電子控制噴射系統(tǒng)

1、湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授副教授 陳曙紅陳曙紅第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、汽油機(jī)的特點(diǎn)一、汽油機(jī)的特點(diǎn) 汽油機(jī)是把空氣與汽油的汽油機(jī)是把空氣與汽油的混合氣混合氣燃燒燃燒所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出輸出的裝置的裝置。什么是汽油機(jī)？什么是汽油機(jī)？充分燃燒的條件：充分燃燒的條件：足夠的足夠的空氣空氣、足、足夠的夠的燃料燃料、一定、一定的的著火溫度著火溫度空氣空氣 + 汽油汽油四行程汽油機(jī)的四行程汽油機(jī)的工作原理：工作原理： 進(jìn)氣、壓縮進(jìn)氣、壓縮 (點(diǎn)點(diǎn)火火) 、作功、排氣、作功、排氣二、發(fā)動機(jī)輸出功率控制法發(fā)動機(jī)輸出功率控制法 汽油發(fā)動機(jī)輸出功率的控制則是

2、通過汽油發(fā)動機(jī)輸出功率的控制則是通過控制控制節(jié)流閥（或節(jié)流閥（或稱節(jié)氣門、油門）的稱節(jié)氣門、油門）的開度開度使之變化，以調(diào)節(jié)使之變化，以調(diào)節(jié)混合氣數(shù)量混合氣數(shù)量，從而達(dá)到控制發(fā)動機(jī)輸出功率（即不同工況）。從而達(dá)到控制發(fā)動機(jī)輸出功率（即不同工況）。 節(jié)氣門開度參與燃燒的混合氣數(shù)量熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能駕駛員踩下加速踏板輸出功率汽油機(jī)的五個工況：汽油機(jī)的五個工況： 起動工況、怠速工況、中小負(fù)荷工況、全負(fù)荷工況、起動工況、怠速工況、中小負(fù)荷工況、全負(fù)荷工況、加速工況。加速工況。 汽油機(jī)這些汽油機(jī)這些“工況工況”常常是指發(fā)動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和常常是指發(fā)動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下的工作狀況。負(fù)荷下的工作狀況。傳統(tǒng)化油

3、器式汽油機(jī)傳統(tǒng)化油器式汽油機(jī)電子控制燃油噴射式汽油機(jī)電子控制燃油噴射式汽油機(jī)傳統(tǒng)化油器式汽油機(jī)傳統(tǒng)化油器式汽油機(jī) 是通過化油器來完成汽油和空氣的混合，再通過是通過化油器來完成汽油和空氣的混合，再通過節(jié)氣門進(jìn)入氣缸進(jìn)行工作。（節(jié)氣門進(jìn)入氣缸進(jìn)行工作。（通過節(jié)氣門進(jìn)入氣缸的通過節(jié)氣門進(jìn)入氣缸的是是混合氣混合氣） 。 現(xiàn)代電子控制燃油噴射式汽油機(jī)現(xiàn)代電子控制燃油噴射式汽油機(jī) 是以直接與間接測出的空氣量信號為基礎(chǔ)（是以直接與間接測出的空氣量信號為基礎(chǔ)（傳感傳感器器），由），由電控單元電控單元計(jì)算出發(fā)動機(jī)燃燒所必需的汽油量，計(jì)算出發(fā)動機(jī)燃燒所必需的汽油量，對噴油器提供開啟信號，通過噴油器（對噴油器提供開

4、啟信號，通過噴油器（執(zhí)行器執(zhí)行器）的開啟）的開啟給發(fā)動機(jī)提供適量的燃料。給發(fā)動機(jī)提供適量的燃料。 （通過節(jié)氣門進(jìn)入氣缸的通過節(jié)氣門進(jìn)入氣缸的是是空氣空氣） 第者第二節(jié) 1、具有良好的、具有良好的使用性能使用性能（）（）冷起動性能冷起動性能得到提高得到提高（）（）加速性能加速性能得到改善得到改善（）（）動力性能動力性能大大提高大大提高（）（）工作穩(wěn)定性能工作穩(wěn)定性能得到加強(qiáng)得到加強(qiáng)、具有良好的、具有良好的燃料經(jīng)濟(jì)性能燃料經(jīng)濟(jì)性能、環(huán)保性能、環(huán)保性能充分改善充分改善四、電子控制燃油噴射裝置的組成四、電子控制燃油噴射裝置的組成 從設(shè)備的主體構(gòu)成分析，電子控制燃油噴射從設(shè)備的主體構(gòu)成分析，電子控制燃油

5、噴射裝置由裝置由傳感器傳感器、電控單元（電控單元（ECU）、執(zhí)行器執(zhí)行器三三大部分組成。大部分組成。 從工作情況分析，電子控制燃油噴射裝置由從工作情況分析，電子控制燃油噴射裝置由燃油供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)三三大系統(tǒng)組成。大系統(tǒng)組成。五、電子控制燃油噴射裝置分類五、電子控制燃油噴射裝置分類1、按噴射器噴射位置分：、按噴射器噴射位置分： （1） 缸內(nèi)噴射缸內(nèi)噴射 （2） 缸外噴射缸外噴射2、按噴射方式分：、按噴射方式分： （1）單點(diǎn)噴射）單點(diǎn)噴射 （2）多點(diǎn)噴射多點(diǎn)噴射3、按噴射時間分：、按噴射時間分：（1）間隙噴射）間隙噴射（2）連續(xù)噴射）連續(xù)噴

6、射4、按空氣檢測方式分：、按空氣檢測方式分： （1）直接檢測）直接檢測 式式 （L型型電噴發(fā)動機(jī)，電噴發(fā)動機(jī)， 采用采用空氣流量計(jì)空氣流量計(jì)） （2）間接檢測式）間接檢測式 （D型型電噴發(fā)動機(jī)，電噴發(fā)動機(jī)， 采用采用進(jìn)氣壓力傳感器進(jìn)氣壓力傳感器）5、按控制形式分：、按控制形式分： （1）開環(huán)控制系統(tǒng)）開環(huán)控制系統(tǒng) （2）閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng) （含（含氧傳感器氧傳感器）五、電子控制燃油噴射裝置分類五、電子控制燃油噴射裝置分類第二節(jié)第二節(jié) 燃油供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)一、燃油供給系統(tǒng)的工作原理一、燃油供給系統(tǒng)的工作原理 燃油箱燃油箱電動汽油泵電動汽油泵汽油濾清器汽油濾清器汽油緩沖器汽油緩沖器噴油器

7、噴油器汽油壓力調(diào)節(jié)器汽油壓力調(diào)節(jié)器燃油箱燃油箱進(jìn)氣歧管進(jìn)氣歧管ECU1、功用：功用： 向發(fā)動機(jī)及時供給各種工況下所需要的燃油量。向發(fā)動機(jī)及時供給各種工況下所需要的燃油量。2、組成：組成： 燃油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、汽油緩沖器、燃油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、汽油緩沖器、 汽油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器、冷起動噴油器等。汽油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器、冷起動噴油器等。3、工作原理：工作原理： 第三節(jié)燃油箱電動汽油泵汽油濾清器汽油壓力緩沖器汽油壓力調(diào)節(jié)器噴油器冷起動噴油器進(jìn)氣歧管噴油量的多少決定噴油量的多少決定于三個因素：于三個因素：1 1、噴口直徑的大、噴口直徑的大小小結(jié)構(gòu)控制結(jié)構(gòu)控制2 2、噴油壓力的大

8、、噴油壓力的大小小汽油壓力調(diào)汽油壓力調(diào)節(jié)器控制節(jié)器控制以上兩參數(shù)相對為以上兩參數(shù)相對為定量；定量；3 3、噴口開啟持續(xù)、噴口開啟持續(xù)的時間的時間ECUECU控制，為控制，為變量參數(shù)變量參數(shù)，根據(jù)空，根據(jù)空氣量而變。氣量而變。第三節(jié)第三節(jié) 空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)一一、空氣供給系統(tǒng)的功用空氣供給系統(tǒng)的功用 是是測量測量和和控制控制汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒所需要的汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒所需要的空氣量空氣量。二、空氣供給系統(tǒng)的工作原理二、空氣供給系統(tǒng)的工作原理空氣空氣空氣濾清器空氣濾清器空氣流量計(jì)空氣流量計(jì)（傳感器傳感器）節(jié)氣門體節(jié)氣門體進(jìn)氣歧管進(jìn)氣歧管ECU測量測量空氣數(shù)量空氣數(shù)量控制控制空空氣數(shù)量氣數(shù)量怠

9、速控怠速控制系統(tǒng)制系統(tǒng)燃油箱燃油箱電動汽電動汽油油 泵泵汽油濾汽油濾清清 器器汽油壓力汽油壓力緩緩 沖沖 器器噴油器（噴油器（執(zhí)行器）執(zhí)行器）汽油壓力汽油壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器燃油箱節(jié)氣門位置節(jié)氣門位置傳傳 感感 器器第三節(jié)第三節(jié) 空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)一一、空氣供給系統(tǒng)的功用空氣供給系統(tǒng)的功用 是是測量測量和和控制控制汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒所需要的汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒所需要的空氣量空氣量。二、空氣供給系統(tǒng)的工作原理二、空氣供給系統(tǒng)的工作原理空氣空氣空氣濾清器空氣濾清器空氣流量計(jì)空氣流量計(jì)（傳感器傳感器）節(jié)氣門體節(jié)氣門體進(jìn)氣歧管進(jìn)氣歧管ECU測量測量空氣數(shù)量空氣數(shù)量控制控制空空氣數(shù)量氣數(shù)量怠速控怠速控制

10、系統(tǒng)制系統(tǒng)燃油箱燃油箱電動汽電動汽油油 泵泵汽油濾汽油濾清清 器器汽油壓力汽油壓力緩緩 沖沖 器器噴油器（噴油器（執(zhí)行器）執(zhí)行器）汽油壓力汽油壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器燃油箱節(jié)氣門位置節(jié)氣門位置傳傳 感感 器器第四節(jié)U=I*R一、1 1、功用：、功用： 檢測節(jié)氣門的開度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號檢測節(jié)氣門的開度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸送給電控單元，作為輸送給電控單元，作為ECUECU判定發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工判定發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的依據(jù)。況的依據(jù)。2 2、結(jié)構(gòu)型式：、結(jié)構(gòu)型式： 開關(guān)式、滑動電阻式、綜合式開關(guān)式、滑動電阻式、綜合式三種。三種。3 3、開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：、開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （1

11、 1）兩個固定觸點(diǎn)：怠速開關(guān)觸點(diǎn)、全負(fù)）兩個固定觸點(diǎn)：怠速開關(guān)觸點(diǎn)、全負(fù)荷開關(guān)觸點(diǎn)；荷開關(guān)觸點(diǎn)； （2 2）一個活動觸點(diǎn)）一個活動觸點(diǎn)兩點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器掛圖第四節(jié)第四節(jié) 電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)一、功用一、功用 是將各類是將各類傳感器傳感器的工作狀況轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信的工作狀況轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號輸送給號輸送給電控單元電控單元，經(jīng)實(shí)時處理和計(jì)算后，電控，經(jīng)實(shí)時處理和計(jì)算后，電控單元再向各有關(guān)單元再向各有關(guān)執(zhí)行器執(zhí)行器發(fā)出指令，以控制最佳噴發(fā)出指令，以控制最佳噴油時刻、噴油量和點(diǎn)火時刻，減輕排放污染，使油時刻、噴油量和點(diǎn)火時刻，減輕排放污染，使發(fā)動機(jī)在各種工況下都處于最佳的工作狀態(tài)。并發(fā)動機(jī)在各

12、種工況下都處于最佳的工作狀態(tài)。并且電控單元還具有故障自診斷功能。且電控單元還具有故障自診斷功能。二、組成二、組成 由由 傳感器、電控單元、執(zhí)行器三部分組成。傳感器、電控單元、執(zhí)行器三部分組成。1、功用、功用 是根據(jù)自身存儲的程序?qū)Πl(fā)動機(jī)各種傳感器輸是根據(jù)自身存儲的程序?qū)Πl(fā)動機(jī)各種傳感器輸入的各種信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出入的各種信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出指令，控制有關(guān)執(zhí)行器動作，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、指令，控制有關(guān)執(zhí)行器動作，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、自動控制發(fā)動機(jī)工作的目的。自動控制發(fā)動機(jī)工作的目的。 電控單元（電控單元（ECU）是發(fā)動機(jī)的綜合控制裝置，是發(fā)動機(jī)的綜合控制裝置，它的基本構(gòu)成它

13、的基本構(gòu)成主要是微型計(jì)算機(jī)。主要是微型計(jì)算機(jī)。 通常計(jì)算機(jī)是由各類通常計(jì)算機(jī)是由各類硬件硬件和和軟件軟件組成的高效組成的高效微處理器。微處理器。硬件硬件是指裝置于是指裝置于ECU內(nèi)的有形元器件。內(nèi)的有形元器件。（1）輸入回路）輸入回路（2）A/D轉(zhuǎn)換器（轉(zhuǎn)換器（模擬模擬/數(shù)字?jǐn)?shù)字轉(zhuǎn)換器）轉(zhuǎn)換器）（3）微型計(jì)算機(jī)）微型計(jì)算機(jī) 中央處理器中央處理器 存儲器存儲器 輸入和輸出接口輸入和輸出接口 輸出回路輸出回路隨機(jī)存儲器（隨機(jī)存儲器（RAM），電源切斷時，），電源切斷時，所存入的數(shù)據(jù)、信息均完全消失。所存入的數(shù)據(jù)、信息均完全消失。只讀存儲器（只讀存儲器（ROM），電源切斷時，），電源切斷時，所存入的

14、數(shù)據(jù)、信息不會消失。所存入的數(shù)據(jù)、信息不會消失。軟件軟件是指貯存于微機(jī)芯片（如是指貯存于微機(jī)芯片（如ROM）內(nèi)的程序）內(nèi)的程序 和數(shù)據(jù)。和數(shù)據(jù)。汽車上的主要軟件有：汽車上的主要軟件有：（1）常規(guī)穩(wěn)定工況下的最佳空燃比（最佳噴油量）脈常規(guī)穩(wěn)定工況下的最佳空燃比（最佳噴油量）脈譜圖譜圖 最佳空燃比與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷有關(guān)，該脈譜圖含有最佳空燃比與發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷有關(guān)，該脈譜圖含有15個轉(zhuǎn)個轉(zhuǎn)速和速和15個節(jié)氣門開度（負(fù)荷），共組合成個節(jié)氣門開度（負(fù)荷），共組合成225個發(fā)動機(jī)常用工數(shù)個發(fā)動機(jī)常用工數(shù)據(jù)，據(jù)，ECU只要控制噴油量便可確定最佳的空燃比。只要控制噴油量便可確定最佳的空燃比。（2）常規(guī)穩(wěn)

15、定工況下的最佳點(diǎn)火提前角脈譜圖常規(guī)穩(wěn)定工況下的最佳點(diǎn)火提前角脈譜圖（3）進(jìn)氣溫度變化校正曲線。進(jìn)氣溫度變化校正曲線。 ECU根據(jù)該線自動地調(diào)整噴油量和點(diǎn)火提前角，（標(biāo)準(zhǔn)為根據(jù)該線自動地調(diào)整噴油量和點(diǎn)火提前角，（標(biāo)準(zhǔn)為20，當(dāng)?shù)陀诋?dāng)?shù)陀?0時，加濃混合氣和適當(dāng)提前點(diǎn)火提前角）時，加濃混合氣和適當(dāng)提前點(diǎn)火提前角）（4）水溫變化校正曲線水溫變化校正曲線 標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)為80 ，水溫，水溫80，自動調(diào)整如加濃混合氣和提前點(diǎn)火。，自動調(diào)整如加濃混合氣和提前點(diǎn)火。（5）蓄電池電壓變化校正曲線蓄電池電壓變化校正曲線 蓄電池電壓對噴油的起止時間和點(diǎn)火時導(dǎo)通的脈寬都有一定蓄電池電壓對噴油的起止時間和點(diǎn)火時導(dǎo)通的脈寬

16、都有一定影響，影響，ECU便根據(jù)檢測到的蓄電池電壓對噴油時間和點(diǎn)火提前角進(jìn)便根據(jù)檢測到的蓄電池電壓對噴油時間和點(diǎn)火提前角進(jìn)行自動調(diào)整行自動調(diào)整。（6）海拔高度校正曲線）海拔高度校正曲線 高原地區(qū)，空氣稀薄，噴油量應(yīng)當(dāng)減少，點(diǎn)火應(yīng)當(dāng)推遲。高原地區(qū)，空氣稀薄，噴油量應(yīng)當(dāng)減少，點(diǎn)火應(yīng)當(dāng)推遲。自診斷系統(tǒng)和安全保險(xiǎn)功能自診斷系統(tǒng)和安全保險(xiǎn)功能 在在ECU內(nèi)設(shè)有專門的自診斷電路，當(dāng)發(fā)動內(nèi)設(shè)有專門的自診斷電路，當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，電控單元不斷地監(jiān)測各個部分的工機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，電控單元不斷地監(jiān)測各個部分的工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，便將故障信號存儲于作情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，便將故障信號存儲于存儲器內(nèi)，并以代碼方式顯示出來。存

17、儲器內(nèi)，并以代碼方式顯示出來。 1、功用：、功用： 是把非電量信號轉(zhuǎn)換成電量信號，或?qū)⑽锢砹?、是把非電量信號轉(zhuǎn)換成電量信號，或?qū)⑽锢砹俊㈦娏俊⒒瘜W(xué)量的信息轉(zhuǎn)換成電控單元能夠理解的電量、化學(xué)量的信息轉(zhuǎn)換成電控單元能夠理解的信號。信號。2、汽車上主要的傳感器：、汽車上主要的傳感器： 轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、溫度傳感器（如水溫、進(jìn)氣溫度等等）、空氣流溫度傳感器（如水溫、進(jìn)氣溫度等等）、空氣流量傳感器、氧傳感器、爆震傳感器、節(jié)氣門位置量傳感器、氧傳感器、爆震傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、點(diǎn)火信號傳感器等等。傳感器、車速傳感器、點(diǎn)火信號傳感

18、器等等。1、功用功用： 根據(jù)電控單元輸出的電控信號完成所需的機(jī)根據(jù)電控單元輸出的電控信號完成所需的機(jī)械動作，以實(shí)現(xiàn)某一系列的調(diào)整與控制。械動作，以實(shí)現(xiàn)某一系列的調(diào)整與控制。2、汽車上主要的執(zhí)行器有：、汽車上主要的執(zhí)行器有： 電動汽油泵、電磁噴油器、怠速電控閥、點(diǎn)電動汽油泵、電磁噴油器、怠速電控閥、點(diǎn)火裝置、廢氣再循環(huán)裝置等等。火裝置、廢氣再循環(huán)裝置等等。 發(fā)動機(jī)排氣污染物有發(fā)動機(jī)排氣污染物有COCO、NONOX X、HCHC等等。等等。其中其中NONOX X主要是空氣中的氮?dú)馀c氧氣在高主要是空氣中的氮?dú)馀c氧氣在高溫、高壓條件下形成的。發(fā)動機(jī)排出的溫、高壓條件下形成的。發(fā)動機(jī)排出的NONOX X

19、量最主要的是與氣缸內(nèi)的最高溫度有量最主要的是與氣缸內(nèi)的最高溫度有關(guān)，溫度越高，排出的關(guān)，溫度越高，排出的NONOX X量越多。量越多。廢氣再循環(huán)（廢氣再循環(huán)（EGREGR）控制系統(tǒng)的功用）控制系統(tǒng)的功用 將適量的將適量的廢氣廢氣重新引入氣缸參加燃燒，以重新引入氣缸參加燃燒，以降低降低燃燒的最高溫度燃燒的最高溫度，減少，減少NONOX X的生成量，從而的生成量，從而減少減少排放污染排放污染。 電控廢氣再循環(huán)裝置電控廢氣再循環(huán)裝置根據(jù)發(fā)動機(jī)的工根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況控制再循環(huán)的廢氣量，以減少排放污染。況控制再循環(huán)的廢氣量，以減少排放污染。 EGREGR不起作用的工況有不起作用的工況有 起動工況起動工況起動開關(guān)信號；起動開關(guān)信號；怠速工況怠速工