現(xiàn)代汽車電子控制汽油噴射系統(tǒng).ppt

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現(xiàn)代汽車電子控制燃油噴射系統(tǒng),湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授陳曙紅,首頁：現(xiàn)代汽車電子控制汽油噴射系統(tǒng),第一節(jié)概述一、汽油機的特點什么是汽油機？,第一節(jié)概述,一、汽油機的特點,汽油機是把空氣與汽油的混合氣燃燒所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能輸出的裝置。,什么是汽油機？,充分燃燒的條件：足夠的空氣、足夠的燃料、一定的著火溫度,空氣+汽油,四行程汽油機的工作原理：進氣、壓縮(點火)、作功、排氣,發(fā)動機工作原理,二、發(fā)動機輸出功率控制法,汽油發(fā)動機輸出功率的控制則是通過控制節(jié)流閥（或稱節(jié)氣門、油門）的開度使之變化，以調(diào)節(jié)混合氣數(shù)量，從而達到控制發(fā)動機輸出功率（即不同工況）。,節(jié)氣門開度,參與燃燒的混合氣數(shù)量,熱能轉(zhuǎn)換為機械能,駕駛員踩下加速踏板,輸出功率,二、發(fā)動機輸出功率控制,汽油機的五個工況：起動工況、怠速工況、中小負(fù)荷工況、全負(fù)荷工況、加速工況。,汽油機這些“工況”常常是指發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下的工作狀況。,傳統(tǒng)化油器式汽油機電子控制燃油噴射式汽油機,傳統(tǒng)化油器式汽油機與電子控制燃油噴射式汽油機,傳統(tǒng)化油器式汽油機是通過化油器來完成汽油和空氣的混合，再通過節(jié)氣門進入氣缸進行工作。（通過節(jié)氣門進入氣缸的是混合氣）。,與,現(xiàn)代電子控制燃油噴射式汽油機是以直接與間接測出的空氣量信號為基礎(chǔ)（傳感器），由電控單元計算出發(fā)動機燃燒所必需的汽油量，對噴油器提供開啟信號，通過噴油器（執(zhí)行器）的開啟給發(fā)動機提供適量的燃料。（通過節(jié)氣門進入氣缸的是空氣）,化油器掛圖,電子控制式燃油噴射系統(tǒng),第者,第二節(jié),1、具有良好的使用性能（）冷起動性能得到提高（）加速性能得到改善（）動力性能大大提高（）工作穩(wěn)定性能得到加強、具有良好的燃料經(jīng)濟性能、環(huán)保性能充分改善,三、電子控制燃油噴射式汽油機的特點,四、電子控制燃油噴射裝置的組成,從設(shè)備的主體構(gòu)成分析，電子控制燃油噴射裝置由傳感器、電控單元（ECU）、執(zhí)行器三大部分組成。從工作情況分析，電子控制燃油噴射裝置由燃油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)三大系統(tǒng)組成。,四、電子控制燃油噴射裝置的組成,五、電子控制燃油噴射裝置分類,1、按噴射器噴射位置分：,（1）缸內(nèi)噴射（2）缸外噴射,2、按噴射方式分：,（1）單點噴射（2）多點噴射,3、按噴射時間分：,（1）間隙噴射（2）連續(xù)噴射,4、按空氣檢測方式分：,（1）直接檢測式（L型電噴發(fā)動機，采用空氣流量計）,（2）間接檢測式（D型電噴發(fā)動機，采用進氣壓力傳感器）,5、按控制形式分：,（1）開環(huán)控制系統(tǒng)（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)（含氧傳感器）,五、電子控制燃油噴射裝置分類,單點噴射和多點噴射掛圖,第二節(jié)燃油供給系統(tǒng),一、燃油供給系統(tǒng)的工作原理,燃油箱,電動汽油泵,汽油濾清器,汽油緩沖器,噴油器,汽油壓力調(diào)節(jié)器,燃油箱,進氣歧管,第二節(jié)燃油供給系統(tǒng),ECU,1、功用：向發(fā)動機及時供給各種工況下所需要的燃油量。,2、組成：燃油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、汽油緩沖器、汽油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器、冷起動噴油器等。,3、工作原理：,第三節(jié),燃油箱電動汽油泵汽油濾清器汽油壓力緩沖器汽油壓力調(diào)節(jié)器,電子控制燃油5噴射式掛圖,噴油器,冷起動噴油器進氣歧管,噴油器掛圖,噴油量的多少決定于三個因素：1、噴口直徑的大小結(jié)構(gòu)控制2、噴油壓力的大小汽油壓力調(diào)節(jié)器控制以上兩參數(shù)相對為定量；3、噴口開啟持續(xù)的時間ECU控制，為變量參數(shù)，根據(jù)空氣量而變。,第三節(jié)空氣供給系統(tǒng),一、空氣供給系統(tǒng)的功用是測量和控制汽油在發(fā)動機內(nèi)燃燒所需要的空氣量。二、空氣供給系統(tǒng)的工作原理,空氣,空氣濾清器,空氣流量計（傳感器）,節(jié)氣門體,進氣歧管,ECU,測量空氣數(shù)量,控制空氣數(shù)量,怠速控制系統(tǒng),第三節(jié)空氣供給系統(tǒng),燃油箱,電動汽油泵,汽油濾清器,汽油壓力緩沖器,噴油器（執(zhí)行器）,汽油壓力調(diào)節(jié)器,燃油箱,節(jié)氣門位置傳感器,第三節(jié)空氣供給系統(tǒng),一、空氣供給系統(tǒng)的功用是測量和控制汽油在發(fā)動機內(nèi)燃燒所需要的空氣量。二、空氣供給系統(tǒng)的工作原理,空氣,空氣濾清器,空氣流量計（傳感器）,節(jié)氣門體,進氣歧管,ECU,測量空氣數(shù)量,控制空氣數(shù)量,怠速控制系統(tǒng),第三節(jié)空氣供給系統(tǒng),燃油箱,電動汽油泵,汽油濾清器,汽油壓力緩沖器,噴油器（執(zhí)行器）,汽油壓力調(diào)節(jié)器,燃油箱,節(jié)氣門位置傳感器,第四節(jié),一、空氣流量計掛圖,U=I*R,一、,空氣流量計直接檢測發(fā)動機中的空氣量(視頻),二、進氣壓力傳感器間接檢測發(fā)動機中的空氣量(視頻),三、節(jié)氣門位置傳感器,1、功用：檢測節(jié)氣門的開度，并將其轉(zhuǎn)換成電信號輸送給電控單元，作為ECU判定發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況的依據(jù)。2、結(jié)構(gòu)型式：開關(guān)式、滑動電阻式、綜合式三種。3、開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的結(jié)構(gòu)特點：（1）兩個固定觸點：怠速開關(guān)觸點、全負(fù)荷開關(guān)觸點；（2）一個活動觸點,兩點式節(jié)氣門位置傳感器掛圖,節(jié)氣門位置傳感器的工作原理(視頻),怠速控制系統(tǒng)(視頻),第四節(jié)電子控制系統(tǒng),一、功用是將各類傳感器的工作狀況轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號輸送給電控單元，經(jīng)實時處理和計算后，電控單元再向各有關(guān)執(zhí)行器發(fā)出指令，以控制最佳噴油時刻、噴油量和點火時刻，減輕排放污染，使發(fā)動機在各種工況下都處于最佳的工作狀態(tài)。并且電控單元還具有故障自診斷功能。二、組成由傳感器、電控單元、執(zhí)行器三部分組成。,第四節(jié)電子控制系統(tǒng)一、功用二、組成,（一）電控單元,1、功用是根據(jù)自身存儲的程序?qū)Πl(fā)動機各種傳感器輸入的各種信息進行運算、處理、判斷，然后輸出指令，控制有關(guān)執(zhí)行器動作，達到快速、準(zhǔn)確、自動控制發(fā)動機工作的目的。電控單元（ECU）是發(fā)動機的綜合控制裝置，它的基本構(gòu)成主要是微型計算機。通常計算機是由各類硬件和軟件組成的高效微處理器。,2、電控單元的組成（硬件）,硬件是指裝置于ECU內(nèi)的有形元器件。（1）輸入回路（2）A/D轉(zhuǎn)換器（模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器）（3）微型計算機中央處理器存儲器輸入和輸出接口輸出回路,電控單元的組成（軟件）,電控單元的組成（軟件）,軟件是指貯存于微機芯片（如ROM）內(nèi)的程序和數(shù)據(jù)。,汽車上的主要軟件有：（1）常規(guī)穩(wěn)定工況下的最佳空燃比（最佳噴油量）脈譜圖最佳空燃比與發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷有關(guān)，該脈譜圖含有15個轉(zhuǎn)速和15個節(jié)氣門開度（負(fù)荷），共組合成225個發(fā)動機常用工數(shù)據(jù)，ECU只要控制噴油量便可確定最佳的空燃比。（2）常規(guī)穩(wěn)定工況下的最佳點火提前角脈譜圖,軟件,（3）進氣溫度變化校正曲線。ECU根據(jù)該線自動地調(diào)整噴油量和點火提前角，（標(biāo)準(zhǔn)為20，當(dāng)?shù)陀?0時，加濃混合氣和適當(dāng)提前點火提前角）（4）水溫變化校正曲線標(biāo)準(zhǔn)為80，水溫80，自動調(diào)整如加濃混合氣和提前點火。（5）蓄電池電壓變化校正曲線蓄電池電壓對噴油的起止時間和點火時導(dǎo)通的脈寬都有一定影響，ECU便根據(jù)檢測到的蓄電池電壓對噴油時間和點火提前角進行自動調(diào)整。（6）海拔高度校正曲線高原地區(qū)，空氣稀薄，噴油量應(yīng)當(dāng)減少，點火應(yīng)當(dāng)推遲。,電控單元結(jié)構(gòu)視頻短片,自診斷系統(tǒng),自診斷系統(tǒng)和安全保險功能在ECU內(nèi)設(shè)有專門的自診斷電路，當(dāng)發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，電控單元不斷地監(jiān)測各個部分的工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)問題，便將故障信號存儲于存儲器內(nèi)，并以代碼方式顯示出來。,（二）傳感器,1、功用：是把非電量信號轉(zhuǎn)換成電量信號，或?qū)⑽锢砹?、電量、化學(xué)量的信息轉(zhuǎn)換成電控單元能夠理解的信號。2、汽車上主要的傳感器：轉(zhuǎn)速傳感器、曲軸傳感器、進氣壓力傳感器、溫度傳感器（如水溫、進氣溫度等等）、空氣流量傳感器、氧傳感器、爆震傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、點火信號傳感器等等。,（1）氧傳感器,功用：檢測排氣中氧分子的濃度，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號或電阻信號，使電控單元得以據(jù)此來控制混合氣成份。工作原理（以氧化鋯型為例）：氧化鋯管為一多孔性的陶瓷體，具有氧離子傳導(dǎo)性，高溫下氧發(fā)生電離，當(dāng)管的內(nèi)外表面接觸到氧密度不同時（即存在濃度差），固體電解質(zhì)內(nèi)部的氧離子從內(nèi)（大氣側(cè)）向外（廢氣側(cè)）擴散，從而使鋯管成為電池，在管內(nèi)外側(cè)的鉑電極便產(chǎn)生電壓?；旌蠚庀?，廢氣中氧含量高，鋯管內(nèi)外氧濃度差小產(chǎn)生的電壓小。反之，亦然。,氧傳感器視頻短片,（三）執(zhí)行器,1、功用：根據(jù)電控單元輸出的電控信號完成所需的機械動作，以實現(xiàn)某一系列的調(diào)整與控制。2、汽車上主要的執(zhí)行器有：電動汽油泵、電磁噴油器、怠速電控閥、點火裝置、廢氣再循環(huán)裝置等等。,廢氣再循環(huán)（EGR）,發(fā)動機排氣污染物有CO、NOX、HC等等。其中NOX主要是空氣中的氮氣與氧氣在高溫、高壓條件下形成的。發(fā)動機排出的NOX量最主要的是與氣缸內(nèi)的最高溫度有關(guān)，溫度越高，排出的NOX量越多。,廢氣再循環(huán)（EGR）控制系統(tǒng)的功用將適量的廢氣重新引入氣缸參加燃燒，以降低燃燒的最高溫度，減少NOX的生成量，從而減少排放污染。電控廢氣再循環(huán)裝置根據(jù)發(fā)動機的工況控制再循環(huán)的廢氣量，以減少排放污染。EGR不起作用的工況有起動工況起動開關(guān)信號；怠速工況節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點閉合信號；發(fā)動機水溫冷卻液溫度低于55度；轉(zhuǎn)速低于900或高于3200r/min等,開環(huán)控制EGR系統(tǒng)的組成原理：1、EGR閥安裝在廢氣再循環(huán)通道中，用以控制廢氣再循環(huán)量（EGR閥的開度直接由真空度來控制）。2、EGR電磁閥安裝在通向EGR閥的真空通道中，ECU根據(jù)發(fā)動機的工況來控制電磁閥的通電或斷電：ECU給EGR電磁閥通電時：控制EGR閥的真空通道被切斷，EGR閥被關(guān)閉，停止廢氣再循環(huán)；ECU給EGR電磁閥斷電時，控制EGR閥的真空通道接通，EGR閥開啟，進行廢氣再循環(huán)。,三、電子控制系統(tǒng)的工作原理,電控單元（ECU）,傳感器,再見！,再見,