奥迪A6电控燃油喷射系统检修文档格式.docx
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当发动机采用多点顺序燃油喷射系统时，ECU除了控制喷油量以外，还要根据发动机的各缸点火顺序，将喷油时间控制在最佳时刻，以使汽油充分燃烧。
3）断油控制
减速断油控制：
汽车在正常行驶中，驾驶员突然放松加速踏板时，ECU将自动切断燃油喷射控制电路，使燃油喷射中断，目的是降低减速时HC和CO的排放量，而当发动机转速下降至临界转速时，又能自动恢复供油。
4）燃油泵控制
当打开点火开关后，ECU将使燃油泵工作2~3S，用于建立必需的油压。
若此时发动机不起动，ECU将会切断电动燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作。
在发动机起动和运转过程中，ECU控制燃油泵保持正常运转。
1.2.2电子点火（ESA）控制
1）点火提前角的控制
在ECU的存储器中存储着发动机在各种工况下最理想的点火提前角。
发动机运转时，ECU根据发动机的转速和负荷信号确定基本点火提前角，并根据其他信号进行修正，最后确定点火提前角。
然后，向电子点火控制器输出点火信号，以控制点火系统的工作。
2）通电时间（闭合角）与恒流控制
点火线圈初级电路在断开时需要保证足够大的断开电流，以使次级线圈产生足够高的次级电压。
与此同时，为防止通电时间过长而使点火线圈过热损坏，ECU根据蓄电池电压及发动机转速信号等，控制点火线圈初级电路的通电时间。
在现代汽车高能点火系统电路中，还增加了恒流控制电路，使初级电流在极短时间内迅速增长到额定值，减少转速对次级电压的影响，改善点火特性。
3）爆震控制
当ECU接收到爆震传感器输入的电信号后，ECU对该信号进行处理并判断是否即将产生爆震，当检测到爆震信号后，ECU立即推迟发动机点火提前角，采用反馈控制方式避免爆震产生。
1.2.3怠速控制（ISC）
发动机在汽车制动、空调压缩机工作、变速器挂入档位，或发动机负荷加大等不同的怠速工况下，由ECU控制怠速控制阀，使发动机处在最佳怠速稳定转速下运转。
1.2.4排放控制
1）废气再循环（EGR）控制
当发动机的废气排放温度达到一定值时，ECU根据发动机的转速和负荷，控制EGR阀的开启动作，使一定数量的废气进行再循环燃烧，以降低排气中NOx的排放量。
2）开环与闭环控制
在装有氧传感器及三元催化转化器的发动机中，ECU根据发动机的工况及氧传感器反馈的空燃比信号，确定开环控制或闭环控制。
3）二次空气喷射控制
ECU根据发动机的工作温度，控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转化器，用以减少排气造成的污染。
4）活性炭罐清污电磁阀控制
ECU根据发动机的工作温度、转速和负荷转速信号，控制活性炭罐清污电磁阀的开启工作，将活性炭吸附的汽油蒸汽吸入进气管，进入发动机燃烧，降低蒸发排放。
1.2.5进气增压控制
1）进气谐波增压控制
ECU根据转速传感器检测到的发动机转速信号，控制进气增压控制阀的开闭，改变进气管的有效长度，实现中低转速区和高转速区的进气谐波增压，提高发动机的充气效率。
2）涡轮增压控制
ECU根据进气压力传感器检测到的进气压力信号控制废气增压器的废气放气阀或可变喷嘴环，以获得增压压力。
1.2.6发电机控制
ECU根据发电机输出电压的变化，调节发电机的励磁电流，使发电机输出的电压保持稳定。
1.2.7巡航控制
汽车在正常行驶时，ECU可以通过巡航控制系统根据行驶阻力的变化，自动增减节气门开度，不需要驾驶员操纵加速踏板，就能使汽车处于定速巡航行驶状态，车速保持一定。
1.2.8警告指示
ECU控制各种指示仪表和警告装置，显示有关控制装置的工作状态，当控制装置出现异常情况时会及时发出警告信号，如氧传器失效、催化转化器过热等。
1.2.9自我诊断与报警
当电子控制系统出现故障时，ECU会点亮仪表盘上的“发动机检查（CHECK ENGINE SOON）”指示灯，提醒驾驶员，发动机已出现故障，应立即停车检查修理。
ECU将故障以代码的形式存储在ECU的存储器中，维修人员通过故障诊断插座。
使用专用故障诊断仪或以跨接导线的方法调出故障信息，供维修人员进行分析。
1.2.10安全保险与备用功能
当ECU检测到电控系统出现故障时，会自动按照ECU预先设定的数值，使发动机保持运转，但发动机的性能有所下降，以便尽快送到维修站检修。
当ECU本身发生故障时，会自动启用备用系统，使发动机进入跛行（Limp_home）状态，以便能有所下降，以便尽快送到维修站检修。
1.3电控燃油喷射系统的分类
电喷系统发展至今，已有多种类型。
根据其结构特点分为以下几种类型。
按系统控制模式分类
1.3.1按系统控制模式分
按系统控制模式可分为开环控制和闭环控制两种类型。
开环控制就是把根据试验确定的发动机各种运行工况所对应的最佳供油量的数据事先存入计算机中，发动机在实际运行过程中，主要根据各个传感器的输入信号，判断发动机所处的运行工况，再找出最佳供油量，并发出控制信号。
闭环控制闭环控制系统又称为反馈控制系统，其特点是加入了反馈传感器，输出反馈信号，反馈给控制器，以随时修正控制信号。
闭环控制系统在排气管上加装了氧传感器，可根据排气管中氧含量的变化，测出发动机燃烧室内混合气的空燃比值，并把它输入计算机中再与设定的目标空燃比值进行比较，将偏差信号经功率放大器放大后再驱动电磁喷油器喷油，使空燃比保持在设定的目标值附近。
因此，闭环控制可达到较高的空燃比控制精度，并可消除因产品差异和磨损等引起的性能变化对空燃比的影响，工作稳定性好，抗干扰能力强。
采用闭环控制的燃油喷射系统后，可保证发动机在理论空燃比（14.7）附近很窄的范围内运行，使三元催化转换装置对排气的净化处理达到最佳效果。
但是，由于发动机某些特殊运行工况（如启动、暖机、加速、怠速、满负荷等）需要控制系统提供较浓的混合气来保证发动机的各种性能，所以在现代汽车发动机电子控制系统中，通常采用开环与闭环相结合的控制方式。
1.3.2按喷射装置的控制方式分类
按喷射装置的控制方式可以分为机械控制式（K型）如图1-1、机电结合控制式（KE型）如图1-2和电子控制式（EFI型）如图1-3喷射系统。
图1-1K型机械式汽油喷射系统结构示意图
1—燃油箱；
2—电动燃油泵；
3—蓄能器；
4—燃油滤清器；
5—混合气调节器；
5a—燃油分配器；
5b—空气流量传感板；
5c—压力调节阀；
6—暖机调节器；
7—节气门；
8—怠速调节螺钉；
9—冷启动阀；
10—总进气管；
11—喷油器；
12—温度时间开关；
13—辅助空气阀。
图1-2KE型机械式汽油喷射系统结构示意图
3—蓄压器；
5—电-液压力调节器；
6—燃油量分配器；
7—燃油压力调节器；
8—电位计；
9—空气流量计；
10—节气门开关；
11—冷启动阀；
13—喷油器；
14—水温传感器；
15—控制器（微机）；
16—补充空气滑阀。
图1-3电子控制式汽油喷射系统（EFI）总体结构示意图
3—燃油滤清器；
4—燃油压力调节器；
5—喷油器；
6—冷启动阀；
7—电子控制器；
8—空气流量计；
9—温度时间开关；
10—冷却液温度传感器；
11—发动机转速信号；
12—节气门开关；
13—补充空气滑阀；
14—怠速调节螺钉；
15—混合气调节螺钉；
16—氧传感器。
机械控制式喷射系统的特点是，根据空气流量计检测空气流量的大小，通过连杆传动操纵燃油分配器的柱塞动作，通过改变燃油计量槽开度的大小控制喷油量，以满足发动机不同工况对可燃混合气浓度的要求。
机电结合控制式汽油喷射系统是对机械控制式汽油喷射系统的改进在燃油分配器上加装了电液式压差调节器，增加了发动机转速、冷却液温度、节气门位置等的传感器。
发动机ECU根据各传感器输入的信号，控制电液式压差调节器，改变改变燃油分配计量槽进出口的压差，以调节燃油供给量，满足发动机不同工况对可燃混合气浓度的要求。
电子控制式汽油喷射系统是通过空气流量计和各种传感器（如发动机转速、进气压力、进气温度、冷却液温度、排气中氧浓度等传感器），检测发动机的运转状态，发动机ECU对这些信号进行分析、计算、比较、判断后发出喷油脉冲和点火正时指令。
一般地，电控燃油喷射系统是通过控制喷油时间的长短来控制喷油量的，实现对可燃混合气的精确控制，这种系统是目前广泛采用的汽油喷射系统。
1.3.3按喷油器数量分类
在发动机燃油喷射控制系统中，按喷油器数目进行分类，又可分为单点喷射（Single-PointInjection，SPI）和多点喷射（Multi-PointInjection，MPI）两种形式。
单点喷射与多点喷射的区别如图1-4所示。
（a）（b）
图1-4单点喷射（a）与多点喷射（b）
单点喷射（SPI）是在节气门体上安装一个或两个喷油器，由喷油器向进气管中喷油，燃油和空气在进气管中形成可燃混合气，在进气行程时混合气被吸入气缸。
这种燃油喷射系统因喷油器安装在节气门体上，采用集中喷油，所以又称节气门体喷射系统或中央燃油喷系统。
该系统虽然能提高空燃比的控制精度，但各缸混合气分配不均匀的问题仍然没有解决，因此已逐步淘汰
多点喷射（MPI）系统是在每缸进气口处装有一只喷油器，由电控单元（ECU）控制顺序地进行分缸单独喷射或分组喷射，汽油直接喷射到各缸的进气门前方，再与空气一起进入气缸形成混合气。
多点喷射又称为多气门口喷射（MPI）或顺序燃油喷射（SFI），或单独燃油喷射（IFI）。
显然，多点燃油喷射避免了进气重叠，使得燃油分配均匀性较好，从而提高了发动机的综合性能。
同时，由于它的控制更为精确，使发动机无论处于何种状态，其过渡过程的响应及燃油经济性都是最佳的。
但是，多点喷射系统结构复杂，成本高，故障源也较多。
从发展趋势看，由于电子技术日益成熟，法规的日益严格，多点喷射系统由于其性能卓越而将占主导地位。
目前，多点喷射系统不仅为高级轿车和赛车所采用，而且一些普通车辆也开始采用。
奥迪A6所采用的喷射系统就是多点喷射。
由于多点喷射系统是直接向进气门前方喷射，因此，多点喷射属于在气流的后段将燃油喷入气流，属于后段喷射。
1.3.4按喷油器的喷射方式分类
在发动机电子控制系统中，按喷油器的喷射方式可分为连续喷射和间歇喷射两种形式
连续喷射就是喷油器稳定连续地喷油，其流量正比于进入气缸的空气量，故又称为稳定喷射。
在连续喷射系统中，汽油被连续不断地喷入进气歧管内，并在进气管内蒸发后形成可燃混合气，再被吸入气缸内。
由于连续喷射系统不必考虑发动机的工作时序，故控制系统结构较为简单。
德国博世公司的K系统和KE系统均采用了连续喷射方式。
间歇喷射又称为脉冲喷射或同步喷射。
其特点是喷油频率与发动机转速同步，且喷油量只取决于喷油器的开启时间（喷油脉冲宽度）。
因此，ECU可根据各种传感器所获得的发动机运行参数动态变化的情况，精确计量发动机所需喷油量，再通过控制喷油脉冲宽度来控制发动机各种工况下的可燃混合气的空燃比。
由于间歇喷射方式的控制精度较高，故被现代发动机集中控制系统广泛采用。
如图1-5所示，间歇喷射又可细分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三种形式。
（a）同时喷射（b）顺序喷射（c）分组喷射
图1-5间歇喷射三种形式
①同时喷射是指发动机在运行期间，各缸喷油器同时开启、同时关闭。
②分组喷射是将喷油器按发动机每工作循环分成若干组交替进行喷射。
③顺序喷射则是指喷油器按发动机各缸的工作顺序依次进行喷射。
顺序喷射是缸内喷射和进气管喷射都可采用的喷射方式。
相比而言，由于顺序喷射方式可在最佳喷油情况下，定时向各缸喷射所需的喷油量，故有利于改善发动机的燃油经济性。
但要求系统能对待喷油的气缸进行识别，同时要求喷油器驱动回路与气缸的数目相同，其电路较复杂，多在高档轿车发动机控制系统中采用。
1.3.5按喷油器的喷射部位分类
在发动机电子控制系统中，按喷油器的喷射部位进行分类，又可分为缸内喷射和缸外喷射两种形式。
缸内喷射是将喷油器安装于缸盖上直接向缸内喷油，因此需要较高的喷油压力（3到12MPa）。
由于喷油压力较高，故对供油系统的要求较高，成本也相应较高。
同时由于要求喷出的汽油能分布到整个燃烧室，故缸内喷油器的布置及气流组织方向比较复杂，同时发动机设计时需保留喷油器的安装位置，使发动机的结构设计受到限制，在过去的机械式汽油喷射系统中，尚有这一类型的例子，但现在已经不使用了。
缸外喷射是指在进气歧管内喷射或进气门前喷射。
在该方式中，喷油器被安装于进气歧管内或进气门附近，故汽油在进气过程中被喷射后与空气混合形成可燃混合气再进入气缸内。
理论上，喷射时刻设计在各缸排气行程上止点前70°
左右为佳。
喷射方式可以是连续喷射或间歇喷射。
相比而言，由于缸外喷射方式汽油的喷油压力（0.1到0.5MPa）不高，且结构简单，成本较低，故目前应用较为广泛。
1.3.6按空气量的检测方式分类
在发动机电子控制系统中，根据空气进气量的检测方式，可分为直接检测方式和间接检测方式两种。
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1-3或称为翼板式空气流量计；
图1-6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，将该空气的质量转换成电信号，输送给
ECU，由
ECU根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量，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。
1.4电控汽油喷射系统的结构组成及工作原理
1.4.1 电控汽油喷射系统的基本组成及其功能
电控汽油喷射系统尽管类型不少，品种繁多，但它们都具有相同的控制原则：
即以电控单元（ECU）为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器、怠速空气调整器等为控制对象，保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳混合气成分和点火时刻。
相同的控制原则决定了各类电控汽油喷射系统具有相同的组成和类似的结构。
电控汽油喷射系统大致可分为进气系统、燃油系统和电子控制系统三个部分。
1）进气系统
进气系统，又称空气供给系统，其功能是提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量，如图2-1所示（以L型系统为例）。
空气经空气过滤器过滤后，由空气流量计（在D-Jetronic系统中为进气歧管绝对压力传感器）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气缸内燃烧。
一般行驶时，空气的流量由进气系统中的节气门来控制。
踩下加速踏板时，节气门打开，进入的空气量多。
怠速时，节气门关闭，空气由旁通气道通过。
怠速转速的控制是由怠速调整螺钉和怠速空气调整器调整流经旁通气道的空气量来实现的。
怠速空气调整器一般由电控单元（ECU）控制，在气温较低发动机暖机时，怠速空气调整器的通路打开，以供给暖机时必须给进气歧管的空气量，此时发动机转速较正常怠速高，称为快怠速。
随着发动机冷却水温升高，怠速空气调整器使旁通气道开度逐渐减小，旁通空气量亦逐渐减小，发动机转速逐渐降低至正常怠速。
2）燃油系统
燃油供给系统的功能是向发动机精确提供各种工况下所需要的燃油量。
燃油系统一般由油箱、电动燃油泵、过滤器、燃油脉动阻尼器、燃油压力调节器、喷油器、冷启动喷油器及供油总管等组成，如图2-2所示。
图2-1进气系统图2-2燃油系统
燃油由燃油泵从油箱中泵出，经过过滤器，除去杂质及水分后，再送至燃油脉动阻尼器，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，待进气行程时，再将燃油混合气吸入气缸中。
装在供油总管上的燃油压力调节器是用以调节系统油压的，目的在于保持油路内的油压约高于进气管负压300kPa。
此外，为了改善发动机低温启动性能，有些车辆在进气歧管上安装了一个冷启动喷油器，冷启动喷油器的喷油时间由热限时开关或者ECU控制。
3）电子控制系统
电子控制系统的功能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射量。
该系统由传感器、电控单元（ECU）和执行器三部分组成，如图2-3所示。
供给发动机的汽油量，由喷油持续时间来控制，喷油持续时间则由ECU通过来自进气歧管压力传感器或空气流量计的信号来计算进气量，根据进气量和转速计算出基本喷油持续时间。
然后进行温度、海拔高度、节气门开度等各种工作参数的修正，得到发动机在这一工况下运行的最佳喷油时间，精确地控制喷油量。
图2-3电子控制系统
传感器是信号转换装置，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电量参数、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。
检测发动机工况的传感器有：
水温传感器、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、空调离合器开关等。
ECU是发动机控制系统的核心部件。
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，在接收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射量和喷油时间。
ECU还可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、怠速控制、废气再循环控制、防抱死控制等。
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，如喷油脉宽控制、点火提前角控制、怠速控制、炭罐清污、自诊断、故障备用程序启动、仪表显示等。
1.4.2电控汽油喷射系统的工作原理
电控汽油喷射系统工作原理框图，如图2-4所示。
图2-4电控汽油喷射系统原理框图
1—发动机工作参数；
2—传感器；
3—电控单元；
4—喷油器
喷油器喷射到进气歧管中的汽油量，由喷油器喷孔的横断面面积，汽油的喷射压力和喷油持续时间来决定。
为了便于控制，在实际的喷油控制系统中，喷孔的横断面面积和喷油压力都是恒定的，汽油的喷射量只取决于喷油持续时间。
喷油器的喷孔由电磁阀来开闭，电磁阀的开启时刻（喷油开始时刻）和开启延续时间（喷油持续时间）的长短，由发动机的各种参数确定。
传感器将发动机各种非电量的工况参数（如转速、负荷、发动机冷却水及进气温度、空气流量、曲轴转角、节气门开度等）转变为电信号，并把这些信号以信息形式送入电控单元（ECU），再经电控单元转化为长短不一的电脉冲信号传到喷油器，控制喷油器打开时刻及延续时间长短，使之准确地工作。
EFI系统的工作过程即是对喷油时间的控制过程。
装用EFI系统的发动机具有良好的动力性、经济性，排放污染大为降低，这都缘于空燃比的精确控制。
而这种空燃比的控制是通过对汽油喷射时间的控制实现的。
ECU通过绝对压力传感器（D型EFI）或空气流量计（L型EFI）的信号计量空气质量，并根据计算出的空气质量与目标空燃比比较即可确定每次燃烧所必需的燃料质量。
目标空燃比即实际充入气缸的空气质量与燃烧所需要的燃料量的比值。
根据空气质量和发动机转速计算出的喷油时间称为基本喷油持续时间。
目标空燃比是在考虑了发动机的动力性、经济性、响应性、排气净化等之后决定的，它所要求的喷油时间与基本喷油时间有差异，各种传感器检测冷却水温度、进气温度、节气门开度等与发动机工况有关的参数后，对基本喷油持续时间进行修正，确定最佳喷油持续时间，使实际喷油持续时间接近由目标空燃比确定的喷油持续时间。
1.4.3D型EFI系统
图2-5所示的是D型EFI系统，该系统的工作原理如下所述。
图2-5歧管压力计量式电控汽油机燃油喷射系统
1—喷油器；
2—燃油压力调节器；
3—电控单元（ECU）；
4—节气门位置传感器；
5—怠速空气调整器；
6—进气压力传感器；
7—燃油泵；
8—滤清器；
9—水温传感器；
10—热限时开关。
1）燃油压力的建立与燃油喷射方式
电控燃油喷射系统的喷油压力由燃油泵提供，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。
油箱内的燃油被燃油泵吸出并加压至350kPa左右
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