汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的結(jié)構與維修(第三課時)

1、（第三課時）第三課時）中央電大汽車運用與維修專業(yè)中央電大汽車運用與維修專業(yè)清華大學汽車工程系清華大學汽車工程系 莊人雋莊人雋 主講主講課程內(nèi)容第四章第四章 電磁噴油器及其它供油部件電磁噴油器及其它供油部件 n噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇n電動輸油泵、油壓調(diào)節(jié)器和燃油軌電動輸油泵、油壓調(diào)節(jié)器和燃油軌 n供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)第五章第五章 控制系統(tǒng)的主要器件控制系統(tǒng)的主要器件 n氧傳感器氧傳感器氧化鋯型、氧化鈦型、寬域空燃比傳氧化鋯型、氧化鈦型、寬域空燃比傳感器感器 n運行狀態(tài)傳感器運行狀態(tài)傳感器轉(zhuǎn)速、負荷、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速、負荷、節(jié)氣門開度、 冷冷卻液和進氣溫度

2、傳感器卻液和進氣溫度傳感器 n執(zhí)行器執(zhí)行器 空燃比、點火時間、怠速轉(zhuǎn)速、（恒定空燃比、點火時間、怠速轉(zhuǎn)速、（恒定車速）車速）n電子控制器電子控制器 n典型發(fā)動機管理系統(tǒng)原理示意圖讀圖典型發(fā)動機管理系統(tǒng)原理示意圖讀圖 課程內(nèi)容第六章第六章 控制的實現(xiàn)控制的實現(xiàn)開環(huán)、閉環(huán)控制及控制策略開環(huán)、閉環(huán)控制及控制策略 n噴油量的開環(huán)控制噴油量的開環(huán)控制 q噴油脈寬的計算噴油脈寬的計算 q穩(wěn)定工況的實際噴油脈寬穩(wěn)定工況的實際噴油脈寬 q加速、減速和起動、暖車過程中的噴油量控制加速、減速和起動、暖車過程中的噴油量控制 q保護性斷油及其它保護性斷油及其它 n噴油量的閉環(huán)控制噴油量的閉環(huán)控制 閉環(huán)控制過程及其匹配

3、問題閉環(huán)控制過程及其匹配問題 n怠速進氣量的控制怠速進氣量的控制 怠速進氣量的閉環(huán)控制和開環(huán)控制怠速進氣量的閉環(huán)控制和開環(huán)控制nECUECU的控制策略的控制策略 噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇（學習看零件圖）（學習看零件圖）噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇n一般噴油器有1216歐姆電阻和24歐姆電阻兩種，高電阻的用電壓驅(qū)動；低電阻的用電流驅(qū)動；低電阻的加附加電阻5后可用電壓驅(qū)動噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇n噴油器的噴油脈寬只能選擇直線噴油器的噴油脈寬只能選擇直線段（如噴油脈寬段（如

4、噴油脈寬2-8ms2-8ms），否則），否則無法精確控制無法精確控制n多缸發(fā)動機各缸使用的噴油器制多缸發(fā)動機各缸使用的噴油器制造中難以保證完全一樣，需要每造中難以保證完全一樣，需要每個檢測后分組，每臺車份的噴油個檢測后分組，每臺車份的噴油器的流量差應該在器的流量差應該在2%2%以內(nèi)，才能以內(nèi)，才能保證各缸工作的均勻性保證各缸工作的均勻性n維修用的噴油器應該按臺份購買，維修用的噴油器應該按臺份購買，更換。不允許只換其中的一兩個更換。不允許只換其中的一兩個噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇噴油器的典型結(jié)構、驅(qū)動、特性及選擇噴嘴結(jié)膠問題噴嘴結(jié)膠問題n結(jié)膠的部位結(jié)膠的部位n產(chǎn)生產(chǎn)生膠質(zhì)膠質(zhì)的條件的條件

5、q有油有油q有空氣有空氣q有有120 120 以上的溫度以上的溫度n應該是采取措施有效防止應該是采取措施有效防止q避免高速行車后立即停車避免高速行車后立即停車q保證噴油器的密封性保證噴油器的密封性q汽油里加入合適的必要的清汽油里加入合適的必要的清凈劑凈劑n清洗的辦法清洗的辦法一旦堵上了一旦堵上了實際是洗不干凈的實際是洗不干凈的供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)供油系統(tǒng)油軌布置的目標是油壓穩(wěn)定和防止氣阻油軌布置的目標是油壓穩(wěn)定和防止氣阻供油系統(tǒng)（小結(jié)）（小結(jié)）n供油系統(tǒng)的構成要有利于被精確控制供油系統(tǒng)的構成要有利于被精確控制q油壓一定，控制噴嘴開啟的時間，稱為噴油脈寬控制油壓一定，控制噴嘴開啟的時

6、間，稱為噴油脈寬控制q控制變化油壓，噴嘴開度一定控制變化油壓，噴嘴開度一定q噴油油壓和噴嘴開啟時間均可調(diào)可控噴油油壓和噴嘴開啟時間均可調(diào)可控復雜但精細復雜但精細q保持噴嘴的清潔保持噴嘴的清潔不要結(jié)膠不要結(jié)膠n供油系統(tǒng)必須對尚不能進行電子控制的問題妥善解決：供油系統(tǒng)必須對尚不能進行電子控制的問題妥善解決：q如油壓調(diào)節(jié)如油壓調(diào)節(jié)在油軌上還是油箱內(nèi)？在油軌上還是油箱內(nèi)？q某些類型的油泵供油造成油路中油壓波動要加脈動阻某些類型的油泵供油造成油路中油壓波動要加脈動阻尼器尼器q防止氣阻的辦法防止氣阻的辦法防止空氣進入和防止汽油蒸汽產(chǎn)防止空氣進入和防止汽油蒸汽產(chǎn)生生傳感器、執(zhí)行器和控制系統(tǒng)傳感器、執(zhí)行器和控

7、制系統(tǒng)執(zhí)行器執(zhí)行器n首先確定控制目標首先確定控制目標混合器濃度、點火提前角、怠速轉(zhuǎn)速混合器濃度、點火提前角、怠速轉(zhuǎn)速n實現(xiàn)控制目標的實施者統(tǒng)稱為執(zhí)行器實現(xiàn)控制目標的實施者統(tǒng)稱為執(zhí)行器噴油器、點火提前噴油器、點火提前角控制系統(tǒng)、怠速執(zhí)行器角控制系統(tǒng)、怠速執(zhí)行器傳感器傳感器n采集和傳輸信息的器件采集和傳輸信息的器件轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角、負荷（空氣流量、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角、負荷（空氣流量、絕對壓力）、溫度、油門位置絕對壓力）、溫度、油門位置n混合氣濃度傳感器混合氣濃度傳感器氧傳感器、寬域氧傳感器氧傳感器、寬域氧傳感器控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)n系統(tǒng)的核心是帶有模擬信號和數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)的核心是帶有模擬信號和數(shù)字信號轉(zhuǎn)換的微型

8、電腦微型電腦n接受必要的信息，快速進行運算和分析，根據(jù)獲得的結(jié)果，接受必要的信息，快速進行運算和分析，根據(jù)獲得的結(jié)果，對執(zhí)行器發(fā)出動作指令對執(zhí)行器發(fā)出動作指令傳感器、執(zhí)行器和控制系統(tǒng)傳感器、執(zhí)行器和控制系統(tǒng)氧化鋯型氧傳感器氧化鋯型氧傳感器傳感器、執(zhí)行器和控制系統(tǒng)傳感器、執(zhí)行器和控制系統(tǒng)寬域氧傳感器（寬域空燃比傳感器）寬域氧傳感器（寬域空燃比傳感器）電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)看線路圖回答的問題看線路圖回答的問題n此系統(tǒng)目前應用于幾缸發(fā)動機？此系統(tǒng)目前應用于幾缸發(fā)動機？n此發(fā)動機各缸的工作順序是怎樣的？此發(fā)動機各缸的工作順序是怎樣的？n汽油的噴射方式是單點噴射還是多點噴射？是順序噴射還是汽油的噴射方

9、式是單點噴射還是多點噴射？是順序噴射還是分組噴射？分組噴射？n點火的方式點火的方式: : 有幾個高壓線圈？應該哪幾缸同時點火？有幾個高壓線圈？應該哪幾缸同時點火？n同時點火的汽缸序號和同時噴射的汽缸序號應不應該一樣？同時點火的汽缸序號和同時噴射的汽缸序號應不應該一樣？n傳感器和執(zhí)行器各有那些？傳感器和執(zhí)行器各有那些？n怠速空氣控制閥是那種類型的怠速執(zhí)行器？怠速空氣控制閥是那種類型的怠速執(zhí)行器？n有多少保險？有多少保險？n有多少地線，是哪些元器件需要單獨的地線，哪些地線是可有多少地線，是哪些元器件需要單獨的地線，哪些地線是可以并接的？以并接的？n有多少繼電器，各控制何器件？應該如何控制？有多少繼

10、電器，各控制何器件？應該如何控制？n檢測插座如何使用？檢測插座如何使用？控制的實現(xiàn)控制的實現(xiàn)控制策略控制策略 所謂控制策略，從廣義上來說，所謂控制策略，從廣義上來說，就是怎樣去控制發(fā)動機的噴油量、怠就是怎樣去控制發(fā)動機的噴油量、怠速進氣量速進氣量以使發(fā)動機性能相對最以使發(fā)動機性能相對最優(yōu)的原則和方法，在這個意義上開環(huán)、優(yōu)的原則和方法，在這個意義上開環(huán)、閉環(huán)的選擇都屬于控制策略的范疇。閉環(huán)的選擇都屬于控制策略的范疇。而從窄義上來說，控制策略就是儲存而從窄義上來說，控制策略就是儲存在在ECUECU的的ROMROM中的一整套運行程序，即中的一整套運行程序，即控制軟件?？刂栖浖?。n在開環(huán)控制時確定噴油

11、脈寬的目標仍然是獲得有明確在開環(huán)控制時確定噴油脈寬的目標仍然是獲得有明確目的的精確的空燃比。這時想要的空燃比并不是理論目的的精確的空燃比。這時想要的空燃比并不是理論空燃比，而是能夠保證發(fā)動機當時須要的運行狀態(tài)的空燃比，而是能夠保證發(fā)動機當時須要的運行狀態(tài)的空燃比，再在此基礎上提供合適的點火提前角。由此空燃比，再在此基礎上提供合適的點火提前角。由此完成其完整的過程控制。完成其完整的過程控制。n在節(jié)氣門接近全開的大負荷工況區(qū)和各種過渡工況在節(jié)氣門接近全開的大負荷工況區(qū)和各種過渡工況（啟動、怠速、加速、減速、上下坡等）中對噴油量（啟動、怠速、加速、減速、上下坡等）中對噴油量的開環(huán)控制，在穩(wěn)定的熱機怠

12、速和部分負荷工況區(qū)對的開環(huán)控制，在穩(wěn)定的熱機怠速和部分負荷工況區(qū)對噴油量的空燃比閉環(huán)控制，穩(wěn)定怠速工況下以怠速轉(zhuǎn)噴油量的空燃比閉環(huán)控制，穩(wěn)定怠速工況下以怠速轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制來控制進氣量，以及各種過渡工況中對進速閉環(huán)控制來控制進氣量，以及各種過渡工況中對進氣量的開環(huán)控制氣量的開環(huán)控制控制策略中的開、閉環(huán)控制控制策略中的開、閉環(huán)控制控制的實現(xiàn)控制的實現(xiàn)控制策略中的閉環(huán)控制控制策略中的閉環(huán)控制 閉環(huán)控制閉環(huán)控制 為保證尾氣排放最大限度地得到控制，又能為保證尾氣排放最大限度地得到控制，又能發(fā)揮汽車發(fā)動機的性能潛力，一般為發(fā)動機的運行發(fā)揮汽車發(fā)動機的性能潛力，一般為發(fā)動機的運行設計了至少三種有控制目標值的閉

13、環(huán)控制模式。設計了至少三種有控制目標值的閉環(huán)控制模式。q一為一為以爆震為邊界的點火提前角閉環(huán)控制以爆震為邊界的點火提前角閉環(huán)控制；q二為以固定的幾個二為以固定的幾個轉(zhuǎn)速為目標的怠速閉環(huán)控制轉(zhuǎn)速為目標的怠速閉環(huán)控制；q三為以某一個三為以某一個空燃比值為目標的混合氣濃度閉環(huán)空燃比值為目標的混合氣濃度閉環(huán)控制控制。在整車運行中則有以車速為目標的在整車運行中則有以車速為目標的恒速（巡航）控恒速（巡航）控制制和和剎車防抱死（剎車防抱死（ABSABS）控制）控制等。等。閉環(huán)控制閉環(huán)控制以以某一個某一個空燃比值為目標的空燃比值為目標的混合氣濃度閉環(huán)控制混合氣濃度閉環(huán)控制控制的實現(xiàn)控制的實現(xiàn)控制策略中的開環(huán)控

14、制控制策略中的開環(huán)控制開環(huán)控制開環(huán)控制n開環(huán)控制開環(huán)控制在每一個工況必須事先設定好應該給出的各項執(zhí)行器的在每一個工況必須事先設定好應該給出的各項執(zhí)行器的動作指令。然而噴油質(zhì)量的確定取決于進入汽缸的新鮮空氣質(zhì)量動作指令。然而噴油質(zhì)量的確定取決于進入汽缸的新鮮空氣質(zhì)量的測定，時至今日，發(fā)動機工況在不斷變化時的空氣量的測定還的測定，時至今日，發(fā)動機工況在不斷變化時的空氣量的測定還是一個相當困難的事情，這些須要開環(huán)控制的工況區(qū)又往往是有是一個相當困難的事情，這些須要開環(huán)控制的工況區(qū)又往往是有害排放物的高發(fā)生區(qū)，需要認真對待。因此，害排放物的高發(fā)生區(qū)，需要認真對待。因此，開環(huán)控制區(qū)的過程開環(huán)控制區(qū)的過程

15、控制水平是一套發(fā)動機管理系統(tǒng)的真實水平的體現(xiàn)控制水平是一套發(fā)動機管理系統(tǒng)的真實水平的體現(xiàn)。n對于順序噴射系統(tǒng)，各噴油器的噴油順序和相對于進氣行程上止對于順序噴射系統(tǒng)，各噴油器的噴油順序和相對于進氣行程上止點的噴油提前角也是需要控制的，不過此項控制的實現(xiàn)要比控制點的噴油提前角也是需要控制的，不過此項控制的實現(xiàn)要比控制噴油量和怠速進氣量簡單得多。只要傳來某一特定的曲軸轉(zhuǎn)角位噴油量和怠速進氣量簡單得多。只要傳來某一特定的曲軸轉(zhuǎn)角位置（壓縮上止點或該點前某一確定的轉(zhuǎn)角）的信號，置（壓縮上止點或該點前某一確定的轉(zhuǎn)角）的信號，ECUECU中的單片中的單片機就能根據(jù)當前的噴油脈寬和轉(zhuǎn)速用內(nèi)存軟件算出應在何時

16、對哪機就能根據(jù)當前的噴油脈寬和轉(zhuǎn)速用內(nèi)存軟件算出應在何時對哪個缸的噴油器驅(qū)動電路發(fā)出觸發(fā)脈沖并付諸實現(xiàn)。因此，本節(jié)對個缸的噴油器驅(qū)動電路發(fā)出觸發(fā)脈沖并付諸實現(xiàn)。因此，本節(jié)對此項控制就不再多說了。此項控制就不再多說了。n在做到精確控制噴油量，從而精確控制空燃比以保證三效催化轉(zhuǎn)在做到精確控制噴油量，從而精確控制空燃比以保證三效催化轉(zhuǎn)化器的最高效率工作后，把點火提前角調(diào)整匹配到最佳狀態(tài)。這化器的最高效率工作后，把點火提前角調(diào)整匹配到最佳狀態(tài)。這就是控制目標。就是控制目標?？刂频膶崿F(xiàn)控制的實現(xiàn)控制策略中的開環(huán)控制控制策略中的開環(huán)控制噴油量的開環(huán)控制噴油量的開環(huán)控制n穩(wěn)定工況的實際噴油脈寬穩(wěn)定工況的實際

17、噴油脈寬n加速和減速過程中的噴油量控制加速和減速過程中的噴油量控制加速加濃；加速加濃；減速減稀減速減稀n起動、暖機過程中的噴油量控制起動、暖機過程中的噴油量控制保證保證缸內(nèi)缸內(nèi)混合氣的濃度是最佳濃度混合氣的濃度是最佳濃度n保護性斷油及其它保護性斷油及其它q超速保護超速保護q急減速斷油控制急減速斷油控制q不起動斷油不起動斷油閉環(huán)控制的幾個匹配問題閉環(huán)控制的幾個匹配問題 實行閉環(huán)控制的目的是為了能使三效催化實行閉環(huán)控制的目的是為了能使三效催化轉(zhuǎn)化器高效率地工作，因此，進行閉環(huán)控制的轉(zhuǎn)化器高效率地工作，因此，進行閉環(huán)控制的匹配必須了解三效催化轉(zhuǎn)化器的特性與要求。匹配必須了解三效催化轉(zhuǎn)化器的特性與要求

18、。n空燃比波動頻率及幅值對轉(zhuǎn)化效率的影響空燃比波動頻率及幅值對轉(zhuǎn)化效率的影響及匹配要求及匹配要求n氧傳感器與三效催化轉(zhuǎn)化器的最佳匹配關氧傳感器與三效催化轉(zhuǎn)化器的最佳匹配關系系n氧傳感器中值電壓的修正氧傳感器中值電壓的修正空燃比波動頻率及幅值對轉(zhuǎn)化效率的影響空燃比波動頻率及幅值對轉(zhuǎn)化效率的影響n表示三效催化轉(zhuǎn)化劑的表示三效催化轉(zhuǎn)化劑的轉(zhuǎn)化效率的空燃比特性轉(zhuǎn)化效率的空燃比特性在空燃比以一定頻率和在空燃比以一定頻率和幅值波動的狀態(tài)下其窗幅值波動的狀態(tài)下其窗口的寬度顯然大于靜態(tài)口的寬度顯然大于靜態(tài)n頻率和幅值不同的空燃頻率和幅值不同的空燃比波動狀態(tài)所引起的高比波動狀態(tài)所引起的高效轉(zhuǎn)化窗口變寬的效果效轉(zhuǎn)

19、化窗口變寬的效果和窗口中心的位置也不和窗口中心的位置也不一樣一樣 氧傳感器與三效催化轉(zhuǎn)化器的最佳匹配關系氧傳感器與三效催化轉(zhuǎn)化器的最佳匹配關系 利用了氧傳利用了氧傳感器特性中電壓感器特性中電壓輸出的斜率，不輸出的斜率，不同的中值電壓對同的中值電壓對應于不同的空燃應于不同的空燃比值比值中值電壓修正的效果中值電壓修正的效果窄義的控制策略窄義的控制策略(1)n從窄義上來說，控制策略就是儲存在從窄義上來說，控制策略就是儲存在ECUECU的的ROMROM中的中的一整套運行程序，即控制軟件。通?？刂栖浖ㄒ徽走\行程序，即控制軟件。通?？刂栖浖ㄒ韵赂鞑糠郑阂韵赂鞑糠郑簄1 1、接收輸入信號并處理信號；、接收輸入信號并處理信號；n2 2、根據(jù)輸入信號決定當前發(fā)動機的運行模式：如、根據(jù)輸入信號決定當前發(fā)動機的運行模式：如冷起動（拖轉(zhuǎn)、著車）模式，暖機模式，怠速閉環(huán)冷起動（拖轉(zhuǎn)、著車）模式，暖機模式，怠速閉環(huán)模式，空燃比閉環(huán)控制模式，開環(huán)控制模式，瞬態(tài)模式，空燃比閉環(huán)控制模式，開環(huán)控制模式，瞬態(tài)工況（加、減速）模式，等等；工況（加、減速）模式，等等；n3 3、進行當前運行模式的控制：包括調(diào)出相應的內(nèi)、進行當前運行模式的控制：包括調(diào)出相應的內(nèi)存數(shù)表確定需控制參數(shù)的基本量，據(jù)其它輸入信號存數(shù)表確定需控制參