汽车电控发动机燃油喷射技术论文

汽车电控发动机燃油喷射技术论文内容摘要：

直接检测方式称为质量 流量方式 (如 K 型、 KE 型、 L 型、 LH 型等 )，间接检测方式又可分为速度 密度方式 (如 D 型 )和节气门 速度方式。 由于空气在进气管内的压力波动，故该方法 的测量精度稍差。 L 型 EFI 系统是用空气流量计直接测量发动机吸入的空气量，其测量的准确程度高于 D 型，故可更精确地控制空燃比。 常用的空气流量计有以下几种： （ 1) 叶片式空气流量计 (测量体积流量 )图 13 或称为翼板式空气流量计； 图 16 叶片式放前面电控汽油机燃油喷射系统 (2) 卡门旋涡式空气流量计 (测量体积流量 )； (3) 热线式空气流量计 (测量质量流量 )； (4) 热膜式空气流量计 (测量质量流量 )。 热 线式电控汽油机燃油喷射系统可以直接测量进入气缸内空气的质量，将 适应的喷油量，以控制 最佳空燃比。 D、 L 型系统均采用多点间歇脉冲喷射方式，配用这两种系统的发动机可获得良好的综合性能，目前，在汽油发动机上得到广泛应用。 2． 4 其基本组成 电控燃油喷射系统 一般由三个子系统组成 ,即空气供给系统 ,燃油供给系统和电子控制系统。 （ 1） 空气供给系统 空气供给系统的作用是提供，测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。 如下图为奔驰 SLK350 上的进气系统，空气经过两空气滤清器过滤后，由空气流量计传感器计量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管。 在进气歧管内，从喷油器喷出的燃油与空气混 合后被吸入汽缸内燃烧。 在冷却液温度较低时，为加快发动机暖机过程，设置了快怠速装置，由空气阀来控制快怠速所需要的空气量。 通过怠速调整螺钉调节怠速转速，用空气阀控制快怠速转速，也可由 ECU 操纵怠速控制阀（ ISCV）控制怠速与快怠速。 两空气滤清器集成了谐振腔，降低了进气噪音。 进气导流管采用尼龙网状设计，使空气流动噪音大大降低（如下图）。 空气流量计 (HFM 6) 流量计发生革命性变化，输出信号由以前的电压码信号变为 频率 信号。 其截面也由圆形变为椭圆形。 它的可变进气歧管 配置了进气长度调节转换阀和扰流板 (如上图 )。 可调扰流板位于每个进气口的末端 .在部分负荷时在汽缸中形成环流和涡流，使燃油与空气产生紊流而充分混合，从而降低燃油消耗，同时增加发动机中段的扭矩。 扰流板在较高的发动机负荷下完全沉入进气歧管 ,进气过程不受影响 （如下图）， A：环流 B：涡流 它的扰流板有一个扰流板位置传感器，用来识别扰流板的位置（如下图） 扰流板在部分负荷时，扰流板旋转 90 度，如下图， 它的空气喷射系统如下图， 增加空气喷射流量有助于改善废气排放特性 :喷射到排气歧管中的空气 ,使不完全燃烧的气体二次燃烧 .因此增加了排气口的温度 ,使催化器能更加迅速地达到工作温 度。 每个汽缸的每个排气门有一个喷射点。 （ 1） 燃油供给系统 燃油供给系统的作用是向发动机精确地提供所需要的燃油量。 燃油供给系统一般由油箱，电动燃油泵，滤清器，燃油脉动阻尼器（有的汽车没有），燃油压力调节器，冷启动喷油器（有的汽车没有）及供油总管等组成，如下图 燃油由燃油泵从油箱中泵出，经过滤清器，除去杂质及水分后，再送至燃油脉动阻尼器（有的汽车装在回油管上），以减少其脉动。 这样具有一定压力的燃油流至供油总管，再经各供油歧管 送至各缸喷油器。 喷油器根据 ECU 的喷油指令，开启喷油阀，将适量的燃油喷于进气门前，待进气冲程时，再将燃油混合气吸入汽缸中。 装在供油总管上的燃油压力调节器用于调节系统油压，目的在于保持油路内的油压高于进气管压力 250kPa 左右。 此外，为了改善发动机的低温启动性能，该车 在进气歧管上安装了一个冷启动喷油器。 发动机控制单元固定在进气歧管上。 发动机模块和发动机之间大线很短，简单且节省成本。 如下图， 上图 为奔驰 SLK350 燃油供给分布图。 油轨横截面由圆形改为正方形，其目的是为了防止气堵 ,这样能使启动时的失火频率降低，缩短启动时间。 新型汽油液位传感器采用非接触式电磁感应方式测量燃油油位，采用这种方式的传感器可以有效地防止燃油对传感器的影响，提高了灵敏度。 燃油传感器在满箱位置时其欧姆值为 欧姆；在空箱时其欧姆值为 993 欧姆。 汽油泵安装在油箱里 ,这样可以降低噪音。 汽油滤芯与燃油压力调节器做为 一体。 M3 为油泵， B4为油位传感器， 55/2 为汽油滤芯 ， 55/2a 燃油压力传感器，如下图， 汽滤 燃油压力调节器 汽滤 （ 2） 电子控制系统 电子控制系统的作用是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷油量。 该系统由传感器， ECU 和执行器三部分组成，如（ 2）图 传感器是信号转换装置，安装在发动机的各个部位，其作用是检测发动机运行状态的物理参数和化学参数等，并将这些参数转换成计算机能够识别的电信号输入ECU。 用于检测发动机工况的传感器有空气流量传感器，进气压力传感器，冷却液温度传感器，进气温度传感器，曲轴位置传感器，节气门位置传感器，车速传感器，氧传感器，爆燃传感器，空调开关等。 如图 ECU 是发动机控制系统的核心部件。 在 ECU 的存储器中存放了发动机各种工况的最佳喷油持续时间，在接受了各种传感器传来的信号后，经过计算确定满足发动机运转状态的燃油喷油量和喷油时间。 ECU 还可以对多种信息进行处理，实现 EFI 系统以外其他诸多方面的控制，如点火控制，自诊断，故障备用程序启动，仪器显示等。 奔驰典型轿车上 V6， M112 发动机电子控制系统（如下图），水温传感器是 负温度系数热敏电阻。 MESFI 控制系统中为冷车起动及暖车期间，与曲轴位置传感器的转速信号一起作为控制喷射时间主要信号。 部分车型水温传感器有四条线组成，其中： 2 脚为 MESFI 电脑提供水温信号， 4 脚为空调电脑提供水温信号。 故障码为 PO115，在正常起动后，它的检测方法是在大约 39 度时测得的电阻为大于 8 千欧姆，在 170 摄 氏 度 时 ， 测 得 的 电 阻 为 小 于油箱压力传感器 油箱压力传感器 (美规 ) 汽滤 45 欧姆。 曲轴位置传感器电阻测量： MFSFI 控制系统曲轴位置传感器电阻为 700 欧姆左右。 起动时应有交流约 以上电压，怠速时交流电压为 5V 以上 ,波形信号见图。 2． 5 奔驰燃油电控 系统的工作原理 （ 1） D 型 EFI 系统 如图为 D 型 EFI 系统， 该系统的工作情况如下所述： ：各种电控燃油喷射系统的燃油压力都是由燃油泵提供的。 燃油泵可以装在油箱外靠近油箱的地方，也可 以直接安装在油箱内，浸在油中。 油箱内的燃油被燃油泵吸出并加压至 350kPa 左右，经燃油滤清器去杂后，被送至发动机上方的供油总管。 供油总管与安装在各缸进气道上的喷油器相通。 喷油器是一种电磁阀，由 ECU 控制。 通电时电磁阀开启，压力燃油以雾状喷入进气歧管内，与空气混合，在进气冲程中被吸进气缸。 供油总管的末端装有燃油压力调节器，用来调整供油总管中汽油的压力，使油压值保持在一定范围（ 200350kPa)。 多余的燃油从燃油压力调节器的回油口经回油管流至油箱。 ：进气量由驾驶员通过加速踏板操作节气门来控制。 节气门开度不同，进气量也不同，同时进气歧管内的真空度也不同。 在同一转速下，进气歧管真空度与进气量有一定关系。 进气压力传感器可将进气歧管内真空度的变化转变成电信号的变化，并传送给 ECU， ECU 根据进气歧管内的真空度的大小计算出发动机进气量。 ：喷油量由 ECU 控制。 ECU 根据进气压力传感器测量的信号计算出进气量，再根据曲轴位置传感器测量的信号计算出发动机的转速，根据进气量和转速计算出相应的基本喷油量； ECU 控制 各缸喷油器，并通过控制每次喷油的持续时间来控制喷油量。 喷油持续时间越长，喷油量就越大，一般每次喷油的持续时间为 210ms。 各缸喷油器每次喷油的开始时刻则由 ECU根据曲轴位置传感器测得一缸上止点的位置来控制，由于这种类型的燃油喷射系统的每个喷油器在发动机一个工作循环中只喷射一次，故属于间歇喷射方式。 :电控燃油喷射系统能根据各个传感器测得的发动机各种运转参数，判断发动机所处的工况，选择不同模式的程序控制发动机的运转，实现起动加浓，暖机加浓，加速加浓，全负荷加浓，减速调 稀，强制怠速断油，自动怠速控制等功能。 D 型 EFI 系统具有结构简单，工作可靠等优点，但由于采用压力作为控制喷油量的主要因素，因此存在如下缺点：在汽车突然制动或下坡行驶中节气门关闭时，加速反应效果不良；当大气状况发生较大变化时，会影响控制精度。 现代汽车使用的 D 型 EFI 系统都是经过改进了的，即采用运算速度快，内存容量大的 ECU，这样大大提高了控制精度，控制的功能也更加完善。 L 型 EFI 系统 奔驰电控燃油喷射系统 是在 D 型 EFI 系统的基础上，经过改进形成的，是目前汽车。