第二章 汽油机电控概述
模块二汽油机电子控制系统基础-PPT课件
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(六)氧传感器 1.功能与类型 氧传感器安装在发动机的排气管上,作用是通过检 测排放气体中氧的含量来获得混合气的空燃比浓稀 信号,并将检测结果转变成电压信号输入 ECU , ECU 根据氧传感器输入的信号,不断地对喷油脉 宽进行修正,使混合气浓度保持在理想范围内,实 现空燃比的反馈控制,使发动机在各种工况下获得 最佳浓度的混合气,使三元催化转化器更有效地起 净化作用,减少汽车排气污染。 目前汽车上采用的氧传感器有氧化钛 (Ti02) 式和 氧化锆(Zr02)式两种。
(五)节气门位置传感器 1.功能与类型 节气门位置传感器将节气门的开度转变为电 信号,输送给电子控制器。电子控制器从节 气门位置传感器信号中获得节气门开度、节 气门开启速度、怠速状态等信息,用于进行 点火时间、燃油喷射、怠速、废气再循环、 炭罐通气量等控制。节气门位置传感器有线 性式和开关式两种类型。
(八)车速/车轮转速传感器 车速传感器将变速器输出轴转速转变为相应 的电信号,电子控制器根据此信号获得汽车 行驶速度参数;车轮转速传感器将车轮的转 速转变为相应的电信号,电子控制器根据此 信号计算汽车行驶速度、车轮的滑移 /转率、 车轮的角减速度等参数。
(三)歧管压力传感器 1.功能与类型 进气歧管绝对压力传感器,简称歧管压力传感器, 应用在D型EFI汽油喷射系统中,是通过检测节气 门至进气歧管之间的进气压力来间接测量发动机的 进气量反映发动机的负荷大小,并将压力信号转变 为电信号输入发动机控制单元 ECU ,作为发动机 基本喷油量控制和点火控制的依据。 进气歧管绝对压力传感器有的安装在发动机驾驶室 内,有的车型安装在发动机 ECU 控制盒内,但安 装在进气歧管上的车型较多。
汽油机电控点火系统PPT课件
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电控点火系统的定义
总结词
电控点火系统是一种利用电子控制技术来精确控制汽油机点 火时间的系统。
详细描述
电控点火系统通过电子控制单元(ECU)接收发动机转速、进 气压力、冷却液温度等传感器信号,并根据这些信号计算出最 佳点火时间,然后通过点火线圈产生高压电来点燃火花塞,从 而点燃可燃混合气。
电控点火系统的组成
ECU(电子控制单元)
是电控点火系统的核心,接收来自传 感器的信号,计算点火时刻和点火线 圈通电时间。
存储器
输入/输出接口
接收和发送控制信号,驱动执行器工 作。
存储控制程序、发动机参数、故障诊 断等信息。
点火器
01
02
03
点火线圈
将低电压转换为高电压, 为火花塞提供足够的点火 能量。
火花塞
产生电火花,点燃混合气。
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点火线圈的激活
根据点火时机的计算结果,激活相应 的点火线圈。
点火线圈的通断控制
通过控制点火线圈的通断时间,实现 点火能量的控制。
点火能量的控制
点火能量的计算
根据发动机的工况和点火时机的要求,计算所需的点火能量。
点火能量的调节
通过调节点火线圈的通电时间和电流强度,实现点火能量的精确调节,确保发动机的稳定运行。
06 电控点火系统的应用实例
在汽油车中的应用
提高点火精度
电控点火系统能够精确控制点火 时间,提高汽油机的燃烧效率, 从而提升动力性能和燃油经济性。
降低排放
通过精确控制点火时间,电控点火 系统可以减少不完全燃烧和爆燃的 发生,从而降低废气排放,有利于 环境保护。
适应不同工况
电控点火系统能够根据发动机的工 况自动调整点火时间,使发动机在 各种工况下都能保持良好的工作状 态。
汽油机电控燃油喷射系统
![汽油机电控燃油喷射系统](https://img.taocdn.com/s3/m/fd2a9bfef705cc17552709f9.png)
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二、EFI系统的工作原理
(一)D型汽油喷射系统工作原理 (二)L型汽油喷射系统工作原理 (三)Mono系统工作原理
(一)D型汽油喷射系统
1.燃油压力的建立与燃油喷射方式 2.进气量的控制与测量 3.喷油量与喷油时刻的确定 4.不同工况下的控制模式 5.D型汽油喷射系统的特点
1.燃油压力的建立与燃油喷射方式
c、进气温度修正
d.大负荷加浓 e、过渡工况空燃比控制
f、怠速稳定性修正
返 回
断油控制
急减速断油控制:发动机在高速下运行急减速时,节 气门完全关闭,为避免混合气过浓、燃料经济性和排 放性能变坏,ECU停止喷油。当发动机转速降到某预定 转速之下或节气门重新打开时,喷油器投入工作
发动机超速断油控制:为避免发动机超速运行,发动 机转转速超过额定转速时,ECU控制喷油器停喷。
4.不同工况下的控制模式
电子控制汽油喷射系统的电脑能根据各个传感器测得的发 动机各种运转参数,判断发动机所处的工况,选择不同模 式的程序控制发动机的运转,实现起动加浓、暖机加浓、 加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制怠速断油、自动 怠速控制等功能。
5.D型汽油喷射系统的特点
优点:D型汽油喷射系统具有结构筒单、工作可靠等优点, 缺点:在汽车突然制动或下坡行驶中节气门关闭时,加速 反应效果不良;当大气状况较大变化时,会影响控制精度。 实际应用:现代汽车使用的D型汽油喷射系统都是经过改 进了的,即采用运算速度快、内存容量大的电脑,大大提 高了控制精度,控制的功能也更加完善。
单点喷射系统 结构简单,故障源 少,可采用较低的 喷油压力(只有 0.1MPa),成本低。
图2—2 单点喷射
返 回
间歇喷射
对每一个气缸的喷射都有一限制的喷射持续期,喷射是在进 气过程中的某段时间内进行的,喷射持续时间相应就是所控制的 喷油量。对于所有的缸内直接喷射系统和多数进气道喷射系统都 采用了间歇喷射的方式。间歇喷射由可细分为同时喷射、顺序喷 射和分组喷射。
第二章 汽油机电控技术
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《汽车电控技术》
汽油机电子控制系统
2、空气供给系统
《汽车电控技术》
汽油机电子控制系统
3、EGR控制系统
废气再循环(EGR)的含义是将部分废气重新引 入到气缸内参与燃烧,降低气缸内氧气的含量, 从而抑止NOx的生成,达到改善排放的目的。主 要在富氧的部分负荷时采用。 EGR率太高:燃烧缺氧,HC和CO排放增加; ERG率合适:NOx少而且HC和CO不会恶化; EGR率太低:NOx排放较多。 EGR率一般在10%~15%左右
汽油机电子控制系统
系统总体框图
《汽车电控技术》
汽油机电子控制系统
系统的结构示意图
《汽车电控技术》
汽油机电子控制系统
《汽车电控技术》
汽油机电子控制系统
Bosch公司Motronic M3.8.2系统
无分 电器 点火
燃油 滤清器 点火线 圈组件 相位 传感器 氧传 感器 冷却液 温度 传感器 喷油器 电动 燃油泵 活性炭罐 电磁阀 活性 炭罐
《汽车电控技术》
汽油机电子控制系统
五、汽油机发展趋势
◎缸内直接喷射 ◎稀薄燃烧(16:1~25:1) ◎故障诊断OBDII ◎网络化-CAN ◎电控进排气门 ◎发动机管理新技术
《汽车电控技术》
汽油机电子控制系统
缸内直接喷射
• ◎缸内直接喷射是进一步提高汽油机的经济性的主要方 向,也是汽油机技术向柴油机技术靠拢的一个步骤; • ◎稀薄燃烧的技术和缸内直接喷射配合工作,可以大幅度 降低汽油机的排放、改善其经济性。但是燃烧的稳定性等 问题需要达到保证。
《汽车电控技术》
汽油机电子控制系统
缸内直接喷射
缸内直接喷射,对 缸内的油气混合过 程提出了更高的要 求,如同柴油机的 雾化过程一样,需 要仔细匹配发动机 的燃烧室和进气道 的几何参数,以及 喷嘴和火花塞的位 置。
汽油发动机电控系统概述
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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
《汽车发动机电控技术》汽油机电控燃油喷射系统详解
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汽车发动机 电控技术
最佳的喷油正时一般是使各缸进气行程的开始时刻 与喷油结束时刻同步。 (1)同步喷油正时控制 顺序喷射系统喷油正时控制
顺序喷射喷油器控制电路
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
(1)同步喷油正时控制 顺序喷射系统喷油正时控制
汽车发动机 电控技术
顺序喷射正时图
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
(1)同步喷油正时控制 分组喷射系统喷油正时控制
汽车发动机 电控技术
分组喷射喷油器控制电路
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
(1)同步喷油正时控制 分组喷射系统喷油正时控制
汽车发动机 电控技术
分组喷射正时图
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
(1)同步喷油正时控制 同时喷射系统喷油正时控制
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
2.喷油量控制
汽车发动机 电控技术
起动时的同步喷油量控制 ECU根据冷却水的温度来确定基本喷油时间,再根据进 气温度和蓄电池电压进行修正。
起动喷油持续时间 = 基本喷油时间+进气温度修正值+电压修正值
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
2.喷油量控制
汽车发动机 电控技术
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
汽车发动机 电控技术
5.燃油泵控制 当点火开关打开或发动机熄火后,燃油泵一般预先 或迟后工作2~3s,以保证燃油系统必须的油压。 在发动机起动过程和运转过程中,燃油泵应保持正 常工作。 打开点火开关但不起动发动机,或关闭点火开关后, 应适时切断燃油泵控制电路,使燃油泵停止工作。 有高、低两个转速挡的,根据发动机的转速和负荷 来控制燃油泵以高速或低速运转。
进气温度修正
水温修正
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
模块二汽油机电子控制系统基础
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第三节 汽车传感器
传感器是汽车电控系统的重要组成部分之一, 是系统信息的输入部分,它用于感测控制系 统外部的信息,并将得到的信息转换为电信 号后传输给电控单元,输人信息是引起控制 系统发生变化的原因。
一、汽车传感器的种类
二、汽车常用传感器
(一)温度传感器 1.功能:温度传感器可随时监测发动机的
第二章 汽油机电子控制系统基础
第一节 汽车电子控制系统的基本组成
一、基本组成
汽车电子控制系统通常由传感器、电子控制 器(ECU)和执行机构三部分所组成。
传感器
电子控制器
执行器
运行的汽车
图8-1 汽车电子控制系统基本组成
组成部分的功用
传感器:是系统中信息的输入部分,它用于感测控制 系统外部的信息,并将得到的信息转换为电信号后传 输给电控单元,输人信息是引起控制系统发生变化的 原因。
汽车发动机燃油喷射系统采用的空气流量传感器有 涡流式、热丝式和热膜式三种。
(三)歧管压力传感器
1.功能与类型
进气歧管绝对压力传感器,简称歧管压力传感器, 应用在D型EFI汽油喷射系统中,是通过检测节气 门至进气歧管之间的进气压力来间接测量发动机的 进气量反映发动机的负荷大小,并将压力信号转变 为电信号输入发动机控制单元ECU,作为发动机 基本喷油量控制和点火控制的依据。
安装位置:一般爆震传感器都安装在发动机缸体侧 面或汽缸盖上。
(八)车速/车轮转速传感器
车速传感器将变速器输出轴转速转变为相应 的电信号,电子控制器根据此信号获得汽车 行驶速度参数;车轮转速传感器将车轮的转 速转变为相应的电信号,电子控制器根据此 信号计算汽车行驶速度、车轮的滑移/转率、 车轮的角减速度等参数。
2章_发动机电控技术-燃油喷射系统50
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授人以鱼不如授人以渔
2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理
2. 2. 3 燃油喷射控制
(一)、 喷油正时
3、顺序喷射 顺序喷射正时图如图2-14所示。
优点:顺序喷射可以设定最佳时间喷油,对混合气形成十分有利,对 提高燃油经济性和降低有害排放有一定好处。 缺点:控制系统的电路结构及软件都较复杂,但随着电子技术的日益 发展,是比较容易解决的。 既适合进气管喷射,也适合于气缸内喷射。
授人以鱼不如授人以渔
2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理
2. 2. 2 电控燃油喷射系统(EFI)的工作原理
(二)、 L型EFI系统
L型EFI系统是在D型EFI系统的基础上,经改进而形成的,它是目前汽
车上应用最广泛的燃油喷射系统。
L型系统的构造和工作原理与D型系统基本相同,只是它以空气流量计 代替D型系统中的进气压力传感器,可直接测量发动机进气量,提高了
使油压保持某一定值(约250~300 kPa )。多余燃油经回路返回油箱。 授人以鱼不如授人以渔
2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理
2. 2. 2 电控燃油喷射系统(EFI)的工作原理
(一)、 D型EFI系统
2、进气量的控制与测量
进气量由驾驶员通过加速踏板操纵节气门来控制。节气门开度不同,
2. 2 汽油机电控燃油喷射系统的组成及工作原理
2. 2. 3 燃油喷射控制
(一)、 喷油正时
1、同时喷射生产的间歇燃油喷射发动机多是同时喷射,其喷油器控制电路和控制程序 都较简单。其控制电路如图2-8所示 所有喷油器并联,微机根据曲轴位置传感器送入的基准信号,发出喷油器控制 信号,控制功率三极管VT的导通和截止,从而控制各喷油器电磁线圈电路同时 接通和切断,使各缸喷油器同时喷油。
第二章 汽油机电控燃油喷射系统
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3.进气管
在多点电控燃油喷射式发动机上,为了消除进气波 动和保证各缸进气均匀,对进气总管和进气歧管的形状、 容积都有严格的要求,每个气缸必须一个单独的进气歧 管。有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体,有些 则是分开制造再用螺栓连接。
第五节 燃油供给系统主要元件的构造 与维修
一、燃油 五、燃油压力调节器 六、燃油供给系的检修
一、燃油供给系统元件位置
由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、 脉动阻尼器及油管组成。如下图:
压力调节器 汽油滤清器
油箱
燃油分配管
二、电动燃油泵
(无氧传感器)通过实验室确定的发动机各工况的 最佳供油参数预先存入电脑,在发动机工作时,电脑
根据系统中各传感器的输入信号,判断自身所处的运
行工况,并计算出最佳喷油量。其精度直接依赖于所 设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工 况超出预定范围时,不能实现最佳控制。
闭环控制系统
(有氧传感器)在系统中,发动机排气管上加装了氧传 感器,根据排气中含氧量的变化,判断实际进入气缸的混合 气空燃比,在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较,并根 据误差修正喷油量。空燃比控制精度较高。
(2)加速时异步喷油正时控制
为了改善加速性能,ECU根据节气门位置传感器中怠速信 号从接通到断开时,增加依次固定量的喷油。
二、喷油量的控制
目的:使发动机在各种运行工况下,都能获 得最佳的喷油量,以提高发动机的经济性和降低 排放污染。
1.起动时的同步喷油量控制
2.起动后的同步喷油量控制
3.异步喷油量控制
第二章汽油机电控燃油喷射系统
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第二章汽油机电控燃油喷射系统本章主要研究汽油喷射系统的组成、结构、工作原理,以讲示工作原理图为重点,分析各个组件的工作过程,找出其中的一般规律。
本章主要内容有:1、汽油喷射系统概述;2、传感器;3、执行器;4、汽油喷射系统的结构与工作原理。
第一节电控燃油喷射系统概述一、汽油喷射系统的发展及应用自从1967年博世BOSCH公司研制开发成功了K型机械式汽油喷射系统以来,汽油喷射系统经历了K(机械式)型系统,K—E(机械与电子混合控制)型系统,EFI(电控燃油喷射系统)的发展过程。
BOSCH公司汽油机燃油喷射系统及点火系统发展里历程汽油机的燃油喷射和点火使发动机得以运转。
汽油喷射到发动机进气门上方的进气管内,当活塞下行时,空气—燃油混合气被吸人燃烧室内,而当活塞再次上行时,空气—燃油混合气被压缩,并由火花塞产生的电火花点燃。
燃烧产生的能量推动活塞下行,并通过连杆把活塞的直线运动转化为曲轴的旋转运动。
起先,汽油喷射系统和点火系统是两个独立的系统,它们分别由各自的参数,如喷油量、点火时刻进行单独的控制。
这两个系统要么不交换信息,要么只有极少量的信息交换。
这意味着在某种程度上,两系统中有相互对立的需求时只能由它们自身分别去协调,而不能以“系统交互”方式解决oBosch公司将汽油喷射和电子点火集成为一个单元,从而解决了这个问题。
汽油喷射和电子点火联合控制的Motronic发动机管理系统能够根据燃烧过程中的各种工况要求,对喷射和点火的控制参数进行优化。
1、汽油喷射系统汽油喷射系统根据发动机的运转速度、负荷水平、环境影响等因素,精确地计量供给发动机的燃油量,从而控制混合气的空燃比,使发动机废气排放中的有害物质含量保持在一个较低的水平。
A.运用连续喷射原理的多点喷射系统1973-1955 ,1973-1995,K-Jetronic机械液压汽油喷射系统被安装到多种汽车上。
该系统根据进入发动机的空气量调节供油量。
运用闭环控制的K—Jetronic系统可以满足废气排放较低的控制标准。
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§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。
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。
1.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。
2.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。
1.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。
2.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。