1、汽車電控發動機PPT課件第一章發動機電控系統概述2022/7/222網絡工程技術專業1、自動控制的定義:自動控制是采用控制裝置使被控制對象(如機器設備的運行或生產過程的進行)自動地按照給定的規律運行,使被控制對象的一個或數個物理量(如電壓、電流、速度、位置、溫度、流量等)能夠在一定的精度范圍內按照給定的規律變化。2、電子控制系統:采用電子設備(如計算機)作為自動控制系統的控制裝置。3、電子控制系統的基本形式: 開環控制 閉環控制4、開環控制的組成與特點 （1）開環控制的組成: 1. 1 電控系統的基本概念 1.1.1 自動控制系統概述 （2）開環控制的特點: 在控制器與被控對象之間只有正向控制

2、作用而沒有反饋控制作用。2022/7/223網絡工程技術專業5、閉環控制的組成與特點: （1）閉環控制的組成 1. 1 電控系統的基本概念 1.1.1 自動控制系統概述 （2）閉環控制的特點: 在控制器與被控對象之間,不僅存在著正向作用,而且存在著反饋作用,即系統的輸出量對控制量有直接影響。 （3）各部分的功能: 測量元件對被控對象的被控參數進行測量;變換發送單元將被測參數變成電壓(或電流)信號,并反饋給控制器;控制器將反饋回來的信號與給定值進行比較。 輸入量測量元件變換發送單元執行機構控制器被控對象被控參數2022/7/224網絡工程技術專業1、微機控制系統的組成 如果把閉環控制中的控制器用

3、微機來代替,就組成了微機控制系統。2、微機控制系統的控制過程 數據采集：對被控參數的瞬時值進行檢測,并輸送給計算機 控制: 對采集到的表征被控參數的狀態量進行分析，并按已定的控制規律確定控制過程，適時地對執行機構發出控制信號。 上述過程不斷重復，使整個系統能夠按照一定的控制指標進行工作，并對被控參數和設備本身出現的異常狀態及時監督、迅速處理。 現代發動機電控系統屬于微機控制系統,早期采用開環控制,現在大部分采用閉環控制。 1. 1 電控系統的基本概念 1.1.2 微機閉環控制 2022/7/225網絡工程技術專業 汽車電子技術發展始于20世紀60年代，分為三個階段。目前發動機上常用的電控系統有

4、：電控燃油噴射系統、電控點火系統、怠速控制系統、排放控制系統、增壓控制系統、警告提示系統、自我診斷與報警系統、失效保護系統和應急備用系統。1. 2 發動機電控系統的發展過程 1.2.1 發動機電控技術發展 1.2.2 現代汽車電子控制系統的發展趨勢 1、單獨控制:早期的汽車電控系統多采用一個ECU控制汽車的某一個系統,如果有多個系統就要采用多個ECU控制。 2、集中控制系統:利用微處理器使控制功能集中化,將多種控制功能集中到一個ECU上,就可以不必設置多個傳感器和ECU?，F代汽車都采用集中控制系統。 2022/7/226網絡工程技術專業 ECU主要根據進氣量確定基本的噴油量，再根據其他傳感器（

5、如冷卻液溫度傳感器、節氣門位置傳感器）信號對噴油量進行修正，使發動機在各種運行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣。電控燃油噴射主要包括噴油量、噴射正時、燃油停供和燃油泵的控制。1.3.2 電控點火裝置(ESA) ESA的功能是點火提前角控制。根據各相關傳感器信號，判斷發動機的運行工況和運行條件，選擇最理想的點火提前角點燃混合氣，從而改善發動機的燃燒過程。1.3.3 怠速控制系統 發動機輔助控制系統。1.3.4 排放控制系統 對發動機控制裝置的工作實行電子控制。 1. 3 發動機電控系統的功能 1.3.1 電控燃油噴射(EFI)系統 2022/7/227網絡工程技術專業1.3.6 增壓控制系統1.3

6、.7 巡航控制系統1.3.8 警告系統1.3.9 自診斷與報警系統1.3.10 失效保護系統1.3.11 應急備用系統 1. 3 發動機電控系統的功能 1.3.5 進氣控制系統 2022/7/228網絡工程技術專業 1、組成 1. 4 發動機電控系統的基本組成及工作原理 1.4.1 電控系統的基本組成與類型 有三部分組成：- 信號輸入裝置各種傳感器，采集控制系統的信號，并轉換成電信號輸送給ECU。- 電子控制單元ECU，給各傳感器提供參考電壓，接受傳感器信號，進行存儲、計算和分析處理后執行器發出指令。- 執行元件由ECU控制，執行某項控制功能的裝置。2、類型 - 開環控制ECU根據傳感器的信號

7、對執行器進行控制，而控制的結果是否達到預期目標對其控制過程沒有影響。 - 閉環控制也叫反饋控制，在開環的基礎上，它對控制結果進行檢測，并反饋給ECU， 進行原先的控制修正。 2022/7/229網絡工程技術專業1、空氣流量計（MAF）:測量發動機吸入空氣量，并將信號輸入ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。 2、進氣(歧管絕對)壓力傳感器（MAP）：測量進氣管壓力，并將信號輸入ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。 3、發動機轉速與曲軸位置傳感器：檢測曲軸位置信號和曲軸轉角信號，并輸入ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。 4、凸輪軸位置傳感器：也叫同步信號傳感器，是一個氣缸

8、判別定位裝置，是點火控制的主控制信號。 5、上止點位置傳感器：向ECU提供1缸上止點位置信號，作為點火控制的主控制信號。 6、缸序判別傳感器：向ECU提供各缸工作順序，作為點火控制的主控制信號。7、冷卻液溫度傳感器:給ECU提供冷卻液溫度信號，作為燃油噴射和點火控制的修正信號。8、進氣溫度傳感器：檢測進氣溫度信號（修正信號）。 1. 4 發動機電控系統的基本組成及工作原理 1.4.2 信號輸入裝置及輸入信號 2022/7/2210網絡工程技術專業9、節氣門位置傳感器：檢測節氣門的開度及開度變化，信號輸入ECU。10、氧傳感器：檢測排氣中的氧含量，向ECU輸入反饋信號。11、爆震傳感器：檢測汽油

9、機是否爆燃及爆燃強度。12、大氣壓力傳感器：檢測大氣壓力，修正噴油和點火控制。13、車速傳感器：控制發動機轉速，實現超速斷油控制，也是自動變速器的主控制信號。14、起動信號：發動機起動時，給ECU提供一個起動信號。作為噴油量和點火提前角的修正信號。15、發電機負荷信號：發電機負荷增大時,作為噴油量和點火提前角的修正信號。16、空調作用信號：當空調開關打開，空調壓縮機工作，發動機負荷加大時，由空調開關向ECU輸入信號。17、擋位開關信號和空擋位置開關信號：自動變速器由P/N擋掛入其他檔時，發動機負荷增加,向ECU輸入信號。當掛入P/N擋時向ECU提供P/N擋信號才能啟動發動機。1. 4 發動機電

10、控系統的基本組成及工作原理 1.4.2 信號輸入裝置及輸入信號 2022/7/2211網絡工程技術專業19、離合器開關信號：在離合器接合和分離時,由離合器開關向ECU輸入離合器工作狀態信號,修正噴油量和點火提前角。20、制動開關信號：在制動時,由制動開關向ECU提供制動信號,作為對噴油量、點火提前角、自動變速器等的控制信號。21、動力轉向開關信號：由于動力轉向液壓泵工作使發動機負荷加大,動力轉向開關向ECU輸入修正信號。20、EGR閥位置傳感器：向ECU提供EGR閥的位置信號。22、巡航(定速)控制開關： ECU輸入巡航控制狀態信號,由ECU對車速進行自動控制。1. 4 發動機電控系統的基本組

11、成及工作原理 1.4.2 信號輸入裝置及輸入信號 2022/7/2212網絡工程技術專業（一）電子控制單元的功能 接收傳感器或其他裝置輸入的信息；給傳感器提供參考電壓；將輸入的信息轉變為微機所能接受的信號。 存儲、計算、分析處理信息；計算輸出值所用的程序；存儲該車型的特點參數；存儲運算中的數據、存儲故障信息。 運算分析。根據信息參數求出執行命令數值;將輸出的信息與標準值對比，查出故障。 輸出執行命令。把弱信號變成強的執行命令信號；輸出故障信息。 自我修正功能(自適應功能) 1. 4 發動機電控系統的基本組成及工作原理 1.4.3 電子控制單元(ECU)的功能與組成 2022/7/2213網絡工

12、程技術專業（二）發動機集中控制系統ECU的構成 ECU主要由輸入回路、A/D轉換器、微機和輸出回路四部分組成。 1、輸入回路 從傳感器來的信號,首先進入輸入回路。在輸入回路里,對輸入信號進行預處理,一般是在去除雜波和把正弦波變為矩形波后,在轉換成輸入電平。 2、A/D轉換器 微機不能直接處理模擬信號,A/D轉換器是將模擬信號轉換為數字信號后再輸入微機。如果傳感器輸出的是脈沖(數字)信號,經過輸入回路處理后可以直接進入微機。1. 4 發動機電控系統的基本組成及工作原理 1.4.3 電子控制單元(ECU)的功能與組成2022/7/2214網絡工程技術專業（二）發動機集中控制系統ECU的構成 3、微

13、型計算機 是發動機電控系統的核心。它能根據需要，把各種傳感器送來的信號，按內存的程序對數據進行運算處理，并把處理結果送往輸出回路。由以下幾部分組成部分組成： 中央處理器：中央處理器常叫CPU,主要由運算器, 寄存器, 控制器等構成。 存儲器：主要功能是存儲信息資料。存儲器一般分為隨機存儲器和只讀存儲器。 輸入/輸出口：是CPU與輸入裝置(傳感器)、輸出裝置(執行器)間進行信息交流的控制電路。 總線：是一束傳遞信息的內部連線, 按傳遞信息的類別可分為數據總線、地址總線和控制總線。 4、輸出回路 將微機發出的指令，轉變成控制信號來驅動執行器工作。輸出回路一般起著控制信號的生成和放大等功能。1. 4

14、 發動機電控系統的基本組成及工作原理 1.4.3 電子控制單元(ECU)的功能與組成2022/7/2215網絡工程技術專業執行器是受ECU控制,具體執行某項控制功能的裝置。常見的執行器有:電磁式噴油器、點火控制器、怠速控制閥、進氣控制閥、EGR閥等等。1. 4 發動機電控系統的基本組成及工作原理 1.4.4 執行器 1.4.5 電子控制系統的簡要工作過程 1、發動機起動時,ECU進入工作狀態,某些程序從ROM中取出,進入CPU。這些程序可以用來控制點火時刻、燃油噴射、怠速等。 2、通過CPU的控制,一個個指令逐個地進行循環執行。執行程序中所需要的發動機信息,來自各個傳感器。 3、從傳感器來的信

15、號,首先進入輸入回路進行處理。如果是數字信號直接經I/O接口進入微機；如果是模擬信號經A/D轉換器轉換成數字信號后才經I/O接口進入微機。 4、大多數信息暫時存儲在RAM內,根據指令再從RAM送到CPU。有時需將存儲在ROM中的參考數據引入CPU,使輸入傳感器的信息與之進行對比。 5、對來自有關傳感器的每一個信息依次取樣,并與參考數據進行比較。 6、CPU對這些數據進行比較運算后,作出決定并發出輸出指令信號,經I/O接口,必要的信號還要經D/A轉換器變成模擬信號,最后經輸出回路去控制執行器動作。 2022/7/2216網絡工程技術專業第二章汽油機燃油噴射系統2022/7/2217網絡工程技術專

16、業1.按噴射系統執行機構不同分類多點噴射系統（MPI）：多點噴射系統是指在每一個氣缸的進氣門前均安裝一只噴油器,噴油器適時噴油。單點噴射系統（SPI）：單點噴射系統是指在節流閥體上安裝一只或兩只噴油器,向進氣歧管中噴油形成燃油混合氣,進氣行程時燃油混合氣被吸入氣缸內。2.按噴射控制裝置的形式不同分類機械式：空氣計量器與燃油分配器組合在一起,空氣計量器檢測空氣流量的大小后,靠連接桿傳動操縱燃油分配器的柱塞動作,以燃油計量槽開度的大小控制噴油量,達到控制混合氣空燃比的目的。電子控制式：根據各種傳感器送至電腦的發動機運行狀況的信號,由電腦運算后,發出控制噴油量和點火時刻等多種執行指令,實現多種機能的

17、控制.即為發動機電子集中控制系統。 機電一體混合式：在燃油分配器上安裝了一個由電腦控制的電液式壓差調節器,電腦根據水溫、節氣門位置等傳感器的輸入信號控制電液式壓差調節器動作,以調節燃油供給量。 2. 1 汽油機燃油噴射系統概述 2.1.1 電控燃油噴射系統的分類 2022/7/2218網絡工程技術專業3.按噴射方式不同分類間歇噴射系統：在發動機運轉期間汽油間歇噴射是在進氣過程中的某時間內進行的,噴油量大小取決于噴油器持續開啟時間,即電腦指令的噴油脈沖寬度。連續噴射系：燃油噴射的時間占有全部工作循環的時間,連續噴射都是噴在進氣道內,大部分燃油是在進氣門關閉后噴射。4按噴射位置的不同分類進氣道噴射

18、式缸內直接噴射式2. 1 汽油機燃油噴射系統概述 2.1.1 電控燃油噴射系統的分類 2022/7/2219網絡工程技術專業5.按噴射時序分類同時噴射：同時噴射是指發動機在運轉期間,各缸噴油器同時開啟且同時關閉,由電腦的同一個噴油指令控制所有的噴油器同時動作。分組噴射：分組噴射是指將噴油器分成兩組交替噴射,電腦發出兩路噴油指令,每路指令控制一組噴油器。 順序噴射：順序噴射是指噴油器按發動機各缸進氣行程的順序輪流噴射,它具有噴射正時,由電腦根據曲軸位置傳感器提供的信號,辨別各缸的進氣行程,適時發出各缸的噴油脈沖信號,以實現次序噴射的功能。 2. 1 汽油機燃油噴射系統概述 2.1.1 電控燃油噴

19、射系統的分類 2022/7/2220網絡工程技術專業6.按空氣流量的檢測方式分類 可分為: 歧管壓力計量式（D型EFI系統） 翼片式或葉片式（L型EFI系統） 卡門旋渦式（L型EFI系統） 熱線式（LH型EFI系統） 熱膜式（LH型EFI系統）1）、歧管壓力計量式 將歧管壓力和轉速信號輸送到電腦,由電腦根據該信號計算出充氣量,再產生與之相對應的噴油脈沖,控制噴油器噴射適量的燃油. 2）、翼片式和卡門旋渦式 其計量方式屬于體積流量型,即通過計量氣缸充氣的體積,將物理量轉變成電信號輸送至電腦,電腦計算出與該體積的空氣相適應的噴油量以控制混合氣空燃比。 3）、熱線式和熱膜式 直接測量進入氣缸內空氣的

20、質量,將該空氣的質量轉換成電信號,輸送給電腦,由電腦根據空氣的質量計算出與之相適應的噴油量,以控制空燃比在最佳值。 2. 1 汽油機燃油噴射系統概述 2.1.1 電控燃油噴射系統的分類 2022/7/2221網絡工程技術專業1. 能實現空燃比的高精度控制2. 充氣效率高3. 瞬時響應快4. 起動容易,暖機性能好5. 節油和排放凈化效果明顯6. 減速斷油功能也能降低排放,節省燃油7. 便于安裝。 2. 1 汽油機燃油噴射系統概述 2.1.2 電控汽油噴射系統的優點2022/7/2222網絡工程技術專業一般由三個部分組成： 空氣供給系統 燃油供給系統 電子控制系統2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的

21、組成及工作原理2. 2. 1 電控燃油噴射系統的組成2022/7/2223網絡工程技術專業功用：提供、測量和控制燃油燃燒時所需要的空氣量。組成：空氣濾清器、進氣壓力傳感器（D型）或空氣流量計（L型）、節氣門、怠速空氣調整器等。圖2-4是L型系統的進氣系統示意圖。2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2. 2. 1 電控燃油噴射系統的組成1、空氣供給系統2022/7/2224網絡工程技術專業功用：向發動機精確提供各種工況下所需要的燃油量。組成：油箱、電動燃油泵、過濾器、燃油脈動阻尼器、燃油壓力調節器、噴油器、冷起動噴油器、供油總管等。如圖2-5所示。2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組

22、成及工作原理2. 2. 1 電控燃油噴射系統的組成2、燃油供給系統2022/7/2225網絡工程技術專業功用：根據發動機運轉狀況和車輛運行狀況確定燃油的最佳噴射量。組成：傳感器、ECU、執行器三部分，如圖2-6所示。2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2. 2. 1 電控燃油噴射系統的組成3、電子控制系統2022/7/2226網絡工程技術專業1、燃油壓力的建立與燃油噴射方式 各種電控燃油噴射系統的噴油壓力都是由燃油泵提供的。油箱內的燃油被燃油泵吸出并加壓至 350 kPa左右，經過燃油濾清器濾去雜質后，被送至發動機上方的分配油管，分配油管與安裝在各缸進氣歧管上的噴油器相通。噴油器是

23、一種電磁閥，由ECU控制，通電時電磁閥開啟，壓力燃油以霧狀噴入進氣歧管，與空氣混合，在進氣行程中被吸入氣缸。分配油管的末端裝有燃油壓力調節器，用來調整分配油管中的壓力，使油壓保持某一定值（約250300 kPa ）。多余燃油經回路返回油箱。2. 2. 2 電控燃油噴射系統（EFI）的工作原理2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2227網絡工程技術專業2、進氣量的控制與測量進氣量由駕駛員通過加速踏板操縱節氣門來控制。節氣門開度不同，進氣量也不同，同時進氣歧管內的真空度也不同。在同一轉速下，進氣歧管真空度與進氣量由一定關系。進氣壓力傳感器將進氣歧管內真空度的變化轉換成電信

24、號的變化，并傳送給ECU，ECU根據進氣歧管真空度的大小計算出發動機的進氣量。2. 2. 2 電控燃油噴射系統（EFI）的工作原理（一）、 D型EFI系統2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2228網絡工程技術專業3、噴油量和噴油時刻的確定噴油量由ECU控制。ECU根據進氣壓力傳感器測量的信號計算出進氣量，再根據曲軸位置傳感器測量的信號計算出發動機轉速，根據進氣量和轉速計算出相應的基本噴油量。各缸噴油器每次噴油的開始時刻由ECU根據曲軸位置傳感器測到的1缸上止點的位置來控制。然后按發動機既定的發火順序依次向各缸噴油。2. 2. 2 電控燃油噴射系統（EFI）的工作原理

25、（一）、 D型EFI系統2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2229網絡工程技術專業4、不同工況下的控制模式電控燃油噴射系統能根據各個傳感器測得的發動機各種運轉參數，判斷發動機所處的工況，并選擇不同模式的程序來控制發動機的運轉，實現起動加濃、暖機加濃、加速加濃、全負荷加濃、減速調稀、強制怠速斷油、自動怠速控制等。D型系統的結構簡單、工作可靠。但由于采用壓力作為控制噴油量的主要因素，因此當大氣狀況較大變化時，會影響控制精度。2. 2. 2 電控燃油噴射系統（EFI）的工作原理（一）、 D型EFI系統2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2230網

26、絡工程技術專業分組噴射 即多缸發動機分為若干組進行噴射，同一組各缸同時噴油，不同組間順序噴油。 一般把氣缸的噴油器分成24組（四缸發動機通常分成2組），由微機分組控制噴油器，各組輪流交替噴射。其噴射控制電路如圖2-11所示。2. 2. 3 燃油噴射控制（一）、 噴油正時2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2231網絡工程技術專業3、順序噴射 - 也叫獨立噴射，即按點火順序要求逐缸噴射。曲軸每轉2周，各缸噴油器都按點火順序輪流噴射1次。其控制電路如圖2-13所示。2. 2. 3 燃油噴射控制（一）、 噴油正時2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理 - 各噴射器

27、分別由微機進行控制，驅動回路數與氣缸數相等。 - 采用順序噴射控制時，應具有正時和缸序兩個功能。微機根據判缸信號、曲軸位置信號，確定哪個缸是排氣行程（活塞上行）且活塞行至上止點前某一噴油位置時，微機發出噴油信號，接通該缸噴油器電磁線圈電路，此缸開始噴射。 2022/7/2232網絡工程技術專業3、順序噴射 順序噴射正時圖如圖2-14所示。2. 2. 3 燃油噴射控制（一）、 噴油正時2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理優點：順序噴射可以設定最佳時間噴油，對混合氣形成十分有利，對提高燃油經濟性和降低有害排放有一定好處。缺點：控制系統的電路結構及軟件都較復雜，但隨著電子技術的日益發展，

28、是比較容易解決的。既適合進氣管噴射，也適合于氣缸內噴射。2022/7/2233網絡工程技術專業噴油量的控制：亦即噴油器噴射時間的控制。必要性：要使發動機在各工況下都處于良好的工作狀態，必須精確地計算基本噴油持續時間和各種參數的修正量，從而使發動機可燃混合氣的空燃比符合要求。不同型號的發動機，基本噴油持續時間和各種修正值不同，但其確定方式和對發動機的影響是相同的。 下面4個方面予以介紹。 2. 2. 3 燃油噴射控制（二）、 噴油量的控制2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2234網絡工程技術專業2、起動后的噴油控制2）起動后各工況下噴油量的修正2. 2. 3 燃油噴射

29、控制（二）、 噴油量的控制 起動后加濃發動機完成起動后，點火開關由起動（STA）位置轉到接通點火（ON）位置，或者發動機轉速已達到或超過預定值，ECU應額外增加噴油量，使發動機保持穩定運行。噴油量的初始修正值根據冷卻水溫度確定，然后以一固定速度下降，逐步達到正常。 2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2235網絡工程技術專業2、起動后的噴油控制2）起動后各工況下噴油量的修正2. 2. 3 燃油噴射控制（二）、 噴油量的控制 暖機加濃 冷機時，燃油蒸發性差，為使發動機迅速進入最佳工作狀態，必須供給濃的混合氣。 在冷卻水溫度低時，ECU根據水溫傳感器THW信號相應增加噴射

30、量（見圖2-19）。從該圖可見，水溫在 40oC時加濃量約為正常噴射量的兩倍。 暖機加濃還受節氣門位置傳感器中的怠速觸點IDL接通或斷開控制，根據發動機轉速，ECU使噴油量有少量變化。 2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2236網絡工程技術專業2、起動后的噴油控制2）起動后各工況下噴油量的修正2. 2. 3 燃油噴射控制（二）、 噴油量的控制通常以20oC為進氣溫度信號的標準溫度，低于20oC時空氣密度大，ECU增加噴油量，使混合氣不致過?。贿M氣溫度高于20oC時空氣密度小，ECU使噴油量減少，以防止混合氣偏濃。進氣溫度修正曲線如圖2-20所示。從圖中可知，修正約在

31、 -20 60oC之間進行。 進氣溫度修正進氣密度隨著進氣溫度而變化，ECU根據THA信號修正噴油持續時間，使空燃比滿足要求。2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2237網絡工程技術專業2、起動后的噴油控制2）起動后各工況下噴油量的修正2. 2. 3 燃油噴射控制（二）、 噴油量的控制 大負荷加濃發動機在大負荷下運轉時，須使用濃混合氣以獲得大功率。ECU根據發動機負荷來增加噴油量。發動機負荷狀況根據節氣門開度或進氣量的大小確定，即根據進氣壓力傳感器、空氣流量計、節氣門位置傳感器信號來判斷負荷狀況，從而決定相應的噴射量。 大負荷的加濃量通常約為正常噴油量的10%30%

32、。2. 2 汽油機電控燃油噴射系統的組成及工作原理2022/7/2238網絡工程技術專業 1作用：給電控燃油噴射系統提供具有一定壓力的燃油。2類型：（1）按安裝位置不同分為：內置式安裝在油箱中，具有噪聲小、不易產生氣阻、不易泄漏、管路安裝簡單。外置式串接在油箱外部的輸油管路中，易布置、安裝自由大，單噪聲大，易產生氣阻。（2）按電動燃油泵的結構不同分為：渦輪式、滾柱式、轉子式和側槽式。3電動燃油泵的結構1）渦輪式電動燃油泵 （1）結構：主要由燃油泵電動機、渦輪泵、出油閥、卸壓閥組成。 2. 3 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.1 電動燃油泵2022/7/2239網絡工程技術專業3電動燃

33、油泵的結構（2）原理 油泵電動機通電時，電動機驅動渦輪泵葉片旋轉，由于離心力的作用，使葉輪周圍小槽內的葉片貼緊泵殼，將燃油從進油室帶往出油室。由于進油室的燃油不斷增多，形成一定的真空度，將燃油從進油口吸入；而出油室燃油不斷增多，燃油壓力升高，當達到一定值時，頂開出油閥出油口輸出。出油閥在油泵不工作時阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的壓力，便于下次起動。如圖2. 3汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.1 電動燃油泵2022/7/2240網絡工程技術專業2）滾柱式電動燃油泵（1）結構主要由燃油泵電動機、滾柱式燃油泵、出油閥、卸壓閥等組成。（2）原理 當轉子旋轉時，位于轉子槽內的滾柱在離心力

34、的作用下，緊壓在泵體內表面上，對周圍起密封作用，在相鄰兩個滾柱之間形成工作腔。在燃油泵運轉過程中，工作腔轉過出油口后，其容積不斷增大，形成一定的真空度,當轉到與進油口連通時，將燃油吸入；而吸滿燃油的工作腔轉過進油口后，容積不斷減小，使燃油壓力提高，受壓燃油流過電動機，從出油口輸出。 2. 3汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.1 電動燃油泵2022/7/2241網絡工程技術專業（1）ECU控制的燃油泵控制電路 2. 3 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.2 燃油泵控制工作原理：起動或重負荷時：發動機ECU通過FPC端子向燃油泵ECU發出高電平信號，燃油泵ECU向燃油泵輸出高電壓(

35、約12V)，燃油泵高速運轉。怠速或輕負荷時：發動機ECU通過FPC端子向燃油泵ECU發出低電平信號，燃油泵ECU向燃油泵輸出低電壓(約9V)，燃油泵低速運轉 2022/7/2242網絡工程技術專業1燃油系統油壓的檢查（1）檢查油箱中的燃油，釋放燃油系統壓力。（2）檢查蓄電池，拆下負極電纜。（3）將專用壓力表接在脈動阻尼器位置（對于韓國大宇或通用）或進油管接頭處（對于豐田）。（4）接上負極電纜，起動發動機使其維持怠速運轉。（5）拆下燃油壓力調節器上真空軟管，用手堵住進氣管一側，檢查油壓表指示的壓力，多點噴射系統應為0.25 0.35MPa ,單點噴射系統為0.070.10MPa。若過低，說明燃油

36、壓力調節器有故障，更換后仍過低，應檢查是否有堵塞或泄露，如沒有，應更換燃油泵；若過高，應檢查回油管是否堵塞，若正常，說明燃油壓力調節器有故障。（6）接上燃油壓力調節器的真空軟管，檢查燃油壓力表的指示應有所下降（約為0.05 MPa），否則檢查真空管是否有堵塞和漏氣，若正常，說明燃油壓力調節器有故障。（7）將發動機熄火，等待10min后觀察壓力表的壓力，多點噴射系統不低于0.20 MPa，單點噴射系統不低于0.05 MPa。（8）檢查完畢后，應釋放系統壓力拆下油壓表，裝復燃油系統。 2. 3 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.3 燃油泵及控制電路的檢修2022/7/2243網絡工程技術專

37、業2燃油泵控制電路的檢查（1）用專用導線將診斷座上的燃油泵測試端子跨接到12V電源上。（2）將點火開關轉至“ON”位置，但不要起動發動機。（3）旋開油箱蓋能聽到燃油泵工作的聲音，或用手捏進油軟管應感覺有壓力。（4）若聽不到燃油泵的工作聲音或進油管無壓力，應檢修或更換燃油泵。（5）若有燃油泵不工作故障，且上述檢查正常，應檢查燃油泵電路導線、繼電器、易熔線和熔絲有無斷路。3燃油泵的拆裝與檢測拆裝燃油泵時注意：應釋放燃油系統壓力，并關閉用電設備。拆下燃油泵后，測量燃油泵兩端子之間電阻，應為23。用蓄電池直接給燃油泵通電，應能聽到油泵電機高速旋轉的聲音。注意：通電時間不能太長。 2. 3 汽油機燃油供

38、給系統的結構及工作原理2.3.3 燃油泵及控制電路的檢修2022/7/2244網絡工程技術專業 功用：濾清燃油中的雜質和水分，防止燃油系統堵塞，減小機件磨損，保證發動機正常工作。 一般采用紙質濾心，每行駛2000040000或1到2年應更換，安裝時應注意燃油流動方向的箭頭，不能裝反。2.3.5 脈動阻尼器功用：減小在噴油器噴油時，油路中的油壓可能會產生微小的波動，使系統壓力保持穩定。組成：由膜片、回位彈簧、閥片和外殼組成。原理：發動機工作時，燃油經過脈動阻尼器膜片下方進入輸油管，當燃油壓力產生脈動時，膜片彈簧被壓縮或伸張，膜片下方的容積稍有增大或減小，從而起到穩定燃油系統壓力的作用。 2. 3

39、 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.4 燃油濾清器2022/7/2245網絡工程技術專業1作用：穩定燃油管的壓力，使它與進氣歧管之間的壓力差保持恒定為250300 kPa。2燃油管壓力與進氣歧管壓力保持恒定的壓力差ECU對噴油質量的控制是時間控制，噴油壓力便成影響噴油量和空燃比的重要因素，若在相同的噴油持續時間，若噴油壓力不同，噴油量也不同。為了精確的控制噴油量和空燃比，必須確保噴油壓力與進氣歧管真空度之間的壓力差為恒定值。3組成：主要由閥片、膜片、膜片彈簧和外殼組成。4原理：發動機工作時，燃油壓力調節器膜片上方承受的壓力為彈簧壓力和進氣管內氣體的壓力之和，膜片下方承受的壓力為燃油壓力

40、，當壓力相等時，膜片處于平衡位置不動。當進氣管內氣體壓力下降時，膜片向上移動，回油閥開度增大，回油量增多，使輸油管內燃油壓力也下降；反之，進氣管內氣體壓力升高時,燃油的壓力也升高。 2. 3 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.6 燃油壓力調節器2022/7/2246網絡工程技術專業5燃油壓力調節器的檢修1）燃油壓力調節器的就車檢查（1）燃油壓力調節器工作情況的檢查檢查時用油壓表測量發動機怠速運轉時的燃油壓力，然后拆下調節器上的真空軟管。這時燃油壓力應升高50Kpa，否則應予以更換。（2）燃油壓力調節器保持壓力的檢查將燃油壓力表接入燃油管路，用一根導線將電動燃油泵的兩個檢測孔短接；打開點

41、火開關，讓電動燃油泵運轉10秒，然后關閉點火開關取下導線；再將燃油壓力調節器的回油管夾緊，5分鐘后觀察油壓，如果該油壓下降，表明調節器有泄露，應更換。2）燃油壓力調節器的拆卸檢查拆下燃油壓力調節器的進油管和真空軟管，這時兩者之間應不通；否則，表明有泄露，應予以更換。 2. 3 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.6 燃油壓力調節器2022/7/2247網絡工程技術專業1功用：根據ECU指令，控制燃油噴射量。2安裝：單點噴射系統安裝在節氣門體空氣入口處，多點噴射安裝在進氣歧管。3構造：由濾網、線束連接器、電磁線圈、回位彈簧、銜鐵和針閥等組成。4原理：當電磁線圈通電時，產生電磁吸力，將銜鐵吸

42、起并帶動針閥離開閥座，同時回位彈簧被壓縮，燃油經過針閥并由軸針與噴口的環隙或噴孔中噴出；當電磁線圈斷電時，電磁吸力消失，回位彈簧迅速使針閥關閉，噴油器停止噴油。5類型：高阻（電阻1316）和低阻（電阻23）。6驅動方式：電流驅動和電壓驅動 2. 3 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.6 噴油器2022/7/2248網絡工程技術專業7噴油器檢修 （1）噴油器泄露情況的檢查 將噴油器裝在分配油管上，用一根導線將診斷座上燃油泵的檢測插孔短接，并打開點火開關。燃油泵開始運轉，注意觀察噴油器有無漏油。如果漏油，其漏油量在1分鐘內應少于一滴，否則應予以更換。 （2）噴油器電阻檢查 低電阻阻值為23

43、，高電阻阻值為1316。低阻值的噴油器不可直接與蓄電池連接，應串聯一個適當阻值的5壓電阻，以免燒壞電磁線圈。 （3）噴油量檢查 用專用設備檢查，檢查15s內的噴油量應為5070ml，重復測量三次。8噴油器的控制電路 9噴油器的控制電路的檢查 （1）拔下噴油器連接器插頭。 （2）接通點火開關，不要啟動發動機。 （3）測量噴油器控制線連接器插頭上的電源線的電壓，應為12V。若無電壓，檢查點火開關及熔斷器或主繼電器及線路。 （4）檢查ECU的噴油器搭鐵線，搭鐵是否良好。（5）將專用檢查試燈串接到噴油器連接器兩插頭上，起動發動機，試燈應閃爍，不亮或不閃爍則控制回路有故障，可檢查噴油器至ECU的線路和E

44、CU是否有故障，也可以用示波器檢測噴油器脈沖波形，對控制電路進行檢查。 2. 3 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.6 噴油器2022/7/2249網絡工程技術專業1功用：在發動機冷起動時噴油，以加濃混合氣，改善發動機的冷起動性能。2原理：發動機起動時，起動繼電器線圈通電，觸點閉合使蓄電池電壓送至冷起動噴油器，正時開關控制冷起動搭鐵回路接通，冷起動噴油器噴油。若冷卻水溫度較高，正時開關則斷開，冷起動噴油器不噴油。3冷起動噴油器的控制類型（1）熱限時開關控制 發動機在熱狀態下起動時，熱限時開關處于關斷狀態，冷起動噴油器不噴油；低溫起動時，觸點閉合，冷起動噴油器噴油，經一定時間觸點斷開，冷

45、起動噴油器停止噴油。（2）ECU和熱限時開關協同作用 當水溫在20-25攝氏度時，由熱限時開關控制；當水溫在25-當水溫在20-25攝氏度時，由ECU繼續控制，水溫超過60攝氏度時，ECU使冷起動噴油器停止供油。4冷起動噴油器的檢修（1）冷起動噴油器的就車檢查 用萬用表檢查電阻。（2）冷起動噴油器的檢驗 檢查泄漏情況及噴油量，與噴油器的方法相同。 2. 3 汽油機燃油供給系統的結構及工作原理2.3.7 冷起動噴油器及其控制電路2022/7/2250網絡工程技術專業（一）空氣濾清器一般為干式紙質濾心式，結構與普通發動機上相同。（二）節氣門體與怠速調整螺釘節氣門體安裝在進氣管中，來控制發動機正常工

46、況下的進氣量。主要由節氣門、節氣門位置傳感器、怠速空氣道等組成。節氣門位置傳感器裝在節氣門軸上，來檢測節氣門的開度。有的車上還設有副節氣門和副節氣門位置傳感器，例如在LS400上還設有牽引控制系統（TRC），當車輛處于TRC控制狀態行駛時，無論是起步、勻速或加減速工況，汽車均能根據道路狀況確保輸出最佳的驅動力和牽引性能。在TRC控制行駛狀態下，發動機的主節氣門由主節氣門強制開啟器打開（全開），進氣量由副節氣門控制，節氣門開度信號也由副節氣門位置傳感器負責將信號傳送給ECU。注意：裝有節氣門限位螺釘的汽車，一般不允許調節節氣門限位螺釘，除非怠速控制閥發生故障而無法及時修復，可通過調整節氣門最小開

47、度來保持發動機怠速運轉，故障排除后，應將節氣門限位螺釘調回原位。 2. 4 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理2.4.1 空氣供給系統基本元件的構造2022/7/2251網絡工程技術專業（三）怠速控制系統的工作原理1怠速控制系統的功能：用高怠速實現發動機起動后的快速暖機過程。自動維持發動機怠速在目標轉速下穩定運轉。2怠速控制的方法：節氣門直動式和旁通空氣式。3怠速空氣閥（1）功用：提高冷起動怠速，加快暖機預熱過程，增加暖機過程中所需的空氣量，也稱高怠速控制發動機完成暖機后，通過輔助空氣閥的空氣被自動切斷，恢復正常怠速現代發動機集中管理系統，高怠速控制由怠速控制閥完成（2）石臘式補充空氣閥當冷卻

48、液溫度80時，閥門完全關閉（3）雙金屬片式補充空氣閥雙金屬片的動作由加熱線圈通電時間或發動機水溫決定，當水溫60時，閥門全閉2. 4 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理2.4.1 空氣供給系統基本元件的構造2022/7/2252網絡工程技術專業（三）怠速控制系統的工作原理4旋轉滑閥式怠速控制閥1）控制閥的結構與工作原理ECU控制兩個線圈的通電或斷開，改變兩個線圈產生的磁場，兩線圈產生的磁場與永久磁鐵形成的磁場相互作用，可改變控制閥的位置，從而調節怠速空氣口的開度，以實現怠速控制。工作原理：ECU控制旋轉滑閥式怠速控制閥的兩個線圈的平均通電時間（占空比）來實現怠速的調整。2）控制閥的控制內容包括

49、起動控制、暖機控制、怠速穩定控制、怠速預測控制和學習控制。3）控制閥的檢修 （1）拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發動機，分別檢測電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓。 2）發動機達到正常工作溫度、變速器處于空擋位置時，使發動機維持怠速運轉，用專用短接線接故障診斷座上的TE1與E1端子，發動機轉速應保持在10001200r/min，5s后轉速下降約200 r/min。 （3）拆下怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制閥側分別測量中間端子（B）與兩側端子（ISC1和ISC2）的電阻應為18.822.8。 2. 4 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理2.4.1 空氣供給系統基本元件

50、的構造2022/7/2253網絡工程技術專業（三）怠速控制系統的工作原理5步進電動機型怠速控制閥1)控制閥的結構與工作原理步進電機主要由轉子和定子組成，絲杠機構將步進電機的旋轉運動轉變為直線運動，使閥心作軸向移動，改變閥心與閥座之間的間隙。2）豐田車系步進電機型怠速控制閥工作過程，如圖所示：轉子八對磁極，定子A、B各16個爪極，定子線圈A的兩組線圈與定子線圈B的兩組線圈反極性，定子共分為32個磁極爪，步進一個爪極轉角11.25，步進32步轉子轉一圈，豐田車系步進電機0125步。工作原理，當ECU控制使步進電機的線圈按1-2-3-4順序依次搭鐵時，定子磁場順時針轉動，由于與轉子磁場間的相互作用，

51、使轉子隨定子磁場同步轉動。同理，步進電動機的線圈按相反的順序通電時，轉子則隨定子磁場同步反轉。定子有32個爪級，步進電動機每轉一步為1/32圈，工作范圍為0125個步進級 2. 4 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理2.4.1 空氣供給系統基本元件的構造2022/7/2254網絡工程技術專業（三）怠速控制系統的工作原理6占空比控制電磁閥型怠速控制閥1）控制閥的結構與工作原理 結構主要由控制閥、閥桿、線圈和彈簧等組成。 工作原理：控制閥的開度取決于線圈產生的電磁力大小，與旋轉閥型怠速控制閥相同，ECU是通過控制輸入線圈脈沖信號的占空比來控制電場強度，以調節控制閥的開度，從而實現怠速空氣量的控制。

52、2）控制閥的控制內容 包括起動控制、暖機控制、怠速穩定控制、怠速預測控制和學習控制。3）控制閥的檢修 拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發動機，分別檢測電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓。 拆下怠速控制閥上的兩端子線束連接器，在控制閥側分別測量兩端子之間電阻應為1015。 2. 4 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理2.4.1 空氣供給系統基本元件的構造2022/7/2255網絡工程技術專業（三）怠速控制系統的工作原理7開關型怠速控制閥1）控制閥的結構與工作原理主要由線圈和控制閥組成。工作原理與占空比電磁閥相同，不同的是開關型怠速控制閥工作時，ECU只對閥內線圈通電和斷電兩種狀

53、態控制。2）控制閥的控制內容只進行通、斷電的控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制輔助控制發動機暖機過程的空氣量。 2. 4 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理2.4.1 空氣供給系統基本元件的構造2022/7/2256網絡工程技術專業1、起動初始位置的設定 關閉點火開關使發動機熄火后，ECU的MREL端子向主繼電器線圈供電延續約23s。在這段時間內，蓄電池繼續給ECU和步進電動機供電，ECU使怠速控制閥回到起動初始位置。2、起動控制 在起動期間，ECU根據冷卻液溫度的高低控制步進電動機，調節控制閥的開度，使之到起動后暖機控制的最佳位置，此位置隨冷卻液溫度的升高而減小。3、暖機控制 在暖機過

54、程中，ECU根據冷卻液溫度信號按內存的控制特性控制怠速控制閥的開度，隨溫度上升，怠速控制閥開度漸漸減小。當冷卻液溫度達到70時，暖機控制過程結束。4、怠速穩定控制 當轉速信號與確定的目標轉速進行比較有一定差值時（一般為20r/min），ECU將通過步進電動機控制怠速控制閥，調節怠速空氣供給量，使發動機的實際轉速與目標轉速相同。 2. 4 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理2.4.2 怠速控制閥控制的內容2022/7/2257網絡工程技術專業5、怠速預測控制 在發動機負荷發生變化時，為了避免怠速轉速波動或熄火，ECU會根據各負荷設備開關信號，通過步進電動機提前調節怠速控制閥的開度。6、電器負荷增

55、多時的怠速控制 如電器負荷增大到一定程度時，蓄電池電壓會降低，為了保證電控系統正常的供電電壓，ECU根據蓄電池電壓調節怠速控制閥的開度，提高發動機怠速轉速，以提高發動機的輸出功率。7、學習控制 由于磨損原因導致怠速控制閥性能發生變化，怠速控制閥的位置相同時，實際的怠速轉速與設定的目標轉速略有不同，ECU利用反饋控制使怠速轉速回歸到目標轉速的同時，還可將步進電動機轉過的步數存儲在ROM中，以便在此后的怠速控制過程中使用。 2. 4 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理2.4.2 怠速控制閥控制的內容2022/7/2258網絡工程技術專業空氣流量計的類型：葉片式、卡門渦旋式、熱線式和熱膜式。1葉片式

56、空氣流量計1）結構如圖，空氣流量計主要由測量板、補償板、回位彈簧、電位計、旁通氣道組成，此外還包括怠速調整螺釘、油泵開關及進氣溫度傳感器等。在流量計內還設有緩沖室和緩沖葉片，利用緩沖室內的空氣對緩沖葉片的阻尼作用，可減小發動機進氣量急劇的變化引起測量葉片脈動，提高測量精度。 2. 5汽油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理2.5.1空氣流量計2022/7/2259網絡工程技術專業2）工作原理來自空氣濾清器的空氣通過空氣流量計時，空氣推力使測量板打開一個角度，當吸入空氣推開測量板的力與彈簧變形后的回位力相平衡時，葉片停止轉動。與測量板同軸轉動的電位計檢測出葉片轉動的角度，將進氣量轉換成電壓信號V

57、S送給ECU。3）檢測測量VC與E2、VS與E2、THA與E2之間的電阻。點火開關ON，測量各端子之間的電壓。測量燃油泵開關的導通性。2. 5汽油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理2.5.1空氣流量計2022/7/2260網絡工程技術專業2卡門旋渦式空氣流量計在氣流通道中放一個錐狀的渦流發生器，氣體通過時在錐體后產生許多卡門旋渦的渦流串 。卡門旋渦的頻率和空氣流速之間存在一定的關系。測得卡門旋渦的頻率就可以求出空氣的流速，再乘以空氣通道面積就可以得到進氣的體積流量。1）分類：按檢測分為超聲波檢測和反光鏡檢測法。2）反光鏡檢測法檢測部分結構：鏡片、發光二級管和光電晶體管組成。原理：空氣流經過發

58、生器時，壓力發生變化，經壓力導向孔作用在反光鏡上，使反光鏡發生振動，從而將發光二極管投射的光發射給光電管，對反射光進行檢測。即可得到渦流的頻率。頻率高對應的進氣量大。3）超聲波檢測法結構：由超聲波信號發生器、超聲波發射探頭、渦流穩定板、渦流發生器、整流器、超聲波接收探頭和轉換電路組成。原理：卡門渦旋造成空氣密度變化，受其影響，信號發生器發出的超聲波到達接收器的時機或變早或變晚，測出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形波的脈沖頻率為卡門渦旋的頻率。4）檢測：點火開關轉至“ON”位置，檢測VC與E2間電壓應為5V，KS與E2間電壓應為46V。發動機運轉時，KS與E2間電壓應為24V，進氣量越大

59、，電壓越高。測量THA與E2之間的電阻，與標準參數對照，不符合要求就更換。 2. 5汽油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理2.5.1 空氣流量計2022/7/2261網絡工程技術專業3熱線式空氣流量計1）工作原理：如下圖，熱線電阻RH以鉑絲制成，RH和溫度補償電阻RK均置于空氣通道中的取氣管內，與RA、RB共同構成橋式電路。RH、RK阻值均隨溫度變化。當空氣流經RH時，使熱線溫度發生變化，電阻減小或增大，使電橋失去平衡，若要保持電橋平衡，就必須使流經熱線電阻的電流改變，以恢復其溫度與阻值，精密電阻RA兩端的電壓也相應變化，并且該電壓信號作為熱式空氣流量計輸出的電壓信號送往ECU。 2. 5汽

60、油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理2.5.1 空氣流量計2）自潔功能 在1000以上將粉塵燒掉。3）檢測接通點火開關，不起動發動機，測E與D、E與C之間的電壓為蓄電池電壓。B與C間的信號電壓：發動機工作時為24V 發動機不工作為1.01.5VF與D間電壓，關閉點火開關時，電壓應回零并在5s后有跳躍上升，1s后在回零，說明自潔信號良好。 2022/7/2262網絡工程技術專業1進氣管絕對壓力傳感器的類型半導體壓面敏電阻式、電容式、膜盒式、表面彈性波式等。2半導體壓面敏電阻式的結構及工作原理進氣管絕對壓力傳感器由壓力轉換元件和放大壓力轉換元件輸出信號的集成電路和真空室構成。壓力轉換元件是硅片。