【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電子數(shù)字控制裝置來(lái)取代原來(lái)的機(jī)械點(diǎn)火提前裝置，也就是要用一種電子系統(tǒng)來(lái)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(jī)控制的電子點(diǎn)火系統(tǒng)不受機(jī)械調(diào)節(jié)裝置的限制，在發(fā)動(dòng)機(jī)任何公況下均可保證最佳點(diǎn)火時(shí)刻。 二、微機(jī)控制的電子 點(diǎn)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(jì)算機(jī) 和點(diǎn)火控制器等部分組成， 它是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油及排放 電子控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng) 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(hào)發(fā)生裝置，用來(lái)測(cè)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)出曲軸位置的信號(hào)。 真空傳感器實(shí)際上是一種由硅膜片半導(dǎo)體應(yīng)變片。膜片的一端通大氣，一端接發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管。因膜片的電阻隨進(jìn)氣真空度變化，故能輸出與進(jìn)氣管真空度成比例的直流電壓，作為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信號(hào)。 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器一般由散熱敏電阻組成，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水套壁中，有的車(chē)型則接在機(jī)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(hào)（直流電壓信號(hào)）轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能接收的數(shù)字信號(hào)。 微型電子計(jì)算機(jī)包括具有運(yùn)算器和控制器的中央處理器（ CPU）、用以?xún)?chǔ)存數(shù)據(jù)和程序的只讀存儲(chǔ)器（ ROM）、用以在 CPU和外部設(shè)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(jī) 3能根據(jù)各傳感器傳送束的信號(hào)，按預(yù)先編好的程序處理數(shù)據(jù)，并在規(guī)定的時(shí)刻向點(diǎn)火裝置發(fā)出控制信號(hào)。 發(fā)動(dòng)機(jī)在工作期間，各種傳感器分別將每一瞬間發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣真空度和冷卻水溫度信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)的輸入接口電路，送入計(jì)算機(jī)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(jìn)氣真空度信號(hào)，對(duì)照存貯在只讀存儲(chǔ)器中的最佳點(diǎn)火 提前角的數(shù)據(jù)，查出與發(fā)動(dòng)機(jī)該工況相應(yīng)的最佳點(diǎn)火提前角及初級(jí)電路通電時(shí)間 ，并根據(jù)冷卻水的溫度計(jì)算最佳點(diǎn)火提前角的修正值。修正后的最佳點(diǎn)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(jì)算結(jié)果，在最佳的時(shí)刻，經(jīng)輸出接口電路向點(diǎn)火控制電路發(fā)出點(diǎn)火控制信號(hào)，接通點(diǎn)火線圈的初級(jí)電路。經(jīng)過(guò)一個(gè)最佳的儲(chǔ)能時(shí)間后，這發(fā)出控制信號(hào)，切斷初級(jí)電路，使點(diǎn)火線圈的次級(jí)繞組中產(chǎn)生高壓，經(jīng)分電器送往火花塞，點(diǎn)燃混合氣。 三、微機(jī)控制的電子點(diǎn)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(hào)輸入、輸出及電源接口組成，它控制發(fā)動(dòng)機(jī)的工作（圖 232） （二）軸轉(zhuǎn)角傳感器 曲軸轉(zhuǎn)角傳感器是整個(gè) ECCS的基本元件，它檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速、活塞位置 ,并將信號(hào)送止 ECU,以控制燃油噴射、點(diǎn)火正 時(shí)和其他功能，此傳感器由一個(gè)軟盤(pán)和一個(gè)波形 整形電 器組成。軟盤(pán)上有用于產(chǎn)生 1176。信號(hào)的 360個(gè)狹槽，還有 4個(gè)用 于產(chǎn)生 180176。信號(hào)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(dāng)他們之間轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軟盤(pán)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(kāi)關(guān)脈沖波并達(dá)到 ECU（圖 233） （三）率晶體管和點(diǎn)火線圈 第二章 第三節(jié) 26 從 ECU來(lái)的點(diǎn)火信號(hào)由功率晶體管放大，使點(diǎn)火初級(jí)線圈 通斷，在次級(jí)線圈上激勵(lì)出高壓電，此點(diǎn)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(jì)、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度 傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、怠速開(kāi)關(guān)等。 爆震傳感器裝在缸體上感應(yīng) 發(fā)動(dòng)機(jī)敲缸情況。缸體的敲擊 震動(dòng)以壓力的形式施加在壓電 元件上。此震動(dòng)壓力被轉(zhuǎn)換為 電壓信號(hào)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)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(chēng)為空燃比。按其組成和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)比例也稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)混合氣。 2. 經(jīng)濟(jì)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(jì)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(dòng)機(jī)燃料消耗能量低，經(jīng)濟(jì)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(gè)比值小于理論空燃比，為 12 ： 1～ 13 ： 1。在此范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)燃料供給系統(tǒng)的主要任務(wù)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各種不同工況的要求，將所需混合 氣供給汽缸。在過(guò)去都是用化油器來(lái)達(dá)到這種功能。為了滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性 第三章 電子控制燃油系統(tǒng) 27 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 第一節(jié) 28 動(dòng)力性和排放指標(biāo)的要求，化油器都采用了各種補(bǔ)償裝置，已使它成為一個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)，但仍不能滿(mǎn)足現(xiàn)代汽車(chē)對(duì)高經(jīng)濟(jì)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(kāi)發(fā)了電子燃油噴射系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng) EFI（ Electronic Fuel Injection）。它由以前的化油器演變而來(lái)的，利用電子控制方式使發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)時(shí)在吼管處產(chǎn)生是負(fù)壓，把汽油吸向上部的進(jìn)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(kāi)閥信號(hào)，向進(jìn)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(lèi)及特點(diǎn) （一）電子控制燃油噴射（ EFI）的分類(lèi) ： 壓感式和流感式兩類(lèi)。 （ 1）壓感式（ DEFI）： 它是以進(jìn)氣管壓力為主要的控制參數(shù)。根據(jù)進(jìn) 氣管的壓力（真空度）和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速間接測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量。由于空氣在進(jìn) 第三章 第一節(jié) 29 管內(nèi)的壓力波動(dòng)，測(cè)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(jì)直接檢測(cè)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量。這種方式可精確地控制空燃比。 ：多點(diǎn)式和單點(diǎn)式兩類(lèi)。 （ 1）多點(diǎn)式（ MPI）： 各個(gè)汽缸進(jìn)氣管處均設(shè)置一個(gè)噴油器，實(shí)行各缸分別供油。 （ 2）單點(diǎn)式（ SPI）： 在進(jìn)氣管的節(jié)氣門(mén)前僅設(shè)置一個(gè)噴油器，對(duì)各缸實(shí)行集中供油。 （二）電子控制燃油噴射系統(tǒng)的特點(diǎn) 電子噴射系統(tǒng)與化油器相比有以下優(yōu)點(diǎn)： 。 ，任何發(fā)動(dòng)機(jī)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(diǎn)的存在，可使發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率提高，油耗降低，排氣污染減少，且符合汽車(chē)全車(chē)電子化控制的要求，減少發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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(gè)子系統(tǒng)組成：燃油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)。 （一）進(jìn)氣系統(tǒng) 進(jìn)氣系統(tǒng)的功能是控制和測(cè)量汽油燃燒時(shí)所需的空氣量。（圖 314） 所示為進(jìn)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(shí)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(lái)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(jìn)氣壓力高約 250Kpa是壓力然后經(jīng)過(guò)輸油管配送給各個(gè)噴油器和低溫啟動(dòng)噴油閥，噴油器根據(jù)電子控制單元發(fā)來(lái)的信號(hào)，把適量的汽油噴射到進(jìn)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(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和車(chē)輛運(yùn)行狀況確定汽油的最佳噴射量；根據(jù)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣管處的絕對(duì)壓力、水溫等傳感器送來(lái)的信號(hào)，決定最佳點(diǎn)火提前角；檢測(cè)傳感器的故障，并將故障內(nèi)容儲(chǔ)存和輸出，同時(shí)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(jìn)氣系統(tǒng) 進(jìn)氣系統(tǒng)主要由空氣流量計(jì)（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(mén)開(kāi)度傳感器、節(jié)流閥體、空氣閥、 空氣濾清器和進(jìn)氣管組成（圖 321）。 （一）空氣流量計(jì) 空氣流量計(jì)是測(cè)量吸入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)空氣量的 裝置。目前汽車(chē)上所用的空氣流量計(jì)根據(jù)測(cè)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(jì)。下面主要介紹一下旋轉(zhuǎn)翼片 式空氣流量計(jì)。旋轉(zhuǎn)翼片式空氣流量計(jì)（也稱(chēng) 葉片式）他的測(cè)量部分有測(cè)量板、補(bǔ)償板、回 位彈簧、電位計(jì)和旁通道組成。圖 322 此外還包括怠速調(diào)整螺釘、油泵開(kāi)關(guān)等。旋轉(zhuǎn) 翼片式空氣流量計(jì)的工作原理如圖 323 他是利用空氣流動(dòng)產(chǎn)生的壓力差將測(cè)量板推開(kāi) 的原理而工作的。測(cè)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(cè)量板轉(zhuǎn)角的的不同將產(chǎn)生不同的電阻值。在測(cè)量板的回轉(zhuǎn)軸是還裝有一根旋轉(zhuǎn)回位彈簧，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吸入的空氣推開(kāi)測(cè)量板的力和彈簧的回位力相平衡時(shí)，測(cè)量板就平衡在某一位置。電位器檢測(cè)的此位置的電壓信號(hào)輸送到電子控制元件（ ECU），由此感知進(jìn)氣量的大小。電壓信號(hào)再經(jīng)來(lái)自溫度傳感器的修正，使電子控制元件確定實(shí)際的進(jìn)氣量。在進(jìn)氣量突然變化時(shí)，阻尼室和補(bǔ)償矯正片可減少測(cè)量板的震動(dòng)。 （二）進(jìn)氣壓力傳感器 進(jìn)氣壓力傳感器是將進(jìn)氣管內(nèi)的壓力變化轉(zhuǎn)化成 電壓信號(hào)，在傳感式 EFI系統(tǒng)中用來(lái)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)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(hào)進(jìn)行放大的集成電路（ IC）構(gòu)成。壓力轉(zhuǎn)換元 件是利用半導(dǎo)體的壓電效應(yīng)制成的硅膜片。硅膜片的 一面是真空室，另一面導(dǎo)入進(jìn)氣管壓力 （圖 324） 在進(jìn)氣管的壓力作用下硅膜片產(chǎn)生形變，使擴(kuò)散在其 第三章 第二節(jié) 33 中的電阻值產(chǎn)生變化，再通過(guò)相應(yīng)的電路轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)而送給電子控制單元（ ECU）這種進(jìn)氣壓力傳感器由于采用半導(dǎo)體的壓電效應(yīng)的硅膜片結(jié)構(gòu)，使計(jì)量準(zhǔn)確。但通常為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)體震動(dòng)的影響，將其裝在車(chē)身上，用橡膠軟管與進(jìn)氣管連通。 （三）