發(fā)動機及發(fā)動機附屬系統(tǒng).ppt

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1、發(fā)動機及發(fā)動機附屬系統(tǒng),,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理 第二部分 發(fā)動機的管理系統(tǒng),目錄,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,概 述,發(fā)動機在整車中的作用： 發(fā)動機是汽車的動力裝置。其作用是使燃料 燃燒產(chǎn)生動力，然后通過底盤的傳動系驅(qū)動車輪 使汽車行駛。 什么是發(fā)動機： 把燃料燃燒放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器。 簡單介紹我公司的兩款發(fā)動機KA24和VG33。,KA24 發(fā)動機,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,VG33 發(fā)動機,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,KA24發(fā)動機：L型4缸四沖程水冷電控汽油機； VG33發(fā)動機：V型6缸四沖程水冷電控汽油機。,第一部分 發(fā)動機的

2、結(jié)構(gòu)及原理,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,簡單介紹二沖程發(fā)動機的工作原理,二沖程發(fā)動機的工作循環(huán)在兩個活塞行程內(nèi)，即曲軸旋轉(zhuǎn)一周的時間內(nèi)完成的。 工作循環(huán)：是指在發(fā)動機內(nèi)每一次將熱能轉(zhuǎn)化為機械能，都必須經(jīng)過空氣吸入、壓縮、輸入燃料，使之著火燃燒而膨脹作功，然后將生成的廢氣排出這樣一個連續(xù)的過程。,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,二沖程發(fā)動機工作方式,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,簡單介紹四沖程發(fā)動機的工作原理,四沖程汽油機經(jīng)過進氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個行程，完成一個工作循環(huán)。這期間活塞在上止點、下止點間往復移動了四個行程，相應(yīng)地曲軸旋轉(zhuǎn)了兩周。,,直列（L型）四缸,V形六缸,第一部分

3、發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,簡單介紹四沖程發(fā)動機的總體構(gòu)造,汽油機由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)和燃料供給系、冷卻系、潤滑系、點火系、起動系組成 柴油機的點火方式為壓燃式，所以無點火系,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,5. 發(fā)動機的主要性能指標 ：Pe、Me、ge A. 動力性指標： 有效功率 Pe： 發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率稱為 有效功率，單位為kW或Ps。 有效扭矩Me：發(fā)動機通過飛輪對外輸出的扭矩稱為 有效扭矩，單位為Nm。 轉(zhuǎn) 速 n：單位為rpm/min B. 經(jīng)濟性指標： 燃油消耗率ge：發(fā)動機每發(fā)出1kW有效功率，1

4、小時所 消耗的燃油質(zhì)量。單位為g/kWh。,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,發(fā)動機缸體：缸體為發(fā)動機各機構(gòu)和系統(tǒng)的裝配基體。缸體上半部有氣 缸；下半部有曲軸箱。 缸體布置有以下幾種型式： 垂直式（如KA24）、水平式、V型(如VG33)、對置式。 發(fā)動機缸蓋：缸蓋的主要作用是封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁 形成燃燒室。 氣缸墊 ：缸體和缸蓋之間置有氣缸墊，以保證燃燒室的密封性。 缸墊有金屬--石棉墊和實心金屬墊等。 安裝缸蓋時必須注意：擰緊螺栓時必須按由中央對稱地

5、向四周擴展的順序分次進行。擰松時按相反的順序進行。（一般車輛的維修手冊中都會有圖示） 油底殼：油底殼的主要功用是貯存機油并密封曲軸箱。油底殼與缸體的 安裝接合部需要使用密封墊，日產(chǎn)發(fā)動機使用的是液體密封墊。 同樣拆卸和安裝油底殼時也要注意擰緊和擰松螺栓的順序。 （一般車輛的維修手冊中都會有圖示）,發(fā)動機機體及曲柄連桿機構(gòu),,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,活塞連桿組,油底殼,缸體,缸蓋,發(fā)動機機體：,,,,,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,活塞連桿組： 活 塞：活塞的主要作用是承受氣缸中氣體壓力所造成的 作用力，并將此力通過活塞銷傳遞給連桿，用以

6、 推動曲軸旋轉(zhuǎn)。 活塞環(huán) ：活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)兩種。 活塞銷：連接活塞和連桿小頭。 連 桿：活塞的力傳遞給曲軸，并從而將活塞往復運動轉(zhuǎn) 變成旋轉(zhuǎn)運動。 軸 瓦：裝在連桿大頭和連桿小頭中的滑動軸承 軸瓦拆裝應(yīng)注意嚴格按軸瓦上的編號配對使用。,介紹發(fā)動機的各個系統(tǒng),,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,活 塞,活 塞 環(huán),連 桿,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,曲軸飛輪組： 曲軸：曲軸的作用是承 受連桿傳遞來的力，并由此繞其 本身的軸線旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩。 飛輪：主要作用是旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生一定的慣性，帶動曲柄連桿機構(gòu)越過上、下止點。飛輪邊緣上壓有一個齒圈，以合起動電機的驅(qū)動齒輪嚙合，供起動

7、發(fā)動機用。同時飛輪盤還作為磨擦離合器的驅(qū)動件。,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,配氣機構(gòu),1、配氣機構(gòu)的布置及傳動： 氣門布置形式：頂置式、側(cè)置式； 凸輪軸布置形式：頂置凸輪軸、中置凸輪軸、下置凸輪軸； 凸輪軸的傳動方式：齒輪式傳動、鏈式傳動 每缸氣門數(shù)及排列方式：一般發(fā)動機都采用每缸兩氣門，一進一排，但為了進一步增大進氣量，現(xiàn)在有很多發(fā)動機采用多氣技術(shù)，有三氣門、四氣門等。 氣門間隙：發(fā)動機工作時，氣門將因溫度的升高而膨脹，所以在氣門和其傳動機構(gòu)中，留有適當?shù)拈g隙。間隙值很重要，如間隙過大：會產(chǎn)生沖擊、噪音，磨損加巨，發(fā)動機的充氣及排氣情況變差；間隙過?。喊l(fā)動機在熱態(tài)時可能會漏氣，導致功率的

8、下降，甚至燒壞氣門。,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,結(jié)合KA24、VG33介紹DOHC 、SOHC .KA24發(fā)動機 ：DOHC 16 VALVE---- 雙頂置凸輪軸16氣門 （DOHC-double over head camshaft）,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,. VG33 發(fā)動機：單頂置凸輪軸 （SOHC-single over head camshaft）,,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,2、簡單介紹配氣相位：配氣相位就是進、排氣門的實際開閉 時刻，通常用相對于上下止點的的曲 軸位置的轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示。 3、配氣機構(gòu)的

9、零件和組件： 氣門組的組成及各自的作用：氣門、氣門導管、氣門座、氣門彈簧； 氣門的傳動：氣門傳動主要包括；凸輪軸、正時齒輪、挺柱、推桿、搖臂等。,凸輪軸,正時齒輪,氣門,搖臂,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,燃料供給系,,1. 柴油機的燃料供給系： 普通型柴油機燃料供給系統(tǒng)：噴油泵---噴油器式 高壓共軌式電控式燃料供給系統(tǒng)：目前高排放標準的 柴油機是此種型式 2. 汽油機的燃料供給系：（有如下幾種型式） 化油器式燃料供給系統(tǒng)：目前此種系統(tǒng)已經(jīng)淘汰; 電控噴射式燃料供給系統(tǒng)：目前大多數(shù)車型使用此類型; 電控直噴式燃料供給系統(tǒng)：此種型式是把汽油直接噴入

10、 發(fā)動機的氣缸中。是汽油機以后的發(fā)展方向。,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,3. 汽油供給裝置： 汽油箱：作用貯存燃油。汽油箱的材料有兩種： 一種是用薄鋼板沖壓而成的，多用于卡車、 越野車等；還有一種是用工程塑料制成的，多用于小型車輛。 汽油濾：（后面詳細講） 汽油泵：（后面詳細講） 油管組：燃油管路由各種金屬管、非金屬管（橡膠 軟管、尼龍軟管）等組成，起到輸送燃油的目的。 燃油供給系的安全與否與乘員的生命安全有直接的聯(lián)系， 所以燃油系統(tǒng)的零件都屬于保安防災零件，對質(zhì)量上要求極嚴。,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,發(fā)動機的排氣及排氣凈化系,排氣系統(tǒng)組成部分包括：由排氣岐管、排氣管

11、、機外凈化器、消音器。 消音器：廢氣在排氣管中流動時，由于排氣門的開閉及活塞的往復運動的影響，氣流呈脈動形式，如果讓廢氣直接排入到大氣中，會產(chǎn)生強烈的排氣噪聲（大約在100分貝以上）。為了減少排氣噪聲，需要在排氣管出口處裝排氣消音器。 消聲器的基本原理：消耗廢氣氣流的能量，并平衡氣流的壓力波動。可以通過半波消音、諧振消音、及吸音材料漫反射吸音等原理進行降低噪聲。 具體方法一般可采取以下幾種：多次地改變氣流方向產(chǎn)生反射、重 復地使氣流的流通截面收縮而又擴大、將氣流分割成很多的小的支流并沿著不平滑的平面流動、包裹吸音材料、將氣流膨脹冷卻等。 現(xiàn)在一般的消音器都是三筒式的，其綜合了以上的幾種消音方式

12、在一起。 排氣管及消音器的材料一般采用鍍鋁板或不銹鋼板，鍍鋁板相對價格低，但鍍鋁板的耐腐蝕性不如不銹鋼板，容易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。故我公司車輛的排氣系統(tǒng)現(xiàn)在全部采用不銹鋼板制成。,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,機外排氣凈化器 汽油機 ：三元催化轉(zhuǎn)化器 柴油機： 機外凈化器、顆粒捕捉器等,發(fā)動機的排氣及排氣凈化系,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,排氣管,二級消音器（尾消）,主消音器,三元催化轉(zhuǎn)化器,PALADIN SE 車型 排氣系統(tǒng),第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,因發(fā)動機工作時可燃混合氣的燃燒過程中產(chǎn)生大量的熱量，致使發(fā)動機氣缸體溫度急劇升高，最高溫度可達22002800K。氣缸體內(nèi)溫度過高，將

13、造成以下幾點不良影響： 物體受熱過度膨脹，將破壞零件間的配合間隙，如活塞卡死在氣缸中，另外零件各部分受熱不均，熱應(yīng)力將導致零件破裂 金屬零件在高溫下會降低強度，零件易損壞 潤滑油在高溫下（粘性降低、加速零件磨損、潤滑油燃燒消耗、燃燒室積炭） 氣缸溫度過高，進入氣缸的新鮮氣體很快膨脹，減少進氣量、降低功率 汽油機易產(chǎn)生爆燃 鑒于上述原因，發(fā)動機在運行時，必須進行冷卻。冷卻系統(tǒng)的功用是使發(fā)動機在所有工況下都保持在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)，冷卻系統(tǒng)既要防止發(fā)動機過熱，也要防止冬季發(fā)動機過冷。在冷發(fā)動機啟動后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)動機迅速升溫，盡快達到正常的工作溫度。,發(fā)動機機的冷卻系,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及

14、原理,,冷卻方式：有強制水冷型式、風冷式兩種方式。現(xiàn)代汽車發(fā)動機主要采用強制循環(huán)水冷式冷卻系統(tǒng)，既利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發(fā)動機中循環(huán)流動， 主要組成部分包括：散熱器、風扇、風扇離合器、電子風扇、水泵、節(jié)溫器、膨脹水箱、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的水套)以及其他附加裝置。 散熱器：將冷卻水的熱量散入大氣； 水泵：使冷卻液在冷卻系統(tǒng)中加速循環(huán)流動 ； 節(jié)溫器：控制通過散熱器冷卻液的流量，使冷卻液在散熱器與水套之間進行大小循環(huán)，保證發(fā)動機在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作； 風扇：對空氣產(chǎn)生吸力，加強散熱器的冷卻作用； 風扇離合器：現(xiàn)代汽車冷卻系統(tǒng)多采用硅油風扇離合器，從而根據(jù)發(fā)動機的溫度狀況隨時對

15、風扇轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)； 膨脹水箱：也稱副水箱，利用水管與散熱器加水口處的出氣口相連，減少冷卻系冷卻液的溢失。 變速器機油冷卻器(OIL COOLER)：裝有自動變速器的汽車必須裝備變速器機油冷卻器，因為自動變速器的機油可能過熱，會降低變速器性能甚至造成變速器損壞 暖風系統(tǒng)：暖風機是一個熱交換器；暖風機一部分送到擋風玻璃，一部分送入駕駛室或車廂。 冷卻液：水與防凍劑的混合物，在防止冷卻液結(jié)冰的同時還提高了冷卻液的沸點。,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,散熱器,風扇離合器,風扇,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,發(fā)動機的潤滑系,潤滑系的主要任務(wù)：就是將機油不斷供給各運動零件和磨擦表面，減少各零件的磨損、

16、并冷卻磨擦表面。 潤滑系的組成及各部分的作用：機油集濾器、機油泵、機油濾清器、油底殼、循環(huán)油路、限壓閥、泄壓閥、機油散熱器等組成，另外為了隨時掌握潤滑系的工作狀況，還設(shè)有機油壓力表、機油溫度表。 集濾器：集濾器一般是濾網(wǎng)式的，裝在機油泵之前，防止粒度較大的雜質(zhì)進入機油泵； 機油濾清器：目前使用較廣的是紙質(zhì)濾芯濾清器。其具有質(zhì)量輕、體積小、濾清效果好、過濾阻力小、成本低待特點。機油濾清器需要按車輛保養(yǎng)說明書中要求的時間或里程定期更換。 機油泵：為使發(fā)動機得到必要的潤滑，壓力潤滑系中必須具有進行壓力潤滑和保證機油循環(huán)而建立起足夠的油壓的機油泵。機油泵有轉(zhuǎn)子式和齒輪式兩種。我公司兩款發(fā)動機的機油泵為

17、轉(zhuǎn)子泵。 機油潤滑的方式：有壓力潤滑（如曲軸主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承等處）、飛濺潤滑（如凸輪表面、挺柱表面等）兩種方式。 機油的選擇：機油的主要技術(shù)指標是-----運動粘度，機油的選擇主要按車輛的使用環(huán)境溫度選擇機油的粘度 。,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,KA24發(fā)動機的潤滑循環(huán)油路示意圖,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,發(fā)動機的潤滑系,曲軸箱的通風：在發(fā)動機工作時，有一部分可燃混合氣體和廢氣會經(jīng)過活塞環(huán)漏到曲軸箱內(nèi)。這些氣體會對曲軸箱中的機油品質(zhì)造成一定的破壞，同時還腐蝕零件，而且會造成曲軸箱中的壓力的不斷增高，從而造成機油從油封、襯墊處滲出。為了解決此問題，必須使曲軸箱保持通風，將

18、混合氣從中抽出。 曲軸箱通風有兩種形式： 自然通風：此種方式是將氣體直接導入大氣中。以前此種方法用得很多，但會造成對大氣的污染，因此現(xiàn)在已經(jīng)不怎么采用了， 強制通風：將氣導入發(fā)動機的進氣管中，重新進入發(fā)動機中燃燒掉。此種方式符合環(huán)保的要求，故目前基本都采用此方式。現(xiàn)在國家的整車的排放法規(guī)中對曲軸箱的通風有專項指標要求。（強制通風在后面還會講到）,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,發(fā)動機的點火系,點火系作用是：按照發(fā)動機各缸的戰(zhàn)火次序，在一定的時刻供給火花塞以足夠高的電壓，使火花塞兩極產(chǎn)生足夠強度的火花，點燃混合氣，從而使發(fā)動機做功。 發(fā)動機的點火系由蓄電池、高壓點火線圈、高壓電纜、（分電器）、火

19、花塞組成。 各組成部分的功用： . 點火線圈：是將電源電壓轉(zhuǎn)變成點火所需要的高壓的元件。原理同變壓器的原理。 . 分電器：是將戰(zhàn)火線圈中產(chǎn)生的高壓電按照發(fā)動機的工作次序輪流分配到各處氣缸的火花塞上。目前電噴發(fā)動機上一般都是采用電控的各缸獨立的戰(zhàn)火線圈，所以也就不需要分電器了。但我公司的兩款發(fā)動機都還有分電器，但這和化油器車所的分電器是不同的，其中間是集成了分電裝置、曲軸位傳感器和戰(zhàn)火線圈在一體的部件。 . 火花塞：是將脈沖高壓電引入燃燒室，并在其兩極間發(fā)生電火花以點燃混合氣。 點火系統(tǒng)因是高壓電路，故對各相關(guān)零件的絕緣性都有很高的要求，任何輕微的裂紋或破損都會產(chǎn)生漏電而使點火電壓不足，造成

20、發(fā)動機不能正常工作。,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,發(fā)動機的起動系,曲軸在外力的帶動下開始轉(zhuǎn)動直到發(fā)動機自動地怠速運轉(zhuǎn)的過程為起動過程。 發(fā)動機的起動系主要由起動操縱機構(gòu)、起動機（含離合機構(gòu)）、組成。柴油機有的還有輔助裝置如：電熱塞、進氣預熱器等。 起動機：目前普遍是采用直流電機。起動機應(yīng)帶有離合機構(gòu)，因為只有在起動時起動機才與發(fā)動機的飛輪盤嚙合，而當發(fā)動機開始工作之后，起動機應(yīng)立即與發(fā)動機的飛輪盤分離。否則會造成起動機的損壞。,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,簡單介紹發(fā)動機的安裝懸置,因為發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生較大的振動和噪音，所以為了有效地消除振動和噪聲，發(fā)動機往車架上安裝時一般都采用了安

21、裝懸置。目前發(fā)動機的安裝懸置有以下兩種： 橡膠安裝懸置：在安裝支架之間硫化一個橡膠的減振軟墊，因橡膠具有緩沖作用，從而有效地消除振動和噪聲。 液壓安裝懸置：在橡膠和金屬組成的密封的腔體，，而腔體由一橡膠隔膜分為上下兩個腔室，在兩個腔室中充入液體，兩個腔室之間孔相通。在振動時，上下兩個腔室會受到不同的擠壓，體積也會發(fā)生變化，液體也就在兩個腔室間流動，因有一定的粘度，會產(chǎn)生一定的反向的阻力，從而對振動有一定的緩沖作用。,第一部分 發(fā)動機的結(jié)構(gòu)及原理,,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),緒 論,一、當前國內(nèi)外電控汽油機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1.當前國外電控汽油機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2.當

22、前國內(nèi)電控汽油機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 二、電控汽油機的發(fā)展趨勢 三、介紹常用的名詞代號 MPFI --------Multi Point Fuel Injection 多點噴射 SPI --------Single Point Injection 單點噴射 TBI --------Throttle Body Injection 節(jié)氣門體噴射（單點） EFI --------Electronic Fuel Injection System 電控汽油噴射系統(tǒng) ECU--------Electronic control center 電子控制單元,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),汽油機電控系統(tǒng)的基本理論

23、,一、電控汽油機噴射系統(tǒng)的概述 電控汽油機噴射系統(tǒng)（Electronic Fuel Injection System）簡稱EFI。它利用各種傳感器檢測發(fā)動機的各種狀態(tài)，經(jīng)過電控單元（ECU）的判斷和計算，發(fā)出控制信號使各執(zhí)行器進行調(diào)控，使得發(fā)動機在不同的工況下都能獲得合適的空燃比的混合氣。 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中采用氧傳感器反饋控制，可以使空燃比的控制精度進一步提高。在汽車運行的各種條件下空燃比均可得到適當?shù)男拚?，使發(fā)動機在各種工況下均能得到最佳的空燃比。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),二、電控汽油機噴射系統(tǒng)的特點 與化油器式汽油機相比，電控噴射系統(tǒng)具有以下特點： 克服化油器機械控制的缺點

24、，可以精確地控制空燃比 混合氣的分配均勻性好 充氣效率高 良好的起動性能 良好的加速性能 良好的減速減油或斷油性能 良好的過渡工況響應(yīng)性能 良好的周圍環(huán)境適應(yīng)性能 良好的尾氣排放性,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),三、汽油機電控噴射系統(tǒng)的基本原理 電控噴射系統(tǒng)是采用微處理器控制裝置控制發(fā)動機的運行的，該裝置被稱為電子控制單元（Electronic control center）即ECU。 電子控制單元接收來自發(fā)動機各種傳感器的信號，并經(jīng)過計算后提供出信號來控制發(fā)動機的各執(zhí)行機構(gòu)的運行。各種輸入信號及各執(zhí)行機構(gòu)的運行信號都是由存儲在ECU中的程序來控制執(zhí)行的，ECU中的程序是可以適應(yīng)于發(fā)動機的變化工

25、況的。 C. 燃油噴射系統(tǒng)由ECU控制，以接收到的關(guān)于發(fā)動機的現(xiàn)行運行狀態(tài)的信息為基礎(chǔ)，諸如進氣岐管的真空度、發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、進入岐管的空氣的溫度和流量、節(jié)氣門位置、冷卻水水溫等參數(shù)，使ECU按設(shè)定好的程序進行計算，算出正確的點火正時和噴油脈寬，提供精確的執(zhí)行信號給相關(guān)的執(zhí)行機構(gòu)，來滿足當時發(fā)動機的速度和負荷的需求，并通過氧傳感器來反饋空燃比的信號，來進行修正，以達到理想的發(fā)動機運行狀態(tài)。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本原理圖,駕駛員的要求,電子控制單元 ECU,各種傳感器,發(fā)動機,各種執(zhí)行器,,,,,,,,,,,,輸入信號,執(zhí)行信號,采集信號,輸出信號,輸出誤差,,,反

26、饋信號,,,輸出,計算與判斷,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),混合氣的空燃比 空氣和燃料按一定的比例組成的混合物稱可燃混合氣，混合氣中的空氣的質(zhì)量和燃料質(zhì)量之比稱為空燃比。混合氣的空燃比對發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能都有很大的影響。 要使1g 的汽油完全燃燒理論上需要14.7g的空氣。以空氣質(zhì)量和汽油質(zhì)量之比為14.7:1組成的混合氣稱為標準混合氣。14.7:1被稱為理論空燃比。 對于控制發(fā)動機的性能和排放而言，理想的空氣燃油混合比是14.7:1，此種空燃比也是維持最佳排放要求的臨界值。在電控噴射汽油機中，ECU可以確定適宜的空氣燃油混合比，各種傳感器向發(fā)動機控制器提供反饋信號用以計算噴油脈寬

27、及準備的各點火正時。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),開環(huán)控制和閉環(huán)控制的確定： 開環(huán)控制是系統(tǒng)不采用輸出信號進行反饋的控制，開環(huán)控制如圖：,駕駛員的要求,控制系統(tǒng),發(fā)動機,輸出,,,,開環(huán)控制框圖,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),開環(huán)控制和閉環(huán)控制的確定： 采用氧傳感器進行反饋控制即是閉環(huán)控制，原則上供給的混合氣的空燃比是在理論空燃比附近。閉環(huán)控制如圖：,駕駛員的要求,控制系統(tǒng),發(fā)動機,輸出,,,,閉環(huán)控制框圖,,,,輸出誤差,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),空燃比的控制策略和控制方法,空燃比的控制策略：,為了獲得低的排放性，并要求有較好的燃油經(jīng)濟性，必須采用電控汽油噴射加三元催化轉(zhuǎn)化器，進行閉環(huán)控制，

28、如圖所示。從圖中可知，采用三元催化轉(zhuǎn)化器時只有當空燃比在過量空氣系數(shù)=1(當混合氣的空燃比為14.7:1時=1)附近很窄的范圍內(nèi)CO、HC及NOX的排出濃度總值才會是最小。,圖中虛線部分是未采用三元催化轉(zhuǎn)化器時的發(fā)動機尾氣排放中所含的一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）及氮氧化合物（NOX）與過量空氣系數(shù)（）的關(guān)系，實線部分是采用三元催化轉(zhuǎn)化器時的發(fā)動機尾氣排放中所含的CO、HC及NOX與過量空氣系數(shù)（）的關(guān)系 。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),空燃比的控制策略和控制方法,空燃比的控制方法：,要實現(xiàn)上述空燃比的控制策略，應(yīng)按以下方法進行控制： 最主要的是精確地確定發(fā)動機進氣的質(zhì)量流量。 根據(jù)所測

29、出的空氣的質(zhì)量流量及當時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，計算出每缸每個工作循環(huán)的進氣質(zhì)量流量。 測量發(fā)動機此工況下，各種傳感器的信號， 根據(jù)噴油器的標定數(shù)據(jù)計算出噴油器的噴油脈寬。 計算出噴油定時。 ECU中驅(qū)動器根據(jù)點火順序按上面計算得到的噴油脈寬和噴油定時使噴油器進行工作。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),EFI系統(tǒng)的分類與組成,EFI系統(tǒng)的分類：,按噴油器的數(shù)量分：單點噴射 、多點噴射； 按噴油器的位置分：缸內(nèi)直接噴射、節(jié)氣門上方噴射、進氣門 前噴射； 按多點噴油方式分：同時噴射、分組噴射、順序噴射 按控制方式分：開環(huán)控制、閉環(huán)控制,EFI系統(tǒng)由以下幾個部分組成：,進氣系統(tǒng) 供油系統(tǒng) 控

30、制系統(tǒng) 故障診斷系統(tǒng),,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),發(fā)動機電控的原理及控制方法,控制原理,,氧傳感器,ECM (ECCS 控制模塊）,發(fā)動機,噴油器,反饋信號,噴油脈沖,燃 燒,燃油噴射,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),PALADIN車型控制原理,凸輪軸位置傳感器,質(zhì)量型空氣流量傳感器,冷卻液溫度傳感器,加熱式氧傳感器,節(jié)氣門位置傳感器,車速傳感器,點火開關(guān),PNP開關(guān),電瓶,ECM,,噴油器,,,,,,,,,,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),各傳感器在整車上的位置示意圖,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),PALADIN車控制系統(tǒng)示意圖,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),PALADIN車型燃油蒸發(fā)排放系統(tǒng),D22

31、、ZN6491及PALADIN的燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)主要由加油口蓋、加油管、燃油箱、油泵及燃油截止閥、蒸發(fā)管路、炭罐等組成。 蒸發(fā)排放控制的作用及原理： 蒸發(fā)排放控制的作用：因為燃油箱貯存了大量的汽油，因為汽油的易蒸發(fā)性，會在油箱中產(chǎn)生大量汽油蒸氣，這些蒸氣如果排到大氣中會造成污染。蒸發(fā)系統(tǒng)的作用就是在車輛運行時，在發(fā)動機工作時（一定的工況），把此部分油蒸氣引入到發(fā)動機中燃燒掉；在車輛不運行時把此部分油蒸氣吸附到碳罐中的活性碳的表面，并待發(fā)動機工作時，又通過引入空氣把此部分油蒸氣從活性碳上脫附出來，通入發(fā)動機燃燒掉。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),蒸發(fā)控制系統(tǒng)示意圖,KA24發(fā)動機燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)原

32、理圖,VG33發(fā)動機燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)原理圖,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),此端通大氣,活性碳顆粒,此端接油箱,此端接發(fā)動機,真空控制閥,碳罐簡介,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),曲軸箱強制通風系統(tǒng),這個系統(tǒng)把汽缸竄氣送回進氣集氣管。 曲軸箱強制通風閥（PCV）用來把曲軸箱中的汽缸竄氣送進進氣歧管。 在發(fā)動機節(jié)氣門部分開啟時，進氣歧管通過PCV閥吸入曲軸箱竄氣，正常情況下，PCV閥的通氣量足夠完全吸入曲軸箱竄氣和少量通風空氣。 通風空氣從氣道吸入曲軸箱。在這個過程中，空氣通過連接進氣管與搖臂室蓋的軟管。 在節(jié)氣門全開時，進氣歧管的真空度不足以打開PCV閥并吸入曲軸箱竄氣。氣流將按相反的方向流過連接軟管

33、。在曲軸箱竄氣特別嚴重的車上，PCV閥滿足不了要求，在任何情況下，都會有一部分氣體通過軟管到達進氣集氣管內(nèi)。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),曲軸箱強制通風系統(tǒng)圖示,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),排放凈化系統(tǒng),三款PALADIN車型的排放凈化采用的都是：兩級三元催化器+氧傳感器方式。,一級三元催化器,二級三元催化器,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),氧傳感器 氧傳感器是閉環(huán)燃油控制系統(tǒng)的一個重要標志性零件，它調(diào)整和保持理想的空燃比，使三元催化器達到最佳的轉(zhuǎn)換效率。當參與發(fā)動機燃燒的空然比變稀時，排氣之中的氧聚集含量增加，氧傳感器的輸出電壓降低，反之輸出電壓值則增高，由此向ECM反饋空然比的狀況。 氧傳感器

34、的主要敏感材料是氧化鋯，氧化鋯被排氣加熱(300C)激活后，氧離子穿過氧化鋯元件到達其外部電極. 氧化鋯元件感應(yīng)發(fā)動機排氣中的氧的含量并改變其輸出電壓值；,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),三元催化轉(zhuǎn)化器 三元催化器的功能就是將發(fā)動機燃燒后排出的有害氣體轉(zhuǎn)化成無害氣體后排往大氣； 三元催化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是蜂窩狀管道設(shè)計，在蜂窩管道壁上有鉑、銠和鈀等貴金屬元素的涂層作為催化反應(yīng)媒； 重要提示：三元催化器如果使用不當會造成失效，所以要注意以下幾個方面： 重金屬(如鉛、錳等)、磷或硫中毒失效,所以一定要使用無鉛汽油； 高溫燒蝕(如：發(fā)動機單缸失火)失效； 外力沖擊或驟冷沖擊導致載體破碎； 異物堵塞(如：發(fā)動

35、機燒機油 ）,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),供油系統(tǒng),供油系統(tǒng)的功能就是根據(jù)發(fā)動機控制模塊發(fā)出的供油指令，適時地將燃油提供給相應(yīng)的氣缸。 系統(tǒng)采用的是恒定壓力變脈寬的順序噴油方案，因此燃油供給子系統(tǒng)應(yīng)提供一個具有一定壓力燃油。 有回油的系統(tǒng)油壓為300kPa；無回油和有限回油的壓力為350 kPa。,功能及原理：,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),燃油泵總成：是由油泵、支架及油位傳感器、儲油罐(選裝)和油壓調(diào)節(jié)器(有限回油系統(tǒng))組成。它的首要功能就是為系統(tǒng)提供足夠壓力的燃油。 燃油泵由ECM通過燃油泵繼電器控制工作，油泵的出口處設(shè)計有單向閥，在發(fā)動機不工作時，油管內(nèi)的存油不會回泄到油箱，以保證再次起動

36、性能。 油位傳感器為滑片可變電阻型。 安裝：內(nèi)裝于燃油箱,供油系統(tǒng),,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),油軌：油軌是由燃油導油管、穩(wěn)壓倉、壓力調(diào)節(jié)器、噴油嘴和一些固定部 件所組成。 油軌提供了高壓燃油的調(diào)壓容積和流向各噴嘴的管路，以及固定 噴嘴的支撐 安裝：安裝在進氣歧管上,電控系統(tǒng)各系統(tǒng)及部件,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),油壓調(diào)節(jié)器：作用是調(diào)節(jié)油軌中燃油的壓力，消除因燃油供給速率改變、油泵供油的變化和發(fā)動機真空度的改變對噴油的干擾。,電控系統(tǒng)各系統(tǒng)及部件,燃油壓力調(diào)節(jié)器由內(nèi)部的調(diào)節(jié)彈 簧和外部的進氣歧管真空度的相 互作用控制。 它始終保持油軌內(nèi)的油壓與進氣 歧管內(nèi)的壓差恒定。

37、安裝：油壓調(diào)節(jié)器安裝在油軌的 一端；無回油系統(tǒng)則安裝在燃油 泵總成內(nèi)。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),噴油器：噴油器結(jié)構(gòu)是一個電磁開關(guān)裝置。 噴油器的頂部采用橡膠密封圈與燃油導軌接口形成可靠壓力燃油密 封；下部亦采用橡膠密封圈與發(fā)動機進氣歧管對空氣密封。 安裝：通過油軌固定于進氣歧管。,電控系統(tǒng)各系統(tǒng)及部件,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),電控系統(tǒng)各系統(tǒng)及部件,燃油濾清器：燃油濾清器的功能在于過濾燃油中的固體雜質(zhì)；為保證濾清效果，確保噴嘴在工作中不致于因雜物而堵塞，系統(tǒng)需采用電噴專用燃油濾清器；濾清器的外殼必須具備足夠的強度，不會因燃油壓力而破裂.。燃油濾清器串聯(lián)于電動燃油泵與燃油導軌之間的油

38、路上。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),進氣控制系統(tǒng),,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),進氣控制系統(tǒng),節(jié)流閥體的功能是控制發(fā)動機工作時的進氣量； 節(jié)流閥體由閥體、閥門、油門拉桿機構(gòu)、節(jié)氣門位置傳感器、怠速控制閥等構(gòu)成； 怠速控制閥的功能是控制節(jié)流閥體旁通氣道的流通面積，以調(diào)節(jié)進入發(fā)動機的空氣量，實現(xiàn)對發(fā)動機怠速的控制。怠速控制閥的主體是一只步進電機。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),點火系統(tǒng),點火系統(tǒng)的功能就是根據(jù)發(fā)動機控制模塊發(fā)出的點火指令，適時地點燃發(fā)動機氣缸內(nèi)的空氣和燃油的混合氣體。點火的正時和線圈的驅(qū)動由ECM完成。 PALADIN車型的點火線圈是集成在分電器中。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),曲

39、軸位置傳感器：此傳感器有兩種形式：光電式、磁電式。PALADIN兩種發(fā)動機采用的是光電式，是集成在分電器中。 爆振傳感器：爆震傳感器裝配于發(fā)動機缸體上敏感部位，用于感應(yīng)發(fā)動機產(chǎn)生的爆震。ECM通過爆震傳感器探測爆震強度，進而修正點火提前角，對爆震進行有效控制，并優(yōu)化發(fā)動機的動力性，燃油經(jīng)濟性和排放水平。 發(fā)動機控制模塊（ECM）是一個以單片機為核心的微處理器。它的功能就是處理來自整車不同部位的傳感 器數(shù)據(jù)，判斷發(fā)動機的工作狀況，再通過執(zhí)行器對發(fā)動機的進行準確的控制。 其它傳感器：水溫傳感器、車速傳感器。,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),一、缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動機,發(fā)動機的發(fā)展趨勢,,第二部分 發(fā)動機管

40、理系統(tǒng),一、缸內(nèi)直噴汽油發(fā)動機,采用電控缸內(nèi)直接噴射方法，在火花塞附近供給濃混合氣， 以利著火； 在其它區(qū)域供給稀混合氣， 進行分段噴油。達到分層燃燒的目的。據(jù)報導空燃比為30 :1 時，仍可燃燒。 此種方法可節(jié)約燃料三分之一以上。 為了減少稀燃時的NOx,在排氣系統(tǒng)中安裝了兩只溫度傳感器、 兩只氧傳感器和兩級催化轉(zhuǎn)化器。,發(fā)動機的發(fā)展趨勢,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),發(fā)動機的發(fā)展趨勢,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),二、減少排放物的新手段,發(fā)動機的發(fā)展趨勢,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),試驗結(jié)果表明： CO、HC和NOx三種排放物在第一個工況循環(huán)中將占總排放 量的70-80%; 因此今后解

41、決排放的重點在: 1.降低HC排放； 2.改善怠速和暖機期間的排放； 3.盡可能地縮短催化器的加熱時間，在催化器達到起燃 溫度之前，最大程度地降低發(fā)動機排出的廢氣。,發(fā)動機的發(fā)展趨勢,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),二、減少排放物的新手段: 滿足美國及歐洲共同體排放法規(guī)要求的途徑,發(fā)動機的發(fā)展趨勢,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),三、帶有在集成診斷系統(tǒng)OBD II 的發(fā)動機管理系統(tǒng),發(fā)動機的發(fā)展趨勢,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),四、 CAN總線,由于車內(nèi)電控發(fā)動機系統(tǒng)、底盤電子控制系統(tǒng)、車身電子控制系統(tǒng)和音響娛樂等廣泛應(yīng)用。車內(nèi)開始采用CAN總線。,發(fā)動機的發(fā)展趨勢,,第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng),五、 氣門系統(tǒng),配氣機構(gòu)精確地控制發(fā)動機的工作正時和性能輸出。雙變位或連續(xù)可變相位凸輪調(diào)整裝置精確地控制著凸輪的定時或用電磁閥直接驅(qū)動氣門的方法，可優(yōu)化發(fā)動的廢氣排放、性能和燃油經(jīng)經(jīng)濟性。,發(fā)動機的發(fā)展趨勢,謝 謝,