汽车CAN总线实验教学系统专家成都盘沣科技小编今天为大家介绍轻型客车电控燃油喷射系统。随着世界环境保护的呼声越来越高，国家环保局已发文规定，从2001 年10 月1 日禁止销售生产达不到欧I 号标准的M 类的和N1 类汽车，化油器式的汽油车已无法达到此要求。因此各个整车厂纷纷配备电控燃油喷射系统的发动机，电控燃油喷射系统具有化油器式车无法比拟的优点，所以一般轻型客车采用了电控燃油喷射系统，排放达欧洲II 号标准，电控燃油喷射系统具有以下优点：

1) 发动机的充气效率、发动机的功率和扭矩都比较大。因为汽油直接喷射没有喉管节流损失；同时汽油喷油器定压(2～3bar)喷出的雾化好，因此可以适当增加进气歧管的截面，利用进气惯性吸进更多的混合气，充气量大。

2) 汽油喷射特别是电控燃油喷射系统可以保证随发动机的工况不同、使用场合不同而配制、供应最佳的连续的精确的空燃比(燃油混合气成分)，电控单元(ECU)的控制速度越来越快。

3) 汽油喷射能保证进入各缸的混合气的质和量都比较均匀，确保各缸的动力性和经济性的最佳状态。

4) 在电控喷射系统中当节气门关闭而发动机转速超过预定转速时，电控单元就使油泵停止供油，喷油停止，减少HC 排量，降低油耗，改善了排放，汽油喷射雾化质量稳定，燃烧完全。

5) 加速性能好，在电控喷射系统中电控单元能快速、精确改变喷油量；再加上喷油器安装在进气歧管中进气门前方，使送至气缸的混合气浓度及时随节气门开度变化而立即改变。

6) 起动(特别冷起动)、暖机、怠速等过渡工况性能好。

7) 由于各缸混合气在质与量两方面都十分均匀分配，汽油喷射发动机就可能使用辛烷值低的燃料约(3 个单位)，允许有高的压缩比，同时也可使爆燃的倾向减少。

8) 通过燃油喷射，可以按气缸内不同位置实现分层燃烧，例如在火花塞附近用浓混合气以保证点火，末端的混合气用稀混合气可防止爆燃燃烧。

9) 随着电控燃油喷射技术的应用，很多新技术已在发动机上得到推广应用；高压缩比和稀混合气的燃烧系统，顶置双凸轮轴的四气门、五气门的机构，可变压缩比，可变配气定时，可控进气管道与可变进气涡流系统，以及增压、中冷技术在轿车发动机上均得到应用，使发动机的燃油经济性、功率和排放等综合性进一步提高。

总之，采用燃油喷射方式的最大优点是能按照发动机的不同工况和复杂的使用条件，非常精确地供应发动机此时所需要的最佳混合气成分；汽油喷射发动机可以进行稀薄燃烧(lean burn)，其动力性、经济性、排放等都比用化油器式发动机要好得多。试验表明，一般可提高功率10%，节省燃油5%～20% 。此外，起动性、加速性也都相应改善。利用氧传感器与电控单元构成对最佳排放所需空燃比的闭环控制可大改善排放。

1.2 电控系统的主要传感器

1.2.1 空气流量传感器

*1 空气流量传感器安装在空气滤清器后方的进气道上，其原理是利用卡曼旋涡原理制成的空气流量计，是一种容积式流量计，故需测定进气温度、进气压力，对密度加以修正；空气的体积流量为：

Q=A0βdf/S

d——放置于空气管道中的圆柱体直径(m)；
β——直径比，β=d/D 其中D 为管道直径；
A0——圆柱体的横截面积。

对于一个具体的卡尔曼旋涡式空气流量计而言，直径D、圆柱体旋涡发生体直径d 以及β均是一个定值，故以上两种旋涡发生体传感器的体积流量为：

Q=Kf (式中K 为比例常数)

此式即说明卡尔曼旋涡流量传感器输出频率f 与空气体积流量Q 成正比。因此，只要测得f，就可以得空气流速，进而可求得空气的体积流量。

1.2.2 曲轴位置、上止点传感器

这两个传感器均为霍尔元件式，装在分电器的转轴上，其中“G”转子用来表示曲轴基准位置信号，同轴的“Ne”转子传送曲轴角度信号。当分电器旋转时，分电器轴上的信号转子“G”和“Ne”跟随旋转，信号转子上的触发齿与信号线圈间的气隙发生变化，磁场发生变化，信号线圈中就会产生交变的感应电动势，此感应电动势即为输送给汽油喷射装置的电子控制器ECU 的信号电压，ECU 根据输入的基准位置信号(G 信号)，测出第1 缸活塞上止点位置(基准位置)；根据曲轴角度信号(Ne 信号)测出曲轴角度和发动机转速等。

1.2.3 进气温度传感器

进气温度传感器一般装在空气流量传感器中，其输出端为THA，它是一个热敏电阻，其温度系数为负值，气温上升时，其阻值下降，THA-E2 间的阻值为：标准值：2.3~3.0kΩ (20℃时)，0.3~0.42KΩ (80℃时)。
1.2.5 氧传感器(也称λ传感器)

　　氧传感器是根据大气与排出废气中的氧浓度之差而产生电动势的一种电池，是由二氧化锆(或二氧化钛)制成的陶瓷电解质的，其两面分别涂有稀薄层铂而形成电极。传感器插入排气管废气流中。陶瓷电解质外表面接触废气，内表面通入大气，保护壳是用来保护陶瓷电解质，以防受到机械损伤。氧传感器的陶瓷电解质在大约300℃以上时可变为氧离子的传导体，当大气一侧氧浓度比排出废气一侧的氧浓度高时，氧离子就从大气电极一侧向废气电极一侧移动，于是两个电极间便产生电动势，当混合气稀时(即空燃比A/F 大于14.7)，废气中氧的含量高，陶瓷电解质内外侧的浓度差别很小，两个电极间产生的电压低(接近零V)。反之，混合气浓(即空燃比A/F 小时，废气中几乎没有氧，陶瓷电解质内外侧氧浓度的差别很大，两个电极间产生的电压高(约1V)，陶瓷电解质两面的薄层铂能起到催化作用，使废气中的氧与CO 反应，减少废气中含氧量，提高传感器的灵敏度。这些电压信号输入到控制器ECU，就可以调整喷油量，调整空燃比A/F 的值，起到反馈控制作用。

　　通过外部的电加热，可以使氧传感器在发动机起动后20~30s 内迅速加热，达到正常工作温度，从而使氧传感器迅速以最佳功能状态工作。

　　使用氧传感器应注意的是发动机必须用无铅汽油，因为有铅汽油燃烧后的铅化物对起催化作用的外侧电极有损伤作用。

　　电子控制器(ECU)是电控多点燃油喷射系统的大脑，是整个系统的神经中枢。它由运算器、寄存器和控制器组成。它能按照已经存入的特定程序，将各种传感器输入的信号(发动机转速、空气流量、进气温度、节气门开度和曲轴位置)进行计算，得出喷油量的多少并转变为控制喷油器开启和关闭的脉冲信号宽度，点火提前角和一次电流导通角，怠速控制阀的开度等。此外，中央处理器还实现对存储器、输入输出接口及其它外围电路自身的控制。

　　各种传感器将采集到的各种信号参数输入到电子控制器(ECU)，ECU对这些参数进行比较、运算处理之后，才能对执行机构发出指令。ECU 由中央处理器( CPU)、只读存储器(ROM)、随机存储器( RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路和众多的晶体管、电阻、电容、电感元件等外围电路组成。它们焊接在1~2 块双面印制电路板上，其复杂程度相当于一台彩色电视机的线路板。

　　输入/输出接口将传感器输入的信号转变为中央处理器能接收的形式，并且将中央处理器(CPU)计算的结果转变为喷油、怠速控制阀、点火的控制信号，且起到协调作用。

　　模数转换器将传感器输出的信号，如连续变化的温度、负荷、流量等模拟量转变为中央处理器能接收并实施运算的数字信号。

　　整形与信号处理电路是按控制系统的要求进行设计的，用来将传感器输入的信号整形、放大，转换成理想的波形，输入CPU 或接口电路。

　　存储器是由许多存储单元组成的大规模集成电路，用来存放系统控制和程序、数据和各种表格，比如，随着转速和蓄电池电压变化的初级电路导通脉谱，随着转速和负荷变化的最佳A/F 比的混合气成分脉谱、启动加浓时的点火与A/F 等等。只读存储器的内容在制造和编程时写入，可以随时被中央处理器读取，但不能改变，也不会因为断电而消失。随机存储器(RAM)用来暂存程序、数据和中间运算结果。它的内容可以随时由CPU 写入、读取或修改，只要不切断电源，它的内容可以一直被储存。比如，故障代码在发动机停止工作以后就被储存下来，检查时只要在点火开关接通前，将故障诊断插座的TE1 与E 两接柱临时接通，便可以通过显示器调出。
　
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