汽油发动机电子控制系统(EFI)
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汽车电控第二章重点总结汽车采用网络技术的目的减少线束,实现快速通信。
采用燃油喷射技术的目的降低燃油消耗量和减少有害气体的排放量。
燃油喷射系统EFI是由空气供给系统、燃油供给系统和燃油喷射电子控制系统。
燃油供给系统组成:燃油箱、电动燃油泵、输油管、燃油滤清器、油压调节器、燃油分配管、喷油器和回油管。
燃油喷射系统分类①控制方式机械控制式、机电结合式和电子控制式;②喷油器喷油部位缸内喷射系统和进气管喷射系统(单点和多点);③喷油喷油方式电子控制分连续喷射和间歇喷射(同时、分组和顺序)。
燃油喷射系统EFI采用的传感器有空气流量传感器、曲轴与凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、进气温度与冷却液温度传感器、氧传感器等。
集成电路作用使热丝和冷丝之间温差保持在120℃,供电电流大小正比于空气流量。
发动机转速与进气量信号是最基本、最重要的信号,它控制喷油、点火提前角。
节气门位置传感器功用将节气门开度大小转变为电信号输入发动机ECU,以确定空然比的大小。
有触点式、可变电阻式、触点与可变电阻式。
10.压力传感器功用将气体或液体的压力转换为电信号,从而保证汽车正常行驶。
1装有热丝式与热膜式的不用安装进气温度传感器。
1电动燃油泵功用向喷油器提供油压高于进气歧管压力250300kPa的燃油。
1燃油泵设计供油量大于发动机耗油量的目的①防止发动机共有不足;②燃油流动量增大可以散发共有系统的热量,从而防止油路产生气阻。
1燃油器可分为高阻型(13-18Ω)和低阻型(1-3Ω)。
1发动机怠速时进气量的控制方式节气门直动式和旁通空气式。
1怠速控制阀的功用就是通过调节发动机怠速时的进气量来调节发动机怠速时的进气量来调节怠速转速。
1怠速控制的实质控制怠速时的进气量。
1怠速控制系统的作用稳定怠速控制,快速暖机控制,高怠速控制,其他控制。
1喷油提前角从喷油开始至活塞运行到排气上止点的时间内,发动机曲轴转过的角度。
20.空然比反馈控制实质将空然比控制在171,使发动机有良好的经济性和排放性能。
汽车发动机电子控制单元(ECU)功能说明书菱电变频、概述汽车发动机电子控制单元(ECU是汽车发动机控制系统的核心,它可以根据发动机的不同工况,向发动机提供最佳空燃比的混合气和最佳点火时间,使发动机始终处在最佳工作状态,发动机的性能(动力性、经济型、排放性)达到最佳。
汽车发动机机电子控制单元(ECU的主要功能:1燃油喷射(EFI)控制⑴、喷油量控制发动机控制器(ECU)将进气量和发动机负荷作为主要控制信号,以确定喷油脉冲宽度(即基本喷油量),并根据循环水温度、进气温度、进气压力、尾气氧含量等信号修正喷油量,最后确定总喷油量。
⑵、喷油正时控制采用多点顺序燃油喷射系统的发动机,ECU除了控制喷油量外,还要根据发动机各缸的点火顺序,将喷油时间控制在最佳时刻,以使燃油充分燃烧。
⑶、断油控制减速断油控制:汽车在正常行驶中,驾驶员突然松开油门踏板时,ECU 自动中断燃油喷射,直至发动机转速下降到设定的低转速时再恢复喷油。
超速断油控制:当发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时,ECU 自动中断喷油,直至发动机转速低于安全转速一定值且车速低于最高车速一定值时恢复喷油。
⑷、燃油泵控制当打开点火开关后,ECU 控制燃油泵工作 3 秒钟,用于建立必要的油压。
若此时发动机不起动,ECU 控制燃油泵停止工作。
在发动机起动和运转过程中,ECU 控制燃油泵正常运转。
2、点火(ESA)控制⑴、点火提前角控制发动机运转时,ECU 根据发动机的转速和负荷信号,计算相应工况下的点火提前角,并根据发动机的水温、进气温度、节气门位置、爆震信号等修正点火提前角,最后得到一个最佳的点火正时。
在点火正时前的某一预定角,ECU 控制点火线圈的初级通电,在到达点火正时角时,ECU 切断点火线圈初级电流并在次级线圈中感应出高压电使相应气缸的火花塞跳火,点燃混合气。
⑵、通电时间(闭合角)控制点火线圈初级电路在断开时需要保证足够大的电流,以使次级线圈产生足够高的电压。
汽车技名词浅释电子控制燃油喷射系统(EFI)——简称汽油喷射。
它是汽车汽油发动机取消化油器而采用的一种先进的喷油装置。
使用EFI,汽车发动机燃烧将更充分,从而提高功率,降低油耗,实现低公害排放的目的。
当EFI功能与发动机其它功能结为一体时,称“发动机管理系统(EMS)”,这将达到更高要求的环保目标。
安全气囊(Air Bag)——这是当汽车发生碰撞时,可瞬间膨胀起来的空气袋体,其作用是防止驾驶员撞伤在方向盘上。
安全气囊通常与安全带一起使用,这可更有效地保护驾驶员在发生撞车时的安全。
汽车发动机——汽车发动机是汽车的心脏部件,其大小可用排量(升)来表示;按使用燃油分,它们可分为汽油机和柴油机两种;按工作过程分,可分为四冲程和二冲程两种;按冷却方式分,可分为风冷和水冷两种。
大部分现代汽车使用的是四冲程水冷汽油发动机。
车身——汽车车身包括车窗、车门、驾驶舱、乘客舱、发动机舱和行李舱等。
车身的造型有厢型、鱼型、船型、流线型及楔型等几种,结构形式分单厢、两厢和三厢等类型。
车身造型结构是汽车的形体语言,其设计好坏将直接影响到汽车的性能。
悬架系统——汽车悬架是汽车中弹性地连接车架与车轴的装置。
它一般由弹性元件、导向机构、减震器等部件构成,主要任务是缓和由不平路面传给车架的冲击,以提高乘车的舒适性。
专业名词解释Quattro-全时四*驱动系统Tiptronic-轻触子-自动变速器Multitronic-多极子-无级自动变速器ABC-车身主动控制系统DSC-车身稳定控制系统VSC-车身稳定控制系统TRC-牵引力控制系统TCS-牵引力控制系统ABS-防抱死制动系统ASR-加速防滑系统BAS-制动辅助系统DCS-车身动态控制系统EBA-紧急制动辅助系统BD-电子制动力分配系统EDS-电子差速锁ESP-电子稳定程序系统HBA-液压刹车辅助系统HDC-坡道控制系统HAC-坡道起车控制系统DAC-下坡行车辅助控制系统A-TRC--车身主动循迹控制系统SRS-双安全气囊SAHR-主动性头枕GPS-车载卫星定位导航系统i-Drive--智能集成化操作系统Dynamic.Drive-主动式稳定杆R-直列多缸排列发动机V-V型汽缸排列发动机B-水平对置式排列多缸发动机WA-汪克尔转子发动机W-W型汽缸排列发动机Fi-前置发动机(纵向)Fq-前置发动机(横向)Mi-中置发动机(纵向)Mq-中置发动机(横向)Hi-后置发动机(纵向)Hq-后置发动机(横向)OHV-顶置气门,侧置凸*轴OHC-顶置气门,上置凸*轴DOHC-双顶置凸*轴CVTC-无级变速控制机构VVT-i--电控可变气门正时机构VVTL-i--电控可变气门正时机构V-化油器ES-单点喷射汽油发动机EM-多点喷射汽油发动机SDi-自然吸气式超柴油发动机TDi-Turbo直喷式柴油发动机ED-缸内直喷式汽油发动机PD-泵喷嘴D-柴油发动机(共轨)DD-缸内直喷式柴油发动机缸内直喷式发动机(分层燃烧/均质燃烧)TA-Turbo(涡*增压)NOS-氧化氮气增压系统MA-机械增压FF-前*驱动FR-后*驱动Ap-恒时全*驱动Az-接通式全*驱动ASM 动态稳定系统AYC主动偏行系统ST-无级自动变速器AS-转向臂QL-横向摆臂DQL-双横向摆臂LL-纵向摆臂SL-斜置摆臂ML-多导向轴SA-整体式车桥DD-德迪戎式独立悬架后桥VL-复合稳定杆式悬架后桥FB-弹性支柱DB-减震器支柱BF-钢板弹簧悬挂SF-螺旋弹簧悬挂DS-扭力杆GF-橡胶弹簧悬挂LF-空气弹簧悬挂HP-液气悬架阻尼HF-液压悬架QS-横向稳定杆S-盘式制动Si-内通风盘式制动T-鼓式制动SFI-连续多点燃油喷射发动机FSI-直喷式汽油发动机PCM - 动力控制模块~ EGR -废气循环再利用BCM - 车身控制模块~ ICM - 点火控制模块~ MAP - 空气流量计ST-无级自动变速器FF-“前置引擎前*驱动” FR-“前置引擎后*驱动”RR-“后置引擎后*驱动”。
汽车电子控制英文缩写一、电子控制技术在汽车发动机上的应用为了提高汽车的动力性经济性和排放性能,汽车发动机率先采用了电子控制系统。
目前,汽车发动机普遍采用的电子控制系统主要有以下几种。
⑴子控制发动机燃油喷射系统EFI(Engine Fuel Injection System);(2) 机控制发动机点火系统MCIS(Microcomputer Control Ignition System);(3)动机空燃比反馈控制系统AFC(Air/Fuel Ratio Feedback Control System);(4) 动机怠速控制系统ISCS(Idle Speed Control system);(5) 动机断油控制系统SFIS(Sever Fuel Injection System);(6)动机爆震控制系统EDCS(Engine Detonation Control System);(7) 速踏板控制系统EAP(Electronic Control Accelerator Pedal System);(8)动机进气控制系统IACS ( Engine Intake Air Control System);(9) 蒸汽回收系统FECS(Fuel Evaporative Emission Control System);(10) 再循环控制系统EGR(Exhaust Gas Recirculation Control System);(11) 气门正时控制系统VVT(V olatile Valve Timing Control System);(12)车巡航控制系统CCS(Vehicle Cruise Control System);(13) 故障自诊断系统(On board Self-Diagnosis System);二、电子控制技术在汽车底盘上的应用在汽车底盘上采用的电子控制系统主要有以下几种。
(1)电子控制自动变速系统ECT(Electronic Controlled Transmission System);(2)防抱死制动系统ABS(Anti-lock Braking System或Anti-Skid Braking System);(3)电子控制制动力分配系统EBD(Electronic Brakeforce Distributing System);(4)电子控制制动辅助系统EBA(Electronic Brake Assist System);(5)车身稳定性控制系统VSC(Vehicle Stability Control)或车身动态稳定性控制系统DSC(Dynamic Stability Control System)或电子控制稳定性程序ESP(Electronically Controlled Stability Program);(6)驱动轮防滑转调节系统ASR(Acceleration Slip Regulation System)或牵引力控制系统TCS/TRC(Traction Force Control System);(7)电子调节悬架系统EMS(Electronic Modulated Suspension System);(8)电子控制动力转向系统EPS(Electronically Controlled Power Steering System);(9)轮胎中央冲放气系统CIDC(Central Inflate and Deflate Control System);(10)自动驱动管理系统ADM(Automatic Drive-train Management System);(11)差速器锁止控制系统VDLS(Vehicle Differential Lock Control System);三、电子控制技术在汽车车身上的应用(1)辅助防护安全气囊系统SRS(Supplemental Restraint System Air Bag);(2)安全带紧急收缩触发系统SRTS(Seat-Belt Emergency Retracting Triggering System); (3)座椅位置调节系统SAMS(Seat Adjustment Position Memory System);(4)雷达车距报警系统RPW(Radar Proximity Warning System);(5)倒车报警系统RV AS(Reverse Vehicle Alarm System);(6)防盗报警系统GA TA(Guard Against Theft and Alarm System);(7)中央门锁控制系统CLCS(Central Locking Control System);(8)前照灯控制与清洗系统HAW(Headlamp Adjustment and Wash System);(9)挡风玻璃刮水与清洗控制系统WWCS(Wash/Wipe Control System);(10)自动采暖通风与空气调节系统AHVC(Automatic Heating Ventilating Air-ConditioningSystem);(11)车载局域网LAN(Local Area Network);(12)车载计算机OBC(On-Board Computer);(13)车载电话CT(Car Telephone);(14)交通控制与通信系统TCIS(Traffic Control and Information System);(15)信息显示系统IDS(Information Display System);(16)声音复制系统ESR(Electronic Speech Reproduction System);(17)液面与磨损监控系统FWMS(Fluids and Wear Parts Monitoring Systems); (18)维修周期显示系统LSID(Load-Dependent Service Interval Display System)。
汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System,简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制,使发动机工作在最佳工况,达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。
汽车发动机电子控制系统主要包括:—燃油喷射控制;-点火系统控制;-怠速控制;—尾气排放控制;—进气控制;-增压控制;-失效保护;-后备系统;-诊断系统等功能。
另外,随着网络、集成控制技术的广泛应用,作为汽车控制主要单元的EMS系统通过CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统,例如:安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统(如主动悬挂ABC(Active Body Control))、巡航控制系统(Speed Control System或Cruse Control System)以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联,实现信息共享并实施集成优化统一控制.汽车发动机电子控制系统主要涉及以下技术内容:一传感器所谓的传感器,简单来说:就是能够感测到外在环境中物理状态变化的电子组件,而其中的物理变化,则包括速度、温度与电量等。
最早的车用传感器是应用在感测引擎或是驱动系统的状态,包括:氧气、流体、温度、地压与电流等。
要包括空气温度传感器、压力传感器、空气流量传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、爆燃传感、节气门位置传感器等。
(一).温度传感器汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。
温度传感器有热敏电阻式、线绕电阻式和热偶电阻式三种主要类型.这三种类型传感器各有特点,其应用场合也略有区别。
(二).压力传感器压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。
吸气负压式传感器主要用于吸气压、负压、油压检测。
影响汽油发动机排放的最主要因素是混合气的空燃比, 理论上一公斤燃料完全燃烧时需要14.7公斤的空气。这种空气和燃料的比例称为化学当量比。空燃比小于化学当量比时供给浓混合气,此时发动机发出的功率大,但燃烧不完全,生成的CO、HC多;当混合气略大于化学当量比时,燃烧效率最高,燃油消耗量低,但生成的NOx也最多;供给稀混合气时,燃烧速度变慢,燃烧不稳定,使得HC增多。在电控汽油喷射系统中采用闭环控制的方式,将空燃比控制在化学当量比附近,并在排气系统中消声器前安装一个三元催化转化器,对发动机进行后处理,是当前减少汽车排气污染物的最有效方法。在化学当量比附近,转化器的净化效率最高。
电控汽油喷射系统(Electronic Fuel Injection System)简称为EFI。 它利用各种传感器检测发动机的各种状态,经微处理器的判断、计算,使发动机在不同工况下均能获得合适空燃比的混合气。 目前汽车工业发达的国家在汽油车上均采用汽油喷射系统,以满足日益严格的排放要求。 在任何情况下都能获得精确的空燃比 混合气的各缸分配均匀性好 汽车的加速性能好 充气效率高 良好的启动性能和减速减油或断油
电控汽油喷射系统主要由下列四部分组成: 进气系统 供油系统 控制系统 点火系统
进气系统 怠速时节气门全关, 由怠速执行器根据冷却水温、空调和动力转向等工况调节进气量。 供油系统 供油系统主要由油压调节器、喷油器和喷油泵组成。
燃油泵 燃油泵装在油箱内,涡轮泵由电机驱动。当泵内油压超过一定值时,燃油顶开单向阀向油路供油。当油路堵塞时,卸压阀开启,泄出的燃油返回油箱。 喷油器 喷油器是电磁式的。当喷油器不工作时,针阀在回位
弹簧作用下将喷油孔封住。当ECU的喷油控制信号将喷油器的电磁线圈与电源回路接通时,针阀才在电磁力的吸引下克服弹簧压力、摩擦力和自身重量,从静止位置往上升起,燃油喷出。
多点喷油系统中喷油器通过绝缘垫圈安装 在进气歧管或进气道附近的缸盖上,并用输油管将其固定。多点喷油系统每缸有一个喷油器。英文称为 multi point injection .简称 为MPI。
喷油器 单点喷油系统的喷油器安装在节气门体上,各缸共用一个喷油器。英文为single point injection. 简称为SPI。 油压力调节器 油压力调节器的功能是调节喷油压力。喷油器喷出的油量是用改变喷油信号持续时间来进行控制的。由于进气歧管内真空度是随发动机工况而变化的,即使喷油信号的持续时间和喷油压力保持不变,工况变化时喷油量也会发生少量的变化,为了得到精确的喷油量,必须使油压A和进气歧管真空度B的总和保持不变。
控制系统 传感器 传感器是感知信息的部件,负责向ECU提供发动机和汽车运行状况。 电子控制单元 ECU的功用是采集和处理各种传感器的输入信号,根据发动机工作的要求(喷油脉宽、点火提前角等),进行控制决策的运算,并输出相应的控制信号。当前电控发动机中除了控制喷油外,还控制点火、EGR、怠速和增压发动机的废气阀等,由于共用一个ECU对发动机进行综合控制,所以也被称为发动机管理系统。
中间的金属方盒为电子控制单元,箭头指向电子控制单元的部件为传感器,箭头从电子控制单元出去的部件为执行器。
在电控发动机中最主要的输入接口是传感器接口(例如转速、负荷、温度、 压力等)。最主要的输出接口是控制接口,它控制外部执行机构的动作(例如:喷油器、点火模块、喷油泵、怠速执行器等)。 执行器 点火系统 点火控制系统由传感器、电子控制单元和执行器组成。
执行器为点火模块和点火线圈。最常见的为无分电器点火系统,它是两个气缸共用一个点火线圈。目前也有采用每个气缸一个点火线圈的。 点火提前角的控制 为了使发动机发出最大功率,应使最高燃烧压力出现在上止点后 10°~15°左右,点火时刻用点火提前角来表示。它是指火花塞电极间跳火开始到活塞运行至上止点时这段时间内曲轴所转过的角度。 点火过迟:使发动机功率下降,油耗增加。
点火过早:使功率下降,还容易产生爆震。
发动机的最佳点火提前角,不仅要使发动机的动力性、经济性最佳,还应使有害排放物最少。
最佳点火提前角的控制策略 起动期间:固定值 起动后 基本点火提前角的控制:由转速和负荷确定 点火提前角的修正: 部分负荷工况根据冷却水温、进气温度和节气门位置等信号进行修正。 满负荷工况要特别小心控制点火提前角,以免产生爆震。 最大和最小提前角的控制:微处理器计算的点火提前角必须控制在一定范围内,否则发动机很难正常运转。 闭合角控制 闭合角是沿用了传统点火系的概念。在电子控制的点火系统中是指初级电路接通的时间。点火线圈的次级电压是和初级电路断开时的初级电流成正比。通电时间短时,初级电流小,会使感应的次级电压偏低,容易造成失火。初级电流大,对点火有利;但通电时间过长,会使点火线圈发热,甚至烧坏,还会使能耗增大。因此要控制一个最佳通电时间。 蓄电池电压下降时,在相同的通电时间里初级电流能达到的值会变小。因此必须对通电时间修正。 爆震传感器 汽车发动机利用电火花将混合气点燃,并以火焰传播方式使混合气燃烧。如果在传播过程中,火焰还未到达时,局部地区混合气自行着火燃烧,使气流运动速度加快,缸内压力、温度迅速增加,造成瞬时爆燃,这种现象称为爆震。 爆震会使气体强烈振动,产生噪音;也会使火花塞、燃烧室、活塞等机件过热,严重情况会使发动机损坏。 在发动机结构参数已确定的情况下,采用推迟点火提前角是消除爆震既有效又简单的措施之一。 装有爆震传感器的发动机能检测爆震界限,通过电子控制单元将点火时刻调到接近爆震极限的位置,从而改善了发动机的性能。 当发动机出现爆震时,ECU根据爆震程度,推迟点火时刻,爆震程度大的,不仅推迟的角度大,而且是先快后慢,直到爆震消失为止。为了保证良好的发动机性能,爆震消失后,又将点火提前角逐步加大,增加的速率也分为快、慢两种。当发动机再次出现爆震时,点火提前角再次推迟。通常点火提前角推迟的速率要大于点火提前角增加的速率。 通常用EGR率表示 EGR的控制量。它用进入气缸的混合气中废气的比例表示。 EGR率与发动机动力性、经济性和排放性能有关。 EGR率增加过大时,使燃烧速度太慢,燃烧变得不稳定,失火率增加,使HC也会增加;EGR率过小,NOx排放达不到法规要求,易产生爆震,发动机过热等现象。 因此EGR率必须根据发动机工况要求进行控制。 EGR控制系统中,EGR阀是关键部件。不同的EGR率是通过EGR阀的调节来实现的。电控发动机中广泛采用电子控制EGR阀方法。 直线型EGR阀是由ECU控制针阀位置,调节从排气进入进气歧管孔口的大小,精确地控制EGR率。 EGR工作期间通过监测针阀位置反馈信号控制针阀位置。并根据冷却水温度、 节气门位置和进气流量控制EGR针阀的位置。 EGR的控制策略: 增加EGR率可以使NOx排出物降低,但同时会HC排出物和燃油消耗增加。因此在各 种工况采用的EGR率必须是对动力性、经济性和排放性能的综合考虑。 试验结果说明:当EGR率小于10%时,燃油消耗量基本上不增加,当EGR率大于20%时,发动机燃烧不稳定,工作粗暴,HC排放物将增加10%。因此通常将EGR率控制在10%~20%范围内较合适。
随着负荷增加EGR率允许值也增加(阴影部分)。 怠速和低负荷时,NOx排放浓度低,为了保证稳 定燃烧,不进行EGR。 只有热态下进行EGR。发动机温度低时,NOx排 放浓度也较低,为了保证正常燃烧,冷机时不进 EGR。 大负荷、高速时,为了保证发动机有较好的动力性,此时混合气较浓,NOx排放生成物较少,可 不进行EGR或减少EGR率。 废气再循环量对NOx排放和油耗的影响还受到空燃比、点火提前角等因素的影响。因此在EGR率进行控制时,同时对点火等进行综合控制,就能得到较好的发动机性能。 为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽,电控发动机普遍采用了碳罐,油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附,当发动机运转时,依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。采用燃油蒸汽的控制可减少大气中的碳氢化合物和节约燃料。
缸内直喷汽油发动机
采用电控缸内直接喷射方法,在火花塞附近供给浓混合气,以利着火;在其它区域供给稀混合气,进行分段喷油。达到分层燃烧的目的。据报导空燃比为30时,仍可燃烧。此种方法可节约燃料三分之一以上。为了减少稀燃时的NOx,在排气系统中安装了两只温度传感器、两只氧传感器和两级催化转化器。 减少排放物的新手段 试验结果表明: CO、HC和NOx三种排放物在第一个十五工况循环中将占总排放量的70-80%,因此今后解决排放的重点在: 降低HC排放; 改善怠速和暖机期间的排放; 尽可能地缩短催化器的加热时间,在催化器达到起燃温度之前,最大程度地降低发动机排出的废气。 满足美国及欧洲共同体排放法规要求的途径: