成控制策略，包括点火时机、燃油喷射量、排气调节等。
通过调整这些参数，ECU可以实现对发动机的精确控制，以提高燃烧效率、降低排放污染物、提升动力性能等。
4. 执行输出：ECU将生成的控制策略通过输出接口发送给执行机构，如点火线圈、喷油嘴、气门调节器等。
这些执行机构会根据ECU发送的指令来执行相应的动作，如点火线圈点火、喷油嘴喷油、气门开启和关闭等。
5. 反馈检测：电控系统还配备了反馈检测机制，用于监测执行机构的实际执行情况。
例如，点火系统可以通过曲轴位置传感器和火花塞传感器检测点火状态，喷油系统可以通过燃油压力传感器和喷油嘴压力传感器检测喷油量等。
ECU会实时监测这些反馈信号，如果发现与期望结果不符，会及时进行调整和修正。
总结起来，汽油机电控系统通过传感器对发动机运行状态进行检测，并将这些数据传输给控制单元（ECU）。
ECU根据预设的控制算法生成相应的控制策略，并通过输出接口发送给执行机构。
执行机构根据ECU的指令实施相应的动作，完成对发动机运行状态的精确控制。
通过这一系列的控制和反馈机制，汽油机电控系统能够提高发动机的燃烧效率、降低排放污染物、提升动力性能等。
汽油发动机电控系统概述
电控发动机的发展、 电控发动机的发展、优点与分类
二十世纪七十年代，单片微处理器被应用到汽车上产生了一种新的控制系统的 类型——微处理器（电脑）集中控制，博世公司命名为Motronic系统，即数字式 发动机控制（集中控制）系统；丰田公司命名为TCCS，日产公司命名为ECCS。集 中控制系统的特征是：从模拟电路发展到数字电路；控制的对象已不再局限于汽 油喷射的控制，还包括自动变速器的控制、制动防抱死的控制等等。电控汽油喷 射系统中进气量的检测方式也得到很大的改进： 1981年，日立公司和博世公司研制成功热线式空气流量计，称之为博世LH系 统。它的最大特点是反应快、阻力小，还能适应各种海拔高度的大气压力而不需 进行修正。 1980年，三菱公司首先推出了卡门（KARMAN）涡流式空气流量计，利用气流 流过涡流发生体后产生的卡门涡流的数量来推算进气流量。 1984年丰田公司推出了光学卡门涡流空气流量计。两者的不同之处是：三菱 公司的用超声波方式检测涡流，而丰田公司的产品用光学方式检测涡流。 博世公司对K型喷射系统作了进一步改进，于1982年开发出电子控制的机械 式连续喷射系统（波许KE系统），在燃油分配器上增设的电液调节器（电子差压 阀），能根据各种不同工况控制燃油量。 除了上述的多点汽油喷射系统（MPI），1980年出现的单点汽油喷射系统 （SPI），或称节气门体喷射系统（TBI），博世公司将其命名为Mono-Jetronic。 单点喷射系统价格低，大部分应用在小型车辆上。
汽油发动机电控系统概述
主讲：xxx 主讲：
内容提要
1
了解电控汽油发动机的发展、 了解电控汽油发动机的发展、优点与分类
2
熟悉电控汽油发动机的基本组成与控制原理
3
课程重点
汽油发动机电控系统的组成
汽油发动机电控系统是一个非常重要的部分，它负责控制汽油发动机的运行。
主要由以下几部分组成：
1.传感器：传感器是电控系统的重要组成部分，它负责监测发动机运行状态并将信息传递给控制器。
常见的传感器包括氧传感器、空气流量传感器、温度传感器等。
2.控制器：控制器是电控系统的核心部分，它根据传感器提供的信息来控制发动机运行。
常见的控制器包括ECU(发动机控制单元)，它负责控制发动机燃油喷射、进气量和排气量等。
3.执行器：执行器是电控系统的执行部分，它根据控制器的指令来控制发动机运行。
常见的执行器包括电动空气流量调节器、电动燃油喷射器等。
4. 电源和连接器：电源和连接器负责为整个电控系统提供电力和连接各个部件。
常见的电源包括汽车电池和发电机，而连接器则负责连接各个部件。
5.故障诊断系统：故障诊断系统是用来监测电控系统中是否存在故障并确定故障原因的系统。
这部分通常包括一个故障码读取器和软件程序。
汽油机电控点火系统.课件
故障分类与原因分析
01
原因分析
02
03
04
环境因素பைடு நூலகம்如温度、湿度、灰 尘等对电气元件和电路的性能
产生影响，导致故障。
使用因素：如驾驶习惯、燃油 品质、机油品质等对发动机的 工作状态产生影响，导致故障
。
维修因素：如维修不当、使用 不兼容零件等，导致故障。
功率晶体管
作为执行器，控制点火线 圈的通电和断电，产生高 压电。
点火线圈
将低压电转化为高压电， 用于点燃混合气。
连接线路与部件
01
02
信号线
连接传感器和控制器，传输信 号。
电源线
为控制器和执行器提供电能。
03
屏蔽线
防止电磁干扰。
04
插接器
保证各部件之间的可靠连接。
CHAPTER 03
汽油机电控点火系统软件设 计
应用领域与发展方向
汽车工业
应用于汽车工业中，提高汽车的 性能和燃油经济性。
航空航天
应用于航空航天领域，提高航空 器的安全性和效率。
军事领域
应用于军事领域，提高武器系统 的精准度和威力。
对未来发展的展望和思考
技术创新
继续研究和开发新技术，提高点火系统的性能和 可靠性。
政策支持
希望政府能够给予更多的政策支持，推动技术创 新和应用。
评价方法
通过实验测试，采集数据，分析 各项指标对发动机性能的影响， 确定最优的点火提前角和点火线 圈电流。
优化策略与方法
优化策略
根据实验结果，采用多目标优化方法，以点 火提前角、点火线圈电流、火花塞跳火能量 等为优化变量，以发动机输出功率、燃油消 耗量、排放性能等为约束条件，进行优化。
电控发动机 第七章 汽油机电控点火系统
电控发动机第七章汽油机电控点火系统第七章汽油机电控点火系统一、引言汽油机电控点火系统是内燃机中的重要组成部分，通过电子控制单元（ECU）对点火时机进行精确控制，以提高燃烧效率和减少尾气排放。
本章将详细介绍汽油机电控点火系统的工作原理、组成部分及其各个部分的功能和作用。
二、点火系统的作用点火系统是将点火能量传递给汽油燃料，使其点燃并释放能量的装置。
其主要作用如下：1：提供初始能量：点火系统通过点火，提供了启动发动机所需的初始能量。
2：控制点火时机：点火系统通过控制点火时机，使燃烧能够在最佳时机进行，提高发动机的燃烧效率。
3：防止爆震：点火系统通过控制点火时机和点火顺序，防止燃烧出现爆震现象，保护发动机和排气系统的安全。
三、点火系统的组成部分汽油机电控点火系统由以下几个主要组成部分组成：1：点火线圈：点火线圈是点火系统的核心部件，负责将低电压的电能转换成高电压的点火能量，用于点燃燃料。
2：火花塞：火花塞是点火系统的关键部件，负责将点火能量传递给燃料，点燃燃料进行燃烧。
3：点火开关：点火开关用于控制点火系统的开关，启动和关闭发动机。
4：电子控制单元（ECU）：ECU是点火系统的大脑，负责控制点火时机和点火能量的大小，根据传感器信号进行计算和控制。
5：传感器：传感器用于检测发动机的工作状态，如转速、冷却液温度、进气量等，向ECU提供相关的参数信号，以便ECU进行计算和控制。
四、点火系统的工作原理汽油机电控点火系统的工作原理如下：1：点火时机控制：ECU通过接收传感器信号，计算出当前的工作状态，然后根据预设的点火时机曲线，确定点火时机的控制信号。
2：点火能量控制：根据发动机工况和负荷情况，ECU计算出点火能量的大小，通过调节点火线圈的工作电压，控制点火能量的大小。
3：点火顺序控制：根据发动机的气缸序列，ECU确定点火顺序，依次点火各个气缸的燃烧室，保证正常的燃烧顺序。
4：点火故障检测：ECU通过监测点火线圈的工作情况和火花塞的工作状态，检测点火系统是否正常工作，如有故障，则进行故障诊断和报警。
汽车发动机汽油机电控系统概述课件
– 蒸发性 – 抗爆性：辛烷值（Octane Number)，四乙铅，汽油的选用 – 胶质:汽油的某些碳氢化合物，由于空气中氧的作用，在日光照射
及金属容器的触媒作用，在一定的温度条件下，将生成胶质而阻塞 油道，使供油量减少甚至中断。沉积在气门上的胶质，在高温下碳 化，可能粘着在气门或破坏气门的密封，导致气门烧坏。
• 暖机阶段：发动机进入暖机阶段，也需要较浓的混
合气，加浓程度随发动机的温度升高而减小，一直
到发动机进入稳定正常运行，加浓量为0。
汽车发动机汽油机电控系统概述
7
发动机工况或负荷变化对空燃比 的要求
• 加速阶段：发动机节气门突然增大，进气压力增加， 进气量增加，由于燃油液滴的惯性较空气大，燃油液 滴的蒸发量随压力增加而减小，进入气缸的混合气会 瞬时变稀，如果过稀会使发动机加速困难。为了防止 这种现象，加速瞬间应适当加浓混合气予以补偿，以 获得良好的加速性能。
用λ可清楚地表示混合气稀浓程度： λ <1.0 A／F<14.7 浓混合气 λ =1.0 A／F=14.7 标准混合气，理论（空燃比）混合气 λ >1.0 A／F>14.7 稀混合气
汽车发动机汽油机电控系统概述
5
空燃比对发动机性能影响
• 空燃比对发动机燃烧的影响
– 功率混合比(λ＝0.8~0.9): 混合气燃烧速度最快，发动机 输出功率最大。
– 冷起动排放高：喷射压力较低，SMD约为150~300μm；在进气口处 形成油膜。
– 中、低负荷采用理论空燃比，燃油经济性差。
– 节气门存在导致泵气损失，燃油经济性差
汽车发动机汽油机电控系统概述
12
第三代汽油机——GDI
• 以本田SI-DISI发动机为代表，无节气门，采用分层燃
汽车电控发动机概述
汽车电控发动机概述汽车电控发动机的工作原理是将发动机的各种参数（如转速、负载、温度等）通过传感器采集到的数据输入到发动机控制单元（ECU）中，ECU 根据预先存储的程序和算法对这些数据进行处理，然后输出信号控制发动机的工作。
1.点火系统控制：电控发动机可以根据工作状态调整点火时机，提高点火系统的效果，减少燃油消耗和排放。
2.燃油喷射控制：电控发动机可以根据不同工况和驾驶需求，控制燃油喷射系统的喷油量和喷油时机，提高燃油的利用率，减少排放。
3.进气系统控制：电控发动机可以通过控制进气门的开闭以及气缸充气量的调整，提高进气系统的效率，增加动力输出。
4.排气系统控制：电控发动机可以通过控制排气门的开闭和废气再循环系统的工作，降低排放物的含量，保护环境，提高发动机的经济性。
5.故障诊断与监控：电控发动机可以通过自我诊断系统对车辆各个部件进行检测，一旦发现故障，及时提醒车主，并记录故障代码以便修理。
相对于传统的机械控制发动机，汽车电控发动机具有以下几个明显的优点：1.精确控制：电控发动机可以根据实时采集到的数据精确控制发动机的工作参数，如燃油喷射量和气缸点火时机等，提高发动机性能和燃油经济性。
2.动力输出平稳：电控发动机可以根据驾驶需求动态调整发动机的输出，使动力输出平稳而有力，提高驾驶的舒适性和安全性。
3.排放控制完善：电控发动机可以对燃烧过程进行精确控制，在减少有害气体和颗粒物排放的同时，也提高了发动机的燃烧效率。
4.能耗降低：电控发动机通过优化各个系统的工作状态，减少能耗和能量浪费，提高整车的能源利用率。
5.故障诊断方便：电控发动机可以通过自动诊断系统对各个部件进行监控和故障诊断，提供更加方便和快捷的故障排除和维修方法。
总结汽车电控发动机是现代汽车技术的重要组成部分，通过采用电子控制系统和传感器来控制发动机的工作，提高了发动机的性能和燃油经济性，减少了有害气体的排放，同时也使故障诊断和维修更加方便。
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电控汽油发动机概述通过本章的学习应掌握汽油机微机控制系统基本构成及三个基本组成的作用、主要控制功能、汽油喷射的分类等基本内容；了解采用微机控制汽油喷射的主要优点。
§2.1汽油机电控系统及控制内容自1967年德国（Bosch）公司开发的D-Jetronic电控汽油喷射系统面世以来，经过几十年的发展，汽油机电子控制技术经历了从模拟电路到数字电路，从普通电子控制到微型计算机控制，从单一功能到综合控制的过程。
§2.1.1 汽油机电控系统的构成现在汽油机电控系统尽管种类繁多,但作为一个控制系统,它们具有与其它控制系统相同的三个基本组成部分：传感器、电控单元(Elcetronic Control Unit ,ECU)和执行组件构成如图2.1所示：传感器的作用是将反映发动机运行状况的机械动作、热状态等物理量信息，转换成相应的模拟或数字电信号，并输送到电控单元。
每一个传感器都是一个完整的测量装置，它们传输的信息，是电控系统做出各种控制决策的依据，如果没有这些传感器，电控单元就无法实现对发动机的有效可靠控制。
一台发动机的电控系统应有多少个传感器，取决于控制功能的简繁和需要达到的控制精度。
一般而言，控制功能越多，控制精度要求越高，所需的传感器越多。
电控单元（ECU）是电控系统的核心。
主要任务是：向各种传感器提供它们所需的基准电压（如：2V、5V、9V、12V等）；接收传感器或其它装置输入信号，并将它们转换为微机能够处理的数字脉冲；储存输入的信息，运用内部已有的程序对输入信息进行运算分析，输出执行命令；根据发动机性能的变化，自动修正预置的标准值；将输入信息与设定的标准值进行比较，如发现数据异常，确定故障位置，并把故障信息储存在内存中。
执行组件是在电控单元控制下完成特定功能的电气装置。
在电控系统中，ECU对执行组件的控制，一般通过控制执行组件电磁线圈搭铁回路来实现。
§2.1.2 汽油机电控系统的主要控制功能汽油机微机控制系统的控制功能,视发动机生产年份、制造商、发动机类型等有很大的差异。
一般而言，生产年份较早的发动机，控制功能相对较少，而近年生产的发动机，电控系统控制功能已有很大的扩展。
主要控制如下：一、汽油喷射控制：是汽油机电控系统最主要的控制功能，汽油喷射控制的内容主要有喷油正时控制、喷油持续时间控制、停油控制和电动汽油泵控制等。
喷油正时控制：即喷油开始时刻控制，包括根据曲线转角位置进行控制的同步喷射控制循和根据发动机运行工况进行控制的异步喷射控制两种方式。
喷油持续时间控制：也即喷油量控制。
包括发动机起动时的喷油持续时间控制，发动机起动后的喷油持续时间控制两种控制程序。
停油控制：包括减速停油控制、超速停油控制及停油后的恢复供油控制。
电动汽油泵控制：包括发动机起动前电动汽油泵的预运转控制、发动机正常运转时电动汽油泵运转控制。
二、点火控制：是汽油机电控系统的第二个主要控制功能。
电控系统对点火的控制包括点火正时控制、闭合角控制和爆震回馈控制三个内容。
点火正时控制：即最佳点火提前角控制。
包括初级线圈接通时间确定和通过电流的修正及点火控制。
闭合角控制：即点火线圈通电时间控制。
包括初级线圈接通时间确定和通过电流的控制。
爆震回馈控制：是汽油机电控系统特有的控制功能。
包括爆震的检测和回馈修正控制。
三、怠速控制：当发动机处于工况时，ECU根据转速的变化或附属装置接入与否，通过控制怠速控制装置，调整怠速工况的空气供给，使发动机保持最佳的怠速转速。
四、排气净化控制：其功能包括氧传感器的回馈控制、废气再循环控制（EGR）、二次空气喷射控制、活性炭罐清洗控制内容。
氧传感器的回馈控制：当ECU根据发动机的运行工况确定对空燃比实行死循环控制时，ECU根据氧传感器的回馈信号，修正喷油持续时间，把空燃比精确控制在14.7:1附近,使三元催化净化装置具有最高的净化效率。
废气再循环控制：在采用废气再循环的发动机中，ECU根据发动机的运行工况，通过真空电磁阀对废气再循环过程及再循环废气量进行控制，以降低NO X的生成量。
次空气喷射控制：在采用二次空气喷射装置的发动机中，ECU根据发动机的运行工况及工作温度，向排气管或三元催化转化器喷入新鲜的空气，以减少某些特殊工况下CO和HC的排放量。
活性炭罐清洗控制：在装有活性炭罐清洗控制装置的发动机中ECU定时打开炭罐清洗控制电磁阀，清洗活性炭层，恢复活性炭的吸附功能。
五、进气控制：包括进气谐振增压控制、进气涡流控制、配气定时控制及增压控制等。
进气谐振增压控制：在采用改变进气歧管长度的发动机中，ECU根据发动机的转速，控制谐振阀的开或关，以改善发动机高、低速工况时的功率和扭矩输出特性。
进气涡流控制：在采用进气涡流控制的多气门发动机中，ECU根据发动机转速，控制涡流阀的开或关，改变进气涡流强度，改善燃烧过程，提高发动机的输出扭矩和动力性。
配气定时控制：在采用可变配气定时的发动机中，ECU根据发动机的负荷和转速，通过改变配气定时定时，提高发动机的充气效率，改善发动机的动力性和经济性。
增压控制：在采用废气充气涡轮增压的电控汽油机中，ECU根据进气歧管压力控制增压器放气阀的开或关，使进气增压压力保持稳定。
六、故障自诊断和带故障运行控制故障自诊断控制：当电控系统的组成组件发生故障时，ECU根据故障类型做出最适当的应急处理，在大多情况下，使汽车仍能以稍差的性能行驶到汽修厂进行检修。
§2.2 汽油机燃油喷射系统的分类由于生产的厂商和年代的不同，正在使用的电控汽油机品种繁多，布置形式和结构有较大的差异。
为了对电控汽油机有一个概要的全面认识，对众多的电控汽油机按它们的主要结构特征或工作特征，可作如下分类。
§2.2.1按喷射位置分类对采用压力喷射方式形成混合的电控汽油机，按汽油的喷入位置分类，可分为缸内直喷式和进气管喷射式两种类型。
一、缸内喷射方式缸内喷射方式主要特点是：喷油器安装在气缸盖上，喷油器把汽油直接喷入发动机气缸内与空气混合形成可燃混合气，如图：2.2所示采用缸内喷射方式，通过合理组织缸内的气体流动可以实现分层稀薄燃烧，有利于进一步降低发动机有害排放和燃油消耗量。
但采用缸内喷射方式，为了布置喷油器，气缸盖需要重新设计，同时也增加了气缸盖结构的复杂性，使制造成本增加。
另外，采用缸内喷射方式，需要能耐高温和高压，动态响应速度快，可靠、寿命长的喷油器，目前在技术上还存在一定的困难。
在缸内喷射方式的电控汽油机开发研制中，取得较大成就的是日本三菱公司的GDI系统。
二、进气管喷射方式进气管喷射方式（也称缸内喷射方式）的特点是：喷油器安在进气总管或者进气歧管上，喷油器把汽油喷入进气总管或者进气歧管，喷入的汽油在进气气管中与空气混合形成可燃混合气，在进气行程被吸入气缸。
采用进气管喷射方式，喷油器不与高温高压的燃气接触，且发动机改动很小，所以现代电控汽油机普遍采用进气管喷射方式。
对于进气管喷射方式，按喷油器的安装部位不同，又分为单点喷射系统和多点喷射系统。
a)单点喷射系统单点喷射系统也称节气门体喷射或集中喷射系统，喷油器安装在进气总管的节气门上方，采用1—2个喷油器，如图2.3所示单点喷射系统的主要特点是：结构简单，化油器式汽油机几乎不经过改制就能成为微机控制的汽油喷射发动机。
另外，由于单点喷射系统的故障少，工作可靠性好。
但是，由于单点喷射系统的燃油是喷在进气总管内，因此各缸混合气的均匀性不如多点喷射系统。
b)多点喷射系统多点喷射系统的喷油器安装在每一个气缸的进气歧管上，喷油器把汽油喷在进气门附近与进气歧管内的空气混合形成混合气，如图2.4所示。
对于多点喷射系统，由于每一个气缸都有一个喷油器，使各缸混合气的均匀性得到很大的改善。
另外在进气管设计时，可充分利用进气的惯性增压效应，实现高功率设计。
现代微机控制汽油喷射发动机，普遍采用多点喷射系统。
§2．2．2 按喷射的时序分类汽油喷射的时序分类，可以分为连续喷射方式和间歇喷射方式两种类型。
一、连续喷射方式连续喷射也称稳定喷射。
发动机运行期间，喷油器的喷油是连续进行的。
这种喷射方式不需要考虑喷油定时和各缸的喷油顺序，因此控制非常简单，但混合气的均匀性、空燃比控制精度及过渡工况的回应特性都较差。
连续喷射方式仅用在Bosch公司的机械控制汽油喷射系统（K-Jetronic系统）和机电结合式汽油喷射系统（KE-Jetronic系统）中。
二、间歇喷射方式间歇喷射方式也称脉冲喷射。
喷油器以间歇方式，在规定的时间段内把汽油喷入进气管。
间歇喷射方式按各缸喷油器的工作时序，分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种。
I同时喷射方式同时喷射方式，各缸喷油器开始喷油和停止喷油的时刻完全相同，一般发动机每转一转，各缸喷油器同时喷油一次，发动机一个工作循环所需的油量，分二次喷入进气管，因此也称同时双次喷射方式，各喷油器的喷油正时及工作情况如图 2.5所示对于同时喷射方式，由于所有气缸的喷油是同时进行的，因此也称喷油正时与发动机的工作过程没有关系，各缸混合气形成时间的长短不一致，造成各缸混合气的质量不一致的缺点。
但是，喷射方式具有不需要气缸判别信号，用一个控制电路就能控制所有的喷油器，电路与控制软件简单等优点，早期生产的电控汽油喷射发动机都采用同时喷射方式。
I分组喷射方式分组喷射方式把发动机所有气缸分成2组（四缸机）或3组（六缸机），ECU用两个或三个控制电路控制各组喷油器。
发动机工作期间，各组喷油器依次交替喷射，每个工作循环各组喷油器都喷射一次（或两次）。
分组喷射方式各组喷油器的喷油正时和工作情况如图2.6所示分组喷射方式的控制电路虽然比同时喷射方式复杂，但各缸混合气的质量及空燃比控制精度都有较大的提高。
三、顺序喷射方式顺序喷射方式，也称独立喷射方式。
发动机运行期间，喷油器按各缸的工作顺序，依次把汽油喷入各缸的进气歧管，发动机曲轴每转二转，各缸喷油器轮流喷油一次。
顺序喷射方式各缸喷油器的喷油正时和工作情况如图2.7所示由于顺序喷射是按各缸的工作顺序进行喷油，因此微机控制系统必须配置检测基准气缸活塞位置和行程特征的传感器，获得判缸信号。
喷油开始时刻一般在排气行程上止点前60°～70°曲轴转角。
顺序喷射方式需要有与喷油器数目相同的控制电路，控制程序中需要增加基准气缸判别和喷油正时计算等内容，因此硬件设计和软件的编写都比较复杂。
但顺序喷射可以使每一个气缸都具有较佳的喷油正时，对提高混合气的最终质量，保持各缸混合气质量的一致具有重要的意义，同时有利于减少有害物排放，提高燃油经济性。
因此，现在的大多数电控汽油机都采用顺序喷射方式。
§2.2.3按喷射系统的控制方式分类按汽油喷射系统的控制方式分类,可分成机械式汽油喷射系统和电控汽油喷射系统.a)机械式汽油喷射系统机械式汽油喷射系统是一种以机械控制方式对汽油喷射过程进行控制的系统。