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1、1,大家好,2,现代汽车电子技术,教材：现代汽车电子技术（潘旭峰等编著）学时：32,3,第三章 汽油发动机的电子控制,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,汽油机的燃油供给汽油机的点火系统微处理器控制时代的汽油机,内燃机内燃料的燃烧过程是一种化学反应过程。为了更好地了解汽油机的燃油供给和点火系统，需要了解一点燃烧理论。,4,燃烧理论：活化能与活化分子,内燃机内燃料的燃烧过程是一种化学反应过程。反应靠分子相互作用，先决条件是它们必须相互碰撞。只有少数能量较大的分子碰撞后才能发生反应。使化学反应得以进行的分子必具的最低能量称为活化能能量达到或超过活化能的分子称为活化分
2、子。,反应物A转变为产物C时，反应物内部原子需要重新排列，折开原有排列时必须吸收能量E1达到活化状态D，然后再排列变成C。,5,燃烧理论：着火方式,自燃是一定体积的可燃混合气被预热，在一定温度下混合气的反应速率自动加速、急剧增大而产生火焰的现象着火以后，可燃混合气所释放的能量足以使燃烧过程自行继续下去，不需要外部供给任何能量。自燃是在全部可燃混合气内同时发生的，是在整个容积内进行的，没有燃烧波传播的问题。,燃料和氧化剂混合形成可燃混合气，其着火方式有两种：一种称为自燃着火，简称自燃。一种为强迫着火，简称点燃或点火。,6,燃烧理论：着火方式,强迫着火是在可燃混合气内的某一局部用火源引燃相邻一层的
3、混合气之后形成的燃烧波自动地传播到混合气其余部分。强迫着火包括用火源在局部引燃和继之而来的火焰传播两个阶段。所使用的点火热源可以是电火花、电热丝、炽热物体和点火火焰等。点燃则是在局部混合气(处于点火热源附近)内进行的，而且点火之后，需要造成燃烧波以实现火焰传播。,燃料和氧化剂混合形成可燃混合气，其着火方式有两种：一种称为自燃着火，简称自燃。一种为强迫着火，简称点燃或点火。,7,燃烧理论：着火的机理,化学反应速率的增加和激化与反应过程中温度升高及迅速增加反应中活化分子的量有最直接的关系。范特荷甫近似规则：温度每升高10，反应速率大约增加24倍。与此有关的着火机理即为：热自燃机理 和 链锁自燃机理
4、。,热自燃机理：可燃混合气受热达到一定温度，由于进行化学反应所释放的热量多于向外散失的热量，产生热量累积而使混合气的温度上升，这又促使混合气的反应速率增加，放出更多热，不断相互促进结果，导致反应速率急剧加快而达到着火。,8,燃烧理论：着火的机理,化学反应速率的增加和激化与反应过程中温度升高及迅速增加反应中活化分子的量有最直接的关系。范特荷甫近似规则：温度每升高10，反应速率大约增加24倍。与此有关的着火机理即为：热自燃机理 和 链锁自燃机理。,链锁自燃机理：可燃混合气在外部能量的作用下，反应初期产生活性中心使反应继续下去，最重要的是出现分枝反应使活性中心数目迅速增多，造成反应速率剧烈升高达到着
5、火。即使在等温条件下，也会由于活性中心浓度急剧增大而造成自发着火。,9,燃烧理论：着火的机理,化学反应速率的增加和激化与反应过程中温度升高及迅速增加反应中活化分子的量有最直接的关系。范特荷甫近似规则：温度每升高10，反应速率大约增加24倍。与此有关的着火机理即为：热自燃机理 和 链锁自燃机理。,实际上，两种机理同时存在某于具体燃烧前的焰前反应中，而且相互促进。温度增高使反应速率增大，放热量增多，使反应物热活化增强，使链锁反应中基元反应加快。在低温时，链锁反应的进行使反应系统逐渐加热，温度升高又促进反应物分子的热活化。,10,燃烧理论：热自燃理论,可燃混合气，接受外部加入的热量，如传热，压缩等，
6、都会使温度升高。混合气通过周围介质向外散失热量。当化学反应释放热量的速率大于向周围介质散失热量的速率时，多余热量在反应系统中进一步积累，使系统温度升高。温度上升促使化学反应速率加快，同时释放更多热量。这相互作用的结果导致极高的反应速率而引起着火。,11,燃烧理论：反应所放出的热量,12,燃烧理论：散热速率,13,燃烧理论：自燃现象分析,一定压力下，放热速率是温度的指数函数，随混合气浓度或压力的增大，曲线向左上方移动。,散热速率随温度变化是一斜线。其在横坐标上的截距就是壁温，传热系数不变，直线随壁温的增高而向右平移。,14,燃烧理论：可燃混合气着火温度,可燃混合气的活性强，其着火温度就较低；散热
7、条件加强，其着火温度就增高；可燃混合气的压力升高，着火温度就降低。,15,燃烧理论：着火界限,混合气的浓度，对着火温度和着火时临界压力有重要影响。在一定的温度(或压力)下，能够着火的可燃混合气浓度存在一范围。可以着火的燃料含量的最高量称着火的浓限，燃料的最低含量称为着火的稀限。浓限和稀限随着可燃混合气的着火临界压力和着火温度不同而有不同值。,当氧气不足，燃烧产物中会因部分氧化生成 HC、CO碳完全燃烧 C+O2=CO2+406967 kJ/kmol碳不完全燃烧 C+O2/2=CO+124013 kJ/kmol,16,燃烧理论：着火界限,当压力或温度下降时，浓限和稀限都向中间靠拢，表明可燃界限在
8、缩小。压力或温度低于某值后，浓限和稀限重合，离开可燃范围，不能着火。,17,燃烧理论：强迫着火,强迫着火或点燃一般指用炽热的高温物体引燃火焰而使可燃混合气燃烧。让混合气的一小部分先着火，形成火焰核心，然后再把邻近的混合气点燃。这样逐层依次地引起火焰的传播从而使整个混合气燃烧起来。强迫着火与自燃着火在原理上是一致的，都是化学反应急剧加速的结果。,18,燃烧理论：强迫着火特征,点燃仅在混合气的局部内进行，所加入的能量快速在小范围内引燃可燃混合气，所形成的火焰核要足以能将火焰向周围混合气中传播。点燃条件下的可燃混合气通常温度较低为了保证引燃成功和火焰能在较冷的混合气流中传播，点燃的温度要远高于自燃着
9、火温度。,19,燃烧理论：火花塞电极淬熄距离,火花塞电极间距较小时，火花能量被电极传导出过多，只有给出很高的放电能量才有可能点燃混合气。火花塞电极间距小于某一值时，将不可能点燃混合气，这个间距称为淬熄距离。,20,燃烧理论：电极间距对点火的影响,当间距增大时，所需点火能逐渐减少，开始减少的快，逐渐减慢而达到最低值。间距进一步增加时，由于电极间空间增加，需要更多的火花能量加热混合气，所以点火能又增大。最小点火能和淬熄距离随过量空气系数而改变。在化学计量比附近，最小点火能和淬熄距离为最小。,随着碳氢化合物分子量的增加，着火区域以及相应的最小点火能量的极限值均向燃料较浓的一侧偏移。,21,燃烧理论：
10、不完全燃烧,当实际供给的空气量小于理论所需空气量时，氧不足，燃烧产物中会因部分氧化生成 HC、CO碳完全燃烧 C+O2=CO2+406967 kJ/kmol碳不完全燃烧 C+O2/2=CO+124013 kJ/kmol氢燃烧 H2+O2/2=H2O(液)+286796 kJ/kmol(高热值)H2+O2/2=H2O(汽)+241788 kJ/kmol(低热值),22,第三章 汽油发动机的电子控制,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,汽油机的燃油供给汽油机的点火系统微处理器控制时代的汽油机,空燃比与发动机性能的关系,化油器式燃油供给系统,汽油喷射式燃油供给系统,理
11、论空燃比经济空燃比功率空燃比空燃比与汽油机排放,空燃比（A/F）-可燃混合气中空气质量与燃料质量之比。,理论上1kg汽油完全燃烧所需要的空气为14.7kg，所以把空燃比为14.7的混合气称为标准混合气，14.7的被称为理论空燃比。,空燃比大于14.7的混台气称为稀混合气，反之为浓混合气。,汽油机运行的工况复杂、多变，各工况对空燃比A/F的要求也不同。使汽油机在运行的任何时刻都具有最佳的空燃比，以保证获得最佳的动力性、经济性及排放性能，是追求的目标。,23,第三章 汽油发动机的电子控制,混合气的空燃比在此范围内时，汽油机的燃油消耗率最低，具有最佳的经济性。,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射
12、的原理,怠速控制与EGR控制,汽油机的燃油供给汽油机的点火系统微处理器控制时代的汽油机,空燃比与发动机性能的关系,化油器式燃油供给系统,汽油喷射式燃油供给系统,理论空燃比经济空燃比功率空燃比空燃比与汽油机排放,经济空燃比的范围是l618:1。,为保证燃料充分燃烧，需要供给比理论上稍多的空气量，使燃料与空气更加容易混合。,24,第三章 汽油发动机的电子控制,具有功率空燃比的混合气是较浓的混合气，发火时燃烧速度快，有利于达到最大的输出功率。,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,汽油机的燃油供给汽油机的点火系统微处理器控制时代的汽油机,空燃比与发动机性能的关系,化油器
13、式燃油供给系统,汽油喷射式燃油供给系统,理论空燃比经济空燃比功率空燃比空燃比与汽油机排放,功率空燃比的范围是1213:1。,功率空燃比是指在一定转速下，能使发动机发出最大功率的空气与燃料的质量比。,25,第三章 汽油发动机的电子控制,排气中主要有CO2和H2O。还 N2、O2、HC、CO以及NOx。NOx中主要为NO2和NO。对大气构成污染的是CO、HC 和NOx。以理论空燃比为界，随混合气变浓，HC和CO几乎呈直线增加，而在稀混合区时，在低浓度区段它们几乎为定值，当混合气过稀时，由于燃烧不佳HC的浓度剧增。NOx则在比理论空燃比稍大的一侧显示最大值。,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的
14、原理,怠速控制与EGR控制,汽油机的燃油供给汽油机的点火系统微处理器控制时代的汽油机,空燃比与发动机性能的关系,化油器式燃油供给系统,汽油喷射式燃油供给系统,理论空燃比经济空燃比功率空燃比空燃比与汽油机排放,26,第三章 汽油发动机的电子控制,化油器供油方式工作原理为：随活塞下行，空气流经喉口处形成一定的真空度，在真空度的作用下，汽油从化油器的浮子室内被吸出，并被喉口处的高速气流所雾化。在进气管内，汽油和空气进一步混合后一同进入气缸。,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,汽油机的燃油供给汽油机的点火系统微处理器控制时代的汽油机,空燃比与发动机性能的关系,化油器式
15、燃油供给系统,汽油喷射式燃油供给系统,27,多点喷射系统,28,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,电子控制汽油喷射的类型,控制方式,空气量的检测方式,喷射位置,喷射方式,单点喷射系统在进气管节气门上方装一个中央喷射装置，用一到两只喷油器集中喷射，汽油喷入进气流中，与空气混合后由进气歧管分配到各个气缸。又称为节气门体喷射(TBI)或中央燃油喷射(CFI)。,多点喷射系统在每缸进气口处装有一只电磁喷油器，由电控单元控制按一定的模式喷射。
16、,缸内直喷系统在进气或压缩行程中将汽油喷入气缸。,29,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,电子控制汽油喷射的类型,喷射位置,喷射方式,缸内直喷所需喷射压力高(5.0MPa)。GDI首先用于二冲程机，解决扫气过程中新鲜混合气的损失，提高经济性，降低有害气体的排放。,GDI加上先进的控制系统，使空燃比为40的稀薄燃烧得以实现，从而使汽油发动机的性能达到了又一个新的高峰。,控制方式,空气量的检测方式,30,第三章 汽油发动机的电子控制,电
17、控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,电子控制汽油喷射的类型,喷射位置,喷射方式,控制方式,空气量的检测方式,31,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,电子控制汽油喷射的类型,喷射位置,喷射方式,连续喷射。在发动机的运转过程中喷油器持续喷射，连续喷射主要用于机械控制式或机电结合式燃油喷射系统，部分单点喷射系统
18、，如德国波许公司的K-Jetronic系统是采用连续喷射系统的应用实例。,间断喷射。喷射仅在发动机工作循环中的某一段或几段时间内进行，通过控制每次喷射的持续时间来控制喷油量。间断喷射的油量控制方式除适用于进气管内喷射以外，还为所有缸内直接喷射的系统采用。,控制方式,空气量的检测方式,32,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,电子控制汽油喷射的类型,多点喷射系统的喷射模式 P46同时喷射。所有的喷油器同时喷射，一个工作循环喷一次，也可喷
19、两次或四次。分组同时喷射。将喷油器分组，发动机每转只有一组喷射，各组轮流进行喷射。顺序喷射(SFI)。各缸按照各自的喷油正时，每循环喷一次。,控制方式,空气量的检测方式,喷射位置,喷射方式,33,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,电子控制汽油喷射的类型,顺序喷射可按各缸的进气行程同步进行喷油，有利于燃油的蒸发及与空气的混合,控制的实时性强，空燃比控制更为精确，有利于提高动力性并改善排放性能；,喷油器驱动电路增加，ECU软、硬件设计复
20、杂，对微处理器性能要求高，系统成本增加。,控制方式,空气量的检测方式,喷射位置,喷射方式,34,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,电子控制汽油喷射的类型,采用空气流量计直接测量吸入的空气量。也称为质量流量方式的电控喷射系统。,直接测量法,间接测量法,测定吸入发动机的瞬时空气流量或质量，除以发动机的转速，就可以算出一个循环中一个气缸吸入的空气量，再以此算出一个循环所需的喷油量。,优点：可以很精确地控制喷油量,缺点：传感器尺寸大，结构复
21、杂，成本高,控制方式,空气量的检测方式,35,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,速度密度方式利用发动机转速和进气管绝对压力，推算每循环吸入发动机的空气量，计算汽油的喷射量。节气门速度方式利用节气门开度和发动机转速，推算每循环吸入发动机的空气量，计算汽油的喷射量。,直接测量法,间接测量法,优点：测量手段简单，传感器尺寸小，布置方便，成本低缺点：随着发动机使用磨损，易带来误差，控制精度下降。,电子控制汽油喷射的类型,控制方式,空气量的检
22、测方式,与转速有关,36,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,电子控制汽油喷射的类型,把发动机各种运行工况的最佳供油参数事先存入计算机，形成MAP图。运行时，计算机根据各传感器的输入情号，判断发动机所处的运行工况，查表得到供油参数，经功率放大器控制电磁喷油器的喷射时间。,开环控制,闭环控制,控制目标,开环控制结构简单、响应快，控制精度依赖于MAP图制取的精度。传感器、电磁喷油器及发动机的产品性能出现差异时，根据MAP图取得的参数就会产
23、生偏差，影响控制精度。,控制方式,空气量的检测方式,37,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,开环控制,闭环控制,控制目标,电子控制汽油喷射的类型,控制方式,空气量的检测方式,38,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,排气管内加装氧传感器，根据排气中含氧量的变化，对空燃比进行
24、控制，使空燃比保持在设定值的附近。,开环控制,闭环控制,控制目标,闭环控制可以达到较高的空燃比控制精度，并可消除产品差异和磨损等引起的性能变化，工作稳定性好，但结构及控制复杂，成本高。,三元催化器要求空燃比控制在在化学计量比14.7附近，需要进行闭环控制。,启动、暖机、加速、怠速、满负荷等需要供给浓混合气的运行工况还需要采用开环控制，以确保发动机具有良好的动力性，以及运转的稳定性。,电子控制汽油喷射的类型,控制方式,空气量的检测方式,39,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,
25、电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,开环控制,闭环控制,控制目标,理论空燃比控制。目前采用的闭环控制系统大多数将空燃比控制在理论空燃比147附近，为三元催化器提供合适的工作环境。,稀薄燃烧系统。1984年，日本丰田汽车公司开发了稀混合气传感器，它可以测出空燃比为1525范围内的混合气。丰田公司研发了空燃比21.5:1的发动机，利用在进气口加上涡流控制阀以形成进气涡流，采用高能点火并提高压缩比等措施，实现了稀薄燃烧。,电子控制汽油喷射的类型,控制方式,空气量的检测方式,发动机各工况对混合气的要求 P18,40,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统
26、电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,旁通空气式空气供给系统空气经空滤器、旁通空气道、怠速控制阀、进气歧管、动力腔、进气歧管、进气门、气缸,空气系统,燃料系统,直接供气式空气供给系统怠速转速通过节气门直接控制,41,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,质量流量方式的电喷系统，空气经空滤器，由空气流量计进行测量，然后通过节气门体到动力腔，再经进气歧管进入各个
27、气缸。,空气系统,燃料系统,速度密度方式的电控系统。进气路径相同，只是用压力传感器代替空气流量计进行空气量测量。,42,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气供给系统结构特点 发动机进气道较长且设有动力腔，充分利用进气管内空气动力效应，增大各工况时的进气量。,空气系统,燃料系统,气流惯性效应 进气管内高速流动气流在活塞到达进气行程下止点时，仍可利用进气气流的惯性继续充气一段时间，从而增加进气量。,措施 采用较长进气管 将进气歧管制成
28、较大弧度,43,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,多点喷射系统的燃料供给系，由油箱、电动油泵、输油管、燃油滤清器、压力调节器、燃油分配管、喷油器组成,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,为了消除调节器回油造成的回油压力波动，在油路中设有燃油压力脉动减震器。,燃油泵将油箱中的燃油吸出，滤清后，经压力调节器调节，使油压和进气管压力之间保持恒定的压差(多点系统为0.20.45MPa)，经油管配送各喷油器及冷启动喷油器。,
29、为了促进进气门部位的汽油雾化，一般采用20左右的喷雾角进行喷射，使喷油器喷射的汽油对准进气门。,P43,44,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,单点燃油喷射系统仅用一只或两只喷油器在节气门上方进行喷射，供油位置与化油器式相同，但是由于燃油喷射控制的精确性与灵活性，使单点燃油喷射的性能远远优于采用化油器的供油系统。,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,系统组成：节气门体，喷油器、压力调节器、节气门位置传感器等部件均安
30、装在其上成为一个紧凑的整体。,与多点喷射相比，燃油蒸发、混合的时间长，对雾化要低，喷油背压低，可用较低的喷油压力0.10.2MPa。,喷雾角约为60左右，除了提高雾化性能外，也有利于提高各缸分配的均匀性。,45,单点喷射系统,46,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,电动燃油泵安装形式,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,47,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系
31、统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,电动燃油泵,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,电动燃油泵分为：滚柱式、叶片式、齿轮式、涡轮式和侧槽式。常用的有滚珠式、叶片式及齿轮式,电动燃油泵含燃油泵和直流电机两部分，二者同轴，封闭成为一体，其中充满燃油。直流电机电流很大，流动燃油对其冷却。,48,滚柱式电动燃油泵工作原理：,由壳体、圆柱形滚柱和转子等组成。五个滚柱在转子的槽内可径向滑动，转子与壳体存在一定的偏心,滚柱在离心力的作用下，紧 压在泵体内表面上，在相邻 两个滚柱之间形成了一个空腔一部分空腔的容积不断增大
32、，成为低压油腔，将汽油吸入；另一部分空腔容积不断减小，成为高压泵油腔，受压汽油通 过出油口压出。,49,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,电动燃油泵设有安全阀和单向阀。,50,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统
33、,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,当出油口因堵塞而油压上升至限定压力值时，泄压阀打开，高压燃油与泵的吸入侧连通，燃油在泵和电机内部循环，以免管路破损和燃料泄漏。,当发动机熄火，燃油泵停止送油时，单向阀立即关闭、保持泵和压力调节器之间的燃油具有一定的压力，使起动变得容易。,51,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,采用滚柱泵的电动燃油泵，转子每转排出的燃油都要产生与滚柱数
34、目对应的压力脉动，为此设置消振器。消振器利用膜片和板簧的作用，吸收燃油压力的脉动，以降低噪声。,52,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,只有发动机运转时，油泵才工作。油泵的控制有开关控制和转速控制两种方式。对速度密度型电子控制燃油喷射系统和质量流量型电子控制燃油喷射系统，燃油泵开关控制的型式是不同的。,53,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与
35、空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,速度密度型电子控制燃油喷射系统，当发动机启动时，点火开关与启动端ST接通，继电器线圈L2通电，继电器触点闭合，油泵开始运转。发动机转动，发动机转速信号Ne输入ECU，功率晶体管Tr通，继电器的线圈L1通电。因此只要发动机运转，油泵就保持运转。,54,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的
36、原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,质量流量型电子控制燃油喷射系统中，油泵由空气流量计中的油泵开关控制。当发动机启动时，点火开关与ST端接通，继电器的线圈L2通电，继电器触点闭合，油泵通电工作。发动机转动后，吸入发动机的空气流经空气流量计，空气流量计内测量板转动，使油泵开关接通，继电器的线圈L1通电，因此只要发动机工作，继电器总是闭合的。,55,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统
37、,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,大排量、尤其是增压发动机，不同工况下供油量差别大。高速、大负荷下需要大油量，低速、小负荷下需要小油量。在保证最大供油量的同时，减少小油量工况油泵的磨损及能耗，ECU要对油泵的转速进行控制。如图，低速、中小负荷工况工作时，触点B闭合，电路中串有电阻器，油泵工作转速低。当ECU信号切断油泵控制继电器时，发动机处于高速、大负荷工况下运转时，触点A闭合，油泵直接与电源相通，工作转速高。,56,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷
38、射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,压力通常为0.0250.03MPa,压力调节器有一个金属外壳，一个卷边的膜片将此外壳分为弹簧室和燃料室。,压力调节器的任务是保持燃油压力与进气管压力之间的差值不变，使喷油量仅取决于喷油持续时间。,57,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,空气系统,燃料系统,压力调节器,系统概述,电动燃油泵,燃油泵送来的燃油充满燃料室，借助于膜片把阀推开，在设定的压力
39、下和弹簧力平衡。超过设定的压力时，由膜片控制的阀打开回油管的通口，使多余的燃油流回燃油箱。,压力调节器的弹簧室经一根管子和发动机进气管相通，使燃油供应系统中的压力随进气管内的绝对压力而变，也就是说，在任何节气门位置，经过喷油器的压力降均相同。,58,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,控制系统由传感器、ECU及执行部件三部分组成，根据发动机和车辆运行状况确定并控制喷油量。,传感器检测发动机运行状态，并转换成计算机能接受
40、的信号。ECU对各种信号进行处理、运算、分析和判断，发出喷油控制命令，控制空燃比。,59,电喷汽油机控制系统组成,60,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,叶片式空气流量计利用空气流动产生的压力差将叶片(风门)推开。在叶片的回转轴上装有螺旋回位弹簧，当空气推开叶片的力与弹簧回位力平衡时，叶片停止转动。电位器检测出叶片的
41、转动角度，求出空气量。,61,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,为了保证在空气量急剧变化和气流脉动情况下仍可稳定转动，空气流量计上设置了与叶片作成一体的补偿和阻尼室。测量的是体积流量，流量计内装有进气温度传感器，进行因温度变化引起的质量变化进行修正。在空气旁通通路上设有调整螺钉，因发动机、电控部件和系统的差异，会出现若干偏差，因此需要通过调整旁通通路面积，用来调节发动机怠速时一氧化碳排放量。当一氧化碳(CO)含量过高
42、，说明混合气过浓，通过调节CO调整螺钉使旁通进气量增多、混合气变稀，即可降低CO的排放量。,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,62,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,在进气管道中设置一柱体(涡流发生器)，当空气流过时，在涡流发生器后部将会不断产生称之为卡门涡旋的涡流串。空气流速v可由下式给出,测得卡门涡旋的频率，就可以知道空气的流速。再将空气通路的有
43、效截积与空气流速相乘，就可以知道吸入空气的体积流量。,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,63,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,卡门涡旋的频率与空气流量有良好的直线性。卡门涡旋式空气流量计测量得的是空气体积流量，需根据进气温度进行空气密度修正。涡旋频率的检测有两种方式。,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,
44、转速和曲越位置传感器,64,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,把卡门涡旋发生器两测的压力变化，通过导压孔引向薄金属制成的反光镜表面，使反光镜产生振动，反光镜振动时将反光反射给光电管，对反光信号进行检测，即可求得涡旋频率。,65,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系
45、统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,利用卡门涡旋引起的空气疏密度变化进行测量。用接收器接收连续发射的超声波信号，因接收到的信号随空气疏密度的变化而变化，由此可测得涡旋频率。,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,66,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,金属电阻的阻值随
46、着温度升高而升高，半导体电阻的阻值随着温度升高而降低。电阻值随温度变化的特性称为热敏性。给放置于流道中的热线(白金丝制成)通以电流I，则它就成为一个发热体。热线周围通过空气，热量被空气吸收，热线本身变冷，流量越大，带走的热量越大。若电流I及电压U不变，即加给热线的电功率(发热量)不变，则空气的质量流量G越大，热线的温度TH越低，即热线与空气之间的温差(TH-TA)越大。若控制电流I，使(TH-TA)保持恒定，则空气的质量流量G越大，需要提供的电流I就越大。因此，测得电流I的变化，即可得知空气质量流量的变化。,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和
47、曲越位置传感器,67,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,热线式空气流量计的检测电路由进气温度测定部分、发热部分及控制回路组成。热线和进气温度计的电阻分别构成惠斯通电桥的两臂，控制电流I使温差(TH-TA)保持一定。由于电流I是空气质量G的单一函数，测量中无需对进气密度进行修正。,68,第三章 汽油发动机的电子控制,电
48、控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,主流道测量方式：热线和温度传感据都装在位于主空气通路上的测量管内。,旁通流道测量方式：热线缠在绕线管上并置于旁通流道内。,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,流量计内部设有稳压电路，以便控制热线两端的电压保持恒定、使其不受外部电压变动的影响。,69,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工
49、作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,热式空气流量计能直接测得空气的质量流量，无需进行密度修正，但是在流速分布不均匀的情况下，将会产生较大的测量误差。,发热体采用热膜(发热金属箔固定在薄的树脂膜上)，这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力。,空气流量计,压力传感器,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,70,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油
50、喷射的原理,怠速控制与EGR控制,传感器,喷油器,空气流量计,压力传感器,在速度密度方式喷射系统中，需要测定进气管绝对压力。对大气压力变化进行补偿，需测量气压。压力传感器是由压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路(IC)构成的。半导体压敏电阻型压力传感器的压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。,水温传感器,进气温度传感器,节气门位置传感器,氧传感器,转速和曲越位置传感器,71,空气流量计,第三章 汽油发动机的电子控制,电控汽油喷射的基本原理电控汽油喷射的燃料与空气系统电控喷射系统的组成及工作过程汽油喷射量的控制策略,概述,点火系统的电子控制,电控汽油喷射的原理,怠速控制
