第1章 汽车电子化与发动机电控技术的发展.ppt

第一章 汽车电子化与发动机电控技术的发展 第一节 电控燃油喷射系统概述 一、汽油喷射系统的发展 汽油喷射系统在20世纪30年代始用于军 用飞机发动机上，最早装用汽油喷射系统的 汽车出现在1954年的汽车展览会上，是德国 奔驰公司生产的奔驰300SL汽车，该车装用 的机械式汽油喷射系统与柴油机供给系统基 本相同，利用柱塞泵和喷油器直接向气缸内 喷油。此后改进为向进气管喷油。 机械式汽油喷射系统采用连续喷射方式， 即在发动机工作中，喷油器连续不断地将汽油 喷入进气管。机械式汽油喷射系统简称为“K 型”汽油喷射系统，“K”是德语Kontinuum(连 续)的第一个字母。K型汽油喷射系统是利用机 械方式控制汽油喷射量。 在20世纪60年代之前，化油器在汽油机供 给系统中占主导地位，仅在国外生产的赛车和 豪华型轿车上采用K型汽油喷射系统；20世纪 80年代末期，我国一汽集团公司引进德国大众 技术生产的奥迪100五缸和六缸发动机仍选装K 型汽油喷射系统。 20世纪60年代，随着汽车数量的日益增 多，在汽车发达国家相继制定了严格的排放 法规，以限制汽车排放污染物的数量；20世 纪70年代，受能源危机的影响，迫使各国纷 纷制定汽车燃油经济性法规；在这一背景条 件下，汽油喷射技术也得到了进一步的完善 和发展。 机电组合式汽油喷射系统就是20世纪60年 代末期在机械式汽油喷射系统的基础上发展起 来的，简称为“KE型”汽油喷射系统，其中“E” 指电子控制。 KE型汽油喷射系统是在K型汽油喷射系统 的基础上，增加了一个由电脑控制的电液式压 差调节器，电脑根据冷却液温度、节气门位置 等传感器的信号，通过调节器来改变供油压 差，调节汽油供给量，从而达到对不同工况混 合气浓度修正的目的。KE型汽油喷射系统研制 成功后，主要应用在德国奔驰380SE、500SL 型车上。 20世纪60年代后期，随着电子技术的飞 速发展，尤其是电子计算机的问世，电子技术 在汽车上的应用成为各国汽车工业的重要发展 方向。德国BOSCH公司首先成功研制电控燃 油喷射系统，电控燃油喷射技术历经晶体管、 集成电路到微机处理三大发展进程，直到目 前，各种汽车上应用的电控燃油喷射系统都是 以BOSCH公司产品为原形发展而来的。 电控燃油喷射系统简称为“EFI”，是由该 系统的英文“Electronic Fuel Injection”简化 而来的。 在现代汽车上，K型和KE型汽油喷射系 统已基本淘汰，EFI系统因其更优越的性能而 成为现代车用汽油机燃料供给系统的主流。 高压共轨燃油系统示意图及压差 二、电控燃油喷射系统的优点 众所周知，要提高发动机的动力性、燃料经 济性和降低排放污染，就必须根据汽车运行工 况的变化，精确控制供往气缸的混合气浓度。 EFI系统能实现混合气浓度(即空燃比)的高精度 控制，比化油器式汽油机供给系统和K型、KE 型汽油喷射系统有明显的优越性。 因为电子控制的灵活性和电脑强有力的综合处 理功能，使电控系统能够根据发动机运行工况 和运行环境的变化，如起动、暖机。怠速、加 速、满负荷、部分负荷、滑行、环境湿度、海 拔高度和燃油品质等，实现最佳空燃比控制及 最佳点火提前角控制，以优化发动机各种运行 工况，从而取得良好的节油和排气净化等效 果。 如上海桑塔纳2000轿车装用电控汽油喷射 系统后，发动机排量不变，与原装化油器式发 动机相比，排放污染物(一氧化碳、碳氢化合 物、氮氧化物)减少了50％以上，最大转矩提高 7％，最大功率提高9％，加速时间缩短20％， 等速百公里油耗也略有下降。 电控汽油机燃油喷射系统的优点 1)能实现空燃比的高精度控制。其一，采用多 点喷射(MPl)方式独立向各缸喷油，使各缸空燃比偏 差减小；其二，通过闭环控制系统中的氧传感器反 馈控制机能，可进一步精确控制空燃比；其三，在 汽车运行地区的气压、气温、空气密度变化时或加 减速行驶过渡运转阶段，空燃比均可及时得到适当 的修正；其四，点火控制、怠速控制等辅助系统的 采用，使各种工况都有最佳空燃比。 2)充气效率高。在进气系统中，由于没 有像化油器供油那样的喉管部位，进气压力 损失小。只要合理设计进气管道，就可充分 利用吸入空气的惯性增压作用，增大充气 量，提高输出功率，增加发动机的动力。 3)瞬时响应快。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；当汽车在不同 地区行驶时，对大气压力或