【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)空氣過濾器過濾后，由空氣流量計(jì) (在 DJetronic 系統(tǒng)中為進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器 )計(jì)量，通過節(jié)氣門體進(jìn)入進(jìn)氣總管，再分配到各進(jìn)氣歧管。在進(jìn)氣歧管內(nèi)，從噴油器噴出的燃油與空氣混合后被吸入氣缸內(nèi)燃燒。 一般行駛時，空氣的流量由進(jìn)氣系統(tǒng)中的節(jié)氣門來控制。踩下加速踏板時，節(jié)氣門打開，進(jìn)入的空氣量多。怠速時，節(jié)氣門關(guān)閉，空氣由旁通氣道通過。怠速轉(zhuǎn)速的控制是由怠速調(diào)整螺釘和怠速空氣調(diào)整器調(diào)整流經(jīng)旁通氣道的空氣量來實(shí)現(xiàn)的。 怠速空氣調(diào)整器一般由電控單元 (ECU)控制，在氣 溫較低發(fā)動機(jī)暖機(jī)時，怠速空氣調(diào)整器的通路打開，以供給暖機(jī)時必須給進(jìn)氣歧管的空氣量，此時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較正常怠速高，稱為快怠速。隨著發(fā)動機(jī)冷卻水溫升高，怠速空氣調(diào)整器使旁通氣道開度逐漸減小，旁通空氣量亦逐漸減小，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸降低至正常怠速 。 （ 2）燃油系統(tǒng) 燃油供給系統(tǒng)的功能是向發(fā)動機(jī)精確提供各種工況下所需要的燃油量。 燃油系統(tǒng)一般由油箱、電動燃油泵、過濾器、燃油脈動阻尼器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器、冷啟動噴油器及供油總管等組成，如圖 32所示。 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 圖 31 進(jìn)氣系統(tǒng) 圖 32 燃油系統(tǒng) 燃油由燃油泵從油箱中泵出，經(jīng)過過濾器，除去雜質(zhì)及水分后，再送至燃油脈動阻尼器，以減少其脈動。這樣具有一定壓力的燃油流至供油總管，再經(jīng)各供油歧管送至各缸噴油器。 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(jìn)氣門前，待進(jìn)氣行程時，再將燃油混合氣吸入氣缸中。 裝在供油總管上的燃油壓力調(diào)節(jié)器是用以調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓的，目的在于保持油路內(nèi)的油壓約高于進(jìn)氣管負(fù)壓 300kPa。 此外，為了改善發(fā)動機(jī)低溫啟動性能，有些車輛在進(jìn)氣歧管上安裝了一個冷啟動噴油器，冷啟動噴油器的噴油時間由 熱限時開關(guān)或者 ECU 控制。 （ 3）電子控制系統(tǒng) 電子控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和車輛運(yùn)行狀況確定燃油的最佳噴射量。 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 33所示。 供給發(fā)動機(jī)的汽油量，由噴油持續(xù)時間來控制，噴油持續(xù)時間則由 ECU 通過來自進(jìn)氣歧管壓力傳感器或空氣流量計(jì)的信號來計(jì)算進(jìn)氣量，根據(jù)進(jìn)氣量和轉(zhuǎn)速計(jì)算出基本噴油持續(xù)時間。然后進(jìn)行溫度、海拔高度、節(jié)氣門開度等各種工作參數(shù)的修正，得到發(fā)動機(jī)在這一工況下運(yùn)行的最佳噴油時間，精確地控制噴油量。 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 基本測量用 傳感器 用于檢測空氣量 用于檢測 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 修正用 傳感器 曲軸位置傳感器 水溫傳感器 氧傳感器 爆燃傳感器 節(jié)氣門位置傳感器 其他傳感器 ECU 電磁噴油器 電子點(diǎn)火 怠速控制 廢氣再循環(huán) 其他控制 圖 3 3 電子控制系統(tǒng) 傳感器是信號轉(zhuǎn)換裝置，安裝在發(fā)動機(jī)的各個部位，其功用是檢測發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的電量參數(shù)、物理參數(shù)和化學(xué)參數(shù)等，并將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識別的電信號輸入ECU。 檢測發(fā)動機(jī)工況的傳感器有：水溫傳感器、進(jìn)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(guān)等。 ECU 是發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的核心部件。 ECU 的存儲器中存放了發(fā)動機(jī)各種工況的最佳噴油持續(xù)時間，在接收了各種傳感器傳來的信號后，經(jīng)過計(jì)算確定滿足發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的燃油噴射量和噴油時間。 ECU 還可對多種信息進(jìn)行處理， 實(shí)現(xiàn) EFI 系統(tǒng)以外其他諸多方面的控制，如點(diǎn)火控制、怠速控制、廢氣再循環(huán)控制、防抱死控制等。 執(zhí)行器是控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，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(jī)處于最佳工作狀態(tài)，如噴油脈寬控制、點(diǎn)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。 工作原理 電控汽油噴射系統(tǒng)工作原理框圖，如圖 34 所示。 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 圖 34 電控汽油噴射系統(tǒng)原理框圖 1— 發(fā)動機(jī)工作參數(shù)； 2— 傳感器； 3 — 電控單元； 4— 噴油器 噴油器噴射到進(jìn)氣歧管中的汽油量，由噴油器噴 孔的橫斷面面積，汽油的噴射壓力和噴油持續(xù)時間來決定。為了便于控制，在實(shí)際的噴油控制系統(tǒng)中，噴孔的橫斷面面積和噴油壓力都是恒定的，汽油的噴射量只取決于噴油持續(xù)時間。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(jī)的各種參數(shù)確定。 傳感器將發(fā)動機(jī)各種非電量的工況參數(shù) (如轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、發(fā)動機(jī)冷卻水及進(jìn)氣溫度、空氣流量、曲軸轉(zhuǎn)角、節(jié)氣門開度等 )轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并把這些信號以信息形式送入電控單元 (ECU)，再經(jīng)電控單元轉(zhuǎn)化為長短不一的電脈沖信號傳到噴油器，控制噴油 器打開時刻及延續(xù)時間長短，使之準(zhǔn)確地工作。 EFI 系統(tǒng)的工作過程即是對噴油時間的控制過程。裝用 EFI 系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)具有良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性，排放污染大為降低，這都緣于空燃比的精確控制。而這種空燃比的控制是通過對汽油噴射時間的控制實(shí)現(xiàn)的。 ECU 通過絕對壓力傳感器 (D型 EFI)或空氣流量計(jì) (L型 EFI)的信號計(jì)量空氣質(zhì)量，并根據(jù)計(jì)算出的空氣質(zhì)量與目標(biāo)空燃比比較即可確定每次燃燒所必需的燃料質(zhì)量。 目標(biāo)空燃比即實(shí)際充入氣缸的空氣質(zhì)量與燃燒所需要的燃料量的比值。根據(jù)空氣質(zhì)量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算出的噴油時間稱為基本噴油持續(xù)時 間。目標(biāo)空燃比是在考慮了發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性、響應(yīng)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(jìn)氣溫度、節(jié)氣門開度等與發(fā)動機(jī)工況有關(guān)的參數(shù)后，對基本噴油持續(xù)時間進(jìn)行修正，確定最佳噴油持續(xù)時間，使實(shí)際噴油持續(xù)時間接近由目標(biāo)空燃比確定的噴油持續(xù)時間。 （ 1） D 型 EFI 系統(tǒng) 圖 35 所示的是 D 型 EFI 系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理如下所述。 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 圖 35 歧管壓力計(jì)量式電控汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng) 1— 噴油器； 2— 燃油壓力調(diào)節(jié)器； 3— 電控單元 (ECU)； 4— 節(jié)氣門位置傳 感器； 5— 怠速空氣調(diào)整器； 6— 進(jìn)氣壓力傳感器； 7— 燃油泵； 8— 濾清器； 9— 水溫傳感器； 10— 熱限時開關(guān) 。 1） 燃油壓力的建立與燃油噴射方式 電控燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力由燃油泵提供，燃油泵可以裝在油箱外靠近油箱的地方，也可以直接安裝在油箱內(nèi)。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(jī)上方的分配油管。 分配油管與安裝在各缸進(jìn)氣歧管上的噴油器相通。噴油器是一種電磁閥，由 ECU 控制。 通電時電磁閥開啟，壓力燃油以霧狀噴入進(jìn)氣歧管內(nèi)，與空氣混和，在進(jìn)氣行程中被吸進(jìn)氣缸 。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)。多余的燃油從燃油壓力調(diào)節(jié)器上的回油口經(jīng)回油管返回油箱。 2） 進(jìn)氣量的控制與測量 進(jìn)氣量由駕駛員通過加速踏板操縱節(jié)氣門來控制。節(jié)氣門開度不同，進(jìn)氣量也不同，同時進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空度也不同。在同一轉(zhuǎn)速下，進(jìn)氣歧管真空度與進(jìn)氣量有一定關(guān)系。 進(jìn)氣壓力傳感器可將進(jìn)氣歧管內(nèi)真空度的變化轉(zhuǎn)變成電信號的變化，并傳送給 ECU，ECU 根據(jù)進(jìn)氣歧管真空度的大小計(jì)算出發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量。 3） 噴油量與噴油時刻的確定 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 噴油量由 ECU 控制。 ECU 根據(jù)進(jìn)氣壓力傳感器測量得到的信號計(jì)算出進(jìn)氣量，再根據(jù)分電器中的曲軸位置傳感器測得的信號的計(jì)算出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)進(jìn)氣量和轉(zhuǎn)速計(jì)算出相應(yīng)的基本噴油量； ECU 控制各缸噴油器在每次進(jìn)氣行程開始之前噴油一次，并通過控制每次噴油的持續(xù)時間來控制噴油量。 噴油持續(xù)時間越長，噴油量就越大。一般每次噴油的持續(xù)時間為 2ms 到 10ms。各缸噴油器每次噴油的開始時刻則由 ECU 根據(jù)曲軸位置傳感器測得的 1 缸上止點(diǎn)的位置來控制。由于這種類型的燃油噴射系統(tǒng)的每個噴油器在發(fā)動機(jī)一個工作循環(huán)中只噴油一次，故屬于間歇 噴射方式。 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(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，判斷發(fā)動機(jī)所處的工況，選擇不同模式的程序控制發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)啟動加濃、暖機(jī)加濃、加速加濃、全負(fù)荷加濃、減速調(diào)稀、強(qiáng)制怠速斷油、自動怠速控制等功能。 D 型 EFI 系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，但由于采用壓力作為控制噴油量的主要因素，因此，存在這樣的缺點(diǎn)：在汽車突然制動或下坡行駛中節(jié)氣門關(guān)閉時，加速反應(yīng)效果不良；當(dāng)大氣狀況發(fā)生較大變化時，會影響控制精度。 現(xiàn)代汽車使用的 D 型 EFI 系統(tǒng)都經(jīng)過了改進(jìn)，即采用運(yùn)算速度快 、內(nèi)存容量大的 ECU，大大提高了控制精度，控制的功能也更加完善。這種系統(tǒng)通常用于中檔車型上，如豐田HIACE 小客車、豐田 CROWN 轎車等。 （ 2） L型 EFI 系統(tǒng) L 型 EFI 系統(tǒng)是在 D型 EFI 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，經(jīng)改進(jìn)而形成的。它是目前汽車上應(yīng)用最廣泛的燃油噴射系統(tǒng)。 L 型 EFI 系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理與 D 型 EFI 系統(tǒng)基本相同，但它以空氣流量計(jì)代替 D 型 EFI 系統(tǒng)中的進(jìn)氣壓力傳感器，可直接測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量，提高了控制精度。 典型的 L型 EFI 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 36所示。 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 圖 36 熱線式電控汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng) . 柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)組成及工作原理 組成 柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)除了控制噴油量外，對噴油正時和噴油的壓力都有很高的要求。（柴油機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力較高約 ） 各種柴油電控系統(tǒng)的區(qū)別在于控制功能、傳感器的數(shù)量和類型、執(zhí)行元件的類型、ＥＣＵ控制軟件、主要電控元件的結(jié)構(gòu)原理和安裝位置，基本組成與其他電子控制系統(tǒng)一致，也由傳感器 —— ECU—— 執(zhí)行器 三部分組成 （ 1） 傳感器 1加速踏板位置傳感器 2反饋信號傳感器 3燃油溫度傳感器 4其他傳感器和信號開關(guān) （ 2） 柴油機(jī)控制 ECU 根 據(jù)各傳感器輸入信號和內(nèi)存程序，計(jì)算出供（噴）油量和供（噴）油開始時刻，并向執(zhí)行元件發(fā)出執(zhí)行令信號 。 （ 3）執(zhí)行器 執(zhí)行 ECU 的指令，調(diào)節(jié)柴油機(jī)的供（噴）油量和供（噴）油正時。 工作原 理 基本工作原理是計(jì)算機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的輸入信號，首先計(jì)算出基本噴油量，然后根據(jù)水溫、進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力等傳感器的信號進(jìn)行修正，再與來自控制套位置傳感器的信號進(jìn)行反饋修正，確定最佳噴油量的。 由于柴油的可壓縮性和高壓油管中柴油的壓力波動，使實(shí)際的噴油狀態(tài)與噴油泵所規(guī)定的柱塞供油規(guī)律有較大的差異 。油管內(nèi)的壓力波動有時還會在主噴射之后，使高壓油管內(nèi)的壓力再次上升，達(dá)到令噴油器的針閥開啟的壓力，將已經(jīng)關(guān)閉的針閥又重新打開產(chǎn)生二次噴油現(xiàn)象，由于二次噴油不可能完全燃燒，于是增加了煙度和碳?xì)浠衔铮?HC）的排放量，油耗增加。 高壓共軌系統(tǒng) 概述 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 （ 1）組成 高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)主要部件介紹 圖 它主要由電控單元、高壓油泵、共軌管、電控噴油器以及各種傳感器等組成。低壓燃油泵將燃油輸入高壓油泵，高壓油泵將燃油加壓送入高壓油軌，高壓油軌中的壓力由電控單元根據(jù)油軌壓力傳感器測量的油軌壓力以及需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，高壓油軌內(nèi)的燃油經(jīng)過高壓油管，根據(jù)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，由電控單元從預(yù)設(shè)的 map 圖中確定合適的噴油定時、噴油持續(xù)期由電液控制的電子噴油器將燃油噴入氣缸。 Pizezo 噴射器 (壓電式噴油器 ) Piezo 噴射器具有極快和精確的燃油量分配。 Piezo 噴射器的響應(yīng)時間是原系統(tǒng)的 4 倍，允許在預(yù)噴和主噴之間更短和更多可變距離的噴射。 陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 圖為 Piezo 噴射器 由于通過能量恢復(fù)獲得必需的觸發(fā)能的可能，必需的觸發(fā)能會相當(dāng)?shù)販p少。另外，通過簡單的電控制，可達(dá)到忍受較大的電磁和基本減少感應(yīng)錯誤。 Piez