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汽車新技術課件—第五章 噴油器及控制.ppt

'汽車新技術課件—第五章 噴油器及控制.ppt'
單元二 發動機電控系統構造與維修 5.1 噴油器噴油量的控制 現代電控發動機是一種發動機綜合控制系統,也叫電控發動機管理系統,它實現了發動機集中控制,即用一個電子控制單元(ECU)對燃油噴射、點火正時、怠速轉速、電動燃油泵、燃油蒸發等進行全面控制。該電控發動機根據發動機的動力性、燃油經濟性、排放凈化性、行駛特性和舒適性等綜合性能要求,按照發動機各種運行工況匹配需要,對上述整個控制內容進行全面優化控制,使發動機始終處于最佳運行狀態。第五章 噴油器及其控 制電路分析燃油噴射控制原理基本噴油時間啟動噴油時間啟動后和暖機修正閉環?控制激活時的?修正倒拖、轉速限制或車速限制噴油切斷重新噴油時的修正過度工況補償根據工況點修正蓄電池電壓修正有效噴油時間是否 EGI System ????? ?? ??ECU??? ?? ????? ???? ????? ??????與燃料噴射有關的傳感器曲軸位置傳感器空氣流量傳感器進氣溫度傳感器冷卻水溫傳感器節氣門位置傳感器怠速開關起動信號IG信號節氣門位置傳感器開關信號噴油嘴氧傳感器車速傳感器電瓶電壓5.1.1 啟動噴油量控制 啟動噴油控制:發動機啟動時,由起動機開始帶動運轉。由于轉速很低,轉速的波動也很大,因此這時空氣流量計所測的進氣量信號有很大誤差。 冷啟動基本噴油量實際噴油量水溫傳感器進氣溫度修正電壓修正? EGI System ECU起動修正(冷態時)噴油嘴CASAFSWTSWTS/W冷起動時燃料修正啟動后加濃 發動機冷車啟動后,由于低溫下混合氣形成不良及部分燃油在進氣管上沉積,造成混合氣變稀。啟動后增量比的大小取決于啟動時發動機的溫度,并隨發動機的運轉時間增長而逐漸減小為零。 暖機加濃 在冷車啟動結束后的暖機運轉過程中,發動機的溫度一般不高,噴入進氣歧管的燃油與空氣的混合較差,不易立即汽化,造成氣缸內的混合氣變稀。因此,在暖機過程中必須增加噴油量。暖機增量比的大小取決于水溫傳感器所測得的發動機溫度,并隨著發動機溫度的升高而逐漸減小,直至溫度升高至80℃時,暖機加濃結束。 冷卻水溫度低高暖機增量修正系數小大5.1.2 啟動暖機后運轉噴油量控制 (1)基本噴油量: 電子控制單元根據空氣流量計測量出的發動機進氣量和發動機轉速傳感器測出的發動機轉速,依據存儲器(ROM)中按理論空燃比(空燃比為14.7:1)存儲的數據(脈譜),得出基本噴油量(基本噴油時間)。 空氣流量計發動機轉速信號其他傳感器修正噴油量基本噴油量噴油器進氣量噴射信號ECU EGI System 基本噴射量的決定 ECU基本噴射量的決定曲軸位置傳感器空氣流量傳感器噴油嘴 (2)修正噴油量: 電子控制單元根據冷卻液溫度、進氣溫度、不同負荷等實際工況和蓄電池電壓,對基本噴油量進行修正,即在基本噴油時間的基礎上延長(或縮短)噴油時間,以加濃(或變稀)混合氣,使發動機在不同運轉條件下,都能獲得最佳濃度的混合氣。 電子控制單元還在一些特別條件下(如暖機)及過渡工況(加速、減速)下為加濃(或變稀)混合氣而暫時增加(或減少)噴油量,其目的是為了使發動機具有良好的使用性能(如動力性、加速性、平順性等) EGI System .ECUCASAFSWTS基本噴射量冷卻水溫修正80oC基準噴油嘴冷卻水溫修正進氣溫度與大氣壓力修正 EGI SystemECU基本噴射量進氣溫度修正基準溫度20oCCASWTSATS噴油嘴進氣溫度燃料修正過度工況修正 過渡工況包括加速和減速工況。在汽車進行加速、減速等過渡工況時,僅僅使用燃油基本噴射,則混合氣的空燃比相對于目標值會產生一定偏移。加速時混合氣變稀,減速時混合氣變濃。如果不進行加速減速時的燃油量修正,發動機就會產生“喘振”、車輛產生前后方向的振動等現象,排氣中的有害成分也會增加。加速工況加濃 在加速工況時,微機能自動按一定的增量比適當增加噴油量,使發動機能發出最大轉矩,改善加速性能。微機是根據節氣門位置傳感器測得的節氣門開啟的速率鑒別出發動機是否處于加速工況的。 EGI System .ECU加速修正WTSTPSAFSCAS噴油嘴加速時燃料修正大負荷加濃 部分負荷工況是汽車發動機的主要運行工況。在這種工況下的噴油量應能保證供給發動機的混合氣具有最經濟的成分,通常應稀于理論混合比。在大負荷及滿負荷工況下,要求發動機能發出最大功率,因而噴油量應比部分負荷工況大,以提供稍濃于理論混合比的功率混合氣。大負荷信號由微機根據節氣門位置傳感器測得的節氣門開度來決定。當節氣門開度大于70‘C時,微機按功率混合比計算噴油量。 進行增量修正時,與冷卻水溫無關,只受節氣門位置傳感器的影響。大負荷行駛時,根據扭矩隨空燃比的變化規律,應將空燃比設定在與扭矩峰值相對應的12.5附近。這時氧傳感器反饋控制停止起作用。高速行駛時,同大負荷行駛時基本一樣,把空燃比設定在12.5附近。減速修正 減速時節氣門關閉,進氣管內壓力降低,促使附著在進氣門及其附近的汽油加速汽化,因此與減速工況相反,這時混合氣氣變濃。節氣門關閉,怠速開關ON,轉速在規定值以上時(發動機制動狀態),停止燃料噴射。這是為了降低油耗和防止三元催化器過熱。 燃料切斷下限轉速隨冷卻水溫度的變化應也變化,溫度越低,燃料切斷下限轉速應越高.異步噴射 加速時燃油量修正,是與曲軸轉角同步的燃油量噴射。而異步噴射雖也同樣是加速時燃料量修正,但它是在急加速工況下,由于燃料來不及供給,混合氣將變稀時,所實行的臨時性燃料增量來噴射。為了提高加速性能,節氣門的怠速開關由ON變OFF,與基本噴射量無關進行異步噴射。 異步噴射確認方法: 發動機靜止狀態下點火開關放ON,TPS開到約15o 左右,若有噴油嘴工作音,說明進行異步噴射 EGI System 高溫修正:汽車高速行駛后而發動機熄火2~3 分,此時發動機處于高溫下再起動,就應進行高溫燃油增量修正。一般高速行駛時汽油溫度上升到50oC左右。如果此時發動機熄火時,發動機就成為熱源,會使汽油溫度向80~100oC 上升,一旦達到這樣溫度,噴油器內的汽油會出現沸騰,產生汽油蒸汽。此時噴油器噴射的汽油中,因含蒸汽而使汽油噴射量減少造成混合氣變稀。為了解決問題,一般當冷卻水溫度當升到設定值(100oC)以上時,進行高溫燃料增量修正。5.2 反饋控制(Feed Back) 噴油反饋控制有的叫空燃比反饋控制,也叫閉環控制。 噴油反饋控制是ECU根據氧傳感器的反饋信號,對。省略部分。 減速斷油控制就是當發動機在高轉速運轉中突然減速時,由電腦自動中斷燃油噴射,直至發動機轉速下降到設定的某一低轉速時再恢復噴油。目的是為了控制急減速時有害物的排放,減少燃油消耗,促使發動機轉速盡快下降,有利于汽車減速。 減速斷油條件是: a.節氣門位置傳感器中的怠速開關接通; b.發動機水溫已達正常溫度; c.發動機轉速高于某一數值。減速斷油與復供燃料Cut,復供轉速特性Cut轉速復供轉速減速斷油與復供5.6溢油消除控制 啟動時燃油噴射系統向發動機提供很濃的混合氣。若多次轉動啟動電機后發動機仍未啟動,淤集在氣缸內的濃混合氣可能會浸濕火花塞,使之不能跳火。這種情況稱為溢油或淹缸。此時駕駛員可將油門踏板踩到底,并轉動點火開關,啟動發動機。電腦在這種情況下會自動中斷燃油噴射,以排除氣缸中多余的燃油,使火花塞干燥。電腦只有在同時滿足以下條件時,才能進入溢油消除狀態,點火開關處于啟動位置;發動機轉速低于500r/min;節氣門接近全開。正因如此,電子控制汽油噴射式發動機在啟動時,不應踩下油門踏板,否則有可能因進入溢油消除狀態而使發動機啟動困難。 5.7 蓄電池電壓與噴油修正電脈沖寬度(持續通電時間)針閥全開針閥全關噴油器針閥動作原理蓄電池電壓與噴射時間無效噴射時間特性噴射時間延長特性 燃料修正的分類燃料噴射量電瓶電壓修正冷卻水溫起動后增量暖機增量加速增量(暖機時)電瓶電壓修正大氣壓力修正進氣溫度修正基本噴射量全負荷輸出增量燃料切斷發動機狀態起動ON(500rpm以下)起動節氣門全閉怠速行駛(暖機)加速通常行駛節氣門關閉(4188rpm以上)全負荷發動機制動節氣們全開(減速時)5.8 燃油噴射方法和噴射正時多點順序噴射(獨立噴射)分組噴射(組群噴射)同組噴射(同步噴射)噴油嘴 (Injector )概要設置在進氣岐管,根據 ECU的噴射信號,進行燃料噴射.由針閥,柱塞,電磁線圈等組成.電磁線圈柱塞針閥濾網連接器銜鐵按供料方式分類:(1)上部給料式 (2)下部給料式 (3)冷起動噴油嘴 (4)空氣屏蔽式噴油嘴按驅動方式分:(1)電壓控制式(2)電流控制式噴油器種類:按供料方式分類:(1)上部給料式(Top)電磁線圈電流導通,鐵心被吸,柱塞和針閥被吸到與銜鐵接觸為止,閥門開啟,燃料通過縫隙噴出.?噴射量取決于針閥的行程,噴口面積, 燃料噴射壓力,電磁線圈的通電時間。噴口針閥銜鐵柱塞電磁線圈彈簧燃料入口濾網連接器(2)下部給料式 (Side) 燃料從噴油嘴側面進入,在高溫能抑制燃料溫度的上升 ,提高了起動性能和穩定性能。各汽缸的最佳位置,兩個方向進行噴油,提高了低溫起動性能和響應速度. (三星汽車 VQ 發動機) 燃料入口連接器噴射方向(3)冷起動噴油嘴(Cold Start Injector)為了提高低溫起動性能,在進氣總管設置電磁式噴油嘴?(噴入補助油量)。噴射量取決于恒溫開關的通電時間。高溫起動時無需工作,所以驅動電壓低,為了提高起動性能,噴霧要細?;?,噴霧角要寬。.電磁線圈柱塞ABA-B斷面渦流噴嘴噴射燃料IGSTIG開關點火開關往起動機冷起動噴油嘴 冷起動恒溫開關電熱絲S/W(4)空氣屏蔽式噴油嘴(Air-Shrouded Injector)在現有的噴油嘴出口設置屏蔽通道,燃料噴出時與空氣一起噴出,促進了燃料的霧化,提高了燃燒速度,因此降低了排氣中有害氣體的排放(CO,HC)??諝馄帘问?噴油嘴空氣引管按驅動方式分:(1)電壓控制式 噴油嘴竄聯電阻, 降低驅動電壓. IG開關放 ON,電流通過電阻和噴油嘴到.ECU。微機根據噴射量信號,給功率三極管的基電極輸入電流,這時功率三極管工作,噴油嘴電路行程回路,噴油嘴噴油.(優點) 1.因設電阻提高了噴油嘴響應性。 2.降低噴油嘴驅動電壓,防止了線圈的發熱。電瓶控制繼電器電阻往點火開關往ECUECUBCE噴射信號1 2 3 4NO(2)電流控制式 不設附加電阻,直接用電瓶電壓驅動噴油嘴,提高了噴射響應速度,噴射時間是由微機來控制 .(優點) 1.噴油嘴工作時的驅動電流大,縮短了無效噴射時間. 2.維持柱塞位置時,用小電流來驅動 ,因此防止線圈的發熱和降低電消耗.ECU噴射信號 噴油嘴電壓波形0 噴油嘴電流波形01 噴油嘴 燃料噴射時間無效噴射時間噴射信號ECU噴油嘴電瓶?無效噴射時間:針閥,柱塞重量,談行阻力 和噴油嘴工作遷延時間.5.9 噴油器基本電路★同組噴射正時與控制電路氣缸0o180o360o540o720oNo.1No.3 No.4 No.2Ne-信號 特征? 一個工作循環噴兩次油? 與活塞行程無關進氣排氣膨脹壓縮壓縮膨脹排氣進氣進氣進氣膨脹壓縮排氣排氣膨脹壓縮進氣排氣膨脹壓縮 燃料噴射方式 依據了點火線圈的電壓變化,因此與行程無關,進行同時噴射(以初期信號為基準,進行噴射) 。 燃料噴射量是一次燃燒所必要燃料量的 1/2, 曲軸每轉一軸噴一次油,一個工作循環噴兩次油。為了提高加速性能,同時噴射以外,進行異步噴射。噴射在進氣門附近的燃料待進氣門開啟,同時進入氣缸。同時噴射概要★分組噴射正時與控制電路氣缸0o180o360o540o720oNO.1NO.3NO.4NO.2Ne-信號G-信號特征? 提高了加速時的響應性排氣膨脹壓縮壓縮膨脹排氣進氣進氣膨脹排氣進氣壓縮排氣進氣壓縮膨脹進氣壓縮膨脹排氣 燃料噴射方式 把所有氣缸的噴油器分成2-4組。兩組噴油器輪流交替噴射。每一個工作循環中,各組噴射一次油。一次噴射量比同時噴射方式多,低負荷時可以進行穩定的控制,噴油嘴工作次數少降低工作噪音。在高速大負荷時進行同時噴射。分組噴射的概要★多點順序噴射正時與控制電路氣缸0o180o360o540o720oNo.1No.3No.4No.2Ne-信號 G-信號特征 ? 每一個工作循環噴一次油?接近進氣行程的汽缸里噴射. ?空燃比控制優良. ?發動機響應性優良.進氣排氣膨脹壓縮壓縮進氣排氣膨脹膨脹 壓縮進氣 排氣排氣膨脹壓縮壓縮進氣排氣膨脹壓縮 燃料噴射方式 隨點火順序進行噴射 ,一次噴油量就是1次燃燒所需要的燃料量. 噴射時刻:進氣行程 170o之前的位置,開始噴油,若曲軸轉角和氣缸判別信號不正確,停止燃料噴射。 加速時進行補加噴射,高速全負荷時進行同時噴射(減速響應性比同時噴射優良) 。獨立噴射概要傳感器信號基本 噴油 時間各種校正起動加濃預熱加濃空燃 比反饋 校正加速加濃燃油切斷功率加濃曲軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器水溫傳感器節氣門位置傳感器氧傳感器VG/PIMNEGTHWIDLVTAOX1A, OX1B空氣流量計/歧管壓力傳感器
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控制 汽車 新技術 第五
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