汽油直接噴射新

§4.7汽油直接噴射概述電子控制汽油噴射系統(tǒng)的組成電子控制汽油噴射系統(tǒng)主要元件結(jié)構(gòu)及工作原理電子控制汽油噴射系統(tǒng)的控制幾種車型電子控制汽油噴射系統(tǒng)

§4.7.1概述

0、化油器的缺點(diǎn)

1、不滿足多工況要求2、各缸混合氣濃度不均3、冷啟動(dòng)困難(霧化困難）4、排放超標(biāo)

§4.7.1概述

一、汽油噴射的基本概念

汽油噴射是用噴油器將一定數(shù)量和壓力的汽油直接噴射到氣缸或進(jìn)氣歧管中，與進(jìn)入的空氣混合而形成可燃混合氣。

二、汽油噴射系統(tǒng)發(fā)展概況

汽油噴射技術(shù)始于20世紀(jì)30年代，最初用于飛機(jī)上，50年代開(kāi)始用于汽車上；目前，大部分轎車均裝配了汽油噴射系統(tǒng)。

第4頁(yè)混合氣濃度的影響理論空燃比：14.7◎過(guò)濃：排放和燃燒都差；◎偏濃：HC、CO高，功率大；◎理論值：兼顧動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放◎偏?。航?jīng)濟(jì)性好，動(dòng)力性稍差；◎過(guò)?。喝紵环€(wěn)定；動(dòng)力性變差第5頁(yè)◎保持在理論空燃比附近燃燒；◎多點(diǎn)噴射，各缸工作均勻性較好；◎具有較好的加速性能；◎充氣效率較高；◎良好的啟動(dòng)性能和減速減油或斷油功能；減少排放◎可采用較高壓縮比◎可采用較稀的混合氣三、汽油噴射優(yōu)點(diǎn)氣門噴油器輸油管進(jìn)氣支管四、電控燃油噴射系統(tǒng)的分類1.按噴射器安裝位置分每一個(gè)氣缸有一個(gè)噴油器。（1）多點(diǎn)噴射MPI單點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖噴油器多點(diǎn)噴射調(diào)壓器噴油器節(jié)氣門體位置傳感器節(jié)氣門（2）單點(diǎn)噴射SPI幾個(gè)缸共用一個(gè)噴油器，又稱節(jié)氣門體噴射TBI。將燃料直接噴入氣缸內(nèi)，需較高的噴射壓力。（3）氣缸內(nèi)噴射4.按多點(diǎn)噴射的噴油間隔來(lái)分（1）同時(shí)噴射（2）分組噴射（3）順序噴射3.按進(jìn)氣量檢測(cè)方法來(lái)分（1）間接測(cè)量（2）直接測(cè)量（2）閉環(huán)控制傳感器電子控制單元執(zhí)行器發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)環(huán)控制氧傳感器閉環(huán)控制2.按控制方式來(lái)分（1）開(kāi)環(huán)控制ECU§4.7.2電控汽油噴射系統(tǒng)的組成

汽油機(jī)的控制系統(tǒng)由燃油系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、和控制系統(tǒng)等部分組成，通過(guò)傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)信息，結(jié)果ECU處理后，利用執(zhí)行器精確控制發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并保證發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的經(jīng)濟(jì)性和排放性能。§4.7.2電控汽油噴射系統(tǒng)的組成線束點(diǎn)火模塊分電器氧傳感器火花塞電磁閥怠速執(zhí)行器噴油器油箱空氣濾清器燃油濾清器輸油泵ECU調(diào)壓器流量計(jì)碳罐系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖氧傳感器火花塞電磁閥怠速執(zhí)行器噴油器油箱燃油濾清器輸油泵ECU調(diào)壓器流量計(jì)水溫節(jié)氣門曲軸箱一、基本組成：1、燃油供給系統(tǒng)功用：向氣缸內(nèi)供給供給燃燒時(shí)所需一定量的燃油.

組成：

燃油壓力調(diào)節(jié)器

由于噴油器的噴油量一個(gè)方面與噴油器的通電時(shí)間有關(guān)，另一個(gè)方面還與噴孔處的壓差和燃油溫度有關(guān)，因此采用調(diào)壓器來(lái)保證噴油器在恒定壓差下工作。 燃油調(diào)壓器的作用是當(dāng)進(jìn)氣岐管變化時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)整模片的位置，保證燃油軌道中的壓力與進(jìn)氣岐管的壓差在理想值附近。2、空氣供給系統(tǒng)

功用：為發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣的形成提供必要的空氣，并測(cè)量和控制空氣量。組成：節(jié)氣門體空氣濾清器空氣流量計(jì)怠速控制閥電子控制單元空氣閥3、電子控制系統(tǒng)

電控單元：接受來(lái)自各個(gè)傳感器傳來(lái)的信號(hào)，并完成對(duì)這些信息的處理和發(fā)出指令控制執(zhí)行器的動(dòng)作組成：各種傳感器：把各種反映發(fā)動(dòng)機(jī)工況和汽車運(yùn)行狀況的參數(shù)（非電量參數(shù)）轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（電壓或電流）提供給電控單元，使電控單元正確地控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)或汽車運(yùn)行。

執(zhí)行器：用來(lái)完成電控單元發(fā)出的各種指令，是電控單元指令的執(zhí)行者?！?.7.3電控汽油噴射系統(tǒng)主要元件結(jié)構(gòu)及工作原理一、電控單元（ECU）

ECUCPU：中央處理器ROM：只讀存儲(chǔ)器PRAM：可編程的只讀存儲(chǔ)器RAM：運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器I/O：輸入/輸出接口ECU蓄電池水溫傳感器節(jié)氣門位置傳感器起動(dòng)信號(hào)空氣流量計(jì)(或進(jìn)氣壓力傳感器)轉(zhuǎn)速傳感器車速傳感器氧傳感器穩(wěn)壓電源輸入接口A/D轉(zhuǎn)換器噴油控制點(diǎn)火控制怠速控制EGR控制蒸發(fā)排放控制故障診斷CPU存儲(chǔ)器輸出接口傳感器ECU執(zhí)行器二、傳感器

1.空氣流量傳感器(L型用,直接測(cè)量方式)作用：將空氣流量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)送給電控單元，該信號(hào)作為決定噴油量的基本信號(hào)之一。（1）葉板式空氣流量計(jì)補(bǔ)償擋板緩沖室彈簧測(cè)量板溫度傳感器旁通氣道封口調(diào)節(jié)螺釘電位計(jì)

測(cè)量板打開(kāi)的角度隨進(jìn)氣量大小而變化（2）熱線式空氣流量傳感器原理：把通電加熱的鉑絲置于空氣流中，使鉑絲溫度和吸入空氣溫度差保持一定。鉑絲成為惠斯頓電橋中的一個(gè)臂?？刂齐娐窡崮囟葌鞲衅鞣雷o(hù)網(wǎng)A：集成電路；RH：熱線電阻RK：溫度補(bǔ)償電阻RA：精密電阻RB：電橋電阻（3）卡門渦流式空氣流量傳感器

在氣流中央放置一個(gè)錐體狀渦流發(fā)生器。當(dāng)空氣流過(guò)時(shí)，在渦流發(fā)生器下游將產(chǎn)生有規(guī)律交錯(cuò)的旋渦，當(dāng)流經(jīng)空氣通道的空氣流速變化時(shí)，將影響卡門渦流旋渦的頻率。節(jié)氣門取樣管整流器渦流發(fā)生體超聲波發(fā)射器空氣流第24頁(yè)空氣系統(tǒng)圖空氣量的測(cè)量方式

葉板式空氣流量計(jì)卡門渦式流量傳感器采用速度密度法——壓力＋溫度＋轉(zhuǎn)速(間接測(cè)量方式)熱線式其中熱線式精度、響應(yīng)最好；價(jià)格較高?？杖急瓤刂品椒ā蛴捎诎l(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震與其自身的工況有關(guān)，因此靜態(tài)標(biāo)定點(diǎn)火提前角的試驗(yàn)匹配標(biāo)定工作量較大?！蚶帽饌鞲衅鞯姆答佇盘?hào)，控制器可以自動(dòng)地實(shí)時(shí)調(diào)整點(diǎn)火提前角，使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在接近爆震但又正好不發(fā)生爆震狀態(tài)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性較好。點(diǎn)火控制系統(tǒng)爆震傳感器的安裝位置？2.進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器(D型間接測(cè)量空氣流量的方式)半導(dǎo)體壓敏電阻式：由硅片、集成電路和真空室組成。原理：壓力變化，硅片變形，應(yīng)變電阻阻值變化，電橋輸出電壓變化。線性輸出節(jié)氣門位置傳感器：

利用滑動(dòng)阻值的變化，測(cè)得與節(jié)氣門開(kāi)度相對(duì)應(yīng)的輸出電壓。3.節(jié)氣門位置傳感器節(jié)流閥體安裝在進(jìn)氣歧管的前面，主要功能是控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的進(jìn)氣量，它是電控系統(tǒng)與駕駛員最基本的對(duì)話渠道。節(jié)流閥體由閥體,閥門,油門拉桿機(jī)構(gòu),節(jié)氣門位置傳感器,怠速控制閥等構(gòu)成。4.轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器（1）磁電式傳感器磁電式傳感器觸發(fā)輪氣缸識(shí)別槽輸出信號(hào)

當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈中磁通量發(fā)生變化，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)子信號(hào)盤(pán)通常安裝在曲軸或凸輪軸上，也可安裝在分電器內(nèi)。曲軸轉(zhuǎn)角傳感器為磁電式.系統(tǒng)使用它決定曲軸旋轉(zhuǎn)的位置和轉(zhuǎn)速.曲軸轉(zhuǎn)角傳感器安裝于變速箱離合器殼上.它與飛輪上的齒圈共同工作（2）霍爾效應(yīng)式傳感器永久磁鐵霍爾元件觸發(fā)輪

當(dāng)觸發(fā)葉輪上的葉片進(jìn)入永久磁鐵與霍爾元件之間時(shí)，磁場(chǎng)被葉片旁路，不產(chǎn)生霍爾電壓；當(dāng)缺口部分進(jìn)入磁鐵與霍爾元件之間時(shí)，磁力線進(jìn)入霍爾元件，傳感器輸出電壓信號(hào)。

信號(hào)盤(pán)隨分電器軸轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生透光和遮光交替變化。當(dāng)發(fā)光二極管的光束照到光敏二極管時(shí)，光敏二極管產(chǎn)生電壓；當(dāng)發(fā)光二極管光束被擋住時(shí)，光敏二極管電壓為0。（3）光電式傳感器發(fā)光管分火頭密封蓋信號(hào)盤(pán)電路光敏二極管輸出信號(hào)光敏二極管發(fā)光二極管遮光盤(pán)5.溫度傳感器（水溫傳感器、空氣傳感器）6.氧傳感器熱敏電阻電插頭

在采用三元催化轉(zhuǎn)換器的發(fā)動(dòng)機(jī)上，氧傳感器安裝在排氣管內(nèi)，檢測(cè)排氣中氧的含量。 氧傳感器將廢氣中氧含量的信號(hào)輸送到電腦，以便于電腦控制下一個(gè)工作循環(huán)的油氣配比。實(shí)物圖7.爆震傳感器8.車速傳感器用于發(fā)動(dòng)機(jī)怠速及汽車加速、減速時(shí)空燃比的控制。9.起動(dòng)及空擋開(kāi)關(guān)信號(hào)用來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于起動(dòng)狀態(tài)。安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體上，檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震狀況。三、電動(dòng)燃油泵滾柱式電動(dòng)燃油泵電刷電樞磁極滾柱泵泵殼單向閥卸壓閥濾網(wǎng)泵蓋組成：油泵電機(jī)、滾柱泵、單向閥、卸壓閥、外殼、泵蓋及濾網(wǎng)等。作用：供給各噴油器及冷起動(dòng)噴油器所需要的燃油。第39頁(yè)燃油輸油泵的結(jié)構(gòu)四、燃油壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)油口回油口閥門支承膜片彈簧接進(jìn)氣支管作用：調(diào)節(jié)噴油器的燃油壓力，使燃油壓力與進(jìn)氣管壓力之差保持常數(shù)。

燃油壓力調(diào)節(jié)器由內(nèi)部的調(diào)節(jié)彈簧和外部的進(jìn)氣歧管真空度的相互作用控制.它始終保持油軌內(nèi)的油壓與進(jìn)氣歧管內(nèi)的壓差為300kPa.油軌是由燃油導(dǎo)油管,穩(wěn)壓倉(cāng),噴油嘴,壓力調(diào)節(jié)器和一些固定部件所組成,它安裝在進(jìn)氣管上.油軌提供了高壓燃油的調(diào)壓容積和流向各噴嘴的管路,以及固定噴嘴的支撐.噴油器的結(jié)構(gòu)線圈接口噴油器針閥回位彈簧電磁線圈燃油入口

冷起動(dòng)時(shí)，額外加大噴油量，使混合氣瞬時(shí)加濃，便于著火起動(dòng)。電插頭電磁線圈閥門彈簧閥門噴嘴結(jié)構(gòu)：七、電控噴射工作演示§4.7.4電控汽油噴射系統(tǒng)的控制一、噴油時(shí)刻的控制1、同時(shí)噴射：所有噴油器并聯(lián)，同時(shí)噴油。兩次噴完一個(gè)循環(huán)的供油量。進(jìn)氣壓縮作功排氣排氣進(jìn)氣壓縮作功作功排氣進(jìn)氣壓縮壓縮作功排氣進(jìn)氣13421803605407200噴油噴油進(jìn)氣壓縮作功排氣排氣進(jìn)氣壓縮作功作功排氣進(jìn)氣壓縮壓縮作功排氣進(jìn)氣13421803605400噴油噴油2、分組噴射

進(jìn)氣壓縮作功排氣排氣進(jìn)氣壓縮作功作功排氣進(jìn)氣壓縮壓縮作功排氣進(jìn)氣13421803605400噴油噴油3、順序噴射

二、噴油持續(xù)時(shí)間的控制

控制噴油器的噴射持續(xù)時(shí)間實(shí)際上是控制噴油量，即噴油脈寬。（1）對(duì)于質(zhì)量流量式的電控燃油噴射系統(tǒng)基本噴射時(shí)間=K進(jìn)氣流量/發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速K為修正系數(shù)。（2）采用熱式空氣流量傳感器：

輸出反映就是質(zhì)量流量，直接用上式求得基本燃油噴射時(shí)間。（3）采用葉片式和卡門渦流式空氣流量傳感器：測(cè)得是進(jìn)氣的體積流量，需要進(jìn)行密度修正。1）基本噴油量（4）對(duì)于速度密度方式的電子控制燃油噴射系統(tǒng)：

采用三維圖形將數(shù)據(jù)按一定形式存儲(chǔ)在電子控制單元中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣管絕對(duì)壓力確定吸入的空氣質(zhì)量，確定基本燃油噴射時(shí)間。高低長(zhǎng)短高低進(jìn)氣管壓力發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本噴油持續(xù)時(shí)間

§4.7.5電子控制汽油噴射系統(tǒng)舉例

一、上海桑塔納2000轎車發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制汽油噴射系統(tǒng)

油箱汽油泵濾清器壓力調(diào)節(jié)器電控單元冷起動(dòng)閥節(jié)氣門開(kāi)關(guān)怠速調(diào)整螺釘節(jié)氣門空氣流量傳感器輔助空氣閥油壓調(diào)節(jié)器噴油器燃油分配器空氣溫度傳感器氧傳感器曲軸轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)速傳感器二、上海-通用別克轎車電子控制汽油噴射系統(tǒng)

◎缸內(nèi)直接噴射是進(jìn)一步提高汽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性的主要方向，也是汽油機(jī)技術(shù)向柴油機(jī)技術(shù)靠攏的一個(gè)步驟；◎稀薄燃燒的技術(shù)和缸內(nèi)直接噴射配合工作，可以大幅度降低汽油機(jī)的排放、改善其經(jīng)濟(jì)性。但是燃燒的穩(wěn)定性等問(wèn)題需要達(dá)到保證。汽油機(jī)缸內(nèi)直噴豐田缸內(nèi)直噴分層充量燃燒系統(tǒng)◎缸內(nèi)直接噴射，對(duì)缸內(nèi)的油氣混合過(guò)程提出了更高的要求，如同柴油機(jī)的霧化過(guò)程一樣，需要仔細(xì)匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室和進(jìn)氣道的幾何參數(shù)，以及噴嘴和火花塞的位置。汽油機(jī)缸內(nèi)直噴第56頁(yè)