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1、編號： 時(shí)間：2021年x月x日 書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁碼：第15頁 共15頁 政府采購培訓(xùn)講義 從電控發(fā)動機(jī)的角度對現(xiàn)代轎車進(jìn)行比較 主講 張葵葵 副教授 2006年10月 前言 一.現(xiàn)代轎車的分類 按照中國大陸標(biāo)準(zhǔn)劃分為： 微型轎車（排量1L以下） 普通級轎車（排量為1.0～1.6L) 中級轎車（排量為1.6～2.5L） 中高級轎車（排量為2.5～4.0L） 高級（排量為4.0L以上） 政府按級別配車主要為中級轎車（排量為1.6～2

2、.5L）、中高級轎車（排量為2.5～4.0L），價(jià)格為20～30萬左右。 引出問題： 例1： 2006款本田雅閣 2.4L/直列四缸/程序控制燃油噴射/DOHC雙頂置凸輪軸/i-VTEC智能可變氣門正時(shí)及升程電子控制系統(tǒng) 如何從宣傳詞中了解汽車配置狀況？ 二.電控汽油機(jī)的發(fā)展歷程 以德國BOSCH公司汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)及點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)展歷程為例 汽油機(jī)的燃油噴射和點(diǎn)火使發(fā)動機(jī)得以運(yùn)轉(zhuǎn)。汽油噴射到發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門上方的進(jìn)氣管內(nèi)，當(dāng)活塞下行時(shí)，空氣—燃油混合氣被吸人燃燒室內(nèi)，而當(dāng)活塞再次上行時(shí)，空氣—燃油混合氣被壓縮，并由火花塞產(chǎn)生的電火花點(diǎn)燃。燃燒產(chǎn)生的能量推動活塞下行，

3、并通過連桿把活塞的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 起先，汽油噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)是兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，它們分別由各自的參數(shù)，如噴油量、點(diǎn)火時(shí)刻進(jìn)行單獨(dú)的控制。這兩個(gè)系統(tǒng)要么不交換信息，要么只有極少量的信息交換。Bosch公司將汽油噴射和電子點(diǎn)火集成為一個(gè)單元，聯(lián)合控制的Motronic發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)能夠根據(jù)燃燒過程中的各種工況要求，對噴射和點(diǎn)火的控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。 1汽油噴射系統(tǒng) 汽油噴射系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、負(fù)荷水平、環(huán)境影響等因素，精確地計(jì)量供給發(fā)動機(jī)的燃油量，從而控制混合氣的空燃比，使發(fā)動機(jī)廢氣排放中的有害物質(zhì)含量保持在一個(gè)較低的水平。 ⑴運(yùn)用連續(xù)噴射原理的多點(diǎn)噴射系統(tǒng)

4、1973～1995年，K-Jetronic機(jī)械液壓汽油噴射系統(tǒng)。 1982—1996年間為滿足更高的性能要求，包括為達(dá)到更高的排氣質(zhì)量，在K-Jetronic系統(tǒng)中，添加了一個(gè)ECU、一個(gè)主壓力調(diào)節(jié)器、一個(gè)用于控制混合氣成分的壓力調(diào)節(jié)器，發(fā)展形成了KE-Jetronic系統(tǒng)。 ⑵間歇式燃油噴射系統(tǒng) L-Jetronic系統(tǒng)是運(yùn)用模擬技術(shù)的電子燃油噴射系統(tǒng) (1973～1986年使用)，它根據(jù)進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣量、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速及其他一些運(yùn)行參數(shù)間歇噴射燃油，L3-Jetronic是運(yùn)用數(shù)字技術(shù)的控制系統(tǒng)，增加了一些在模擬技術(shù)系統(tǒng)中無法實(shí)現(xiàn)的控制功能，從而使噴油量能更好的

5、適應(yīng)發(fā)動機(jī)各種變工況的使用要求。 LH-Jetronic系統(tǒng)(1981～1998年)用熱線空氣流計(jì)，使空氣燃油混合氣的計(jì)量不受環(huán)境狀況的影響。 ⑶單點(diǎn)噴射間歇式燃油噴射系統(tǒng) Mono-Jetronic電子噴射系統(tǒng)(1987～1997年)應(yīng)用于中小型乘用車，單點(diǎn)噴油器直接裝在節(jié)氣門上部閥體的中心部位。這種系統(tǒng)也稱作節(jié)氣門噴射系統(tǒng)（TBI），發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門的位置是計(jì)量燃油噴射量的控制參數(shù)。 2.點(diǎn)火系統(tǒng) 點(diǎn)火系的功能是在正確的點(diǎn)火時(shí)刻點(diǎn)燃已壓縮的混合氣，引發(fā)混合氣燃燒。在火花點(diǎn)火發(fā)動機(jī)(SI)中，點(diǎn)火是由穿透火花塞電極間的、瞬時(shí)放電產(chǎn)生的電火花來完成的。要使催化轉(zhuǎn)化器有

6、效發(fā)揮作用，絕對需要正確的點(diǎn)火時(shí)刻。混合氣燃燒滯后會使燃燒不完全，從而使催化劑有中毒損壞的危險(xiǎn)。隨著時(shí)間的推移，電子元件逐漸取代了點(diǎn)火系中的機(jī)械部件。 點(diǎn)火時(shí)刻由發(fā)動機(jī)的速度和負(fù)荷狀況計(jì)算得來。傳統(tǒng)的線圈點(diǎn)火(1934～1986年)和晶體管式線圈點(diǎn)火(1965～1993年)運(yùn)用機(jī)械控制點(diǎn)火時(shí)刻，半導(dǎo)體點(diǎn)火系統(tǒng)和半導(dǎo)體五分電器電子點(diǎn)火系統(tǒng)(198～1998年)運(yùn)用點(diǎn)火特性脈譜圖確定點(diǎn)火時(shí)刻。 　 　　3.Motronic發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng) 上述汽油噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)的組合并非一成不變，不同型式的點(diǎn)火系統(tǒng)可以與各種噴射系統(tǒng)組合。Motronic將燃油噴射系統(tǒng)和點(diǎn)火系統(tǒng)組合在一起，形成

7、發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，一個(gè)基本的燃油噴射系統(tǒng)和一個(gè)電子點(diǎn)火系統(tǒng)一起構(gòu)成了Motronic點(diǎn)火和燃油噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)。 KE—Motronic是以連續(xù)噴射KE-Jetroric系統(tǒng)為基礎(chǔ)的 Mono—Motronic是以間歇噴射Mono-Jetronic系統(tǒng)為基礎(chǔ)的 M—Motronic則是以間歇式進(jìn)氣管燃油噴射L-Jetronic系統(tǒng)為基礎(chǔ)的 ME—Motronic是M-Motronic系統(tǒng)加入電子節(jié)氣門控制(ETC)的形成的。 MED-Jetronic系統(tǒng)把汽油直接噴射、電子點(diǎn)火和ETC結(jié)合成一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)。 4.電控汽油發(fā)動機(jī)的分類比較 主要從空氣供給、燃油供給、

8、點(diǎn)火控制、排放控制、輔助裝置五個(gè)方面進(jìn)行比較 簡介電控發(fā)動機(jī) 一.電控汽油機(jī)的空氣供給系統(tǒng) 以豐田發(fā)動機(jī)為例進(jìn)行講解 1.進(jìn)氣系統(tǒng)的組成 發(fā)動機(jī)工作時(shí)，空氣經(jīng)空氣濾清器過濾后，由空氣流量傳感器（通常被稱為空氣質(zhì)量傳感器）檢測進(jìn)氣量，通過節(jié)氣門體進(jìn)入進(jìn)氣總管，再通過進(jìn)氣歧管分配給各缸。節(jié)氣門體中設(shè)有節(jié)氣門，用以控制進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣量，從而控制發(fā)動機(jī)的輸出功率( 負(fù)荷)。在節(jié)氣門體的外部或內(nèi)部設(shè)有與主進(jìn)氣道并聯(lián)的旁通進(jìn)氣道，并由怠速控制閥控制怠速時(shí)的進(jìn)氣量，見圖1所示。 圖 1 進(jìn)氣系統(tǒng)的組成 目前進(jìn)氣系統(tǒng)有很多改進(jìn)，如聲控進(jìn)氣系統(tǒng)（進(jìn)氣諧振，ACIS）、渦輪增壓系統(tǒng)、可變氣門正

9、時(shí)機(jī)構(gòu)等可大大提高進(jìn)氣效率。 2.電控汽油機(jī)按每循環(huán)充氣量的傳感方法分類 汽油機(jī)的負(fù)荷(轉(zhuǎn)矩)與每循環(huán)充氣量有關(guān)，在一定的轉(zhuǎn)速下即與進(jìn)氣的質(zhì)量流量有關(guān)。每循環(huán)充氣量的傳感方法可以分為間接法和直接法兩種。 ⑴空氣密度法（直接檢測方法）：采用該種方法直接利用空氣流量（MAF）傳感器所提供的信號來代表進(jìn)氣量。但由于MAF傳感器無法檢測進(jìn)氣壓力(海拔高度）的變化，因此該系統(tǒng)還必須加裝一個(gè)大氣壓力傳感器（BARO），以避免無法判斷海拔高低時(shí)的差異。目前BARO傳感器多安裝在ECU電腦盒內(nèi)。 采用這種方法檢測進(jìn)氣量的發(fā)動機(jī)稱為L型電控發(fā)動機(jī)。 L型

10、 D型 圖2 L型和D型發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 ⑵速度密度法（間接檢測方法）： 由于空氣的密度直接與壓力大小成正比關(guān)系，因此該系統(tǒng)利用裝在進(jìn)氣歧管上的進(jìn)氣歧管絕對壓力（MAP）傳感器所提供的壓力信號，再結(jié)合進(jìn)氣溫度信號、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號（RPM）、估算的容積效率和廢氣再循環(huán)量一起，來表示進(jìn)入發(fā)動機(jī)的空氣量。采用這種方法檢測進(jìn)氣量的發(fā)動機(jī)稱為D型電控發(fā)動機(jī)。 電控發(fā)動機(jī)利用空氣流量的信號進(jìn)行噴油和點(diǎn)火控制。 3.進(jìn)氣系統(tǒng)主要傳感器 ⑴空氣流量計(jì)的類型 ⑵進(jìn)氣歧管絕對

11、壓力傳感器 進(jìn)氣岐管絕對壓力傳感器（簡稱MAP）用于感知發(fā)動機(jī)負(fù)荷，并轉(zhuǎn)換成電信號傳輸給計(jì)算機(jī)，主要用于參與點(diǎn)火正時(shí)和噴油控制，這是D型電控發(fā)動機(jī)中最重要的傳感器之一。對于有些L型電控發(fā)動機(jī)用MAP傳感器檢測發(fā)動機(jī)起動時(shí)的進(jìn)氣量，而發(fā)動機(jī)起動后的進(jìn)氣量則由MAF傳感器檢測。 ⑶節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器（簡稱TPS）。在汽油機(jī)性能的試驗(yàn)研究中，常用節(jié)氣門開度來表示負(fù)荷率，這種表示不能用于控制，因?yàn)楣?jié)氣門轉(zhuǎn)角與循環(huán)充氣量沒有線性關(guān)系，也沒有確定的對應(yīng)關(guān)系(在節(jié)氣門由小開大和由大減小時(shí)不重復(fù))?？刂葡到y(tǒng)之所以要有節(jié)氣門開度信號，是為了下列用途： ⑴用來判斷發(fā)動機(jī)的工況處于怠速控制區(qū)

12、、部分負(fù)荷區(qū)還是節(jié)氣門接近全開的加濃區(qū) (或催化轉(zhuǎn)化器的高溫保護(hù)區(qū))，即用來界定開環(huán)、閉環(huán)控制區(qū)。對于有自動變速器控制功能 的電子管理系統(tǒng)來說，節(jié)氣門開度和車速是決定換擋時(shí)刻的條件參數(shù)。 ⑵用節(jié)氣門轉(zhuǎn)角變化率的大小作為加速、減速過程中修正噴油量的條件。它直接反映駕駛員的意圖，比其他負(fù)荷傳熱的響應(yīng)更快。 ⑶可與空氣流量計(jì)的信號對照互檢，提供后者發(fā)生損壞的信息，并代替后者與轉(zhuǎn)速 配合，作為ECU控制噴油量的條件參數(shù)。 ⑷還用于點(diǎn)火正時(shí)修正、廢氣再循環(huán)控制、空調(diào)系統(tǒng)控制、燃油蒸發(fā)控制、車輛動態(tài)穩(wěn)定性控制、巡航控制、牽引力控制等。 節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，其主

13、要類型有：開關(guān)觸點(diǎn)式節(jié)氣門位置傳感器、線性式節(jié)氣門位置傳感器、 ⑷冷卻液溫度傳感器 當(dāng)出現(xiàn)因汽車負(fù)載過大、缺水、點(diǎn)火時(shí)間不對、風(fēng)扇出現(xiàn)故障等原因，造成冷卻液溫度過高時(shí)，會使發(fā)動機(jī)機(jī)體溫度上升，從而使發(fā)動機(jī)不能工作。所以在儀表系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)了冷卻液溫度表，利用冷卻液溫度傳感器檢測發(fā)動機(jī)冷卻液溫度，讓駕駛員能夠直觀地看出發(fā)動機(jī)冷卻液在任何工況時(shí)的溫度，并且及時(shí)作出相應(yīng)的處理。 在電控系統(tǒng)中也安有一個(gè)冷卻液溫度傳感器，用于噴油量修正信號。冷卻液溫度傳感器安裝在發(fā)動機(jī)缸體或缸蓋的水套上，與冷卻液直接接觸，用于測量發(fā)動機(jī)的冷卻液溫度，其內(nèi)部裝有負(fù)溫度特性的熱敏電阻。 進(jìn)氣溫度傳感器 在裝有進(jìn)氣

14、歧管絕對壓力傳感器的D型電控燃油噴射的發(fā)動機(jī)上，進(jìn)氣溫度傳感器安裝在進(jìn)氣管上，而在裝有空氣流量計(jì)的L型電控燃油噴射的發(fā)動機(jī)上，進(jìn)氣溫度傳感器就是空氣流量計(jì)的一部分。 進(jìn)氣溫度傳感器用于檢測發(fā)動機(jī)冷起動時(shí)進(jìn)氣道空氣溫度，電控單元這時(shí)對進(jìn)氣溫度和冷卻水溫度進(jìn)行對比，如果兩者之差在8℃內(nèi)，電控單元就確定發(fā)動機(jī)處于冷起動工況。這為發(fā)動機(jī)是否進(jìn)行閉環(huán)控制、燃油蒸發(fā)控制等提供了判斷依據(jù)。 4.電控節(jié)氣門系統(tǒng)(ETCS) 電控節(jié)氣門是一種柔性控制系統(tǒng)，通過節(jié)氣門體上的電機(jī)驅(qū)動節(jié)氣門，取消了傳統(tǒng)節(jié)氣門與加速踏板之間的直接機(jī)械連接，在電控單元的控制下，可實(shí)現(xiàn)節(jié)氣門開度的快速精確控制。 ETCS的優(yōu)點(diǎn)：

15、 ⑴可以根據(jù)駕駛員愿望以及排放、油耗和安全需求確定節(jié)氣門的最佳開度；可設(shè)置各種功能來改善駕駛的安全性和舒適性，含括了牽引力控制、巡航控制、怠速控制等，從而使發(fā)動機(jī)控制更加理想； ⑵解決了傳統(tǒng)節(jié)氣門難以根據(jù)汽車的不同工況相應(yīng)地做出精確調(diào)整，特別是在冷起動、低負(fù)荷和怠速工況下會導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性下降、有害物質(zhì)排放量增加等問題； ⑶裝備此系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)具有低轉(zhuǎn)速高扭矩輸出、起步反應(yīng)快、加速靈敏，節(jié)油低耗的特點(diǎn)。 國外對電控節(jié)氣門的研發(fā)已開展了多年，并已實(shí)現(xiàn)了商品化。國內(nèi)目前雖然已在BORA、POLO、COROLLA等轎車上安裝了引進(jìn)的電控節(jié)氣門。 圖4 加速踏板位置

16、傳感示意 圖3 電控節(jié)氣門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 5.怠速控制系統(tǒng) ⑴怠速控制系統(tǒng)的功能 怠速是指節(jié)氣門關(guān)閉，油門踏板完全松開，且保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的工況。目前汽油機(jī)一般都有節(jié)氣門，怠速時(shí)節(jié)氣門的回位彈簧促使節(jié)氣門有全閉的傾向。 在汽車使用中，發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間約占30％，怠速轉(zhuǎn)速的高低直接影響燃油消耗和排放污染。怠速轉(zhuǎn)速過高，燃油消耗增加，但怠速轉(zhuǎn)速過低，又會增加排放污染。此外，怠速轉(zhuǎn)速過低，發(fā)動機(jī)冷車運(yùn)轉(zhuǎn)、空調(diào)打開、電氣負(fù)荷增大、自動變速器掛入擋位、動力轉(zhuǎn)向時(shí)，由于運(yùn)行條件較差或負(fù)載增加，容易導(dǎo)致發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)甚至熄火。在以上有一個(gè)或幾個(gè)情況出現(xiàn)時(shí)，需要及時(shí)調(diào)整發(fā)動機(jī)

17、怠轉(zhuǎn)速。 怠速控制的實(shí)質(zhì)就是控制怠速時(shí)的空氣吸入量，所以也將怠速控制系統(tǒng)稱為怠速空氣控制系統(tǒng)（IAC）。ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)工作溫度和負(fù)載，自動控制怠速工況下的空氣供給量，維持發(fā)動機(jī)以穩(wěn)定怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。 ⑵怠速空氣提供方式 旁通空氣式 采用這種方式的系統(tǒng)在怠速時(shí)節(jié)氣門完全關(guān)閉。怠速空氣通過一條跨接在節(jié)氣門兩端的怠速通道流入氣缸。怠速通道中裝有一個(gè)不同類型的怠速空氣控制閥，見圖 (a)所示。 節(jié)氣門直動式 采用這種方式的系統(tǒng)沒有跨接在節(jié)氣門兩端的怠速通道。怠速時(shí)，油門踏板雖然完全松開，但節(jié)氣門并不完全關(guān)閉，而是仍通過它提供怠速空氣，見圖17（b）所示。

18、 （a） (b) 圖 5 怠速空氣提供方式 下面也是以旁通式怠速控制系統(tǒng)為例，該種怠速控制系統(tǒng)目前主要有兩種基本類型：步進(jìn)電機(jī)型和旋轉(zhuǎn)電磁閥型（又分為雙驅(qū)動和單驅(qū)動）。 二.電控汽油燃油噴射系統(tǒng) 1.電控燃油噴射系統(tǒng)的分類 電控燃油噴射系統(tǒng)的分類如下： ⑴按噴射方式分類 圖 6噴油器按噴射相位不同的分類 ⑵按噴射位置分類 圖7 缸內(nèi)噴射 圖8 進(jìn)氣管噴射 （a） (b) 圖9多點(diǎn)噴射和單

19、點(diǎn)噴射示意圖 （a）多點(diǎn)噴射 （b）單點(diǎn)噴射 1-汽油；2-空氣；3-節(jié)氣門；4-進(jìn)氣管；5-噴油器；6-燃油總管 圖10多點(diǎn)噴射系統(tǒng)噴油器安裝位置 ⑶按有無反饋信號分類 電控燃油噴射系統(tǒng)按有無反饋信號可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。 開環(huán)控制系統(tǒng)(無氧傳感器)：它是將通過實(shí)驗(yàn)確定的發(fā)動機(jī)各工況的最佳供油參數(shù)，預(yù)先存入電腦。在發(fā)動機(jī)工作時(shí)，電腦根據(jù)系統(tǒng)中各傳感器的輸入信號，判斷自身所處的運(yùn)行工況，并計(jì)算出最佳噴油量。通過對噴油器噴射時(shí)間的控制，來控制混合氣的濃度，使發(fā)動機(jī)優(yōu)化運(yùn)行。 開環(huán)控制系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)

20、定在電腦中的控制規(guī)律工作，只受發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)變化的控制，簡單易行。但其精度直接依賴于所設(shè)定的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)和噴油器調(diào)整標(biāo)定的精度。噴油器及發(fā)動機(jī)的產(chǎn)品性能存在差異，或由于磨損等引起性能參數(shù)變化時(shí)，就不能使混合氣準(zhǔn)確地保持在預(yù)定的濃度(空燃比)上。因此，開環(huán)控制系統(tǒng)對發(fā)動機(jī)及控制系統(tǒng)各組成部分的精度要求高，抗干擾能力差，當(dāng)使用工況超出預(yù)定范圍時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)最佳控制。 閉環(huán)控制系統(tǒng)(有氧傳感器)：在該系統(tǒng)中，發(fā)動機(jī)排氣管上加裝了氧傳感器，根據(jù)排氣中含氧量的變化，判斷實(shí)際進(jìn)入氣缸的混合氣空燃比，再通過電腦與設(shè)定的目標(biāo)空燃比值進(jìn)行比較，并根據(jù)誤差修正噴油器噴油量，使空燃比保持在設(shè)定的目標(biāo)值附近。

21、 閉環(huán)控制系統(tǒng)可達(dá)到較高的空燃比控制精度，并可消除因產(chǎn)品差異和磨損等引起的性能 變化，工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)：但是，為了使排氣凈化達(dá)到最佳效果，只能運(yùn)行在理論空燃比14.7：1附近。對起動、暖機(jī)、加速、怠速、滿負(fù)荷等特殊工況，仍需采用開環(huán)控制，使噴油器按預(yù)先設(shè)定的加濃混合氣配比工作，以滿足發(fā)動機(jī)特殊工況的工作要求。所以，目前普遍采用開環(huán)和閉環(huán)相結(jié)合的控制方案。 2.燃油供給系統(tǒng)的組成 圖11燃油供給系統(tǒng)油路的組成 圖12燃油供給系統(tǒng)各元件的安裝位置 三.電控汽油機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng) 電控點(diǎn)火系統(tǒng)可分為有分電器和無分電器兩種類型。高壓分電功能通常由高壓分電器完成，以

22、解決由一個(gè)點(diǎn)火線圈向不同氣缸提供點(diǎn)火能量的問題。現(xiàn)在已開始采用多個(gè)點(diǎn)火線圈實(shí)施點(diǎn)火的方式，此時(shí)便不存在高壓分電的問題，就不需要高壓分電器了，這就是無分電器點(diǎn)火。 電控點(diǎn)火系統(tǒng)基本由電源、傳感器、ECU、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈、（分電器）、火花塞等組成。 1.有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng) 圖13有分電器點(diǎn)火系統(tǒng)電路 2.無分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng) 無分電器電控點(diǎn)火（DLI）系統(tǒng)又簡稱直接點(diǎn)火或全電子化點(diǎn)火系統(tǒng)。主要特點(diǎn)是：利用電子分火控制技術(shù)將點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電直接送給火花塞進(jìn)行點(diǎn)火，點(diǎn)火線圈的數(shù)量比有分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)多。 根據(jù)點(diǎn)火線圈的數(shù)量和高壓電分配方式的不同，無分電器電控點(diǎn)火系統(tǒng)又可分為

23、獨(dú)立點(diǎn)火方式、同時(shí)點(diǎn)火方式和二極管配電點(diǎn)火方式三種類型。 ⑴獨(dú)立點(diǎn)火方式 無分電器獨(dú)立點(diǎn)火方式是每缸一個(gè)點(diǎn)火線圈，點(diǎn)火線圈的數(shù)量與氣缸數(shù)相等，無需分電器就能將高壓電適時(shí)地分配給各個(gè)火花塞。該點(diǎn)火系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：由于每缸都有各自獨(dú)立的點(diǎn)火線圈，即使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很高，點(diǎn)火線圈也有較長的通電時(shí)間（大的閉合角），可提供足夠高的點(diǎn)火能量；由于去除了高壓分電器中的電火花，要求的點(diǎn)火電壓會降低一些，單位時(shí)間內(nèi)通過點(diǎn)火線圈初級電路的電流要小得多，點(diǎn)火線圈不易發(fā)熱，且點(diǎn)火線圈的體積又可以非常小，點(diǎn)火線圈可直接裝在火花塞上面；由于該種點(diǎn)火系統(tǒng)有的已不需要分高壓線了，避免了對計(jì)算機(jī)信號的電磁干擾，消除了干擾源；發(fā)動

24、機(jī)ECU可一缸接一缸地改變點(diǎn)火正時(shí)，對爆震傳感器發(fā)出的信號能及時(shí)做出響應(yīng)。 無分電器獨(dú)立點(diǎn)火方式有兩種類型：一種是點(diǎn)火線圈共用一個(gè)點(diǎn)火器的；另一種是每個(gè)點(diǎn)火線圈都有一個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)火器，并且點(diǎn)火器和點(diǎn)火線圈集成一體。 （a） (b) 圖14豐田1MZ-FE電控獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng) (a) 獨(dú)立點(diǎn)火系統(tǒng)的外部形式 （b）集成點(diǎn)火線圈（內(nèi)裝火花塞蓋）剖面圖 ⑶同時(shí)點(diǎn)火 無分電器同時(shí)點(diǎn)火方式電控點(diǎn)火系統(tǒng)如圖30所示。其特點(diǎn)是用一個(gè)點(diǎn)火線圈給兩個(gè)火花塞提供電壓，點(diǎn)火線圈的數(shù)量等于氣缸數(shù)的一

25、半。每個(gè)點(diǎn)火線圈有兩個(gè)高壓輸出端，通過將兩個(gè)火花塞接地點(diǎn)串聯(lián)成一個(gè)閉合回路。 圖15 同時(shí)點(diǎn)火系統(tǒng) 3. 凸輪軸/曲軸位置傳感器 凸輪軸位置（CMP）傳感器給ECU提供第一缸壓縮上止點(diǎn)信號，作為噴油和點(diǎn)火控制的主要信號，該傳感器信號也稱為G信號、判缸信號。曲軸位置（CKP）傳感器，用于檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移，給ECU提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角信號，也是噴油和點(diǎn)火控制的主要信號，該傳感器有時(shí)稱為轉(zhuǎn)速傳感器，其信號也被稱為NE信號。 當(dāng)出現(xiàn)失速、加速遲緩、停機(jī)、轉(zhuǎn)速不變等故障時(shí)，可考慮是否是曲軸位置傳感器損壞了。 圖16 凸輪軸/曲

26、軸位置傳感器共同安裝分電器內(nèi) 圖17 分開獨(dú)立安裝的凸輪軸/曲軸位置傳感器 4. 爆震傳感器 當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度過高、或使用辛烷值低的汽油有爆震傾向時(shí)，ECU會根據(jù)爆震（KNK）傳感器的信號對點(diǎn)火提前角實(shí)行反饋控制(工作過程見本章第一節(jié)相關(guān)內(nèi)容)，以避免爆震。 圖18爆震傳感器的安裝位置 爆震傳感器一般安裝在發(fā)動機(jī)缸體上，如圖18所示。 爆震傳感器的類型：一般采用檢測發(fā)動機(jī)振動的方法來判斷有無爆震及爆震的強(qiáng)度。有電感式和壓電式。壓電式又有共振型、非共振型和火花塞型三種。 四、排放控制 1.三元催化傳換器的功能 為了達(dá)到排放法規(guī)的要求，國外1996年以后生

27、產(chǎn)的車輛必須配置OBD II系統(tǒng)，也就必須安裝三元催化傳換器 (Three-Way Catalytic converter，簡稱為TWC)。所謂“三元”，是指能同時(shí)處理CO、HC和NOx三種有害氣體，而早期的二元式，僅能針對CO和HC做轉(zhuǎn)換。三元催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣管中部，其功能是利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動機(jī)排出廢氣中的有害氣體HC、CO和NOx轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害氣體H2O、CO2和N2。 采用OBD II系統(tǒng)的車輛相對OBDI來說，采用雙氧傳感器以監(jiān)測三元催化傳換器的轉(zhuǎn)換效率及其他與排放相關(guān)元件的工作情況，見圖19所示。 圖19奔馳車系三元催化轉(zhuǎn)化器的安裝情況 2.閉環(huán)控制概念

28、 三元催化傳換器的轉(zhuǎn)換效率與發(fā)動機(jī)的空燃比也有關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)空燃比維持在14.7：1上下0.3%時(shí)，三元催化傳換的效率幾乎可達(dá)到90％以上，如圖23所示。因混合氣濃時(shí)，HC、CO含量將增多，使轉(zhuǎn)換的效率降低；但若混合氣稀的話，NOx排量也會增加，如此亦將使轉(zhuǎn)換的效率下降。 圖20 TWC的轉(zhuǎn)換效率與混合氣濃度的關(guān)系 空燃比由發(fā)動機(jī)計(jì)算機(jī)控制，即控制噴油量，噴油量的大小取決于氧傳感器送給計(jì)算機(jī)廢氣之中氧含量的多少。發(fā)動機(jī)計(jì)算機(jī)根據(jù)氧傳感器的信號調(diào)節(jié)噴油量，這就是所謂的發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制。計(jì)算機(jī)將發(fā)動機(jī)空燃比盡可能地控制在理想值附近，此時(shí)發(fā)動機(jī)燃燒完全，工作效率最高，催化轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換

29、效率也最高，即發(fā)動機(jī)工作時(shí)最省油，動力性最佳，污染排放量最少。 用空燃比氧傳感器參與閉環(huán)控制，則噴油脈寬修正將更加精確。在采用雙氧傳感器的排放系統(tǒng)中，上游氧傳感器采用空燃比傳感器，下游氧傳感器采用加熱型的氧化鋯氧傳感器。 3.燃油蒸發(fā)排放控制 要知道從汽車上排放的HC有20%來自于汽油蒸發(fā)。EVAP系統(tǒng)的功能是收集汽油箱和浮子室(化油器式汽油機(jī))內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸汽，并將汽油蒸汽導(dǎo)入氣缸參加燃燒，從而防止汽油蒸汽直接排入大氣而造成污染。汽油蒸汽應(yīng)在發(fā)動機(jī)處于閉環(huán)控制時(shí)導(dǎo)入燃燒室燃燒，只有在閉環(huán)控制時(shí)才能對因額外蒸汽作用導(dǎo)致混合氣變濃的情況下調(diào)節(jié)噴油量。同時(shí)，還必須根據(jù)發(fā)動機(jī)工況，控制導(dǎo)人氣缸內(nèi)參加燃燒的汽油蒸汽量。EVAP系統(tǒng)不正確的操作會造成因混合氣濃而出現(xiàn)驅(qū)動性下降、怠速不穩(wěn)或排放不合格等問題。 圖21 加強(qiáng)型EVAP系統(tǒng)基本工作原理 五、輔助控制 智能可變氣門正時(shí)和升程 諧振控制進(jìn)氣系統(tǒng) 第 15 頁 共 15 頁