电控汽油喷射系统 (2)

第一节、汽油喷射系统概述
一、发动机汽油喷射的发展过程
第一节、汽油喷射系统概述
• 见教材130页表7-1 • 看出发动机电子控制系统的主要功用是：
控制发动机喷油时间（喷油量）和点火时刻。
第一节、汽油喷射系统概述
• 二、电控汽油喷射系统分类 1、喷射位置 缸内喷射和进气管喷射（包括单点喷射和多点喷射）。
• 其根据ECU 提供的喷射信号进行燃油喷射。在把电信号转换成燃油流量信号 的同时，使燃油雾化、喷射。
喷油器分类：针阀型不易堵塞，孔型雾化 好
1-燃油接头2-电插头3-电磁线圈4-磁心5-行程6-阀体7壳体8-针阀9-凸缘部10-调整垫片11-弹簧12-滤清器
对于单点电控汽油喷射系统而言，它是将一只或两只电磁喷油器、压力调节器和传感器 等安装在节气门体上，其总成被称之谓中央喷射单元
发动机完成暖机运转之后，流经空气阀的 空气即被切断，发动机吸入的空气改由节气门 体的旁通通路供给，使发动机在通常的怠速工 况下稳定运转。
由空气阀构成的空气通道 1-去发动机的空气2-进气歧管3-空气阀4-怠速调节螺钉 5-自空气滤清器来的空气6-节气门7-缓冲罐（稳压箱）
• 空气阀按其结构和动作方式可分为两种：一种是利用加热 线圈引起的变位原理，使阀工作的双金属片调节式；另一 种是利用发动机冷却水热量引起的石蜡胀缩原理，使阀工 作的石蜡型。
• 大多数的空气流量控制机构选用旁通空气式，而 旁通空气式驱动阀门的型式又有步进电动机型、 旋转滑阀式、占空比控制真空开关阀和开关控制 型真空开关阀等。
a）节气门直动式b）旁通空气式 1-节气门2-发动机3-节气门操纵臂4-执行元件
5-加速踏板金属丝
第三节 汽油供给系统
一、汽油供给系统组成
1-汽油箱2-电动汽油泵3-燃油滤清器5-喷油器6-冷起动喷油器 8-燃油压力调节器9-回油管10-各缸进气歧管 11-吸入空气
（5） ．动力源 动力源为各单元提供能源，通常包括电气动力源和流体动力源两类。
2、自动控制系统的分类
按有无反馈环节分
按输入量变化分
按信号对时间的关系分 按输出、输入的关系分
开环控制系统
闭环控制系统 恒值控制系统 随动控制系统 过程控制系统
连续控制系统
离散控制系统 线性系统 非线性系统
向ECU提供汽 车运行状况和 发动机工况
油门踏板控制，以便控制发动机的进气量。
a)节流阀外观 b)结构原理图 1-怠速调速螺钉2-旁通通路3-节气门4-节气门轴5-稳压箱（缓冲室）
6-加速踏板7-加速踏板金属丝8-操纵臂9-回位弹簧10-节气门位置 传感器11-辅助空气阀12-通冷却水管路13-缓冲器
• 节气门体上有怠速运行的空气旁通道，节气门位置传感器也装在节气门轴上， 用来检测节气门开度。
一、空气供给系统的组成 1．空气供给系统
一、空气供给系统的组成
1、质量流量方式（L、LH、Motronic型） • 利用空气流量计直接测量空气量 • 用测量的空气流量除以发动机转速以后的值作为计算喷油量的标准。 • 常见的空气流量计：叶片式、卡门涡旋式、热线式和热膜式。
一、空气供给系统的组成
2、速度密度方式（D型） • 利用绝对压力传感器（代替空气流量计）测出进气歧管绝对压力 • 是根据进气歧管绝对压力和发动机转速推算出每一个循环吸入发动机的空气
（2）、怠速控制阀（ISCV）
• 怠速控制阀不仅集中了节气门和由怠速调整螺钉 控制的旁通通道的功能，而且还能在ECU 控制下， 根据发动机实际工况来改变怠速时流入发动机的 空气量。控制怠速空气量的执行机构，可大致分 为两种，一种是控制节气门全关闭位置的节气门 直动式；另一种是控制节气门旁通路中空气量的 旁通空气式。
汽油泵部分主要由一个或两个叶轮、外壳和泵盖组成。当叶轮旋转时，叶轮边 缘的叶片把汽油从进油口压向出油口。 特点是供油压力的脉动小，供油系统中不需要设置减振器，易于小型化，适合 涡装压轮且在式输油电送箱动量内汽大油，泵的简场化合供。油系统管路，降低噪声。由于它输送率低，故主要用于低
三、汽油压力调节器的构造和工作原理
（1）、检测反馈单元 通过各种传感器检测受控参数或其它中间变量，经放大、转换后用以显示或作为反馈信 号。
（2） ．指令及信号处理单元 该单元接受人机对话随机指令或定值、程序指令，并接受反馈信号，一般具有信号
比较、变换、运算、逻辑等处理功能。传统的指令及信号处理单元多采用模拟电路，随 着微电子技术和计算机技术的发展，为工程控制系统提供了采用数字计算机指令和信号 处理单元的可能性。汽车上所用的指令及信号处理单元多为微处理机。
第七章 发动机电子控制系统
一、汽车电子技术的发展背景
1、安全、环保和节能推动了汽车技术的发展 2、电子信息技术推进了汽车技术向集成与智能迈进 3、汽车电子技术应用的优越性
1．减少汽车修复时间 2．节油 3．减少空气污染 4．减少交通事故 5．提高乘坐舒适性
二、汽车电子控制系统的一般组成
1、电子控制系统的一般组成
• 有的节气门体上装有石蜡式空气阀或节气门回位缓冲器，防止发动机冲击和 熄火。
• 为避免冬季空气中的水分在节气门体上结冰，有的还将发动机冷却水流经该 总成。
• 有些发动机在怠速时节气门是全闭的，空气经 旁通气道进入进气总管。在怠速时对发动机进 行转速调整的方法是；顺时针旋转怠速调整螺 钉，减少旁通空气量，使发动机怠速转速降低； 反时针旋松怠速调整螺钉，增加旁通气量，则 发动机转速增高。
（3）、电控系统
电子控制系统的功用是根据各种传感 器的信号，由计算机进行综合分析和 外理，通过执行装置控制喷油量等，
使发动机具有最佳性能。
（3）、电控系统
• 电子控制系统由电控单元、各类传感器、驱动器及继电器等组成。该系统还 具有故障诊断功能，可保存故障代码，并通过故障指示灯输出故障代码。
第二节 空气供给系统
• 石蜡调节式空气阀，根据发动机冷却水温度，控制空气通路面积。控制力来 自恒温石蜡的热胀冷缩，而热胀冷缩的值随周围温度而变化。
• 采用这种形式的空气阀，导入发动机冷却水是必要的，为了简化结构，大多 采用与节气门体加热共用的冷却水管路一体化结构。
1-怠速调整螺钉2-自空气滤清器3-节气门4-至进气总管 5-感温器6-阀门7-冷却水流8-弹簧 9-空气阀柱塞
• 3、喷射方式 间隙脉冲喷射（电控式）和连续稳定喷射（K型和KE型）。
• 4、空气流量测量方式 1) 质量流量控制的喷射系统（K、KE、L、LH） 2) 速度密度控制的喷射系统（D） 3) 节流速度控制的喷射系统
第一节、汽油喷射系统概述
• 5、有无反馈信号 开环控制和闭环控制
第一节、汽油喷射系统概述
（1）单点喷射（SPI）：在节气门段就将燃油喷入气流。 （2）多点喷射（MPI）：在气流的后段将燃油喷入气流。
第一节、汽油喷射系统概述
• 2、喷射控制装置 机械式（机电式）和电控式。
• 机械式燃油的计量由机械传动与液压传动实现；电控式燃油的计量由电控单 元与电磁喷油器实现。
第一节、汽油喷射系统概述
汽油压力调节器的主要功用是：使系统油压（即供油总管内油压）与进气歧管压力之差 保持常数，一般为250kPa。这样，从喷油器喷出的汽油量便唯一地取定于喷油器的开启 时间。
四、汽油过滤器及脉动减振器
1．汽油过滤器 燃油过滤器把含在汽油中的氧化 铁、粉尘等固体夹杂物质除去， 防止燃油系统堵塞，减小机械磨 损，确保发动机稳定运转，提高 可靠性。
• 发动机怠速时，节气门处于全关闭位置。怠速 运转所需的空气量流经旁通通路，在旁通通路 中，安装了能改变通路面积的旁通螺钉（怠速 调整螺钉）。但一些装有怠速控制阀的发动机 中，没有此螺钉，而靠ECU 控制怠速控制阀来 实现怠速控制。
3、空气阀与怠速控制阀
• （1）、空气阀
发动机冷车起动时，温度低，摩擦阻力大， 暖机时间长。空气阀的作用是在发动机低温起 动时，可通过空气阀为发动机提供额外的空气 （此部分空气也由空气流量计计量），保持发 动机怠速稳定运转，使发动机起动后迅速暖车， 从而缩短暖车时间。
二、电动汽油泵的构造和工作原理
电动汽油泵的功用是从油箱中吸入汽油，将油压提高到规定值，然后通过供给系统送到 喷油器。
电动汽油泵的构造
滚柱式电动汽油泵（外装式） 涡轮式电动汽油泵（内装式）
装有滚柱的转子与泵体间偏心安装。转子凹槽内的滚柱在旋转惯性力的作用下 紧压在泵体内表面上。相邻两滚柱与泵体内表面形成一个油腔。在转子转动过 程中，油腔的容积不断发生变化，在转向进油腔时容积增大，吸入汽油；在转 滚柱式电动汽油泵向出油腔时，容积减小，压力升高并泵出汽油。
• 三、电控汽油喷射系统基本组成分类： • 1、按组件功用分： （1）ECU （2）传感器 （3）执行器：喷油器、点火线圈、燃油泵等。 • 2、按系统功用分： （1）供气系统 （2）燃油系统 （3）电控系统 （4）在点火与燃油喷射相结合的电控汽油喷射系统中还包
含有一个点火子系统。
第一节、汽油喷射系统概述
（1）．空气供给系统
空气的流量由通道中的节气门来 控制（节气门由油门踏板操作）。 踩下油门踏板时，节气门打开， 进入的空气量多。怠速时，节气
门关闭，空气由旁通道通过。
（1）．空气供给系统
• 供气系统的功用是根据发动机的工况提供适量的空气，并根据电控单元的指 令完成空气量的调节。供气系统主要由空气流量计或进气歧管绝对压力传感 器、进气温度传感器、节气门位置传感器、进气歧管、辅助空气阀及空气滤 清器等组成。
（2）．汽油供给系统
汽油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过 滤器，除去杂质及水分后，再送至汽油脉 动减振器。这样具有一定压力的汽油流至 供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油
器。
（2）．汽油供给系统
• 燃油供给系统是根据电控单元的驱动信号，以恒定的压差将一定数量的汽油 喷入进气管。燃油供给系统主要由电动汽油泵、汽油滤清器、燃油压力调节 器、喷油器及冷起动喷油器等组成。
量。
a）系统框图b）系统构成图 1-进气歧管绝对压力传感器2-发动机3-稳压箱4-节流阀体
5-空气滤清器6-空ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阀7-喷油器
二、空气供给系统的主要零件
1．空气流量计 2．节气门体与怠速调整螺钉 3．怠速控制阀和空气阀
二、空气供给系统的主要零件
• 1、空气流量计 • 2、节流阀体（节气门体） • 位于空气流量计和发动机之间的进气管上，节流门由
2．汽油压力脉动减振器
当喷油器喷射汽油时，在输送管道内会产生汽油压力脉动，汽油压力脉动减振器是使汽 油压力脉动衰减，以减弱汽油输送管道中的压力脉动传递，降低噪声。
五、电磁喷油器
• EFI 系统中使用的喷油器是电磁式的，喷油器通过绝缘垫圈安装在进气歧管 或进气道附近的缸盖上，并用输油管将其位置固定。
六、冷起动喷油
在低温下发动机冷起动时，吸入的混合气中有一部分汽油冷凝，为了补偿这部份汽油的 损失，必须在冷起动时附加地喷入一定量的汽油。 上世纪九十年代中期以前的电控系统，这部分附加的喷油量是由冷起动喷油器喷入进气 管的。冷起动喷油器的开启持续时间取决于发动机的温度，由热限时开关控制。 随着电子技术的发展，现代发动机通常或者采用ECU根据冷却水温，增加喷油脉冲宽度来 补偿，或者是用软件控制冷启动，取消了冷启动喷油器。
（3） ．转换放大单元 将指令信号按不同方式进行相互转换和线性放大，使放大后的功率足以控制执行 器并驱动受控对象。
（4） ．执行器 直接驱动受控对象的部件，可以是电磁元件，如电磁铁、电动机等；也
可以是液压或气动元件，如液压或气压工作缸及马达。为了使驱动特性与受控对 象的负荷特性相互匹配，还可附加变速机构，如液压马达和行星齿轮传动的组合 。
• （a）双金属片式空气阀
它由双金属元件、加热线圈和空气闸阀等组成，旁通空 气管路截面积的大小由双金属片控制回转控制阀门来决定。
冷启动时，旁通空气道全开，暖机后，金属片弯曲， 空气阀全闭。
a）在低温时b ）暖机后 1-加热线圈2-接空气进气歧管3-阀门4-接空气滤清器5-
销6-双金属片
• （b）石蜡调节式空气阀
接收来自传感器的信息，经 信息处理后发出相应的控制
指令给执行器
执行ECU的专 项指令，从而 完成控制目的
传感器
ECU
执行器
简化的汽车电子控制系统模型
汽车电子控制系统总成
3、电子控制系统
汽车电子控制系统可分为以下四个部分： 1）发动机和动力传动集中控制系统。 2）底盘综合控制和安全系统。 3）智能车身电子系统。 4）通讯与信息/娱乐系统。