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文檔簡介
1、電子控制燃油噴射系統第1頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第一章 汽車電子技術概述一、汽車電子技術發展簡介 50年代:汽車上最初采用的電子儀器是收音機; 60年代:交流發電機、電壓調節器、點火裝置電子化、IC調節器、IC點火裝置; 德國波許(Bosch)公司研制出D型電子燃油噴射系統、L型電子燃油噴射系統; 70年代:電子控制點火系統、模擬計算機(計算最佳點火時刻、化油器空燃比反饋等) 近年來,車用電子裝置越來越多,如:駕駛輔助裝置、通信、娛樂裝置等。第2頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四二、現代汽車電控技術的應用(一)、由單獨控制到集中控制 1、單
2、獨控制 采用模擬電路的ECU(電子控制單元),單獨對汽車某一系統進行控制。 2、集中控制 采用數字電路及大規模集成電路,微機處理速度提高,存儲容量增加,控制功能大大增加,并有各種備用功能,很多傳感器可通用,使控制功能集中到一個ECU上,形成集中控制系統。第3頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四(二)、集中控制系統的應用 1、發動機控制 (1)、電控燃油噴射(EFI) 噴油量、噴油定時、燃料停供、燃油泵 (2)、電控點火裝置(ESA) 點火時刻、通電時間、爆震防止 (3)、怠速控制(ISC) (4)、排放控制 EGR廢氣再循環、開環與閉環控制等第4頁,共63頁,2022年,5
3、月20日,20點6分,星期四 (5)、進氣控制 (6)、增壓控制 (7)、警告提示 (8)、自我診斷 (9)、備用功能及失效保護2、傳動系控制 (1)、自動變速器 (2)、防滑差速器與加速防滑裝置 (3)、旁引力控制 第5頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四3、行駛、制動轉向系控制 (1)、電控制動防抱死裝置 (2)、電控懸架裝置 (3)、電控定速/加速/怠速控制 (4)、動力轉向車速感應穩定系統4、安全保證及儀表警報 (1)、電子儀表 (2)、雷達防撞裝置 (3)、安全氣囊 (4)、防盜裝置 第6頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四 (5)、安全帶 (
4、6)、照明系統監測5、電源系統 (1)、發電機電壓調節 (2)、過壓保護6、舒適性 (1)、空調系統 (2)、門窗自動開啟 (3)、座椅調節 (4)、門鎖控制第7頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四7、通訊娛樂 (1)、汽車音響系統 (2)、汽車通訊系統 上述各系統,既獨立執行相應功能,相互間又交換大量信息,如:轉速、負荷、車速等,是一個十分復雜的綜合控制系統。第8頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第二章 電控汽油噴射系統概況一、汽油噴射的基本概念 用噴油器將一定壓力和數量的汽油噴入進氣道或氣缸內,其目的是提高汽油霧化質量,改進燃燒,改善汽油發動機的性
5、能。二、汽油噴射的優點 1、點火方面; 2、工作狀態方面; 3、進氣道設計方面; 4、提高燃燒效率方面; 5、混合氣均勻性; 6、汽油噴射系統與傳統化油器式發動機比較。第9頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四三、噴射系統的基本類型及特點(一)、按控制原理分 1、機械控制式燃油噴射系統(K 型) 2、機電混合控制系統(KE型) 3、電子控制式汽油噴射系統(EFI) (1)、開環控制 (2)、閉環控制(二)、按噴油器的布置分 1、單點式汽油噴射系統(SPI) 2、多點式汽油噴射系統(MPI) (1)缸內噴射 (2)進氣道內噴射第10頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6
6、分,星期四(三)、按噴油器工作的時間分 1、連續噴射 2、間隙噴射 (1)、異步噴射 (2)、同步噴射 順序噴射、同時噴射、分組噴射(四)、按進氣量的測量方式分 1、直接測量 2、間接測量 (1)、絕對壓力測量法 (2)、節氣門開度測量法第11頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四四、電子控制汽油噴射系統的組成1、空氣供給系統2、燃油供給系統3、點火系統4、電控系統第12頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第三章 電控汽油噴射系統主要元件結構及其工作原理第一節 空氣供給系統功能:為發動機提供其正常燃燒必需的空氣量,并通過電控單元對進氣量進行測量和控制。空氣
7、濾清器空氣流量計節氣門進氣岐管氣缸附加空氣閥第13頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四空氣供給系統圖第14頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四一、空氣流量計量兩種方法:間接測量、直接測量1、進氣壓力傳感器 結構:見下 組成:真空室、可變電阻片、集成放大電路、硅片、 濾清器 工作原理:壓力變化引起電壓變化第15頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四2、空氣流量計(1)、翼板式空氣流量計組成:翼板、回位彈簧、電位器位置:濾清器之后節氣門總成之前工作原理:氣流推動翼板產生偏轉,與翼板同軸電位器發生電壓變化第16頁,共63頁,2022年,5月2
8、0日,20點6分,星期四(2)、卡門渦旋式空氣流量計特點:電測直接測定工作原理: 渦旋發生頻率與空氣流速成正比,與渦旋發生管直徑成反比。第17頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四(3)熱線式空氣流量計特點:計量精確。工作原理: 空氣流量大小對熱線的冷卻作用不同。實際中的三種使用方法第18頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四3、進氣溫度傳感器作用:ECU需要根據進氣溫度值對空氣量進行修正和計算,才能獲得較高的控制精度。位置:通常在空氣濾清器或進氣總管內。L型則安裝在空氣流量計內。工作原理:進氣溫度變化使熱敏電阻值發生變化引起電壓降。第19頁,共63頁,20
9、22年,5月20日,20點6分,星期四二、進氣總管和進氣歧管1、設計時應考慮因素 最大限度的控制和利用進氣流的脈動。2、設計目的 既可獲得較大充氣量,又能滿足各缸均勻性要求。3、分類第20頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四三、節氣門總成1、組成2、位置3、作用4、怠速空氣量的供給第21頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四5、節氣門位置傳感器(1)、開關型(2)、線性可變電阻型第22頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四6、輔助空氣閥(1)、作用(2)、雙金屬片式輔助空氣閥結構和工作原理第23頁,共63頁,2022年,5月20日,20點
10、6分,星期四(3)、蠟式附加空氣閥第24頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第二節 燃油供給系統燃油路線: 油箱 電動燃油泵 輸油管道 濾清器 噴油器 冷啟動閥門 燃油分配管 油箱 壓力調節器第25頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第26頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四一、電動燃油泵1、要求:在發動機的各種工況供給比發動機的最大噴油量還要多的燃油量。2、作用3、分類4、安裝方式:內裝、外裝5、滾柱式電動燃油泵 (1)、組成 (2)、工作原理 (3)、安全閥 (4)、單向閥 (5)、壓力緩沖器 (6)、缺點第27頁,共63頁,20
11、22年,5月20日,20點6分,星期四6、渦輪式電動燃油泵 (1)、組成 (2)、工作原理 (3)、優點第28頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四二、汽油濾清器1、作用2、結構3、優點三、燃油分配管1、作用2、目的3、位置第29頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第30頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四四、噴油器及其驅動與控制(一)、作用(二)、要求(三)、噴油器的種類 1、按用途分:多點噴射MPI用、單點噴射SPI用 2、按結構特點分:上部供油方式、下部供油方式 3、按噴嘴形狀分:軸針式、孔式 4、按驅動線圈阻值分:高電阻式、低電
12、阻式(四)、多點噴射系統用噴油器第31頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四 1、軸針式噴油器(1)、組成(2)、工作原理(3)、優點2、球閥式噴油器(1)、產生原因(2)、與軸針式比較的區別3、片閥式噴油器(1)、結構特點(2)、工作原理第32頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四(五)、冷起動噴油器1、作用2、工作條件3、結構與工作原理4、控制(1)、冷起動定時開關控制(2)、ECU與定時開關協同控制(3)、ECU控制第33頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四五、壓力調節器1、作用:保持噴油壓力與噴油環境壓力的差值一定。2、位置3、結
13、構4、工作原理(1)、絕對壓力式(2)、相對壓力式第34頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第三節 控制系統一、組成(一)、信號輸入裝置 1、空氣流量計 2、壓力傳感器 3、節氣門位置傳感器 4、進氣溫度傳感器 5、發動機轉速與曲軸位置傳感器(1)、電磁式傳感器結構與工作原理第35頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四(2)、霍爾式傳感器 1、 霍爾效應 2、位置 3、結構 4、工作原理 5、優點 第36頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四(3)、光電式曲軸位置傳感器 組成 工作原理 位置 特點第37頁,共63頁,2022年,5月20日
14、,20點6分,星期四6、水溫傳感器(1)、作用(2)、工作原理 7、起動與空檔起動開關信號(1)、起動信號(STA)(2)、空檔起動開關信號(NSW)第38頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四8、車速傳感器作用:測量汽車行駛速度。(1)、舌簧開關型(2)、光電耦合型9、空調信號(二)、控制單元(ECU)1、輸入信號處理電路2、微處理器3、輸出處理回路4、電源回路5、控制程序6、ECU的基本功能(三)、執行器1、作用2、形式第39頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四二、工作過程(燃油噴射控制)噴油正時、噴油量、目標空燃比、基本噴油持續時間(一)、噴油方式和
15、噴油定時1、同時噴射2、分組噴射3、順序噴射(獨立噴射)(二)、噴油時間控制1、同步噴射 (1)、起動噴油控制起動基本噴油時間 進氣溫度修正 電壓修正 實噴時間 噴油信號持續時間第40頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四(2)、起動后的噴油控制 基本噴油持續時間 起動后各工況下噴油量的修正: a、起動后加濃 b、暖機加濃 c、進氣溫度修正 d、大負荷加濃 e、過渡工況空燃比控制 f、怠速穩定性修正第41頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四(3)、斷油控制 減速斷油 發動機超速斷油 汽車超速行駛斷油2、異步噴射(1)、起動噴油控制(2)、加速噴油控制第42
16、頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第四章 點火控制一、點火系的功能 依據發動機做功順序適時向各缸提供強烈的高壓火花,保證點火時刻和火花強度。二、點火系的基本工作原理三、點火系的分類1、按有無斷電器觸點 有觸點電子點火系(半導體輔助點火系)、無觸點電子點火系2、按有無分電器 有分電器電子點火系、無分電器電子點火系(微機控制)3、按點火信號產生的方式不同 磁感應式、光電式、霍爾效應式第43頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第44頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第一節 點火提前角控制一、點火提前角及其影響因素1、最佳點火提前角2、影
17、響點火提前角的因素(1)、發動機轉速(2)、進氣岐管絕對壓力(3)、辛烷值(4)、其他因素3、點火提前角與廢氣中污染物含量的關系第45頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四二、點火提前系統的組成1、傳感器:2、執行器:點火控制器3、控制單元:ECU三、控制方式 點火正時信號、初始點火提前角1、初始點火提前角2、點火提前角的計算 實際角=初始角+基本角+修正角(延遲角)第46頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四3、點火提前角的控制(1)、起動期間的控制(2)、起動后的控制A、基本點火提前角: a、正常工況 b、怠速工況B、點火提前角的修正 a、暖機修正 b、
18、過熱修正 c、怠速穩定性的修正 d、最大和最小提前角的控制第47頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四4、點火提前角的控制方法(1)、點火控制方式I(2)、點火控制方式II(3)、點火控制方式III第48頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第二節 通電時間控制一、要求 使初級電流達到飽和。二、修正三、注意: 1、高能點火線圈 2、恒流控制電路第49頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第三節 爆震控制爆震:由于燃燒室末端混合氣在沒有正常燃燒之前自燃,使壓力迅速上升,火焰傳播速度大大加快。一、爆震控制的方法1、控制過程2、控制方法3、爆震控
19、制處理時間二、爆震傳感器1、功用2、類型(1)、共振型爆震傳感器(2)、非共振型(3)、火花塞座金屬墊型第50頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第51頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第五章 輔助控制第一節 怠速控制(ISC)怠速控制:實質是對發動機怠速是充氣量的控制。方法:調節空氣通路面積以控制空氣流量。一、怠速控制系統的組成1、傳感器2、執行器3、ECU二、怠速控制原理1、基本原理2、怠速控制執行機構(1)、節氣門直動式(2)、旁通空氣式:步進電機型、旋轉電磁閥型、占空比控制型第52頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第53頁
20、,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四三、怠速控制過程1、步進電機型(1)、起動初始位置的設定(2)、起動控制(3)、暖機控制(4)、反饋控制(5)、發動機轉速變化預控制(6)、電器負載增大時控制(7)、學習控制第54頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四2、旋轉電磁閥型3、占空比型4、開關型第55頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第二節 排氣凈化與排放控制排放污染的主要來源:排氣管廢氣、曲軸箱竄氣和燃油蒸氣。排氣管廢氣主要有害物:CO、HC、NOx、SO2、PbO2等。排放凈化:機內凈化、機外凈化。一、機內凈化1、強制曲軸箱通風(1)、原理(2)、PVC閥2、廢氣再循環系統(EGR)(1)、原理(2)、形式第56頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四第57頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四3、燃油蒸發排放系統(EVAP)第58頁,共63頁,2022年,5月20日,20點6分,星期四4、進氣加溫裝置(用于單點噴射系統)二、機外凈化1、空氣噴射裝置(二次噴射)2、三元催化轉換器(1)、原理:開環控制、閉環控制(2)、氧傳感
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