項(xiàng)目一發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)認(rèn)知

1、 主編：孟慶雙【項(xiàng)目描述】 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)經(jīng)歷了微機(jī)單獨(dú)控制和微機(jī)集中控制兩個(gè)發(fā)展階段。微機(jī)單獨(dú)控制是指由不同的控制單元分別控制點(diǎn)火和噴油。微機(jī)集中控制式電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置和電控系統(tǒng)的組成分別如圖1-1和圖1-2所示。圖1-1電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置圖1-2發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的組成【知識(shí)要點(diǎn)】1.了解電控發(fā)動(dòng)機(jī)各控制系統(tǒng)的基本組成。2.掌握電控發(fā)動(dòng)機(jī)各控制系統(tǒng)的基本原理?！炯寄芤c(diǎn)】1.識(shí)記電控發(fā)動(dòng)機(jī)的元件組成及其安裝位置。2.認(rèn)識(shí)電控燃油噴射系統(tǒng)的類型?！局R(shí)準(zhǔn)備】圖1-3汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的組成發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)由燃油噴射系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)和故障自診斷系統(tǒng)等組成，如圖1-3所示。它通過(guò)傳感

2、器采集發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣流量、冷卻液溫度等各種信號(hào)。1.燃油噴射系統(tǒng) 燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)械噴射、微機(jī)單獨(dú)控制和發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制三個(gè)階段。汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)由燃油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。1)燃油供給系統(tǒng)的作用是及時(shí)地向發(fā)動(dòng)機(jī)提供一定壓力和流量的燃油，如圖1-4所示。圖1-4發(fā)動(dòng)機(jī)燃油供給系統(tǒng)的組成2)空氣供給系統(tǒng)的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況，控制和測(cè)量汽油燃燒時(shí)所需要的空氣量，以形成可燃混合氣。該系統(tǒng)主要由空氣濾清器、空氣流量計(jì)或進(jìn)氣壓力傳感器、節(jié)氣門(mén)體及怠速控制閥、進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管等組成，如圖1-5所示。圖1-5發(fā)動(dòng)機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成3)電子控制系統(tǒng)的功能是通過(guò)傳感器

3、采集發(fā)動(dòng)機(jī)的各種工況信息，CU對(duì)信息進(jìn)行運(yùn)算、處理和判斷，確定并實(shí)施最佳噴油量、噴油正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)控制。該系統(tǒng)由傳感器、控制單元(ECU)和執(zhí)行器組成，如圖1-6所示。圖1-6發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成2.點(diǎn)火系統(tǒng) 微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的功用是將蓄電池的低壓電(12V)轉(zhuǎn)換成足以擊穿火花塞間隙的高壓電(1525kV)，并按照發(fā)動(dòng)機(jī)工況及做功順序的要求，準(zhǔn)時(shí)地使各缸火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣，如圖1-7所示。3.排放控制系統(tǒng)4.發(fā)動(dòng)機(jī)故障自診斷系統(tǒng)圖1-7微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)的組成汽油發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)的功能主要包括燃油噴射控制、點(diǎn)火控制、怠速控制、進(jìn)氣控制、排放控制、巡航控制、自診斷與報(bào)警等。

4、1.燃油噴射控制燃油噴射控制主要包括噴油量控制、噴油正時(shí)控制、減速斷油和超速斷油控制以及燃油泵控制。(1)噴油量控制1)起動(dòng)時(shí)噴油量的控制。2)起動(dòng)后的噴油量控制，如圖1-8所示。圖1-8噴油量控制和斷油控制(2)噴油正時(shí)控制1)分組噴射。以各組最先進(jìn)入做功行程的氣缸為基準(zhǔn)，當(dāng)確定基準(zhǔn)缸活塞在排氣上止點(diǎn)前的某一位置時(shí)，ECU便發(fā)出噴油控制指令，接通該組噴油器電磁線圈的電路，噴油器開(kāi)始噴油，如圖1-9所示。圖1-9分組噴射噴油正時(shí)控制圖1-10順序噴射噴油正時(shí)控制2)順序噴射。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、凸輪軸位置傳感器信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)做功順序確定噴油正時(shí)。當(dāng)確定某缸活塞在排氣上止點(diǎn)前某一位置時(shí)，E

5、CU便向該缸發(fā)出噴油控制指令，接通噴油器電磁線圈的電路，該缸開(kāi)始噴油。每個(gè)工作循環(huán)，各缸噴油器按照做功順序各噴油一次，如圖1-10所示。(3)減速斷油控制和超速斷油控制2.點(diǎn)火控制3.怠速控制4.進(jìn)氣控制進(jìn)氣控制主要包括可變配氣相位、可變進(jìn)氣系統(tǒng)和廢氣渦輪增壓三種。(1)可變配氣相位可變配氣相位是指發(fā)動(dòng)機(jī)ECU可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)閉時(shí)刻或升程，相應(yīng)增加進(jìn)氣量，以提高汽車(chē)的動(dòng)力性能?？勺兣錃庀辔环譃榭勺儦忾T(mén)升程VVL(Variable Valve Lift)和可變氣門(mén)正時(shí)VVT(Variable Valve Timing)兩種類型，如圖1-11和圖1-12所示。圖1-

6、11本田乘用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)升程控制系統(tǒng)圖1-12豐田乘用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)可變配氣正時(shí)(VVT-i)控制系統(tǒng)(2)可變進(jìn)氣系統(tǒng)可變進(jìn)氣系統(tǒng)是利用進(jìn)氣流慣性產(chǎn)生的壓力波來(lái)提高進(jìn)氣效率的裝置，可分為可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度和可變進(jìn)氣道截面積兩種形式，如圖1-13和圖1-14所示。圖1-13帕薩特乘用車(chē)可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度控制系統(tǒng)圖1-14可變進(jìn)氣道截面積控制系統(tǒng)(3)廢氣渦輪增壓廢氣渦輪增壓是指利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高壓廢氣的能量，驅(qū)動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)同軸上的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，將吸入的空氣壓縮并送至節(jié)氣門(mén)或氣缸，從而提高進(jìn)氣流速或壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能得到有效改善，如圖1-15和圖1-16所示。圖1-15廢氣渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)圖1

7、-16廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的原理5.排放控制(1)燃油蒸發(fā)控制(EVAP)燃油蒸發(fā)控制EVAP(Evaporative Emission)系統(tǒng)的主要功能是降低HC排放。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制活性炭罐電磁閥打開(kāi)，并將活性炭罐中的汽油蒸氣導(dǎo)入氣缸燃燒，如圖1-17所示。圖1-17燃油蒸發(fā)控制(EVAP)系統(tǒng)圖1-18三效催化轉(zhuǎn)化器的位置(2)三效催化轉(zhuǎn)化器(TWC)與閉環(huán)控制三效催化轉(zhuǎn)化器(TWC)是最重要的機(jī)外凈化裝置，安裝在排氣系統(tǒng)(消聲器之前)中，如圖1-18所示。其作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的CO和HC氧化成CO2和H2O，將NOx還原成N2排入大氣，以減少CO、HC和NOx的排放。 三效催

8、化轉(zhuǎn)化器與氧傳感器配套使用，氧傳感器裝在三效催化轉(zhuǎn)化器的前后，如圖1 19所示。前氧傳感器的作用是檢測(cè)廢氣中的氧含量并將信號(hào)傳給ECU，ECU以此判斷可燃混合氣的濃度，并對(duì)噴油量進(jìn)行修正，精確地將空燃比控制在147左右。圖1-19氧傳感器的位置(3)廢氣再循環(huán)(EGR)控制廢氣再循環(huán)EGR(Exhaust Gas Recirculation)系統(tǒng)的作用是把發(fā)動(dòng)機(jī)排出的一部分廢氣引入到進(jìn)氣系統(tǒng)，以降低燃燒產(chǎn)生的最高溫度和壓力，從而降低排氣中NOx的含量，如圖1-20所示。圖1-20本田乘用車(chē)廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)(4)二次空氣噴射(SAI)控制二次空氣噴射SAI(Secondary Air I

9、njection)系統(tǒng)是在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)階段，利用二次空氣泵將新鮮空氣噴入排氣管，使廢氣中未燃燒的HC和CO氧化燃燒，反應(yīng)生成CO2和H2O，從而減少HC和CO的排放量，同時(shí)縮短三效催化轉(zhuǎn)化器的預(yù)熱時(shí)間，如圖1-21所示。圖1-21二次空氣噴射系統(tǒng)6.巡航控制(CCS)巡航控制系統(tǒng)CCS(Cruise Control System)的作用是根據(jù)行駛阻力的變化自動(dòng)調(diào)整節(jié)氣門(mén)開(kāi)度，使車(chē)輛在駕駛?cè)祟A(yù)設(shè)定的速度下穩(wěn)定行駛。定速巡航行駛狀態(tài)下，駕駛?cè)藷o(wú)需踩加速踏板。巡航控制系統(tǒng)的原理如圖1-22所示。7.自診斷系統(tǒng)的功能圖1-22巡航控制系統(tǒng)的原理1.按燃油噴射位置分類按照燃油噴射的位置，電控燃油噴射系統(tǒng)分

10、為缸內(nèi)噴射和缸外噴射兩種。(1)缸內(nèi)噴射FSI(Fuel Stratified Injection)缸內(nèi)噴射又稱汽油直接噴射，是將燃油通過(guò)噴油器直接噴入氣缸的噴射方式，屬于高壓噴射(34MPa)，如圖1-23所示。圖1-23缸內(nèi)噴射(2)缸外噴射 多點(diǎn)噴射也稱進(jìn)氣門(mén)噴射，如圖1-24所示，在每一個(gè)氣缸的進(jìn)氣歧管上都安裝一個(gè)噴油器。噴油器間歇性地將汽油噴射在進(jìn)氣門(mén)外側(cè)，與空氣一起被吸入氣缸。圖1-24多點(diǎn)噴射2.按噴射方式分類(1)同時(shí)噴射同時(shí)噴射是將4個(gè)噴油器的電磁線圈并聯(lián)，用一個(gè)大功率晶體管控制，如圖1-25所示。同時(shí)噴射每一個(gè)工作循環(huán)噴油器噴兩次油，每次噴出所需供油量的一半，所以又稱“半油

11、量噴射”，目前已淘汰。圖1-25同時(shí)噴射(2)分組噴射分組噴射多用于6缸或8缸發(fā)動(dòng)機(jī)，是把所有氣缸的噴油器分成兩組或3組。例如6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的1、3、5缸噴油器為一組，2、4、6缸噴油器為另一組，每組用一個(gè)大功率晶體管控制，如圖1-26所示。圖1-26分組噴射(3)順序噴射順序噴射也稱獨(dú)立噴射，如圖1-27所示，每缸噴油器按點(diǎn)火順序依次噴油，每個(gè)工作循環(huán)各缸噴油器順序噴油一次，是目前廣泛采用的噴射方式。圖1-27順序噴射3.按有無(wú)回油分類(1)有回油燃油供給系統(tǒng)有回油燃油供給系統(tǒng)中，燃油壓力調(diào)節(jié)器裝在燃油分配管上，對(duì)燃油壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)后，多余的燃油流回油箱，如圖1-28所示。圖1-28有回油燃油供給系統(tǒng)(2)無(wú)回油燃油供給系統(tǒng)無(wú)回油燃油供給系統(tǒng)中，去掉了從發(fā)動(dòng)機(jī)艙到油箱的回油管。本田奧德賽、飛度乘用車(chē)的無(wú)回油燃油供給系統(tǒng)如圖1-29所示，其燃油壓力調(diào)節(jié)器安裝在油箱內(nèi)。無(wú)回油燃油供給系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是簡(jiǎn)化了燃油管路系統(tǒng)，供油壓力恒定，且燃油壓力與進(jìn)氣歧管真空度無(wú)關(guān)聯(lián)。圖1-29本田奧德賽、飛度乘用車(chē)無(wú)回油燃油供給系統(tǒng)4.按進(jìn)氣量的計(jì)量方式分類(1)D型(壓力型)燃油噴射系統(tǒng)屬于速度密度型噴射系統(tǒng)，是利用裝在節(jié)氣門(mén)后方進(jìn)氣歧管上的進(jìn)氣壓力傳感器(MAP)檢測(cè)進(jìn)氣管內(nèi)的真空度，