图解汽车发动机电控系统维修最新章节_贺行洋、秦景燕等编著著

第二节
熟悉发动机电控系统的组成

发动机电控系统有很多种形式，但其基本组成大致相同，一般都由三个子系统组成，即空气供给系统、燃油供给系统和控制系统，如图2-14所示。

图2-14　发动机电控系统的组成

一、空气供给系统

空气供给系统的功用是为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的进气量。该系统的工作原理如图2-15所示。

图2-15　空气供给系统的组成

在发动机工作时，空气经空气滤清器过滤后，通过空气流量计（L型）、节气门体进入进气总管，再通过进气歧管分配给各个气缸。节气门体中设有节气门，用以控制进入发动机的空气量，从而控制发动机的输出功率（负荷）。在节气门体的外部或内部设有与主进气道并联的旁通怠速进气通道，并由怠速控制阀控制怠速时的进气量。

如图2-15（a）所示，在L型发动机电控系统中，流经怠速控制阀的空气首先经过空气流量计进行测量；如图2-15（b）所示，在D型发动机电控系统中，进气管绝对压力传感器测量的是进气管内的绝对压力，流经怠速控制阀的空气也在检测范围内。怠速控制阀由ECU直接控制。

二、燃油供给系统

燃油供给系统的功用是给喷油器提供一定压力的燃油，喷油器则根据发动机电控单元的指令进行喷油。

燃油供给系统由油轨、燃油压力调节器、喷油器、燃油滤清器、进油管、回油管、电动燃油泵、油箱等组成，燃油供给系统组成框图如图2-16所示，组成示意如图2-17所示。电动燃油泵将汽油自油箱内吸出，经燃油滤清器过滤后，由压力调节器对燃油压力进行调节，通过输油管（也称油轨）输送给喷油器，喷油器根据发动机电控单元的指令向进气管喷油。燃油泵供给的多余汽油经回油管流回油箱（有些车型采用无回油管燃油系统）。

图2-16　燃油供给系统组成框图

图2-17　燃油供给系统组成示意

1—油轨；2—燃油压力调节器；3—喷油器；4—燃油滤清器；5—进油管；6—回油管；7—内置电动燃油泵的油箱

燃油泵一般装在油箱内，喷油器由发动机电控单元控制。压力调节器通过控制回油量来调节输油管内的燃油压力，以保证喷油器的喷油压差保持恒定。

三、控制系统

电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统来完成的，其主要功能是控制进气量与喷油量的空燃比、喷油时刻与点火时刻，除此之外，还控制发动机的冷、热车起动和怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆燃、电动燃油泵、故障自诊断以及给其他电控系统发送状态信号等功能。其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。

发动机电控系统由传感器、电控（控制）单元和执行器三部分组成，如图2-18所示。

图2-18　发动机电控系统

在发动机电控系统中，喷油量控制是最基本的也是最重要的控制内容，其控制原理如图2-19所示。发动机电控单元根据空气流量信号和发动机转速信号确定基本的喷油时间（即喷油量），再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器、水温传感器等）对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油（通电）或断油（断电）。

图2-19　控制系统的工作原理

1 传感器

传感器是电控系统中的信号输入装置，其功用是采集控制系统所需的信息，并将其转换成电信号通过线路输送给ECU。

发动机电控系统使用很多传感器，常见的传感器主要有以下几种。

① 空气流量传感器（英文缩写为MAFS，也称空气流量计）。空气流量传感器实物如图2-20所示。

图2-20　空气流量传感器实物

小提示

◆在L型电控燃油喷射系统中，由空气流量传感器测量发动机的进气量，并将其转换成电信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。

空气流量传感器一般安装在发动机进气管上，在节气门体与空气滤清器之间，如图2-21所示。

图2-21　空气流量传感器的安装位置

图2-22　进气管绝对压力传感器实物

② 进气管绝对压力传感器（英文缩写为MAPS）。进气管绝对压力传感器实物如图2-22所示。

小提示

◆在D型电控燃油喷射系统中，由进气管绝对压力传感器测量进气管内气体的绝对压力，并将其转换成电信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。

进气管绝对压力传感器一般安装在节气门体后方的进气管上，如图2-23所示。

③ 节气门位置传感器（英文缩写为TPS）。节气门位置传感器实物如图2-24所示。节气门位置传感器可以检测节气门的开度及开度变化，如全关（怠速）、全开及节气门开闭的速率（单位时间内开闭的角度）信号，此信号输入ECU，用于燃油喷射控制及其他辅助控制，实现加速加油、减速减油或减速断油控制。

图2-23　进气管绝对压力传感器安装位置

图2-24　节气门位置传感器实物

如图2-25所示，节气门位置传感器安装在节气门体上，通常在节气门拉线（如有拉线）对面，是一个和节气门轴连接在一起的滑动变阻器。

图2-25　节气门位置传感器安装位置

④ 曲轴位置传感器（英文缩写为CKPS，也称发动机转速传感器）　曲轴位置传感器实物如图2-26所示。

图2-26　曲轴位置传感器实物

小提示

◆曲轴位置传感器用来检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号。

曲轴位置传感器通常安装在曲轴前端、凸轮轴前端、飞轮上或分电器内。图2-27所示为曲轴位置传感器安装在飞轮处。

图2-27　曲轴位置传感器安装位置（在飞轮处）

1—曲轴位置传感器；2—飞轮

⑤ 凸轮轴位置传感器（英文缩写为CMPS，也称判缸传感器）。凸轮轴位置传感器实物如图2-28所示。

图2-28　凸轮轴位置传感器实物

小提示

◆凸轮轴位置传感器给ECU提供曲轴转角基准位置信号（G信号），作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号。

凸轮轴位置传感器通常安装在分电器内（如有分电器）或凸轮轴上。图2-29所示为凸轮轴位置传感器安装在凸轮轴上。

⑥ 进气温度传感器（英文缩写为IATS）。进气温度传感器实物如图2-30所示。进气温度传感器给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

图2-29　凸轮轴位置传感器安装位置

图2-30　进气温度传感器实物

进气温度传感器可独立装于进气的气路中，或与空气流量传感器、进气压力传感器组成一体，安装在节气门体前或节气门体后。图2-31所示为进气温度传感器安装在进气管上。

⑦ 冷却液温度传感器（英文缩写为ECTS）。冷却液温度传感器实物如图2-32所示。冷却液温度传感器给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。冷却液温度传感器信号也是其他控制系统（如怠速控制和废气再循环控制等）的控制信号。

图2-31　进气温度传感器安装位置

图2-32　冷却液温度传感器实物

冷却液温度传感器安装在发动机缸体、缸盖冷却液的通道上，如图2-33所示。

⑧ 爆燃传感器（英文缩写为KS，也称爆震传感器）。爆燃传感器实物如图2-34所示。爆燃传感器检测汽油机是否爆燃及爆燃强度，将此信号输入ECU，作为点火正时控制的修正（反馈）信号。

图2-33　冷却液温度传感器安装位置

图2-34　爆燃传感器实物

爆燃传感器通常安装在发动机气缸体中上部或火花塞上，如图2-35所示。

图2-35　爆燃传感器安装位置

⑨ 氧传感器（英文缩写为O ₂ S）。氧传感器实物如图2-36所示。氧传感器检测排气中的氧含量，向ECU输送空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。

氧传感器通常安装在发动机排气管上，如图2-37所示。

图2-36　氧传感器实物

图2-37　氧传感器安装位置

2 发动机电控单元

发动机电控单元也称电脑、微机、控制单元等，英文缩写为ECU，它是一种综合控制电子装置，其功用是储存该车型的特征参数和运算中所需的有关数据信息；给各传感器提供参考（基准）电压，接受传感器或其他装置输入的电信号，并对所接受的信号进行存储、计算和分析处理，根据计算和分析的结果向执行元件发出指令，或根据指令输出自身已存储的信息；有自我修正功能等。

发动机电控单元如图2-38所示。