理论教育 电控燃油喷射系统的组成与原理

电控燃油喷射系统的组成与原理

时间:2023-10-07 理论教育 版权反馈
【摘要】:电控燃油喷射系统由燃油供给系统、空气供给系统和电子控制系统三部分组成。典型的电控燃油喷射系统构成如图1-2所示。其功用是向ECU提供进气温度信号,作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。执行器 执行器是控制系统的执行机构,其功用是接受ECU输出的各种控制指令完成具体的控制动作,从而使发动机处于最佳工作状态。发动机电子控制系统主要的执行部件有电动燃油泵、喷油器、点火器、怠速控制

电控燃油喷射系统的组成与原理

电控燃油喷射系统由燃油供给系统、空气供给系统和电子控制系统三部分组成。典型的电控燃油喷射系统构成如图1-2所示。

1.燃油供给系统

燃油供给系统主要由燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器及喷油器等组成,如图1-3所示。工作时,电动燃油泵将燃油箱的汽油源源不断地泵出,经燃油滤清器滤除杂质和水分后,在燃油压力调节器的调节作用下,使喷油器内的燃油压力差始终保持为一定值。喷油器在ECU的控制脉冲作用下间歇喷油,将适量的燃油喷入进气管,与空气混合形成空燃比适当的可燃混合气。

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图1-2 典型的电控燃油喷射系统组成

1—氧传感器 2—火花塞 3—喷油器 4—燃油压力调节器 5—怠速调整螺钉 6—怠速旁通道 7—空气流量计 8—空气进入 9—燃油箱 10—电动燃油泵 11—燃油滤清器 12—怠速辅助空气通道 13—怠速控制阀 14—燃油泵电动机连接导线 15—节气门位置传感器 16—ECU 17—冷却液温度传感器

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图1-3 燃油供给系统

1—燃油箱 2—电动燃油泵 3—燃油滤清器 4—回油管 5—燃油压力调节器 6—阻尼减振器 7—喷油器 8—输油管 9—冷起动喷油器 10—真空管

2.空气供给系统

空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计、节气门及怠速空气调整器等组成,如图1-4所示(以L型EFI系统为例)。在气缸进气行程真空吸力作用下,适量的空气经空气滤清器滤清后,经节气门和(或)怠速通道至进气歧管,与喷油器喷出的汽油混合后从进气门进入气缸。

汽车运行时,空气的流量由节气门开度控制。发动机处于怠速工况时,节气门关闭,空气由怠速旁通道和怠速辅助通道进入气缸,通过怠速调节螺钉改变怠速旁通道的通气量,可调整发动机的怠速;ECU通过控制怠速调节电磁阀,可调节怠速辅助空气通道的空气流量,以实现发动机怠速的自动控制。

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图1-4 空气供给系统

3.电子控制系统

电子控制系统的功能是根据发动机中各种传感器送来的信号和发动机基本状况控制喷油时间、点火时刻等。该系统由传感器、ECU和执行器三部分组成,如图1-5所示。ECU根据空气流量信号和发动机转速信号确定基本的喷油时间(喷油量),再根据其他传感器(如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等)对喷油时间进行修正,并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令,使喷油器喷油(通电)或断油(断电)。

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图1-5 电子控制系统原理框图(www.daowen.com)

(1)传感器 传感器是一种信号转换装置,安装在发动机的各个部位,其功用是检测发动机运行状态的各种电量、物理量和化学量等参数,并将这些参数转变为电信号输送给ECU。发动机电控系统常用传感器和开关信号如下:

1)空气流量计(Air Flow Sensor,AFS)或进气歧管绝对压力传感器(进气压力传感器)(Manifold Absolute Pressure Sensor,MAPS)。其功用是检测进入发动机的进气量信号,空气流量计可直接检测进气量信号,进气压力传感器只能间接测量进气量信号。

2)曲轴位置传感器(Crankshaft Position Sensor,CPS)和凸轮轴位置传感器(Cylinder Identification Sensor,CIS)。曲轴位置传感器的功用是检测发动机曲轴转角和转速信号,凸轮轴位置传感器的功用是检测活塞上止点位置信号,故称为气缸识别信号。在相当一部分汽车上,曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器做成一体,统称为曲轴位置传感器。

3)节气门位置传感器(Throttle Position Sensor,TPS)。其功用是检测节气门开度和加、减速信号,如节气门全开、全闭和部分开启等,通过ECU对节气门开度信号进行处理,即可得到加速、减速信号。

4)冷却液温度传感器(Coolant Temperature Sensor,CTS)。其功用是检测发动机冷却液温度信号,作为燃油喷射和点火控制的修正信号,也是其他控制系统(如怠速控制系统等)的控制信号。

5)进气温度传感器(Intake Air Temperature Sensor,IATS)。其功用是向ECU提供进气温度信号,作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

6)爆燃传感器(Knock Sensor,KS)。其功用是检测汽油机是否爆燃及爆燃强度,作为点火正时控制的修正(反馈)信号。

7)氧传感器(Oxygen Sensor,O2S)。其功用是通过检测排气中氧的含量,向ECU输送空燃比反馈信号,进行喷油量的闭环控制

8)车速传感器(Vehicle Speed Sensor,VSS)。其功用是检测汽车的行驶速度,为ECU提供车速信号,用于巡航控制和限速断油控制,也是自动变速器的主控信号。

9)起动开关(Start,STA)。发动机起动时,通过起动开关为ECU提供起动信号,作为燃油喷射和点火控制的修正信号。

10)空档安全开关(Neutral Safe Switch,NSW)。其功用是检测自动变速器的档位选择开关是否处于空档位置。

11)制动灯开关。在制动时,由制动灯开关向ECU提供制动信号,作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

12)空调开关(A/C)。当空调开关打开,空调压缩机工作,发动机负荷增大时,由空调开关向ECU输入信号,作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

13)动力转向开关。当转向盘由中间位置向左右转动时,由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大,此时向ECU输入信号,作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

14)巡航(定速)控制开关。当进入巡航控制状态时,向ECU输入巡航控制状态信号,由ECU对车速进行自动控制。

(2)ECU ECU是发动机电子控制系统的核心,其功用是根据各种传感器和控制开关输入的信号,对喷油量和喷油时刻进行实时控制。ECU还可对多种信息处理,实现EFI系统以外其他诸多方面的控制,如点火控制、怠速控制、废气再循环控制等。

(3)执行器 执行器是控制系统的执行机构,其功用是接受ECU输出的各种控制指令完成具体的控制动作,从而使发动机处于最佳工作状态。发动机电子控制系统主要的执行部件有电动燃油泵、喷油器、点火器、怠速控制阀、节气门控制电动机、废气再循环阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐电磁阀、油泵继电器、风扇继电器、空调压缩机继电器、自诊断显示与报警装置、仪表显示器等。

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