情景一 電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理_第1頁
情景一 電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理_第2頁
情景一 電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理_第3頁
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文檔簡介

模塊三配氣機(jī)構(gòu)發(fā)動機(jī)電控技術(shù)模塊二曲柄連桿機(jī)構(gòu)模塊一發(fā)動機(jī)總體認(rèn)識模塊四冷卻系模塊五潤滑系模塊六汽油機(jī)燃料供給系第二部分電控發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理模塊三配氣機(jī)構(gòu)模塊一發(fā)動機(jī)總體認(rèn)識模塊五潤滑系第二部分情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理

電控汽油噴射系統(tǒng)EFI(ElectronicFuleInjection)。它是一種利用電腦控制燃油量的系統(tǒng),并取代了過去傳統(tǒng)的化油器系統(tǒng)。電控燃油噴射裝置因其性能優(yōu)越而逐漸取代了機(jī)械式或機(jī)電混合式燃油噴射系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時,根據(jù)各傳感器測得的空氣流量、進(jìn)氣溫度、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及工作溫度等參數(shù),按預(yù)先編制的程序進(jìn)行運算后與內(nèi)存中預(yù)先存儲的最佳工況時的供油控制參數(shù)進(jìn)行比較和判斷,適時調(diào)整供油量,保證發(fā)動機(jī)始終在最佳狀態(tài)下工作,使其在輸出一定功率的條件下,發(fā)動機(jī)的綜合性能得到提高。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理一、電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展汽油噴射技術(shù)的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀(jì)初期。德國Wright兄弟首先在他們制造的早期飛機(jī)發(fā)動機(jī)上采用了向進(jìn)氣管連續(xù)噴射汽油的混合氣配制方法。20世紀(jì)30年代用于軍用飛機(jī)上,1954年德國奔馳公司在奔馳300SL上裝了機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)(K型);20世紀(jì)60年代在K型的基礎(chǔ)上發(fā)展了機(jī)電組合式汽油噴射系統(tǒng)(KE型);20世紀(jì)60年代后期,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,德國BOSCH公司研制出電控燃油噴射系統(tǒng)(EFI)。到了70年代末開始得到迅猛發(fā)展。不僅轎車,而且越來越多的其他類型車輛也采用了電控汽油噴射技術(shù)?,F(xiàn)代電控燃油噴射系統(tǒng)控制方式逐步向獨立控制-集中控制-整車控制技術(shù)發(fā)展。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理二、電控燃油噴射系統(tǒng)工作原理電子控制燃油噴射系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動機(jī)運行工況對空然比進(jìn)行精確控制。駕駛員通過加速踏板操縱節(jié)氣門來控制進(jìn)氣量。節(jié)氣門開度不同,進(jìn)氣量也不同,進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空度也不同。在同一轉(zhuǎn)速下,進(jìn)氣歧管真空度與進(jìn)氣量成一定的比例關(guān)系。進(jìn)氣管壓力傳感器可將進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度的變化轉(zhuǎn)變成電信號的變化,并傳送給電腦,電腦根據(jù)進(jìn)氣歧管真空度的大小計算出發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量,再根據(jù)曲軸位置傳感器測得信號計算出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)進(jìn)氣量和轉(zhuǎn)速計算出相應(yīng)的基本噴油量。電腦根據(jù)進(jìn)氣壓力和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制各缸噴油器,通過控制每次噴油的持續(xù)時間來控制噴油量。噴油持續(xù)時間愈長,噴油量就愈大。一般每次噴油的持續(xù)時間為2-10ms。電子控制燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力是由電動燃油泵提供的,電動燃油泵裝在油箱內(nèi)。油箱內(nèi)的燃油被電動燃油泵吸出并加壓,壓力燃油經(jīng)燃油濾清器濾去雜質(zhì)后,被送至發(fā)動機(jī)上方的分配油管。分配油管與安裝在各缸進(jìn)氣歧管上的噴油器相通。噴油器是一種電磁閥,由電腦控制。通電時電磁閥開啟,壓力燃油以霧狀噴入進(jìn)氣歧管內(nèi),與空氣混合,在進(jìn)氣行程中被吸進(jìn)氣缸。

優(yōu)點:與化油器式燃油系統(tǒng)相比,電子控制燃油噴射系統(tǒng)主要具有低油耗、低排氣污染、轉(zhuǎn)矩及功率輸出高、低溫起動性好、工況過渡圓滑、加速性好等。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理三、電控燃油噴射系統(tǒng)的分類(一)按噴射裝置的控制方式分類在發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中,按噴射裝置的控制方式分類可為分:機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)、機(jī)電結(jié)合式汽油噴射系統(tǒng)、電控汽油噴射系統(tǒng)。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理1、機(jī)械式燃油噴射系統(tǒng)(K系統(tǒng))德國博世公司的K-Jectronic

系統(tǒng)屬于機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng),簡稱K系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用連續(xù)噴射方式,可分為單點或多點噴射,其噴油量是通過空氣計量板直接控制汽油流量調(diào)節(jié)柱塞來控制的,采用的是機(jī)械式計量方式。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理2、機(jī)電結(jié)合式燃油噴射系統(tǒng)(KE系統(tǒng))KE系統(tǒng),是在K式的基礎(chǔ)上改進(jìn)后的產(chǎn)品。其特點是增加了一個電子控制單元(ElectricControlUnit,ECU)。ECU可根據(jù)水溫、節(jié)氣門位置等傳感器的輸入信號來控制電液式壓差調(diào)節(jié)器的動作,以此實現(xiàn)對不同工況下的空燃比進(jìn)行修正的目的。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理3、電控燃油噴射系統(tǒng)(E系統(tǒng))燃油的計量通過電控單元和電磁噴油器來實現(xiàn)。該系統(tǒng)采用了全電子控制方式,即電子控制單元通過各種傳感器來檢測發(fā)動機(jī)運行參數(shù)(包括發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度、排氣中的氧含量等)的變化,再由ECU根據(jù)輸入信號和數(shù)學(xué)模型來確定所需的燃油噴射量,并通過控制噴油器的開啟時間來控制噴入氣缸內(nèi)的每循環(huán)噴油量,進(jìn)而達(dá)到對氣缸內(nèi)可燃混合氣的空燃比進(jìn)行精確配制的目的。電子控制式燃油噴射系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)各種工況下均能精確計量所需的燃油噴射量,且穩(wěn)定性好,能實現(xiàn)發(fā)動機(jī)的優(yōu)化設(shè)計和優(yōu)化控制。因此,它在汽油噴射系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理(二)按噴油器的布置方式分類按噴油器的布置方式可分為:單點燃油噴射和多點燃油噴射。1、單點燃油噴射系統(tǒng)單點噴射系統(tǒng)是把噴油器安裝在化油器所在的節(jié)氣門處,它的外形也有點像化油器,通常用一個噴油器將燃油噴入進(jìn)氣道,形成混合氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管,再分配到各個氣缸中。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理2、多點燃油噴射系統(tǒng)多點噴射系統(tǒng)是在每缸進(jìn)氣口處裝有一只噴油器,由電控單元(ECU)控制,順序地進(jìn)行分缸單獨噴射或分組噴射,汽油直接噴射到各缸的進(jìn)氣門前方,再與空氣一起進(jìn)入氣缸形成混合氣。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理(三)按噴油方式分類根據(jù)汽油噴射方式分:汽油噴射系統(tǒng)可分為缸內(nèi)噴射和進(jìn)氣管噴射兩種。1、進(jìn)氣管噴射廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電控燃油噴射系統(tǒng)中。在進(jìn)氣歧管內(nèi)噴射或進(jìn)氣門前噴射。在該方式中,噴油器被安裝于進(jìn)氣歧管內(nèi)或進(jìn)氣門附近,故汽油在進(jìn)氣過程中被噴射后與空氣混合形成可燃混合氣再進(jìn)入氣缸內(nèi)。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理2、缸內(nèi)噴射多用于機(jī)械式或機(jī)電結(jié)合式燃油噴射系統(tǒng)中,在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時連續(xù)不斷地噴射。缸內(nèi)噴射系統(tǒng)是將噴油器安裝在氣缸蓋上,將汽油直接噴入氣缸內(nèi)與空氣混合,形成可燃混合氣。這種噴射系統(tǒng)需要較高的噴油壓力,約3~5Mpa。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理(四)按噴射時間分類按噴射時間可分為:同時噴射、分組噴射、順序噴射。1、同時噴射發(fā)動機(jī)在運行期間,所有的噴油器并聯(lián)連接,電子控制單元根據(jù)曲軸位置傳感器送入的基準(zhǔn)信號,發(fā)出噴油器控制信號,控制功率三極管的導(dǎo)通和截止,從而控制各噴油器電磁線圈電路同時接通和切斷,使各缸噴油器同時噴油。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理2、分組噴射將多缸發(fā)動機(jī)的噴油器按發(fā)動機(jī)每工作循環(huán)分成若干組交替進(jìn)行噴射,每組分別通過一條控制電路和電腦連接,由電子控制單元分組控制噴油器,兩組噴油器輪流交替噴射。每一工作循環(huán)中,各噴油器均噴射一次或兩次。一般多是發(fā)動機(jī)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),只有一組噴射。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理3、順序噴射噴油器按照發(fā)動機(jī)各缸工作的順序依次噴射。各缸噴油器分別由電腦進(jìn)行控制。驅(qū)動回路數(shù)與氣缸數(shù)目相等。順序噴射可以設(shè)立在最佳時間噴油,對混合氣的形成十分有利,因此它對提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低有害物的排放等有一定好處。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理奧迪分層燃燒技術(shù)奧迪車發(fā)動機(jī)曾經(jīng)采用分層燃燒技術(shù),該技術(shù)是在氣缸做吸氣沖程時,先噴出一小部分的燃油,與空氣混合成稀混合氣,氣缸做壓縮沖程時,再噴出一部分燃油,形成一團(tuán)濃混合氣,這團(tuán)濃混合氣先被火花塞點燃,再將火焰擴(kuò)散,點燃周圍較稀的混合氣。這種方式雖然節(jié)能,但污染嚴(yán)重,因此大眾放棄了分層燃燒技術(shù)。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理四、電控燃油噴射系統(tǒng)組成電控汽油噴射系統(tǒng)品種繁多,但它們都具有相同的控制原則:即以電控單元(ECU)為控制核心,以空氣流量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為控制基礎(chǔ),以噴油器、怠速空氣調(diào)整器等為控制對象,保證獲得與發(fā)動機(jī)各種工況相匹配的最佳混合氣成分和點火時間。各種電控燃油噴射系統(tǒng)都具有相同的組成和類似的結(jié)構(gòu),大致可分為空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三個部分。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理1、空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng),其功能是提供測量和控制燃油燃燒時所需要的空氣量。以控制發(fā)動機(jī)輸出的功率??諝饨?jīng)空氣過濾器過濾后,由空氣流量計(在D-Jetronic

系統(tǒng)中為進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器)計量,通過節(jié)氣門體進(jìn)入進(jìn)氣總管,再分配到各進(jìn)氣歧管。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理2、燃油供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)是用電動汽油泵向噴油器提供足夠壓力的汽油,噴油器根據(jù)來自電子控制器(ECU)的控制信號,向進(jìn)氣歧管內(nèi)進(jìn)氣門上方噴射定量的汽油。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理3、電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)狀況和車輛運行狀況確定燃油的最佳噴射量。主要由各種傳感器、電控單元(ECU)和執(zhí)行器三部分組成。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理六、電控汽油油噴射系統(tǒng)的控制功能(一)噴油量控制電控單元根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷信號作為主控信號,確定基本供油量,再根據(jù)其他相關(guān)輸入信號加以修正,最后確定實際噴油量。噴油量的控制即噴油持續(xù)時間的控制。微機(jī)根據(jù)傳感器測得的進(jìn)氣量、轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、進(jìn)氣溫度、節(jié)氣門開度等運行參數(shù),按照設(shè)定的程序計算出每次燃燒所需要的燃油量,確定噴油器最佳噴油持續(xù)時間,從而達(dá)到控制噴油量的目的。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理1、起動時噴油量控制:在發(fā)動機(jī)起動時,當(dāng)起動開關(guān)接通,且發(fā)動轉(zhuǎn)速低于某一轉(zhuǎn)速時ECU按發(fā)動機(jī)水溫、進(jìn)氣溫度和起動轉(zhuǎn)速計算出一個固定的噴油量,這一噴油量能使發(fā)動機(jī)獲得順利啟動時所需的濃混合氣。2、起動后的噴油控制發(fā)動機(jī)起動后,自動轉(zhuǎn)入正常運轉(zhuǎn)程序。在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)期間,各傳感器適時檢測發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、進(jìn)氣溫度、冷卻液溫度、節(jié)氣門位置(即工況)以及排氣中氧的含量等信號,通過接口電路偷入微機(jī)。在發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)過程中,ECU根據(jù)進(jìn)氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來計算噴油量。此外,還要參考節(jié)氣門開度、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度與進(jìn)氣溫度、海拔高度以及怠速工況、加速工況、全負(fù)荷工況等運轉(zhuǎn)參數(shù)來修正噴油量,以提高控制精度。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理(二)噴油正時控制在間歇式電控噴射系統(tǒng)中,當(dāng)采用順序噴射時,主電腦不僅要控制噴油量,還要根據(jù)發(fā)動機(jī)各缸的點火順序,將噴射時間控制在一個最佳的時刻。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理(三)斷油控制1.減速斷油控制。汽車行駛中,節(jié)氣門開度迅速減小,電控單元將切斷控制電路停止噴油,用以降低減速時HC和CO的排放量。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降至一特定轉(zhuǎn)速時,又恢復(fù)供油。2.限速斷油。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過安全轉(zhuǎn)速或車速超過設(shè)計最高車速時,電控單元將會切斷控制電路停止噴油,防止超速。3.清除溢油控制。當(dāng)發(fā)動機(jī)多次起動未能成功時,淤積在氣缸內(nèi)的濃混合氣就會浸濕火花塞,使其不能跳火。清除溢油控制就是將發(fā)動機(jī)加速踏板踩到底,接通起動開關(guān)起動發(fā)動機(jī)時,電控單元(ECU)控制噴油器中斷噴油,以便排除氣缸內(nèi)的燃油蒸氣,使火花塞干燥,能夠跳火。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理4.減矩斷油控制。裝有電控自動變速器的汽車在行駛中自動升檔時,ECU發(fā)出減矩信號,暫時中斷個別缸的噴油,以降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速,從而減輕換檔沖擊。5.反饋控制汽油噴射系統(tǒng)進(jìn)行反饋控制的傳感器是氧傳感器。使用氧傳感器的發(fā)動機(jī)必須使用無鉛汽油。反饋控制(閉環(huán)控制)是在排氣管上加裝氧傳感器,根據(jù)排氣中氧的含量的變化測定出進(jìn)入發(fā)動機(jī)燃燒室混合氣的空燃比值,把它偷入計算機(jī)與設(shè)定的目標(biāo)空燃比值進(jìn)行比較,將誤差信號經(jīng)放大器控制電磁噴油器噴油量,使空燃比保持在設(shè)定目標(biāo)附近。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理(四)汽油泵控制打開點火開關(guān),ECU將控制汽油泵工作2~3s,在油道中建立油壓,此時若不起動發(fā)動機(jī),汽油泵將停止工作。在發(fā)動機(jī)工作過程中,ECU控制汽油泵正常運轉(zhuǎn)。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理(五)點火系統(tǒng)的控制1、微機(jī)控制點火系統(tǒng)的控制微機(jī)控制點火系統(tǒng)主要由凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器、空氣流量計、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、進(jìn)氣溫度傳感車速傳感器、爆震傳感器、各種控制開關(guān)、電控單元、點火控制器、點火線圈以及火花塞等組成2、點火提前角的確定1)點火提前角的影響因素。情景一電控燃油噴射系統(tǒng)組成和基本原理2)點火提前角的確定點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角(1)初始點火提前角初始點火提前角又稱為固定點火提前角,其值大小取決于發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式,并由曲軸位置傳感器的初始位置決定,一般為上止點前6°~12°。(2)基本點火提前角基本點火提前角是發(fā)動機(jī)最主要的點火提前角,是設(shè)

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