汽车发动机构造与检修PPT课件第4章.ppt

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1、4.1 电子控制喷射系统的分类与组成 4.1.1 汽油喷射系统的分类 1.按汽油喷射系统的控制方式分类 按照控制方式的不同，汽油机燃料喷射系统可分为机械控制式、电子控制式及机电混合控制式三种类型。,电子控制式燃油喷射系统,根据根据控制方式的不同，电子控制式燃油喷射系统又可分为开环控制系统、闭环控制系统。（1）开环控制：不装氧传感器的电控燃油喷射系统。（2）闭环控制：装有氧传感器的电控燃油喷射系统。,2.按喷油器喷射部位分类 按照喷油器喷射燃油的部位不同，发动机燃油喷射系统可分为缸内喷射系统和缸外喷射系统两种类型。（1）缸内喷射系统：是通过安装在气缸盖上的喷油器，将汽油直接喷入气缸内。（2）缸外

2、喷射系统：也称进气管喷射系统。它是将喷油器安装在节气门或进气门附近的进气歧管上，以0.200.35MPa的喷射压力将汽油喷入进气管或进气道内。目前，汽车燃油喷射系统大都采用缸外喷射系统。缸外喷射系统又分为单点喷射系统和多点喷射系统两种类型。,(a)单点喷射；(b)多点喷射1-燃料；2-空气；3-节气门；4-进气歧管；5-喷油器；6-发动机,3.按喷油器喷油方式分类 按照喷油器喷油方式的不同，电子控制燃油喷射系统可分为连续喷射式和间歇喷射式两大类型。（1）连续喷射式系统：是指在发动机工作期间，喷油器连续不断地向进气道内喷油，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的。这种喷射方式大多用于机械控制式或机电

3、混合控制式汽油喷射系统。（2）间歇喷射式系统：是指在发动机工作期间，汽油被间歇地喷入进气道内。电控汽油喷射系统都采用间歇喷射方式。间歇喷射还可按各缸喷射时间分为同时喷射、分组喷射和按序喷射等三种形式。,同时喷射 顺序喷射 分组喷射,4.按空气量的检测方式分类（1）波许D型(D叶特朗尼克)汽油喷射系统 D型汽油喷射系统是最早应用在汽车发动机上的电控多点间歇式汽油喷射系统，其基本特点是以进气管压力和发动机转速作为基本控制参数，用来控制喷油器的基本喷油量。,汽油箱内的汽油被电动汽油泵吸出并加压至0.35MPa左右，经汽油滤清器滤除杂质后被送至燃油分配管。燃油分配管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通。

4、在燃油分配管的末端装有油压调节器，用来调节油压使其保持稳定，多余的汽油经回油管返回汽油箱。,（2）波许L型(L-叶特朗尼克)汽油喷射系统 L型汽油喷射系统是在D型汽油喷射系统的基础上，在20世纪70年代发展起来的多点间歇式汽油喷射系统。其构造和工作原理与D型基本相同，只是L型汽油喷射系统采用翼片式空气流量计直接测量发动机的进气量，并以发动机的进气量和发动机转速作为基本控制参数，从而提高了喷油量的控制精度。,（3）波许LH型(LH-叶特朗尼克)汽油喷射系统 LH型汽油喷射系统是L型汽油喷射系统的变型产品，如图4-6所示。两者的结构与工作原理基本相同，不同之处是LH型采用热线式空气流量计，而L型采

5、用翼片式空气流量计。热线式空气流量计无运动部件，进气阻力小，信号反应快，测量精度高。另外，LH型汽油喷射系统的电控装置采用大规模数字集成电路，运算速度快，控制范围广，功能更加完善。,（4）波许M型(莫特朗尼克)汽油喷射系统 M型汽油喷射系统将L型汽油喷射系统与电子点火系统结合起来，用一个由大规模集成电路组成的数字式微型计算机同时对这两个系统进行控制，从而实现了汽油喷射与点火的最佳配合，进一步改善了发动机的起动性、怠速稳定性、加速性、经济性和排放性。,（5）节气门体汽油喷射系统 节气门体汽油喷射系统是单点喷射系统，它只用一个或两个安装在节气门体上的喷油器，将汽油喷入节气门前方的进气管内，并与吸入

6、的空气混合形成混合气，再通过进气歧管分配至各气缸。电控单元根据发动机的进气量或进气管压力以及曲轴位置传感器、节气门位置传感器、发动机温度传感器及进气温度传感器等测得的发动机运行参数，计算出喷油量，在各缸进气行程开始之前进行喷油，并通过喷油持续时间的长短控制喷油量。,4.1.2 电子控制喷射系统的组成 汽油发动机电控燃油喷射系统虽然种类繁多，但其组成和工作原理基本相同，它的组成主要由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统等三大部分组成。1.空气供给系统（1）旁通供气式供气系统 该系统设有旁通供气道的空气供给系统，主要由空气滤清器、空气流量传感器、进气软管、旁通空气道、怠速控制阀、进气歧管、动力

7、腔、节气门位置传感器、进气温度传感器等组成。（2）直接供气式供气系统 怠速转速采用节气门直接控制的发动机控制系统，没有设置旁通空气道，主要由空气滤清器、空气流量传感器、进气软管、进气歧管、动力腔、节气门位置传感器、进气温度传感器等组成。,2.燃油供给系统 燃油供给系统的功用是向发动机气缸提供燃烧所需要的燃油，喷油器根据来自ECU的控制信号，向进气管内进气门处喷射定量的燃油。主要由燃油箱、电动燃油泵、输油管、燃油滤清器、油压调节器、燃油分配管、喷油器和回油管等组成。,燃油供给系统的结构1-燃油箱；2-电动燃油泵；3-输油管；4-回油管；5-喷油器；6-油压调节器；7-燃油分配管；8-燃油滤清器,

8、3.电子控制系统 电子控制系统的功用是根据发动机和汽车不同的运行工况，对喷油时刻、喷油量以及点火时刻等进行确定和不断修正，检测各传感器的工作，并将工作参数储存和输出。由传感器、电控单元（ECU）和执行器三部分组成。,桑塔纳2000GSi型发动机电子控制系统的组成,4.2 空气供给系统主要部件的结构与工作原理 4.2.1 空气流量计 功用是将吸入的空气量转换为电信号传送给发动机电脑（ECU），是发动机ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一。根据测量原理的不同，空气流量计又分为热线式、热膜式和卡门旋涡式三种。1.热线式空气流量计的结构与工作原理 热线式空气流量计的基本原理是：在空气通道中放置一发

9、热体，空气流经发热体时带走其热量，对发热体进行冷却，发热体周围通过的空气流量越多，被带走的热量也就越多。热线式空气流量计就是利用热线与空气之间的这种热传递现象进行空气质量流量测量的。,1-金属防护网；2-取样管；3-铂线；4-温度补偿电阻；5-控制电路板；6-电源插座；7-壳体,2.热膜式空气流量计的结构与工作原理 热模式空气流量计的结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同，它是将热体由热线改为热膜，热膜是由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成。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，增加了发热体的强度，使其可靠、耐用，不会因沾附污物而影响其测量精度，提高使用寿命。,1-热膜；2-进气

10、流量计壳体；3-取样管,4.2.2 进气歧管绝对压力传感器 进气歧管绝对压力传感器的功用是通过检测进气歧管内的绝对压力，并将其转变为电压信号输送到发动机的ECU，发动机的ECU据此和发动机转速信号确定实际进气量。4.2.3 节气门体 节气门体的主要功用是通过改变节气门开度的大小，来改变进气通道的横截面积，从而改变发动机的进气量，控制发动机的运转工况。节气门体位于空气流量计之后的进气管上，它包括节气门、节气门位置传感器、怠速旁通气道和怠速调整螺钉等。还有的车型发动机将怠速控制阀、怠速空气阀等安装在节气门体上。,1-节气门位置传感器；2-怠速调整螺钉；3-节气门；4-冷却液连接管；5-从空气滤清器

11、来的空气,1-怠速节气门电位计；2-应急弹簧；3-怠速电机；4-节气门电位计；5-节气门控制器；6-怠速开关,1.节气门位置传感器 节气门位置传感器的功用是将节气门的开度信号转换成电压信号输送到发动机的ECU，以便在节气门不同开度状态下控制喷油器的喷油量。节气门位置传感器的类型有线性式和开关式两种：（1）线性式节气门位置传感器（2）开关式节气门位置传感器（3）带Acc信号输出的开关量输出型节气门位置传感器 2.电子控制节气门 电子控制节气门（ETCS-i）的功用是利用发动机ECU来精确地控制节气门开度。该系统主要由踏板位置传感器、ECU和节气门体等组成。ECU控制流向节气门控制电机的电流量的大

12、小和方向，使控制电机转动或维持，并通过减速齿轮打开、关闭或维持节气门，节气门的实际开启角由节气门位置传感器检测并反馈给发动机ECU。,电子控制节气门（ETCS-i）1-减速齿轮；2-节气门回位弹簧；3-节气门位置传感器；4-节气门；5-节气门控制电机,在发动机不工作时，节气门回位弹簧使节气门开启到一个固定位置（大约为7）。在怠速时节气门的开度反而要关闭到小于这个固定位置。ETCS-i能够进行以下控制：（1）怠速控制（ISC）一些发动机是利用步进电机式怠速控制阀来实现怠速控制的，而ETCS-i是通过ECU和节气门控制电机控制节气门开度来完成对怠速的控制。（2）减少换档冲击控制 在变速器换档期间，

13、ETCS-i与电控变速器之间能实现同步控制，以减少换挡冲击。（3）巡航控制 以前，车速是由巡航控制执行器打开或关闭节气门来控制的。在采用ETCS-I后，车速是通过ECU和节气门控制电机控制节气门开度来完成对巡航的控制。3.怠速空气阀 怠速空气阀的功用是在发动机低温起动和运转过程中，增加流经旁通空气道中的空气量，使发动机快怠速运转，缩短暖机时间；在发动机达到正常温度的过程中，逐渐减小旁通空气通道中的空气量，直到完全关闭旁通空气通道。,（1）双金属片式怠速空气阀 双金属片式怠速空气阀由双金属片和加热线圈组成，是利用绕在双金属片上的加热线圈和发动机机体温度来控制旁通空气道的截面积，因此它一般不安装在

14、节气门体上，而是安装在容易感受发动机机体温度的位置。发动机冷车起动后，温度较低，此时空气阀为开启状态，空气可经旁通气道和空气阀两条通路进入进气总管，由于空气量多，发动机处于快怠速运转状态。发动机起动后，加热线圈通电，使双金属片温度逐渐升高，产生变形，转阀阀门逐渐关闭，进气量减小至只能走旁通气道，发动机由快怠速转入正常的低怠速运转状态。发动机达到正常工作温度后，双金属元件同时承受加热线圈和发动机双重加热，使转阀阀门可靠关闭，此时发动机可以在低怠速状态下稳定运转。若发动机在热机起动，该阀为关闭状态，即发动机此时没有高怠速。,（2）石蜡式怠速空气阀 石蜡式怠速空气阀由石蜡感温体、阀门、内弹簧和外弹簧

15、等组成。它是利用石蜡的热胀冷缩现象和发动机冷却液温度来控制旁通空气道的截面积，它一般安装在节气门体上，发动机冷却液经管路引入空气阀，石蜡感温体直接感受发动机冷却液的温度。在发动机冷却液温度较低时，石蜡冷缩，阀门在外弹簧的作用下打开，空气可通过空气阀进入进气总管。随着冷却液温度的升高，石蜡膨胀，和内弹簧的共同作用，使阀门逐渐关闭，进入发动机的空气量也逐渐减少，使发动机的转速缓慢地降低到正常的怠速转速。当冷却液温度达到80后，阀门处于完全关闭状态。,石蜡式怠速空气阀1-节气门；2-怠速调节螺钉；3-阀门；4-推杆；5-石蜡感温体,4.怠速控制阀 怠速控制阀通常安装在节气门体上。它是在发动机ECU的

16、控制下利用改变绕过节气门的旁通气道的大小来增加或减少怠速进气量，使发动机保持最佳的怠速。常见的怠速控制阀有步进电机式、电磁式和旋转滑阀式等三种控制阀。（1）步进电机式怠速控制阀 步进电机式怠速控制阀安装在旁通空气道上，与步进电机做成一体。它一般由永久磁铁构成的转子、线圈构成的定子、把旋转运动变成直线运动的进给丝杆和阀门等组成。发动机ECU对步进电机进行直接控制，使步进电机既可顺时针，也可逆时针方向旋转，通过进给丝杆，使阀门沿轴向移动，改变阀芯与阀座之间的间隙，以调节流过旁通空气道中的空气量。该阀有125种不同的开启位置，用以满足发动机不同怠速工况的要求。,步进电机式怠速控制阀1-步进电机转子；

17、2-阀芯；3-阀座；4-丝杆；5-挡板；6-励磁线圈,（2）电磁式怠速控制阀 电磁式怠速控制阀主要由电磁线圈、阀芯、阀门、回位弹簧、波纹管等组成。它是利用电磁线圈产生的电磁吸力，使阀轴轴向移动，从而控制阀门的开度大小，调节旁通空气道中的空气流量。当弹簧力与电磁吸力达到平衡时，阀门开度处于稳定状态。电磁吸力的大小取决于发动机ECU根据发动机的实际怠速工况输出的驱动电流的大小。当驱动电流大时，电磁吸力大，阀门开度则大；反之，阀门开度则小。而波纹管是为了消除阀门上下压差对阀门开启位置的影响。,电磁式怠速控制阀(a)阀门开启状态；(b)控制阀结构图1-弹簧；2-壳体；3-阀；4-阀轴；5-电磁线圈；6

18、-波纹管,（3）旋转滑阀式怠速电磁阀 旋转滑阀式怠速电磁阀主要由永久磁铁、电枢、旋转滑阀、螺旋回位弹簧和电刷及引线等组成。旋转滑阀固定在电枢轴上，与电枢轴一起转动，用以控制旁通空气道的截面积。永久磁铁固定在外壳上，其间形成磁场。电枢位于永久磁铁的磁场中，电枢铁芯上绕有绕向相反的电磁线圈L1和L2。当线圈L1通电时，电枢带动滑阀顺时针方向旋转，旁通空气道的截面积增大；当线圈L2通电时，电枢带动滑阀逆时针方向旋转，使旁通空气道的截面积减小。而线圈L1和L2是否通电，则由ECU控制的三极管T1和T2的通电状态决定。,旋转滑阀式怠速控制阀(a)结构图；(b)电路原理图1-电接头；2-外壳；3-永久磁铁

19、；4-电枢；5-空气旁通道；6-旋转滑阀,4.3 燃油供给系统主要部件的结构与工作原理电动燃油泵 1.内装泵的结构与工作原理 内装燃油泵常用涡轮式，主要由电动机、涡轮泵、单向阀、泄压阀、滤网等组成。燃油先经滤网过滤，由叶轮泵送流经电动机打开单向阀输入到油管中。涡轮泵由叶轮、叶片、外壳和泵盖等组成。叶轮由电动机驱动，在离心力作用下，叶片贴紧泵壳，将燃油经窄小缝隙由进油室驱至出油室从而加压。而且燃油在流经电动机输出的过程中起到了冷却电动机的作用。燃油泵的单向阀可防止燃油倒流，保持管路残余压力，以便于下次发动机起动。,内装式燃油泵(a)结构图；(b)工作原理图,2.外装泵的结构与工作原理 外装燃油泵

20、常用转子式，主要由转子、圆柱形滚子、泵隔板、壳体等组成。转子与泵隔板偏心，转子在电动机驱动下运转，滚子在离心力作用下向外甩开而紧贴泵隔板内壁运动，形成五个工作腔。转动时，燃油入口处的工作腔容积逐渐增大，产生一定的吸力，将燃油吸入，再驱至出油口，在此过程中，工作腔容积逐渐减小，从而使燃油加压。内装式燃油泵也具有单向阀、泄压阀，其作用同内装式燃油泵。由于外装式燃油泵泵油过程中燃油压力有明显的脉动，故装有阻尼稳压器，使出油压力脉动减弱，并且降低了燃油泵的噪音。,内装式燃油泵(a)工作原理图；(b)结构图,3.燃油泵的控制 电控燃油喷射系统燃油泵的基本控制要求是：只有在发动机处于运转状态时，燃油泵才开

21、始泵油；在发动机停止运转时，接通点火开关，燃油泵也不工作或工作时间很短。（1）采用ECU控制的燃油泵控制电路 在发动机起动时，点火开关的起动装置（ST）端子接通，断路继电器中的线圈L2通电，产生吸力使断路继电器的触点闭合，电源向燃油泵供电，燃油泵开始工作。而发动机一旦起动，转速传感器即将发动机的转速信号NE输入ECU，此时ECU中的晶体管Tr导通，断路继电器中的线圈L1通电，使其触点继续保持闭合状态，燃油泵便继续工作。发动机停止运转，则Tr断开，断路继电器触点打开，燃油泵的供电线路中断，燃油泵停止工作。,（2）采用燃油泵开关控制的燃油泵控制电路 接通点火开关，主继电器触点闭合，电源向电控燃油喷

22、射系统供电。在起动时，点火开关与ST端接通，继电器线圈L2通电，断路继电器触点闭合，燃油泵开始工作。在发动机运转时，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，使燃油泵开关接通，断路继电器的线圈L1开始通电。由此可见，只要发动机运转，断路继电器的触点总是闭合状态。一旦发动机停止运转，燃油泵开关便打开，断路继电器触点也断开，燃油泵便停止工作。,（3）具有转速控制的燃油泵控制电路 发动机在低速或中小负荷下工作时，ECU中的晶体管导通，燃油泵控制继电器的线圈通电，使触点B闭合，由于将电阻器串入电路，燃油泵以低速运转。发动机在高速、大负荷运转时，ECU中的晶体管切断，触点A闭合，燃油泵直接

23、与电源相通，燃油泵处于高速运转。,4.3.2 燃油滤清器 燃油滤清器的功用是滤除燃油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物，防止燃料系统的堵塞，减小系统的机械磨损，确保发动机稳定运转，提高工作的可靠性。燃油滤清器通常安装在燃油泵之后的高压油路中。燃油滤清器应具有过滤效果高，寿命长、压力损失小、耐压性能好、体积小、质量轻等特点。燃油滤清器主要由壳体和滤芯等组成。4.3.3 燃油脉动阻尼器 燃油脉动阻尼器的功用是减小因喷油器喷油时而使油路油压产生的微小波动和降低噪声。它主要由膜片和弹簧组成减振结构。,燃油滤清器(a)燃油滤清器结构；(b)滤芯,燃油脉动阻尼器(a)外观图；(b)工作原理图1-阀门；2-弹簧；

24、3-膜片；4-来自燃油泵；5-输油管路,来自燃油泵的燃油首先流到阻尼器膜片的前方，然后流向输油管路。当油压脉动趋于峰值时，膜片弹簧压缩，膜片后移，使膜片前方的空间增大，使本来增大的压力值趋于平缓；当油压脉动趋于调整值时，弹簧伸张，使膜片前推，膜片前方空间减小，油压略有上升。由于脉动阻尼器的作用，油压变化较小，,4.3.4 喷油器 喷油器的功用是根据ECU提供的电信号，控制燃油喷射量，并将燃油适时、准确地喷入进气管内。它主要由滤网、电源插座、电磁线圈、复位弹簧、衔铁和针阀等组成。目前，采用缸外喷射的喷油器安装在气缸盖的进气道上，喷嘴朝向进气门。,。,喷油器的工作原理是：发动机ECU的喷油控制信号

25、将喷油器与电路接通后，电磁线圈通电并产生磁场，吸引衔铁朝上移动，在衔铁的带动下针阀克服了弹簧而打开喷嘴，此时一定压力的燃油以雾状喷入进气道内。当发动机ECU将电路切断时，电磁力消失，弹簧使针阀关闭，喷射停止。发动机ECU利用电脉冲的宽度来控制喷油器每次喷油的时间，从而控制喷油量。一般情况下，喷油器每次喷油的时间为210ms，时间越长，喷油量就越大。,喷油器1-滤网；2-电源插座；3-电磁线圈；4-复位弹簧；5-衔铁；6-针阀,按燃料的送入部位可分为上部供油式和下部供油式两种；按喷油口形式可分为轴针型和孔型，孔型又分为球阀式和片阀式两种；按电磁线圈的阻值大小可分为低阻式（34）和高阻式（1217

26、）两种；按电磁线圈的控制方式不同，分为电压驱动式和电流驱动式两种。喷油器阀体上都有O形密封圈，起支承与密封作用，同时还可以起隔热作用，防止喷油器产生燃油蒸气泡，以保证良好的热起动性能。,1.轴针式喷油器的结构与工作原理 2.球阀式喷油器的结构与工作原理 3.喷油器的控制方式 喷油器的控制方式分为电流驱动和电压驱动两种方式。电流驱动只适用于低阻式喷油器，电压驱动既可用于低阻式喷油器，又可用于高阻式喷油器。在电流驱动回路中无附加电阻，低阻喷油器直接与蓄电池连接，通过ECU中的晶体管对流过喷油器电磁线圈的电流进行控制。电流驱动脉冲开始时是一个较大的电流，使电磁线圈产生较大的吸力，用以打开针阀，然后再

27、用较小的电流保持针阀的开启。电压驱动是指ECU驱动喷油器喷油电脉冲的电压是恒定不变的。低阻式喷油器是用56V的电压驱动，其电磁线圈的电阻较小，约为34，不能与12V电源相接，否则会烧坏电磁线圈。若要与12V电源相接，则必须在回路中附加电阻。高阻式喷油器是用12V的电压驱动，其电磁线圈的电阻较大，约为1217，在检修时可直接与12V电源连接。,喷油器驱动回路(a)电流驱动式；(b)电压驱动低阻式；(c)电压驱动高阻式,4.3.5 燃油压力调节器 燃油压力调节器的功用是根据进气歧管真空度的变化来调节进入喷油器的燃油压力，使燃油压力与进气歧管压力的差值保持不变，让喷油压力在不同节气门开度下保持一个定

28、值，一般约为250300kPa。这样，喷油器的喷油量便唯一地取决于喷油时间的长短，发动机ECU就能通过控制喷油时间的长短来精确地控制喷油量。,燃油压力调节器1-弹簧；2-膜片；3-回油阀门；4-回油口；5-进油口,在发动机工作时，燃油压力调节器膜片下方承受的压力为弹簧压力和进气管内气体的压力之和，膜片上方承受的压力为燃油压力。当两个压力相等时，膜片处于平衡位置不动；当进气管内气体压力下降时，膜片向下移动，回油阀门开度增大，回油量增多，使输油管内燃油压力下降；反之，当进气管内气体压力升高时，燃油压力也随之升高。燃油压力调节器对油压的调节范围一般控制在250300kPa以内。,4.3.6 燃油总管

29、 燃油总管的功用是将燃油均匀、等压地输配给各个喷油器，同时还具有储油蓄压的作用。其容积油量相对于发动机的循环喷油量要大很多，因而可以防止燃油压力的波动，可供给各喷油器以等量的燃油。此外，还可使喷油器的安装不至于复杂。如图所示为桑塔纳2000Gsi轿车AJR发动机燃油总管和各缸喷油器、燃油压力调节器组合件的安装。,燃油总管、喷油器及燃油压力调节器组合件1-O型圈；2-与进气歧管连接；3-燃油压力调节器；4-喷油器；5-燃油总管；6-卡簧,4.3.7 冷起动喷油器及热时间开关 冷起动喷油器的功用是当发动机低温起动时，向进气管喷入一定数量附加的燃油，以加浓混合气。冷起动喷油器也是一个电磁阀，所以又称

30、冷起动阀。冷起动喷油器的开启和持续喷油的时间取决于发动机的温度，并由热时间开关控制。冷起动喷油器安装在进气管上，热时间开关则安装在气缸体上并与冷却液接触。,冷起动喷油器及热时间开关1-可动铁芯；2-进油口；3-平面阀；4-电磁线圈；5-弹簧；6-喷油器喷孔；7-双金属片；8-电热丝,在发动机热起动时，热时间开关的常闭触点闭合，冷起动喷油器的电磁线圈通电，燃油从喷油器喷出，附加燃油与进气总管的空气混合进入气缸，满足冷起动混合气加浓的需要。当热时间开关通电后，由于双金属片同时被电热丝加热，双金属片受热弯曲变形，切断冷起动喷油器电路，冷起动喷油器停止喷油。如果多次起动或者起动时温度较高，热时间开关触

31、点保持断开状态，冷起动喷油器不喷油。,4.4 电子控制系统主要部件的结构与工作原理 4.4.1 电控单元（ECU）1.输入回路 2.A/D转换器 3.微型计算机 4.燃油喷射的控制过程,电控燃油喷射系统的工作过程就是对喷油正时和喷油持续时间（即喷油量）的控制过程。（1）喷油正时控制 喷油正时控制就是对喷油器开始喷油时刻的控制。多点间歇喷射汽油机的喷油时刻控制分为同步喷射和异步喷射两种方式。同步喷射是指燃油的喷射与发动机的运转同步，ECU根据曲轴的转角位置来控制开始喷油的时刻。在发动机稳定工况的大部分运转时间里，燃油喷射控制系统以同步方式进行工作。异步喷射是指ECU只是根据传感器的输入信号控制开

32、始喷油的时刻，与曲轴转角位置没有关系。异步喷射方式是一种临时的补偿性喷射，发动机处于起动、加速等工况时，燃油喷射系统以异步喷射的方式工作或增加异步喷射对同步喷射的喷油量进行补偿。,（2）喷油持续时间（即喷油量）控制 喷油持续时间控制分为起动时喷油持续时间的控制和起动后喷油持续时间的控制两种。在发动机起动时，由于其转速较低而且波动较大，因此ECU不能用进气量来计算喷油量，而是根据发动机的热状态来确定。然后进行进气温度和蓄电池电压修正，来得到起动时的喷油持续时间。发动机起动后喷油持续时间由发动机转速和进气量确定的基本喷油持续时间、由发动机运行状态参数决定的修正喷油持续时间构成。在发动机冷起动后的暖

33、机过程中，为了使其怠速能够平稳运转并缩短暖机时间，应该让发动机的转速高于热车时的怠速转速，这种工况称为快怠速。此时ECU额外增加喷油量，以保持较浓的混合气。当发动机在大负荷工况下运转时，要求提供较浓的混合气以满足动力性。发动机负荷状态可以根据节气门开度或进气量的大小来确定。所以ECU可以根据进气压力传感器、空气流量计、节气门位置传感器的信号判断发动机的负荷状况，决定相应增加的燃油喷射量。大负荷的加浓量约为正常喷油量的1030%。对于加速工况，发动机ECU根据一定时间内节气门开度的变化，或者空气流量的变化来判断。当ECU确认此时汽车正处于加速工况，则ECU除了根据空气流量增加同步喷射的喷油量外，

34、还增加异步喷射，以满足加速工况对喷油量的特殊要求。,5.燃油喷射的断油控制 断油控制是指发动机ECU停止向喷油器驱动电路发送喷油信号，喷油器暂时停止工作。在电控燃油喷射系统中，ECU断油控制基于两种情况，分别为：一是以降低燃油消耗，改善排气污染为目的的减速断油控制；二是以防治发动机超速运转为目的的超速断油控制。（1）减速断油控制 当发动机在高速运行时，节气门突然关闭而处于急减速状态，为了避免混合气过浓、燃料经济性和排放性能变坏，ECU发出停止喷油信号。当发动机的转速降至预定转速以下或节气门重新打开时，ECU才使喷油器重新恢复喷油。断油转速和恢复喷油转速与冷却液温度、空调是否工作、用电器情况等因

35、素有关。发动机冷却液温度越低，其断油转速越高。（2）超速断油控制 为了避免发动机在超速运行工况下造成损坏，ECU执行发动机超速断油控制，对发动机的最高转速进行限制。在发动机运行时，当其转速超过设定转速，ECU便发出停止喷油信号，当转速下降到设定转速时再恢复喷油，如此反复循环，可以防止发动机转速继续上升。,4.4.2 传感器 1.发动机转速与曲轴位置传感器 发动机转速传感器是检测发动机转速的传感器，曲轴位置传感器是检测活塞上止点及曲轴转角的传感器，通常将二者制成一体。发动机转速与曲轴位置传感器是控制点火时刻和喷油时刻不可缺少的信号源，安装位置可在曲轴前端、飞轮上、凸轮轴前端和分电器内。其型式主要

36、有电磁感应式、霍尔感应式和光电感应式等，其中电磁感应式的应用最为广泛。（1）电磁感应式,电磁感应式传感器1-气缸体；2-传感器磁头；3-脉冲盘；4-缺齿（输出曲轴位置基准标记）,（2）霍尔感应式,（3）光电感应式,2.冷却液温度传感器 冷却液温度传感器的功用是检测发动机冷却液的温度。它的内部是一个半导体热敏电阻，具有负的温度电阻系数。冷却液温度越低，电阻值越高；反之，冷却液温度越高，电阻值越低。冷却液温度传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上。,冷却液温度传感器(a)结构图；(b)控制电路,3.进气温度传感器 进气温度传感器的功用是检测进气的温度，也是采用高灵敏度的热敏电阻式，它的结构和工作原理

37、与冷却液温度传感器相同。进气温度传感器通常安装在空气滤清器之后的进气软管或空气流量计上，也有个别车型将其安装在进气管的动力腔上。,4.氧传感器 氧传感器是电子控制燃油喷射系统进行反馈控制的传感器，一般安装在排气管上。它的功用是用来检测排气中的氧气含量，以确定实际空燃比是比理论空燃比浓还是稀，并向发动机ECU反馈相应的电压信号。,（1）氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器，其基本元件是氧化锆固体电解质。氧化锆制成试管状，也称作锆管。锆管固定在带有安装螺钉的固定套中，其内表面与大气相通，外侧与排气直接接触。锆管内外表面都覆盖着一层多孔性的铂膜作为电极，外表面加装一个带有槽口的防护套。,氧化锆式氧传感

38、器的结构1-排气；2-锆管；3-电极；4-弹簧；5-线头支架（绝缘）；6-导线；7-排气管；8-导入排气孔罩,当传感器内侧大气中含氧量与传感器外侧的含氧量不同时，在氧化锆内、外两侧的电极间就产生一个电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧浓度差别小，氧化锆元件产生的电压低（接近于零）；当混合气浓时，在排气中几乎没有氧，氧化锆元件内外侧氧浓度差别大，内外侧电极间产生高电压（约为1V）。因此，氧传感器对喷油量的计算结果进行修正，使混合气的空燃比更接近于理论空燃比。,氧化锆式氧传感器只有在400以上的温度时才能正常工作，为了保证传感器在发动机进气量小、排气温度低时也能工作，氧传感器中

39、装有加热元件，加热元件受发动机ECU的控制。,（2）氧化钛式氧传感器 氧化钛式氧传感器的工作原理与氧化锆式氧传感器有很大不同，它是利用半导体氧化钛的电阻值随周围含氧量的变化而变化的原理制成的，其阻值变化反应到输出电压变化的关系。由于阻值的变化还将受到温度的影响，因此要将氧化钛式氧传感器在300900的排气温度环境中使用，必须对其进行温度补偿，即加装加热器，以便此种氧传感器检测特性比较稳定。,氧化钛式氧传感器输出特性 氧化钛式氧传感器 1-二氧化钛元件；2-金属外壳；3-陶瓷绝缘材 料；4-接线头；5-二氧化钛陶瓷元件；6-导线；7-金属保护管,氧传感器通常与三元催化转换器一同使用。三元催化转换

40、器安装在排气管中段，它能同时净化排气中CO、HC和NOx三种主要的有害气体，但只有在混合气的空燃比处于接近理论空燃比的一个窄小范围内，三元催化转换器才能有效地起到净化作用。,5.车速传感器车速传感器的功用是测量汽车的行驶速度，根据此信号，发动机ECU可以控制发动机的怠速和汽车加速、减速期间的空燃比。车速传感器主要有舌簧开关型和光电耦合型两种，一般安装在组合仪表内。,舌簧开关工作原理(a)舌簧管；(b)工作原理图1-开口导磁板；2-磁铁；3-舌簧开关,光电耦合型车速传感器1-光敏晶体管；2-光电耦合器；3-发光二极管；4-带切槽的转子；5-接软轴,6.开关信号（1）起动信号（STA）起动信号的功

41、用是判断发动机是否处于起动状态。在发动机ECU检测到起动信号时，确认发动机处于起动状态，此时将自动控制起动工况的喷油量。,（2）档位开关信号和空档位置开关信号 在装有自动变速器的汽车中，发动机的ECU用档位开关信号判别自动变速器是处于停车（P或N档）状态，还是处于行驶状态。当自动变速器由P或N档挂入其他档位时，发动机的负荷增加，档位开关将向发动机ECU输入信号，并作为喷油量及点火提前角的修正信号。在挂入P或N档时，空档位置开关提供空档位置信号，从而防止不在P或N档时起动发动机，不至于造成危险情况。,（3）空调开关信号（A/C）空调开关信号（A/C）的功用是检测空调压缩机是否工作。汽车的空调开关

42、信号（A/C）与空调压缩机电磁离合器的电源接在一起，当空调压缩机的电磁离合器的电源被接通时，空调信号开关闭合。此时发动机ECU根据空调信号开关的信号来控制发动机怠速时的点火提前角修正、喷油量修正和怠速控制装置等。,执行元件 电控燃油喷射系统中的执行元件受发动机ECU的控制，来具体执行某项控制功能的装置。常见的执行器主要有：电动燃油泵、电磁喷油器、怠速控制装置、废气再循环EGR阀、进气控制阀、活性炭罐排泄电磁阀、二次空气喷射阀、自诊断系统、故障备用程序起动、仪表显示以及各类继电器等。,1.废气再循环控制阀（EGR阀）在发动机高温和富氧的条件下，其废气排放中容易生成NOx化合物，由于废气主要是惰性

43、气体，所以具有较好的吸热性。因此，在发动机工作过程中，如果适时、适量地将部分废气再次引入到气缸内，废气可将燃烧产生的部分热量吸收，从而降低气缸燃烧的最高温度，也就抑制了NOx化合物的生成量。,废气再循环控制阀（EGR阀）1-膜片；2-回位弹簧；3-阀门；4-阀座,2.活性炭罐蒸发污染控制装置 为了防止燃油箱向大气排放燃油蒸汽而产生污染，在发动机控制系统中普遍采用由发动机ECU控制的活性炭罐蒸发污染控制装置。,活性炭罐蒸发污染控制装置1-燃油箱；2-燃油箱盖真空泄放阀；3-燃料单向阀；4-蒸汽通气管路；5-接缓冲器；6-EGR炭罐控制电磁阀；7-节气流孔；8-进气歧管；9-活性炭罐；10-定量排

44、放小孔；11-排放控制阀；12-主节气门,当发动机工作时，发动机ECU根据发动机的转速、冷却液温度、空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开闭来控制排放电磁阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。当排放控制阀打开时，燃油蒸汽通过排放控制阀被吸入进气歧管内。,4.5 发动机不能起动故障的诊断与排除 4.5.1 发动机不能起动，且无着车征兆 1.故障现象 接通点火开关起动档时，起动机能带动发动机正常运转，但发动机不能起动，且无着车征兆。2.故障原因 3.故障诊断与排除（1）检查点火系统是否正常。（2）检查燃油泵是否工作。（3）检查喷油器是否工作。（4）检查燃油供给压力是否正常。（5）检测气缸压力是否正

45、常。,4.5.2 发动机不能起动，但有着车征兆 1.故障现象 发动机起动时，起动机能够带动发动机正常运转，有着车征兆，但不能起动发动机。2.故障原因 3.故障诊断与排除（1）用诊断仪检查读取故障代码。（2）检查怠速控制阀是否有故障或其线路、空气管是否有故障。（3）检查各处连接管是否有漏气现象。（4）检查各喷油器的燃油供给情况。（5）检查空气流量计技术状况。（6）检查火花塞技术状况；（7）用数字式万用表检查EFI系统的电路。检测线路连接，ECU电源，主继电器、熔断丝，空气流量计，冷却液温度传感器，喷油信号电路等。,4.6 发动机起动困难故障的诊断与排除 4.6.1 故障现象 起动发动机时，曲轴的

46、转动速度正常，但需要较长的时间才能起动，或有明显地着车征兆而不能起动。4.6.2 故障原因 4.6.3 故障诊断与排除（1）检查进气系统是否有漏气现象，空气滤清器有无堵塞现象；（2）检查怠速控制阀和附加空气阀；（3）检查燃油压力；（4）检测空气流量计；（5）冷却液温度传感器；（6）检查点火正时；（7）更换ECU试验。,4.7 发动机怠速不良故障的诊断与排除 4.7.1 发动机怠速不稳，且容易熄火 1.故障现象 发动机起动正常，但无论是冷车还是热车，其怠速均不稳定，且怠速转速过低，容易熄火。,2.故障原因 3.故障诊断与排除（1）检查进气系统有无漏气现象；（2）检查怠速控制阀是否正常；（3）检查

47、火花塞技术状况；（4）检查燃油供给压力是否正常；（5）检查喷油器技术状况；（6）检测空气流量计技术状况；（7）检测气缸压力是否正常；（8）检查、调整气门间隙。4.7.2 发动机冷车怠速不稳，且容易熄火 1.故障现象 发动机在冷车起动后，怠速不稳或过低，而且容易熄火，热车后怠速恢复正常。2.故障原因 3.故障诊断与排除（1）检查旁通空气阀工作是否正常；（2）检查怠速控制阀工作是否正常；,（3）检测冷却液温度传感器工作是否正常；（4）检查控制电路是否正常。,4.7.3 发动机热车怠速不稳，且容易熄火 1.故障现象 发动机在冷车起动后怠速正常，但在热车后出现怠速不稳或怠速过低，而且容易熄火。,2.故

48、障原因 3.故障诊断与排除（1）检查冷却液温度传感器工作是否正常；（2）检查怠速控制阀工作是否正常；（3）检查火花塞技术状况；（4）检查喷油器技术状况。,4.7.4 发动机热车怠速过高 1.故障现象 发动机在冷车时，能以正常的怠速运转，但在热车后仍保持快怠速，导致发动机热车怠速过高。2.故障原因 3.故障诊断与排除（1）检查节气门体工作是否正常；（2）检查旁通空气阀工作是否正常；（3）检查冷却液温度传感器工作是否正常；（4）检查怠速空气阀工作是否正常；（5）检查怠速自动控制系统线路情况；（6）检查曲轴箱通风阀工作情况；（7）更换ECU试验。,4.7.5 发动机怠速不稳，忽高忽低 1.故障现象

49、发动机在怠速运转时，其转速上下波动、忽高忽低。2.故障原因 3.故障诊断与排除（1）检查怠速控制阀工作是否正常；（2）检查冷却液温度传感器、空气流量计线束插头是否正常；（3）检查节气门位置传感器工作是否正常；（4）检查氧传感器工作是否正常；（5）检查喷油器技术状况。,4.8 发动机加速不良故障的诊断与排除 4.8.1 故障现象 发动机动力性良好，但是油耗过大，在加速时排气管冒黑烟。4.8.2 故障原因 4.8.3 故障诊断与排除 1.检查点火正时是否正确。2.检查进气系统是否有漏气现象。3.检查空气滤清器是否堵塞。4.检查节气门位置传感器技术状况。5.检查燃油压力是否正常。6.检查喷油器技术状况。7.检查废气再循环系统是否正常。8.检查空气流量计技术状况。,