第七章发动机电子控制系统(新)

1、第七章第七章 发动机电子控制系统发动机电子控制系统 第一节、汽油喷射系统概述第一节、汽油喷射系统概述 一、发动机汽油喷射的发展过程一、发动机汽油喷射的发展过程 二、汽油发动机电控系统的基本组成及功用二、汽油发动机电控系统的基本组成及功用 1空气供给系统空气供给系统 空气的流量由通道中的节气门来控制空气的流量由通道中的节气门来控制（节气门由油门踏板操作）。踩下油（节气门由油门踏板操作）。踩下油门踏板时，节气门打开，进入的空气门踏板时，节气门打开，进入的空气量多。怠速时，节气门关闭，空气由量多。怠速时，节气门关闭，空气由旁通道通过。旁通道通过。 2 2、电控系统、电控系统 电子控制系统的功用是根据

2、各种传感电子控制系统的功用是根据各种传感器的信号，由计算机进行综合分析和器的信号，由计算机进行综合分析和处理，通过执行装置控制喷油量等，处理，通过执行装置控制喷油量等，使发动机具有最佳性能。使发动机具有最佳性能。 3汽油供给系统汽油供给系统 汽油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过汽油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过滤器，除去杂质及水分后，再送至汽油脉滤器，除去杂质及水分后，再送至汽油脉动减振器。这样具有一定压力的汽油流至动减振器。这样具有一定压力的汽油流至供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油器。器。 第二节第二节 主要元件构造和工作原理主要元件构造和工作原理

3、1 1、电动汽油泵的结构及工作原理、电动汽油泵的结构及工作原理功用：是从油箱中吸入汽油，将油压提高功用：是从油箱中吸入汽油，将油压提高到规定值，然后通过供给系统送到喷油器到规定值，然后通过供给系统送到喷油器。 滚柱式电动汽油泵滚柱式电动汽油泵涡轮式电动汽油泵涡轮式电动汽油泵转子式和叶片式电动汽转子式和叶片式电动汽油泵油泵 电动汽油泵的电动汽油泵的构造构造 滚柱式电动汽油泵装有滚柱的转子与泵体间偏心安装。转子凹槽内的滚柱在旋转惯性力的作用下紧压在泵体内表面上。相邻两滚柱与泵体内表面形成一个油腔。在转子转动过程中，油腔的容积不断发生变化，在转向进油腔时容积增大，吸入汽油；在转向出油腔时，容积减小，

4、压力升高并泵出汽油。 涡轮式电动汽油泵汽油泵部分主要由一个或两个叶轮、外壳和泵盖组成。当叶轮旋转时，叶轮边缘的叶片把汽油从进油口压向出油口。特点是供油压力的脉动小，供油系统中不需要设置减振器，易于小型化，适合装在油箱内，简化供油系统管路，降低噪声。由于它输送率低，故主要用于低压且输送量大的场合。（1 1）改进滚柱滚道的廓线）改进滚柱滚道的廓线 （2 2）改进涡轮泵叶片设计）改进涡轮泵叶片设计 （3 3）采用特殊的阻尼装置）采用特殊的阻尼装置 （4 4）采用双级泵的结构型式）采用双级泵的结构型式 电动汽油泵的性能改善电动汽油泵的性能改善2 2、汽油压力调节器的构造和工作原理（、汽油压力调节器的构

5、造和工作原理（143143） 汽油压力调节器的主要功用是：使系统油压汽油压力调节器的主要功用是：使系统油压（即供油总管内油压）与进气歧管压力之差（即供油总管内油压）与进气歧管压力之差保持常数，一般为保持常数，一般为250kPa。这样，从喷油器。这样，从喷油器喷出的汽油量便唯一地取定于喷油器的开启喷出的汽油量便唯一地取定于喷油器的开启时间。时间。 3汽油过滤器汽油过滤器 4汽油压力脉动减振器汽油压力脉动减振器 当喷油器喷射汽油时，在输送当喷油器喷射汽油时，在输送管道内会产生汽油压力脉动，管道内会产生汽油压力脉动，汽油压力脉动减振器是使汽油汽油压力脉动减振器是使汽油压力脉动衰减，以减弱汽油输压力脉

6、动衰减，以减弱汽油输送管道中的压力脉动传递，降送管道中的压力脉动传递，降低噪声。低噪声。 5 5、电磁喷油器、电磁喷油器 1.密封圈 2.轴针 3.针阀 4.衔铁 5.回位弹簧 6.电磁线圈 7.进油管接头 8.滤网对于单点电控汽油喷射系统而言，它是对于单点电控汽油喷射系统而言，它是将一只或两只电磁喷油器、压力调节器将一只或两只电磁喷油器、压力调节器和传感器等安装在节气门体上，其总成和传感器等安装在节气门体上，其总成被称之谓中央喷射单元被称之谓中央喷射单元 6 6、冷起动喷油器和热限时开关、冷起动喷油器和热限时开关 在低温下发动机冷起动时，吸入的混合在低温下发动机冷起动时，吸入的混合气中有一部

7、分汽油冷凝，为了补偿这部气中有一部分汽油冷凝，为了补偿这部份汽油的损失，必须在冷起动时附加地份汽油的损失，必须在冷起动时附加地喷入一定量的汽油。上世纪九十年代中喷入一定量的汽油。上世纪九十年代中期以前的电控系统，这部分附加的喷油期以前的电控系统，这部分附加的喷油量是由冷起喷油器喷入进气管的。冷起量是由冷起喷油器喷入进气管的。冷起动喷油器的开启持续时间取决于发动机动喷油器的开启持续时间取决于发动机的温度，由热限时开关控制。随着电子的温度，由热限时开关控制。随着电子技术的发展，现代发动机通常采用增加技术的发展，现代发动机通常采用增加喷油脉冲宽度来补偿。喷油脉冲宽度来补偿。 冷起喷油器是一个电磁阀，

8、装在充满压力油的冷起喷油器是一个电磁阀，装在充满压力油的阀体内腔中的阀门是一个衔铁，它被弹簧紧压阀体内腔中的阀门是一个衔铁，它被弹簧紧压在阀座上，阀门上还绕有磁化线圈。当点火开在阀座上，阀门上还绕有磁化线圈。当点火开关和热限时开关接通后，磁化线圈被励磁产生关和热限时开关接通后，磁化线圈被励磁产生磁场，将阀门吸离阀座，汽油就通过旋流式喷磁场，将阀门吸离阀座，汽油就通过旋流式喷嘴，喷散成细油雾，进入节气门后的进气管道嘴，喷散成细油雾，进入节气门后的进气管道内，以加浓混合气。内，以加浓混合气。 热限时开关控制热限时开关控制: :热限时开关是一种通过感受发动机冷却热限时开关是一种通过感受发动机冷却水温

9、度，以控制冷起动喷油器动作的一种电热式开关。热水温度，以控制冷起动喷油器动作的一种电热式开关。热限时开关由电热线圈和双金属片等组成，当双金属片受热限时开关由电热线圈和双金属片等组成，当双金属片受热至一定程度时，触点即张开，即发动机在热状态下起动时，至一定程度时，触点即张开，即发动机在热状态下起动时，热限时开关处于断开状态热限时开关处于断开状态 ，冷起动喷油器不喷油。而在，冷起动喷油器不喷油。而在低温起动时，触点闭合，冷起动喷油器附加喷油，同时电低温起动时，触点闭合，冷起动喷油器附加喷油，同时电热线圈加热，双金属片受热变形也将使触点张开，冷起动热线圈加热，双金属片受热变形也将使触点张开，冷起动喷

10、油器停止喷油。喷油器停止喷油。（a a）冷起动）冷起动 （b b） 起动后起动后1 1、2.2.电热线圈电热线圈 3.3.热限时开关热限时开关 4. 4.冷起动喷油器冷起动喷油器 5.5.点火开关点火开关7、汽油分配管总成、汽油分配管总成汽油分配管总成安装在上部进气通风系汽油分配管总成安装在上部进气通风系统的下面。发动机分配管由铸铝制成。统的下面。发动机分配管由铸铝制成。汽油分配管包括喷油器的内装管接头、汽油分配管包括喷油器的内装管接头、供油管和压力调节器。汽油分配管总成供油管和压力调节器。汽油分配管总成用螺栓固定安装在进气歧管下部的四个用螺栓固定安装在进气歧管下部的四个固定座上。汽油分配管与

11、喷油器相连接，固定座上。汽油分配管与喷油器相连接，并向喷油器分配汽油。并向喷油器分配汽油。 第三节第三节 电控汽油喷射系统电控汽油喷射系统 一、汽油泵控制一、汽油泵控制1 1）、汽油泵开关控制的汽油泵控制电）、汽油泵开关控制的汽油泵控制电路路 2）、ECU控制的汽油泵控制电路 与油泵开关控制式相比，ECU控制式的主要区别在于开路继电器线圈L1的接地端由发动机ECU（电子控制单元）控制。当发动机ECU接收到分电器传来的发动机转速信号（Ne信号）后，ECU内的三极管导通，于是电流流经线圈L1，开路继电器保持闭合，油泵连续工作。 2 2）、具有转速控制的汽油泵控制电路）、具有转速控制的汽油泵控制电路

12、 （1）电阻器式）电阻器式电阻式汽油泵转速控制电路。是在汽油泵控制电路中，电阻式汽油泵转速控制电路。是在汽油泵控制电路中，增设一个电阻（降压电阻）和汽油泵控制继电器（或称增设一个电阻（降压电阻）和汽油泵控制继电器（或称电阻器旁路继电器）。发动机工作时，电阻器旁路继电器）。发动机工作时，ECUECU根据发动机根据发动机转速和负荷，对汽油泵控制继电器进行控制，汽油泵控转速和负荷，对汽油泵控制继电器进行控制，汽油泵控制继电器则控制电阻是否串入在汽油泵控制电路中，以制继电器则控制电阻是否串入在汽油泵控制电路中，以此控制汽油泵电机上的不同电压，进而实现汽油泵转速此控制汽油泵电机上的不同电压，进而实现汽油

13、泵转速变化。变化。 （2）发动机）发动机ECU直接控制式直接控制式随着发动机功率的增大，汽油泵的泵油量也必然增大，因随着发动机功率的增大，汽油泵的泵油量也必然增大，因而导致汽油泵消耗的电功率和汽油泵的噪声都比较大。为而导致汽油泵消耗的电功率和汽油泵的噪声都比较大。为了尽可能减少电能的消耗和噪声污染，近年来研制成功一了尽可能减少电能的消耗和噪声污染，近年来研制成功一种发动机种发动机ECUECU直接控制式，由发动机直接控制式，由发动机ECUECU直接控制汽油泵的直接控制汽油泵的工作电压工作电压 二、喷油器控制二、喷油器控制 发动机工作时，发动机工作时，ECUECU根据有关信号，经运根据有关信号，经

14、运算判断后输出控制信号，控制大功率三极算判断后输出控制信号，控制大功率三极管导通与截止。当大功率管导通时，即接管导通与截止。当大功率管导通时，即接通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力。通喷油器电磁线圈电路，产生电磁吸力。当电磁力超国针阀弹簧力和油压力的合力当电磁力超国针阀弹簧力和油压力的合力时，磁心被吸动，针阀随之离开阀座，即时，磁心被吸动，针阀随之离开阀座，即阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率三阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率三极管截止时，则喷油器电磁线圈电路被切极管截止时，则喷油器电磁线圈电路被切断，电磁力消失，当针阀弹簧力超过衰减断，电磁力消失，当针阀弹簧力超过衰减的电磁力时，弹簧力又使

15、针阀返回到阀座的电磁力时，弹簧力又使针阀返回到阀座上，使阀门关闭，喷油器停止喷油。上，使阀门关闭，喷油器停止喷油。喷油器的驱动方式分为电流驱动与电喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种方式。电流驱动只适用于压驱动两种方式。电流驱动只适用于低阻喷油器，电压驱动既可用于低阻低阻喷油器，电压驱动既可用于低阻喷油器，又可用于高阻喷袖器。喷油器，又可用于高阻喷袖器。 ECU与限时开关协同控制电路中。单独使用限时开关控制时，与限时开关协同控制电路中。单独使用限时开关控制时，冷起动喷油器喷油范围如阴影部分冷起动喷油器喷油范围如阴影部分A A所示，它决定的是基本所示，它决定的是基本喷油量。为改善发动机冷机

16、起动性能，起动更迅速，热机混喷油量。为改善发动机冷机起动性能，起动更迅速，热机混合气浓度过渡更平缓，在一些车上不但设限时开关控制基本合气浓度过渡更平缓，在一些车上不但设限时开关控制基本喷油量，还由喷油量，还由ECUECU根据冷却液温度传感器监测到的冷却液温根据冷却液温度传感器监测到的冷却液温度对冷起动喷油量进行修正。图中阴影度对冷起动喷油量进行修正。图中阴影B B即表示用即表示用ECUECU控制冷控制冷起动喷油器喷油的范围。起动喷油器喷油的范围。 3 3、喷油量的控制、喷油量的控制喷油器的基本控制电路喷油器的基本控制电路 （1）起动工况）起动工况起动时的喷油脉宽通常不采用根据进气量起动时的喷油

17、脉宽通常不采用根据进气量（或进气压力）和发动机转速计算确定，（或进气压力）和发动机转速计算确定，这与起动机起动后的控制不同。在发动机这与起动机起动后的控制不同。在发动机起动时，转速波动大，无论起动时，转速波动大，无论D D型系统中的进型系统中的进气压力传感器还是气压力传感器还是L L型系统中的空气流量计型系统中的空气流量计，都不能精确地确定进气量，进而影响合，都不能精确地确定进气量，进而影响合适的喷油脉宽的确定。因此，在起动时，适的喷油脉宽的确定。因此，在起动时，ECUECU根据当时的发动机冷却液温度，由存储根据当时的发动机冷却液温度，由存储器中的冷却液温度器中的冷却液温度喷油时间图找出相应喷

18、油时间图找出相应的喷油脉宽图，然后用进气温度和蓄电池的喷油脉宽图，然后用进气温度和蓄电池电压等参数进行修正，得到起动时的喷油电压等参数进行修正，得到起动时的喷油脉宽。脉宽。 （2）起动后喷油控制）起动后喷油控制 发动机转速超过预定值时，发动机转速超过预定值时，ECU确定的喷油脉宽信号满足下式：确定的喷油脉宽信号满足下式： 喷油脉宽基本喷油脉宽喷油脉宽基本喷油脉宽喷油喷油修正系数十电压修正值修正系数十电压修正值 1断油控制断油控制（1）减速断油）减速断油 （2）发动机超速断油）发动机超速断油 （3）汽车超速行驶断油）汽车超速行驶断油 2加速喷油控制加速喷油控制 为保证发动机有良好的加速性能，电脑

19、使喷油器为保证发动机有良好的加速性能，电脑使喷油器在加速时额外地喷射部分汽油。电脑根据如下信在加速时额外地喷射部分汽油。电脑根据如下信号作出加速喷油量修正：号作出加速喷油量修正： 1) 1) 节气门位置传感器节气门位置传感器信号。当节气门开度迅速增大时，电脑在正常喷信号。当节气门开度迅速增大时，电脑在正常喷油脉冲之间又油脉冲之间又额外地输出一个喷油脉冲信号额外地输出一个喷油脉冲信号，使，使喷油器多喷一次油。喷油器多喷一次油。 2) 2) 冷却水温传感器信号。冷却水温传感器信号。发动机温度较低时，加速时的发动机温度较低时，加速时的喷油时间相对较长喷油时间相对较长. . (3)其它情况的喷油控制方

20、式其它情况的喷油控制方式第四节第四节 典型电控汽油喷射系统典型电控汽油喷射系统 1.1.汽油箱汽油箱 2. 2.电动汽油泵电动汽油泵 3. 3.汽油滤清器汽油滤清器 4. 4.发动机温度传感发动机温度传感器器 5. 5.热时间开关热时间开关 6. 6.喷油器喷油器 7. 7.进气管压力传感器进气管压力传感器 8. 8.补充补充空气阀空气阀 9. 9.冷起动喷嘴冷起动喷嘴 10.10.节气门位置传感器节气门位置传感器 11. 11.进气温度进气温度传感器传感器 12. 12.燃油压力调节器燃油压力调节器 13. 13.蓄电池蓄电池 14.14.分电器分电器 15. 15.电电控单元控单元2 2B

21、oschBosch公司公司L-JetronicL-Jetronic系统（系统（空空气流量计测量进气量气流量计测量进气量补充空气阀和怠速调节螺钉控制怠补充空气阀和怠速调节螺钉控制怠速进气（早期电控系统采用，后采用速进气（早期电控系统采用，后采用怠速控制阀）怠速控制阀）热时间开关控制冷起动喷油热时间开关控制冷起动喷油有分电器的电控点火系统有分电器的电控点火系统1.1.氧传感器氧传感器 2. 2.火花塞火花塞 3. 3.喷油器喷油器 4. 4.燃油压力调节器燃油压力调节器 5.5.怠速调整螺钉怠速调整螺钉 6. 6.速旁通道速旁通道 7. 7.空气流量传感器空气流量传感器( (热丝热丝式式) 8.)

22、 8.空气进入空气进入 9. 9.燃油箱燃油箱 10. 10.燃油泵燃油泵 1l. 1l.燃油滤清燃油滤清器器 12. 12.怠速辅助空气通道怠速辅助空气通道 13. 13.怠速调节电磁阀怠速调节电磁阀 14. 14.燃燃油泵电动机连接导线油泵电动机连接导线 15. 15.节气门位置传感器节气门位置传感器 16. 16.电子控电子控制单元制单元 17. 17.发动机冷却液温度传感器发动机冷却液温度传感器用热线风速计代替了用热线风速计代替了L L型的机械型的机械式空气流量计，控制空然比的精度式空气流量计，控制空然比的精度提高，动力性经济性更好。提高，动力性经济性更好。热时间开关控制冷起动喷油热时间开关控制冷起动喷油有分电器的电控点火系统有分电器的电控点火系统3