第三章汽車電子控制技術(shù)

1、第三章第一節(jié)汽油噴射系統(tǒng)概述第二節(jié)空氣供給系統(tǒng)第三節(jié)汽油供給系統(tǒng)第四節(jié)電控汽油噴射系統(tǒng)第一節(jié)汽油噴射系統(tǒng)概述一、發(fā)動機汽油噴射的發(fā)展過程二、汽油發(fā)動機電控系統(tǒng)的基本組成及功用三、電控汽油噴射系統(tǒng)分類四、缸內(nèi)直噴式汽油機系統(tǒng)五、電控汽油噴射發(fā)動機的優(yōu)點一、發(fā)動機汽油噴射的發(fā)展過程二次大戰(zhàn)后，汽油噴射技術(shù)才逐漸應(yīng)用汽車發(fā)動機。年，德國- L型賽車裝用了博世公司(Bosch)生產(chǎn)的第一臺機械式汽油噴射裝置，它采用氣動式混合氣調(diào)節(jié)器控制空燃比，向氣缸內(nèi)直接噴射。年，德國Mercedes-Ben S型轎車裝備了博世公司和庫格菲舍爾(Kugerfischer)公司共同研制和生產(chǎn)的帶油量分配器的進(jìn)氣管汽油噴

2、射裝置。世紀(jì)年代以前，車用汽油噴射裝置大多數(shù)采用機械式柱塞噴射泵，其結(jié)構(gòu)和工作原理與柴油機噴油泵十分相似，控制功能也是借助于機械裝置實現(xiàn)的，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，因此發(fā)展緩慢，技術(shù)上無重大突破，應(yīng)用范圍也僅僅局限于賽車和為數(shù)不多的追求高速和大功率的豪華型轎車上。在車用汽油發(fā)動機領(lǐng)域內(nèi)化油器仍占有絕對優(yōu)勢。二、汽油發(fā)動機電控系統(tǒng)的基本組成及功用.空氣供給系統(tǒng).汽油供給系統(tǒng).電控系統(tǒng).空氣供給系統(tǒng)圖-空氣供給系統(tǒng)空氣濾清器空氣流量計節(jié)氣門怠速控制閥.汽油供給系統(tǒng)圖-汽油供給系統(tǒng)汽油壓力脈動減振器汽油濾清器汽油泵汽油壓力調(diào)節(jié)器冷起動噴油器點火開關(guān)噴油器ECU.電控系統(tǒng)圖-電子控制系統(tǒng)三、電控汽油噴射系

3、統(tǒng)分類.按有無反饋分類.按噴油器安裝部位分類.按汽油的噴射方式分類.按進(jìn)氣量的檢測方式分類.按噴射時序分類.按結(jié)構(gòu)分類.按空氣量的檢測方式分類.按有無反饋分類()開環(huán)控制該控制是指在發(fā)動機運行中，ECU檢測發(fā)動機的各輸入信號，并查出發(fā)動機ECU中固有的相應(yīng)的控制參數(shù)，輸出控制信號。()閉環(huán)控制該控制是指ECU控制的結(jié)果反饋給ECU，ECU再根據(jù)發(fā)動機實際運行狀況決定控制量的增減。.按噴油器安裝部位分類圖-噴油器安裝位置示意圖a)單點汽油噴射系統(tǒng)b)多點汽油噴射系統(tǒng)節(jié)氣門上帶有噴油器混合氣噴油器節(jié)氣門空氣對進(jìn)氣門噴油.按汽油的噴射方式分類()缸內(nèi)噴射該噴射方式是將汽油直接噴射到氣缸內(nèi)。()進(jìn)氣管

4、噴射該噴射方式是目前普遍采用的噴射方式。.按進(jìn)氣量的檢測方式分類()直接式檢測方式該方式是由空氣流量計直接測量進(jìn)入進(jìn)氣總管的空氣量，這種方式也稱為質(zhì)量流量控制型，K型和L型汽油噴射系統(tǒng)均屬于這種類型。()間接式檢測方式該方式不是直接檢測空氣量，而是根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速及其他參數(shù)，推算出吸入的空氣量，現(xiàn)在采用的有兩種方式：一種是根據(jù)進(jìn)氣管壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，推算出吸入的空氣量，并計算適量的燃料量的速度密度，這種方式也稱為速度密度控制型，例如D型汽油噴射系統(tǒng)。.按噴射時序分類圖-噴油器噴射時序a)同時噴射b)順序噴射c)分組噴射.按結(jié)構(gòu)分類表-汽油噴射系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)分類.按結(jié)構(gòu)分類圖-6機械式汽油噴射系統(tǒng)速度

5、繼電器熱限時開關(guān)節(jié)氣門位置開關(guān)噴油器冷起動噴油器汽油分配器暖機調(diào)節(jié)器汽油箱電動汽油泵蓄能器汽油濾清器最高轉(zhuǎn)速切斷閥輔助空氣閥混合氣控制器.按結(jié)構(gòu)分類圖-機電結(jié)合式汽油噴射系統(tǒng)冷卻液溫度傳感器熱限時開關(guān)噴油器冷起動噴油器汽油分配器電液式壓差調(diào)節(jié)器油壓調(diào)節(jié)器混合氣控制器汽油濾清器汽油箱電動汽油泵蓄能器節(jié)氣門位置開關(guān)怠速空氣調(diào)整器.按空氣量的檢測方式分類308.tif.按空氣量的檢測方式分類圖-支管壓力計量式電控汽油噴射系統(tǒng)噴油器冷起動噴油器汽油壓力調(diào)節(jié)器ECU節(jié)氣門位置傳感器怠速空氣調(diào)整器支管壓力傳感器汽油泵汽油濾清器冷卻液溫度傳感器熱限時開關(guān).按空氣量的檢測方式分類圖-葉片式電控汽油噴射系統(tǒng)冷卻

6、液溫度傳感器節(jié)氣門位置開關(guān)噴油器油壓調(diào)節(jié)器空氣流量計汽油濾清器汽油箱電動汽油泵ECU輔助空氣閥(空氣調(diào)整器).按空氣量的檢測方式分類圖-熱線式電控汽油噴射系統(tǒng)冷卻液溫度傳感器節(jié)氣門位置開關(guān)氧傳感器噴油器油壓調(diào)節(jié)器熱線式空氣流量計汽油箱電動汽油泵汽油濾清器怠速控制閥四、缸內(nèi)直噴式汽油機系統(tǒng).福特PROCO稀薄燃燒系統(tǒng).豐田D稀薄燃燒系統(tǒng).三菱G稀薄燃燒系統(tǒng).福特PROCO稀薄燃燒系統(tǒng)圖-福特PROCO稀薄燃燒系統(tǒng)噴油器火花塞低熱慣性排氣支管活塞.豐田D稀薄燃燒系統(tǒng)圖-豐田D稀薄燃燒系統(tǒng)組成唇狀燃燒室螺旋進(jìn)氣道高壓旋流噴油器電控節(jié)流閥電控EGR閥高壓油泵三元催化器.三菱G稀薄燃燒系統(tǒng)圖-三菱G稀薄

7、燃燒系統(tǒng)組成高壓燃料泵立式進(jìn)氣管高壓旋流噴油器彎曲頂面活塞五、電控汽油噴射發(fā)動機的優(yōu)點)在進(jìn)氣系統(tǒng)中，由于沒有像化油器供油那樣的喉管部位，進(jìn)氣壓力損失較小。)在汽車加減速行駛的過渡運轉(zhuǎn)階段，空燃比控制系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，使汽車加減速反應(yīng)靈敏。)當(dāng)汽車在不同地區(qū)行駛時，對大氣壓力或外界環(huán)境溫度變化引起的空氣密度變化，可以進(jìn)行適量的空燃比修正。)在發(fā)動機起動時，可以用ECU計算出起動供油量，并且能使發(fā)動機順利經(jīng)過暖機運轉(zhuǎn)。)能提供各種工況下最適當(dāng)?shù)幕旌蠚饪杖急龋移挽F化好，各缸分配均勻，使燃燒效率提高。)減速斷油功能，亦能降低排放，節(jié)省汽油。圖-噴油器使各缸噴油量相同第二節(jié)空氣供給系統(tǒng)一、空氣供給

8、系統(tǒng)的組成二、空氣供給系統(tǒng)的主要零件一、空氣供給系統(tǒng)的組成空氣供給系統(tǒng)的作用是測量和控制汽油燃燒時所需要的空氣量。以L型系統(tǒng)為例(圖-)，空氣經(jīng)空濾器后，用空氣流量計測量，通過節(jié)氣門體進(jìn)入進(jìn)氣總管，再分配到各進(jìn)氣支管。在進(jìn)氣支管內(nèi)，從噴油器噴出的汽油和空氣混合后被吸入氣缸內(nèi)燃燒。二、空氣供給系統(tǒng)的主要零件.節(jié)氣門體與怠速調(diào)整螺釘節(jié)氣門體由節(jié)氣門、旁通氣道等組成(圖-、圖-)。節(jié)氣門用來控制發(fā)動機正常運行工況下的進(jìn)氣量。由于EFI系統(tǒng)在發(fā)動機怠速時通常將節(jié)氣門全關(guān)，故設(shè)一旁通氣道，在發(fā)動機怠速時供給少量空氣。節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門軸上，用以檢測節(jié)氣門開啟的角度。有的節(jié)氣門體上裝有節(jié)氣門緩沖器

9、。為防止寒冷季節(jié)流經(jīng)節(jié)氣門體的空氣中的水分在節(jié)氣門體上凍結(jié)，有些節(jié)氣門體上設(shè)有使發(fā)動機冷卻液流經(jīng)的管路。.怠速空氣調(diào)整器(空氣閥)怠速空氣調(diào)整器的功用：一是穩(wěn)定發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速，從而降低汽車怠速行速時的汽油消耗量；二是發(fā)動機在怠速運行時，若負(fù)荷增大，如接通空調(diào)、動力轉(zhuǎn)向和液力變矩器等，則提高怠速轉(zhuǎn)速(快怠速)，以防止發(fā)動機熄火。它是通過控制節(jié)氣門旁通道的方式來實現(xiàn)怠速調(diào)整的。.進(jìn)氣管進(jìn)氣管包括進(jìn)氣總管和進(jìn)氣支管。第三節(jié)汽油供給系統(tǒng)一、汽油供給系統(tǒng)組成二、電動汽油泵的構(gòu)造和工作原理三、汽油壓力調(diào)節(jié)器的構(gòu)造和工作原理四、汽油濾清器及脈動減振器五、電磁噴油器六、冷起動噴油器和熱限時開關(guān)七、汽油分配管

10、總成一、汽油供給系統(tǒng)組成圖-具有脈動阻尼器的汽油供給系統(tǒng)(汽油泵置于汽油箱內(nèi))一、汽油供給系統(tǒng)組成圖-汽油泵的外形二、電動汽油泵的構(gòu)造和工作原理.滾柱式電動汽油泵.渦輪式電動汽油泵.轉(zhuǎn)子式和葉片式電動汽油泵.電動汽油泵的性能改善.通用別克車的汽油泵及汽油箱.滾柱式電動汽油泵圖-滾柱式電動汽油泵結(jié)構(gòu)示意圖安全閥滾柱泵驅(qū)動電動機單向閥A進(jìn)油口B出油口.渦輪式電動汽油泵渦輪式電動汽油泵屬內(nèi)裝泵，主要由驅(qū)動電動機、渦輪泵、單向閥和安全閥等組成。.轉(zhuǎn)子式和葉片式電動汽油泵轉(zhuǎn)子式汽油泵工作原理與滾柱式十分類似，主要是利用內(nèi)外轉(zhuǎn)子嚙合過程中腔室容積大小的變化，將汽油以一定的壓力泵出。由于泵腔數(shù)目較多，因而出

11、油壓力波動較滾柱式小。.電動汽油泵的性能改善()改進(jìn)滾柱滾道的廓線傳統(tǒng)滾柱泵的滾道輪廓線是偏心圓，在排油和吸油換相交替瞬間，泵室容積突然變化，汽油由高度壓縮突變到泵室出現(xiàn)真空，這是產(chǎn)生噪聲的根源。()改進(jìn)渦輪泵葉片設(shè)計渦輪泵葉輪上均勻分布的葉片和泵殼之間的相互作用力可能會產(chǎn)生能被人的耳朵感覺到的窄頻帶音調(diào)。()采用特殊的阻尼裝置在汽油泵吸油口采用充氣軟塑料空心墊，或者在汽油泵出油口采用一種專用的彈簧膜片式阻尼器，可將壓力波動降低到原先的，噪聲可相應(yīng)降低dB。()采用雙級泵的結(jié)構(gòu)形式由于汽油極易揮發(fā)，加上油泵工作時溫度升高和吸油時產(chǎn)生局部真空，更助長了汽油的汽化，特別是汽油泵吸油腔內(nèi)存在的氣泡，

12、將使泵油量明顯減少，從而導(dǎo)致輸油壓力的波動。三、汽油壓力調(diào)節(jié)器的構(gòu)造和工作原理.基本結(jié)構(gòu)及工作原理.通用別克車汽油壓力調(diào)節(jié)器.基本結(jié)構(gòu)及工作原理汽油壓力調(diào)節(jié)器的主要功用是：使系統(tǒng)油壓(即供油總管內(nèi)油壓)與進(jìn)氣支管壓力之差保持常數(shù)，一般為kPa。這樣，從噴油器噴出的汽油量便唯一地取定于噴油器的開啟時間。ECU提供給電磁噴油器通電信號的時間長度，專業(yè)術(shù)語稱為噴油脈沖寬度，簡稱噴油脈寬(單位ms)。.通用別克車汽油壓力調(diào)節(jié)器帶有真空控制的復(fù)合式的汽油壓力調(diào)節(jié)器位于汽油分配管回油側(cè)。該裝置的目的是使MFI系統(tǒng)和施加在各噴油器的汽油壓力保持恒定。四、汽油濾清器及脈動減振器.汽油濾清器.汽油壓力脈動減振器

13、五、電磁噴油器.軸針式電磁噴油器.球閥式電磁噴油器.片閥式電磁噴油器.單點噴射系統(tǒng)用電磁噴油器.通用別克的噴油器.軸針式電磁噴油器圖-軸針式電磁噴油器a)結(jié)構(gòu)圖b)連接圖濾網(wǎng)電接頭磁化線圈銜鐵針閥噴油軸針汽油分配管保險夾頭上密封圈下密封圈.球閥式電磁噴油器圖-球閥式電磁噴油器彈簧閥針閥座噴孔護(hù)套擋塊銜鐵噴油器體磁化線圈蓋.球閥式電磁噴油器圖-片閥式電磁噴油器噴嘴套閥座擋圈噴油器體鐵心汽油濾清器調(diào)壓滑閥彈簧磁化線圈限位閥閥片.球閥式電磁噴油器圖-同等級的球閥式與軸針式閥針的比較鋼球?qū)U銜鐵軸針.片閥式電磁噴油器圖-中央噴射單元結(jié)構(gòu)壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)氣溫度傳感器電磁噴油器節(jié)氣門體節(jié)氣門.片閥式電磁噴油器

14、圖-閥片工作情況a)閥片靜止在閥座上b)閥片抬離閥座直至抵住擋圈c)閥片離開擋圈落座擋圈彈簧鐵心擋圈閥片閥座.單點噴射系統(tǒng)用電磁噴油器圖-Bosch公司的單點式電磁噴油器電接頭磁化線圈球形閥斜置的噴油孔汽油的流向.單點噴射系統(tǒng)用電磁噴油器圖-Pierburg公司單點式電磁噴油器電接頭中央鐵心濾網(wǎng)磁化線圈針閥開啟行程針閥閥座閥彈簧進(jìn)油口出油口.通用別克的噴油器圖-Bosch和Multec噴油器噴孔針閥電氣連接上部O形密封圈進(jìn)油濾清器電磁閥繞組下部O形密封圈導(dǎo)向板閥芯彈簧噴頭球座閥圖-Bosch和Multec噴油器噴孔針閥電氣連接上部O形密封圈進(jìn)油濾清器電磁閥繞組下部O形密封圈導(dǎo)向板閥芯彈簧噴頭球

15、座閥.通用別克的噴油器圖-冷起動噴油器結(jié)構(gòu)電接頭磁化線圈閥門彈簧閥門旋流式噴嘴第四節(jié)電控汽油噴射系統(tǒng)一、汽油泵控制二、噴油器控制三、噴油量的控制一、汽油泵控制(一)采用汽油泵開關(guān)控制的汽油泵控制電路(二)ECU控制的汽油泵控制電路(三)具有轉(zhuǎn)速控制的汽油泵控制電路(一)采用汽油泵開關(guān)控制的汽油泵控制電路圖-汽油泵控制電路(L型)(二)ECU控制的汽油泵控制電路圖-汽油泵控制電路(D型)(三)具有轉(zhuǎn)速控制的汽油泵控制電路.電阻器式.專設(shè)控制汽油泵用ECU式.發(fā)動機ECU直接控制式.電阻器式圖-電阻式汽油泵轉(zhuǎn)速控制電路.專設(shè)控制汽油泵用ECU式圖-汽油泵控制電路(專設(shè)汽油泵ECU式).發(fā)動機ECU直接控制式圖-汽油泵控制電路(ECU直接控制).發(fā)動機ECU直接控制式圖-汽油泵工作電壓特性二、噴油器控制.噴油器的控制和驅(qū)動方式.冷起動噴油器的控制.噴油器的控制和驅(qū)動方式圖-汽油噴射控制系統(tǒng).噴油器的控制和驅(qū)動方式圖-6噴油器的驅(qū)動方式a)一噴油器附加電阻b)兩噴油器附加電阻c)三噴油器附加電阻.噴油器的控制和驅(qū)動方式圖-6各種驅(qū)動方式的電流波形.冷起動噴油器的控制圖-6冷起動噴油器限時開關(guān)控制電路.冷起動噴油器的控制圖-6ECU與限時開關(guān)協(xié)同控制電路.冷起動噴油器的控制圖-6冷起動噴油器噴油的范圍.冷起動噴油器的控制圖-6噴油信號的產(chǎn)生示意圖三、噴油量的控制.