【正文】 車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，通常采用開環(huán)與閉環(huán)相結合的控制方式。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器，輸出反饋信號，反饋給控制器，以隨時修正控制信號。 電控汽油噴射系統(tǒng)的分類電噴系統(tǒng)發(fā)展至今，已有多種類型。ECU 將故障以代碼的形式存儲在 ECU 的存儲器中，維修人員通過故障診斷插座。6．發(fā)電機控制ECU 根據(jù)發(fā)電機輸出電壓的變化，調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，使發(fā)電機輸出的電壓保持穩(wěn)定。3）二次空氣噴射控制ECU 根據(jù)發(fā)動機的工作溫度，控制新鮮空氣噴入排氣歧管或三元催化轉化器，用以減少排氣造成的污染。3）爆震控制當 ECU 接收到爆震傳感器輸入的電信號后，ECU 對該信號進行處理并判斷是否即將產(chǎn)生爆震，當檢測到爆震信號后，ECU 立即推遲發(fā)動機點火提前角，采用反饋控制方式避免爆震產(chǎn)生。然后，向電子點火控制器輸出點火信號，以控制點火系統(tǒng)的工作。若此時發(fā)動機不起動，ECU 將會切斷電動燃油泵控制電路，使燃油泵停止工作。1．電子汽油噴射（EFI）控制1）噴油量控制電子控制單元（ECU）把發(fā)動機的轉速和負荷信號作為主要控制信號，以確定噴油脈沖寬度（即基本噴油量） ，并根據(jù)其他信號加以修正，如冷卻液溫度信號等，最后確定總噴油量。TBI 系統(tǒng)是一種低壓燃油噴射系統(tǒng)，它控制精確，結構簡單，是一種成本效益較好的供油裝置。1973 年，在 D 型汽油噴射系統(tǒng)的基礎上，博世公司開發(fā)了質(zhì)量流量控制的 LJetronic型電控汽油噴射系統(tǒng)。人們的注意力越來越集中在汽油噴射系統(tǒng)上。1952 年，曾用于二戰(zhàn)德軍飛機的機械式汽油噴射技術被應用于轎車，德國戴姆樂奔馳(DaimlerBenz)300L 型賽車裝用了德國博世(Bosch) 公司生產(chǎn)的第一臺機械式汽油噴射裝置。使用電噴技術的發(fā)動機能保證進入各缸的混合氣的質(zhì)和量都比較均勻，其中電控單元可以根據(jù)各傳感器所提供的信號快速精確的修正供油量，減少 HC 的排放，降低油耗。摘要本文從發(fā)動機的基礎知識入手，以我們最常見的、應用較廣泛的電控燃油噴射系統(tǒng)為例，較系統(tǒng)地介紹了汽油電控燃油噴射技術的發(fā)展歷程，汽油電控燃油噴射系統(tǒng)的類型、結構組成、工作原理，較詳細地介紹了奧迪轎車與桑塔納轎車電控燃油噴射系統(tǒng)組成與工作原理，列舉了奧迪轎車、桑塔納轎車故障診斷與維修實例，文章內(nèi)容具有較強的針對性與實用性，可作為汽車維修入門的參考資料。電控燃油噴射系統(tǒng)在汽車上的大量應用，大幅度提高了汽車的綜合性能，但由于結構復雜，電控汽車的使用和檢修問題就日益突出，因此正確使用、維護、保持電控發(fā)動機良好的技術狀態(tài)顯得十分重要。它采用氣動式混合氣調(diào)節(jié)器控制空燃比，向氣缸直接噴射。1967 年，德國博世公司研制成功 KJetronic 機械式汽油噴射系統(tǒng)，并進而成功開發(fā)增加了電子控制系統(tǒng)的 KEJetronic 機電結合式汽油噴射系統(tǒng)，使該技術得到了進一步的發(fā)展。之后，L 型電控汽油噴射系統(tǒng)又進一步發(fā)展成為 LHJetronic 系統(tǒng)，后者既可精確測量進氣質(zhì)量，補償大氣壓力，又可降低溫度變化的影響，而且進氣阻力進一步減小，使響應速度更快，性能更加卓越。隨著排放法規(guī)的不斷完善，使這種物美價廉的系統(tǒng)大有完全取代傳統(tǒng)式化油器的趨勢。2）噴油正時控制當發(fā)動機采用多點順序燃油噴射系統(tǒng)時，ECU 除了控制噴油量以外，還要根據(jù)發(fā)動機的各缸點火順序，將噴油時間控制在最佳時刻，以使汽油充分燃燒。在發(fā)動機起動和運轉過程中，ECU 控制燃油泵保持正常運轉。2）通電時間（閉合角）與恒流控制點火線圈初級電路在斷開時需要保證足夠大的斷開電流，以使次級線圈產(chǎn)生足夠高的次級電壓。3．怠速控制（ISC ）發(fā)動機在汽車制動、空調(diào)壓縮機工作、變速器掛入檔位，或發(fā)動機負荷加大等不同的怠速工況下，由 ECU 控制怠速控制閥，使發(fā)動機處在最佳怠速穩(wěn)定轉速下運轉。4）活性炭罐清污電磁閥控制ECU 根據(jù)發(fā)動機的工作溫度、轉速和負荷轉速信號，控制活性炭罐清污電磁閥的開啟工作，將活性炭吸附的汽油蒸汽吸入進氣管，進入發(fā)動機燃燒 ，降低蒸發(fā)排放。7．巡航控制汽車在正常行駛時，ECU 可以通過巡航控制系統(tǒng)根據(jù)行駛阻力的變化，自動增減節(jié)氣門開度，不需要駕駛員操縱加速踏板，就能使汽車處于定速巡航行駛狀態(tài)，車速保持一定。使用專用故障診斷儀或以跨接導線的方法調(diào)出故障信息，供維修人員進行分析。根據(jù)其結構特點分為以下幾種類型。閉環(huán)控制系統(tǒng)在排氣管上加裝了氧傳感器，可根據(jù)排氣管中氧含量的變化，測出發(fā)動機燃燒室內(nèi)混合氣的空燃比值，并把它輸入計算機中再與設定的目標空燃比值進行比較，將偏差信號經(jīng)功率放大器放大后再驅(qū)動電磁噴油器噴油，使空燃比保持在設定的目標值附近。 2) 按噴油實現(xiàn)的方式分類在發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，按噴油實現(xiàn)的方式進行分類，可分為機械式、機電混合式和電子控制式三種燃油噴射系統(tǒng)。電子控制式燃油噴射系統(tǒng)在發(fā)動機各種工況下均能精確計量所需的燃油噴射量，且穩(wěn)定性好，能實現(xiàn)發(fā)動機的優(yōu)化設計和優(yōu)化控制。圖 13 LJetronic 總體結構示意圖1—燃油箱；2—電動燃油泵；3—燃油濾清器；4—燃油壓力調(diào)節(jié)器；5—噴油器；6—冷啟動閥；7—電子控制器；8—空氣流量計；9—溫度時間開關；10—冷卻液溫度傳感器；11—發(fā)動機轉速信號；12—節(jié)氣門開關；13—補充空氣滑閥；14—怠速調(diào)節(jié)螺釘；15—混合氣調(diào)節(jié)螺釘；16—氧傳感器。b． 多點噴射(MPI) 多點噴射系統(tǒng)是在每缸進氣口處裝有一只噴油器，由電控單元(ECU)控制順序地進行分缸單獨噴射或分組噴射，汽油直接噴射到各缸的進氣門前方，再與空氣一起進入氣缸形成混合氣。但是，多點噴射系統(tǒng)結構復雜，成本高，故障源也較多。4) 按噴油器的噴射方式分類 在發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中，按噴油器的噴射方式可分為連續(xù)噴射和間歇噴射兩種形式a． 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，故又稱為穩(wěn)定噴射。b． 間歇噴射 又稱為脈沖噴射或同步噴射。如圖 15 所示，間歇噴射又可細分為同時噴射、分組噴射和順序噴射三種形式。順序噴射是缸內(nèi)噴射和進氣管噴射都可采用的噴射方式。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，因此需要較高的噴油壓力(3 到 12MPa)。在該方式中，噴油器被安裝于進氣歧管內(nèi)或進氣門附近，故汽油在進氣過程中被噴射后與空氣混合形成可燃混合氣再進入氣缸內(nèi)。 相比而言，由于缸外噴射方式汽油的噴油壓力( 到 )不高，且結構簡單，成本較低，故目前應用較為廣泛。L 型 EFI 系統(tǒng)是用空氣流量計直接測量發(fā)動機吸入的空氣量，其測量的準確程度高于D 型，故可更精確地控制空燃比。2 電控汽油噴射系統(tǒng)的結構組成及工作原理　電控汽油噴射系統(tǒng)的基本組成及其功能電控汽油噴射系統(tǒng)盡管類型不少，品種繁多，但它們都具有相同的控制原則：即以電控單元(ECU) 為控制核心，以空氣流量和發(fā)動機轉速為控制基礎，以噴油器、怠速空氣調(diào)整器等為控制對象，保證獲得與發(fā)動機各種工況相匹配的最佳混合氣成分和點火時刻。空氣經(jīng)空氣過濾器過濾后，由空氣流量計(在 DJetronic 系統(tǒng)中為進氣歧管絕對壓力傳感器) 計量，通過節(jié)氣門體進入進氣總管，再分配到各進氣歧管。怠速時，節(jié)氣門關閉，空氣由旁通氣道通過。 燃油系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)的功能是向發(fā)動機精確提供各種工況下所需要的燃油量。噴油器根據(jù) ECU 的噴油指令，開啟噴油閥，將適量的燃油噴于進氣門前，待進氣行程時，再將燃油混合氣吸入氣缸中。該系統(tǒng)由傳感器、電控單元(ECU)和執(zhí)行器三部分組成，如圖 23 所示。檢測發(fā)動機工況的傳感器有：水溫傳感器、進氣溫度傳感器、曲軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、氧傳感器、爆燃傳感器、空調(diào)離合器開關等。執(zhí)行器是控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構，其功用是接受 ECU 輸出的各種控制指令完成具體的控制動作，從而使發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)，如噴油脈寬控制、點火提前角控制、怠速控制、炭罐清污、自診斷、故障備用程序啟動、儀表顯示等。噴油器的噴孔由電磁閥來開閉，電磁閥的開啟時刻(噴油開始時刻)和開啟延續(xù)時間(噴油持續(xù)時間)的長短，由發(fā)動機的各種參數(shù)確定。而這種空燃比的控制是通過對汽油噴射時間的控制實現(xiàn)的。目標空燃比是在考慮了發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性、響應性、排氣凈化等之后決定的，它所要求的噴油時間與基本噴油時間有差異，各種傳感器檢測冷卻水溫度、進氣溫度、節(jié)氣門開度等與發(fā)動機工況有關的參數(shù)后，對基本噴油持續(xù)時間進行修正，確定最佳噴油持續(xù)時間，使實際噴油持續(xù)時間接近由目標空燃比確定的噴油持續(xù)時間。油箱內(nèi)的燃油被燃油泵吸出并加壓至 350kPa 左右，經(jīng)燃油濾清器濾去雜質(zhì)后，被送至發(fā)動機上方的分配油管。分配油管的末端裝有燃油壓力調(diào)節(jié)器，用來調(diào)整分配油管中汽油的壓力，使油壓保持某一定值(250kPa 到 300kPa)。在同一轉速下，進氣歧管真空度與進氣量有一定關系。噴油持續(xù)時間越長，噴油量就越大。4）不同工況下的控制模式電控燃油噴射系統(tǒng)能根據(jù)各個傳感器測得的發(fā)動機各種運轉參數(shù)，判斷發(fā)動機所處的工況，選擇不同模式的程序控制發(fā)動機的運轉，實現(xiàn)啟動加濃、暖機加濃、加速加濃、全負荷加濃、減速調(diào)稀、強制怠速斷油、自動怠速控制等功能。 L 型 EFI 系統(tǒng)L 型 EFI 系統(tǒng)是在 D 型 EFI 系統(tǒng)的基礎上，經(jīng)改進而形成的。圖 26 熱線式電控汽油機燃油噴射系統(tǒng) 燃油噴射控制1) 噴油正時多點噴射分為同時噴射，即各缸噴油時刻相同；分組噴射，即多缸發(fā)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；順序噴射，即按點火順序要求逐缸噴油。發(fā)動機在啟動和加速時，為了保證啟動迅速、加速響應快，ECU 會根據(jù)水溫、節(jié)氣門變化程度適當?shù)卦黾庸┯土浚藭r應采用與曲軸的旋轉角度無關的異步噴射。曲軸每轉兩轉，各缸噴油器都輪流噴射一次，且像點火系統(tǒng)一樣，按照特定的順序依次進行噴射。采用順序噴射控制時，應具有正時和缸序兩個功能，微機工作時，通過曲軸位置傳感器輸入的信號，可以知道活塞在上止點前的位置，再與判缸信號相配合，可以確定向上止點運行的是哪一缸，同時應分清該缸是壓縮行程還是排氣行程。順序噴射方式既適合進氣歧管噴射，也適用于氣缸內(nèi)噴射。因此，啟動時的基本噴油時間不是根據(jù)進氣量(或進氣壓力)和發(fā)動機轉速計算確定的，而是 ECU 根據(jù)啟動信號和當時的冷卻水溫度，由內(nèi)存的水溫噴油時間圖找出相應的基本噴油時間 TP，然后加上進氣溫度修正時間 TA 和蓄電池電壓修正時間 TB，計算出啟動時的噴油持續(xù)時間。（A） 基本噴油時間D 型 EFI 系統(tǒng)的基本噴油時間可由發(fā)動機轉速信號 (Ne)和進氣管絕對壓力信號(PIM)確定。實際工作中，進氣脈動使充氣效率變化，進行再循環(huán)的排氣量的波動也影響進氣量測量的準確度。（B）啟動后各工況下噴油量的修正 在確定基本噴油時間的同時，ECU 由各種傳感器獲得發(fā)動機運行工況信息，對基本噴油時間進行修正。在冷卻水溫度低時，ECU 根據(jù)水溫傳感器(THW)信號相應增加噴射量，水溫在－40℃時加濃量約為正常噴射量的兩倍。增加或減少的最大修正量約為 10%。發(fā)動機負荷狀況可以根據(jù)節(jié)氣門開度或進氣量的大小確定，故 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)動機負荷狀況，決定相應增加的燃油噴射量。使 ECU 檢測到相應工況的信號有：進氣管絕對壓力(PIM)或空氣量(VS)、發(fā)動機轉速(Ne)、車速(SPD) 、節(jié)氣門位置、空擋啟動開關 (NSW)和冷卻水溫度(THW)。由于壓力較轉速滯后，轉矩也較轉速滯后，造成發(fā)動機轉速上升時，轉矩也上升，轉速下降時，轉矩也下降。當發(fā)動機轉速降到某預定轉速之下或節(jié)氣門重新打開時，噴油器投入工作。③ 汽車超速行駛斷油。除了一般正常的曲軸轉一轉噴一次油外，在啟動信號 STA 處于接通狀態(tài)時，ECU 從G(G1 或 G2)信號后檢測到第一個 Ne 信號開始，以一個固定噴油持續(xù)時間，同時向各缸增加一次噴油。在有些發(fā)動機中，當節(jié)氣門急速開啟或進氣量突然變大時(急加速)，為了提高加速響應特性，僅在加速期間，在同步噴射的基礎上再加上異步噴射。再根據(jù)水溫、進氣溫度、氧、爆震等四個傳感器輸入的信息，ECU 對上噴油量進行必要的修正，確定出實際噴油量，最后再根據(jù)霍爾傳感器檢測到的曲軸轉角信號，ECU 確定出最佳噴油和點火時刻并指令噴油器噴油、火花塞跳火。噴油持續(xù)時間和點火提前角等指令，使噴油嘴和火花塞最佳工作。 油壓調(diào)節(jié)器與噴油器相連接，控制供油系統(tǒng)的壓力，使噴油器中的油壓與進氣管負壓之差始終保持在 ，這樣可使噴油量只受通電時間長短的控制。汽油分配管將汽油均勻分配到電子控制的噴油器中，噴油器再適時地將汽油噴入進氣管中。電動汽油泵安裝在汽油箱中，并不斷受到汽油沖滌，使電動機充分冷卻。為安全起見，在點火開關接通（不起動發(fā)動機）及發(fā)動機停止工作時，汽油泵不泵油。圖 36 活性炭罐部分零件圖1電源插頭； 2活性炭罐電磁閥； 3支架； 4橡膠支架； 5通向發(fā)動機進氣系統(tǒng)的管路；6通氣管（來自汽油箱的通氣管） ； 7螺栓； 8活性炭罐（安裝在右