德国BOSCH公司研制出电控燃油喷射系

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汽车发动机 电控技术
    2011年2月
    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    第二章
    第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
    汽油机电控燃油喷射系统
    电控燃油喷射系统的概述 电控燃油喷射系统的功能 电控燃油喷射系统的组成与基本原理 空气供给系统主要元件的构造与检修 燃油供给系统主要元件的构造与维修 控制系统主要元件的构造与检修
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    第一节 电控燃油喷射系统的概述
    一、汽油喷射系统的发展
    二、电控燃油喷射系统的优点 三、电控喷射系统的类型
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    一、汽油喷射系统的发展
    ?20世纪30年代用于军用飞机上,1952年德国 奔驰公司在奔驰300SL上装了机械式汽油喷射 系统; ?20世纪60年代(1967年)德国博世公司成功研 制出K-Jetronic机械式汽油喷射系统,并在K 型的基础上发展成机电结合式汽油喷射系统 (KE型); ?20世纪60年代(1967年底),随着电子技术的 发展,德国BOSCH公司研制出电控燃油喷射系 统(D型)。
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    Bosch公司燃油喷射系统的发展过程
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    二、电控燃油喷射系统的优点
    1.在进气系统中,由于没有像化油器那样的喉管部位, 因而进气阻力小,充气效率高,可提高发动机功率; 2.燃油在一定的压力下喷射,因此雾化比较好; 3.能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度; 4.具有减速断油功能,既能降低排放,也能节省燃油;
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    5.用排放物控制系统后,降低了HC、CO和NOX三种有害 气体的排放; 6.在汽车加减速行驶的过渡运转阶段,燃油控制系统 能迅速的作出反应; 7.在不同地区行驶时,发动机控制ECU能及时准确地作 出补偿; 8.发动机起动容易,暖机性能提高。
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    三、电控喷射系统的类型
    1.按喷射方式分类: 同时喷射 分组喷射 顺序喷射
    2 .按空气量的测量方式分类 : 直接测量(L)型电喷系统 间接测量(D)型电喷系统
    3 .按喷射位置分类 多点喷射系统
    4 .按有无反馈信号分类 开环控制系统
    集中喷射系统
    闭环控制系统
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    同时喷射:
    ——将各气缸的喷油器并联,所有喷油器由电脑 的同一个指令控制,同时喷油,同时断油。
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    分组喷射
    ——将各气缸的喷油器分成几组,同一组喷油器同 时喷油或断油。
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    顺序喷射
    ——喷油器由电脑分别控制,按发动机各气缸的工 作顺序喷油。
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    间接测量(D)型电控燃油喷射系统
    ——根据进气压力、温度和发动机转速确定基本 喷油量(没有L型精确)。
    插图
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    直接测量L型电控燃油喷射系统
    ——利用空气流量计直接测量发动机的进气量,电 脑不必进行推算,ECU根据空气流量计信号计算与该空气 量相应的喷油量。
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    多点喷射系统
    每缸进气门外装有一个喷射装置,由ECU控制喷射。其燃油分配 均匀性好,但控制系统复杂,成本高。主要用于中、高级轿车 。 气门 喷油器 输油管
    进气支管
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    集中喷射系统
    在节气门上方装一个中央喷射装置,由1~2个喷油器集中喷 油。结构简单,故障少、维修调整方便。广泛的应用于普通轿车和 轻型汽车。 调压器 喷油器 节气门体 位臵传感器 节气 门
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    开环控制系统
    ECU根据传感器的信号对执行器进行控制,但不 去检测控制结果;
    传感器
    电子控制单元
    执行器
    发动机
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    闭环控制系统
    也叫反馈控制,在开环的基础上,它对控制结果进行检 测,并反馈给ECU。
    传感器
    电子控制单元
    执行器 闭环控制
    发动机
    氧传感器
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    第二节 电控燃油喷射系统的功能
    一、喷射正时控制
    二、喷油量的控制
    三、燃油停供控制 四、燃油泵控制
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    一、喷射正时控制
    在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中, 电脑必须控制喷油器喷油的开始时刻,这就是喷 油正时控制。其控制目标一般是在进气行程开始 前,喷油结束。 1.同步喷油正时控制 2.异步喷油正时控制
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    1.同步喷油正时控制分为:
    (1)顺序喷射正时控制 (2)分组喷射正时控制
    (3)同时喷射正时控制
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    (1)顺序喷射正时控制
    ? 工作原理:ECU根据凸轮轴位置传感器(G信号)、曲轴位置 传感器(Ne信号)和发动机的作功顺序,确定各气缸工作位置。 当各缸活塞运行至排气行程上止点前某一位置时,ECU输出喷油 控制信号,接通喷油器电磁线圈电路,该缸开始喷油。 ? 特点:喷油器驱动回路数与气缸数目相等。
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    (2)分组喷射正时控制
    ? 特点:把所有喷油器分成2~4组,由ECU分组控制喷油器。 ? 工作原理:以各组中先进入作功的缸为计算基准,在该气缸 排气行程上止点前某一位置,ECU输出指令信号,接通该组喷 油器电磁线圈电路,该组喷油器开始喷油。
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    (3)同时喷射正时控制
    ? 特点:所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。 ? 工作原理:喷油正时控制是以发动机正时缸1缸或4缸进入作功行程 为计算基准,在1缸或4缸排气行程上止点前某一位置,ECU输出指令 信号,接通所有喷油器电磁线圈电路,所有喷油器同时喷油。
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    2.异步喷油正时控制
    (1)起动时异步喷油正时控制 (2)加速时异步喷油正时控制
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    (1)起动时异步喷油正时控制
    在同步喷油基础上,为改善发动机的起动性能,在启动时使混 合气加浓,增加一次异步喷油。 在起动开关(STA)处于接通状态时,ECU接收到第一个凸轮轴 位置传感器信号(G信号)后,紧接着在接收到第一个曲轴位置传感 器信号(Ne信号)时,开始进行起动时的异步喷油,以一个固定喷射 持续时间,向各缸增加一次异步喷油。
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    (2)加速时异步喷油正时控制
    由怠速过渡到起步时,由于燃油惯性等原因,会 出现混合气稀的现象,为改善起步加速性能,ECU根 据节气门位置传感器中怠速IDL信号从接通到断开时, 增加一次固定喷油持续时间的喷油 (有些发动机)ECU接受到IDL信号从接通到断开后, 检测到第一个曲轴位置传感器信号(Ne信号)时,增加 一次固定喷油持续时间的喷油 (有些发动机)当节气门突然开启或进气量突然增 加时(急加速),为了提高加速响应特性,仅在加速期 间,增加异步喷油
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    二、喷油量的控制
    目的:使发动机在各种运行工况下,都能获 得最佳的喷油量,以提高发动机的经济性和降 低排放污染。 1.起动时的同步喷油量控制 2.起动后的同步喷油量控制 3.异步喷油量控制
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    二、喷油量控制 基本喷油时间控制 起动时 喷油控制 进气温度和电压修正 同步 基本喷油时间控制 喷射 起动后加浓修正 喷油量 起动后 暖机加浓修正 (时间) 喷油控制 进气温度修正 控制 修 过渡工况修正 起动喷 正 大负荷工况修正 异步 油控制 怠速稳定性修正D 喷射 加速喷 空燃比反馈修正 (固定喷油量) 油控制
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    1.起动时的同步喷油量控制
    ? ? ? ? ? 转速低于规定值 点火开关STA挡 THW信号 ECU内存的冷却液温度——喷油时间曲线 在发动机转速低于规定值且点火开关位于 STA(起动)档时,喷油时间的确定见左图,ECU
    根据冷却液传感器信号(THW信号)查询冷却液
    温度——喷油时间曲线确定基本喷油时间,根 据进气温度传感器(THA信号)对喷油时间进行修 正(延长或缩短)。然后再根据蓄电池电压适当延 长喷油时间,以实现喷油量的进一步的修正, 即电压修正。
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    2.起动后的同步喷油量控制
    ? 发动机起动后转速超过预定值,ECU确定喷油持续时间:
    ? 喷油持续时间 = 基本喷油持续时间×喷油修正系数 + 电压修正
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    (1)起动后的基本喷油时间
    1)D型EFI ?Ne信号 ?PIM信号 ?ECU内存的基本喷油时间三 维图(三元MAP图) D型根据发动机转速信号和进 气管绝对压力信号确定基本 喷油时间; 同时,还必须根据各种传感 器输送来的各种运行工况信 息,对基本喷油时间进行修 正。
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    2) L型EFI中
    转速信号 Ne
    ECU
    基本喷油时间:
    实现既定空燃比 (理论空燃比14.7:1 ) 的喷射时间
    空气流量 计信号Vs
    L型根据发动机转速信号和空气流量计信号确定基本喷油时间。 同时,还必须根据各种传感器输送来的各种运行工况信息,对 基本喷油量时间进行修正。
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    各工况喷油量修正
    ?起动后加浓修正 ?暖机加浓修正 ?进气温度修正 ?大负荷工况喷油量修正 ?过渡工况喷油量修正 ?怠速稳定性修正(仅D型)
    ?空燃比反馈修正
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    (2)起动后各工况下喷油量修正
    1)起动后加浓修正
    点火开关由 STA转到ON
    转速已达到或 超过预定值
    冷却液温度 THW信号
    ECU
    ?根 据 冷 却 液 温 度确定喷油时间 的初始修正值, 然后以一固定速 度下降,逐步达 到正常。 ?使 发 动 机 保 持 稳定运转
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    冷起动后加浓修正 实施工况:冷机低温起动后的数十秒内。 这是因为发动机在低温冷起动后的一段时间 内,即使按照理想A/F实行燃油配给,但由于汽油 雾化不良和附壁现象的存在,仍会造成实际燃烧 的混合气A/F较大,混合气变稀。必须在按照理想 空燃比配给的燃油数量的基础上增加喷油量,且 发动机温度越低,所需的喷油增量越大,修正时 间也越长。显然,冷起动后加浓修正的目的是补 偿由此造成的燃油供给不足。
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    冷机起动后加浓修正ECU按以下程序处理: ①根据发动机工作温度确定起动后加浓修正 系数的初始值 ②发动机完成爆发后,每隔一定时间,对起 动后燃油加浓修正系数进行衰减
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    2)暖机加浓修正
    ? 发动机温度较 低时,燃油蒸发 性差,为使发动 机迅速进入最佳 工作状态,必须 供给较浓混合气
    IDL触点接通或断开时, 温度不同,转速不同,喷 油时间有少量变化
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    达到正常工 作温度之前
    ? 确定暖机加浓修正 值,当水温上升为正 常值后,暖机修正趋 于零
    冷却液温度 THW信号
    怠速信号 (IDL信号)
    ECU
    ? 暖 机 加 浓 还 受 IDL 信号控制,怠速触点 接通或断开时,温度 不同,转速不同,喷 油时间有少量变化
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    暖机燃油加浓修正
    冷车起动后即进入暖机阶段。暖机时的加浓修正的目 的是补偿冷态时汽油汽化不足而导致的实际供油量的不足, 发动机起动运转之后,机件温度和冷却水温度会不断上升, 修正系数随发动机工作温度的上升而逐渐衰减。 起动后燃油加浓修正与暖机加浓修正同时开始。不同 之处在于:起动后燃油加浓修正在发动机完成爆发后数十秒 内即告结束,而暖机加浓修正过程将一直持续到冷却水温 度达到规定值为止。
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    3)进气温度修正 ? 发动机进气
    温度影响进气 密度,ECU根 据进气温度传 感器提供的进 气温度信号, 对喷油时间进 行修正
    最大修正量约为10%
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    4)大负荷工况喷油量修正
    ?发动机稳定运行于部分负荷时,空燃比控制的原则:在保 持排放性能前提下,尽量提供经济棍合气,以提高发动机 经济性。 ?当汽车在大负荷、高速行驶时,应追 求发动机的动力性。根据图示空燃比 变化规律,ECU应根据负荷与转速信号, 修正喷油时间将A/F值控制中心设定在 与转矩峰值相对应的12.5处,并实施 开环控制,提高发动机动力性。大负 荷的喷油加浓量约为正常喷油量的 10%~30%。
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    进气管压力传 感器PIM信号 空气流量计Vs 信号 全负荷PSW信 号
    ECU
    ?判断发动机负 荷状况
    ?大负荷时适当 增加喷油时间
    节气门开度 VTA信号
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    5)过渡工况喷油量修正
    ?汽车处于加速、减速等非稳定(过渡)工况时如果仅采用基 本喷油量进行燃料配给,则燃料“附壁”效应导致混合气实 际A/F值会相对于计算值产生偏移。其趋向是:加速时A/F值 增大(混合气变稀);减速时A/F值变小(混合气变浓)。如果 不进行相应的燃油量修正,发动机和车辆本身会产生“喘振” 现象,排气有害成分也会因此而增加。因此,EFI系统必须 根据发动机调整特性对基本喷射脉宽进行修正,即非稳定 (过渡)工况燃油修正。
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    (1)加速燃油修正:燃料附壁的数量受到进气系统压 力及附壁表面温度的影响。进气系统压力越高或附着部位 表面的温度越低,附壁燃油气化速度越慢,附壁燃料量越 多。 加速时节气门开大,进气系统压力增加,附壁燃油量 增加,造成实际供油量相对不足,致使实际A/F值大于目 标值,导致进入气缸内的实际混合气的浓度变稀。 (2)减速燃油修正。减速时节气门开度减小,进气系 统压力降低,附壁汽油加速气化,因此与加速工况恰恰相 反,这时混合气的浓度显然变浓。
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    PIM或Vs信号
    Ne信号 SPD信号 车速信号) VTA信号(节 气门开度) (
    ECU
    ? 判断发动机 过渡状况
    ? 对喷油时间 进行修正
    NSW信号(空 档起动开关)
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    6)怠速稳定性修正(仅D系统)
    ?进气管绝对压力在过渡工况时,相对于发 动机转速的变化将产生滞后。 ?节气门之后进气管容积越大,怠速时发动 机转速越低,这种滞后时间越长,怠速越不 稳定。 ?进气管压力变动,发动机转矩也变动。由 于压力较转速滞后,转矩也较转速滞后,怠 速转速上升时转矩也上升,怠速转速下降时 转矩也下降,造成怠速运转不稳定
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    PIM信号
    ECU
    Ne信号
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    7)空燃比反馈控制修正 (1)空然比反馈控制: 氧传感器输出信号在A/F=14.7时发生临界跃 变。ECU利用氧传感器的信号特征,将信号电压与 基准电压(0.45V)进行比较,即可判定适时混合气 A/F值并以此进行反馈控制。如果信号电压大于基 准电压,表示A/F值过小(混合气为浓混合气),缩 短喷油时间,反之则增大喷油脉宽。空燃比反馈 控制的实质就是通过氧传感器信号使A/F值回归理 论值的控制。
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    如图所示,假设混合气A/F值偏向小的一边,则氧传感器 输出高电位信号,EGU可据此使反馈修正系数减小(先骤降,再 缓降),减少喷油脉宽。喷油量的减少使得A/F值增大,混合气 随之又很快变稀;当A/F值低于预定值时,氧传感器输出低电位 信号。ECU据此又使反馈修正系数增大(先骤升,再缓升),增 大喷射脉宽,混合气随之很快变浓,如此周而复始,A/F值不 断被施以负反馈控制,最终收敛于14.7左右。
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    图例显示出空燃比、氧传感器信号电压和空燃比反馈修正 系数三者之间宏观上的相应关系。从整体上看,在特定周期中, 如果实际空燃比较小,由于混合气处于“浓”状态所占的时间 比处于“稀”状态所占的时间相对较长,因此氧传感器输出信 号处于高电位的时间也相对较长,从而使修正系数向着减小的 方向移动。最终导致空燃比在理论值附近获得平衡。反之则相 反。 闭环控制系统的反馈控制过程需要经过一定时间,才能使 空燃比在理论值附近获得平衡。该时间段包括混合气从进入气 缸直至废气到达氧传感器,以及氧传感器的响应时间等。因此, 实际所控制的混合气A/F值总是收敛于14.7附近的一个狭窄范 围内。
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    (2)反馈控制的实施条件: 闭环控制在发动机的某些工况下不适宜采用。如:发动 机起动时以及暖机过程未完成的状况下,发动机温度低,附 壁现象严重,汽油汽化较差,这时都需要较浓的混合气。此 时如果仍按反馈控制原则使供给的混合气A/F值收敛于理论 值附近,发动机会起动困难;又如发动机在大负荷或高转速 运转时,需要较浓的功率混合气,此时如果A/F值仍收敛于 理论值附近的话,则将造成发动机运转不良,动力不足。所 以,在某些情况下应停止反馈控制,即进入开环控制状态。
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    通常在下述情况,反馈控制将自动解除: ①发动机起动与暖机时。 ②起动后燃油增量修正(加浓)时。 ③节气门全开(大负荷、高转速)时。 ④发动机处于非稳定工况(加、减速)时。 ⑤燃油中断停供油时。 ⑥氧传感器检测的A/F信号过小且持续时间大于规定值 (如10s以上)时。 ⑦氧传感器检侧的A/F信号过大且持续时间大于规定值 (如4s以上)时。 此外,由于氧传感器在400℃温度以下不会产生相应的电 压信号,因此反馈控制也不会发生作用。当开环控制时,令其 修正值等于1,而闭环控制时,其值在0.8~1.2范围内变化。
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    空燃比学习控制修正
    空燃比学习控制通常又称之为“学习控制”,如图所示。 其目的是为进一步提高空燃比控制精度。特定发动机各种工 况下的基本喷射时间都是标准数据,可根据计算机ROM中存储 的数据进行控制。但实际运行中由于发动机性能的变化,如 空气系统、供油系统的性能变化,可能会造成实际A/F值相对 于理论值的偏离不断增大。虽然反馈修正可以修正类似A/F值 的偏差,但修正范围有限(一般为0.8~1.2)。如在反馈修正 过程中,反馈修正的中心线偏向稀或浓的一边(图中的A—B— C所示),且修正值超出修正范围时(图中的C线),就会造成控 制困难。为使修正值回到可控范围内,并使反馈修正的中心 线回到A/F理论值的位臵上(图中的A线),带有学习控制功能 的EFI系统ECU可根据反馈修正值的偏离情况,设定一个学习 修正值(学习修正系数),以实现燃油喷射时间的总修正
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    空燃比学习控制修正
    学习控制过程大致可分为几个阶段: (1)求出实际A/F值与预定值的偏离量。 (2)求出并记忆A/F值偏离的学习修正值并可靠 保存,在点火开关断开时也不应消除。 (3)把符合当前条件的学习修正值反映到喷射时 间(喷射脉宽)上,综合各修正系数加以总修正。
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    例如:由于某种原因(如喷油器喷孔磨损变大),造成喷油 器喷油量相应变化(增加),引起实际A/F值较理论值偏小。假 若无反馈控制时的发动机实际A/F值较理论值超出0.2(例如 0.25,A/F=0.75),加反馈控制后其反馈修正值的中心线将偏 离理论中心值,假设能维持在0.95(少0.05),可以肯定,实 际上反馈修正值的中心将偏离理论A/F值0.05,其实这时氧传 感器检测的A/F信号过小且持续时间大于规定值(如10s以上) 时,反馈控制将自动解除,空燃比A/F开环控制在0.75。若使 反馈修正值的中心回到理论A/F值1.0的位臵上,即可确定学 习控制修正值0.2。 ECU求出学习修正值后,将该值存储到存储器中,以便在 后续过程中将符合当前条件的学习修正值及时反映到基本喷 射脉宽上,即进行学习修正,以提高过渡工况运转的空燃比 控制精度。
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    学习修正值存储 检测A/F值的偏离量并求出正确的学习修正值 需要一定时间。每当断开点火开关、切断ECU电源 时,所求得的学习控制修正值会立即被清除。以后 再遇到相应特性变化引起的空燃比偏离时,学习修 正值不会立即反映到喷射时间脉宽上,从而降低空 燃比的控制精度。为做到及时修正,实现空燃比高 精度控制,EFI中存储学习控制修正值的存储器 (如RAM)不应受点火开关控制,而由一根备用常火 线与蓄电池直接连接。
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    有无空燃比学习控制比较情况 图a)是无学习控制系统的反馈修正情况。通常 反馈控制的积分速度是百微秒级,当A/F值出现偏 移时,在工况变化条件下,用几十毫秒的指令不能 实现A/F值的控制目标。 图b)是有学习控制的反馈修正情况。由于学习 修正量能随运转条件变化立即被反映出来,所以当 A/F值发生偏移时,能及时将其收敛控制于理论值 范围内,如图所示。
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    3.异步喷油量控制
    ①在部分电控燃油喷射系统中,为改善发动机的起动性能,
    在发动机起动时,除同步喷油外,再增加一次异步喷油。 ②发动机由怠速工况向汽车起步工况过度时,由于燃油惯 性等原因,会出现混合气稀的现象。为了改善起步加速性能, ECU根据节气门位臵传感器(TPS)中怠速触点输送的怠速信号 (IDL信号)从接通到断开后,检测到第一个Ne信号时,增加 一次固定量的喷油。 ③有些发动机电控燃油喷射系统,为使发动机加速更灵敏, 当节气门迅速开启或进气量突然增加(急加速)时,在同步喷 射的基础上再增加异步喷射。
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    发动机起动和急加速时的异步喷油量是固定的,各气缸 喷油器以一个固定的喷油持续时间,向各缸增加一次喷油。 前面介绍的燃油量修正是在同步喷射状况下实施的。但 在急加速工况下,突然增大的负荷使得燃油供给产生滞后现 象,必须实施临时性燃油增量喷射,以确保发动机在急加速 工况能够反应灵敏,过渡迅速。此时采取的即是所谓异步喷 射模式。
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    急加速时异步喷射
    图示表明急加速时节气门开度和吸入空气质量与活塞行 程的对应关系,从中可以看出异步喷射的必要性。图中Ga1 为加速初始时测定的空气质量(m3),TA为按照目标A/F要求, 依据Ga1确定的同步喷射脉宽。 由图可见,急加速时第一缸在进气行程中实际吸入的空 气质量为Ga2,所对应的空气质量增量为△Ga1。对应燃油喷 射持续时间TA所喷射的汽油量明显不足,进而引起A/F值增 大,使汽车加速过程缓慢;同理,第三缸在进气行程中,实 际吸入的空气质量为Ga3,所对应的空气质量增量为△Ga2, 因此也会产生同样的结果。所以,为补充与空气增量△Ga1 及△Ga2相对应的汽油喷射量,必须进行异步喷射。异步喷 射时间在图中用TB表示。
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    急加速时的异步喷射量是根据发动机节气门开 度变化率来确定的。假设节气门初始开度用THA表示, 以10~20ms内的THA变化量△THA为依据,确定异步 喷射量。如图所示,节气门开度变化量△THA越大, 吸入的空气质量增量越大,所需的异步喷射油量也 就越大。
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    三、燃油停供控制 ?减速断油控制——当汽车急减速时,ECU将 会切断燃油喷射控制电路,停止喷油,以降低 碳氢化合物及一氧化碳的排放量。 ?限速断油控制——加速时,发动机超过安全 转速或汽车车速超过设定的最高车速时,ECU 将切断燃油喷射控制电路,停止喷油,防止超 速。
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    三、燃油停供控制
    (1)急减速断油控制
    ?发动机高速运行下,节气 门突然关闭称急减速工况 ?ECU将会切断燃油喷射控 制电路,停止喷油,避免混 合气过浓、燃油经济性和排 放变差 ?当发动机转速降至预设转 速或节气门重新打开时又恢 复正常喷油。
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    (2)限速断油控制
    ?发动机加速时 ,发动机 转速超过安全转速或汽车 车速超过设定的最高车速 时,ECU将切断燃油喷射 控制电路,停止喷油,防 止超速 ?当发动机转速降至预设 转速时又恢复正常喷油。
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    蓄电池电压修正 进气温度修正 暖机修正 随转速略有变化
    喷油修正系数总图
    加速增量(暖机时)
    大负荷工况修正
    起动后加浓修正
    暖机加浓修正
    喷 油 量
    由冷却液 温度确定 基本喷油 量
    空燃比 反馈修正
    蓄电池电压修正 大气压力修正 进气温度修正
    减速 断油
    基本喷油量
    发 动 机 状 态
    起动 (500rpm以下)
    节气门全闭
    节气门打开 (4188rpm以上)
    节气门全开 (减速时)
    起动
    怠速
    行驶(暖机)
    加速
    正常行驶
    全负荷
    发动机制动
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    学习目标
    1. 喷油正时控制方式分类及特点
    同步喷油正时控制
    异步喷油正时控制
    2. 喷油量控制方式分类及特点
    起动时同步喷油量控制
    起动后同步喷油量控制
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    四、燃油泵控制
    当点火开关打开,电控燃油喷射系统中的燃油泵一般预 先或延迟工作2~3S,以保证燃油系统必须的油压。在发动机
    起动过程和运转过程中,燃油泵应保持正常工作。关闭点火
    开关后,应适时切断燃油泵控制电路,使燃油泵停止工作。
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    第三节 电控燃油喷射系统的组成与基本原理
    一、空气供给系统
    二、燃油供给系
    三、控制系统
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    一、空气供给系统
    功用:为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工 作时的供气量。
    工作原理如图
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    二、燃油供给系
    功用:供给喷油器一定压力的燃油,喷油器则根据电 脑指令喷油。
    压力调节器
    油箱
    电动燃油泵
    燃油滤清器
    供油总管
    喷油器
    工作原理如图
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    三、控制系统
    ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基 本喷油时间,再根据其他传感器对喷油时间进行修正, 并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令,使喷油 器喷油或断油。
    空气流量计或进气 管绝对压力传感器
    ECU
    基本喷油量
    发动机转速传感器
    喷油器
    其他传感器
    修正喷油量
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    第四节 空气供给系统主要元件的构造与检修
    一、空气供给系统元件位置
    二、空气供给系统基本元件的构造 三、空气供给系的检修
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    一、空气供给系统元件位置
    功用:为发动机提供清洁的空气并控制发动机 正常工作时的进气量。 组成元件包括:空气滤清器、节气门体和进气 管等。 分类: 1.D型EFI空气供给系 2.L型EFI空气供给系
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    1.D型EFI空气供给系
    D型喷射系统由于没 有空气流量计,其进气系 统结构简单。
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    2.L型EFI空气供给系 L型喷射系 统对空气量的 测量更精确, 应用广泛。
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    二.空气供给系统基本元件的构造
    1.空气滤清器 2.节气门体 3.进气管
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    1.空气滤清器 用于滤除空气中的灰尘,一般都为纸质滤芯,其结 构与普通发动机上相同。
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    2.节气门体 ?功能:节气门体安装在进气管中,控制发动机正常工 况下的进气量。 ?组成:主要由节气门和怠速空气通道等组成。节气门 位置传感器装在节气门轴上,检测节气门的开度。有的 车上还设有副节气门和副节气门位置传感器
    D型多点喷射系统节气门体 L型多点喷射系统节气门体
    单点喷射系统节气门体
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    D型多点喷射系统节气门体 如右图所示为韩国 大宇王子/超级沙龙轿 车 D型 多 点喷射 系 统的 节气门体。
    1、节气门衬垫 2节气门限位螺钉 3、螺钉孔护 套 4、节气门体 5、加热水管 6、节气门位置 传感器 7、螺钉 8、怠速控制阀 9、O形密封圈 10、螺钉
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    L型多点喷射系统节气门体
    如右图所示为美国通 用 鲁 米 娜 (LUMNA)3.8L 旅行车带空气流量计的节 气门体。
    1、空气流量计 2、怠速控制阀 3、节气门位置传感器
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    单点喷射系统节气门体
    如图所示为韩 国大宇希望(ESPERO) 和赛手(RACER)轿车 单点燃油喷射系统的 节气门体。管接头7和 8用于燃油蒸发排放控 制系统。
    1、进油管接头 2、喷油器 3、燃油压力调节器 4、回油接头 5、怠速控制阀 6、节气门位置传感器 7、真空管接头 8、活性炭管接头
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    3.进气管 在多点电控燃油喷射式发动机上,为了消除进气波动 和保证各缸进气均匀,对进气总管和进气歧管的形状、容 积都有严格的要求,每个气缸必须一个单独的进气歧管。 有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体,有些则是分 开制造再用螺栓连接。
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    三、空气供给系的检修
    维修时应注意进行以下检查: (1)检查空气滤清器滤芯是否赃污,必要时用压缩空气吹净 或更换; (2)进气系统漏气对电控燃油喷射发动机的影响比对化油器 式发动机的影响大。检查各连接部位应连接可靠,密封垫 应完好; (3)检查节气门内腔的积垢和积胶情况,必要时用清洗剂进 行清洗。 注意:绝对不能用砂纸和刀片清理积垢和积胶。
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    第五节 燃油供给系统主要元件的构造
    一、燃油供给系的组成 二、电动燃油泵 三、燃油滤清器 四、脉冲阻尼器 五、燃油压力调节器 六、燃油供给系的检修
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    一、燃油供给系统元件位置
    由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、 脉动阻尼器及油管组成。如下图:
    压力调节器 汽油滤清器
    油箱
    燃油分配管
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    二、电动燃油泵
    1. 2. 3. 电动燃油泵的类型 电动燃油泵的构造
    (1)涡轮式电动燃油泵 (2)滚拄式电动燃油泵
    电动燃油泵的控制
    (1)ECU控制的燃油泵控制电路 (2)燃油泵开关控制的燃油泵控制
    (3)燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路
    4. 5.
    燃油泵的就车检查 燃油泵的拆装与检测
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    1.电动燃油泵的类型 ? 按安装位置不同分为: ? 内置式——安装在油箱中,具有噪声小、不易 产生气阻、不易泄漏、管路安装简单。 ? 外置式——串接在油箱外部的输油管路中,易 布置、安装自由大,但噪声大,易产生气阻。 ? 按电动燃油泵的结构不同分为:涡轮式、滚柱 式、转子式和侧槽式等。
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    2.
    电动燃油泵的构造
    (1)涡轮式电动燃油泵(内置式) 结构:主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀组成。 原理:当叶轮旋转时,事先充入泵内的液体,就被迫随叶轮一起旋 转,并因而产生一定的离心力,向叶轮的外周抛出,进入泵壳的环形流 道。液体进入环形流道后,因受流道的限制,又被迫回流,并自叶片根 部重新进入另一叶道中,因此液体在叶片与环形流道之间的运动迹线, 对固定的泵壳来说,是一种前进的螺旋线,而对于转动的叶轮来说,则 是一种后退的螺旋线,正是由于流体在泵壳内作上述涡流运动,因此就 能使液体连续多次的进入叶片之间,多次的从叶轮获得能量,燃油压力 升高,当达到一定值时,顶开出油阀,燃油从出油口输出。 涡轮泵能产生较大的压力,但由于涡流损失严重,效率较低。出油 阀在油泵不工作时阻止燃油流回油箱,保持油路中有一定的压力,便于 下次起动。 优点:泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使 用寿命长等优点,因此广泛的应用在轿车上。如捷达、本田雅阁
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    止回阀 泄压阀 电刷 电机 磁极 机壳 叶轮
    滤网
    泵盖
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    (2)滚柱式电动燃油泵 ? 结构:主要由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、出油阀、卸压阀等组成。 ? 原理: 如图,当转子旋转时,位于转子槽内的滚柱在离心力的作用下,紧 压在泵体内表面上,对周围起密封作用,在相邻两个滚柱之间形成工作 腔。在燃油泵运转过程中,工作腔转过出油口后,其容积不断增大,形 成一定的真空度,当转到与进油口连通时,将燃油吸入;而吸满燃油的 工作腔转过进油口后,容积不断减小,使燃油压力提高,受压燃油流过 电动机,从出油口输出。
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    3. 电动燃油泵的控制 (1)ECU控制的燃油泵控制电路
    ? 主要应用在装用D型EFI和装用热式和卡门旋涡式空气流量计的L型EFI 系统中。 ? 控制原理:如图,ECU根据端子FPC和DI的信号,控制+B端子与FP端 子的连通回路,以改变输送给燃油泵电压,从而实现对燃油泵转速的控 制。 当发动机在起动阶段或高转速、大负荷下工作时,发动机ECU向油 泵ECU的FPC端子输入一个电压信号,此时油泵ECU的FP端向油泵电动机 供应较高的电压(相当于电源蓄电池电压),使油泵高速运转。发动机起 动后,在怠速或小负荷下工作时,发动机ECU向油泵ECU的DI端子输入一 个电压信号,此时ECU的FP端,向油泵电动机供应低于蓄电池的电压(约 9V)使油泵低速运转。
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    (2)燃油泵开关控制的燃油泵控制
    ? 主要用于装用叶片式空气流量计的L型EFI系统中。 ? 控制原理:如图,当点火开关ST端子接通时,起动机继电器线圈 通电使触电闭合,此时开路继电器中L1线圈通电使其触电闭合,从 而通过主继电器、开路继电器向燃油泵供电,油泵工作;发动机正 常运转时,点火开关IG端子与电源接通,同时空气流量计测量板转 动使油泵开关闭合,开路继电器L2通电,使开路继电器触电保持闭 合,油泵继续工作。发动机停转时,L1和L2线圈不通电,燃油泵停 止工作。
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    (3)燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路
    如图所示,此控制电路根据发动机转速和负荷的变化,通过燃油 泵继电器改变油泵的供电线路,从而控制油泵的工作转速。
    与油泵开关控制的燃油泵控制电路类似,点火开关接通后即通过主 继电器将开路继电器的+B端子与电源接通,启动时开路继电器中的L1线 圈通电,发动机正常运转时,ECU中的晶体管VT1导通,开路继电器中的 L2线圈通电,均使开路继电器触点闭合,油泵继电器FP端子与电源接通, 燃油泵工作。发动机熄火后,ECU中的晶体管VT1截止,开路继电器内的 L1和L2线圈均不通电,其开关断开燃油泵电路,燃油泵停止工作。 发动机ECU控制油泵继电器。发动机低速、中小负荷工作时,ECU中的晶 体管VT2导通,油泵继电器线圈通电,使触点A闭合,由于将电阻串联到 燃油泵电路中,所以燃油泵两端电压低于蓄电池电压,燃油泵低速运转。 发动机高速、大负荷工作时,ECU中的晶体管截止,油泵继电器触点B闭 合,直接给燃油泵输送蓄电池电压,燃油泵高速运转。
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    4.燃油泵的就车检查
    (1)用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电源上; (2)将点火开关转至“ON”位置,但不要起动发动机; (3)旋开油箱盖能听到燃油泵工作的声音,或用手捏进油软管应 感觉有压力; (4)若听不到燃油泵的工作声音或进油管无压力,应检修或更换 燃油泵; (5)若有燃油泵不工作故障,且上述检查正常,应检查燃油泵电 路导线、继电器、易熔线各熔丝有无断路。
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    5.燃油泵的拆装与检测
    拆装燃油泵时注意:应释放燃油系统压力,并关闭用 电设备。拆下燃油泵后,测量燃油泵两端子之间电阻,应 为2~3Ω。用蓄电池直接给燃油泵通电,应能听到油泵电 机高速旋转的声音。 注意:通电时间不能太长
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    三、燃油滤清器
    ?功用:滤清燃油中的杂质和水分, 防止燃油系统堵塞,减少机件磨损, 保证发动机正常工作。 ?一 般 采 用 纸 质 滤 芯 , 每 行 驶 20000~40000㎞或1到2年应更换, 安装时应注意指示燃油流动方向的 箭头,不能装反。
    1—入口2—出口3—滤芯
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    四、脉动阻尼器
    ?功用:在喷油器喷油时,油路 中的油压可能会产生微小的波动, 脉动阻尼器减小这种波动使系统 压力保持稳定。 ?组成:由膜片、回位弹簧和外 壳等组成。 ?原理:发动机工作时,燃油经 过脉动阻尼器进入输油管,当燃 油压力产生脉动时,膜片弹簧被 压缩或伸张,膜片上方的容积稍 有增大或减小,从而起到稳定燃 油系统压力的作用。如右图。
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    五、燃油压力调节器
    ? 作用:稳定燃油管的压力,使它与进气歧管之间的压 力差保持恒定的250 ~300kPa. ? 组成:主要由阀片、膜片、膜片弹簧和外壳组成。 ? 原理:发动机工作时,燃油压力调节器膜片上方承受 的压力为弹簧压力和进气管内气体的压力之和,膜片下 方承受的压力为燃油压力,当压力相等时,膜片处于平 衡位置不动。当进气管内气体压力下降时,膜片向上移 动,回油阀开度增大,回油量增多,使输油管内燃油压 力也下降;反之,进气管内气体压力升高时,燃油的压 力也升高。
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    六、燃油供给系的检修
    1.燃油系统的压力释放 2.燃油系统压力预置 3.燃油系统压力测试
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    1.燃油系统的压力释放 ? 目的:防止在拆卸时,系统内的压力油喷出,造成人 身伤害和火灾。 ? 方法:
    (1)起动发动机,维持怠速运转; (2)在发动机运转时,拔下油泵继电器或电动燃油泵电线接头, 使发动机熄火; (3)再使发动机起动2~3次,就可完全释放燃油系统压力; (4)关闭点火开关,装上油泵继电器或电动燃油泵电源接线。
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    2.燃油系统压力预置 ? 目的:为避免首次起动发动机时,因系统内无压 力而导致起动时间过长。 ? 方法一: 通过反复打开和关闭点火开关数次来完成. ? 方法二:
    ? (1)检查燃油系统元件和油管接头是否安装好。 ? (2)用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电源 上。 ? (3)将点火开关转至“ON”位置,使电动燃油泵工作约10s。 ? (4)关闭点火开关,拆下诊断座上的专用导线。
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    3.燃油系统压力测试
    (1)检查燃油,释放燃油系统压力。 (2)检查蓄电池,拆下负极电缆。 (3)将专用压力表接在脉动阻尼器位置(对于韩国大宇或通用)或进油 管接头处(对于丰田)。 (4)接上负极电缆,起动发动机使其维持怠速运转。 (5)拆下燃油压力调节器上真空软管,用手堵住进气口一侧,检查油 压表指示的压力,多点喷射系统应为0.25 ~0.35 MPa ,单点喷射系统 为0.07~0.10MPa。 (6)接上燃油压力调节器的真空软管,检查燃油压力表的指示应有所 下降(略低于0.05 MPa)。 (7)将发动机熄火,等待10min后观察压力表的压力,多点喷射系统 不低于0.20 MPa,单点喷射系统不低于0.05 MPa。 (8)检查完毕后,应释放系统压力拆下油压表,装复燃油系统。
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    第六节 控制系统主要元件的构造
    一、传感器
    二、电子控制单元(ECU)
    三、喷油器
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    一、传感器
    1.空气流量计 (MAF) 2.进气管绝对压力传感器(IMAPS) 3.节气门位置传感器(TPS ) 4.进气温度传感器(IATS) 5.冷却水温度传感器(ECTS) 6.凸轮轴/曲轴位置传感器(CPS) 7.车速传感器(VSS) 8.信号开关
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    1.空气流量计:(MAF)
    (1)叶片式空气流量计 (2)热式空气流量计 (3)卡门旋涡式空气流量计: 反光镜检测法 超声波检测法
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    (1)叶片式空气流量计(见视频)
    旁通气道 1)结构 封口 如 右 图 , 空 气 流 调节 量计主要由测量板(叶 螺钉 片)、补偿板(缓冲叶 测量板 片)、回位弹簧、电位 计、旁通气道组成 , 弹簧 补偿挡板 此外还包括怠速调整 螺钉、 油泵开关及进 缓冲室 气温度传感器等。 电位计
    温 度 传 感 器
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    2)叶片式空气流量计工作原理
    如图,来自空气滤清器的空气通过空气流量计时,空气推力使 测量叶片打开一个角度,当吸入空气推开测量叶片的力与弹簧变形 后的回位力相平衡时,叶片停止转动。与测量叶片同轴转动的电位 计检测出叶片转动的角度,将进气量转换成电压信号VS送给ECU。
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    (2)热式空气流量计
    20世纪80年代后生产的日本日产 公爵轿车和美国福特车系轿车多数采 用热式空气流量计,热式空气流量计 的主要元件是热线电阻,可分为热线 式和热膜式两种类型,其结构和工作 原理基本相同。 控制电路 热膜
    防护网 温度传感器
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    1)热线式空气流量计工作原理
    如右图所示热线电阻 RH 以铂丝 制成,RH和温度补偿电阻RK均置于 空气通道中的取气管内,与RA、RB 共同构成桥式电路。 RH 、RK阻值 均随温度变化。当空气流经 RH 时, 使热线温度发生变化,电阻减小或 增大,使电桥失去平衡,集成电路 就必须使流经热线电阻的电流发生 相应改变,以恢复电桥平衡,精密 电阻RA两端的电压也相应变化,并 且该电压信号作为热式空气流量计 输出的电压信号送往ECU。
    A:集成电路;RH:热线电阻 RK:温度补偿电阻 RA:精密电阻 RB:电桥电阻
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    壳体 壳体盖
    热膜式空气流量计
    计量通道 电气元件/评估电路 传感器元件 部分气流
    传感器元件 (局部放大图)
    空气流
    T1
    加热元件
    T2
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    ? 测量原理
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    传感器HFM-5有5只引脚: 1-附加温度传感器(部分车型悬空不用);2-+12V加热电源; 3-接地;4-+5V参考电压;5-信号输出
    1
    附加温度传感器(部分型号悬空不用) ?u 加热电源电压 Uv 信号接地 稳压电压 参考电压 5U
    UK
    2 3 4
    5
    信号输出 UA
    ? ?
    加 热 电 阻
    RH
    ????????? 阻值随温度变化
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    2)热线式空气流量计电路检测: 接通点火开关,不起动发动机,测E与D及E与C之间的电压为 蓄电池电压。B与C间的信号电压:发动机工作时为2~4V,发动机 不工作为1.0~1.5V, F与D间电压,关闭点火开关时,电压应回零 并在5s后有跳跃上升,1s后再回零,说明自洁信号良好。
    热线式空气流量计电路
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    (3)卡门旋涡式空气流量计
    在气流通道中放一个柱体,气体通过时在柱体后产生许多涡旋。 按检测分为:超声波检测法和反光镜检测法
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    反光镜检测法
    ? 检测部分结构:如图,镜片、发 光二级管和光电晶体管组成。 ? 原理:空气流经过发生器时,压 力发生变化,经压力导向孔作用在 反光镜上,使反光镜发生振动,从 而将反光二极管投射的的光发射给 光电管,对反射光进行检测。
    v f ? st ? d ? ?D Re ? v
    1、反光镜 2、发光二极管 3、钢板弹簧 4、光电管 5、导压孔 6、涡流发生器
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    超声波检测法
    ? 结构:由超声波信号发生器、超 声波发射探头、涡流稳定板、涡流 发生器、整流器、超声波接受探头 和转换电路组成。 ? 原理:卡门涡旋造成空气密度变 化,受其影响,信号发生器发出的 超声波到达接收器的时机或变早或 变晚,测出其相位差,利用放大器 使之形成矩形波,矩形的脉冲频率 为卡门涡旋的频率。如右图
    1、超声波信号发生器 2、超声波发射探头 3、涡流稳定板4、涡流发生器 5、整流器 6、旁通空气道 7、超声波接收探头 8、转换电路
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    2.进气管绝对压力传感器(IMAPS)
    在D型电控燃油喷射系统中,由进气管绝对压 力传感器测量进气管压力,并将信号输入ECU,作 为燃油喷射和点火控制的主控制信号。
    (1)压敏电阻式进气管绝对压力传感器传感器 (2)电容式进气管绝对压力传感器 (3)进气管绝对压力传感器电路及其检修
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    (1)压敏电阻式进气管绝对压力传感器 主要由绝对真空室、硅 片和IC放大电路组成。
    1—绝对真空室 2—硅片 3—IC放大电路
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    (2)电容式进气管绝对压力传感器
    电容式进气管绝对压力传感器利用电容效应检测进气管绝对压力。 位于传感器壳体内腔 发动机工作时,进气管内的空气压力作用于弹性膜片上,使弹性膜片 的弹性膜片用金属制成, 产生位移,弹性膜片与两个金属涂层之间的距离发生变化,一个距离 弹性膜片上、下两个凹玻 减小,而另一个距离增大,在弹性膜片与两个金属涂层之间形成的两 璃的表面也均有金属涂层, 个电容的电容量也就一个增加,另一个则减小。电容量的变化量与弹 这样在弹性膜片与两个金 性膜片的位移成正比,而弹性膜片的位移取决于上、下两个空腔的气 属涂层之间形成两个串联 体压力,弹性膜片上部的空腔为绝对真空,下部空腔通进气管,则可 的电容。 通过检测电容量的变化来检测进气管的绝对压力。电容量的变化量再 经过测量电路转换成电压信号输送给ECU,测量电路可以是电容电桥电 路或谐振电路等。 1—弹性膜片2—凹玻璃3—金属 在使用中,将点火开关转至“ON”位臵,检查传感器电源电压应约 涂层4—输出端子5—空腔6—滤 为5V,否则应检查ECU或其他连接线路是否有故障;拆开传感器与进气 网7—壳体 管连接的软管,用手动真空泵给传感器施加真空度,测量传感器输出 的信号电压,输出信号电压应随真空度增加而下降,否则应更换传感 器。
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    (3)进气管绝对压力传感器电路及其检修 如右图所示为日本丰 田皇冠3.0轿车进气管绝对 压力传感器电路。ECU通 过VCC端子给传感器提供 标准5V电压,传感器信号 经端子PIM输送给ECU, E2为塔铁端子。
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    3.节气门位置传感器(TPS )
    作用:检测节气门的开度及开度变化,此信号 输入ECU,控制燃油喷射及其他辅助控制。
    (1)电位计式节气门位置传感器 (2)触点式节气门位置传感器 (3)综合式节气门位置传感器
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    (1)电位计式节气门位置传感器
    利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值,测得节气门开度的 线性输出电压,可知节气门开度。全关时电压信号应约为0.5V,随 节气门增大,信号电压增强,全开时接近5V。
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    (2)触点式节气门位置传感器 由一个动触点和两个固定触点(功率触点和 怠速触点)组成。 节气门全关闭时,可动触点与怠速触点接触, 当节气门开度达50°以上时,可动触点与功率触 点接触,检测到节气门大开度状态。如图
    1、节气门位置传感器 2、怠速触点 3、功率触点 4、滑动触点 5、节气门轴
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    (3)综合式节气门位置传感器 由一个电位计和一 个怠速触点组成,工作 原理和前两种相同。 如 右图
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    4.进气温度传感器(IATS) ?功用:给ECU提供进气 温度信号,作为燃油喷射 和点火正时控制的修正信 号。
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    ?D型安装在空气滤清器或进气管内,L型安装 在空气流量计内。结构如图
    热敏电阻
    电插头
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    在ECU中有一标准电 阻与传感器的热敏电阻串 联,并由ECU提供标准电 压,E2端子通过E1端子搭 铁。当热敏电阻随进气温 度变化时,ECU通过THA 端子测得的分压值随之变 化,ECU根据此分压值判 断进气温度。
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    5.冷却水温度传感器(ECTS) ?功用:给ECU提供发动 机冷却液温度信号,作为 燃油喷射和点火正时控制 修正信号。
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    一般安装在气缸体水道上或冷却水出口处。 其工作原理与进气温度传感器相同。
    热敏电阻
    电插头
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    6.凸轮轴/曲轴位置传感器(CPS)
    (1)功用
    (2)电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器
    (3)霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器
    (4)光电式凸轮轴/曲轴位置传感器
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    (1)功用 ? 凸轮轴位置传感器:给ECU提供曲轴转角基准位置(第一缸压缩上止 点)信号,作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。 ? 曲轴位置传感器:检测曲轴转角位移,给ECU提供发动机转速信号 和曲轴转角信号,作为燃油喷射和点火控制的主控信号。
    凸轮轴位臵传感器(Camshaft Position Sensor,CPS)又称为气缸识别传 感器(Cylinder Identification Sensor,CIS),凸轮轴位臵传感器一般 都用CIS表示。凸轮轴位臵传感器的功用是采集配气凸轮轴的位臵信号, 并输入ECU,以便ECU识别气缸1压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点 火时刻控制和爆燃控制。此外,凸轮轴位臵信号还用于发动机起动时识 别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位臵传感器能够识别哪一个气缸活塞 即将到达上止点,所以称为气缸识别传感器。
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    (2)电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器
    ? 组成:左侧为曲轴位置传感器,由 带一个凸齿的G转子和两个感应线圈 G1和G2组成。右侧为凸轮轴位置传感 器,由一个带24个凸齿的Ne转子和一 个Ne感应线圈组成。如图 1—G转子 2—G1感应线圈 3—G2感应线圈 4—Ne转子 5、9—Ne感应线圈6—G和Ne转子 ? 原理:利用电磁线圈产生的脉冲信 7—G1和G2感应线圈 8—分电器壳体 号来确定发动机转速和各缸的工作位 置。 ? 检测:检查感应线圈的电阻,冷态 下的G1和G2感应线圈电阻例如某车型 为125~200Ω,Ne感应线圈电阻应为 155~250Ω。
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    (3)霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器 ? 组成:由转子、永久磁铁、霍尔晶 体元件和放大器组成。 ? 原理:如图,ECU通过电源使电流 通过霍尔元件,旋转转子的凸齿经过 磁场时使磁场强度改变,霍尔晶体管 产生的霍尔电压放大后输送给ECU, ECU根据霍尔电压产生的次数确定曲 轴转角和发动机转速。
    永久磁铁 触发轮
    霍尔元件
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    检测:点火开关转至“ON”位置,如图,检测A、 C之间的电压应为8V,B、C间输出的信号电压应为5V到 0V交替变化。
    1—转子 2—永久磁铁 3—霍尔晶体管 4—放大器
    同步信号传感器电路
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    (4)光电式凸轮轴/曲轴位置传感器
    ? 组成:由转子、发光二极管、光敏二极管和放大器 组成。 ? 原理:如图,利用发光二极管作为信号源。随转子 转动,当透光孔与发光二极管对正时,光线照射到光敏 二 极 管 上 产生 电 压 信 号 , 经 放 大 电路 放 大 后 输送 给 ECU。 ? 检测:点火开关转至“ON”位置,如图,检测电脑 侧1和2端子间电压为12V或5V,给传感器施加12V电压 或5V,在信号输出端子3和4与1之间接上电流表,转动 转子一圈,两个电流表应分别摆动1次和4次,电流约 为1mA。
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    1、密封圈 2、分火头 3、发光二级管 4、光敏二极管 5、放大电路 6、转子
    光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路
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    7.车速传感器(VSS) ?功用:检测汽车行驶 速度,给ECU提供车速 信号,用于巡航控制和 限速断油控制等。 ?类型:舌簧开关式和 光电式、霍尔式。
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    8.信号开关 常用的有:起动开关、空调开关、档位开关、制动 开关、动力转向开关和巡航控制开关等。
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    二、电子控制单元(ECU)
    发动机集中系统使用 的ECU主要由输入回路、 模/数转换器(A/D转换器)、 微型计算机(简称微机)和输 出回路组成。
    1、传感器 2、模拟信号 3、输入回路 4、 A/D转换器 5、输出回路 6、执行元件 7、 微型计算机 8、数字信号9、ROM/RAM记 忆装置
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    三、执行元件(喷油器)
    1.喷油器的构造与工作原理 2.喷油器的驱动方式 3.喷油器的检修 4.喷油器控制电路 5.冷起动喷油器及其控制电路
    (见视频)
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    1.喷油器的构造与工作原理
    1)构造:按喷油口的结构不同,喷油器可分为轴针式 和孔式两种。如图所示: 喷油器主要由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹 簧、衔铁和针阀等组成,针阀与衔铁制成一体。轴针式喷 油器的针阀下部有轴针伸入喷口。
    a)孔式喷油器
    b)轴针式喷油器
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    2)工作原理 喷油器不喷油时, 回位弹簧通过衔铁使针 阀紧压在阀座上,防止 滴油。当电磁线圈通电 时,产生电磁吸力,将 衔铁吸起并带动针阀离 开阀座,同时回位弹簧 被压缩,燃油经过针阀 并由轴针与喷口的环隙 或喷孔中喷出。当电磁 线圈断电时,电磁吸力 消失。回位弹簧迅速使 针阀关闭,喷油器停止 喷油。
    滤网
    电磁 线圈 衔铁 针阀
    电插
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    2.喷油器的驱动方式
    喷油器的驱动方式 可分为: 1)电流驱动方式 2)电压驱动方式
    a)电流驱动 b)电压驱动(低阻) C)电压驱动(高阻)
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    3.喷油器的检修
    (1)简单检查方法 检查喷油器针阀开启时的振动和声响。 (2)喷油器电阻检查 低阻为2~3Ω,高阻为13~16Ω。
    (3)喷油器滴漏检查 用专用设备检查,在1min内喷油器应无 滴油现象。
    (4)喷油量检查 用专用设备检查,检查15s内的喷油量应为 50~70mL。
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    4.喷油器控制电路 各车型喷油器控制电路基本相同,一般都是 通过点火开关和主继电器(或熔丝)给喷油器供电, ECU控制喷油器搭铁。只是不同发动机喷油器数 量、喷射方式、分组方式不同,ECU控制端子数 量不同 。
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    5.冷起动喷油器及其控制电路 ?功用:在发动机冷起动时喷油,以加浓混合气, 改善发动机的冷起动性能。 ?原理:发动机起动时,起动继电器线圈通电,触 点闭合使蓄电池电压送至冷起动喷油器,时间延时 开关开关控制冷起动搭铁回路接通,冷起动喷油器 喷油。若冷却水温度较高,时间延时开关则断开, 冷起动喷油器不喷油。
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    第二章 汽油机电控燃油喷射系统
    电插头
    电磁线圈
    阀门弹簧
    阀 门
    冷起动喷油器控制电路
    喷 嘴
    冷起动喷油器
 
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