1、 汽車發動機電控技術汽車發動機電控技術 2本章主要內容： 第一節、汽油機電控燃油噴射系統的類型 第二節、發動機ECU及其控制電路 第三節、汽油機電控燃油噴射系統的組成與工作原理 第四節、汽油機電控燃油噴射系統的主要傳感器 第五節、汽油機電控燃油噴射系統的主要執行器電控燃油噴射系統的主要內容EFI的類型EFI的組成、工作原理EFI的的主要傳感器EFI的主要執行器*掌握汽油機電控燃油噴射系統的類型；*掌握電控發動機空氣供給系統的組成、各部件的安裝位置、結構和工作原理；*掌握電控發動機燃油供給系統的組成、各部件的安裝位置、結構和工作原理；*掌握電控發動機控制系統的組成，掌握各部件的安裝位置、結構和工

2、作原理。本章學習目標2.1 電控燃油噴射系統的類型電控燃油噴射系統的發展歷程一、按計量空氣量的方式二、按燃油噴射位置三、按燃油噴射方式四、同時噴射、順序噴射和分組噴射五、按照噴射控制裝置的結構型式六、按有無反饋信號：開環、閉環EFI概述電控燃油噴射系統的發展歷程 20世紀30年代首次用于軍用飛機發動機上， 1954年德國奔馳公司首次在奔馳300SL汽車上裝用機械式汽油噴射系統。簡稱K型汽油噴射系統。 20世紀60年代末期，在K型的基礎上出現機電組合式汽油噴射系統，簡稱KE型。如德國奔馳380SE、500SL轎車。 20世紀60年代后期，德國BOSCH公司研制成功電控燃油噴射系統EFI，并歷經晶

3、體管、集成電路到微機處理三大發展進程。目前各國汽車上應用的電控燃油噴射系統都是以BOSCH公司產品為原形發展而來的。 目前K型和KE型汽油噴射系統己基本淘汰，EFI系統成為汽油機燃料供給系統的主流。Bosch公司推出D型Jetronic模擬式汽油噴射系統Bosch公司推出L型Jetronic的汽油噴射系統，由于采用了測量空氣流量的方法控制噴油量，提高了控制精度。同時還開發出機械式汽油噴射系統。美國在轎車上全部采用了電控汽油噴射系統；歐洲的轎車采用汽油噴射系統的占90以上。 Bosch公司推出了集點火與噴油于一體的Motronic數字式發動機綜合電子控制系統。 在這期間，美國GM公司的DEFI、

4、FORD公司的EEC、豐田公司的TCCS等紛紛出場。這些都是綜合控制的電子系統。 1995年 1973年 1967年 1979年Bosch公司燃油噴射系統的發展過程目前汽油車上均采用電子控制汽油噴射系統，以滿足日益嚴格的排放要求。電控燃油噴射系統的類型按計量空氣量的方式壓力檢測型 流量檢測型一、按進氣量的計量方式1.D/壓力檢測型壓力檢測型電控燃油噴射系統通過進氣壓力傳感器檢測進氣管的絕對壓力，換算成發動機的進氣量，從而對發動機進行綜合控制。桑塔納200OGLi型轎車發動機即采用D型電控燃油噴射系統電控燃油噴射系統示意圖（D）D通用、福特、克萊斯勒、豐田、本田、鈴木和大發等公司的部分轎車上有應

5、用。2.流量檢測型（L）流量檢測型電控燃油噴射系統通過空氣流量傳感器檢測吸入的空氣量，進而對發動機實施綜合控制。空氣流量傳感器對空氣流量的檢測可分為體積流量型和質量流量型兩種。體積流量型：葉片式+卡門旋渦式質量流量型：熱線式+熱膜式電控燃油噴射系統（L）說明：L型電控燃油噴射發動機是現代轎車燃油噴射方式的主流，廣泛應用于各大汽車公司的各類轎車上。二、按照燃油噴射位置按照燃油噴射位置缸內噴射缸外噴射：單點噴射SPI（進氣管噴射） 多點噴射MPI 缸內直接噴射：缸內直接噴射：噴油器裝在氣缸蓋上，把燃油直接噴入氣缸內。漸多。 缸外進氣管噴射：缸外進氣管噴射：燃油噴在進氣管內。 單點噴射系統：在節氣門

6、上方有一個中央噴射裝置，用12個噴油器集中噴射。又稱為節氣門體噴射TBI或中央噴射CFI。 多點噴射系統：每缸進氣門處裝有1個噴油器，由ECU控制噴油。單點噴射系統單點噴射系統多點噴射系統多點噴射系統燃油噴射位置1.缸外噴射：單點噴射、多點噴射2.缸內噴射缸內噴射是指將汽油直接噴入氣缸內。缸內噴射需要較高的噴射壓力（3Mpa4MPa），但由于汽油粘度較低，需要供油系統機件更加精密。隨著材料及制造技術的提高，動態響應性好，功率和扭矩可以同時提升，油耗低等優勢得以體現，高檔轎車電控汽油機應用越來越多。缸內噴射采用稀薄燃燒技術目前，世界各大汽車公司都擁有自己的缸內噴射稀薄燃燒式發動機及其稀薄燃燒技術

7、。稀薄燃燒發動機的共同點是：利用缸內渦流運動，使聚集在火花塞附近的最濃混合氣，先被點燃，之后迅速向外層推進燃燒，并有較高的壓縮比。汽油機稀薄燃燒技術的特點（1）壓縮比高。（2）分層燃燒。（3）高能點火。三菱缸內直噴汽油機（GDI）：空燃比達到40：1。大眾缸內直噴汽油機（FSI）：本田缸內直噴汽油機：將VTEC技術與稀燃技術結合三、按照燃油噴射方式按照燃油噴射方式連續噴射間歇噴射類型燃料供給方式連續噴射方式（K型、KE型） 在發動機運轉期間，汽油連續不斷地噴射到進氣道內。間歇噴射方式（EFI型）在發動機運轉期間，將汽油間歇噴入進氣道內同時噴射 所有噴油器同時噴油、同時斷油分組噴射 將噴油器分成

8、幾組。同組噴油器同時噴油及斷油順序噴射 各噴油器按發動機工作順序噴油電控燃油噴射系統的類型四、按照噴射順序按照噴射時序同時噴射順序噴射分組噴射同時噴射：發動機ECU用一個噴油指令控制所有噴油器，所有噴油器同時開啟、同時關閉，同時動作。采用同時噴射的電控燃油噴射系統，曲軸每轉一圈各缸同時噴油一次，完成1/2的供油量；一個工作循環，每個氣缸噴油兩次。順序噴射：各缸噴油器按發動機的工作順序，在各缸排氣行程上止點前某一曲軸轉角順序輪流噴射。曲軸每轉兩圈，每缸噴油器各噴油一次。分組噴射：所有氣缸的噴油器分成24組交替噴油，同一組中的噴油器同時噴油。五、按照噴射控制裝置的型式機械式、機電控制式、機電混合式

9、開環控制系統：開環控制系統： （無氧傳感器）通過實驗室確定的發動機各工況的最佳供油參數預先存入電腦，在發動機工作時，電腦根據系統中各傳感器的輸入信號，判斷自身所處的運行工況，并計算出最佳噴油量。控制精度低。精度直接依賴于所設定的基準數據和噴油器調整標定的精度。當使用工況超出預定范圍時，不能實現最佳控制。六、按有無反饋信號：開環、閉環閉環控制系統閉環控制系統（裝有氧傳感器）發動機排氣管上加裝了氧傳感器，根據排氣中含氧量的變化，判斷實際進入氣缸的混合氣空燃比，在通過電腦與設定的目標空燃比進行比較，并根據誤差修正噴油量。空燃比控制精度較高。現代汽車：開環和閉環相結合的控制方案注意注意2.2 汽油機電

10、控燃油噴射系統的組成與工作原理 電控燃油噴射系統空氣供給系統燃油供給系統電子控制系統電控燃油噴射系統（L）電控燃油噴射系統示意圖（D）一、空氣供給系統空氣供給系統也稱進氣系統，由空氣濾清器、空氣流量傳感器、節氣門體（節氣門、怠速控制閥和節氣門位置傳感器）、進氣總管和進氣歧管等組成空氣供給系統1-空氣濾清器；2-空氣流量傳感器；3-節氣門；4-怠速（空氣）控制閥；5-至氣缸；6-進氣總管；7-進氣歧管；8-節氣門體；9-旁通氣道噴油嘴進氣總管空氣閥或怠速控制閥節氣門體空氣流量計空氣濾清器L型EFI空氣供給系統示意圖佳美轎車空氣供給系統佳美轎車空氣供給系統L型EFI空氣供給系統 L型噴射系統對 空

11、氣量的測量更 精確，應用也比 較廣泛。D型EFI空氣供給系統 D型噴射系統由于沒有空氣流量計，其進氣系統結構簡單，應用比較廣泛。皇冠皇冠3.0轎車空氣供給系統轎車空氣供給系統空氣供給系統空氣供給系統為發動機提供必要的清潔空氣，并計量測量和控制燃油燃燒所需的空氣量。空氣經空氣濾清器過濾后，用空氣流量傳感器（或進氣壓力傳感器）進行計量，然后通過節氣門到達進氣總管，再分配給進氣歧管。噴油器噴出的汽油與空氣在進氣管內混合后，被吸入氣缸內進行燃燒。（1）發動機正常工作時 空氣流量由節氣門（油門）來控制。 踩下加速踏板（油門踏板）時，節氣門開度增大，進入的空氣量增多。 空氣通道：進氣口空氣濾清器空氣流量傳

12、感器進氣總管節氣門進氣歧管進氣門氣缸。空氣濾清器空氣濾清器空氣流量計空氣流量計節氣門體節氣門體進氣總管進氣總管進氣歧管進氣歧管關閉（不通）關閉（不通）（2）怠速時氣流的控制：旁通氣道式和節氣門直動式（2）怠速時氣流的控制：旁通氣道式怠速時，節氣門關閉，空氣從旁通氣道中流過。怠速空氣路徑為：進氣口空氣濾清器空氣流量傳感器進氣總管旁通氣道怠速控制閥進氣歧管進氣門氣缸。 怠速轉速由怠速控制閥調節流經旁通氣道的空氣量來控制。怠速控制閥由ECU控制。 在氣溫較低、發動機進行暖機時，怠速控制閥的通路打開較大，此時發動機轉速較正常怠速高，稱為快怠速（高怠速）； 隨著發動機冷卻液溫度的升高，怠速控制閥使旁通氣

13、道開度逐漸減小，旁通空氣量亦逐漸減少，發動機轉速逐漸降低至正常怠速。空氣濾清器空氣濾清器空氣流量計空氣流量計節氣門體節氣門體進氣總管進氣總管進氣歧管進氣歧管怠速控制閥怠速控制閥空氣濾清器空氣濾清器進氣管絕對壓力傳感器進氣管絕對壓力傳感器節氣門體節氣門體進氣總管進氣總管進氣歧管進氣歧管怠速控制閥怠速控制閥空氣供給系統L型空氣供給系統型空氣供給系統D型空氣供給系統型空氣供給系統空氣供給系統FLASH動畫空氣濾清器空氣濾清器空氣流量計空氣流量計節氣門體節氣門體進氣總管進氣總管進氣歧管進氣歧管怠速控制閥怠速控制閥空氣濾清器空氣濾清器空氣流量計空氣流量計節氣門體節氣門體進氣總管進氣總管進氣歧管進氣歧管怠

14、速控制閥怠速控制閥（2）發動機怠速氣流的控制：節氣門直動式怠速時，ECU控制節氣門微開，空氣經微開的節氣門邊隙進入氣缸。怠速空氣氣流通道為：進氣口空氣濾清器空氣流量傳感器進氣總管節氣門進氣歧管進氣門氣缸。采用這種方式的系統在怠速時節氣門完全關閉。怠速時，油門踏板雖然完全松開，但節氣門并不完全關閉，而 是 仍通過它提供怠速空氣。二、燃油供給系統燃油供給系統由燃油箱、電動汽油泵、燃油濾清器、供油總管（燃油分配管）、噴油器、油壓調節器和回油管等組成。燃油供給系統向供油總管（燃油分配管）供給一定壓力的燃油，由ECU控制的噴油器將燃油以高壓霧狀噴出，以便形成所需的可燃混合氣。燃油供給系統示意圖燃油供給系

15、統工作過程燃油供給系統元件位置 組成：組成：電動燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節器、脈動阻尼器、油管等組成。燃油供給系統總體位置燃油供給系統總體位置發動機上燃油供給系統元件的位置燃油供給系統 功用：功用：供給噴油器一定壓力的燃油，噴油器則根據電腦指令噴油。燃油供給系統原理圖燃油供給系統原理圖原理電動汽油泵將燃油從油箱中泵出，經過燃油濾清器除去雜質及水分后，送至供油總管；當由ECU控制的噴油器開啟時，燃油以高壓霧狀噴出，并與空氣混合，形成可燃混合氣；當進氣門開啟時，可燃混合氣被吸入氣缸。三、電子控制系統電子控制系統包括傳感器、ECU和執行器。電子控制系統 ECU根據空氣流量計信號和發動機轉速信號確定基本噴油時間，在根據其他傳感器對噴油時間進行修正，并按最后確定的總噴油時間向噴油器發出指令，使噴油器噴油或斷油。空氣流