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项目三 电控燃油喷射系统
任务一 电控燃油喷射系统的概述
任务二 燃油供给系统
任务三 空气供给系统
任务四 电子控制系统
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任务一 发动机总体构造
一、汽油机电控燃油喷射系统的优点
1. 能实现空燃比的精确控制
（1）采用多点喷射（MPI）独立向各缸喷油，使各缸空燃比偏差减小。
（2）通过闭环控制系统中的氧传感器反馈机能，可进一步精确控制空燃比。
（3）在汽车运行地区的气压、气温、空气密度发生变化或加速行驶过渡运行阶段时，空燃比均可及时地得到适当修正。
（4）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。
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任务一 发动机总体构造
2. 充气效率高
在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，进气压力损失小。只要合理设计进气管道，就可充分利用吸入空气的惯性增压作用，增大充气量，提高输出功率，增加发动机的动力。
3. 瞬时响应快
当汽车处于加减速行驶的过渡运行阶段时，空燃比控制系统能够迅速响应，使汽车加减速反应灵敏：当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度变化，可以进行快速的空燃比修正。
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任务一 发动机总体构造
4. 起动容易
在发动机起动时，可以用 ECU 计算出起动供油量，并且能使发动机顺利经过暖机运转。
5. 节油和排放净化效果明显
能提供各种运行工况下最适当的混合气空燃比，且燃油雾化好，各缸分配均匀，使燃烧效率提高，有害气体排放量降低。
6. 减速、限速断油功能
能降低废气排放量，节省燃油。减速时，节气门关闭，发动机仍以高速运转，进入气缸的空气量减少，进气歧管内的真空度增大。此时，在化油器系统中，附于进气歧管壁面的汽油由于歧管内真空度急骤升高而蒸发后进入气缸，使混合气变浓，燃烧不完全，排气中 HC的含量增加。
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7. 便于安装
电控燃油喷射系统大致上是由空气系统、燃油系统和控制系统组成的，它是不存在机械驱动等问题的分散型系统，有利于在发动机上安装。一般而言，与传统的化油器发动机相比，装有电控燃油喷射系统的发动机功率可提高 5%～10%，燃料消耗降低 5%～25%，废气排放量减少 20%。由于转矩特性的明显改善，瞬时响应快，汽车的加速性能大大提高；怠速平稳，冷起动更容易，暖机更迅速。但存在价格偏高、维修要求高等缺点。
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二、电控燃油喷射系统的分类
汽油喷射系统按控制方式可分为机械式汽油喷射系统（K 型）、机电结合式汽油喷射系统（KE 型）、电控汽油喷射系统（E 型）。K 型，即汽油的计量通过机械与液力传动实现，直接测量空气流量，其燃油连续地与发动机吸入的空气量成比例的计量，实现对混合气空燃比的控制；KE 型是 K 型的改进型，KE 型安装了计算机，该系统可直接测量空气量、连续喷射燃油（每秒钟可自动喷射 2 000 次）；E 型，即汽油的计量由电控单元控制喷油器来实现。
下面主要介绍电控燃油喷射系统。
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任务一 发动机总体构造
（一）按汽油喷射方式分类
1. 连续喷射
连续喷射是喷油器稳定连续地喷油，其流量正比于进入气缸的空气量。从原理上讲，连续喷射仅限于进气管喷射的情况，其特点是结构简单、喷油易于实现。连续喷射方式主要用于 BOSCH 公司的 KE 型和 K 型机械式燃油喷射装置中。
2. 间断喷射
间断喷射是指在每个喷射周期都有一个固定的喷射持续期和间歇期，喷油量由喷油持续期直接控制。它在电控汽油喷射系统中得到了广泛应用。间断喷射又可分为与发动机转速同步的同步喷射和与发动机转速不同步的异步喷射，同步喷射还可分为同时喷射、顺序喷射和分组喷射 3 种，如图 2-3-1 所示。图 2-3-2 所示为同步喷射的喷油时刻（四缸发动机）。
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（1）同时喷射。
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，由电子控制器的同一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作。
（2）顺序喷射。
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，它具有喷油正时、由控制器根据曲轴位置传感器提供的信号辨别各缸进气行程、适时发出各缸的喷油脉冲信号等功能，以实现顺序喷射的功能。
（3）分组喷射。
分组喷射是将喷油器分成两组交替喷射，控制器发出两路喷油指令，每路指令控制一组喷油器。
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（二）按空气流量的测量方式不同分类
按空气流量的测量方式，电子控制汽油喷射系统可分为速度密度控制型、质量流量控制型和节流速度控制型等形式。
1. 速度密度控制型 （D 型 EFI 系统 ）
它是通过检测进气歧管（真空度）和发动机的转速，推算发动机吸入的进气量，并计算燃油流量的速度密度控制方式。“D”是德文“压力”一词的第一个字母。D 型系统是最早的、典型的多点压力感应式喷射系统。美国的通用、福特和克莱斯勒，日本的丰田、本田、铃木和大发等主要汽车公司，都有类似的产品。由于空气在进气管内存在压力波动，故该方法的测量精度稍差，并且响应性较慢。
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2. 质量流量控制型 （L 型 EFI 系统 ）
这种方式用空气流量传感器直接测量发动机吸入的空气量，其测量的准确程度高于D型，故可更精确地控制空燃比。
3. 节流速度控制型
节流速度控制型喷射系统利用节气门的开度和发动机的转速，推算每一循环吸入发动机的空气量，根据推算出的空气量计算汽油喷射量。由于是直接测量节气门开度的角位移，所以过渡响应性能好。它在竞赛汽车中得以应用，有些 Mono（单点喷射）系统也采用该方式。但是，由于吸入的空气量与节气门开度和发动机转速的关系是一个复杂的函数关系，所以不容易准确测定吸入的空气量。
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（三）按汽油喷射部位不同分类
1. 缸内直喷
缸内直喷式，即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所产生的高温、高压，且受到发动机结构制约。随着技术的进步，这种喷射方式应用的越来越多。
2. 进气管喷射
进气管喷射方式是目前普遍采用的喷射方式。根据喷油器数量和安装位置的不同其又可分为两种：一种是在进气总管的节气门上方装有 l～2 个喷油器的单点节气门体喷射方式，也称为单点喷射方式（SPI），如图 2-3-3（a）所示；另一种是在各缸的进气歧管上分别装有一个喷油器的多点喷射方式（MPI），如图 2-3-3（b）所示。
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（四）按系统有无反馈信号分类
按系统有无反馈信号可分为开环控制和闭环控制，如图 2-3-4 所示。
三、电控燃油喷射系统的组成
（1）电控燃油喷射系统按结构可分为控制装置（电脑）、传感器和执行器。
（2）电控燃油喷射系统按工作原理分为燃油供给系统、空气供给系统和电子控制系统几部分，如图 2-3-5 所示。
（一）进气系统
进气系统的作用是测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量，以控制发动机输出的功率。进气系统的组成及流程如图 2-3-6 所示。
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（二）燃油供给系统
燃油供给系统的功用：用电动汽油泵向喷油器提供足够压力的汽油，喷油器根据来自电子控制器（ECU）的控制信号，向进气歧管内进气门上方喷射定量的汽油。燃油供给系统的组成和流程如图 2-3-7 所示。
（三）电子控制系统
电子控制系统的功用如下：
（1） 根据各传感器输送来的信号，决定喷油量以获得最佳的空燃比。
（2） 根据转速、进气歧管绝对压力、水温等传感器输送来的信号，决定最佳点火提前角。
（3） 检测各传感器的故障，并将故障内容储存和输出，同时使仪表板上的故障指示灯发亮。
电子控制系统的工作示意图如图 2-3-8 所示。
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四、工作原理
电控燃油喷射系统以 ECU 为控制中心，利用多种传感器测出发动机的各种工作参数，以空气流量和发动机转速为控制的基础参数，再以其他参数进行修正，对喷油量、喷油时刻、点火时刻、怠速空气供给等进行精确控制，以保证发动机在任何工况下都能获得最佳浓度的混合气。
五、汽油机电控燃油喷射系统（EFI）的控制功能
20 世纪 80 年代后，大部分发动机用的电子控制单元除了控制汽油喷射之外，同时还可以进行点火控制、怠速控制、转速控制及其他控制，其所用的传感器的各项功能公用，从而使整个控制系统结构简化。电控燃油喷射系统有以下控制功能。
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（一）喷油时间的控制
电磁喷油器的喷油量取决于电磁阀打开的时间，即控制单元提供的喷油脉冲信号宽度（简称为喷油脉宽）。
燃油喷射时间=基本燃油喷射时间+校正喷射时间
基本燃油喷射时间通过进入的空气量和发动机转速确定。图 2-3-9 给出了一个发动机的负荷 P、转速 n 和空燃比 λ 的关系图，也称作“图谱”，这张图谱以数字方式存储在控制单元的只读存储器中，用于确定脉冲宽度。在图 2-3-9 中，箭头指向负荷、转速和空燃比增加的方向，曲线的交叉点即代表期望的空燃比相对值。
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（二）各种校正信号
1. 起动加浓
起动时的喷油量不能根据进入的空气量来计算，因为在起动时发动机转速较低，而进入的空气量的变化较大。起动时的燃油喷射时间根据冷却液温度来决定。发动机温度越低，燃油的雾化性越差，需增加喷射时间来得到较浓的混合气。起动加浓如图 2-3-10 所示。
2. 预热加浓
发动机 ECU 在冷机时，因为燃油不容易雾化，所以需要增加燃油的喷油量，即增加燃油喷射时间，来获得较浓的混合气，从而达到较好的行车性。预热加浓的最大校正量是常温下的两倍，如图 2-3-11 所示。
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3. 空燃比反馈校正
当发动机负荷或发动机转速没有较大的波动，如发动机预热后的怠速以恒定速度行驶时，常根据气缸内进入空气量的多少而供给燃油量（接近理论的空燃比值），并使用氧传感器进行反馈控制。
发动机 ECU 决定了基本的喷射时间，以达到理论上的空燃比值。但是要与发动机的实际工作条件保持一致，便有可能出现实际空燃比稍微偏离理论值的情况。因此，需根据氧传感器检测的混合气体中的氧气浓度值，来确定在此时的燃油喷射时间是否达到了空燃比的理论值。如果发动机 ECU 从氧传感器的信号中断定空燃比高于理论值，则会减少喷射时间产生较稀的混合气；如果发动机 ECU 从氧传感器的信号中断定空燃比低于理论值，则会增加喷射时间产生较浓的混合气。反馈控制操作通过重复进行较小的校正，使空燃比保持在理论值附近，又称为闭环控制，如图 2-3-12 所示。
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任务一 发动机总体构造
4. 加速加浓
突然加速时，空燃比变小，特别是在加速的开始阶段。因为当踩下加速器踏板开始加速时，根据进入的空气量而增加喷油量，会出现燃油供应滞后于进入气缸内空气快速变化量的情况。因此，需延长燃油喷射时间，以防止空气和燃油混合气偏稀。加速加浓的大小取决于节气门开启角度的变化速度。加速校正在加速开始阶段会大量增加，增加到上限值后又会逐渐减小。此外，加速越快，燃油喷油量的增加越大。加速加浓如图 2-3-13 所示。
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任务一 发动机总体构造
5. 燃油切断
在减速过程中，为了减少有害气体的排放和增强发动机的制动效果，根据减速的具体条件可停止喷油，即燃油切断。减速状态取决于节气门的开度和发动机转速，当节气门关闭及发动机转速较高时，发动机 ECU 就断定车辆在减速。当发动机转速超过预定值并且节气门关闭时，燃油切断控制工作。当发动机转速低于预定值或节气门开启时，燃油喷射将重新开始。燃油切断如图 2-3-14 所示。
6. 功率加浓
发动机在高负荷情况下，比如爬陡峭的山路时，很难使吸进的空气和喷射的燃油充分混合。燃烧时，进气空气并非全部被使用，一些进气空气将被残留。因此，燃烧过程中就需要喷射比理论空燃比多的燃油以使空气充分燃烧而增加功率。功率加浓如图 2-3-15 所示。
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7. 进气温度校正
空气密度随空气温度的变化而变化，因此需要根据进入气缸中的空气温度来增加或减少燃油的量。发动机 ECU 将空气温度标准值设定为 20 ℃，当空气温度高于或低于标准值时，就会确定一个校正量。进气温度低，密度增加，因而校正量也增加；进气温度高，密度降低，因而校正量也减少。校正量一般增加或减少接近 10%。进气温度校正如图 2-3-16 所示。
8. 电压校正
发动机 ECU 把喷射信号传给喷油器的时间和喷油器实际喷射燃油的时间之间存在着时间延迟，这个延迟时间用于打开喷油器电磁阀。若蓄电池电压严重降低，则延迟时间较长，即喷油器喷射时间较发动机 ECU 计算的喷射时间短，这时混合气偏稀。因此，发动机 ECU 将根据蓄电池电压的降低而延长喷射时间以进行调节，如图 2-3-17 所示。
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任务一 发动机总体构造
（三）喷油正时控制
在多数发动机中，其喷油正时是不变的。但在电子控制间歇喷射系统中采用顺序喷射时，电子控制单元还要有燃油喷射系统的气缸辨别信号，以根据发动机各缸的点火顺序和随发动机工况的不同而将喷油正时控制在最佳时刻。
（四）减速断油控制
汽车减速行驶时，驾驶员松开加速踏板，节气门关闭，此时电子控制单元会断开燃油喷射控制电路，停止喷油以降低排放和燃油消耗。
（五）限速断油控制
当发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，电子控制单元将会在发动机临界转速或减速时断开燃油喷射控制电路，以停止喷油，防止超速。
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任务一 发动机总体构造
（六）溢油消除控制
若将加速踏板踩到底，系统将进行断油控制。
（七）冷启动喷油器喷油时间控制
为了提高低温时发动机的起动性能，有的汽车在进气总管上安装了一个冷起动喷油器，其喷油时间由热限时开关控制，或由电子控制单元和热限时开关同时控制，也可由电子控制单元单独控制。不过，大部分汽车现已取消了冷起动喷油器。
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任务一 发动机总体构造
（八）燃油泵的控制
在装有电控燃油喷射系统的汽车上，电子控制单元对油泵的控制有两种形式：一种是当点火开关打开后电子控制单元指令汽油泵运转 2～3 s，以产生必需的油压，若发动机没起动，电子控制单元控制汽油泵正常工作；另一种形式是只有发动机运转时，油泵才工作。
（九）汽油泵泵油量的控制
多数发动机例如丰田 7M-GE、7M-GTE，其油泵的泵油量是随发动机负荷的变化而变化的，即当发动机在起动、高转速、大负荷工况时，油泵提高转速以增加泵油量；当发动机在低转速、中小负荷工作时，油泵低速运转，以减少电能消耗和油泵的磨损。
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任务二 燃油供给系统
一、燃油供给系统的作用与组成
燃油供给系统的作用是根据 ECU 的驱动信号，以恒定的压差将一定数量的燃油喷入进气歧管（或气缸），向发动机供给各种工况下所需的燃油量，其组成如图 2-3-18 所示。
二、燃油供给装置的工作过程
在电控燃油喷射系统（EFI）中，汽油由电动汽油泵从油箱泵出并加压，经过汽油滤清器滤清，在汽油压力调节器的作用下，使油压与进气歧管内气压保持恒定差值，然后由输油管配送给各个喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据 ECU 的指令，把适量的汽油喷入进气歧管（或气缸），如图 2-3-19 所示。
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任务二 燃油供给系统
三、燃油供给系统的组成元件的构造
（一）电动燃油泵
电动燃油泵是汽车发动机电子汽油喷射系统中的一个重要部件，其功能是将汽油从油箱里吸出，加压后经喷油器供给发动机。因此，电动燃油泵技术状况的好坏，将直接影响到汽油喷射系统的正常运转和喷油质量。
（1）滚柱式电动燃油泵。
滚柱式电动燃油泵的最大泵油压力可达 400 kPa 以上。如由于滤清器堵塞而造成油泵出口端油压过高，则可自动顶开设在出口侧的限压阀，使一部分燃油回到油口一侧，以保护电动燃油泵不被损坏。滚柱式电动燃油泵的结构和工作原理示意图如图 2-3-20 所示。
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任务二 燃油供给系统
（2）涡轮式电动燃油泵。
① 结构。
对于内装式即设置在燃油箱中的电动燃油泵，由于其生热件和摩擦副是靠流动的汽油来冷却和润滑的。因此，汽车绝对不可在油箱缺油的情况下继续行驶，否则会使电动燃油泵损坏。涡轮式电动燃油泵的结构与滚柱式电动汽油泵大体相似，所不同的只是转子部分。平板涡轮式电动燃油泵的转子不是圆柱形，而是一块圆形平板，并在其外缘上开有小槽，以形成均匀分布的叶片，如图 2-3-21 所示。单向阀的设置是为了在汽油泵停止工作时密封油路，使燃油供给系统保持一定残压，便于发动机下一次起动。减压阀是一种安全保护装置，当汽油泵输出油压大于 400 kPa 时，此阀打开，高压汽油流到进油室，燃油在泵和电动机内部循环，防止管路内油压过高。
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任务二 燃油供给系统
② 工作过程。
工作时，电动机带动油泵运转，转子外缘上小槽内燃油随转子一起旋转，在离心力的作用下，油泵出口处压力增大，进口处出现真空，从而使燃油从进口处被吸入并由出口处泵出。
③ 特点。
涡轮式电动燃油泵的最大泵油压力可达 600 kPa。其优点是油压脉动小，无噪声，磨损小，使用寿命长等。
（二）燃油滤清器
燃油滤清器安装在燃油泵之后的高压油路中，其功用是滤除燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损，以保证发动机正常工作。
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任务二 燃油供给系统
在电控燃油喷射式发动机的燃油供给系统中，一般采用的都是纸质滤芯和一次性的燃油滤清器。燃油滤清器的结构如图 2-3-22 所示，燃油从入口进入滤清器，经过壳体内的滤芯过滤后，清洁的燃油从出口流出。一般汽车每行驶 20 000～40 000 km 或 1～2 年，应更换一次燃油滤清器。更换燃油滤清器时，应首先释放燃油系统压力，并注意燃油滤清器壳体上的箭头标记为燃油流动方向。
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任务二 燃油供给系统
（三）脉动阻尼减震器
在部分电控燃油喷射式发动机的燃油供给系统中，输油管的一端装有脉动阻尼器，其功用是衰减喷油器喷油时引起的燃油压力脉动，使燃油系统压力保持稳定。脉动阻尼减震器的结构如图 2-3-23 所示，主要由膜片和膜片弹簧等组成。发动机工作时，燃油经过脉动阻尼减震器膜片下方进入输油管，当燃油压力产生脉动时，膜片弹簧被压缩或伸张，膜片下方的容积略有增大或减小，从而可起到稳定燃油系统压力的作用。同时膜片弹簧的变形可吸收脉动能量，迅速衰减燃油压力的脉动。脉动阻尼减震器一般不会发生故障，当需进行拆卸时，注意应首先释放燃油系统压力。
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任务二 燃油供给系统
（四）燃油压力调节器
喷油器的喷油量取决于喷油器的喷孔截面、喷油时间和喷油压差。在 EFI 系统中，ECU 通过控制喷油器的喷油时间来实现对喷油量的控制。因此，要保证燃油喷射量的精确控制，在喷油器的结构尺寸一定时，必须保持恒定的喷油压差。喷油压差是指，喷油器将燃油喷入进气管内，输油管内燃油压力与进气管内气体压力的差值。而进气管内的气体压力是随发动机转速和负荷的变化而变化的，要保持恒定的喷油压差，必须根据进气管内压力的变化来调节燃油压力。
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任务二 燃油供给系统
燃油压力调节器一般安装在供油总管的末端，结构如图 2-3-24 所示，为膜片式结构，主要由弹簧、阀体、阀门和壳体等构成。油压调节器是一个金属壳体，在壳体上设有油管接头和真空管接头，进油口接头与供油总管连接，回油口接头连接回油管并与油箱相通，真空管接头与节气门至进气歧管之间的真空管连接。中间通过一个卷边的膜片将壳体内腔分成两个小室：一个是弹簧室，内装一个带预紧力的螺旋弹簧作用在膜片上，弹簧室由一真空软管连接至进气歧管；另一个为燃油室，直接通入供油总管。阀体固定在金属膜片上，与阀门之间安装有一个球阀，由球阀弹片托起，球阀与阀体之间设有一个弹力较小的弹簧，使球阀与阀门保持接触。
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任务二 燃油供给系统
（五）喷油器
喷油器是电喷发动机燃油喷射系统的重要部件。其功能是根据发动机电控单元（ECU）发出的控制信号，喷射一定数量和雾化良好的燃油。目前，电喷发动机大多采用电磁式喷油器。
1. 喷油器的类型
电喷发动机的喷油器有多种分类方法。
根据供油位置或供油方式的不同，可分为上部供油式喷油器和下部供油式喷油器；根据其喷油口形式的不同，可分为孔式喷油器和轴针式喷油器；根据其电磁线圈电阻的不同，可分为高电阻式喷油器和低电阻式喷油器，低阻喷油器是指电磁线圈电阻值为 2～3 Ω 的喷油器，高阻喷油器是指电磁线圈电阻值为 3～18 Ω 的喷油器；根据其驱动方式的不同，可分为电流驱动式喷油器和电压驱动式喷油器；根据用途的不同，可分为多点喷射用喷油器和单点喷射用喷油器。
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任务二 燃油供给系统
为了防止产生气阻，单点式喷油器采用了循环供油方式。工作时，新鲜燃油不断流经喷油器内部进行冷却，从而使单点燃油喷射系统具有良好的热启动性。各种类型的喷油器结构如图 2-3-25 所示。
2. 多点电磁式喷油器
多点电磁式喷油器安装在发动机的进气道上，并用燃油分配管将其位置固定。多点电磁式喷油器大多采用上部供油方式。
（1）结构特点。
多点电磁式喷油器主要由阀体、针阀、弹簧、衔铁、电磁线圈、滤网和线束连接器等组成。其结构如图 2-3-25（a）～图 2-3-25（f）所示。
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任务二 燃油供给系统
（2）工作过程。
① 喷油器不工作。
当喷油器不工作（即不喷油）时，多点电磁式喷油器中弹簧将针阀压紧在阀座上，以防止滴油；喷油停止时，弹簧将针阀迅速压回，使喷油器断电干脆。
② 喷油器工作。
工作时，发动机电控单元（ECU）发出控制信号，将喷油器电源电路接通，电磁线圈通电，磁芯（柱塞）在电磁力作用下克服弹簧作用力而升起，并带动与其制成一体的针阀离开阀座，使压力燃油由喷油口呈雾状喷出。
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任务二 燃油供给系统
（3）工作特点。
当喷油器针阀行程、喷油口面积一定，喷油口处环境压力与燃油压力的差值保持恒定时，其喷油量由针阀的开启时间即电磁线圈的通电时间来决定。
对于轴针式喷油器来说，其针阀下部还有一段探入喷口的轴针，如图 2-3-25（b）所示。不喷油时，弹簧将针阀压紧在阀座上，以防止滴漏；停止喷油的瞬间，弹簧使针阀迅速回位，故可以使断油十分干脆。
轴针式喷油器还可使燃油以环状喷出，这样有利于燃油雾化，且由于轴针在喷口中的不断运动也使喷油器不易阻塞。
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任务三 空气供给系统
一、空气供给系统的作用和组成
（一）作用
根据发动机的工作状态提供适量的空气，同时向 ECU 传递此信息，并根据 ECU 的指令完成空气量的调节。
（二）组成
由空气滤清器、空气流量计（或进气歧管压力传感器）、节气门体、节气门位置传感器和进气歧管等组成，如图 2-3-35 所示。
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任务三 空气供给系统
二、空气供给系统的工作原理
（一）质量流量方式空气供给系统（L 型）工作原理
质量流量方式空气供给系统，如图 2-3-35（a）所示。在气缸内进气行程真空吸力的作用下，经空气滤清器过滤的空气，流经空气流量计、节气门体与怠速控制阀、进气总管、进气歧管，然后与喷油器喷出的汽油混合，吸入到气缸内燃烧。通过空气流量计测量进气量，ECU根据进气质量流量和发动机工况所需的空燃比计算汽油的基本喷射量。
（二）速度密度方式空气供给系统（D 型）工作原理
速度密度方式空气供给系统，如图 2-3-35（b）所示。通过进气歧管压力传感器测量进气歧管内的气体压力，然后 ECU 根据该压力和发动机转速计算出发动机每一工作循环吸入的空气质量，并根据进气质量和发动机工况所需的空燃比计算出汽油的基本喷射量。
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任务三 空气供给系统
三、空气供给系统基本元件的构造
（一）空气滤清器
电控燃油喷射发动机装用的空气滤清器一般都是干式纸质滤芯式，它的作用是防止空气中灰尘、杂物等随空气吸入气缸，同时还可以防止发动机回火时火焰传到外面。
其结构原理与普通发动机上的空气滤清器相同。
（二）空气流量计
空气流量计是将吸入的空气量转换成电信号送至电子控制器，作为决定喷油量的基本信号之一，其可分为热线式、热膜式、冀片式和卡门旋涡式空气流量计 4 种型式。
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任务三 空气供给系统
1. 热线式空气流量计
热线式空气流量计的主要元件是热线电阻，可分为热线式和热膜式两种类型，其结构和工作原理基本相同。
热线式空气流量计按其测量元件的安装位置不同，可分为两种：第一种是将热线电阻安装在主进气道中，称为主流测量方式的热线式空气流量计，如图 2-3-36 所示；第二种是将热线安装在旁通气道中，称为旁通测量方式的热线式空气流量计，如图 2-3-37 所示。通常采用旁通测量方式的热线式空气流量计的结构，它与主流测量方式在其结构上的主要区别为：将白金热线和温度补偿电阻（冷线）安装在空气旁通道上。热线和温度补偿电阻是用铂线缠绕在陶瓷绕线管上制成的。
热线式空气流量计的工作原理如图 2-3-38 所示。
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2. 热膜式空气流量计
热膜式空气流量计和热线式空气流量计都属于质量流量型流量计。热膜式空气流量计由美国通用汽车公司研制，被应用在该公司生产的汽车上，如图 2-3-39 所示，其结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同，不同之处在于热线式空气流量计采用铂丝制成的热线电阻，热膜式空气流量计不采用价格昂贵的铂丝热线，而是用热膜代替热线，并将热膜镀在陶瓷片上，制造成本较低，而且测量元件不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性和耐用性，不黏附灰尘。
3. 翼片式空气流量计
翼片式空气流量计又称活门式或叶片式空气流量计，它由翼片部分、电位计部分和接线插头部分组成，如图 2-3-40 所示。
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翼片式空气流量计的工作原理：空气通过空气流量计主通道时，翼片将受到吸入空气气流的压力及回位弹簧的弹力控制，若空气流量增大，则气流压力增大，使翼片偏转，如图2-3-41 所示，翼片转角 α 增大，直到两力平衡为止。
4. 卡门旋涡式空气流量计
卡门旋涡式空气流量计通常与空气滤清器外壳安装于一体，在其空气通道中央设置一椎体状的涡流发生器，在涡流发生器后部将会不断产生称之为卡门旋涡的频率，即可感知空气流量的大小，该型空气流量计又分为反光镜检测方式和超声波检测方式两种，如图 2-3-42和图 2-3-43 所示。
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（三）进气歧管绝对压力传感器（MPA）
进气歧管绝对压力传感器是一种间接测量空气流量的传感器，其作用与空气流量计相当，用于 D 型汽油喷射系统中。
进气压力传感器的种类很多，按其信号产生原理可以分为半导体压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式和表面弹性波式等。
1. 半导体压敏电阻式进气压力传感器
半导体压敏电阻式进气压力传感器结构如图 2-3-44 所示，它是由压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路组成的。
2. 膜盒传动的可变电感式进气压力传感器
膜盒传动的可变电感式压力传感器如图 2-3-45 所示，主要由膜盒、铁芯、回位弹簧、感应线圈和电子电路等组成。
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（四）节气门体
节气门体安装在进气管中，控制进气通道截面积的变化，实现对发动机转速和负荷的控制。节气门体主要由节气门体、怠速旁通气道、空气阀、怠速调节螺钉等组成，如图 2-3-46所示。由于电控燃油喷射发动机怠速运转时，一般将节气门完全关闭，所以专门设有怠速旁通气道，以供给发动机怠速时所需的空气。怠速旁通气道由 ECU 通过怠速控制阀控制。
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空气阀的作用是在发动机冷态时开启，增加进气量，以便于发动机起动和提高怠速转速。
空气阀的结构主要有两种：一种是石蜡式，一种是双金属片式。石蜡式工作情况：冷却液经软管进入空气阀，流经石蜡周围。发动机冷
车时，水温低，石蜡凝固收缩，阀芯在弹簧的作用下开启，打开旁通气道；发动机热车后，水温升高，石蜡受热融化膨胀，使推杆伸出，推动阀芯关闭旁通气道。双金属片式工作情况：发动机冷起动时，双金属片使阀片处于最大开启状态，此时旁通气道的通过截面最大，怠速转速最高。随着发动机的运行，电流通过双金属片上的电热丝，使双金属片受热变形，带动阀片，将旁通气道慢慢关小，直至完全关闭，怠速转速也随之下降。如图 2-3-47 所示。
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（五）节气门位置传感器（TPS）
在汽油发动机上，通常用节气门来控制发动机的负荷（即进气量），节气门位置传感器是用来检测节气门开度及开度变化的传感器。发动机工作时，ECU 主要根据节气门位置传感器信号判断发动机负荷的大小及变化情况，以便根据发动机负荷的大小及变化情况进行燃油喷射控制及其他辅助控制（如 EGR、开闭环控制等）。图 2-3-48 所示为节气门位置传感器。
节气门位置传感器安装在节气门体上，由节气门轴驱动，可分为线性式节气门开度传感器、开关式节气门位置传感器和综合式节气门开度传感器三种。
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1. 线性式节气门开度传感器
图 2-3-49 所示为线性式节气门开度传感器的结构，传感器有两个同节气门联动的可动电刷触点，一个触点可在位于基板上的电阻体上滑
动，利用电阻值的变化，测得与节气门开度相对应的线性输出电压，根据输出的电压值，就可知道节气门的开度。但是，与节气门开度相对应的电阻的电阻值多少都存在偏差，因此影响了节气门开度检测的准确性。为了能够准确检测节气门的全闭状态，另设一个怠速触点 IDL，它只在节气门处于全闭状态时才被接通。
图 2-3-50 所示为传感器与 ECU 的连接电路。图中滑动触头由节气门轴带动，当在“4”的位置时，怠速触点 IDL 开关闭合，传感器输出为 0 V，否则输出为 5 V 或 12 V。这里怠速触点信号（IDL）主要用于断油控制和点火提前角的修正。
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2. 开关式节气门位置传感器
图 2-3-51 所示为开关式节气门位置传感器的结构，该传感器由安装在节气门并与节气门轴联动的凸轮、可检测出怠速位置的怠速触点、全开位置的全开触点（也叫功率触点）以及沿导向凸轮沟槽移动的可动触点等构成。导向凸轮由固定在节气门轴上的控制杆驱动。
怠速触点在节气门处于怠速位置时为闭合状态，其他时间均为打开状态。怠速触点可向ECU 发出怠速增量、后怠速增量和燃油中断信号。
图 2-3-52 所示为开关式节气门开度传感器的输出特性。节气门关闭时，可动触点和怠速触点接触，可以检测出节气门的全关闭状态，即输出高电平（5 V 或 12 V），否则输出为 0 V。若节气门的开度较大（如 500 C 以上），可动触点和全开触点（功率触点）接触，可以检测节气门的大开度状态，即输出高电平，否则输出 0 V。节气门在中间开度时可动触点与哪一个触点都不接触。
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3. 综合形节气门位置传感器
如图 2-3-53 所示，采用一个怠速开关和一个线性可变电阻相结合的方式，怠速开关用来产生怠速信号，线性可变电阻用来反映节气门的开度。
（六）怠速控制系统
怠速是指发动机在无负荷（对外无功率输出）情况下的稳定运转状态。
怠速转速过高会增加燃油消耗量，汽车在交通密度大的道路上行驶时，约有 30% 的燃油消耗在怠速阶段，因此怠速转速应尽可能低。但考虑到减少有害物的排放，怠速转速又不能过低。另外，怠速控制还应考虑怠速使用条件，如冷车运转、电器负荷、空调装置、自动变速器、动力转向情况等，它们都会引起怠速的转速变化，使发动机运转不稳甚至引起熄火现象。
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任务三 空气供给系统
怠速转速控制的实质是对怠速时进气量、喷油量、点火提前角的控制，通过对这三者的增减，以达到适合各工况的稳定转速。对怠速进气量控制的对策和方式，随车型的不同有所不同，目前可分为节气门直动式、空气旁通式两种基本类型。这两种型式都是通过调节空气通路截面来控制气缸的进气流量的，如图 2-3-54 所示。
1. 节气门直动式
节气门直动式怠速进气量调节。通过调节怠速时的节气门开启度来控制怠速进气量，其又可分为怠速节气门式和电子节气门式两种类型。
（1）怠速节气门式。
怠速节气门驱动电动机调节式的作用是：在怠速工况下，通过控制节气门开启角度，调节空气通路的截面，达到控制充气量、实现怠速控制的目的。节气门直动式怠速控制机构具有较强的工作能力，控制位置稳定性好，目前应用较多。
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（2）电子节气门式。
电子节气门则取消了节气门拉线，节气门在整个开启范围内均依靠直流电动机驱动，它不仅负责怠速控制，还可以作为牵引防滑系统、电子稳定系统和巡航控制的执行元件。
2. 空气旁通式
空气旁通式怠速控制系统可分为怠速步进电动机、占空比电磁阀和旋转电磁阀等型式。
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（1）怠速步进电动机。
微机控制步进电动机式进气量调节（步进电动机式怠速控制系统如图 2-3-55 所示）：微机根据节气门开关信号（怠速开关）、车速信号判断发动机是否处于怠速状态；再由冷却液温度传感器、空调信号、动力转向信号、自动变速器挡位信号等负荷情况，通过存储器存储参考数据，确定相应的目标转速；将发动机实际转速和目标转速相比较，根据比较得出的差值确定相应目标转速控制量，去驱动步进电动机；使步进电动机转子旋转，改变阀门与阀座之间的距离，调节旁通空气道的空气流量，使发动机怠速转速达到所要求的目标转速。
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任务三 空气供给系统
步进电动机式怠速控制阀如图 2-3-56 所示，螺旋机构中的螺母和步进电动机的转子制成一体，螺杆与壳体之间为滑动花键连接，使螺杆不能做旋转运动，只能沿轴向做直线运动。当步进电动机转动时，螺母带动螺杆做轴向移动。步进电动机转子每转动一圈，就使螺杆移动一个螺距。螺杆上固定着锥阀芯，螺杆向前或向后移动时会改变旁通气阀大小。电脑通过改变步进电动机的转动方向和转角，就可以控制螺杆的移动方向和移动距离，从而达到控制旁通气阀开度和调整怠速进气量的目的。
（2）占空比电磁阀。
占空比电磁阀结构如图 2-3-57 所示，它主要由电磁线圈、复位弹簧、阀芯、阀座、固定铁芯、活动铁芯、进气口和出气口等组成。阀芯固定在阀杆上，阀杆一端与固定铁芯连接，另一端设置有复位弹簧。
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任务三 空气供给系统
（3）旋转电磁阀。
旋转电磁阀式怠速控制阀的结构：它主要由旁通空气阀和电动机组成；旁通空气阀固定在电动机的电枢轴上，在电动机的驱动下，可以在限定的 90°转角范围内转动，通过改变旁通空气开启面积的大小来增减进气量；电动机的磁极用永久磁铁制成，电枢由电枢铁芯、两个线圈、换向器和电枢轴组成。如图 2-3-58 所示。
（4）真空电磁阀。
如图 2-3-59 所示，其结构与占空比电磁阀怠速控制阀基本相同，但该阀不直接控制旁通气道的开闭，而是控制真空管路，从而控制空气控制阀的开度，进而控制旁通气道的进气量。
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任务四 电子控制系统
一、作用
电子控制系统的作用是用各种传感器将工作状况转换成电信号输送给 ECU，经实时处理与计算后，再向各执行器发出命令，控制最佳喷油时刻、喷油量和点火时刻等，使发动机在各种工况下都处于最佳的工作状态。此外，其还具有自诊断、失效保护、备用程序等功能。
电子控制系统由 ECU、传感器和执行器组成，如图 2-3-60 所示。
二、电控单元（ECU）
（一）作用
接收各种传感器输送的工况信号，经过计算、判断后，确定适应发动机工况的参数，并将这些数据转变为电信号控制各种执行元件动作，使发动机处于最佳运行状态。
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任务四 电子控制系统
（二）组成
电控单元主要由输入回路、A/D 转换器、微型计算机和输出回路组成，如图 2-3-60 所示。
1. 输入回路
将系统中各种传感器检测到的信号经输入/输出（I/O）接口送入微型计算机，使计算机能对汽油机运行工况进行实时监测和控制。传感器的信号有模拟信号和数字信号两种。输入的模拟信号有空气流量、空气温度、冷却液温度、发动机负荷、氧传感器反馈的电压信号及电源电压等多个信号。这些反映温度、压力、流量等物理量的电信号，分别经过相应的输入通路转换为相应的电压信号后，再经过 A/D 转换器转换，以数字量的形式送入微机的中央处理器中。某些信号有时会超过 A/D 转换器的设计量程，故在进入 A/D 转换器之前应先进行电平转化。
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任务四 电子控制系统
2. （A/D 转换器 （模拟/数字转换器 ）
将微机不能直接处理的模拟信号转换成数字信号，再输入微机。
3. 微型计算机
根据汽油机运行工况的需要，把各种传感器送来的信号用内存中的处理程序进行运算处理，并把处理结果送往输出回路。微型计算机由中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）和总线（CAN）等构成。
4. 输出回路
微机输出的是数字信号，且输出电压较低，用这种输出信号一般不能驱动执行元件进行工作。因此需要采用输出回路，将其转换成能驱动执行元件的输出信号。
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任务四 电子控制系统
三、传感器
汽车传感器的作用就是把非电量信号转换成电量信号，或将物理量、电量、化学量的信息转换成 ECU 能够理解的信号。
（一）发动机转速传感器和曲轴位置传感器（CKP/TDC）
发动机转速传感器和曲轴位置传感器是发动机控制系统中最重要的传感器之一。发动机转速传感器的作用是检测发动机转速，以确定基本喷油量和基本点火提前角；曲轴位置传感器用来检测活塞上止点的位置，以确定各缸喷油器的喷油时刻和点火系统的点火提前角，并提供判缸信号。
常用的转速传感器和曲轴位置传感器有磁脉冲式、霍尔效应式和光电式三种，其安装位置通常在曲轴前端（飞轮上）、凸轮轴前端或分电
器内。
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任务四 电子控制系统
1. 磁脉冲式
磁脉冲式转速和曲轴位置传感器的结构主要由外缘带齿的触发盘（信号盘）和信号发生器两部分组成，如图 2-3-61 所示。信号发生器中主要有磁头和传感器壳两部分，其中磁头由永久磁铁、铁芯和感应线圈构成。触发盘通常安装在曲轴前端，或凸轮轴前端或分电器轴上，随着曲轴的转动而转动。当发动机转动时，触发盘外缘上的齿使磁头与触发盘之间的间隙发生周期性变化，从而使两者之间的磁通发生变化，在磁头上的感应线圈中便产生与发动机转速相关的周期信号，将这些信号进行放大、滤波和整形后，便可得到标准的矩形波。ECU 通过检测矩形波的周期，就可以获得发动机的转速。
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2. 霍尔式
霍尔式转速和曲轴位置传感器是利用霍尔效应原理，产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的。霍尔效应的原理如图 2-3-62 所示。当电流 I 通过放在磁场中的半导体基片（称霍尔元件）且电流方向与磁场方向垂直时，电荷在洛伦兹力作用下向一侧偏移，在垂直于电流与磁通的霍尔元件的横向侧面上，即产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，称为霍尔电压 U H ，霍尔电压可用下式表达：
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任务四 电子控制系统
当结构一定且电流 I 为定值时，霍尔电压 U H 与磁场强度 B 成正比。霍尔式转速和曲轴位置传感器就是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度，从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号，经放大整形后即为转速和曲轴位置传感器的输出信号。图2-3-63 所示为霍尔式曲轴位置传感器（触发叶片式），其工作原理如图 2-3-64 所示，信号盘转动，每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙中时，永久磁铁的磁场即被触发叶片所旁路（或称隔磁），霍尔元件上没有
磁场作用，因而不产生霍尔电压。当触发叶片离开空气隙时，永久磁铁的磁通便作用在霍尔元件上，这时产生霍尔电压。这样，信号盘转动一圈，霍尔元件便会输出与叶片数相同的脉冲个数。
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3. 光电式
光电式转速和曲轴位置传感器是利用光电效应的原理进行工作的，如图 2-3-65 所示。发光二极管和光敏二极管分别位于信号盘的上、下两侧。当发光二极管的光束照射到光敏二极管上时，光敏二极管感光产生电压；当发光二极管的光束被信号盘的叶片遮挡时，光敏二极管产生电压为零。因此，在信号盘转动过程中，光敏二极管会产生连续的脉冲信号，对脉冲信号进行放大整形后，根据脉冲信号的周期和信号盘的叶片数（或间隙数）即可检测信号盘的转速。
设置在分电器内的光电式转速和曲轴位置传感器如图 2-3-66 所示，它由信号发生器和带光孔的信号盘组成。信号盘安装在分电器轴上，其外围有 360 条缝隙（光孔）产生 1 °信号，外围稍靠内间隔 60 °分布着 6 个光孔，产生 120 °（曲轴转角）信号。其中有一个较宽的光孔是产生一缸上止点对应的 120 °信号，如图 2-3-67 所示。
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任务四 电子控制系统
信号发生器固装在分电器壳体上，主要由两只发光二极管、两只光敏二极管和电路组成，如图 2-3-68 所示。两只发光二极管分别正对着两只光敏二极管，发光二极管以光敏二极管为照射目标。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间，当信号盘随发动机曲轴运转时，因信号盘上有光孔，则产生透光和遮光的交替变化，造成信号发生器输出表征曲轴位置和转角的脉冲信号，即向 ECU 输送曲轴转角的 1 °信号和 120 °信号。因信号发生器安装位置的关系，120 °信号在活塞上止点前 70 °输出。发动机每转两圈，分电器轴转一圈，则 1 °信号发生器输出 360 个脉冲，每个脉冲周期高电位对应 1 °，低电位亦对应 1 °，共表征曲轴转角 720 °。与此同时，120 °信号发生器在各缸压缩上止点前 70 °产生一个脉冲，共 6 个脉冲信号。
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任务四 电子控制系统
（二）温度传感器
1. 作用
用来测量冷却水温度、进气温度和排气温度。
2. 种类
温度传感器的种类很多，如热敏电阻式、半导体
式和热电偶式等。
所谓热敏电阻，是指这种电阻对温度敏感，当作用在这种电阻上的温度发生变化时，其阻值会随温度的变化而变化。其中，随温度升高阻值增大的叫作正温度型热敏电阻；相反，随温度升高阻值减小的，叫作负温度系数型热敏电阻。
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（ 1 ）冷却液温度传感器（ THW ）。
发动机冷却液温度传感器安装在发动机的缸体或缸盖的水套上，与冷却液接触。其主要作用是检测发动机的冷却液温度，将发动机的温度参数转变成电信号输送给控制器，以使控制器能根据发动机的温度状况来对供油量做出适当的修正。其核心是温度系数为负的半导体热敏电阻。冷却液温越低，电阻越高；反之，电阻越低，如图 2-3-69 所示。
（ 2 ）进气温度传感器（ THA ）。
发动机进气温度传感器安装在空气滤清器之后的进气软管或空气流量计上，其作用是测量进气的温度，并输送给电脑作为修正喷油量的参考依据。与冷却水温传感器一样，进气温度传感器也是一个具有负热敏系数的热敏电阻，外部以环氧树脂密封，如帕萨特 B5 进气温度传感器与 ECU 的连接。
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（三）大气压力传感器（BABO）
大气压力（ BARO ）传感器一般安装在发动机集中控制电脑 ECM/PCM 内，电脑通过大气压力传感器感知车辆周围海拔的变化，并把这种变化转化为输入的信号，输入到电脑ECM/PCM 内，从而调整点火正时和燃油供给量，使发动机性能得到稳定发挥。
大气压力传感器的结构原理与进气歧管绝对压力传感器相似。现以本田雅阁轿车为例讲解。如图 2-3-70 所示，大气压力传感器主要由硅
片和放大电路组成，硅片覆盖着真空室，工作时由发动机 ECM 向大气压力传感器提供 5 V 电源并使之经传感器内部电路搭铁，真空室和大气之间的压力差引起硅片弯曲变形，产生一个低电压，经放大电路放大来修正由 ECM 提供的 5 V参考电压信号，修正后的信号再反馈到 ECM 。
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（四）爆震传感器（KS）
发动机电子燃油喷射装置的爆震传感器的作用是检测发动机有无爆震现象，并将信号送入电子控制器。
目前常用的发动机爆震传感器有磁致伸缩式和压电式两种，压电式又可分为共振型和非共振型。
1. 磁致伸缩式爆震传感器
爆震传感器安装在发动机上，旨在将发动机振动频率转换成电压信号，以检测爆震强度。当发动机发生设定的爆震强度时，爆震传感器输出最大的电压信号，用以表示发动机由于爆震而产生使机体异常振动的频率。应用最早的首推磁致伸缩式爆震传感器，其结构如图 2-3-71所示。
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任务四 电子控制系统
由高镍合金组成的磁芯外侧设有永久磁铁，在其周围缠绕着感应线圈，磁芯受振偏移致使感应线圈内磁力线发生变化，依据电磁感应原理，通过线圈的磁通变化时，线圈将产生感应电动势，此电动势即为爆震传感器的输出电压信号。输出电压信号的大小与发动机振动的频率有关，若传感器固有振荡频率与设定爆震强度时发动机的振动频率产生谐振，则传感器将输出最大电压信号，如图 2-3-72 所示。
2. 非共振型压电式爆震传感器
非共振型压电式爆震传感器是以接收加速度信号的形式，来判断爆震是否产生。其结构如图 2-3-73 所示，它由两个同极性压电元件相向对接，其内的配重将加速度转换成作用于压电元件上的压力，所用配重由一根螺栓固定在壳体上，输出电压由两压电元件中央输出，结构简单，制造时无须调整。
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任务四 电子控制系统
发动机振动时，安装在发动机缸体上的爆震传感器内配重因受振动影响，从而产生加速度。因此，在压电元件上就会受到加速时惯性力的作用而产生电压信号。在爆震发生时，此种传感器产生的输出电压不会很大，而具有较平的输出特性。图 2-3-74 所示为非共振型压电式爆震传感器输出电压与频率的关系。因此，必须将反映发动机振动频率的输出电压信号送至识别爆震的滤波器，判断是否有爆震信号产生。传感器的感测频率范围设计成由零至数千赫兹，可检测具有很宽频带的发动机振动频率。
3. 共振型压电式爆震传感器
共振型压电式爆震传感器的工作原理：产生爆震时的发动机振动频率与传感器本身的固有频率相符合而产生共振现象，用以检测爆震是否发生。该传感器在爆震时的输出电压比非共振（无爆震）时的输出电压高得多，因此无须使用滤波器即可判别有无爆震产生。
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任务四 电子控制系统
共振型压电式爆震传感器的结构如图 2-3-75 所示。压电元件紧密地贴合在振荡片上，振荡片固定在传感器的基座上。振荡片随发动机振动而振荡，波及压电元件，使其变形而产生电压信号。当发动机爆震时的振动频率与振荡片的固有频率相符合时，振荡片产生共振，此时压电元件将产生最大电压信号，如图 2-3-76 所示。
（五）氧传感器（O 2 S）
1. 氧传感器的作用
在使用三元催化净化装置的汽油喷射发动机中，一般都在排气管中安排氧传感器，用以检测排气中氧的含量，从而间接地判断进入气缸内混合气的浓度，以便对实际空燃比进行闭环控制。当排气中氧的含量过高时，说明混合气过稀，氧传感器即输出一个电信号给 ECU ，让其指令喷油器增加喷油量；当排气中氧的含量过低时，说明混合气过浓，氧传感器立刻将此信息传递给 ECU ，让其指令喷油器减少喷油量。
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2. 工作原理
氧传感器装在发动机的排气管里，用来测量排气中氧的含量。它是按照大气与排气中的氧浓度之差而产生电动势的一种电池。在陶瓷电解质的内、外两面分别涂有白金以形成电极。当它插入排气管中时，其外表面接触废气，内表面则通大气。在约 300 ℃以上的温度时，陶
瓷电解质可变为氧离子的传导体。当混合气较稀，也就是过量空气系数 α1 1 ＞时，排气中含氧必然多，陶瓷电解质的内外表面的氧浓度差小，只产生小的电压；而当混合气较浓，也就是过量空气系数 α 1 ＜ 时，排气中氧含量较少，同时伴有大量的未完全燃烧物如一氧化碳、碳氢化合物等，这些成分都可能在催化剂的作用下与氧发生反应，消耗排气中残余的氧，使陶瓷电解质外表面的氧浓度趋向于零，这样就使得电解质内外的氧浓度差突然增大，即传感器输出电压也突然增大，其数值趋向于 1 V 。
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3. 氧传感器的类型
目前常见的氧传感器有二氧化锆和二氧化钛氧传感器。
（ 1 ）二氧化锆氧传感器。
工作原理：氧化锆（ ZrO 2 ）是具有氧离子传导性的固体电解质，能在氧分子浓度差的作用下产生电动势。
氧化锆具有的特性：在高温下，如果氧化锆两侧的气体氧含量有较大差异，氧离子会从氧含量高的一侧向氧含量低的一侧扩散，使两侧电极间产生电动势。
氧化锆氧传感器的结构如图 2-3-77 所示，主要包括锆管和电极等。锆管是由氧化锆陶瓷体制成的一端封闭的管状体，如图 2-3-78 所示。电极为透气的多孔性薄铂层，覆盖在锆管的内、外表面。
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任务四 电子控制系统
（ 2 ）二氧化钛氧传感器。
二氧化钛氧传感器外形与氧化锆氧传感器相似，但体积较小，如图 2-3-79 所示。其工作原理与氧化锆氧传感器有很大不同，主要区别为：氧化锆氧传感器是将排气中氧分子含量的变化转换成电压的变化——电池型；二氧化钛氧传感器则是将排气中的氧分子含量的变化转换成电阻的变化——可变电阻型。
二氧化钛的特性：在常温下是一种高电阻的半导体，但当其周围气体氧含量少时， TiO 2中的氧分子将逃逸而使其晶格出现缺陷，电阻随之下降。
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图 2-3-1 同步喷射的型式
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图 2-3-2 同步喷射的喷油时刻
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图 2-3-3 喷油器安装位置示意图
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图 2-3-4 开环控制和闭环控制
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图 2-3-5 电控燃油喷射系统的组成
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图 2-3-6 进气系统的组成及流程
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图 2-3-7 燃油供给系统的组成和流程
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图 2-3-8 电子控制系统工作示意图
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图 2-3-9 脉冲宽度控制图谱
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图 2-3-10 起动加浓
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图 2-3-11 预热加浓
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图 2-3-12 空燃比反馈校正
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图 2-3-13 加速加浓
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图 2-3-14 燃油切断
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图 2-3-15 功率加浓
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图 2-3-16 进气温度校正
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图 2-3-17 电压校正
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图 2-3-18 燃油供给装置
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图 2-3-19 燃油系统流程
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图 2-3-20 滚柱式电动燃油泵的结构和工作原理示意图
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图 2-3-21 涡轮式电动燃油泵的结构和工作原理示意图
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图 2-3-22 燃油滤清器实体
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图 2-3-23 脉动阻尼减震器
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图 2-3-24 燃油压力调节器
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图 2-3-25 各种类型喷油器结构示意图
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图 2-3-35 空气供给系统
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图 2-3-36 热线式空气流量计（ （主流测量方式） ）
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图 2-3-37 热线式空气流量计（ （旁通测量方式）
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图 2-3-38 热线式空气流量计基本原理
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图 2-3-39 热膜式空气流量计
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图 2-3-40 翼片式空气流量计的结构
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图 2-3-41 翼片式空气流量计工作原理
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图 2-3-42 反光镜检测方式空气流量计
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图 2-3-43 超声波检测方式空气流量计
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图 2-3-44 半导体压敏电阻式进气压力传感器的结构
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图 2-3-45 膜合传动的可变电感式进气压力传感器
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图 2-3-46 节气门体
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图 2-3-47 双金属片式空气阀
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图 2-3-48 节气门位置传感器
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图 2-3-49 线性式节气门开度传感器的结构
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图 2-3-50 与 ECU 连接电路
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图 2-3-51 开关式节气门位置传感器
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图 2-3-52 与 ECU 连接图
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图 2-3-53 综合形节气门位置传感器
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图 2-3-54 怠速空气量的控制
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图 2-3-55 步进电机怠速控制系统
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图 2-3-56 步进电机式怠速控制阀
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图 2-3-57 占空比电磁阀结构
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图 2-3-58 旋转电磁阀式怠速控制阀
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图 2-3-59 真空电磁阀式怠速控制阀
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图 2-3-60 电控系统组成
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图 2-3-61 磁脉冲式转速和曲轴位置传感器
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图 2-3-62 霍尔效应原理
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图 2-3-63 霍尔式曲轴位置传感器（ （触发叶片式 ）
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图 2-3-64 霍尔传感器的工作原理
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图 2-3-65 光电式转速和曲轴位置传感器的基本原理
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图 2-3-66 光电式转速和曲轴位置传感器
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图 2-3-67 信号发生器的布置
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图 2-3-68 信号盘
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图 2-3-69 发动机冷却温度传感器
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图 2-3-70 大气压力传感器
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图 2-3-71 磁致伸缩式爆震传感器的结构
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图 2-3-72 磁致伸缩式爆震传感器的输出特性
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图 2-3-73 非共振型压电式爆震传感器结构
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图 2-3-74 非共振型压电式爆震传感器输出特性
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图 2-3-75 共振型压电式爆震传感器结构
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图 2-3-76 共振型压电式爆震传感器输出特性
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图 2-3-77 氧化锆氧传感器的结构
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图 2-3-78 氧化锆管
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图 2-3-79 二氧化钛氧传感器的结构
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