3章2节 喷油控制原理 48

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为获得良好的动力性、经济性、响应性,空燃比应作相 应变化,即需要适量调整喷油量。 • 一般情况下加速时混合气变稀,减速时混合气变浓。因 此在加、减速时要分别进行燃油增量和减量的修正,否 则发动机会产生“喘振”、车辆产生前后方向的振动等 现象,排气中有害成分也会增加。
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3.2.2 同步喷射
• 当喷油器将汽油喷人进气管后,有一部分将附着在进气门及 其附近;加速时,节气门突然开大,使附着在这些部位的燃 油增加;由于附着的汽油产生汽化需要一定时间,因此加速 时实际供给发动机的混合气比目标空燃比的要稀。
• 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 投人工作,见图。
3.2.2 同步喷射
4)进气温度修正 • 发动机进气密度随发动机的进气温度而变化,ECU根据进
气温度传感器提供的信号,修正喷油持续时间,使空燃比 满足要求。 • 通常以20℃为进气温度信息的标准温度,低于20℃时空气 密度大,ECU增加喷油量做修正,使混合气不致过稀。进 气温度高于20℃时,空气密度减小,ECU使喷油量减少, 以防混合气偏浓。 • 增加或减少的最大修正量约为±10%(即修正系数0.9~ 1.1)。
怠速稳定修正曲线 (a)随压力变化时的修正系数 (b)随转速变化时的修正系数
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3.2.2 同步喷射
8)对于无效喷射时间TU ,进行电压修正 • 电磁喷油器针阀工作特性见图,当电源电压降低时,无效
喷射时间TC增长。反之,当电源电压升高时,无效喷射时 间TC缩短。当喷油器电流停止后喷油器由于惯性延迟的喷 有时间TO。 • TU=TC-TO • TU——无效喷油时间 • TC——延迟打开时间 • TO——延迟关闭时间
FTH1


同 时 的 修 正 系 数
满 足 冷 却 液 温
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3.2.2 同步喷射
• 减速时与加速时一样,要考虑两种因素的影响。减速时 燃油修正系数FDC由两部分组成。即: FDC=FDL2×FTH2 FDC——减速时燃油修正系数 FDL2——满足负荷变化量的修正系数 FTH2——满足冷却液温度不同时的修正系数
• △Q——进气变化量
• n-发动机转速
FDL1


的 修 正 系 数
满 足 负 荷 变
(进气变化量 / 发动机转速)26
3.2.2 同步喷射
• FTH1为满足冷却液温度不同时的修正系数,它反映加速时, 汽油附着部位的温度不同,引起燃油汽化速度变化的修正 系数,如图所示。
• 在负荷变化量相同的加速工况下,冷却液温度越低,加速 修正系数越大。
• 由水温—喷油时间图,得出基本喷油时间,根据THA信号 对喷油时间作修正——延长或减短。根据蓄电池电压相应 延长喷油信号的持续时间,以实现喷油量的进一步修正, 即电压修正。
起动喷油时 间的确定
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3.2.2 同步喷射
• 喷油器的实际打开时刻晚于ECU控制其打开的时刻,即存 在一段滞后,如图所示,故喷油器打开的实际时间较ECU 计算出的需要打开的时间短,致使喷油量不足,实际空燃 比高于发动机要求的空燃比,混合气偏稀。
• 根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定喷油量, 是以进气量与进气管压力成正比为前提的,这一前提只在 理论上成立。实际工作中,进气脉动使充气效率变化,进 行再循环的废气量的波动也影响进气量测量的准确度。故 由map图计算的仅为基本喷油量,ECU还必须根据发动机转 速信号对喷油量做修正。
• L型EFI系统的基本喷油时间由发动机转速信号和空气流量 信号确定。这个基本喷油时间是实现既定空燃比(一般为 理论空燃比A/F=14.7)的喷射持续时间。
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3.2.1 喷油方式与喷油正时
③顺序喷射,即按点火顺序要求逐缸喷油。
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3.2.1 喷油方式与喷油正时
2、喷油正时 • 喷油正时分为同步喷射和异步喷射。
①同步喷射指在既定的曲轴转角进行喷射,在发动机稳定 工况的大部分运转时间里,喷油系统以同步方式工作。 ②异步喷射是根据传感器的输入信号控制喷油时间的,与 曲轴的旋转角度无关,起动、加速等过渡工况,喷油系统 以异步方式喷射。
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3.2 喷油控制原理
• 本节讲四个问题: • 喷油方式与喷油正时 • 同步喷射 • 异步喷射 • 开环、闭环控制
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3.2.1 喷油方式与喷油正时
1、喷油方式 • 燃油的喷射方式有:同时喷射、分组喷射、顺序喷射。
①同时喷射,即各缸喷油时刻相同。
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3.2.1 喷油方式与喷油正时
②分组喷射,即多缸发动机分为若干组进行喷射,同一组 各缸同时喷油,不同组间顺序喷油。
定性。
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3.2.2 同步喷射
• 为了提高发动机怠速运转的 稳定性,ECU根据绝对压力和 发动机转速对喷油量作修正, 见图。
• 随△P增大增加修正系数KP 。
• △P——变化的压力
• KP——随压力变化的修正系 数
• 随△N减小减少修正系数KN 。
• △N——变化的转速
• KN——随转速变化的修正系 数
ECU可根据进气压力传感器、空气流量计、节气门位置传 感器信号判断发动机负荷状况,决定相应增加的燃料喷射 量。 • 大负荷的加浓量约为正常喷油量的+10% ~ +30%(即 修正系数1.1~1.3)。有些发动机的大负荷加浓量还与冷 却液温度信号有关。
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3.2.2 同步喷射
6)过渡工况空燃比控制 • 发动机在过渡工况下运行时(即汽车加速或减速行驶),
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3.2.1 喷油方式与喷油正时
(根据水温)
喷油控制
同步喷射
(λ修正)
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3.2.2 同步喷射
1、起动喷油控制 • 起动时的基本喷油时间不是根据进气量(或进气压力)和
发动机转速计算确定的,这与发动机起动后的控制不同。 • 在发动机起动时,转速波动大,无论D系统中的进气压力
传感器还是L系统中的空气流量计,都不能精确地确定进 气量,进而不能确定合适的喷油持续时间。
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3.2.2 同步喷射
(1)基本喷油持续时间 • D型EFI系统的基本喷油持续时间可由发动机转速信号和进
气管绝对压力信号确定。 • 用于D系统的ECU内存了一个三维图(map图) ,如图所示,
它表明了与发动机各种转速和进气管绝对压力对应的基本 喷油持续时间。
基本喷油时 间三维图
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3.2.2 同步喷射
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3.2.2 同步喷射
2)暖机加浓(冷却液温度修正) • 冷机时,燃油蒸发性差,为使发动机迅速进人最佳工作
状态,必须供给浓混合气。 • 在冷却液温度低时,ECU根据水温传感器THW信号相应增
加喷射量,水温在-40 ℃ 时加浓量约为正常喷射量的两 倍。
暖机加浓修正曲 线
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3.2.2 同步喷射
• 暖机加浓在节气门怠速位置开关接通或断开时,根据 发动机转速,ECU使加浓的喷油量有少量变化。
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3.2.2 同步喷射
• 因此当电源电压变化时,应考虑对无效喷射时间的影响, 对无效喷射时间进行修正。
• 它实际上是一种电压修正,通常采用改变通电时间(喷油 脉宽)的方法予以修正,如图所示。其修正值随电磁喷油 器的规格和驱动方式不同而略有差异。
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(3)断油控制
3.2.2 同步喷射
1)减速断油
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3.2.2 同步喷射
• 式中FDL2为满足负荷变化量的修正系数, FDL2与△Q/n有 关,如图所示。
• △Q——进气变化量 • n——发动机转速
FDL2


源自文库
的 修 正 系 数
满 足 负 荷 变
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进气变化量 / 发动机转速
3.2.2 同步喷射
• FTH2为满足冷却液温度不同时的修正系数,如图所示。
• FDL1反映出加速时,进气管内压力突然增高,即表征发动机 负荷突然变大时的修正系数;发动机负荷一般用每一进气行 程中吸人的空气量或者节气门开度等来表示。
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3.2.2 同步喷射
• 图示加速时负荷变化量的修正系数,负荷变化量越大,即 一定时间间隔的△Q/n变化量越大,意味着进气管压力变 化率大,修正量也就越大。
• 进气管压力的高低和附着部位温度的高低,对附着燃油的汽 化速度影响十分明显;进气管内的压力越高(意味着大负荷)、 附着部位温度越低,则附着燃油汽化速度越慢。考虑上述两 种因素的影响,加速时燃油修正系数FAC由两部分组成,即: FAC=FDL1×FTH1 FAC——加速时燃油修正系数 FDL1——满足负荷变化量的修正系数 FTH1——满足冷却液温度不同时的修正系数
• 暖机加浓最大修正量约为±20%(即修正系数0.8~ 1.2) 。
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3.2.2 同步喷射
3)高温起动燃油量修正 • 汽车高速行驶后发动机熄火10~30min,此时发动机处于
高温下再次起动,就应进行高温起动燃油量修正。 • 一般汽车在高速行驶时,由于行驶中迎面风的冷却作用,
汽油温度不会太高,一般在50℃左右。如果此时发动机熄 火,发动机就成为热源,会使汽油温度上升到80~100℃, 喷油器内的汽油会产生汽油蒸汽。
FTH2


同 时 的 修 正 系 数
满 足 冷 却 液 温
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3.2.2 同步喷射
7)怠速稳定性修正(只用于D系统) • 在D系统中,决定基本喷油时间的进气管压力,在过渡工
况时,相对于发动机转速将产生滞后。 • 节气门以下进气管容积越大,怠速时发动机转速越低,
这种滞后时间越长,怠速就越不稳定。 • 进气管压力变动,发动机扭矩也变动,恶化了怠速的稳
• 蓄电池电压越低,滞后时间越长。 • ECU根据蓄电池电压延长喷油信号的持续时间,修正喷油
量,使实际喷油时间更接近于ECU的计算值。
喷油滞后现象
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3.2.2 同步喷射
2、起动后的喷油控制 • 发动机转速超过预定值时,ECU确定的喷油实际持续时间
满足下式: 喷油实际持续时间=基本喷油持续时间×喷油修正系数+ 电压修正值 • 其中,喷油修正系数是各种修正系数的连乘。
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3.2.2 同步喷射
• 由进气温度修正曲线可见,修正约在进气温度-20℃~ 60℃之间进行,如图所示。
进气温度修正曲线
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3.2.2 同步喷射
5)大负荷加浓 • 发动机在大负荷工况下运转时,要求使用浓混合气以获得
大功率,ECU根据发动机负荷增加喷油量。 • 负荷状况可以根据节气门开度或进气量的大小确定,故
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3.2.2 同步喷射
• 在喷油器喷出的汽油中,因含有汽油蒸汽而使汽油喷射量 减少造成混合气变稀。为了解决因汽油蒸汽而引起的混合 气稀化问题,应采取高温起动时燃油量修正的措施。
• 一般是当冷却液温度上升到设定值(如100℃)以上时,进 行高温起动燃油增量修正,如图所示。
高温起动燃油量修正系数
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3.2.2 同步喷射
(2)起动后各工况下喷油量的修正 • 在确定基本喷油时间的同时,ECU由各种传感器获得发动
机运行工况信息,对基本喷油时间进行修正。 1)起动后加浓 • 发动机完成起动后,点火开关由STA(起动)位置转到ON(接 通点火)位置,或发动机转速已达到或超过预定值,ECU额 外增加喷油量,使发动机保持稳定运行。 • 随后根据冷却液温度,进行暖机加浓。
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3.2.2 同步喷射
• 因此,在起动时,ECU根据当时的冷却液温度,由内存的 水温—喷油时间图找出相应的基本喷油时间,然后进行进 气温度和蓄电池电压修正,得到起动时的喷油持续时间。
水温-喷油时间图
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3.2.2 同步喷射
• 在发动机转速低于规定值或点火起动开关接通(STA),以 任何方式喷射时,喷油时间的确定如图所示。
3.2 喷油控制原理
• 发动机采用电子控制系统带来良好的动力性、经济性、 低排放,主要来自于精确控制的空燃比。
• 空燃比控制是依靠通过汽油喷射持续时间的长短来实 现。
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3.2 喷油控制原理
• 首先解释术语: • 理想空燃比——为使汽油和氧气全部进行化学反应(全部
燃烧)。 理想空燃比(A/F)=14.7kg(空气)/1kg(燃油)=14.7。 • 目标空燃比——考虑动力性、加速响应性、经济性、排放 性而执行的空燃比。目标空燃比与理想空燃比有差异。 • 基本喷油(持续)时间——根据空气质量和发动机转速计 算出为实现空燃比的的喷油时间,称为基本喷油持续时间。 • 实际喷油(持续)时间——各种传感器检测冷却液温度、 进气温度、节气门开度等与发动机工况有关的参数后,对 基本喷油持续时间进行修正,确定最佳喷油持续时间,即 实际喷油持续时间。
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