汽车电子控制新版系统及检修教案绪论.doc

西南林业大学 汽车电子控制系统及检修 教案首页

课程名称
汽车电子控制系统及检修
年级
级
专业、层次
交通运送
教 师
王海军
专业技术职务
副专家
学 时
2
授课章、节
绪论
基本教材
参照书目
1. 付百学. 汽车电子控制技术.机械工业出版社，
2. 凌永成. 汽车电子控制技术. 中华人民共和国林业出版社，
3. 张育华. 汽车电子控制技术与故障诊断. 大连理工大学出版社，
教学目与规定
1 激发学生学习这门课程热情，使学生对这门课程内容及特点有一种初步结识。
2 理解汽车电子控制技术对人类影响
3 掌握汽车电子控制技术发展趋势
4 掌握汽车电子控制技术内容、特点
教学内容与时间安排、教学办法

绪论
1. 简介本课程性质、内容、任务、发展趋势；
2. 汽车电子技术发展历史；
3. 电子技术在汽车上应用；
4. 汽车电控系统构成与分类。

教学重点、难点
重点：
1汽车电子控制技术发展趋势
2汽车电子控制技术内容、特点
难点：
汽车电子控制技术内容、特点

授课办法及手段
授课办法： 课堂讲授
授课手段： 授课 + 电脑投影图（幻灯片） + 课件（文字某些）

西南林业大学 汽车电子控制系统及检修 教案续页
基 本 内 容（讲 稿）
备 注
绪论
影响汽油发动机排放最重要因素是混合气空燃比， 理论上一公斤燃料完全燃烧时需要14.7公斤空气。这种空气和燃料比例称为化学当量比。空燃比不大于化学当量比时供应浓混合气，此时发动机发出功率大，但燃烧不完全，生成CO、HC多；当混合气略不不大于化学当量比时，燃烧效率最高，燃油消耗量低，但生成NOx也最多；供应稀混合气时，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种三元催化转化器，对发动机进行后解决，是当前减少汽车排气污染物最有效办法。在化学当量比附近，转化器净化效率最高。
电子燃油喷射（Electronic Fuel Injection）简称EFI，重要应用在汽油发动机上，普通称为电控汽油喷射系统。
第一节电控汽油喷射系统产生和发展
汽车创造给人类带来极大便利，但也带来一系列问题，重要体当前环境污染和能源消耗两方面。为了同步解决汽车发动机排气净化和经济性两大难题，满足趋于苛刻法规，汽车工程师将电子计算机技术与燃油喷射技术相结合，由此而诞生了电控汽油喷射系统。如今，电控汽油喷射系统已越来越多地装上了汽车，并且正在逐渐取代老式化油器。
对电控汽油喷射系统诞生做出最大贡献要数德国波许(Bosch)公司。波许公司于19就开始研究汽油喷射系统。第二次世界大战中，由于飞机对战争胜负起重要作用，而发动机混合气配制对飞机性能和飞行高度影响很大，但在寒冷高空中、汽油容易在化油器中结冰，导致发动机停机。因而，1937年波许公司采用机械方式来控制可燃混合气配制，初次在航空发动机上应用了汽油喷射系统。1952年，波许公司将汽油喷射系统从飞机“移植”到汽车上，将其装备在奔驰300SL型轿车上。此时依然采用机械控制技术。
l953年，美国本迪克斯(Bendix)公司开发研究电控汽油喷射系统，并于1957年开发出E1ectrojactor电控汽油喷射系统。限于当时电子技术，这种系统采用了晶体管电路，体积庞大，并不实用，没有得到推广，但这套系统被称为当代燃油喷射系统“雏形”。1962年，波许公司从本迪克斯公司购买了电控汽油喷射系统专利、并在其基本上加以研究，改进后于1967年推出波许D型电控汽油喷射系统，称为D—Jectronic System。这是第一种实用型电控汽油喷射系统，最先装备在大众汽车公司VW—1600型轿车上，开创了电控汽油喷射新时代，继而在欧洲各大汽车厂获得推广。D系统采用电路控制燃油喷射，依照发动机转速和进气负压间接测量进气量，并进行大气压力修正，由于采用机械真空膜片式进气压力传感器(MAP)，并非当代压电晶体式，因此进气量测量精度不够抱负。
1973年，波许公司开发并推出了波许L型电控汽油喷射系统(L-jetronic System)，这种系统改用叶片式空气流量计来计量进气量，克服了老式D型压力传感重要弊端，始终沿用至今。可以说波许L型电控汽油喷射系统是—种成功电控汽油喷射系统。
几乎在同一年，波许公司推出另一种控制方式完全不同汽油喷射系统——波许K型汽油喷射系统。这是一种机械控制持续喷射系统，依照发动机吸入空气量由燃油分派器来计量和分派喷油量。波许K型喷射系统价格相对较低、维修以便，性能也可靠、在欧洲得到了广泛应用。为了满足苛刻美国废气排放法规，波许公司1976年推出了采用闭环控制K型汽油喷射系统。该系统在发动机排气系统中设立了氧传感器，通过检测排放废气中氧含量变化来调节燃油喷射量，从而更精准地控制空燃比以保证发动机良好燃烧。带有氧传感器K型喷射系统在减少排放污染方面又迈进了一步。
20世纪70年代，单片微解决器被应用到汽车上，除了用于控制点火系统和汽油喷射系统外，还不久扩展到了废气再循环(EGR—Exhaust Gas Recycle)控制、发动机怠速控制等方面。这就产生了一种新控制系统——微解决器(电脑)集中控制系统。这种类型系统各家公司均有自己命名，波许公司命名为Motronic系统，即数字式发动机控制系统；丰田公司命名为TCCS，即丰田电脑控制系统；日产公司命名为ECCS，即日产集中控制系统，集中控制系统特性是：从模仿电路发展到数字电路，控制对象已不再局限于汽油喷射控制，还涉及自动变速箱控制、ABS制动防抱控制等等。当代轿车上几乎所有采用微解决器(电脑)集中控制系统。
1981年，日立公司和波许公司研制成功热线式空气流量计，它标志着电控汽油喷射系统进气量检测方式得到了很大改进。波许公司将带有这种流量计电控汽油喷射系统称为波许LH系统。它最大特点是反映快、阻力小，还能适应各种海拔高度大气压力而不需进行修正。
随后波许公司对K型喷射系统又作了进一步改进，于1982年开发出电子控制机械式持续喷射系统(波许KE系统)，在燃油分派器上增设电液调节器(电子差压阀)，能依照各种不同工况控制燃油量。
除了上述多点汽油喷射系统(MPI)，1980年浮现单点汽油喷射系统(SPI)，或称节气门体喷射系统(TBI)，波许公司将其命名为Mono-Jetronic。单点喷射系统价格低，大某些应用在小型车辆上。
第二节电控汽油喷射发动机特点
一、电控汽油喷射系统与化油器比较
虽然化油器和电控汽油喷射系统功能相似，但两者检测空气进气量及供应燃油办法不同
(一)可燃混合气产生
化油器是在怠速运转时，按照关闭节气门附近低速量孔和怠速量孔处压力(真空度)变化测量进气量，只有少量燃油吸入这两个入口。在正常档位，依照喉管处负压(真空度)测得进气量，并按进气量比例，将燃油吸入喉管主喷嘴内。如图1-1所示。
电控汽油喷射系统依照空气流量计(MAF)或进气压力传感器(MAP)测量进气量，产生相应信号则传送到发动机电脑。电脑计算喷油量并发送控制信号给喷油器。喷油器依照信号把已被燃油泵加压燃油喷射到每一种气缸进气门前方。如图1-2所示。
(二)驾驶性能
1．冷车起动时
环境温度低时，空气密度大，流速低，汽油不易蒸发。发动机起动时，特别是冷车起动必要具备较浓可燃混合气，以改进起动性能。
化油器在温度较低时，阻风门完全关闭，以便获得足够浓混合气。发动机起动后，阻风门微开装置起动，使阻风门略开，防止混合气太浓。如图1-3所示。电控汽油喷射发动机起动时，电脑检测到起动信号并提供较浓混合气。电脑还可以依照冷却水温传感器电压信号来调节喷油量，改进冷起动性能和缩短暖机时间。有车型尚有一种冷起动喷油器，在温度较低时工作，以加浓混合气。

2．加速时
车辆加速时，随着节气门启动进气量及时相应增长，但由于燃油比空气密度大，故在供油上有一种瞬间延迟。
化油器为了防止加速时混合气太稀，安装了一套加速系统。当节气门由全关闭位置打开，一定量燃油通过一种专门加速量孔喷入，以此补偿主量孔供应延迟。
电控汽油喷射系统与化油器相反，在加速时不作任何专门校正。这是由于化油器借真空吸入燃油，而EFI系统则依照进气量变化而立即喷射高压燃油，因而在供油方面不存在延迟。

3．大功率输出时
车辆在平坦路上以恒定速度行驶时，只需供应稀混合气。但是，速度提高(如超车)时，发动机增长额外负荷，这种稀混合气便不能供应足够功率。此时、需要较浓混合气，以保证足够功率。
对于化油器式发动机，上述规定是由功率系统来实现。功率系统借歧管真空来检测发动机负荷大小。真空削弱时，增力阀打开，于是就供应较浓可燃混合气。
电控汽油喷射发动机负荷大小借节气门开度测得，并由节气门位置传感器转变为电信号。随启动角度加大，燃油喷射量也增长，以实现大功率加浓。如图1-5所示。

二、电控汽油喷射系统长处
与化油器比较，电控汽油喷射系统有如下长处：
(一)每一种气缸可供应相等可燃混合气
由于每一种气缸有自己喷油器，喷射量由电脑(ECU)依照发动机转速和负荷变化而精准地控制，因此就也许给每个气缸均匀分派燃油。再者，空燃比可由电脑通过变化喷油器工作时间(燃油喷射持续时间)自由地控制。因而，可燃混合气可等量地分派到各个气缸，形成最佳空燃比。这对于排放控制和动力性能都很有利。
(二)在发动机各个转速档位均可获得精准空燃比
化油器不也许在所有速度档位内精准地控制空燃比，因此控制分为几种系统：慢速系统、第一高速系统、第二高速系统等。从一种系统过渡到另一种系统时，必要使可燃混合气汽油浓度稍大。否则，在变速时，有也许产生不正常状况(回火和延缓)。此外，因各气缸间分派到可燃混合气不太均匀，因而必要使可燃混合气稍浓才行。电子燃油喷射系统则不同，无论发动机速度或负荷如何变化，总能持续及精准供应可燃混合气。这对于提高排放控制和燃料经济性有利。
(三)节气门角度变化良好反映
使用化油器时，从燃油喷射部件到气缸距离较远。此外，因汽油和空气密度差别很大，进入气缸汽油相对于进气量会发生一点延迟。而用电子汽油喷射系统后，喷油器接近气缸，汽油加压到19.6～294.2kPa，高于进气歧管压力，并且由于汽油通过小孔喷射出去很容易生成雾状。因而依照节气门打开和关闭，汽油喷射量与进入空气量同步变化。因而，依照节气门开度不同，喷入气缸可燃混合气量及时变化。总之，加速踏板位置变化，可得到良好反映。
(四)可燃混合气校正
1．低温补偿
发动机起动时，由冷起动喷油器将汽油喷成细雾，从而改进了低温起动性能。还由于辅助空气阀进入足够空气，故一起动便及时保持良好行车性能。
2．减速燃油切断装置
减速时，虽然节气门关闭，发动机仍以较高转速运转。成果，进入气缸空气量减少，歧管负压增强。采用化油器供油，由于歧管负压突然增强，附着在进气歧管壁汽油就会蒸发并进入气缸，这就导致混合气太浓，不完全燃烧，废气中未燃烧汽油(HC)量增长。在电控汽油喷射系统发动机中，节气门关闭，燃油喷射就停止，而发动机还以超过一定转速速度运转，因而废气中HC含量减少，燃油消耗也减少。

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小

结

本章重要简介了汽车电子控制技术发展历程和应用状况，电子技术在汽车上应用极大提高汽车综合性能。汽车电子控制技术构成可概括为传感器、ECU、和执行器。理解汽车电子控制技术及其维修，为此后从事汽车电子控制技术方面工作打下基本。

复
习
思
考
题
及
作
业
题

1． 汽车电子控制技术特点？
2． 汽车电子控制技术发展趋势？