2-電控燃油噴射控制

1、1,第三章 電控燃油噴射系統(tǒng)(EFI),一、電控汽油噴射概述,二、空氣供給,三、汽油供給,,四、電控汽油噴射系統(tǒng),2,1.1汽油噴射概述,,汽油燃燒基本理論：,,空燃比：可燃混合氣中空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比為空燃比，記作α。,發(fā)動機在不同的工況下，其有害排放氣體的生成受空燃比和點火時刻的影響最大。,,,,理論空燃比： 理論上1kg汽油完全燃燒需要空氣14.7kg，在此種狀況下的空燃比即為理論空燃比。,3,1.1汽油噴射概述,當(dāng)

2、低于理論空燃比時，氧氣不足，燃燒不完全，生成的CO和HC多。當(dāng)混合氣略大于理論空燃比，燃油效率最高，但排出的NOx濃度最高。當(dāng)供給稀混合氣，空燃比大于17時，易于發(fā)生燃燒中斷，甚至斷火，使HC排放迅速增加。,,發(fā)動機,,,燃料,,空氣,,,,,,,,,,處于理論空燃比時的可燃混合氣即為理論混合氣 。,4,1.2 EFI系統(tǒng)的優(yōu)點,對噴油量實施精確控制在任何情況下都能獲得精確的空燃比提高發(fā)動機輸出功率和轉(zhuǎn)矩降低燃油消耗、減

3、少排放污染,5,1.3 電控燃油噴射（EFI）,發(fā)動機ECU空氣流量計進氣歧管壓力傳感器曲軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器水溫傳感器節(jié)氣門位置傳感器氧傳感器噴油器,工作原理：當(dāng)噴油器的燃油具有恒定的壓差時，噴油量只取決于噴油時間。,6,7,1.3 電控燃油噴射（EFI）,8,1.4 EFI系統(tǒng)分類,按噴油器的位置,,,按噴油器的噴射方式,缸內(nèi)噴射缸外噴射,連續(xù)噴射間歇噴射,按控制方式,,開環(huán)控制閉環(huán)控制,9,1.4 E

4、FI系統(tǒng)分類,一、按控制方式（a）開環(huán)控制 把根據(jù)試驗確定的發(fā)動機各種運行工況所對應(yīng)的最佳供油量的數(shù)據(jù)事先存入ECU的只讀存儲芯片中，發(fā)動機在實際運行過程中，主要根據(jù)各個傳感器的輸入信號，判斷發(fā)動機所處的運行工況，再找出最佳供油量，并發(fā)出控制信號。,燃油需求 三維脈譜圖,燃油需求信息 來源,10,1.4 EFI系統(tǒng)分類,（b）閉環(huán)控制 閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱為反饋控制系統(tǒng)，其特點是加入了反饋傳感

5、器，輸出反饋信號，反饋給控制器，以隨時修正控制信號。,返回,,,11,1.4 EFI系統(tǒng)分類,（a）缸內(nèi)噴射：它是將噴油器安裝于缸蓋上直接向缸內(nèi)噴油；,二、按噴油器的位置,12,1.4 EFI系統(tǒng)分類,（b）缸外噴射:它是指在節(jié)氣門前噴射或進氣歧管內(nèi)噴射。,單點噴射（ SPI ）Single-Point Injection,多點噴射（ MPI ）Multi-Point Injection,,,返回,13,1.4 EFI系統(tǒng)分類,三、

6、按噴油器的噴射方式 1. 連續(xù)噴射：噴油器穩(wěn)定連續(xù)地噴油，其流量正比于進入氣缸的空氣量 2.間歇噴射:其特點是噴油頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速同步，且噴油量只取決于噴油器的開啟時間(噴油脈沖寬度),(a) 同時噴射 (b) 順序噴射 (c) 分組噴射,返回,14,2.空氣進給系統(tǒng),功用：測量和控制汽油燃燒時做需要的空氣量。,15,2.1 按進氣量檢測形式分類,,L-EFI（流量型）,D-EFI（壓力型）,16,2.1

7、按進氣量檢測形式分類,流量型（L型）空氣供給系統(tǒng) 該結(jié)構(gòu)形式可以利用空氣流量計直接測量進氣空氣體積流量來控制A/F，測量方式精度高，穩(wěn)定性好。,流量型（L型）系統(tǒng)控制方式,,電位計,17,2.1 按進氣量檢測形式分類,壓力型（D型）空氣供給系統(tǒng) 該結(jié)構(gòu)形式利用進氣管絕對壓力控制A/F，省去了空氣流量計，因此結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用也比較廣泛。,壓力型（D型）系統(tǒng)控制方式,18,2.1 按進氣量檢測形式分類,流量型（L型）,壓力型

8、（D型）,19,2.2 主要構(gòu)成零件,（a）空氣濾清器,功用：防止空氣中的灰塵、雜質(zhì)等物質(zhì)進入氣缸，保證發(fā)動機有足夠的清潔空氣。,20,2.2 主要構(gòu)成零件,（b）節(jié)氣門體和怠速調(diào)整螺釘 節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門軸上，檢測節(jié)氣門開度。 由于在發(fā)動機怠速時通常節(jié)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)，所以設(shè)一旁通氣道進行怠速調(diào)整。,,緩沖器,,怠速空氣調(diào)節(jié)螺釘,,節(jié)氣門位置傳感器,,節(jié)氣門,功用：來控制發(fā)動機正常運行工況下的進氣量。,2

9、1,2.2 主要構(gòu)成零件,帶怠速空氣調(diào)整螺釘?shù)墓?jié)氣門示意圖,22,2.2 主要構(gòu)成零件,（c）怠速空氣調(diào)整器（空氣閥）,1—節(jié)氣門；2—怠速調(diào)整螺釘；3—閥芯；4—冷卻液出口；5—冷卻液進口；6—蠟盒；7—進氣氣流,蠟式怠速空氣閥,功用：穩(wěn)定發(fā)動機的怠速運轉(zhuǎn)，降低汽油消耗量。,23,2.2 主要構(gòu)成零件,（d）進氣管 分為進氣總管和進氣歧管,24,3. 汽油供給系統(tǒng),功用：向氣缸內(nèi)提供燃燒所需要的汽油。,25,3.1

10、 系統(tǒng)組成,,系統(tǒng)構(gòu)成圖,26,3.2 電動汽油泵,功用：從油箱中吸入汽油，將油壓提高到規(guī)定值，通過供給系統(tǒng)送到噴油器。 為了能利用汽油冷卻，電動汽油泵通常有永磁式驅(qū)動電動機、泵體和外殼三部分組成。,27,3.2 電動汽油泵,安全閥,滾柱泵,驅(qū)動電動機,單向閥,進油口,出油口,,（1）滾柱式汽油泵 屬外裝式,1-泵體；2-滾柱；3軸；4-轉(zhuǎn)子,結(jié)構(gòu)示意圖,工作原理圖,單向出油閥,28,3.2 電動汽油泵,（

11、2）電動汽油泵性能改善 目的：減少運轉(zhuǎn)噪聲和提高熱汽油輸送性能。 改進措施： 改進滾柱滾道的廓線。 采用特殊的阻尼裝置。 采用雙級泵。,1-初級泵；2-主輸油泵；3-永磁電動機；4-殼體,29,3.3 汽油壓力調(diào)節(jié)器,功用：根據(jù)進氣歧管的壓力變化，調(diào)節(jié)進入噴油器的壓力，使兩者保持恒定的壓力差，一般為250Kpa，這樣噴油量僅取決于噴油時間。,30,3.4 汽

12、油濾清器及脈動減震器,1-殼體；2-濾芯；A-進油口；B-出油口,（1）燃油濾清器 功用：濾清燃油中的雜質(zhì)和水分，防止供給系統(tǒng)堵塞，減少機械磨損，保證發(fā)動機的可靠性。,31,3.4 汽油濾清器及脈動減震器,（2）脈動減震器 功用：減小汽油管路中的壓力，抑制噴油嘴和汽油壓力調(diào)節(jié)器在開閉過程中的壓力脈沖噪聲。,汽油壓力脈動振動減振器1-空氣室；2-膜片；3-汽油室； A-進油；B-出油

13、,32,3.5 電磁噴油器,,當(dāng)噴油器的結(jié)構(gòu)和工作壓力一定時，噴油量只取決于噴油電磁閥的通電時間。,1. 軸針式噴油器 其特點是軸針可使汽油環(huán)狀噴出，有利于霧化；針閥在噴口中往復(fù)運動，不易引起噴口堵塞。,33,3.5 電磁噴油器,2.孔式噴油器:孔式噴油器有球閥式和片閥式等幾種。,片閥式噴油器結(jié)構(gòu)1—噴油嘴套；2—閥座；3—擋圈；4—噴油器體；5—銜鐵；6—濾網(wǎng)；7—調(diào)壓滑套；8—回位彈簧；9—磁化線圈；10—閥片,34,3

14、.5 電磁噴油器,(a) 閥片壓緊閥座 (b) 閥片上升 (c) 閥片回落,1—擋圈；2—彈簧；3—鐵芯；4—擋圈；5—閥片；6—閥座；,35,3.6 汽油供給系統(tǒng),3.單點噴射系統(tǒng)用電磁噴油器 單點噴射系統(tǒng)中，將壓力調(diào)節(jié)器、進氣溫度傳感器和1到2只噴油器等器件安裝在節(jié)氣門體上做成一個總成，稱為中央噴射單元；,1—壓力調(diào)節(jié)器；2—進氣溫度傳感器；3—噴油器； 4—節(jié)氣門體；5—節(jié)氣門,36,3.6冷啟動噴油器,

15、功用：發(fā)動機在低溫啟動時投入工作，改善發(fā)動機低溫啟動性能。,1—旋流式噴嘴；2—噴射管道；3—柱塞閥；4—磁化線圈； 5—電接頭；6—供油口與濾網(wǎng)；7—彈簧；8—閥座,37,4.電控汽油噴射系統(tǒng),ECU根據(jù)空氣流量計信號和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號確定基本噴油時間，在根據(jù)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(fā)出指令，使噴油器噴油或斷油。,38,4.1汽油泵控制,,在發(fā)動機起動過程和運轉(zhuǎn)過程中，燃油泵應(yīng)保持正常工作。

16、 當(dāng)點火開關(guān)打開或發(fā)動機熄滅后，燃油泵一般預(yù)先或延遲工作2～3S，以保證燃油系統(tǒng)必須的油壓。 打開點火開關(guān)但不起動發(fā)動機，或關(guān)閉點火開關(guān)后，應(yīng)適時切斷燃油泵控制電路，使燃油泵停止工作。 因此汽油泵的控制主要包括汽油泵的開關(guān)控制和汽油泵轉(zhuǎn)速控制兩個方面。,39,,1）汽油泵開關(guān)控制的電路裝有葉片式空氣流量計的L型系統(tǒng)汽油泵,4.1汽油泵控制,40,2）ECU控制的汽油泵控制電路,4.1汽油泵控制,這

17、種控制方式由ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號是否存在來控制，適用于D型系統(tǒng)以及采用卡門旋渦式和熱式空氣流量計的L型系統(tǒng)。,41,,3）具有轉(zhuǎn)速控制的汽油泵控制電路 1.電阻器式,4.1汽油泵控制,42,,（3）具有轉(zhuǎn)速控制的汽油泵控制電路 2.專設(shè)控制汽油泵用ECU式,4.1汽油泵控制,43,,1.噴油器的控制和驅(qū)動方式 噴油器的驅(qū)動方式可分為電壓驅(qū)動和電流驅(qū)動兩種形式,4.2噴油器的控制,

18、(a) 電流驅(qū)動 (b) 電壓驅(qū)動低阻值式 (c) 電壓驅(qū)動高阻值式,44,(1) 電流驅(qū)動 電流驅(qū)動回路無附加電阻，回路的阻抗和感抗均較小，驅(qū)動電流大，使噴油器具有良好的響應(yīng)性。,4.2 噴油器的控制,(2) 電壓驅(qū)動 電壓驅(qū)動方式可直接驅(qū)動線圈電阻值高、線圈匝數(shù)多、工作電流小的高阻值噴油器。 對線圈阻值小的低阻值噴油器，需要在驅(qū)動回路中加入一附加電阻。,45,冷啟動噴油器的控

19、制(1) 定時開關(guān)控制,(a) 冷啟動 (b) 啟動后1—點火開關(guān)；2—冷啟動噴油器； 3—定時開關(guān)；4、5—電熱線圈,4.2 噴油器的控制,46,4.3 噴油量的控制,噴油量的控制亦即噴油器噴射時間的控制，要使發(fā)動機在各種工況下都處于良好的工作狀態(tài)，必須精確地計算基本噴油持續(xù)時間和各種參數(shù)的修正量，目的是使發(fā)動機燃燒混合氣的空燃比符合要求。,47,（1）起動工況,由于噴油器的實際打開時刻較E

20、CU控制其打開時刻存在一段滯后，造成噴油量不足，且蓄電池電壓越低，滯后時間越長，故需對電壓進行修正。,水溫-噴油時間圖,噴油時間的確定,噴油滯后,4.3 噴油量的控制,48,（2）啟動后的噴油控制,發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過預(yù)定值時，ECU確定的噴油信號持續(xù)時間滿足下式：噴油持續(xù)時間 = 基本噴油持續(xù)時間×噴油修正系數(shù) + 電壓修正A. 基本噴油時間D型EFI系統(tǒng)的基本噴油時間可由發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號(Ne)和進氣管絕對壓力信號(PIM

21、)確定。,L型EFI系統(tǒng)的基本噴油時間由發(fā)動機轉(zhuǎn)速和空氣量信號(VS)確定。這個基本噴油時間是實現(xiàn)既定空燃比(一般為理論空燃比：A/F=14.7)的噴射時間。,4.3 噴油量的控制,49,B 啟動后各工況下噴油量的修正 1） 啟動后加濃 點火開關(guān)由 STA位置轉(zhuǎn)到接通點火ON位置，ECU額外增加噴油量使發(fā)動機保持穩(wěn)定運行。2） 暖機加濃 冷機時，燃油蒸發(fā)性差，為使發(fā)動機迅速進入最佳工作狀態(tài)，必須供給濃混合氣。

22、,4.3 噴油量的控制,50,3)進氣溫度修正 發(fā)動機進氣密度隨發(fā)動機的進氣溫度而變化，ECU根據(jù)THA信號修正噴油持續(xù)時間，使空燃比滿足要求。,4.3 噴油量的控制,51,發(fā)動機在大負(fù)荷工況下運轉(zhuǎn)時，要求使用濃混合氣以獲得大功率。ECU根據(jù)發(fā)動機負(fù)荷增加噴油量。 ECU可根據(jù)進氣壓力傳感器、空氣流量計、節(jié)氣門位置傳感器輸送的信號判斷發(fā)動機負(fù)荷狀況，決定相應(yīng)增加的燃油噴射量。,4.3 噴油量的控制,4)大負(fù)荷加濃