专业文献综述汽油机电控燃油喷射系统的现状与性能分析.doc

新疆农业大学专业文献综述题 目:汽油机电控燃油喷射系统的现状与性能分析 姓 名: 黄 庆 庆 学 院: 机械交通学院 专 业: 交 通 运 输 班 级: 交 运 0 7 2 学 号: 073734231 指导教师: 斯拉海提 职称: 教授 2011年 3月 1 日新疆农业大学教务处制汽油机电控燃油喷射系统的现状与性能分析 作者；黄庆庆 指指导教师；斯拉海提摘要：电控燃油喷射因具有改善发动机的燃油经济性、降低排气有害物含量和提高动力性等优点而被广泛应用。介绍了电控燃油喷射系统的发展历程和现状，阐述了电控燃油喷射系统的主要类型、组成部分和控制功能，并指出了车用汽油机的发展趋势。分析了电控汽油机的现状及局限性，阐明了稀燃、分层燃烧和汽油直接喷射技术是电控汽油机进一步提高燃油经济性、改善排放性的有效途径。关键词： 电子控制；燃油喷射；尾气排放Gasoline engine electronic-control fuel injection system present situation and performance analysis Name（小四Times New Romar）Abstract：Electronic fuel-injected engine for has the improvement of fuel economy and reduce exhaust pests content and improve performance advantages and has been widely used. Introduces electronic-control fuel injection system development course and the present situation, this paper expounds the electronic-control fuel injection system's main types, part and control functions, and points out the development trend of vehicle gasoline engines. Analyzed the present situation and limitations electronic-controlled engine, expounds dilute flame-retardant, stratified combustion and gasoline direct injection technology is electronic-controlled engine further improve fuel economy, improve emissions sex in an effective way.××××××（小四Times New Romar，200300个实词）×××××××××××××Key words: The electronic control；Fuel injection ；Exhaust emission ；×××（3-5个，小四Times New Romar）前言（引言）：引言车用汽油机的电控技术始于年代中期，由于采用这项新技术能有效改善发动机的动力性、经济性及排放指标，是迄今为止实现高效率、低污染燃烧的最有效、最简捷的途径，因而在排放法规较为严格的工业发达国家迅速得到普及和发展。近年来国内汽车的保有量有了大幅度增长。因此更好的研究和发展汽车的电子化成 汽油机电控燃油喷射系统 ECU 技术研究 摘电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射系统主要由燃油供给系统 (油路 )、空气供给系统 (气路 )和控制系统 (电路 ,包括各种传感器、电子控制器和执行器 )三大部分组成。电子控制燃油喷射系统（EFI）简称汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消化油器而采用的一种先进的喷油装置。使用EFI，汽车发动机燃烧将更充分，从而提高功率，降低油耗，实现低公害排放的目的。当EFI功能与发动机其它功能结为一体时，称“发动机管理系统（EMS）”，这将达到更高要求的环保目标。 ×××××（标题用小四号黑体，其它文字用小四宋体）××××××××××××××××××正文：汽车电子化程度逐年增加，使汽车进入高科技产品的范畴，汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度也被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。而电控燃油喷射系统在汽车电子化上起到了举足轻重的作用。20世纪30年代首次用于军用飞机发动机上， 1954年德国奔驰公司首次在奔驰300SL汽车上装用机械式汽油喷射系统。简称K型汽油喷射系统。20世纪60年代末期，在K型的基础上出现机电组合式汽油喷射系统，简称KE型。如德国奔驰380SE、500SL轿车。20世纪60年代后期，德国BOSCH公司研制成功电控燃油喷射系统EFI，并历经晶体管、集成电路到微机处理三大发展进程。目前各国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。目前K型和KE型汽油喷射系统己基本淘汰，EFI系统成为汽油机燃料供给系统的主流。所谓 电控汽油喷射系统(EFI系统)是以电控单元(ECU)为控制中心，并利用安装在发动机上的各种传感器测出发动机的各种运行参数，再按照电脑中预存的控制程序精确地控制喷油器的喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的可燃混合气。电控汽油喷射系统最突出的优点是能实现空燃比的高精度控制。其一：采用多点喷射（MPI）方式独立向各缸喷油、使各缸空燃比偏差减少；其二：在闭环控制系统中，由氧传感器反馈控制可进一步精确控制空燃比；其三：在汽车运行地区气压、气温、空气密度变化，加速减速行驶过渡运转阶段，空燃比均可及时得到适当的修正。另外点火控制、怠速控制等辅助系统的采用，使各种工况都有最佳空燃比。电控汽油喷射主要控制项目包括：汽油泵控制、喷油器控制。喷油量控制和喷油时间控制。电控燃油喷射系统一般由三个子系统组成。 1、空气供给系统 2、燃油供给系统 3、电子控制系统 1空气供给系统 功用：提供、测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。 组成：空气滤清器、空气流量计（进气压力传感器）、节气门体、进气总管和进气歧管等。2燃油供给系统功用：燃油供给系统的功能是向发动机精确提供各种工况下 所需要的燃测量。 组成：油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动阻尼器、燃油压力调节器、喷油器、冷起动器及供油总管等。 3、电子控制系统电子控制系统的功能是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量。该系统由传感器、电控单元(ECU)和执行器三部分组成。汽油喷射系统的分类方法有多种，下面介绍几种常用的分类方法。1按有无反馈分类1）开环控制该控制是指在发动机运行中，ECU检测发动机的各输入信号，并查出发动机ECU中固有的相应的控制参数，输出控制信号。它不检测控制结果，对控制结果的好坏不作分析和处理。2）闭环控制该控制是指ECU控制的结果反馈给ECU，ECU再根据发动机实际运行状况决定控制量的增减。反馈控制的采用是为了有效地控制排放、降低污染、提高效率。例如：用氧传感器来检测排放废气中的氧浓度，ECU根据它的反馈信号就可以判断出混合气燃烧的完全程度，并及时调整供油量，达到最佳空燃比。2按喷油器安装部位分类电子控制汽油喷射系统可分为单点汽油喷射系统和多点汽油喷射系统。单点汽油喷射系统是指在节气阀体上安装一只或两只喷油器，向进气歧管中喷油形成汽油混合气，进气行程时，汽油混合气被吸入气缸内。这种喷射系统因喷油器位于节流阀上集中喷射，故又称节流阀喷射系统或集中喷射系统。如GM公司EFI系统、FORD公司CFI系统和Bosch公司MONOJetronic系统等。多点汽油喷射系统是指在每一个气缸的进气门前均安装一只喷油器，喷油器适时喷油。空气和汽油在进气门附近形成混合气，这种喷射系统能较好地保证各缸混合气的均匀。如Bosch公司LJetronic系统、GM公司EFI系统和日产公司EGI系统、ECCS系统等。3按汽油的喷射方式分类1）缸内喷射该喷射方式是将汽油直接喷射到气缸内。因喷油器直接安装在发动机缸盖上，其本身必须能够承受燃气产生的高温、高压且受到发动机结构制约，目前这种型式的应用尚较少。2）进气管喷射该喷射方式是目前普遍采用的喷射方式。根据喷油器和安装位置的不同又可分为两种：一种是在进气管的集合部有12个喷油器的单点节气门体喷射方式；另一种是在各气缸的进气歧管上各安装有一个喷油器的多点喷射方式。对于节气门体喷射，由于采用的喷油器少，易于实现计算机控制，成本比多点喷射方式低，但存在各缸燃料分配不均和供油滞后等缺点。与缸内喷射比较，喷油器不受缸内高温、高压的直接影响，喷油器的设计和发动机结构的改动都简单些。 4按进气量的检测方式分类1）直接式检测方式该方式是由空气流量计直接测量进入歧管的空气量，这种方式也称为质量控制型，K型和L型汽油喷射系统均属于这种类型。2）间接式检测方式该方式不是直接检测空气量，而是根据发动机转速及其它参数，推算出吸入的空气量，现在采用的有两种方式：一种是根据进气管压力和发动机转速，推算出吸入的空气量，并计算适量的燃料量的速度密度，这种方式也称为速度密度控制型，例如D型汽油喷射系统。这种控制方式因受进气管内空气压力波动的影响。进气量的测量精度不高，但是其进气阻力小，充气效率高。另一种是根据测量节气门开度和发动机转速，推算吸入的空气量，并计算燃料量的节流速度，这种方式也称为节流速度控制型。这种方式由于空气量与节气门开度和发动机转速之间的换算关系很复杂，不易测量吸入的空气量，所以现在已不采用，只有某些赛车中才能见到。5按喷射时序分类汽油喷射系统按喷射时序可分为同时喷射、顺序喷射和分组喷射。如图6-5所示，同时喷射是指发动机在运转期间，各缸喷油器同时开启且同时关闭，由于ECU的同一个喷油指令控制所有的喷油器同时工作。顺序喷射是指喷油器按发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射，ECU根据曲轴位置传感器提供的信号，辨识各缸的进气行程，适时发出各缸的喷油脉冲信号（喷射正时信号）以实现顺序喷射的功能。分组喷射是将喷油器分成两组交替喷射，ECU发出两路喷油指令，每路指令控制一组喷油器。6按结构分类按喷射系统的结构可分为机械控制式和电子控制式两种。这种分类方法运用较广，机械式汽油喷射系统早在五六十年代就运用于汽车上，其空气计量器与汽油分配器组合在一起，空气计量器检测空气流量的大小后，靠连接杆传动操纵汽油分配器的柱塞动作，以汽油计量槽开度的大小控制喷油量，以达到控制混合气空燃比的目的。如Bosch公司的KJetronic系统即属此类。机电结合式汽油喷射系统是在机械式汽油喷射系统的基础上加以改进的产品，它与机械式汽油喷射系统的主要区别在于：在汽油分配器上安装了一个由ECU控制的电液式压差调节器，ECU根据冷却液温度、节气门位置等传感器的输入信号控制电液式压差调节器动作，通过改变汽油分配器汽油计量槽进出口油压差，以调节汽油供给量，达到对不同工况混合气空燃比修正的目的。如Bosch公司的KEJetronic系统即属此类。电控式汽油喷射系统在二十世纪六、七十年代大多只控制汽油喷射，二十世纪八十年代开始与点火控制一起构成发动机电子集中控制系统。它根据各种传感器送至ECU的发动机运行状况的信号，由ECU运算后，发出控制喷油量和点火时刻等多种指令，实现了多种机能的控制。如Bosch公司Motronic系统即为发动机电子集中控制系统，其汽油喷射系统为电控式。7按空气量的检测方式分类电控汽油喷射系统按空气量的检测方式可分为歧管压力计量式、叶片式、卡门旋涡式、热线式和热膜式等。歧管压力计量式的电控汽油喷射系统是将歧管绝对压力和转速信号输送到ECU，由ECU根据该信号计算出充气量，再产生与之相对应的喷油脉冲，控制电磁器喷射适量的汽油。Bosch公司DJetronic系统即为歧管压力计量式电控汽油喷射系统。采用叶片式空气流量计和卡门旋涡式空气流量计的电控汽油喷射系统，其空气流量的计量方式均属体积流量型，即通过计量气缸充气的体积量，以控制混合气空燃比在最佳值。Bosch公司将这种类型的电控汽油喷射系统称为LJetronic系统，而Bosch公司与日本几家主要汽车公司协作生产的电控汽油喷射系统，又有各自不同的名称。如日产的EGI系统，丰田的EFI系统和五十铃的ECGI系统均为Bosch公司LJetronic系统的派生。由于电控汽油喷射系统采用体积流量型的空气计量方式时，需要考虑大气压力的修正问题，且叶片式空气流量计体积大，不便于安装，以及加速响应慢等缺点。致使以质量流量型的空气流量计量方法，即热线式和热膜式空气流量计很快诞生。采用这种方法计量空气的电控汽油喷射系统，是直接测量进入气缸内空气的质量，将该空气的质量换成是信号，输送给ECU，由ECU根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量，以控制混合气的空燃比在最佳值。如Bosch公司的LHJetronic系统为热线式电控汽油喷射系统，GM公司的SFI系统为热膜式电控汽油喷射系统。第一，也是最根本和最终的途径，改变汽车的动力。如开发电动汽车及代用燃料汽车。此途径使汽车根本不产生或只产生很少的污染气体。第二，改善现有的汽车动力装置和燃油质量。采用设计优良的发动机、改善燃烧室结构、采用新材料、提高燃油质量等都能使汽车排气污染减少，但是不能达到“零排放”。第三，也是目前广泛采用的适用于大量在用车和新车的净化技术。是采用一些先进的机外净化技术对汽车产生的废气进行净化以减少污染，此途径也不能达到“零污染”。机外净化技术就是在汽车的排气系统中安装各种净化装置，采用物理的、化学的方法减少排气中的污染物。可分为催化器、热反应器和过滤收集器等两类。前者多用于汽油机汽车，后者多用于柴油机汽车。汽车尾气净化催化剂是控制汽车排放，减少汽车污染的最有效的手段。主要用贵金属作催化剂和稀土汽车尾气净化催化剂。贵金属催化剂主要选用铂、钯等作催化剂，具有活性高、寿命长、净化效果好等优点而很具实用性。可由于这些贵金属价格昂贵，因此很难广泛推广。稀土汽车尾气净化催化剂是采用稀土、碱土金属和一些贱金属制备的催化剂。也有用稀土加少量贵金属制备的催化剂。其特点是价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长。因此在汽车尾气净化领域备受青睐。稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主，其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈的氧化还原特性，有效地控制排放尾气的组分，能在还原气氛中供氧，或在氧化气氛中耗氧。二氧化铈还在贵金属气氛中起稳定作用，以保持催化剂较高的催化活性。由于欧洲、美国和日本等发达国家对汽车尾气排放控制较早也较严格，因此，他们所用的汽车尾气净化催化剂较广泛。目前主要是三元催化剂。这种催化剂即有使HC和CO氧化H2O和CO2的氧化剂，也有使NOx还原成N2的还原剂。这样就能起到很好的净化作用。而这种三元催化剂又少不了稀土元素。据有资料报道，世界汽车尾气净化催化剂市场的需求量以每年7%的速度在不断增长。因此可以看出稀土在汽车尾气净化催化剂中用量的可观性。1995年美国在汽车尾气净化催化剂领域的稀土用量达11000吨(按氧化物计)，占美国1995年稀土总消费量的44%，1996年日本用于催化剂领域的氧化铈也达1500吨，而我国在这一领域的应用可以说是空白。发展汽车电子产业对节约能源，改善环境，提高汽车安全性，增强国防力量也具有重要意义。目前我国汽车电子的专业研究人员很少，对引进国外技术的消化理解不够，仅停留在应用水平上，这将大大限制我们民族工业的发展。汽车工业是国民经济发展的支柱产业，各种国内名牌轿车的成功体现了引进国外先进技术为汽车工业的发展注入的生机和活力，使我们可以在消化吸收先进科技成果的同时，发展我们自己的科技力量，以尽早赶超世界先进水平，这是汽车工业能够腾飞的必由之路。发动机系统中传感器、执行器、相关的燃料供给设备与电控单元ECU Electronic Control Unit以及其中进行发动机管理的软件构成了发动机管理系统。其中ECU硬件为发动机管理系统的基础，对发动机的工作过程进行管理的软件则是发动机管理系统的核心。坚持自主开发的意义 在中国经济保持快速、稳定发展的环境下，我国的汽车产业迎来了一个新的发展阶段，中国己经成为全球第三大汽车制造国。2006 年，中国汽车产量为 728 万辆，比上年增长 27.6，已超过德国，仅次于美国、日本，居世界第三位。2007 年中国汽车产量有望突破 800 万辆。从今年到 2010 年之间， 到中国汽车工业预计将保持每年两位数的增长速度， 2010 年，中国汽车总产量将达到 8001000 万辆。 因此各公司不遗余力地扩大生产，在与外国合资生产的同时，大力开发自主品牌车，力图尽快抢占更大市场份额。但是，目前表面很红火的汽车工业很大一部分采取合资形式，实际上是在给外国企业做“嫁妆”。因为凡是涉及到电子零部件等高附加值的产品都由国外进口，换句话说就是，钱都进了外国人的口袋。 汽车电子化的程度逐年增加，被认为是汽车技术发展过程中的一次革命。汽车已经进入崭新的电子控制时代，汽车的电子化程度也已被看作衡量 ×××××（标题用小四号黑体，其它文字用小四宋体）××××××××××××××××××××××结论：当今时代， 汽车工业已成为一个国家工业发展的支柱产业， 汽车技术己成为一个国家工业技术水平 的标志，在我国尤为明显。汽车的电子化程度也已被看作衡量一个国家汽车工业水平的重要标志。加之人们对汽车安全、舒适、便捷、安全的追求，对汽车的性能提出了更高的要求。使用传统的机 械办法已经不能使汽车的性能进一步得到明显的改善和提高。本文主要介绍汽油机电控燃油喷射系统的类型，控制原理，及其现状等内容。电控燃油喷射系统在汽车领域上的应用与使用化油器相比，使用电控汽油喷射技术可以较大幅度的改善发动机的尾气排放，在不使用排气后处理装置的情况下，使其达到欧洲排放标准，发动机的经济性、低速扭矩特性有明显的改善，动力性比原来略有改善。要随着排放法规的日益加严和市场对汽车性能、 节能等要求的不断提高， 发动机电控技 术得到越来越广泛和深入地发展。 作为汽车电子核心技术之一， 发动机电控系统软硬件技 术及其自主创新研究和开发，对于我国汽车工业的发展具有非常重要的现实意义。目前，各类汽车上所采用的电控汽油喷射系统在结构上往往有较大的差别，在控制原理及工作过程方面也各具特点。到目前为止，欧美日等主要汽车生产大国的轿车燃油供给系统，95%以上安装了燃油喷射装置。从99年1月1日起只有采用电子控制汽油喷射装置的轿车才能准予在北京市场上销售。可见电子控制汽油喷射系统在汽车发展的道路上有多么重要的意义。×（小四宋体）××××××××××××××××××××××××××××××××××××参考文献： 1 李盛成，车用发动机电控单元的开发D;吉林大学;2005年(期数).2 张利芳. 汽油机电子控制单元喷油系统设计D;太原理工大学;2003年3 陈华;发动机燃油单点喷射电子控制系统研究D;四川大学;2002年4 李静,李幼德,赵健,宋大凤;汽车电子控制系统快速开发J;汽车工程;2005年04期×××（五号宋体，10篇以上；其中外文文献至少1篇, 五号Times New Romar）××××××××××5姜卓,段晖辉,卓斌;汽油机新电控单元MICS1.0 ECU的喷油控制J;车用发动机;1999年06期 6 清华大学汽车工程系教授 袁大宏;自主开发汽油发动机电控燃油喷射系统N;中国电子报;2004年 陈喆;基于实时操作系统的汽油机电子控制系统研究D;吉林大学;2007年曾科 黄佐华.汽油机电子控制燃油喷射系统的研究J.西安交通大学学报,:.1. 李志刚 汽车燃油喷射系统电子控制器软件研究 学位论文 硕士2006 2. 李晶 电子控制燃油喷射系统硬件设计的研究 学位论文 硕士2006 3. 王桢 电子控制燃油喷射系统的故障诊断研究 学位论文 硕士2006 4. 沈秀娟 电子控制燃油喷射系统的模拟仿真研究 学位论文 硕士20055. 邹华;电控汽油机控制策略分析与研究D;武汉理工大学;2005年（说明：以上所有红色、蓝色文字仅供参考，学生在写作论文时请保留字体、字号，改写或删除掉文字，黑色文字请保留。每一页的上方(天头)和左侧(订口)分别留边25mm，下方(地脚)和右侧(切口)应分别留边20mm，页眉和页脚为0。论文题目使用黑体三号字，小标题使用黑体小四号字，正文使用宋体小四号字；首行缩进2个字符，行距为单倍行距，段前段后为0.5行，字符间距为标准。国家一级二级三级排放标准 根据车型一类 座位数，=6 重量 。2二类 轻型 载重量 =1,5吨 三类 大重型火车和客车 过三排放 国医03-04年05 国奥标准 057-12年071-6年 -10 1-6