电控发动机原理与检修.ppt

1、电控发动机原理与检修电控发动机原理与检修汽汽2008级级绪绪 论论 一、汽车电子技术的发展过程一、汽车电子技术的发展过程 二、国外汽车电子控制技术应用的慨二、国外汽车电子控制技术应用的慨况况 （一）动力传动系统的控制（一）动力传动系统的控制 用于实现低油耗、低污染，减少动力传动系统的冲击，减轻驾驶员的疲劳，以及提高汽车的动力性、经济性和舒适性。发动机的控制（汽油发动机的控制）传动系统的控制（主要指自动变速器的控制）1 1、发动机部分、发动机部分 主要包括以下部分：（1）最佳空燃比控制）最佳空燃比控制 是电控燃油喷射发动机的一项主要内容。它能有效控制空燃比达到最佳值，从而实现提高功率、降低油耗、

2、减少排气污染等功能。（2）最佳点火提前角控制）最佳点火提前角控制 能使发动机在不同转速、负荷等因素下，实现最佳点火提前角，使发动机能发出最大的功率或转矩，而油耗和排放降低到最低限度。开环控制闭环控制（理论空燃比1471附近，以实现排气中 CO、HC、NOX能被同时高效净化的目的。）还能较好地对闭合角及恒流进行控制，以保证发动机在各种转速下，都能产生足够的次级电压、防止点火线圈过热和改善点火性能。（3）怠速控制）怠速控制使发动机怠速总是处于最佳转速下运行。能根据发动机冷却水温度和其他有关参数，通过怠速控制阀控制节气门旁通的空气流量，使发动机的怠速处于最佳状态。开环控制闭环控制（利用爆震传感器进行

3、反馈控制，可防止爆震的 产生，此时排气净化稍差些。）（4）排气再循环控制）排气再循环控制根据发动机的工况，适时、适量的将调节排气再循环的流量，以减少排气中的有害气体NOX。它是一种排气净化的有效手段。（5 5）二次空气控制）二次空气控制 根据发动机的工况和工作温度，适时的将一定量的新鲜空气引入排气管中，以燃烧剩余燃料（HC）；或者引入三元催化转换器中，以提高三元催化器的转化效率。它可以达到进一步降低发动机排气中有害物质（HC和CO）的目的。（6 6）汽油蒸发回收控制）汽油蒸发回收控制阻止燃油箱的汽油蒸气（含有HC）泄漏到大气中，以免污染环境；同时将汽油蒸气收集到活性碳罐中，然后适时将汽油蒸气送

4、入气缸燃烧。（7 7）可变进气控制）可变进气控制利用发动机工作的进气管道的进气动态效应，用来提高充气效率，以达到在发动机转速范围内增大发动机的扭矩和功率。(8)(8)涡轮增压控制涡轮增压控制提高进气密度，增加充气量，使发动机在各种转速下都能达到最佳充气效果，以增大发动机的功率和扭矩。发动机部分控制的内容还有：电动燃油泵，发电机输出，冷却风扇，发动机排量，节气门正时及系统自我诊断等功能。2 2、自动变速器、自动变速器精确的控制传动比，达到最佳的汽车行驶扭矩；减轻变速器换档冲击。具有提高传动效率，降低油耗，改善换档舒适性，提高汽车行驶的平顺性以及延长变速器使用寿命等优点。（二）底盘方面的控制二）底

5、盘方面的控制主要用于提高驾驶的轻便性、行驶的稳定性、安全性和司乘人员的舒适性。控制内容包括汽车行驶中三个基本特征：行驶、转向和停车。1 1、悬架系统、悬架系统根据路面状况、车辆载荷和驾驶性能，自动改变车身高低，调整悬挂的阻力特性和弹簧刚度，以改善汽车行驶的稳定性、操纵性和司乘人员的舒适性。2 2、动力转向控制、动力转向控制达到令人满意的汽车驾驶性能。（停车或低速行驶时的转向轻便和灵活；高速行驶时的操纵稳定性。）3 3、四轮转向控制、四轮转向控制 驾驶员转动方向盘时，对汽车的前后四个车轮进行转向控制。可以改善汽车低速行驶时的转向轻便性、灵活性；又可提高汽车高速行驶时的稳定性和控制性。4 4、巡航

6、控制、巡航控制也叫恒速控制、定速控制或车速控制。根据行驶阻力的变化情况，自动增减节气门开度，使汽车按照目标车速行驶。5 5、制动防抱死控制、制动防抱死控制能在各种路面上，防止汽车制动时车轮抱死，从而提高制动效能，防止汽车侧滑。它是一种十分重要的主动安全装置，多作为标准装置采用。6 6、驱动防滑控制、驱动防滑控制利用轮速传感器检测到车轮打滑时，通过控制制动或通过油门降低转速等方法，使驱动轮不再打滑（改善车轮与路面间的附着系数）。7 7、轮胎压力的监测、轮胎压力的监测当监测到轮胎的压力或温度超过或低于正常值的一定范围时，便在仪表板上显示警告信息，同时告知驾驶员应控制适宜的行车速度，甚至建议停车。（

7、三）车身方面的控制三）车身方面的控制 车身方面的控制主要是为司乘人员提供更为安全、更为方便和更为舒适的环境，并能够提高整车的市场竞争力。1 1、安全气囊、安全气囊当汽车高速行驶发生碰撞时，在驾驶员与转向盘之间、乘员与仪表盘、挡风玻璃等之间形成一个缓冲软垫，避免驾驶员或乘员的头部与身体上部产生硬性撞击而受伤。2 2、安全带控制、安全带控制在汽车发生撞击情况下，可在瞬间收紧座位上的安全带，缩短驾驶员或乘员向前移动的距离，从而防止发生碰撞。3 3、防撞系统控制、防撞系统控制例：两车距离监测装置倒车距离显示装置红外线夜视装置4 4、灯光控制、灯光控制 灯光控制的型式较多，功能也有多有少。例：前照灯能在

8、一定范围内，随转向盘的转动而转动，并能 在回车时自动启闭和防眩。根据车外天气光线条件，自动地将前灯和尾灯接通和关 闭，以提高驾驶员的使用方便性和汽车的安全性。5 5、门锁控制、门锁控制 门锁控制有多种形式。例：自动门锁装置：在车速超过某一预设值时，会自动锁住车 门。遥控门锁系统：通过一个便携式发射器，发射出无线电波 或红外线波密码识别信号，由车内的接收器接收并解码，驱 动门锁锁住和开启。6 6、防盗系统控制、防盗系统控制 它的种类型式较多。例：电子控制防盗系统：能在驾驶员或车主锁上车门后，如果盗车者采用非法手段侵入车辆，进行车辆移动时，能立刻进行检测并报警，同时阻止发动机启动和车辆行驶。验明驾

9、驶者身份功能：在驾驶者正常操作过程中，当验明身份不相符合时，会控制阻止发动机启动，以防止非汽车拥有者或盗贼使用汽车。7 7、自动空调控制、自动空调控制 电子控制器通过检测车内温度、太阳辐射量、车外温度、发动机水温等信息，计算出吹入空气所需要的温度，选择所需要的空气量，然后控制空气混合入口、水阀、进出气口转换阀等，以使车内温度保持最佳，并将控制结果显示在仪表板上。8 8、自动座椅的控制、自动座椅的控制是人体工程技术与电子控制技术相结合的产物。事先将不同体型的人，经过座椅调整到感觉最舒适的位置存储到存储器中，每个人保持一个位置。这样当更换驾驶者时只要按一下相应的操纵开关，即可实现对座椅位置的自动调

10、整。9 9、音响、音像系统、音响、音像系统 有一些汽车上，装有高级音响或音像系统。如具有高级立体声、影碟机、录象机或电视机。放音系统可实现立体声补偿、自动选台和更换CD光盘等；电视机可实现数码选台。在汽车里也能实现人们在听觉和视觉方面的享受。高级音响系统，一般都具有防盗功能。（四）信息与通讯系统（四）信息与通讯系统 该系统可让司乘人员更多更快地获取有关汽车个方面的信息；同时通过与车外通讯实现社会联结，以获取各种信息资料。1 1、数字化仪表、数字化仪表 汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口和界面，它是驾驶员获取汽车有关信息的主要途径。过去的传统汽车仪表、仅靠指针和刻度盘的简单模拟显示方法

11、，已远远不能满足人们的需要，正逐渐被以微处理器为核心的电子控制数字化仪表所取代，汽车仪表的功能正在迅速扩展，它将成为集感觉、识别、情况分析、信息库和控制等各种功能于一体的综合信息系统。数字化仪表广泛采用发光二极管（LED）、真空荧光显示器（VFD）、液晶显示器（LCD）、阴极射线管（CRT）、平面发光和投影显示技术，同时还配有声光报警功能。显示的信息名目繁多。除常见到的发动机水温、机油压力、车速、发动机转速的内容外，还有瞬时耗油量、平均耗油量、平均车速、行驶里程、续驶里程、车外温度等，还可根据驾驶员和乘员的需要，随时调出如：电子行车地图、维修、后视镜等信息，还可以显示电视、广播、电话等信息。监

12、视与报警的信息主要有：发动机水温、油压、充电、燃油温度、尾灯、前照灯、排气温度、制动液量、手制动、车门未关严等等，当出现不正常时，或车载自诊断系统检测出故障时，都会出现灯光报警。另外，为了防止驾驶员未重视观察仪表，造成报警遗漏，有的还有语音报警。2 2、汽车定位导航系统、汽车定位导航系统 汽车定位导航系统分为卫星导航系统和地面无线电固定导航台系统。目前多通过全球定位系统（GPS）确定汽车行驶中的确定位置，在通过汽车上的电控单元、地图适配器，显示在显示屏的电子地图上。在电子地图上，除了精确显示汽车本身当时的位置和方向外，还可知道汽车已行驶的轨迹，可以随时指示汽车行至目的地的行驶方向、距离和显示最

13、佳行车路线。驾驶员可以通过计算机与专用无线电导航台保持联系，取得交通信息，以帮助驾驶员选择道路顺利抵达目的地。3 3、移动电话、移动电话移动电话有的叫蜂窝电话。它的特点：一是使用无线电波通讯。二是电话可以随汽车或使用者移动。最近有的为提高移动电话的服务功能，开发出适合驾驶员使用的免提电话。随着汽车信息与通讯等技术的发展，可以看出，一些高级轿车将从一种单纯的交通工具，逐渐演变成一种运动着的办公室和具有温馨舒适的家。第一章第一章 汽油发动机的有关知识汽油发动机的有关知识第一节第一节 汽油发动机对可燃混合气的要求汽油发动机对可燃混合气的要求 混合气的成分不同，对发动机动力性、经济性和排放污染有较大影

14、响。而混合气的成分通常用空燃比表示。一、空燃比对发动机动力性和经济性的影响一、空燃比对发动机动力性和经济性的影响1 1、空燃比、空燃比燃油燃烧时按下式进行化学反应：CaHb+xO2aCO2+H2O 空气与燃油的混合比，即空气质量与燃油质量比，称为空燃比，通常用 表示，其公式如下：=汽油完全燃烧并生成CO2和H2O时的空燃比称为理想空燃比，约为147左右。实际空气质量与理论空气质量的比值称为过量空气系数，可用下式表示：过量空气系数=若1，表示所共给的空气量大于理论空气量，这种混合气叫稀混合气。若1，表示空气量不足以燃料完全燃烧，这种混合气叫浓混合气。如图表示空燃比与温度、输出功率和油耗率的关系。

15、2、空燃比对发动机动力性和经济性的影响空燃比对发动机动力性和经济性的影响从图中可知：=13514时，燃烧火焰温度达到最高；=1213时，火焰燃烧速度达到最快，使发动机发出最大功率功率空燃比；16时，燃油完全燃烧，发动机的油耗率最低，经济空燃比。在功率空燃比与经济空燃比之间范围内的混合气成分是发动机常用的混合气，它可使发动机获得较好的使用性能。二、发动机对混合气的要求二、发动机对混合气的要求 从发动机工作的稳定性、动力性和经济性统一考虑，对不同工况，混合气的空燃比的要求是不同的。1、稳定工况要求的混合气 稳定工况发动机已经完全预热，运转过程中没有转速和负荷的突然变化。稳定工况大致可分为怠速、小负

16、荷、中负荷、大负荷和全负荷几种情况。怠速工况发动机对外无功率输出且以最低稳定转速运转的情况。需要很浓的混合气，图中A点。其原因是缸内有较多的废气。小负荷工况 随着节气门逐渐开启，进入气缸的空气量增多，废气量相对减少，燃烧条件逐渐变好，混合气的加浓程度逐渐减弱，如图中AB段。中负荷工况 节气门已经有足够大的开度，废气稀释的影响已经不大，因此要求供给发动机稀的混合气，以获得最佳的燃油经济性。图中的BC段，空燃比约为1617。大负荷和全负荷工况 在大负荷时，节气门开度已超过 ，这时要随着节气门开度的加大，逐渐加浓混合气以满足功率的要求。图中CD段。在节气门全开之前的所有部分负荷工况都应供给经济混合气

17、，以达到省油的目的。2 2、过渡工况要求的混合气、过渡工况要求的混合气过渡工况负荷或转速随时间不断变化的运行工况。主要过渡工况有冷启动、暖车、加速等工况。冷启动工况 冷车启动时，发动机要求供给很浓的混合气。空燃比为21。暖车工况 在发动机暖机过程中，也需要浓的混合气。随着发动机温度的升高，其加浓程度逐渐减小，一直到发动机能以正常的混合气在稳定工况运转为止。加、减速工况 在发动机加速时，要喷入进气管一些附加燃料以弥补加速时暂时减稀（加速加浓）。发动机减速时，供给的燃料应减少一部分（减速减浓）。第二节第二节 汽油发动机的排放与净化汽油发动机的排放与净化一、汽油发动机排放中的有害气体一、汽油发动机排

18、放中的有害气体 汽油是多种碳氢化合物。在发动机气缸内，汽油和空气混合并燃烧，大部分生成CO2和H2O，也有一部分由于不完全燃烧而生成CO和HC化合物。此外当燃烧温度很高时，空气中的氮与未燃的氧起反应，生成NOX。其中CO、HC和NOX气体对人类和环境都会造成很大危害。排气管排气是汽车排放有害气体的主要来源，对某一台确定的发动机而言，排气中所含有的各种有害气体比例与燃烧情况有关。汽油发动机排放污染物来源有三个：排气、蒸发几曲轴箱窜气。二、汽油车排放中有害气体生成机理二、汽油车排放中有害气体生成机理1 1、COCO的生成机理的生成机理 CO是烃燃料燃烧的中间产物。排气中CO主要是在局部缺氧或低温下

19、由于烃的不完全燃烧产生的。在实际汽油机中，不仅空气不足时燃烧生成物中有CO，就是在空气充足时，燃烧产物中也含有CO和H2。其原因是由于混合气的形成与分配不均造成的。另外在使用稀混合气时，在高温下，燃烧生成的CO2和H2O也可有一小部分发生如下的离解反应：2CO2=2CO+O2 2H2O=2H2+O2而离解反应生成的H2又会使CO2还原成CO，即：CO2+H2=CO+H2O 所以，在发动机排气中，总会有CO的存在。尽管如此，排气中CO的浓度，基本上取决于空燃比。2、HC的生成机理 HC产生的原因除燃料的不完全燃烧外，缸壁淬冷也是排气中HC的主要来源。淬冷层的厚度（一般为05mm)随空燃比、气缸内

20、的压力、气体的流动状况而变化。如果混合气过浓，HC的排放浓度增加；如果混合气过稀或缸内废气过多，致使排气中的HC浓度显著增加。在正常情况下发动机提供的是可燃烧的混合气，火焰传播不完全通常是进气管真空度很高的情况下使用发生的，例如怠速或减速时所引起的高度废气稀释所造成，或者是过渡工况，特别是暖车及减速时，进入气缸内的混合气很可能是过浓或过稀，以致不能燃烧完全，使HC排放量增加。3、NOX的生成机理 NOX是空气在燃烧室的高温条件下，由氧和氮的反应所形成的。在发动机工作中，无论是进行完全燃烧反应，还是不完全燃烧反应，其初期燃烧反应所产生的热必将使空气中的氧分子裂解为氧原子，并与空气中的氮分子发生反

21、应而生成NO和氮原子，而氮原子又与空气中的氧分子发生反应生成NO和氧原子，这部分氧原子又可与空气中的氮分子重新反应，产生NOX，其反应式为；O2=2O N2+O=NO+N N+O2=NO+O 在这些反应中，燃烧废气温度越高，燃烧后残留的氧气浓度越大，高温持续的时间越长，NO的生成量越多。三、影响排放中有害气体的生成因数三、影响排放中有害气体的生成因数 当低于理论空燃比147时，排出的CO浓度便急剧上升；反之空燃比从16附近起，则趋于稳定，并且数值很低。发动机CO的排放量基本决定于空燃比。空燃比在17以内时，随着空燃比的增大，HC便下降。但继续增大时，使HC排放浓度迅速增加。当混合气很浓时，由于

22、燃烧高峰温度和可利用的氧的浓度都很低，使NO的生成量也很低。用空燃比为15516的稍稀混合气时，排出的NO浓度最高。对于空燃比稀于16的混合气，虽然氧的浓度可以促进NO的生成，但这样的增加却被由于稀混合气中的燃烧温度和形成速度的降低所抵消。1、空燃比2、点火时刻 HC与点火时刻的关系 推迟点火时间HC的排放将减少。但这种下降是靠牺牲经济性换来的。点火时刻对CO排放浓度影响不大，但过分推迟点火，亦会使燃烧室内没有时间完全氧化，而引起排放量的增加。NO与点火时刻的关系 无论在任何转速和负荷下，加大点火提前角，均使NO的排放浓度增加。另外影响排放中有害气体的生成因素还有：发动机的转速、空气湿度、燃烧

23、室的形状、压缩比等。四、排气净化的措施四、排气净化的措施（一）发动机本身改进 从有害气体的生成机理出发，对发动机的燃烧方式本身进行改进。被认为是治理汽车发动机排期公害的根本方法。例如采用汽油直接喷射实现分层燃烧的方法，不但可以减少排气污染，而且又能提高燃料经济性，因此是汽油机中一种最有前途的净化方法。鉴于混合气形成与燃烧的控制与进行情况，对排放中有害气体的生成有着直接的联系，因此对那些混合气形成与燃烧影响大的因素实行最佳的调节和控制，亦是一种机内净化的有效方法。其中包括空燃比、点火时刻、进气温度随工况变化进行最佳调节与控制等。此外，通过改变燃烧室的形状，减少燃烧室的面容比，提高燃烧室的壁面温度

24、，减小点火提前角，增大点火能量等，都能减少有害气体的排放。从有害气体的生成机理的研究中发现，降低NOX和降低HC、CO所采取的措施往往是相互矛盾，因而要求针对不同机型的主要矛盾，提出适当的治理措施。一般来讲，在汽油机上采取的措施，要兼顾各种有害成分的全面净化和发动机的性能。（二）排气净化装置二）排气净化装置 1、二次空气供给装置 这种装置是为了解决从燃烧室排到排气管中未然烧的HC和NO的。叶片式空气泵由曲轴皮带驱动，空气经分流阀、转向阀等送到各缸的排气门附近，利用燃烧后的高温，使废气中残留的HC和CO与空气相混合后再燃烧，达到排气净化的目的。2、热反应器 热反应器也是一种用来降低HC和CO排放

25、量的后处理装置。它安装在发动机排气道的出口处，通常与二次空气供给装置一起使用。二次空气与废气相混合初步氧化燃烧，进入内筒，又进入热反应器的心部，使其利用本身的余热而保持反应所需要的高温。而足够大的反应器容积和气流的曲折途径，使其有足够的停留时间进行反应，使排气中HC和CO在反应器中再进行氧化和燃烧，从而进一步降低这两种成分的排放量。3、氧化催化反应器 这种反应器采用沉积在面容比很大的载体表面上的催化剂作为媒介质，发动机排出的气体在其通过，使消除未燃HC和CO的再氧化反应能在较低的温度下更快进行，使排气中HC、CO与排气中的余氧结合，生成无害的H2O、CO2，从而达到净化目的。通常用贵金属铂、钯

26、或其氧化物作为催化剂，常用的催化剂载体材料是氧化铝。4、三元催化反应器 上述的氧化催化反应器对NOX的净化毫无结果，NOX必须使用还原反应，将NOX中的氧转入HC、CO中，生成N2、CO2和H2O。三元催化反应器不仅能使CO、HC的氧化反应，也能促使NOX的还原反应，从而使CO、HC和NOX三种有害成分都得到净化。三元催化反应器的净化效率与空燃比的关系：三元催化剂是在理论空燃比为中心的某一狭小范围内同时具有氧化、还原反应，使CO、HC和NOX净化率都高。因此使用三元催化反应器时必须装氧传感器和空燃比反馈系统。铂能促使CO、HC的氧化，铑能加速NOX的还原。催化剂表面活性作用是利用排气本身的热能

27、激发的，使用温度的范围，以活化开始温度为下限，以过热引起催化器故障的极限温度为上限。开始转化温度需要超过250C，理想运行条件的使用温度约为400C800C，使用温度的上限为1000C。为防止催化剂过热，必须保证点火可靠工作（温度报警装）。发动机在低速全负荷下运转时，排气温度可达700C800C。在上坡或怠速工况时，反应器温度因HC和CO浓度增大而上升，尤其是在上坡后又怠速、火花塞缺火，未燃的混合气进入反应器等情况，使催化床温度上升，最高可达1400C。另外它的损坏原因经常也由排气中铅化物、碳烟、焦油等引起（汽油机应使用无铅汽油）。三元催化反应器的外观如图：壳体用耐高温、耐腐蚀的材料制成，内部

28、装有催化床，装在排气管靠近发动机的位置。它也起消声器的作用。5、排气再循环（EGR）系统 排气再循环系统是目前用于降低NOX排放的一种有效措施。它是将一部分排气引入进气管与新混合气混合后进入气缸燃烧，从而实现再循环。并对送入进气系统的排气进行最佳的控制。EGR系统净化NOX的基本原理是：排气中的主要成分是CO2、H2O、和N2等，这三种气体的热容量较高。当新混合气和部分排气混合后，热容量也随之增大。在进行相同发热量的燃烧时，与不混入时相比，可使燃烧温度下降，这样就抑制NOX生成。EGR的控制指标大多采用EGR率来表示，其定义如下：由于采用EGR系统，而使混合气的着火性能和发动机输出功率下降，因

29、此应选择NOX排放量多的发动机运转范围，进行适量的EGR控制。真空控制EGR系统如图：TVV为温度真空控制阀，当发动机水温较低时，它关闭通往EGR阀的真空通道，使EGR阀无真空作用，停止排气再循环。EGR控制阀的真空通道的开口在节气门的上方，怠速及低速（车速在40km/h以下）时，在节气门上方无真空，EGR阀关闭，排气也不能进行再循环。当水温超过设定温度后，TVV阀打开。如果节气门开度增大，EGR的真空开口处产生真空；当真空力大于弹簧弹力时，EGR控制阀打开，一部分排气流到进气管，排气进行再循环。而当节气门在全开附近时，进气管的真空变小，EGR阀在弹簧作用下关闭，就使排气再循环停止。当排气再循

30、环时，EGR率在一定范围内与进气量成比例。6、曲轴箱强制通风装置 从气缸窜入曲轴箱的气体和箱内润滑油蒸气，含有高浓度的未燃烃、润滑油蒸气、不完全燃烧产物以及不同量的废气成分。曲轴箱强制通风装置简称PCV。PCV有开式和闭式两种 开式的PCV系统 结构简单、改装方便、不必维修保养，但自通气孔进入曲轴箱的空气未经滤清，而且当曲轴箱内排放大量增加时，有从通气孔倒流到大气中去的可能。闭式的PCV系统解决了开式的PCV系统 存在的不足，目前在汽车上广泛使用。PCV阀的功用：根据发动机不同的工况，利用进气管真空度的改变，自动控制曲轴箱窜气的再循环，是一种计量阀。PCV阀的作用原理7、燃料蒸发净化装置 防止

31、油箱内的燃油蒸汽对大气的污染。主要组成：油箱盖、油气分离器、碳罐。加油盖 是密封式的加油盖，装有压力、真空释放阀。当油箱内的压力增大到一定数值时，释放阀就会打开，避免油箱爆炸；如果油箱内真空增大时，释放阀也会开启，防止油箱变形。油气分离器 它的主要功能防止液态燃油进入活性炭罐。结构形式：设置在油箱内的简单油气管。设置在邮箱外的数条油气管。泡沫分离器碳罐功能：储存燃油蒸发的油气。碳罐是一个抗油性的尼龙或塑料容器，里面装满活性碳颗粒。燃油蒸发净化控制系统的工作原理：油箱内燃油蒸发产生的油气导入活性炭罐中，有碳罐中的碳粒利用物理原理将HC吸附。当发动机运转时，由节气门处的负压源的作用使油气清除阀打开

32、，利用空气高速流动产生的吸力，将HC从碳粒脱离，并与空气一起被吸入气缸内燃烧。第三节第三节 发动机对点火系的要求及其发展过程发动机对点火系的要求及其发展过程一、发动机对点火系的要求 点火系统应在发动机各种工况和使用条件下，保证可靠而准确的点火。为此应满足以下三个基本要求。（一）能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压 火花塞电极间产生火花时的电压，称为击穿电压。发动机在满负荷低速时需要的击穿电压为810kv。启动时需要的击穿电压最高电压可达17kv。为了保证可靠地点火，点火系必须具有一定的次级电压储备，现代大多数点火系已能提供28kv以上的击穿电压。影响击穿电压的因素很多，其中包括：火花塞电极间隙和

33、形状；气缸内混合气的压力和温度；电极的形状、温度和极性；以及发动机的工作情况等。（二）火花应具有足够的能量 点燃混合气所必须的最低能量，与混合气的成分、浓度、火花塞电极的间隙及电极形状等有关。发动机正常工作时，由于混合气压缩终了的温度已接近其自然温度，所需的火花能量很小（15mj）。在发动机启动、怠速及节气门急剧打开时，则需较高的火花能量。为保证可靠点火，一般应保证5080mj的点火能量。目前采用的高能点火装置，一般点火能量都要求超过80100mj。（三）点火时刻必须适应发动机工作情况 首先，点火系统应按发动机气缸的工作顺序进行点火；其次，必须在最佳的时刻进行点火。实践证明：如果点火时刻适当，

34、燃烧最高压力出现在上止点后10左右时，发动机产生功率最大。影响最佳点火提前角的主要因素有：1、发动机转速 发动机转速越高，点火提前角越大。2、负荷 在同一转速下，随着发动机负荷的增大，最佳点火提前角将逐渐减小。3、汽油辛烷值 使用低牌号汽油时，点火提前角应减小以防爆燃，而使用高牌号汽油时，点火提前角应增大。4、空燃比 空燃比A/F=117左右时，燃烧速度最快，所需点火提前角最小。当混合气过稀或过浓时，由于燃烧速度变慢，必须增大点火提前角。5、进气压力 进气压力减小，由于混合气雾化和扰流变坏，使燃烧速度变慢，因此点火提前角应增大。如在高原地区，由于大气压力低，空气稀薄，应适当增大点火提前角。6、

35、冷却水温 水温低时，为尽快暖机，应适当增大点火提前角；而当水温高时，为了减少NOX、HC的排放量应适当减小点火提前角。二、点火系的发展 发动机点火系自1910年首次装用汽车以来，主要经过传统触点式点火系半导体辅助点火系普通电子点火系微机控制点火系。（一）传统触点式点火系主要组成：点火线圈、分电器、火花塞工作原理：存在的缺点：次级电压的最大值随发动机转速升高和气缸数的增加而下降。由于触点打开时易产生火花，使触点容易烧蚀。由于初级电流大小受触点允许电流强度的限制（一般不超过 5A），因此火花能量的提高受到限制。由于传统点火系次级电压上升慢，因此对火花塞积碳和污染很 敏感。（二）半导体辅助点火系组成

36、：白金触点、点火器、专用点火线圈、火花塞主要优点：由于触点通过电流较小，延长 了触点的使用寿命。采用该点火系后，次级电压提高，火花能量增大，改善了点火 性能。主要缺点仍然是触点烧失的问题。（三）普通电子点火系组成：分电器、信号发生器、点火 器、点火线圈、火花塞工作情况：利用大功率晶体管代替原来的白金触点，起开关作用。点火器根据信号发生器输送来的信号控制大功率晶体管导通和截止，以诱发点火线圈产生次级电压。点火器的类型较多，其内部功能也有差异。较为先进的点火器除具有放大和处理来自信号发生器的信号、开关基本功能外，还有一些附加功能。如具有闭合角控制、恒流控制、停车断电保护、过压保护等功能。1、闭合角

37、控制闭合角：指断电器触点闭合期间，也即初级电流接通期间分电器转过的角度。在电子点火系中，指末级大功率晶体管导通期间分电器转过的角度。在传统点火系中，发动机在低转速时，触点闭合时间较长，点火线圈易过热；而在高转速时，触点闭合时间较短，使初级线圈电流较小，次级电压降低。电子点火系能实现闭合角随发动机转速增加而增加。2、恒流控制优点：采用信号发生器，消除了由触点引起的缺点。在所有的转速范围内都有可靠的点火性能。具有准确而稳定的点火正时。实现免维修化。将初级线圈中电流控制在一定值，则次级电压就为一个定值，无论发动机高速或低速都能获得相同的次级电压，从而提高了发动机的性能。第二章第二章 汽油发动机电子控

38、制系统慨论汽油发动机电子控制系统慨论第一节 汽油发动机电子控制系统 的种类及控制内容一、汽油发动机电子控制系统的种类 汽油发动机可燃混合气的空燃比和点火时刻是影响发动机动力性、经济性和排气净化性能的两个主要因素。因此，精确地控制空燃比和点火时刻是汽油发动机电子控制的主要内容。单独控制系统：汽油喷射装置和点火装置分别由各自独立的ECU控制的系统。集中控制系统：汽油喷射装置和点火装置集中由一个ECU控制的系统。二、汽油发动机电子控制系统的控制内容汽油喷射主要控制点火控制喷油量喷油定时点火时刻闭合角爆震的防止辅助控制怠速控制废气再循环发电机控制变速控制燃油泵控制加速踏板控制巡航控制极限转速控制发动机

39、闭缸工作控制自诊断系统第二节 汽油喷射的基本慨念和发展过程一、汽油喷射的基本慨念混合气配制：直接或间接地检测发动机吸入的空气量，按设定的空燃比供给与之相适应的 汽油量的过程。按汽油供给的方法分为化油器式和汽油喷射式。利用空气流动时在喉管处产生的负压，将浮子室的汽油吸出并输送给发动机。根据检测的空气量等信号，由电子控制系统计算出燃烧时所需的空气量，控制喷油器供给发动机。第三节 现代汽油喷射系统的分类一、按喷油器安装部位分类汽油喷射系统电子控制单点汽油喷射系统电子控制多点汽油喷射系统节流阀体上安装一只或两只喷油器。每一个气缸的进气门前均安装一个喷油器较好地保证各缸混合气的均匀。二、按喷油方式分类汽

40、油喷射系统连续喷射系统（机械式或机电混合式）间隙喷射系统（现代电控汽油喷射系统中）三、按喷射时序分类汽油喷射系统同时喷射分组喷射次序喷射四、按喷射装置的控制方式分类汽油喷射系统机械式汽油喷射系统机电结合式汽油喷射系统电控式汽油喷射系统机械式汽油喷射系统空气流量器检测空气流量的大小后，靠连接杆传动操纵燃油分配器的柱塞动作，以燃油计量槽开度的大小控制喷油量，以达到控制混合气空燃比的目的。机电结合式汽油喷射系统与机械式汽油喷射系统的主要区别在于：在燃油分配器上安装了一个由电脑控制的电液式压差调节器，电脑根据水温、节气门位置等传感器的输入信号控制电液式压差调节器动作，通过改变燃油分配器燃油计量槽进出口

41、油压差，以调节燃油供给量，达到对不同工况混合气空燃比修正的目的。电控式汽油喷射系统根据各种传感器送至电脑的发动机运行状况的信号，由电脑运算后，发出控制喷油量和点火时刻等指令，实现了多种机能的控制。五、按空气量的检测方式分类（Bosch公司分类法）电控式汽油喷射系统歧管压力计量式翼片式（叶片式）卡门旋涡式热线式热膜式歧管压力计量式的电控汽油喷射系统将歧管绝对压力和转速信号送至电脑，由电脑根据该信号计算出充气量，再产生与之相对应的喷油脉冲，控制电磁喷油器喷射适量燃油。翼片式空气流量计和卡门旋涡式空气流量计的电控汽油喷射系统其空气流量的计量方式均为体积流量型，即通过计量气缸冲气的体积量，将该物理量转

42、变成电信号输送至电脑，电脑计算出与该体积的空气相适应的喷油量，以控制混合气空燃比在最佳值。由于电控汽油喷射系统采用体积流量型的空气计量方式时，需要考虑大气压力的修正问题，且翼片式空气流量计体积大，不便安装，以及加速响应慢等缺点。热线式和热膜式空气计量计的电控汽油喷射系统，其空气计量方式为质量流量型，是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，输送给电脑，由电脑根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量，以控制混合气的空燃比在最佳值。第四节第四节 汽油发动机电子控制系统的组成汽油发动机电子控制系统的组成及功能及功能控制原理：即以电脑为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油

43、器、点火器和怠速空气调整器等为控制对象，保证发动机各个工况相匹配的最佳混合气成分和点火时刻。基本组成：进气系统、燃油系统、点火系统、控制系统一、进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气。组成：空气滤清器、空气量传感器、节气门、怠速空气调整器、进气歧管、进气总管一般行驶时，空气量由节气门来控制；怠速时，怠速转速的控制由怠速调整螺钉和怠速空气调整器调整流经旁通道的空气量来实现的。燃油泵把燃油从油箱内吸出并通过喷油器供给发动机各气缸。燃油脉动减振器减弱输油总管中的压力脉动，提高喷油器的喷油精度及降低噪声。喷油器根据电脑发出的喷油脉冲信号，精确计量燃油喷射量，同时，将燃油喷射后雾化。燃油压力调节

44、器保持喷油器内与进气歧管内的压力差为250kpa.二、燃油系统供给发动机燃烧过程所需要的燃油。组成：燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动减振器、喷油器、输油总管、燃油压力调节器三、点火系统根据发动机的工况和工作顺序适时点燃可燃混合气。组成：点火电子组件、点火线圈、火花塞、高压导线 电脑根据曲轴位置传感器和转速、水温等工况传感器信号计算出点火时刻和通电时间，将此计算结果送至点火电子组件，由点火电子组件控制点火线圈的初级电路接通和断开，使火花塞点火。四、电子控制系统 电子控制系统的核心是电脑，电脑根据发动机中各传感器送来的信号控制喷油时间、点火时刻等。电脑通过来自歧管压力传感器（D系统）或空气流量计（L系

45、统）的信号计算进气量，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、节气门开度等工况参数的修正，得到发动机在一定工况下运行的最佳喷油持续时间，精确地控制喷油量。最佳点火时刻也同样的方法进行计算，修正后送给点火电子组件，控制点火时刻。此外，根据发动机的要求，电脑还可以控制怠速（ISC）和废气再循环（EGR）等其它系统。第五节第五节 电控汽油喷射发动机的优点电控汽油喷射发动机的优点 首先，采用化油器燃油供给系统的发动机各缸混合气不均匀，末缸混合气过浓，排气中含有未完全燃烧的有害成分HC和CO。而采用多点汽油喷射的燃油供给系统，很好地解决混合气分配不均的问题，发动机可以在较稀薄的混

46、合气下工作，则排气中可以减少HC和CO的含量且节省燃油。使用电控喷射发动机还具有以下优点：在进气系统中，进气压力损失小，增大充气量，提高输出功在进气系统中，进气压力损失小，增大充气量，提高输出功率，增加发动机的动力性。率，增加发动机的动力性。在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，空燃比控制系统能够迅在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，空燃比控制系统能够迅速响应，使汽车加减速反应灵敏。速响应，使汽车加减速反应灵敏。当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度变化，可以进行适量的空燃比修正。引起的空气密度变化，可以进行适量的空燃比修正

47、。使发动机启动容易，且暖机性能好。使发动机启动容易，且暖机性能好。能提供各种运行工况下最适当的混合气空燃比，且燃油雾化能提供各种运行工况下最适当的混合气空燃比，且燃油雾化好，各缸分配均匀，使燃烧效率提高。因此能有效地降低排放，好，各缸分配均匀，使燃烧效率提高。因此能有效地降低排放，节省燃油。节省燃油。减速断油功能，亦能降低排放，节省燃油；超速停油功能，减速断油功能，亦能降低排放，节省燃油；超速停油功能，使排气中使排气中HCHC的含量减少，并可降低燃油消耗。的含量减少，并可降低燃油消耗。电控喷射发动机能很好地适应当今社会对汽车的使用要求（减电控喷射发动机能很好地适应当今社会对汽车的使用要求（减少

48、排放、降低油耗、提高输出功率及改善驾驶性能）。少排放、降低油耗、提高输出功率及改善驾驶性能）。第三章第三章 发动机电子控制系统主要装置的发动机电子控制系统主要装置的结构与原理结构与原理第一节第一节 传感器的结构与工作原理传感器的结构与工作原理组成部分：传感器、执行器、电脑组成部分：传感器、执行器、电脑传感器：测量或检测反映发动机运行状态下的各种物理量、电传感器：测量或检测反映发动机运行状态下的各种物理量、电量和化学量等，并将它们转换成计算机能接受的电信号后再送量和化学量等，并将它们转换成计算机能接受的电信号后再送给给CPUCPU。常用的传感器有：空气流量计（常用的传感器有：空气流量计（L L型

49、）、进气管绝对压力传感型）、进气管绝对压力传感器（器（D D型）、水温传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感型）、水温传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、氧传感器、爆震传感器（有的开关、继电器）。器、氧传感器、爆震传感器（有的开关、继电器）。信号的类型：模拟信号、数值开关量信号、连续脉冲数值信号信号的类型：模拟信号、数值开关量信号、连续脉冲数值信号一、空气流量计一、空气流量计 空气流量计是将吸入的空气量转换成电信号送至电脑空气流量计是将吸入的空气量转换成电信号送至电脑决定基本喷油决定基本喷油量的主要依据之一。量的主要依据之一。结构型式分为：结构型式分为：翼片式空气流量计翼片式空气流量计为

50、体积流量型，六七十年代较为流行。为体积流量型，六七十年代较为流行。卡门旋涡式空气流量计卡门旋涡式空气流量计为体积流量型，多见于三菱和丰田汽车。为体积流量型，多见于三菱和丰田汽车。热线式空气流量计热线式空气流量计为质量流量型，为质量流量型，80年代初开发研制，现今已广泛年代初开发研制，现今已广泛 应用。应用。热膜式空气流量计热膜式空气流量计为质量流量型，美国通用汽车公司研制，大多应为质量流量型，美国通用汽车公司研制，大多应用在通用公司和日本五十铃公司生产的汽车上。用在通用公司和日本五十铃公司生产的汽车上。（一）翼片式空气流量计（一）翼片式空气流量计1 1、结构、结构组成：组成：翼片部分、电位翼片