电喷技术当代Word下载.docx

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负荷（开度）的大小和转速的高低。

它都直接影响喷油度量值ΔPX的高低。

发动机的负荷，是指其内外阻力矩的总和。

通常以节气门开度（θ）的大小来表示（％）。

负荷的改变，造成空气流入量的改变，可燃混气的质和量应随之改变，以满足发动机各工况的要求，如图1-3所

当节气门开度为零时，为怠速工况，可燃混合气应偏浓而少。

当节气门开度为100％时，为全负荷工况，可燃混合气应偏浓而多。

当节气门开度在两者之间时，为中小负荷工况，可燃混合气应为稀而多，

A／F=14.7～18。

为此，对流入的空气量必须用流量计AFS进行准确的计量；

对节气门开度的大小和快慢应有感知能力。

节气门位置传感器（TPS）和空气流量计AFS的电压信号传给电脑ECU，才能有效地控制各工况空燃比（A／F）的大小。

三、转速和车速的高低

当节气门开度（θ）一定时，发动机转速（n）升高，车速即升高，活塞的运动速度加快，可燃混合气的运动速度即加快，热损失减小，有效温度和有效压力即提高。

此时，应使用经济混合气，A／F=16～18。

节气门位置传感器（TPS）和转速传感器（SP）及车速传感器（VSS）的信号传给电脑ECU，使ECU有了逻辑分析能力，了解驾驶员的意图。

随机调节A／F大小，即喷油器（INJ）的喷油量的多少。

这种因果判断关系的成立，是有条件的，只要条件成熟，计算机的逻辑门电路即发出指令，完成对A／F的调节任务，如图1—4所示。

图1-4逻辑分析能力的建立图1-5最佳的点火提前角

例如：

VSS↓SP↓TPS↑时，判定为加油；

VSS↑TPS↓SP↓时，判定为减油或断油。

四、点火时刻的早晚

传统的点火系统，点火提前角只随转速（n）和节气门开度（θ）的变化而变化，没有其他修正参数的修正值。

而最佳的点火提前角θ点，应保证活塞在上止点后　　10°

～15°

出现最高压力点（Pmax），如图1--5所示。

因此，只有用电脑ECU控制的点火系统，通过点火信号发生器（IGT）和防爆震传感器（KNK），附加若干综合修正值（水温和气温信号），才能保持最佳的点火时刻。

五、进气温度的高低

它影响空气密度和空燃比（A／F）的大小。

当进气温度高时密度小、缺氧、A／F减小，CO和HC污染加大，喷油量应少。

当进气温度低时密度大、富氧、A／F加大，冷激效应加大，燃速减小，HC污染加大，喷油应增多。

为此，在进气系统中装有空气温度传感器（ATS），随时给电脑ECU提供气温信号，如图1--6所示。

图1--6气温传感器和水温传感器

六、水温的高低

冷却水的温差范围很大，要求空燃比（A／F）调节范围也大，形成了“关键参数”。

冷态时气化条件和燃烧条件差，喷油量应增加，点火提前角应增大，形成快怠速状态，以便热起。

热态时喷油量应减少，点火提前角应减少，维持正常平稳的怠速，和减小排放污染。

为此，应有水温传感器（CTS），及时给电脑ECU水温高低的信号，以便调节喷油量，改善发动机的使用性能（冷起动性能和快怠速热起性能），如图1--6所示。

第三节最佳空燃比（A／F）的获得

基本喷油量应与进气量（开度）成正比，而与转速成反比。

外加不断变化的各种修正信号。

由于基本工况为开度（θ）与转速（n）的和，所以当：

开度（θ）一定时，转速（n）下降，喷油增多；

转速（n）升高，喷油减少。

转速（n）一定时，开度（θ）加大，喷油增多；

开度（θ）减小，喷油减少。

由图l--7可见，电控喷射系统是由各种传感器对进入的空气进行准确地计量，通过ECU控制喷油量的多少和点火时刻的早晚，完成喷油和点火一体化程序控制的要求。

图l-7基本喷油量的确定

第四节电控喷射系统的分类

一、按喷射部位分

（一）多点喷射（MPI）

多点喷射又叫“分缸喷射”，是将燃油喷射在各进气门外侧的气道中。

如图1-8所示。

（二）单点喷射（SPI或TBI）

图1—8多点喷射图1—9单点喷射

单点喷射将燃油喷射在节气门体的混合室中，再经进气支管分配到各气缸中。

类似化油器式供油方式。

如图1-9所示。

二、按喷油器的组合方式分

（一）同时喷射

同时喷射多用于四缸机，4个喷油器并联用一个大功率三极管控制喷油。

一个工作循环喷油两次，又叫“半油量喷射”。

ECU控制的点火喷油系统，是利用点火确认信号IGF的反馈，实现程序控制，两次点火，喷油一次。

目的是：

防止燃油过量存储，造成各缸分配不均，燃烧不完全，如图1-10所示。

图1-10同时喷射

从图1—10中得知：

若发动机工作顺序为1—3—4—2时，1缸和3缸点火工作后，ECU即发生一次喷油脉冲；

4缸和2缸点火工作后，又发生一次喷油脉冲。

1、4缸是交替式顺序喷射；

2、3缸是存储式喷射。

应该说明：

按喷油正时信号喷油，叫“同步喷射”，它的喷油脉冲的长短随工况而变。

不按喷油正时信号喷油，叫“异步喷射”，它的喷油脉冲时间固定。

为的是改善工况变化时瞬间的使用性能，又叫提前额外喷油。

（1）起动时，当出现第一个转速信号（SP）时，增加一次或多次异步喷油脉冲，改善了起动性能。

（2）怠速向小负荷工况过渡时，为改善起步加速性能，当TPS的“怠速触点”IDL由ON变为OFF时，增加一次或多次异步喷油脉冲（决定于CTS和ATS的信号）。

（3）急加速时，为了提高响应性，TPS的加速率信号给ECU，又增加一次或多次异步喷油脉冲。

这样，在一个工作循环中，除同步喷油量外，尚有一次或多次异步喷油量。

相当于化油器式燃料系的加速泵，瞬时使工况油量的变化更为合理。

（二）分组喷射

分组喷射多用于六缸机或八缸机。

六缸机1、3、5缸为一组；

2、4、6缸为另一组，每组用一个大功率三极管控制；

也可分3组，交替喷油。

也是一个工作循环喷油两次，3次点火产生一次喷油喷油脉冲，如图1-11所示。

图1-11分组喷射

气缸的排列顺序，因车而异，分组喷射可分为两组、三组或四组。

但总的规律是：

前、后、左、右交叉点火，交叉喷油。

这样，在城市内行车时，因限速行驶，电脑ECU能自动关断一组或两组，以便节省燃油，平稳的运转。

可见，同时喷射和分组喷射，汽油不能直接地都进入气缸，在进气门外

被加热气化，体积被增加了许多倍，随之密度也下降了许多倍，使充气效率

降低，减少了进入气缸的汽油量。

如果按进气顺序进行喷射，无加热气化损

失，油耗低、响应性较高。

（三）顺序喷射

顺序喷射是按进气顺序进行间歇喷射，多用于单点式节气门体喷射系统，或多点式的喷射系统。

如四缸机问隔180°

曲轴转角喷油一次，间歇地喷射入节气门体内或进气门的外侧。

这样，大功率三极管的数量与喷油器相等，点火系统中需有同步信号发生器，以便确认一缸点火、喷油的曲轴位置，按顺序导通喷油电路，如图1-12所示。

图1-12顺序喷射

应该说明，不管喷油器的组合方式如何，第一缸点火和喷油信号是关键因素。

异步喷射的功能都存在，同时向各气缸定量喷射，仅电脑ECU的控制单元各异。

三、按控制方式分

有4种方式，后两种是前两种的发展变型。

（一）压力型（D型）

压力型以进气管内压力的高低计量，来控制喷油量的多少。

它的压力传感器MAP装在节气门后方的进气管上，如图1一13所示。

压力传感器MAP多为压敏电阻型，它的安装位置因车而异，其连接软管应在节气门的后方，以便使进气管的负压ΔPX传入它的真空室中，有的车种是将MAP直接固定在进气主管上，避免了软管漏气故障。

（二）流量型（L型）

流量型以空气流量多少计量，来控制喷油量的多少。

它的空气流量计AFS在节气门的前方安装，如图l—14所示。

图l—13压力型（D型）图1—14流量型（L型）

1-空气滤清器；

2-节气门；

3-进气主管；

1-空气滤清器；

2-流量板；

4-压力传感器；

5-电脑4-缓冲板；

5-电位器；

6-电脑

当节气门打开时，在进气管真空度ΔPX的作用下，AFS的流量板同步打开，其电位器的输出电压发生变化，能通知电脑EC[J，作为喷油计量的依据。

由于传感器的技术的进步，流量型的计量方式又有下列两种变型结构，日渐广泛使用。

（三）热线型（LH型）

热线型是以热线的冷热变化感知空气流量的多少，用其补偿电流值的大小来度量喷油量的多少。

它的流量计AFS装在节气门的前方，如图1—15所示。

图l-15热线型（LH型）图1-16卡门涡流型（LD）型）

2-热线；

3-节气门；

4-进气主管；

2-电脑；

3、6-超声波传感器；

5-热线流量计；

6-电脑4-进气主管；

5-节气门；

7-涡流发生体

白金热线装在一个取样管中，它不受海拔高度的影响，计量较准，这是它的特点。

（四）卡门涡流型（LD）型

卡门涡流型在进气管的节气门前方，装一涡流发生体，涡流串的大小与流速流量成正比，取出其声波作为喷油多少的度量值。

可用超声波传感器或光电传感器来计量，如图l-16所示。

超声波卡门涡流计量方式，是利用涡流发生体和超声波信号发生器及接收器进行声波的产生和采样，进而决定喷油量的多少。

可见，由于对空气计量方式的不同，控制范围的不同，电脑可分为：

ECU、ECM、ECI、PCM等形式。

第五节典型电控喷射系统的组成

不论电控喷射系统是何种形式（L、D、LH、LD等型），都是由：

供油系统、进气系统、控制系统和点火系统四大部分组成。

一、D型喷射系统的组成

D型喷射系统的组成见图1一17。

图l-17D型喷射系统的组成

l-油箱；

2-进气主管；

3-油压调节器；

4-排气管；

5-空气滤清器；

6-分配管；

FP-汽油泵；

MAP-压力传感器；

ECM-电脑；

A／C-空调信号；

ATS一气温传感器；

IAC-怠速空气调节器；

TPS-节气门传感器；

CTS-水温传感器；

IGT／NE-点火和喷油信号发生器；

SP-转速信号；

OX-氧传感器；

VSS-车速传感器

（一）供油系统

供油系统包括油箱、油泵、滤油器、油压调节器、分配管、喷油器等。

它们的功能是供油、滤油、调压、喷油。

（二）进气系统

进气系统包括空气滤清器、进气主管、节气门、怠速旁通道、怠速空气调节器等。

如系L型，在节气门前方装有空气流量计AFS（流量板式、热线式、卡门涡流式）。

它们的功能是滤清空气、计量、调节和均匀分配。

（三）控制系统

控制系统包括电脑ECM、主继电器EFI、10个传感器和10个执行元件。

1．10个传感器

1）点火正时和曲轴位置传感器IGT／NE—检测活塞上止点TDC的信号，以便点火和喷油。

它多装在曲轴的前端或后端，或在分电机中。

2）转速传感器SP—产生曲轴转速和转角信号，它多和IGT／NE信号发生器成为一体。

3）节气门位置传感器TPS——产生节气门开度大小和快慢的信号，它在节气门轴的一端，与轴同步动作。

4）压力传感器MAP—测出进气管中的负压值，度量喷油多少。

它可直接固定在进气管上，或在其他位置用软管与进气管连接。

如果是L型喷射系统，则在节气门前方安装空气流量计AFS。

5）氧传感器0X—安装在排气管上，监控废气中的氧含量，以便调节空燃比的大小。

6）水温传感器CTS—监测发动机水温的高低，多安装在水温较高的气缸盖上。

7）气温传感器ATS——监测进气温度的高低，多安装在进气主管上。

8）车速传感器VSS——提供车速信号，多安装在变速器输出轴后端。

9）爆震传感器KNK——监测爆震信号，调节点火时间，多安装在燃烧室附近的气缸盖上。

2．10个执行元件

1）电动汽油泵FP—多淹没在油箱内或油箱外的底部。

2）喷油器INJ—安装在各缸的进气歧管上或节气门体中。

3）真空电磁阀VSV——它用来开闭执行元件的真空管路，控制的范围较多。

多安装在机体后方隔板上。

4）废气再循环装置EGR—控制NOX的生成量，多安装在进气主管附近。

5）怠速空气调节器：

IAC—调节高低怠速的进气量，保证平稳运转。

多跨接在节气门的前后方处。

6）空调系统A／C——调节车身内的温度。

它是发动机额外负荷的主体。

7）点火器——接收ECU的点火信号，使点火线圈通断产生高压电。

8）炭罐电磁阀——使炭罐及时地在中等负荷工况投入工作，对油箱中的油蒸气充分利用和回收。

9）风扇继电器——使电动风扇根据水温的高低，及时转动，控制发动机正常温度。

10）仪表显示器——使仪表盘中的各种仪表显示，供驾驶员对汽车的各系统及时监控。

如果打开点火开关，仪表不显示，发动机就难以着火运转。

（四）点火系统

由点火器、点火线圈、分电机等元件组成（图1—17中未画出）。

二、L型喷射系统的组成

如图1-18所示，流量式喷射系统是在节气门的前方安装空气流量计AFS，对空气量的多少进行计量，各种传感器对ECU形成了网络系统。

图1-18L型喷射系统的组成

1-电脑；

2-分电机；

3-空气滤清器；

4-汽油箱、P-电动汽油泵；

5-滤油器；

6-燃油分配管；

7-油压调节器；

8-测压孔；

9-三元催化器；

1-水温传感器（CI'

S）；

11-温控开关；

12-喷油器；

13-冷起动喷油器；

14-怠速空气调节器；

15-怠速调节螺钉；

TPS-节气门位置传感器；

AFS-空气流量计；

M-气流力矩；

N-扭簧力矩；

ATS-气温传感器；

EFI-主继电器

其特点是：

流量板式AFS是传统的计量方式，将被热线型或卡门涡流型所替代；

冷起动喷油器只受水温开关控制，冷态时额外增加喷油量，有的系统不装冷起动喷油器，用加大喷油脉冲的宽度或提高喷油压力来增加冷起动喷油量；

怠速空气调节器阀门开闭时间的长短，ECU根据需要，改变脉冲宽度的大小来调节。

三、节气门体电控喷射系统的组成

如图1-19所示，它是将一个或两个电磁喷油器安装在单腔或双腔节气门体的上方，将燃油喷人大喉管的进气流中，再由进气管分配到各气缸中。

图1-19节气门体喷射系统的组成

1-节气门体；

2-电磁喷油器的球形阀；

3-球形阀定位杆；

4-油压调节器；

5-怠速旁通道；

L-线圈

（一）节气门体喷射系统的构造和工作情况

（1）球阀和衔铁为一体，圆弧面上控制着阀座上的4个或6个径向喷孔，并在复位弹簧的作用下贴合密封。

它居中性好、密封性好、运动灵活、无摩擦面、工作可靠。

（2）当电脑ECM发出的脉冲电流通过电磁线圈L时，磁吸力将球阀吸起而喷油，间歇地按各缸的进气顺序喷射，喷油持续时间为1．5～5．5ms。

（3）节气门轴平行于进气管轴线，喷油器的中心线与节气门垂直但不相交，偏于节气门下半圆的一侧，以保证小开度工况均匀地向各缸分配混合气。

（4）扁平状的衔铁质量惯性小，球形阀的开闭时间可降低为lms，开闭重复性高。

怠速时，喷油量为全负荷的20％，喷油时间只lms，只好强化磁场加大驱动电流，线圈的电阻值小，仅1．5Ω左右，因此怠速喷油性能稳定。

（5）油压调节器和电磁喷油器连装在一起，用来维持恒定的喷油压力（0．1MPa）其膜片下方是燃油压力P，上侧是弹簧力F。

其关系式是：

P>

F阀开回油；

P＜F，阀关不回油；

P=F平衡在某一位置。

因为它是往节气门体内喷油，所需的喷油压力较低，不必再投入△PX的控制。

（6）腰部进油，滤网面积大，不易堵塞，简化了维护内容。

（7）可采用压力传感器（MAP），也可采用热线式流量计计量。

（二）节气门体喷射系统的优点

（1）它是向气流速度较高的大喉管中喷射，喷油压力只有0．1MPa即可，可采用使用寿命较长的叶轮式汽油泵。

（2）结构简单、工作可靠、维护方便。

为此，在小、中、大排量的汽油机中广泛使用。

（3）节气门体热负荷小，喷油器不易脏堵（碳化物和铅化物），故障率低，维修周期长。

由上可知，10个传感器和10个执行元件，与电脑ECM（或ECU）组成一个电控点火、喷油的网络系统，电脑的内部结构复杂，由模拟数字转换器、存储器、逻辑运算电路等组成，在此只讲其10个功能内容。

由图l-20上可知：

电脑ECU的10个传感器和l0个执行元件，都在其自诊系统下监控工作，其他间接控制的执行元件，应以电测量来判断其好坏。

图1-20

第六节各种电元件和传感器的构造、原理、检测与维修

一、电动汽油泵FP

电动汽油泵多装在油箱内的液面以下或油箱外面的底部，由于是淹没在汽油中，隔绝了空气，又因汽油为绝缘物质，无着火的危险。

其目的是为便于抽油、排气、防止热气阻的产生。

（一）电动汽油泵的作用

抽油、排气、升压，便于喷油雾化。

由于燃油是喷人负压的进气管中或混合室中，喷油压力要求不高。

多点喷射系统为200

图1—2l电动汽油泵

l一滤网；

2一外壳；

3．泵；

4．磁极；

5一转子和绕组；

6一炭刷和弹簧；

7_止回阀；

8．换向片；

9一溢流阀；

，4一滚柱式；

B涡轮式；

C．齿轮式

机转速无关。

～350kPal．节气门体喷射系统仅lOOkPa即可。

这样，低

油压多用结构简单的涡轮式汽油泵；

稍高油压的多用齿

轮式或滚柱式汽油泵，或双级式油泵。

（二）构造和工作原理

它是由永磁直流电机和泵组成；

另外，再设有单向

止回阀和过载溢流阀。

泵的形式因车而异，现就滚柱式

汽油泵说明其工作原理，如图1．21所示。

图1．21中A所示，泵的偏心转子上装有若干滚柱，

转子转动时，滚柱在离心力的作用下，压贴在壳的内表

面上，起密封作用。

茬相邻的两个滚柱之间形成多个空

腔，一部分空腔的容积不断增大，成为吸油腔；

而另一部

分空腔的容积不断减小，成为压油腔。

因此，油泵输出

的油压为脉动状态。

在泵的出口处设有单向阀，防止停机后燃油倒流，

保持油管中的油压，便于下次起动。

在油泵的出口端和

人口端设有溢流阀，防止汽油滤清器堵塞或油压调节器

失效时，起溢流保护作用。

可见，各式油泵都有是利用容积的变化，使进口端

降压；

出口端升压而且泵油，其泵油量的多少决定于泵

的尺寸和转速的高低以及外部油路的负载的大小。

电

动汽油泵转速的高低，决定于驱动电压的高低，与发动

（三）电动汽油泵的控制电路

总的要求是：

发动机运转，油泵工作；

发动机

不运转，接通点火开关（SW为ON），油泵不工作或

只工作2s即断电。

为此，油泵的控制电路是采用

电感式主继电器电路：

EFI和电感式油泵继电器

FPC双级控制，以减小油泵的磨损和不必要的电

能消耗，防止油泵“无为的工作”。

常见的油泵控制电路有如下4种方式：

1．用转速信号（SP）控制的油泵电路

多用于D型、埘型、IJ）型喷射系统，其电路

如图1．22所示。

（1）SW为ON时￡线圈磁化，：

EFI触点闭合，

给FPC加上12V电压，但不导通。

图1．22用转速信号（sP）控制的油泵电路

盯蓄电池；

sW-点火开关；

IG点火位置；

srr．起动位置；

E兀主继电器；

￡．线圈；

FPC．油泵继电器；

IB油泵；

ALDL广检查连接器

（2）SW为ST时L1线圈磁化，FPC触点闭合，FP泵油，发动机工作。

（3）SP信号给EC[J，三极管Tr导通，￡2线圈磁化，FP长时间工作。

发动机如熄火，无SP信

号，L2断电，FP停止工作。

（4）检查连接器ALDL的+B接口和FP接口连接，SW为ON，FP泵油。

它是用来检查FP

的好坏和应急使用。

（5）从图中看出：

①起动时EFI触点闭合，FP处无电，FPC的故障或其线路故障。

②工作中FP无电，FPC或SP的故障或线路故障。

油压开关

2．用机油压力开关控制的油泵电路

通用公司汽车系列，多用此方案，如图1-23所示。

（1）SW为0N时EFI的￡线圈磁化，触点闭合，给

FP（：

加上工作电压；

定时电路通电2s，￡．磁化，：

FPC触点

闭合，FP工作。

提高分配管内油压；

以便于起动。

如不

起动，．FP（：

触点又断开。

（2）sw为ST时厶又磁化，FPC触点又闭合FP运转

泵油。

福气．多Ⅳ．_州啉

（3）机油压力开关的油压达28kPa时即闭合通电，

FP长时工作。

发动机熄火，FP断电，如机油压力过低图1-23用机油压力开关控制的油泵电路

时，断电保护。

它多和机油压力传感器制为一体，在主油道上安装。

（4）从图中看出（未画出ALDL）：

①起动时FP处无电，是FPC的故障。

②工作中FP处无电，是机油压力开关和其线路的故障。

图1—24GM—I~umina—APV面包车的油压开关结构原理图

③正常情况SW为0N，EFI和FP（：

处

应有两响，可用手触摸感知。

④单向导通二极管串联在起动电路

中，防止SW为ON，定时电路电流使起动机

随之运转，它多和FPC一起装在熔断盒中，

或包扎在电缆中。

（5）典型油压开关构造：

如图1—24所示，

为GM一【~umina．．APV面包车的油压开关结

构原理图。

它由塑料外壳、承压膜片、传力

架和滑动电阻组成。

当发动机起动后，主

油道内的机油压力达28kPa后，承压膜片上

移，通过传力架的动作，使两触