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現(xiàn)代汽車電子控制燃油噴射系統(tǒng),湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授陳曙紅,首頁：現(xiàn)代汽車電子控制汽油噴射系統(tǒng),,第一節(jié)概述一、汽油機(jī)的特點(diǎn)什么是汽油機(jī)？,,,第一節(jié)概述,一、汽油機(jī)的特點(diǎn),汽油機(jī)是把空氣與汽油的混合氣燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出的裝置。,什么是汽油機(jī)？,充分燃燒的條件：足夠的空氣、足夠的燃料、一定的著火溫度,空氣+汽油,四行程汽油機(jī)的工作原理：進(jìn)氣、壓縮(點(diǎn)火)、作功、排氣,,發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理,,,,二、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率控制法,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的控制則是通過控制節(jié)流閥（或稱節(jié)氣門、油門）的開度使之變化，以調(diào)節(jié)混合氣數(shù)量，從而達(dá)到控制發(fā)動(dòng)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,二、發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率控制,汽油機(jī)的五個(gè)工況：起動(dòng)工況、怠速工況、中小負(fù)荷工況、全負(fù)荷工況、加速工況。,汽油機(jī)這些“工況”常常是指發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下的工作狀況。,,傳統(tǒng)化油器式汽油機(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)與電子控制燃油噴射式汽油機(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)入氣缸的是混合氣）。,與,現(xiàn)代電子控制燃油噴射式汽油機(jī)是以直接與間接測(cè)出的空氣量信號(hào)為基礎(chǔ)（傳感器），由電控單元計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒所必需的汽油量，對(duì)噴油器提供開啟信號(hào)，通過噴油器（執(zhí)行器）的開啟給發(fā)動(dòng)機(jī)提供適量的燃料。（通過節(jié)氣門進(jìn)入氣缸的是空氣）,,,,化油器掛圖,,,電子控制式燃油噴射系統(tǒng),,第者,第二節(jié),1、具有良好的使用性能（１）冷起動(dòng)性能得到提高（２）加速性能得到改善（３）動(dòng)力性能大大提高（４）工作穩(wěn)定性能得到加強(qiáng)２、具有良好的燃料經(jīng)濟(jì)性能３、環(huán)保性能充分改善,三、電子控制燃油噴射式汽油機(jī)的特點(diǎn),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，電子控制燃油噴射裝置由傳感器、電控單元（ECU）、執(zhí)行器三大部分組成。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)、空氣供給系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)三大系統(tǒng)組成。,四、電子控制燃油噴射裝置的組成,,,,,五、電子控制燃油噴射裝置分類,1、按噴射器噴射位置分：,（1）缸內(nèi)噴射（2）缸外噴射,2、按噴射方式分：,（1）單點(diǎn)噴射（2）多點(diǎn)噴射,3、按噴射時(shí)間分：,（1）間隙噴射（2）連續(xù)噴射,4、按空氣檢測(cè)方式分：,（1）直接檢測(cè)式（L型電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，采用空氣流量計(jì)）,,（2）間接檢測(cè)式（D型電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，采用進(jìn)氣壓力傳感器）,5、按控制形式分：,（1）開環(huán)控制系統(tǒng)（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)（含氧傳感器）,五、電子控制燃油噴射裝置分類,,,單點(diǎn)噴射和多點(diǎn)噴射掛圖,,第二節(jié)燃油供給系統(tǒng),,一、燃油供給系統(tǒng)的工作原理,燃油箱,電動(dòng)汽油泵,汽油濾清器,汽油緩沖器,噴油器,汽油壓力調(diào)節(jié)器,燃油箱,進(jìn)氣歧管,,,,第二節(jié)燃油供給系統(tǒng),,,,,,,,,,,ECU,,1、功用：向發(fā)動(dòng)機(jī)及時(shí)供給各種工況下所需要的燃油量。,2、組成：燃油箱、電動(dòng)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(dòng)噴油器等。,3、工作原理：,,第三節(jié),,燃油箱電動(dòng)汽油泵汽油濾清器汽油壓力緩沖器汽油壓力調(diào)節(jié)器,電子控制燃油5噴射式掛圖,,,,,噴油器,冷起動(dòng)噴油器進(jìn)氣歧管,噴油器掛圖,噴油量的多少?zèng)Q定于三個(gè)因素：1、噴口直徑的大小——結(jié)構(gòu)控制2、噴油壓力的大小——汽油壓力調(diào)節(jié)器控制以上兩參數(shù)相對(duì)為定量；3、噴口開啟持續(xù)的時(shí)間——ECU控制，為變量參數(shù)，根據(jù)空氣量而變。,,,第三節(jié)空氣供給系統(tǒng),一、空氣供給系統(tǒng)的功用是測(cè)量和控制汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒所需要的空氣量。二、空氣供給系統(tǒng)的工作原理,空氣,,空氣濾清器,,空氣流量計(jì)（傳感器）,,節(jié)氣門體,,,,進(jìn)氣歧管,ECU,,測(cè)量空氣數(shù)量,控制空氣數(shù)量,,怠速控制系統(tǒng),,,,,,,第三節(jié)空氣供給系統(tǒng),燃油箱,,電動(dòng)汽油泵,,汽油濾清器,,汽油壓力緩沖器,,噴油器（執(zhí)行器）,,,,,,汽油壓力調(diào)節(jié)器,,燃油箱,,節(jié)氣門位置傳感器,,,,第三節(jié)空氣供給系統(tǒng),一、空氣供給系統(tǒng)的功用是測(cè)量和控制汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒所需要的空氣量。二、空氣供給系統(tǒng)的工作原理,空氣,,空氣濾清器,,空氣流量計(jì)（傳感器）,,節(jié)氣門體,,,,進(jìn)氣歧管,ECU,,測(cè)量空氣數(shù)量,控制空氣數(shù)量,,怠速控制系統(tǒng),,,,,,,第三節(jié)空氣供給系統(tǒng),燃油箱,,電動(dòng)汽油泵,,汽油濾清器,,汽油壓力緩沖器,,噴油器（執(zhí)行器）,,,,,,汽油壓力調(diào)節(jié)器,,燃油箱,,節(jié)氣門位置傳感器,,,第四節(jié),,,,一、空氣流量計(jì)掛圖,,,,,,,,,,,,,U=I*R,,,,一、,空氣流量計(jì)—直接檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量(視頻),,二、進(jìn)氣壓力傳感器—間接檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣量(視頻),,三、節(jié)氣門位置傳感器,1、功用：檢測(cè)節(jié)氣門的開度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給電控單元，作為ECU判定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的依據(jù)。2、結(jié)構(gòu)型式：開關(guān)式、滑動(dòng)電阻式、綜合式三種。3、開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）兩個(gè)固定觸點(diǎn)：怠速開關(guān)觸點(diǎn)、全負(fù)荷開關(guān)觸點(diǎn)；（2）一個(gè)活動(dòng)觸點(diǎn),兩點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器掛圖,節(jié)氣門位置傳感器的工作原理(視頻),,,怠速控制系統(tǒng)(視頻),,,第四節(jié)電子控制系統(tǒng),一、功用是將各類傳感器的工作狀況轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)輸送給電控單元，經(jīng)實(shí)時(shí)處理和計(jì)算后，電控單元再向各有關(guān)執(zhí)行器發(fā)出指令，以控制最佳噴油時(shí)刻、噴油量和點(diǎn)火時(shí)刻，減輕排放污染，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各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。二、組成由傳感器、電控單元、執(zhí)行器三部分組成。,第四節(jié)電子控制系統(tǒng)一、功用二、組成,（一）電控單元,,,1、功用是根據(jù)自身存儲(chǔ)的程序?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)各種傳感器輸入的各種信息進(jìn)行運(yùn)算、處理、判斷，然后輸出指令，控制有關(guān)執(zhí)行器動(dòng)作，達(dá)到快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作的目的。電控單元（ECU）是發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合控制裝置，它的基本構(gòu)成主要是微型計(jì)算機(jī)。通常計(jì)算機(jī)是由各類硬件和軟件組成的高效微處理器。,2、電控單元的組成（硬件）,,硬件——是指裝置于ECU內(nèi)的有形元器件。（1）輸入回路（2）A/D轉(zhuǎn)換器（模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器）（3）微型計(jì)算機(jī)中央處理器存儲(chǔ)器輸入和輸出接口輸出回路,電控單元的組成（軟件）,電控單元的組成（軟件）,,,軟件——是指貯存于微機(jī)芯片（如ROM）內(nèi)的程序和數(shù)據(jù)。,,,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）脈譜圖最佳空燃比與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷有關(guān)，該脈譜圖含有15個(gè)轉(zhuǎn)速和15個(gè)節(jié)氣門開度（負(fù)荷），共組合成225個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)常用工數(shù)據(jù)，ECU只要控制噴油量便可確定最佳的空燃比。（2）常規(guī)穩(wěn)定工況下的最佳點(diǎn)火提前角脈譜圖,軟件,（3）進(jìn)氣溫度變化校正曲線。ECU根據(jù)該線自動(dòng)地調(diào)整噴油量和點(diǎn)火提前角，（標(biāo)準(zhǔn)為20℃，當(dāng)?shù)陀?0℃時(shí)，加濃混合氣和適當(dāng)提前點(diǎn)火提前角）（4）水溫變化校正曲線標(biāo)準(zhǔn)為80℃，水溫∠80℃，自動(dòng)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對(duì)噴油的起止時(shí)間和點(diǎn)火時(shí)導(dǎo)通的脈寬都有一定影響，ECU便根據(jù)檢測(cè)到的蓄電池電壓對(duì)噴油時(shí)間和點(diǎn)火提前角進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。（6）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。,電控單元結(jié)構(gòu)視頻短片,,自診斷系統(tǒng),自診斷系統(tǒng)和安全保險(xiǎn)功能在ECU內(nèi)設(shè)有專門的自診斷電路，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電控單元不斷地監(jiān)測(cè)各個(gè)部分的工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，便將故障信號(hào)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器內(nèi)，并以代碼方式顯示出來。,（二）傳感器,1、功用：是把非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)，或?qū)⑽锢砹?、電量、化學(xué)量的信息轉(zhuǎn)換成電控單元能夠理解的信號(hào)。2、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、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)氣門位置傳感器、車速傳感器、點(diǎn)火信號(hào)傳感器等等。,（1）氧傳感器,功用：檢測(cè)排氣中氧分子的濃度，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)或電阻信號(hào)，使電控單元得以據(jù)此來控制混合氣成份。工作原理（以氧化鋯型為例）：氧化鋯管為一多孔性的陶瓷體，具有氧離子傳導(dǎo)性，高溫下氧發(fā)生電離，當(dāng)管的內(nèi)外表面接觸到氧密度不同時(shí)（即存在濃度差），固體電解質(zhì)內(nèi)部的氧離子從內(nèi)（大氣側(cè)）向外（廢氣側(cè)）擴(kuò)散，從而使鋯管成為電池，在管內(nèi)外側(cè)的鉑電極便產(chǎn)生電壓。混合氣稀，廢氣中氧含量高，鋯管內(nèi)外氧濃度差小產(chǎn)生的電壓小。反之，亦然。,氧傳感器視頻短片,,（三）執(zhí)行器,,1、功用：根據(jù)電控單元輸出的電控信號(hào)完成所需的機(jī)械動(dòng)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：電動(dòng)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。,廢氣再循環(huán)（EGR）,發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物有CO、NOX、HC等等。其中NOX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(dòng)機(jī)排出的NOX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NOX量越多。,廢氣再循環(huán)（EGR）控制系統(tǒng)的功用將適量的廢氣重新引入氣缸參加燃燒，以降低燃燒的最高溫度，減少NOX的生成量，從而減少排放污染。電控廢氣再循環(huán)裝置——根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況控制再循環(huán)的廢氣量，以減少排放污染。EGR不起作用的工況有起動(dòng)工況——起動(dòng)開關(guān)信號(hào)；怠速工況——節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點(diǎn)閉合信號(hào)；發(fā)動(dòng)機(jī)水溫——冷卻液溫度低于55度；轉(zhuǎn)速——低于900或高于3200r/min等,開環(huán)控制EGR系統(tǒng)的組成原理：1、EGR閥——安裝在廢氣再循環(huán)通道中，用以控制廢氣再循環(huán)量（EGR閥的開度直接由真空度來控制）。2、EGR電磁閥——安裝在通向EGR閥的真空通道中，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況來控制電磁閥的通電或斷電：ECU給EGR電磁閥通電時(shí)：控制EGR閥的真空通道被切斷，EGR閥被關(guān)閉，停止廢氣再循環(huán)；ECU給EGR電磁閥斷電時(shí)，控制EGR閥的真空通道接通，EGR閥開啟，進(jìn)行廢氣再循環(huán)。,三、電子控制系統(tǒng)的工作原理,電控單元（ECU）,傳感器,再見！,再見,