【文章內(nèi)容簡介】 電子數(shù)字控制裝置來取代原來的機械點火提前裝置，也就是要用一種電子系統(tǒng)來代替已經(jīng)使用了 50多年的分電器上的離心和真空裝置。微機控制的電子點火系統(tǒng)不受機械調(diào)節(jié)裝置的限制，在發(fā)動機任何公況下均可保證最佳點火時刻。 二、微機控制的電子 點火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理 該系統(tǒng)一般由傳感器、 模 數(shù)轉(zhuǎn)換器、微型計算機 和點火控制器等部分組成， 它是整個發(fā)動機燃油及排放 電子控制系統(tǒng)（簡稱 ECCS） 的重要組成部分。其原理框 圖如（圖 231）所示。 第二章 第三節(jié) 24 曲軸轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角傳感器安裝在曲軸端或分電器內(nèi)，一般是磁電式或光電式信號發(fā)生裝置，用來測定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)出曲軸位置的信號。 真空傳感器實際上是一種由硅膜片半導體應變片。膜片的一端通大氣，一端接發(fā)動機的進氣管。因膜片的電阻隨進氣真空度變化，故能輸出與進氣管真空度成比例的直流電壓，作為發(fā)動機的負荷信號。 發(fā)動機溫度傳感器一般由散熱敏電阻組成，安裝在發(fā)動機冷卻水套壁中，有的車型則接在機油濾清器中。 模 數(shù)轉(zhuǎn)換器（ A/D）將真空傳感器、水溫傳感器等輸出的模擬信號（直流電壓信號）轉(zhuǎn)換成計算機能接收的數(shù)字信號。 微型電子計算機包括具有運算器和控制器的中央處理器（ CPU）、用以儲存數(shù)據(jù)和程序的只讀存儲器（ ROM）、用以在 CPU和外部設備之間轉(zhuǎn)送信息的輸出輸入線接口（ I/O）等主要集成電路。微機 3能根據(jù)各傳感器傳送束的信號，按預先編好的程序處理數(shù)據(jù)，并在規(guī)定的時刻向點火裝置發(fā)出控制信號。 發(fā)動機在工作期間，各種傳感器分別將每一瞬間發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、進氣真空度和冷卻水溫度信號，經(jīng)計算機的輸入接口電路，送入計算機的中央處理器 CPU中， CPU根據(jù)輸入的曲軸轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速和進氣真空度信號，對照存貯在只讀存儲器中的最佳點火 提前角的數(shù)據(jù)，查出與發(fā)動機該工況相應的最佳點火提前角及初級電路通電時間 ，并根據(jù)冷卻水的溫度計算最佳點火提前角的修正值。修正后的最佳點火提前角 第二章 第三節(jié) 25 即為二者的代數(shù)和。 CPU根據(jù)計算結(jié)果，在最佳的時刻，經(jīng)輸出接口電路向點火控制電路發(fā)出點火控制信號，接通點火線圈的初級電路。經(jīng)過一個最佳的儲能時間后，這發(fā)出控制信號，切斷初級電路，使點火線圈的次級繞組中產(chǎn)生高壓，經(jīng)分電器送往火花塞，點燃混合氣。 三、微機控制的電子點火系統(tǒng)主要零部件 （一）控制單元（ ECU） ECU是由中央處理器 CPU、存貯器 ROM、檢查燈、診斷方式選擇器、信號輸入、輸出及電源接口組成，它控制發(fā)動機的工作（圖 232） （二）軸轉(zhuǎn)角傳感器 曲軸轉(zhuǎn)角傳感器是整個 ECCS的基本元件，它檢測發(fā)動機 轉(zhuǎn)速、活塞位置 ,并將信號送止 ECU,以控制燃油噴射、點火正 時和其他功能，此傳感器由一個軟盤和一個波形 整形電 器組成。軟盤上有用于產(chǎn)生 1176。信號的 360個狹槽，還有 4個用 于產(chǎn)生 180176。信號的狹槽，波形發(fā)生線路中嵌有發(fā)光二極管和光敏二極管，當他們之間轉(zhuǎn)動時軟盤上的狹槽不斷的切斷發(fā)光二極管射向光敏二極管的光線，這樣產(chǎn)生 的形狀粗糙的脈沖波被波形整形電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)脈沖波并達到 ECU（圖 233） （三）率晶體管和點火線圈 第二章 第三節(jié) 26 從 ECU來的點火信號由功率晶體管放大，使點火初級線圈 通斷，在次級線圈上激勵出高壓電，此點火線圈非常小巧， 是注塑式的。 （四）其他部件 其他零部件包括爆震傳感器、空氣流量計、發(fā)動機溫度 傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、怠速開關(guān)等。 爆震傳感器裝在缸體上感應 發(fā)動機敲缸情況。缸體的敲擊 震動以壓力的形式施加在壓電 元件上。此震動壓力被轉(zhuǎn)換為 電壓信號輸出（圖 235） 第一節(jié) 概述 一、電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本概念 （一）空燃比對發(fā)動機性能的影響 空氣和燃料的混合物即可燃混合氣。其混合氣中空氣和燃料的比例不同對發(fā)動機的動力性能和經(jīng)濟性能有很大的影響，并使排放物的濃度發(fā)生變化。通常將空氣和燃料的質(zhì)量比稱為空燃比。按其組成和對發(fā)動機性能的影響有三種 1. 理論空燃比 ：即 1kg燃油完全燃燒理論上所需的空氣量與燃油的質(zhì)量之比。燃燒 1kg汽油理論上需要 ，則以 ： 1的空氣量與汽油量之比組成的混合氣為理論混合氣，這個比例也稱標準混合氣。 2. 經(jīng)濟空燃比 ：為了保證燃料的完全燃燒，空氣量需要比理想的要多，使燃料與空氣更容易混合，燃燒更充分。經(jīng)濟空燃比大于理論空燃比，一般在 16 ： 1～ 18 ：1的范圍內(nèi)?；旌峡杖急仍诖朔秶鷥?nèi)工作，發(fā)動機燃料消耗能量低，經(jīng)濟行性好。 3. 功率空燃比 ：指在一定轉(zhuǎn)速下，提供最大功率的空氣與燃料的比例，這個比值小于理論空燃比，為 12 ： 1～ 13 ： 1。在此范圍內(nèi)，發(fā)動機可獲得最大輸出功率。 （二）電子控制燃油噴射系統(tǒng)的概念 汽油機燃料供給系統(tǒng)的主要任務是根據(jù)發(fā)動機各種不同工況的要求，將所需混合 氣供給汽缸。在過去都是用化油器來達到這種功能。為了滿足發(fā)動機燃料經(jīng)濟性 第三章 電子控制燃油系統(tǒng) 27 畢業(yè)設計 第三章 第一節(jié) 28 動力性和排放指標的要求，化油器都采用了各種補償裝置，已使它成為一個很復雜的系統(tǒng)，但仍不能滿足現(xiàn)代汽車對高經(jīng)濟性、低污染的要求。因而為了代替化油器，利用現(xiàn)代電子技術(shù)開發(fā)了電子燃油噴射系統(tǒng)，簡稱 EFI（ Electronic Fuel Injection）。它由以前的化油器演變而來的，利用電子控制方式使發(fā)動機在不同的工況下均能獲得最合適的空燃比的燃油供給裝置。 1. 結(jié)構(gòu)： 化油器供油裝置如 (圖 311) 汽油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如 (圖 312) ： （ 1）化油器供油 利用空氣流動時在吼管處產(chǎn)生是負壓，把汽油吸向上部的進氣管道中。 （ 2）汽油噴射 在噴射閥處，利用了、控制裝置提供的開閥信號，向進氣管道噴射最適量的汽油。 二、電子控制燃油噴射系統(tǒng)分類及特點 （一）電子控制燃油噴射（ EFI）的分類 ： 壓感式和流感式兩類。 （ 1）壓感式（ DEFI）： 它是以進氣管壓力為主要的控制參數(shù)。根據(jù)進 氣管的壓力（真空度）和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速間接測量發(fā)動機的空氣量。由于空氣在進 第三章 第一節(jié) 29 管內(nèi)的壓力波動，測量精度較差。 （ 2）流感式（ LEFI）： 它是以空氣量為主要控制參數(shù)。用空氣流量計直接檢測進入發(fā)動機的空氣量。這種方式可精確地控制空燃比。 ：多點式和單點式兩類。 （ 1）多點式（ MPI）： 各個汽缸進氣管處均設置一個噴油器，實行各缸分別供油。 （ 2）單點式（ SPI）： 在進氣管的節(jié)氣門前僅設置一個噴油器，對各缸實行集中供油。 （二）電子控制燃油噴射系統(tǒng)的特點 電子噴射系統(tǒng)與化油器相比有以下優(yōu)點： 。 ，任何發(fā)動機的轉(zhuǎn)速下均能獲得精確空燃比的混合氣。 。 。 。 由于以上優(yōu)點的存在，可使發(fā)動機的有效功率提高，油耗降低，排氣污染減少，且符合汽車全車電子化控制的要求，減少發(fā)動機的故障。 第三章 第一節(jié) 30 三、電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) （圖 313） 為發(fā)動機電子控制燃油系統(tǒng)的原理圖。 電子控制燃油系統(tǒng)一般由三個子系統(tǒng)組成：燃油系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)。 （一）進氣系統(tǒng) 進氣系統(tǒng)的功能是控制和測量汽油燃燒時所需的空氣量。（圖 314） 所示為進氣系統(tǒng)框圖。圖 a為流感式電子燃油噴射系統(tǒng)，圖 b是壓感式電子控制燃油系統(tǒng)。 （二）燃油系統(tǒng) 燃油系統(tǒng)的功能是向汽缸內(nèi)供給燃燒時所需的汽油量。（圖 315） 所示為燃油系統(tǒng)的框圖。燃油泵從燃油箱吸來的汽油，通燃油濾清器后，經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器將壓力調(diào)節(jié)到比進氣壓力高約 250Kpa是壓力然后經(jīng)過輸油管配送給各個噴油器和低溫啟動噴油閥，噴油器根據(jù)電子控制單元發(fā)來的信號，把適量的汽油噴射到進氣歧管中。 （三）電子控制系統(tǒng) 電子控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動機的運轉(zhuǎn)狀況和車輛運行狀況確定汽油的最佳噴射量；根據(jù)轉(zhuǎn)速、進氣管處的絕對壓力、水溫等傳感器送來的信號，決定最佳點火提前角；檢測傳感器的故障，并將故障內(nèi)容儲存和輸出，同時使儀表板上的故障燈發(fā)亮。 第三章 31 第二節(jié) 電子控制燃油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理 一、進氣系統(tǒng) 進氣系統(tǒng)主要由空氣流量計（流感式 EFI系統(tǒng)使用）或壓力傳感器（壓感式 EFI系統(tǒng)）、節(jié)氣門開度傳感器、節(jié)流閥體、空氣閥、 空氣濾清器和進氣管組成（圖 321）。 （一）空氣流量計 空氣流量計是測量吸入發(fā)動機內(nèi)空氣量的 裝置。目前汽車上所用的空氣流量計根據(jù)測量 的原理不同，有旋轉(zhuǎn)翼片式、卡爾慢渦流式和 熱式空氣流量計。下面主要介紹一下旋轉(zhuǎn)翼片 式空氣流量計。旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量計（也稱 葉片式）他的測量部分有測量板、補償板、回 位彈簧、電位計和旁通道組成。圖 322 此外還包括怠速調(diào)整螺釘、油泵開關(guān)等。旋轉(zhuǎn) 翼片式空氣流量計的工作原理如圖 323 他是利用空氣流動產(chǎn)生的壓力差將測量板推開 的原理而工作的。測量板軸和電位器是同軸結(jié) 第三章 第二節(jié) 32 結(jié)構(gòu)，因此測量板轉(zhuǎn)角的的不同將產(chǎn)生不同的電阻值。在測量板的回轉(zhuǎn)軸是還裝有一根旋轉(zhuǎn)回位彈簧，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時吸入的空氣推開測量板的力和彈簧的回位力相平衡時，測量板就平衡在某一位置。電位器檢測的此位置的電壓信號輸送到電子控制元件（ ECU），由此感知進氣量的大小。電壓信號再經(jīng)來自溫度傳感器的修正，使電子控制元件確定實際的進氣量。在進氣量突然變化時，阻尼室和補償矯正片可減少測量板的震動。 （二）進氣壓力傳感器 進氣壓力傳感器是將進氣管內(nèi)的壓力變化轉(zhuǎn)化成 電壓信號，在傳感式 EFI系統(tǒng)中用來測量發(fā)動機進氣 量的裝置。他由壓力轉(zhuǎn)換元件和把把壓力轉(zhuǎn)換元件輸 出信號進行放大的集成電路（ IC）構(gòu)成。壓力轉(zhuǎn)換元 件是利用半導體的壓電效應制成的硅膜片。硅膜片的 一面是真空室，另一面導入進氣管壓力 （圖 324） 在進氣管的壓力作用下硅膜片產(chǎn)生形變，使擴散在其 第三章 第二節(jié) 33 中的電阻值產(chǎn)生變化，再通過相應的電路轉(zhuǎn)換成電壓信號而送給電子控制單元（ ECU）這種進氣壓力傳感器由于采用半導體的壓電效應的硅膜片結(jié)構(gòu)，使計量準確。但通常為了防止發(fā)動機體震動的影響，將其裝在車身上，用橡膠軟管與進氣管連通。 （三）