汽车发动机电控系统概述

模块一 发动机电控系统概述
二、发动机电控系统的工作原理 在发动机电控系统中，ECU 接收来自各种传感器的信号，并处理接收 到的信息，同时发出相应的控制指令，来控制各种执行器完成正确的动 作，使发动机在不同工况下均能使混合气获得合适的空燃比，如图1— 1—5所示。
图1—1—5 发动机电控系统工作原理图
图1—2—6 均匀混合气燃烧模式和分层混合气燃烧模式 a)均匀混合气燃烧模式 b)分层混合气燃烧模式
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(2)进气管喷射 进气管喷射属于低压喷射。其喷油器安装在进气歧管或进气总 管上,将汽油向进气管喷射。有单点喷射和多点喷射之分。
图1—2—7 单点喷射 a)节气门体实物图 b)原理图
图1—2—8 采用流量板式空气流量计的电控汽油喷射系统
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(2)速度密度控制型 利用发动机转速和进气管绝对压力,推算出每一循环吸入发动机的空气 量,据此计算汽油的喷射量,称为速度密度控制型电控汽油喷射系统(D型), 如图1—2—9所示。 (3)节流速度控制型 利用节气门开度和发动机转速,推算每个循环吸入发动机的空气量,据 此计算汽油的喷射量,称为节流速度控制型电控汽油喷射系统。
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3.按汽油的喷射方式分类 (1)连续喷射 单点喷射采用连续喷射。 (2)间歇喷射 多点喷射采用间歇喷射。一般发动机每转一周,在进气之 前,各缸喷油一次。
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4.按空气量的检测方式分类 按空气量的检测方式,汽车发动机电控系统可以分为流量控制型、 速度密度控制型和节流速度控制型。 (1)流量控制型
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课题二 发动机电控系统的类别、 特点及发展趋势
◆ 了解发动机电控系统的一般类型。 ◆ 了解发动机电控系统的特点及发展趋势。
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按照不同的分类方式,发动机电控系统有多种类型。观察下图,说 说图1—2—1属于哪种类型的发动机,图1—2—2属于哪种类型的燃油 喷射系统?
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三、发动机电控系统传 感器的位置及功能 发动机电控系统传感器的 位置及功能以威驰发动机电 控系统为例说明。如图1— 1—6所示为威驰发动机电控 系统的元件位置图，标明了 各传感器的实际位置，它们 的外形、位置及功能见表 1—1—2。
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4.污染物排放净化控制系统 污染物排放净化控制系统的作用是：减少发动机工作时对大气 的污染。汽车发动机的污染物来自油箱、发动机曲轴箱和排气管。 5.电子控制系统 电子控制系统由传感器、ECU、执行器组成。传感器就像人的 五官,专门感受温度、混合气浓度、空气流量或压力、曲轴转速等 数值并传送给“中枢神经”的电子控制单元(ECU)。电子控制单元 是一个微型计算机,内有集成电路以及其他精密的电子元件。它汇 集了发动机上各个传感器采集的信号和点火分电器的信号,向执行 器(如喷射器)发出动作指令。
图1—2—9 上海桑塔纳采用的MotronicM1.5.4电喷系统(D型)
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5.按汽油喷射压力分类 (1)高压汽油喷射系统 缸内喷射采用高压汽油喷射系统。 (2)低压汽油喷射系统 进气管喷射采用低压汽油喷射系统。 6.按有无反馈信号分类 (1)开环控制 开环控制是根据实验确定发动机各种运 行工况的最佳供油参数，事先存入计算机， 形成控制MAP图。 (2)闭环控制 闭环控制是指在排气管内加装氧传感器， 根据排气中含氧量的变化，对进入气缸内的 可燃混合气的空燃比进行计算，并不断与设 定值进行比较，根据比较结果修正喷油量, 最终将空燃比控制在设定值的附近，如图 1—2—10所示。
化油器主供油
化油器怠速供油
图1—1—1 传统汽车发动机供油
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电控进气管喷射 电控缸内喷射 图1—1—2 电控汽车发动机供油
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一、发动机电控系统的组成
发动机电控系统如图1—1—3所示，由空气供给系统、燃油供给系 统、点火控制系统、污染控制系统和电子控制系统5个子系统组成。 每个子系统的组成如图1—1—4所示。
图1—2—10 氧传感器闭环控制
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二、主要发动机电控系统的特点 主要发动机电控系统的特点见表1—2—1。
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三、发动机电控技术的发展趋势 从汽油机和柴油机电控技术的发展历程来看，汽车发动机 电控技术快速发展的根本动力是具有法规效力的强制性排放 标准的颁布。随着汽车保有量的快速增加，汽车污染问题日 益严重，汽车污染物排放法规越来越严格，未来汽车发动机 电子控制技术仍将把按规定时间达到规定排放标准作为主要 发展方向。同时，能源越来越紧张，降低汽油机的能耗也已 经成为汽车界当前必须要解决的问题。
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(2)机电混合控制式(KE型)燃油喷射系统
图1—2—5 奔驰380SEL轿车采用的KE型汽油喷射系统
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2.按汽油喷射位置分类 (1)缸内喷射
如图1—2—1所示为缸内喷射汽油机的剖视图。汽油机缸内喷射又 称为汽油直接喷射，三菱汽车公司称为GDI，大众汽车公司称为FSI。
图1—1—3 发动机(日产天籁VQ35DE)电控系统
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图1—1—4 发动机电控系统的组成
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1.空气供给系统 空气供给系统各部分的作用是：空气滤清器过滤空气;空气流量计 是计量发动机进气量,其内的进气温度传感器用来检测进气温度,使进 气量计量更准确;节气门体控制发动机进气量和发动机怠速。空气供 给系统通过动力阀等配气控制系统保证流过进气道的空气量最大。 2.燃油供给系统 燃油供给系统各部分的作用是：油箱内汽油由电动汽油泵泵出,燃 油滤清器过滤后,油压调节器将压力调整为比进气管压力高约250kPa。 当油路压力超过规定值时,一部分回到油箱,大部分经分配油管配送给 各个喷油器和冷起动喷油器。当ECU 发出信号给喷油器通电时,与进 气量相适应的汽油被喷射到进气歧管中。 3.点火控制系统 点火控制系统的作用是：准时点燃空气与汽油形成的混合气,使发 动机做功。
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课题一 发动机电控系统的组成和工作原理
◆ 熟悉发动机电控系统的组成。
◆ 了解发动机电控系统的工作原理。
◆ 熟悉发动机电控系统中各传感器的位置及功能。
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观察传统汽车发动机供油示意图(见图1—1—1)和电控汽车发动机 供油示意图(见图1—1—2),试分析两者之间的异同,并说说为什么现代 汽车上的发动机普遍使用电控技术。
图1—2—1 发动机
图1—2—2 燃油喷射系统
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一、发动机电控系统的类别 发动机电控系统按不同的标准有多种分类方式，如图1—2—3所示。
图1—2—3 发动机电控系统的类型
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1.按喷射装置的控制方式分类 (1)机械控制式(K型)汽油喷射系统
图1—2—4 奔驰230SEL轿车采用的K型汽油喷射系统