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1、汽车电子技术问答,北京市汽车修理公司六厂技术科,电子控制汽油喷射是怎么回事?有何好处?,答 电子控制汽油喷射(Electronics Fuel Injection EFl)是指用电子控制器(EFI计算机)控制喷油器，向发动机提供所需的燃油量。当发动机工作时，由电子控制器接收各种传感器送来的信息，对这些信息进行处理并计算出发动机各种工况下所需的燃油量，然后向喷油器发出指令，控制喷油器的开启时间，把汽油喷射到发动机的进气管并与吸人的空气混合后，进入发动机气缸。采用电子控制供给发动机燃油量，使发动机在各种工况下都能得到最佳的可燃混合气，可提高发动机的最大功率，节省燃油和减少排气污染，目前在汽车工业较
2、先进的国家中已广泛采用。,汽油喷射系统是如何分类的,答 汽油喷射系统可按燃油喷射部位、喷射时刻、空气量检测以及控制方式等进行分类。,常见的汽油喷射系统有哪几种?,各国汽油喷射系统发展和应用概况见表,电子控制汽油喷射系统通常由哪几部分组成?功用如何,答 发动机电子控制汽油喷射系统的组成如图14所示，主要由传感器、微机(或ECU)、执行部件(或执行器)三大部分组成。,传感器是一种转换器，它把非电量转换成电量，经放大、整形等处理后变成微机或ECU所能接受的电信号，作为汽车发动机进行电子控制的必不可少的信息，例如空气流量计、进气温度传感器、水温传感器、节气门位置传感器和车速传感器等。微机或ECU是发动
3、机电子控制系统的核心，具有接受传感器或其他装置送来的信号、存储、计算、分析处理、自我修正、输出执行命令等功能。发动机电子控制系统中的ECU不仅用来控制燃油喷射，还具有点火提前角、怠速、排放、进气增压、自诊断、失效保护等多项控制功能。执行部件(或执行器)，它受ECU控制，具体执行某项控制功能。例如控制汽油喷射系统中主要执行器喷油器的喷油，一般都是由ECU控制其电磁线圈电路，同时也直接控制部分电子电路，如电子点火系统等。,为什么EH、EGI、ECI、EPI、ECGI和CFI等都能表示电子(控制)式汽油喷射,答 对电子控制式汽油喷射装置的表示方法或叫法，各个国家、甚至一个国家的各个厂家都有所不同，但
4、都以英文单词的第一个字母组合而成。如日本：丰田、大发汽车公司取“电子燃油喷射”(Electronic Fuel Injection)三个英文单词的第一个字母，称为EFI；日产、马自达、富士重工汽车公司则取“电子汽油喷射”(Electronic Gasoline Injection)三个英文单词的第一个字母构成EGI；三菱汽车公司又取“电子控制喷射”(Electronic Control Injection)三个英文单词的第一个字母称为ECI；铃木汽车公司取“电子汽油喷射”(Electronic Petrol Injection)三个英文单词的第一个字母称为EPI；而五十铃等汽车公司则取“电子控
5、制汽油喷射”(Electronic Control GasolineI Injection)四个英文单词的第一个字母，称之为ECGI。又如美国福特汽车公司常用CFI Central Fuel Injection表示“中央燃油喷射”等等。,L型与D型汽油喷射系统有什么不同,L型汽油喷射系统如图15a所示，它用空气流量计(即空气流量传感器)直接测量发动机吸人的空气量，其测量的准确度高于D型，故能更精确地控制空燃比。“L”是德文“空气”的第一个字母。D型汽油喷射系统如图1-5b所示，它是根据进气管压力和发动机转速推算出吸人的空气量并计算出所需燃油量的。由于进气管内的空气压力有波动，所以此方法的测量精
6、度稍差。“D”是德文“压力”的第一个字母。,L型汽油喷射(EF卜L)系统的组成与工作原理如何?,答 L型汽油喷射系统主要由供油系统、进气系统和电子控制系统三大部分组成，如图,汽油喷射的传感器或输入信号有哪些?,答 发动机控制系统的信号输入主要是通过各种传感器或其他控制装置将各种控制信号输入ECU的。发动机控制系统用的传感器和输人信号主要有：12(1)空气流量计(MAF)：在L型EFI中，由空气流量计测量发动机吸人空气量，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。(2)进气管绝对压力传感器(MAP)：在D型EFI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
7、喷射和点火控制的主控制信号。(3)转速和曲轴位置传感器：转速和曲轴位置传感器检测曲轴转角信号(转速信号)输入ECU，作为点火和燃油喷射的主控制信号。(4)凸轮轴位置传感器：凸轮轴位置传感器向ECU输入凸轮轴位置信号，是点火控制主控制信号。(5)上止点位置传感器：上止点位置传感器向ECU提供第一缸上止点位置信号，作为点火控制主控制信号。(6)缸序判别传感器：缸序判别传感器向ECU提供各气缸工作顺序信号，作为点火控制主控制信号。,(7)冷却水温度传感器：检测发动机冷却水温度，向ECU输入温度信号，作为燃油喷射和点火正时的修正信号，同时也是其他控制系统的控制信号。(8)进气温度传感器：检测进气温度，
8、向ECU输入进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时的修正信号。(9)节气门位置传感器：检测节气门的开度状态，如怠速(全关)、全开及节气门开闭的速率(ddt)信号，输入ECU，控制燃油喷射及其他控制系统，如EGR、开闭环控制等。(10)氧传感器：检测排气中氧的含量，向ECU输入空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。(11)爆震传感器：向ECU输入爆震信号，经ECU处理后，控制点火提前角，抑制爆震的产生。(12)大气压力传感器：检测大气压力，向ECU输人大气压力信号，修正喷油和点火控制。,(13)车速传感器：检测车速，向ECU输入车速信号，控制发动机转速，实现超速断油控制。在发动机和自动变速器共同
9、控制时，也是自动变速器的主控制信号。(14)启动信号：发动机启动时，由启动系向ECU提供一个启动信号，作为喷油量、点火提前角的修正信号。(15)发电机负荷信号：当发电机负荷因开启用电量较大的电气设备而增大时，向ECU输入此信号，作为喷油量与点火提前角的修正信号。(16)空调作用信号(AC)：当空调开关打开，空调压缩机进入工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入空调作用信号，作为对喷油量及点火提前角控制的修正信号。(17)档位开关信号和空档位置开关信号：自动变速器由PN档挂人其他档位时，发动机负荷将有所增加，档位开关向ECU输入信号，作为对喷油量及点火提前角的修正信号。当挂人P或N档时，空
10、档位置开关提供PN档位置信号，防止不在PN档时发动机启动。(18)蓄电池电压信号：当主ECU检测到蓄电池和电源系的电压过低时，将对供油量进行修正，以补偿由于电压过低而造成喷油压力过低所带来的影响。,(19)离合器开关信号：在离合器接合和分离过程中，由离合器开关向主ECU输入离合器工作状态信号，作为喷油量及点火提前角控制的修正信号。(20)制动开关信号：在制动时，由制动开关向ECU提供制动信号，作为对喷油量、点火提前角、自动变速器等的控制信号。(21)动力转向开关信号：采用动力转向装置的汽车，当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时动力转向开关向主ECU输入修
11、正信号，调整喷油量及点火提前角。(22)EGR阀位置传感器：EGR(排气再循环)阀位置传感器向主ECU提供EGR阀的位置信号。(23)巡行(定速)控制开关信号：当进入巡行控制状态时，由巡行控制开关向ECU输入巡行控制状态信号，由ECU对车速进行自动控制。随着控制功能的扩展，输入信号也将不断增加。从上述所列传感器及输入信号中可以看出，发动机集中控制系统所用的传感器及输入信号有很多都是相同的。这就意味着，在发动机集中控制系统中，可以减少大量的传感器数目，一个传感器或一个输入信号，可以多次重复使用，作为几个控制系统的输人信号。,空气流量计的功用是什么?L型汽油喷射系统中常用的空气流量计有哪几种,答
12、空气流量计的主要作用是测量发动机吸人空气量的多少。根据其测量原理的不同，在L型汽油喷射(EFI-L)系统中常采用的空气流量计有：叶片式(翼片式)、卡门旋涡式、热线式和热膜式。,叶片式空气流量计的结构与测量原理如何?,答 叶片式空气流量计的外形及内部结构如图1-8所示。它是利用空气流动产生的压力差将测量片推开的原理进行工作的。在测量片的回转轴上，装有一只螺旋形复位弹簧；当吸人空气、推开测量片的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，测量片即停止转动。用电阻式传感器(即电位器)检测出测量片的转动角度，即可求出所吸人的空气量，计算公式为：,热膜式空气流量计的结构特点是什么?它与热线式空气流量计有什么不同?,
13、答 热膜式空气流量计在结构上与热线式空气流量计基本相同，所不同的只是发热体不是热线(铂丝)而是热膜。即将铂金属丝固定在很薄的树脂膜上，且把温补电阻、输出(精密)电阻等用厚膜工艺制在一块陶瓷基片上。此结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力。如图所示。与热线式空气流量计相比，热膜式空气流量计检测电路简单，测量的加热电流无需修正，启动速度快，测量误差小(仅为2)。,热膜式空气流量计的结构原理(a)内部结构(b)原理图控制电路 2通往进气管 3热膜 4温补电阻 5屏蔽网 6热膜电阻 7空气进入 8.桥式电路电阻 9滤网,冷却水温传感器的结构原理如何?它是怎样与ECU连接的?,答 冷却水温传感器
14、是用来检测发动机冷却水温度的。如图112所示，主要由对温度变化非常敏感的热敏电阻等构成，通常安装在发动机冷却水通道中，利用其电阻值的变化来检测冷却水温度的变化。图112c为具有负温度系数(NTC)热敏电阻的工作特性，冷却水温度越低，其电阻值越大；温度越高电阻值越小。工作时，只要将该传感器的输出信号输送到电子控制装置(ECU)的输入端，ECU就可根据发动机冷却水温度的变化，对发动机汽油喷射量进行控制。,图1-12水温传感器（a）外观(b)构造(c)特性,水温传感器的输出端与ECU的输入端连接电路如图l13所示。,当发动机冷却水温度较低时，应该供给较浓的混合气，这时冷却水温度传感器中热敏电阻阻值大
15、，ECU所检测到的电压值(THW 地)就高，根据此电压信号，电子控制系统便控制且增加汽油喷射量，使发动机的冷机运转性能得以改善；当发动机冷却水温度升高，且达到正常工作温度时，由于混合气形成的条件较好，可以燃用较稀的混合气，要求喷油量减少，此时冷却水温度传感器中热敏电阻的阻值随冷却水温升高而降低，ECU从传感器输出端获得的电压信号较小，因而及时控制并减少喷油量。,进气温度传感器的结构与功用如何?,答 进气温度传感器的功用是检测发动机吸人空气的温度，并将检测结果送给ECU，由ECU根据进气温度的变化对喷油量进行修正，以获得最佳空燃比。进气温度传感器的结构原理与水温传感器基本相同，通常也采用热敏电阻
16、式，如图114所示。但是，在汽油喷射系统中，无论是EFI-D系统还是EFI-L系统，均应考虑发动机进入的空气密度对实际进气量的影响。空气密度是随进气温度和压力的不同而变化的，因而发动机在进气过程中，需要不断对喷油量进行修正。进气温度传感器必须安装在进气道中或空气测量部位附近，例如：EFID系统进气温度传感器安装在空气滤清器壳体内或进气总管内，而EFI-L系统进气温度传感器则安装在空气流量计内。进气温度传感器与ECU的连接电路如图114c所示。,图1-14 进气温度传感器(a)结构(b)在EFI-L系统中的安装(c)与ECU的连接1进气温度传感器 2.空气流量计 3导线 4空气流量计壳体 5热敏
17、电阻,喷油器在多点喷射(MPI)系统中是怎样安装的?,答 在多点喷射(MPI)系统中，喷油器的安装要参照如图127所示的方法将其与各缸输油管进行可靠的连接。图(a)、图(b)是利用O形环3来密封油管接头的，图(c)把橡胶软管6套装在油管接头上，再用卡紧橡胶软管的方法进行密封；喷油器的头部通过使用兼有防振、隔热和密封功能的橡胶材料l或O形环3安装在气缸盖或进气管上；图(d)所示喷油器的喷射方向是让燃油喷向进气门。,图1-27 喷油器的安装示意1橡胶材料 2喷油器 3O形环 4输油管 5卡子 6橡胶软管 7托架 8进气门 9进气管,如何对喷油器的喷油量进行检查?,答 汽油机的喷油器和柴油机的喷油嘴
18、相似，都是由针阀、线圈、弹簧和阀体等构成。当线圈有电流通过时，便产生电磁吸力，使针阀打开，汽油喷出阀体；当线圈中电流消失时，在弹簧的作用下，针阀关闭喷射孔。正常的喷油器，在发动机工作时，用手指应能感觉到针阀的动作。如不正常，应首先检查线圈的电阻(低阻值式喷油器阻值应在0.63.O)，否则应更换喷油器。喷油器喷油量的检查方法如图l28所示，一般15s喷油量应符合要求，各缸喷油量的相差不应大于15ml。例如丰田(Toyota)汽车Y系列发动机15s的喷油量为4555ml，2S型发动机15s的喷油量为4050ml，如果不符合要求，应更换喷油器。,怎样检查喷油器的好坏?,答 拆下喷油器，用万用表电阻档
19、检测喷油器两个接线端子之间的电阻值，然后与喷油器的标准电阻值相比较，可初步判断喷油器的好坏。一般电流驱动方式的喷油器电阻值约为3，电压驱动方式的喷油器电阻值为十几。,ECU是怎样控制喷油器工作的?喷油量的大小取决于什么?,发动机工作时，ECU(电脑)根据有关各传感器的输入信号，经运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，喷油器的电磁线圈电路即被接通，产生电磁吸力。当电磁力超过针阀弹簧力和油液压力的合力时，铁心被吸动，针阀随之离开阀座，阀门打开，喷油器开始喷油。当大功率管截止时，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的电磁力时，弹簧力又使针阀返回
20、阀座上，使阀门关闭，喷油器停止喷油。其控制电路如图1-30所示。,39.喷油时间与电源电压有关吗?,答 如图书1-33所示，从ECU发出喷油开始的信号到实际开始喷油还需一段时间，称这段时间为“无效喷射时间”。从ECU发出的喷油时间等于实际的喷油时间再加上无效喷射时间。无效喷射时间与电源电压有很大的关系，电源电压越低，喷油器的无效喷射时间就越长，因此，需要根据电源电压对喷射时间进行修正，这种修正称为电压修正。燃油喷射时间可用一个公式表示：燃油喷射时间=实际的喷射时间+电压修正特性上式中的实际喷射时间有三方面的内容：(1)基本喷油量(1+各种修正系数之和)空燃比修正系数；(2)启动时的喷射时间进气温度修正系数；(3)加速时的喷射时间。喷射时间与电压修正的关系曲线如图134所示。,
