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电子燃油喷射控制的原理
1、简介
电子燃油喷射控制系统(简称EFI或EGI系统),以一个电子控制装置(又称电脑或ECU) 为控制中心,利用安装在发动机不同部位上的各种传感器,测得发动机的各种工作参数,按照在电脑中设定的控制程序,通过控制喷油器,精确地控制喷油量,使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。
此外,电子控制燃油喷射系统通过电脑中的控制程序,还能实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制断油、自动怠速控制等功能,满足发动机特殊工况对混合气的要求,使发动机获得良好的燃料经济性和排放性,也提高了汽车的使用性能。其工作原理如图1(请点击这里>>)。
电子控制燃油喷射系统的喷油压力是由电动燃油泵提供的,电动燃油泵装在油箱内,浸在燃油中。油箱内的燃油被电动燃油泵吸出并加压,压力燃油经燃油滤清器滤清器滤去杂质后,被送至发动机上方的分配油管。分配油管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通。喷油器是一种电磁阀,由电脑控制。通电时电磁阀开启,压力燃油以雾状喷入进气歧管内,与空气混合,在进气行程中被吸进气缸。分配油管的末端装有燃油压力调节器,用来调整分配油管中燃油的压力,使燃油压力保持某一定值,多余的燃油从燃油压力调节器上的回油口返回燃油箱。
进气量由驾驶员通过加速踏板操纵节气门来控制。节气门开度不同,进气量也不同,进气歧管内的真空度也不同。在同一转速下,进气歧管真空度与进气量成一定的比例关系。进气管压力传感器可将进气歧管内真空度的变化转变成电信号的变化,并传送给电脑,电脑根据进气歧管真空度的大小计算出发动机进气量,再根据曲轴位置传感器测得信号计算出发动机转速。根据进气量和转速计算出相应的基本喷油量。电脑根据进气压力和发动机转速控制各缸喷油器,通过控制每次喷油的持续时间来控制喷油量。喷油持续时间愈长,喷油量就愈大。一般每次喷油的持续时间为 2~10ms。各缸喷油器每次喷油的开始时刻则由电脑根据安装于离合器壳体上的发动机转速(曲轴位置)传感器测得某一位置信号来控制。这种类型的燃油喷射系统的每个喷油器在发动机每个工作循环中喷油两次,喷油是间断进行的,属于间歇喷射方式。
二、电子燃油喷射控制的原理
2、各种工况控制简介
发动机在不同工况下运转,对混合气浓度的要求也不同。特别是在一些特殊工况下(如起动、急加速、急减速等),对混合气浓度有特殊的要求。电脑要根据有关传感器测得的运转工况,按不同的方式控制喷油量。喷油量的控制方式可分为起动控制、运转控制、断油控制和反馈控制。
(1)起动喷油控制
起动时,发动机由起动马达带动运转。由于转速很低, 转速的波动也很大,因此这时空气流量传感器所测得的进气量信号有很大的误差。基于这个原因,在发动机起动时,电脑不以空气流量传感器的信号作为喷油量的计算依据,而是按预先给定的起动程序来进行喷油控制。电脑根据起动开关及转速传感器的信号,判定发动机是否处于起动状态,以决定是否按起动程序控制喷油。当起动开关接通,且发动机转速低于300转/分时,电脑判定发动机处于起动状态,从而按起动程序控制喷油。
在起动喷油控制程序中,电脑按发动机水温、进气温度、起动转速计算出一个固定的喷油量。这一喷油量能使发动机获得顺利起动所需的浓混合气。冷车起动时,发动机温度很低,喷入进气道的燃油不易蒸发。为了能产生足够的燃油蒸气,形成足够浓度的可燃混合气,保证发动机在低温下也能正常起动,必须进一步增大喷油量。由电脑控制,通过增加各缸喷油器的喷油持续时间或喷油次数来增加喷油量。所增加的喷油量及加浓持续时间完全由电脑根据进气温度传感器和发动机水温传感器测得的温度高低来决定。发动机水温或进气温度愈低,喷油量就愈大,加浓的持续时间也就取长。这种冷起动控制方式不设冷起动喷油器和冷起动温度开关。
(2)运转喷油控制
在发动机运转中,电脑主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。此外,电脑还要参考节气门开度、发动机水温、进气温度、海拔高度及怠速工况、加速工况、全负荷工况等运转参数来修正喷油量,以提高控
制精度。
由于电脑要考虑的运转参数很多,为了简化电脑的计算程序,通常将喷油量分成基本喷油量、修正量、增量三个部分,并分别计算出结果。然后再将三个部分叠加在一起,作为总喷油量来控制喷油器喷油。
1) 基本喷油量:基本喷油量是根据发动机每个工作循环的进气量,按理论混合比( :1) 计算出的喷油量。
2) 修正量:修正量是根据进气温度、大气压力等实际运转情况,对基本喷油量进行适当修正,使发动机在不同运转条件下都能获得最佳浓度的混合气。修正量的内容为:
①进气温度修正
②大气压力修正
③蓄电池电压修正(电压变化时,自动对喷油脉冲宽度加以修正)
3) 增量:增量是在一些特殊工况下(如暖机、加速等),为加浓