發動機電子控制技術

第五章汽油電控燃油噴射系統怠速控制系統電子控制配氣機構進氣增壓系統發動機電子控制技術第十章柴油電控系統汽油機燃油噴射系統電控燃油噴射發動機由電控燃油噴射系統和發動機機體組成。電控燃油噴射系統由空氣供給系統、燃油供給系統、電子控制系統（ECU）組成。內燃機將燃料的化學能轉換為熱能最終變為機械能。2C8H18+25O2=16CO2+18H2O發動機工作時，燃料完全燃燒，燃燒1kg燃料所需的空氣質量（kg）為14.7～14.8kg。1kg燃料（汽油）完全燃燒需要的理論空氣量為14.7kg，也就是燃料燃燒時的理論空燃比為14.7∶1，燃料按這種空燃比燃燒的產物是水和二氧化碳，它們是“0”污染。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統概述當打開發動機開關起動發動機時，發動機的曲軸在起動機扭矩的驅動下轉動，曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器向電控單元（ECU）發出曲軸和凸輪軸的位置信號；與此同時，氣門開啟，活塞下行，氣缸中形成真空，新鮮空氣進入氣缸中。ECU接收到發動機轉速、冷卻液溫度等幾個關鍵傳感器的信號后，發出指令控制執行器點火、噴油。發動機起動后，空氣計量裝置檢測到進入氣缸中的空氣量，并將進氣量以電信號的形式發送給ECU；ECU接受所有傳感器信號（包括反饋信號）、開關信號，對接收到的信號進行變換；根據發動機的工作狀況選用程序、數據庫數據、確定輸出指令，對執行器進行控制，點火時刻要精準，噴油量既要滿足動力需求又符合環保規定的空燃比；使發動機發揮出最佳動力，同時確保經濟性和最小污染（也就是對發動機的運轉情況進行閉環控制）。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統概述電控燃油噴射系統[資料來源：大眾]概述發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統1空氣流量計2節氣門位置傳感器3怠速閥

4廢氣再循環閥

5進氣壓力及溫度傳感器6空氣閥7炭罐8燃油蒸汽閥9噴油器16前氧傳感器17后氧傳感器18ECU19燃油箱燃油泵20點火開關21蓄電池10凸輪軸調節閥11點火線圈12凸輪軸傳感器13爆震傳感器14冷卻液溫度傳15曲軸傳感器電控燃油噴射系統結構框圖發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統概述空氣供給系統[資料來源：本田]1進氣管2空氣濾清器3進氣溫度傳感器4怠速閥5節氣門6進氣歧管7缸體發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統

空氣供給系統功用是供給與發動機負荷相適應的清潔空氣，直接或間接計量空氣的質量，使空氣與噴油器噴出的汽油形成最佳可燃混合氣。

空氣供給系統管接頭發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統空氣→導流進氣管→空氣濾清器→進氣軟管→空氣流量計→進氣軟管→節氣門→主進氣管（進氣壓力傳感器）→進氣歧管→開啟的進氣門口→氣缸。1進氣管2空氣濾清器3流量計4波紋管5空氣管6節氣門體7進氣諧振消音管空氣供給系統空氣流量計怠速閥進氣壓力傳感器發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統空氣供給系統燃油輸送路線：燃油→燃油箱11中的燃油泵→油管→燃油濾清器10→油管7→燃油分配管2（此處的燃油量遠超過噴油器噴射油量）→噴油器1→進氣歧管→開啟的氣門口→氣缸。燃油泵供應的燃油遠大于燃燒所需燃油，多余的燃油要流回油箱。燃油回流路線：燃油分配管2（此處的燃油量遠超過噴油器噴射油量）→燃油壓力調節器3→回油管8→油箱。燃油供給系統的作用是為發動機運轉提供足夠壓力的適量的清潔的燃油。燃油供給系統由燃油箱、電動燃油泵、油管、燃油濾清器（粗濾器、細濾器）、噴油器、燃油分配管、燃油壓力脈動阻尼器、油壓調節器、控制器及電路組成。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統空氣供給系統燃油供給系統的組成1燃油分配總管2噴油管3燃油壓力調節器4節氣門5調壓器真空管6進氣歧管7炭罐控制電磁閥8EVAP炭罐9燃油蒸汽回收真空管10供油管11回油管12燃油濾清器13燃油蒸發管14油箱15油泵16燃油箱蓋發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統空氣供給系統無回油燃油供系統給示意圖[資料來源：豐田]1燃油分配管2噴油器3燃油壓力脈動阻尼器4燃油粗濾器5燃油箱

6壓力調節器7燃油泵及濾清器8燃油泵9濾清器及壓力調節器發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油輸送路線：燃油→燃油箱5中的燃油泵7→油管→燃油濾清器→油管→燃油壓力脈動阻尼器3→燃油分配管1→噴油器2→進氣歧管→開啟的氣門口→氣缸。燃油回流路線：燃油→燃油泵7→油管→燃油濾清器→油管→→燃油壓力調節器6→回油管→油箱。空氣供給系統發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油箱燃油系統部件1燃油加注管接頭13維護開口，右側2安全閥14加注管排氣接頭3電動燃油泵（EKP）15運行排氣閥（翻車保護閥）4燃油濾清器16運行排氣閥（翻車保護閥）5進油管路17活性碳過濾器（AKF）6噴油軌/噴油閥18燃油箱排氣閥（TEV）7燃油壓力調節器19從AKF至進氣系統的吹洗空氣8引流泵，左側20空氣濾清器（濾網）9引流泵，右側21數字式發動機電子伺控系統（DME）10燃油油位傳感器，右側22氧傳感器11燃油油位傳感器，左側23排氣歧管12維護開口，左側發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油系統部件油箱及附屬零件1注油管2蒸發管3、5管接頭4燃油管6閥7雙通閥8線束接頭9油泵及傳感器10燃油箱發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油系統部件1活性碳過濾器（AKF）2吹洗空氣管路接頭3濾網4燃油注入管5運行排氣管6加注排氣管7維護開口，右側8運行排氣閥9加注排氣閥10維護開口，左側11運行排氣閥12車頭方向發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油系統部件車頭方向

管接螺栓管接頭1外管2卡箍3內管管接頭發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油系統部件燃油濾清器發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油系統部件(一)功用1.向噴油器提供油壓高于進氣進氣歧管一定壓力的燃油。一些發動機：250～300kPa

還有一些是較高壓力：450～600kPa2.燃油泵供油量大于發動機耗油量。(二)安裝位置1.外裝式：油箱外管路中，油管伸入油箱吸油2.內裝式：油箱內支架上或油箱底部——不易產生汽阻、泄漏，有利于冷卻，噪音較小。

電動燃油泵發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油泵燃油泵組件發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統電動燃油泵電動燃油泵的結構1－進油口；2－限壓閥；3－電樞；4－泵殼；5－接線插頭；6－出油口；7－單向閥；8－永久磁鐵；9－泵體電動燃油泵發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統永磁電機3：動力源。永磁磁極、電樞、電刷組件油泵9：泵油殼體4：卷壓密封、內部無氧氣、防止爆炸單向閥7：保壓。泵停封閉油路，下次啟動有油限壓閥2：安全閥。320～450kPa時開啟回油接線端子5：連接線束發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統電動燃油泵工作原理電機轉動→油泵轉動→泵油油路：進油口→泵體→電機→單向閥→出油口

油泵種類（1）滾柱泵{利用容積變化泵油}（2）齒輪泵{利用容積變化泵油}（3）葉片泵{利用分子動能轉換泵油}風扇排風原理

（4）渦輪泵{動能轉換}風扇排風原理（5）側槽泵{動能轉換}風扇排風原理發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統電動燃油泵1.結構泵套：進、出油口泵轉子：偏心安裝于泵套內滾柱：5～6個

2.原理：電動轉→泵轉子轉→滾柱離心外甩→泵套、轉子與滾柱圍成的腔室容積發生變化。容積↑→P↓→吸油容積↓→P↑→出油油路：進油口→進油道→腔室→出油道→出油口發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統電動燃油泵1.結構泵套：進、出油口A、B導流槽轉子：圓形平板，外圓開槽，行程扇葉2.原理——排風扇的排風原理電機轉→轉子轉→扇葉進油口側形成真空→吸油；扇葉出油口側離心力形成壓力→出油發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統電動燃油泵1.結構：泵套：進、出油口主動齒輪：帶外齒從動齒輪：帶內齒。

主從動齒輪偏心安裝

2.原理電動轉→主動齒輪轉→從動齒輪轉→齒間容積變化容積↑→P↓→吸油容積↓→P↑→出油油路：進油口→進油道→腔室→出油道→出油口發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統電動燃油泵1.油泵：易損件，有故障需更換1)損壞原因：（1）電刷磨損（2）球閥磨損（單向閥磨損→殘壓低→難啟動）（3）電樞線圈損壞（4）熔斷器損壞2)儀表檢測電樞電阻：R＝0.5～3.0Ω――如R過大→接觸不良→更換油泵。2.使用注意事項：－－切勿干試●新泵干試會燒電樞――用汽油冷卻。●舊泵干試余油著火――電刷處會產生火花。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統電動燃油泵1－油壓調節器；2－“O”形密封圈；3、10－固定夾；4－固定螺釘（10N·m）；5－燃油分配管；6－進氣管下體；7－卡箍；8－中間法蘭；9－噴油器燃油分配管發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統電動燃油泵1．安裝位置發動機進氣歧管上部。2．功用固定噴油器和油壓調節器，分配汽油。3．結構

鋁合金管：方形或圓形支架：插接噴油器油管接頭：連接測量儀表――壓力表發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統油壓調節器油壓調節器1進氣真空管接頭2彈簧；3閥體；4閥門；5進油口；6回油口發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統油壓調節器（1）調節系統油壓。

使系統油壓Po與進氣歧管壓力Pi之差P保持恒定；

P＝Ps＝Po－Pi＝300kPa其中：Pi為負值；

Ps為彈簧彈力，設定值為300kPa（2）緩沖油壓脈動。油泵供油時產生的壓力脈動和噴油器斷續噴油引起的壓力波動。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統油壓調節器彈簧2：設定油壓閥體3：固定在金屬膜片上閥門4：回油閥：安裝閥體與閥門之間（球閥）殼體：鋁合金，設油管接頭與真空管接頭進油口接頭5：連接燃油分配管回油口接頭6：經回油管與油箱相通真空管接頭1：連接進氣歧管（真空）發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統油壓調節器P＝Ps＝Po－Pi＝300kPa

目的：保證噴油量只與噴嘴開啟時間有關，而與系統油壓和進氣歧管的負壓無關。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統油壓調節器噴油器側供油噴油器發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統噴油器1噴嘴針閥5閉鎖彈簧2殼體6電氣接頭3磁鐵電樞7燃油濾網4磁鐵繞組發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統噴油器1－O形密封圈；2－線束插座；3－復位彈簧；4－針閥閥體；5－針閥閥座；6－軸針；7－O形密封圈；8－電磁線圈；9－燃油濾網；10－進油口1.功用：根據發動機ECU發出的噴油脈沖信號，將計量精確的燃油噴入節氣門附近的進氣歧管內。2.要求：⑴抗堵塞性能好；⑵燃油霧化性能好；⑶動態流量范圍大。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統噴油器優缺點：

（1）自動定心：密封性能好，不漏油（2）閥體短且空心→質量小→慣性小→動態流量大發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統噴油器1.檢測電磁線圈阻值：低阻型1.2～2.5Ω高阻型8～17Ω2.檢測噴油器電壓：高電平12V以上3.檢測噴油脈沖：插頭之間串接兩只LED管和電阻，啟動發動機時，LED應當閃爍。4.手感檢測：工作時應有振動感發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統噴油器發動機電子控制系統電路示意圖燃油噴射系統電路發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論發動機電子控制（計算機管理）燃油噴射系統的應用是建立在大量的發動機燃燒試驗和科學的分析計算基礎上的。在什么時刻噴油？噴多少油？怎么實現？為什么這么噴油？都得到了解決，并總結出一整套理論。下面就介紹這些理論，對于認識發動機、從事與汽車、發動機等相關行業是十分重要的。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論燃油噴射控制分為：噴油正時控制、噴油量控制噴油正時控制，也就是噴油時刻控制，噴油時刻的參照物就是曲軸，燃油噴射時曲軸在什么位置。噴油量控制，也就是噴油器（噴油嘴）電磁閥開啟持續時間的控制，即噴油持續時間控制發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論噴油方式分為連續噴射和間歇噴射。連續噴射應用在機械（機械電子）噴射系統，現在已淘汰。間歇噴射方式應用在電控燃油噴射系統中，電腦必須控制噴油器噴油的開始時刻，這就是噴油正時控制。也必須控制噴油器電磁閥開啟時間，這就是時間控制。其控制目標一般是在進氣行程開始前，噴油結束。1.同步噴油正時控制分為:（1）順序噴射正時控制（2）分組噴射正時控制（3）同時噴射正時控制2.異步噴油正時控制分為:（1）起動時異步噴油正時控制（2）加速時異步噴油正時控制發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論同時噴射分組噴射順序噴射發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論噴油器受ECU控制的方式：同時噴油、分組噴油、順序噴油捷達高爾夫燃油泵電路圖1發動機ECU（J361）2保險絲3繼電器（J17）4儀表（J285）5燃油泵（G6）6氣囊發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論1保險絲

2車身ECU

3繼電器4發動機ECU

5噴油器

6燃油泵大眾燃油系統電路發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論噴油開始時刻一般在排氣行程上止點前70°，進氣行程開始前結束噴油捷達：排氣上止點前72°切諾基：排氣上止點前64°發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論微機根據傳感器測得發動機的進氣量、轉速、冷卻液溫度、進氣溫度、節氣門開度等參數，按照設定的程序計算出每次燃燒所需要的燃料質量，確定噴油器最佳噴油持續時間，從而達到控制噴油量的的目的。每次噴油持續時間長，也就是噴油器通電時間長，噴油量就多。噴油量控制理論提到兩種說法：同步異步控制理論和基本噴油量修正噴油量理論。（對一個問題的不同角度的說法）完整的一次噴油既可以用同步異步控制理論，也可以用基本噴油量修正噴油量理論。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論同步/異步噴油將與發動機的運轉速度相關的噴油叫做同步噴油。將與起動、加速等多個因素相關的噴油叫做異步噴油。基本/修正油量將與轉速、進氣量直接相關的噴油量叫做基本噴油量。將轉速、進氣量之外的因素引起的噴油量的變化量叫做修正噴油量。電控燃油噴射發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論影響噴油量的主要因素發動機啟動后的運轉過程中，發動機轉速和發動機負荷是影響噴油量的主要因素如圖所示。這兩個信號之一異常或缺失時發動機將不能進行正常運轉而進入失效保護狀態，一些發動機則由于缺失這兩個信號之一會熄火（不能啟動）。

基本噴油量，是通過空氣流量計測量每循環進入氣缸的空氣流量以目標空燃比為依據計算出的燃油量。空氣流量計檢測到的進氣量，是單位時間進入到發動機進氣歧管（或氣缸）的進氣量；進氣壓力傳感器檢測到的是進氣的壓力，進氣量與平均進氣壓力是成正比的。進氣壓力可以轉換為進氣量。將單位時間的進氣量轉換為發動機每轉的進氣量。比例常數與噴油嘴結構、燃油壓力、單個缸的容積等有關。基本噴油量的計算公式為：基本噴油量=比例常數×發動機每轉進入氣缸的空氣量/空燃比進一步整理為：基本噴油量=比例常數×進氣量/發動機轉速空氣流量計和發動機轉速傳感器的信號是控制基本噴油量的兩個關鍵因素。基本噴油量發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統起動工況燃油量控制起動時，轉速低、轉速波動大，進氣計量裝置（空氣流量計或進氣壓力傳感器）檢測出的進氣量也是大幅波動的，不能準確檢測出進氣量起動后燃油量控制發動機起動后轉速升高，這時要求發動機的轉速和扭矩都應符合駕駛輸入的需求，傳感器將發動機的工況以電信號的形式傳送到ECU，ECU對噴油時間進行控制實現燃油量的精確控制。修正噴油量發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統起動工況燃油量控制ECU接收到ST信號、轉速低于300r/min時，認定起動工況，根據冷卻液溫度、進氣溫度、電池電壓進行噴油時間控制。起動后燃油量控制發動機起動后轉速提升，ECU通過傳感器開始全面檢測發動機的轉速、進氣量、進氣溫度、冷卻液溫度、節氣門位置（加速踏板位置）和所排出廢氣中氧的含量等，針對所檢測到的信號計算出發動機所處的工況，控制燃油噴射量。

實際噴油量=基本噴油量+修正噴油量。修正系數與進氣溫度、冷卻液溫度、蓄電池電壓、節氣門開度等有關。修正噴油量發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統基本噴油量=比例常數×進氣量/發動機轉速空氣流量計和發動機轉速傳感器的信號是控制基本噴油量的兩個關鍵因素。比例常數與噴油嘴結構、燃油壓力、單個缸的容積等有關。修正系數與進氣溫度、冷卻液溫度、蓄電池電壓、節氣門開度等有關。

實際噴油量=基本噴油量+修正噴油量。實際噴油量發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統按照工況討論修正噴油量1啟動工況2運轉工況1)啟動后加濃2)暖車加濃3)怠速穩定修正4)冷卻液溫度修正5)進氣溫度修正6)蓄電池電壓修正7)加速修正8)大負荷修正9)空燃比反饋修正10)學習空燃比修正發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論發動機冷卻液溫度信號作為啟動噴油的基準發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論

冷卻液溫度修正

暖車加濃系數，隨冷卻液溫度的提高而減小，也就是冷卻液溫度高時噴油時間減少起動工況的混合氣加濃起動加濃時間與溫度的關系ON——起動機拖動發動機狀態OFF——發動機自行運行狀態燃油噴射控制理論發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統進氣溫度修正系數表明，在進氣溫度變化時，噴油量要適應空氣密度的變化。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論電池電壓下降，噴油器的動作會變得遲鈍，此時應加大噴油時間發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論節氣門位置傳感器給ECU提供急速信號。急加速時，臨時性增加的供油量與轉速無關，燃油的增加量只與節氣門的開度變化有關。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論高溫時，燃油系統中、尤其是噴油器中產生燃油蒸氣，造成啟動時的混合氣變稀，為此，增加高溫啟動時的噴油時間。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論在裝用進氣壓力傳感器的燃油噴射系統中，怠速控制是應用的如上修正系數，噴油量的變化隨負荷加大而加大，隨轉速加大而減小。發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論空燃比反饋修正氧傳感器學習空燃比控制

(a)混合氣稀時的控制方式(b)混合氣濃時的控制方式燃油量的空燃比修正控制示意圖發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論氧傳感器信號與噴油量關系發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論學習控制A理論值B、D可調節范圍內的學習控制

C、E超出范圍，不能進行學習控制發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統燃油噴射控制理論夏利TJ376Q-E發動機噴油點火控制方式起動工況基本噴油量由冷卻液溫度、曲軸轉速決定，曲軸2周3個缸噴油3次修正噴油量由進氣壓力、發動機轉速、蓄電池電壓噴射次數決定點火提前角零部件裝配記號固定的點火提前角即壓縮上止點前5°（怠速時T端子短路后確定）燃油噴射、點火控制實例發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統起動后工況加速過渡基本噴油量由進氣歧管壓力、發動機轉速、怠速CO調節決定。曲軸每轉2周3缸同時噴油1次。修正噴油量

加速時再增油，由進氣壓力、節氣門位置、冷卻液溫度決定，急加速時，進氣歧管壓力變化大，ECU指令噴油1次加濃混合氣。點火提前角根據轉速、進氣壓力、節氣門位置、電壓及T端子信號確定最佳點火提前角。節氣門開，由進氣壓力與轉速決定；節氣門全開時，由轉速決定；修正點火提前角：水溫過高，怠速穩定，過渡工況及初級電流通電率修正。燃油噴射、點火控制實例發動機電子控制技術第五章電控燃油噴射系統空氣供給系統的檢測空氣濾清器、管路、空氣流量計、節氣門、怠速閥、進氣歧管及密封墊、制動主缸真空助力器、真空罐、真空管路上的電磁閥等漏氣都會引起發動機工作不良。空氣濾清器與空氣流量計之間漏氣會引起空氣流量計嚴重污染影響進氣量的測量精度，空燃比異常，引