汽车电子控制技术-第2版-教学课件-作者-周云山-第二章-发动机燃油供给的电子控制系统.ppt
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1、第二章 发动机燃油供给的电子控制系统第一节 概述第二节 汽油机的电子控制第三节 电子控制多点汽油喷射系统第四节 柴油机的电子喷射系统第一节 概述发动机燃油供给系统的主要任务:控制进入气缸的可燃混合气的空燃比和流量,保证发动机的正常运转。目前,汽油机的燃油供给方式有化油器和喷射式两种。化油器式燃油供给是汽油机的传统供油方式,其原理即利用空气流经节气门上方喉管处产生的负压将燃油吸出与空气混合成可燃混合气。一、可燃混合气的配制要求1.空燃比对发动机性能的影响空燃比对发动机性能的影响图2-22.发动机各种工况对混合气的要求发动机各种工况对混合气的要求在不同工况与车况下,发动机对可燃混合气空燃比的要求是
2、不同的。我们主要分析稳定工况和过度工况下对混合气的要求。(1)稳定工况发动机在一定时间内转速与负荷没有突变,正常运转的状态。可分为怠速工况、中等负荷工况、大负荷工况、全负荷工况等。由下图可以看出,稳定工况下,所需混合气空燃比随着发动机负荷的变化有所区别。图2-3图中:A点:怠速工况;AB段:小负荷工况;BC段:中等负荷工况;CD段:大负荷工况;D点:全负荷工况;怠怠 速:速:汽油雾化蒸发较差,进气管真空度高,使得气缸内废气率较大,因而要求混合气较浓;小小 负负 荷:荷:汽油雾化增强,混合气浓度随负荷增加而减小;中等负荷:中等负荷:混合气燃烧条件充分,配制较稀的混合气可以获得最佳燃油经济性;大大
3、 负负 荷:荷:要求按经济性要求加浓混合气,以满足发动机功率需求;全全 负负 荷:荷:节气门全开,混合气浓度要求能提供最大功率,从大负荷工况到全负荷工况的过程,混合气加浓也是逐渐变化的。各工况的混合气配置要求:各工况的混合气配置要求:冷启动:冷启动:低温情况下,燃油蒸发率很小,浓混合气才能达到冷启动要求;暖暖 机:机:发动机进入怠速工况前,随着温度逐渐上升,较浓混合气的空燃比逐渐增大;加加 速:速:节气门开度的突然增加,燃油在进气管壁的沉积,为避免实际混合气变稀,配制加浓混合气以提供更好的加速性;减减 速:速:节气门突然关闭,进气管真空度急剧增高使进气管壁面上的燃油蒸发,造成混合气过浓,需提供
4、较稀混合气;(2)过度工况过度工况可分为冷启动、暖机和加、减速三种工况。燃油喷射控制系统:根据空气进气量和混合气配置要求的空燃比确定所需汽油量,通过喷油器开启时间对喷油量做精确控制。燃油在一定压力下喷入进气道或气缸内,与空气混合。三、燃油喷射供油方式图2-4一、电喷系统的分类1.按系统控制模式分类按系统控制模式分类可分为开环控制和闭环控制两类。(1)开环控制将实验所确定的计算喷油量所需的数据存入ECU,发动机运行时以此为依据求得最佳供油量并发出控制信号,完成开环控制。开环控制系统只受发动机运行工况的相关参数控制,简单易行但控制精度受控制系统各部分影响,系统抗干扰能力较差。第二节汽油机的电子控制
5、又称为反馈控制系统,加入了反馈传感器,输出反馈信号给控制器,以随时修正控制信号。闭环控制系统在排气管上装了氧传感器,测出燃烧室混合气空燃比,信号反馈给ECU,修正喷油量信号。闭环控制有较高的控制精度,抗干扰能力强。(2)闭环控制可分为机械式、机电混合式和电子控制式三种。(1)机械式(K系统)K系统采用连续喷射方式,喷油量采用机械式计量方式,喷油量的修正也采用机械装置。(2)机电混合式(KE系统)在K系统基础上添加ECU,接受传感器信号对不同工况下的空燃比进行修正。(3)电子控制式(E系统)E系统采用全电子控制方式,燃油计量采用ECU和电磁喷油器实现,实现空燃比精确配制。2.按喷油实现的方式来分
6、类按喷油实现的方式来分类3.按喷油器数目的多少来分类按喷油器数目的多少来分类可分为单点喷射(Single Point Injection,SPI)、多点喷射(Multi-Point Injection,MPI)两种形式。单点喷射喷油器装在节气门体上或稳压箱内,向进气总管喷油;多点喷射喷油器装在每个气缸进气缸附近,向各缸喷油。图2-64.按喷油器的喷射方式来分类按喷油器的喷射方式来分类可分为连续喷射、间歇喷射两种形式。连续喷射系统不考虑发动机工作时序,控制系统结构较简单;间歇喷射的喷油频率与发动机转速同步,喷油量可控,控制精度较高。图2-75.按喷油器的喷射部位来分类按喷油器的喷射部位来分类可分
7、为缸内喷射、缸外喷射两种形式。缸内喷射将油喷到燃烧室内,对供油系统等多方影响,较少采用;缸外喷射喷油器装在每个气缸进气缸附近,向各缸喷油。缸外喷射缸内喷射6.按空气量的检测方式来分类按空气量的检测方式来分类可分为直接检测、间接检测两种方式。直接检测又称质量流量(mass-flow)方式。间接检测可分为速度密度(speed-density)方式和节气门速度(throttle-speed)方式。二、电喷供油方式的优点 1.混合气分配均匀性好;2.混合气配制精度高;3.加速响应好;4.良好的起动性能和减速断油;5.充气效率高;6.环保性佳、燃油经济性好;第三节 电子控制多点汽油喷射系统电控汽油喷射(
8、Electronic Fuel Injection,EFI)系统通过对燃油喷射的时间控制调节喷油量,为实现空燃比的高精度控制,要对进入气缸的空气量进行精确计量。目前,汽车上应用的EFI系统根据进气量检测方式不同可分为D型和L型两种。(1)D型EFI系统通过检测进气歧管的真空度来测量发动机吸入的空气量(2)L型EFI系统用空气流量计直接测量发动机吸入的空气量一、MPI系统结构及工作原理EFI系统由空气供给系统、燃油供给系统及电子控制系统三大部分组成。空气供给系统空气供给系统燃油供给系统燃油供给系统电子控制系统电子控制系统作用测量和控制汽油燃烧时所需空气量产生系统油压、传递燃油、调节油压并进行滤清
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