第三章 电控汽油喷射系统,3-1 概述 3-2 电控汽油喷射系统的结构 3-3 汽油喷射系统的工作原理 3-4 辅助控制系统 3-5 集中控制系统,3-1 概述,一、 汽油喷射系统的控制目标 1、传统化油器的不足 化油器依靠气流经过喉管时所产生的真空度吸出汽油，形成可燃混合气，这种供油方式有如下不足： （1）进气阻力大、汽油雾化质量差； （2）供油变化不及时； （3）不能实现最佳空燃比控制 。,3-1 概述,2、汽油喷射系统的概念 用喷油器将汽油喷射到进气管或汽缸内中，并与进气流混合形成可燃混合气的燃油供给系统。,3-1 概述,3、汽油喷射系统的控制目标 通过控制喷油量，使发动机始终保持在最佳的空燃比状态，以提高发动机的动力性与经济性，降低排气污染。汽油喷射系统具体的控制目标是： （1）在发动机的负荷及转速变化时，及时调整喷油量，使发动机始保持最佳的空燃比状态。 （2）在发动机温度、进气温度等影响因素改变时，以及加速、减速等行驶工况时，能对喷油量进行修正，以满足发动机在这些工况状态下的混合气空燃比实际需要。 （3）能与其它电子控制系统实现协调控制，以使发动机的运转更加平稳，使汽车行驶的安全性、舒适性、动力性及经济性等得到进一步提高。,3-1 概述,2、汽油喷射系统的类型,3-1 概述,3-1 概述,3-1 概述,3-1 概述,3-1 概述,3-1 概述,3-1 概述,3-1 概述,3-1 概述,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,一、空气供给系统 空气供给系统的主要组成部件有空气滤清器、进气管道、节气门及节气门体、怠速辅助空气通道及怠速调节电磁阀等（参见图9-35）。在发动机各气缸进气行程真空吸力作用下，空气经空气滤清器、进气管、节气门和（或）怠速通道到进气歧管，与喷油器喷出的汽油混合后从进气门进入气缸。,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,二、汽油供给系统 汽油供给系统的主要组成部件有汽油箱、汽油泵、汽油滤清器、汽油压力调节器及喷油器等，其作用是向汽油喷射系统提供压力稳定的汽油，并在控制器的控制下，将适量的汽油喷入进气歧管。,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,1、汽油泵 1）汽油泵结构 汽油泵的作用是将汽油源源不断地泵入供油管路。汽油泵主要由直流电动机和油泵组成，其油泵有滚柱式、叶片式（涡轮式）、齿轮式等多种结构形式。,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,2）汽油泵电路,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,2、汽油压力调节器 汽油压力调节器的作用是稳定喷油器的喷油压力，以保证控制器通过喷油时间的控制空燃比的精确度。,3-2 汽油喷射系统的结构,3、喷油器 1）喷油器类型和结构 喷油器的核心部件是电磁线圈和连接阀体的铁心，其结构形式有多种。按适用性分，有单点喷射喷油器、多点喷射喷油器和冷起动喷油器等三种；按喷油器阀的结构分，则有针阀式、球阀式、片阀式等几种；按喷油器喷孔数量分，又有单喷口喷油器、双喷口喷油器和多喷口喷油器等；按喷油器电磁线圈的电阻大小分，有低电阻（23）型喷油器和高电阻（1317）型喷油器两种。不同类型的喷油器，其基本组成与工作原理相同。,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,2）喷油器驱动方式,3-2 汽油喷射系统的结构,3-2 汽油喷射系统的结构,4、汽油滤清器 汽油滤清器 的作用是保证供给清洁的燃油。,3-2 汽油喷射系统的结构,三、电子控制系统 汽油喷射控制系统主要由传感器、电子控制器、喷油器及相应的控制电路等组成。,3-2 汽油喷射系统的结构,1、有关传感器及作用 汽油喷射控制系统各传感器将发动机的转速与负荷、冷却液温度、进气温度、节气门开度、车速等物理参量转换为相应的电信号，并输送给控制器，使控制器能及时判断发动机的工况和状态，并作出相应的汽油喷射控制。,3-2 汽油喷射系统的结构,1）温度传感器 功能：温度传感器可随时监测发动机的冷却液温度、进气温度、排气温度温度等等，以便修正各种控制参数、计算吸人气缸空气的质量流量以及进行排气净化处理等等。常用的有冷却液温度传感器和进气温度传感器。 冷却液温度传感器安装在发动机冷却液出水管上，其功用是检测发动机冷却液的温度，并将温度信号变换为电信号传送给ECU。ECU根据发动机的温度信号修正喷油时间和点火时间，从而使发动机工况处于最佳状态运行。 进气温度传感器安装在进气管路中，其功用是检测进气温度，并将温度信号变换为电信号传送给电控单元ECU。进气温度信号是各种控制功能的修正信号。,3-2 汽油喷射系统的结构,2）空气流量传感器 功能：空气流量传感器又称为空气流量计是进气歧管空气流量传感器，其功用是检测发动机进气量大小，并将进气量信息转换成电信号输入电控单元(ECU)，以供ECU计算确定喷油时间(即喷油量)和点火时间。空气流量传感器信号是电控单元计算喷油时间和点火时间的主要依据。 类型：汽车发动机燃油喷射系统采用的空气流量传感器有涡流式、热丝式和热膜式三种。 安装位置：空气流量传感器通常安装在空气滤清器后的进气管路上。,3-2 汽油喷射系统的结构,3）歧管压力传感器 功能：进气歧管绝对压力传感器，简称歧管压力传感器应用在D型EFI汽油喷射系统中，是通过检测节气门至进气歧管之间的进气压力来间接测量发动机的进气量反映发动机的负荷大小，并将压力信号转变为电信号输入发动机控制单元ECU，作为发动机基本喷油量控制和点火控制的依据。 安装位置：进气歧管绝对压力传感器有的安装在发动机驾驶室内，有的车型安装在发动机ECU控制盒内，但安装在进气歧管上的车型较多。 类型：压力传感器的种类进气压力传感器按信号产生的原理可分为电压型和频率型两种。电压型有半导体压敏电阻式、膜盒传动的可变电感式；频率型有电容式和表面弹性波式。,3-2 汽油喷射系统的结构,4）转速及转角位置传感器,功能：转速及转角位置传感器是电子控制系统的主要部件，它是控制发动机点火正时、确认曲轴位置的信号源。曲轴位置传感器用于检测活塞上止点信号和曲轴转角信号，它也是测量发动机转速及车速、车轮转速（ABS中）的信号源。 类型：传感器的结构形式有磁脉冲式、光电式和霍尔式三种。 安装位置：通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、分电器内或飞轮上。,3-2 汽油喷射系统的结构,5）节气门位置传感器 功用：节气门位置传感器(TPS)是将节气门开度大小转变为电信号并输入电控单元ECU，以便ECU判别发动机工况(如怠速工况，部分负荷工况，大负荷工况等)并根据不同工况对混合气浓度的需求来控制喷油量。在装备电子控制自动变速器的汽车上，节气门位置传感器还要输入变速器电控单元，作为确定变速器换挡时机和液力变矩器锁止时机的主要信号之一。 类型：节气门位置传感器按传感器输出信号的类型不同可分为线性(量)输出型和开关(量)输出型两种。 安装位置：各型汽车采用的节气门位置传感器都安装在节气门体上节气门轴的一端。,3-2 汽油喷射系统的结构,6）氧传感器 功能：氧传感器安装在发动机的排气管上，作用是通过检测排放气体中氧的含量来获得混合气的空燃比浓稀信号，并将检测结果转变成电压信号输入ECU，ECU根据氧传感器输入的信号，不断地对喷油脉宽进行修正，使混合气浓度保持在理想范围内，实现空燃比的反馈控制，使发动机在各种工况下获得最佳浓度的混合气，使三元催化转化器更有效地起净化作用，减少汽车排气污染。 类型：目前汽车上采用的氧传感器有氧化钛(Ti02)式和氧化锆(Zr02)式两种。氧化锆式氧传感器又分为加热型氧传感器和非加热型氧传感器两种。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,一、汽油喷射系统的基本工作原理, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,二、 喷油量的控制, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,1、基本喷油量的控制 基本喷油量是保证发动机在正常的工作温度下运行有最佳的空燃比。电子控制器根据发动机转速、进气压力（或进气流量）确定基本喷油量。 由于喷油器的喷油压力和喷油器的喷口截面积均为恒定，因此，喷油量的控制实际上就是控制喷油器的喷油时间。基本喷油时间的确定方式有公式计算法和查寻法两种。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,1）公式计算法确定基本喷油时间 公式计算法通常用如下的计算模型来确定基本喷油时间Tp。,式中：Ga空气流量，g/s； C与喷油器结构和理论空燃比有关的常数； Z发动机气缸数； n发动机转速，r/min。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,2）查寻法确定基本喷油时间 在电子控制器中的ROM存储器储存有特定工况下的最佳喷油时间标准参数见基本喷油时间三维图，发动机特定工况下的最佳喷油时间通过试验取得的。工作时，电子控制器根据当时的发动机转速和空气流量（或进气管压力），从ROM中查寻得到基本喷油时间。如果发动机工作在非特定工况， 通过插值法计算得到该工况下的喷油时间。,用查寻法求得最佳的基本喷油时间，可实现非线性控制，使汽油喷射的控制精度更高，因此，汽油喷射控制系统多采用查寻法求得基本喷油时间。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,2、喷油量修正控制 喷油量修正控制是使发动机在各种情况下都有适当的空燃比，以保证发动机在各种情况下都能有可靠和良好的工作状态。,1） 起动时喷油量 电子控制器根据点火开关（起动档）作出起动时喷油量修正控制，根据冷却液温度传感器的信号确定喷油修正量。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,2）进气温度修正 进气温度修正是为了在不同的进气温度下均能达到理想的空燃比。电子控制器根据进气温度传感器输入的进气温度信号对喷油时间作出适当的修正。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,3）起动后喷油量修正 发动机起动后，电子控制器在基本喷油量的基础下增加起动后补充喷油量，以保证发动机在温度较低，汽油雾化不良的情况下能稳定运转。控制器根据点火开关从“起动”档到“点火”档的瞬间作出起动后喷油修正控制，根据冷却液温度传感器和发动机转速传感器的信号确定起动后喷油修正量。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,4）怠速暖机喷油量修正 电子控制器根据冷却液温度传感器、节气门位置传感器（怠速开关）信号作出怠速暖机喷油量修正控制，并根据发动机转速传感器信号对喷油修正量进行适当的调整。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,5）加速时喷油量修正 电子控制器根据节气门位置传感器信号作出加速时喷油量修正控制，根据空气流量传感器或进气压力传感器、发动机转速传感器及冷却液温度传感器的信号确定加速喷油修正量。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,6）减速时的喷油量修正 为避免减速时混合气过浓，电子控制器根据节气门位置传感器、空气流量或进气压力传感器、发动机转速传感器及冷却液温度传感器的信号作出减速喷油量修正，以适当减少减速时的喷油量。 7）大负荷喷油量修正 在发动机大负荷时需适当加浓混合气，以保证发动机仍在最佳的状态下工作。电子控制器根据节气门位置传感器的信号作出大负荷喷油量修正。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,8）燃油高温喷油量修正 在汽车热起动时，如果汽油的温度过高，就需要通过适当增加喷油时间，以弥补因汽油汽化所引起的混合气稀化。电子控制器根据点火开关（起动档）信号和冷却液温度传感器的信号作出热起动喷油量修正控制。有的汽油喷射系统直接采用汽油温度传感器作为燃油高温喷油量修正的信号。, 3-3 汽油喷射系统的工作原理,9）蓄电池电压变化喷油量修正 喷油器电源电压变化时，喷油器阀的开启速率会发生变化。为消除因喷油器阀开启速率变化而引起喷油量偏差，电子控制器根据蓄电池电压的变化对喷油器通电时间（喷油脉冲宽度）进行修正。