第03章发动机电控部分1.docx
《第03章发动机电控部分1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第03章发动机电控部分1.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
第03章发动机电控部分1
第三章发动机电控部分
第一节概述
一、BOSCHMP5.2电控燃油喷射系统的基本组成
TU3JP/K、TU5JP/K型发动机都采用了波许（BOSCH）公司的MP5.2多点程序控制燃油喷射系统，控制系统同时具有发动机的其它控制功能，使得发动机的动力性、经济性和排气污染指标等优于化油器式发动机，BOSCHMP5.2多点程序控制燃油喷射系统的基本组成如图3-1所示。
图3-1BOSCHMP5.2多点程序控制燃油喷射系统的组成
1-计算机2-发动机转速传感器3-进气压力传感器4-节气门位置传感器5-冷却液温度传感器6-进气温度传感器7-车速传感器8-氧传感器9-蓄电池10-汽油喷射继电器11-点火线圈12-燃油箱13-汽油泵14-汽油滤清器15-进气管总成16-燃油压力调节器17-喷油器18-炭罐19-炭罐电磁阀20-油气收集盒21-节气门体预加热器22-怠速控制阀23-发动机故障报警灯24-自诊断插座25-火花塞26-防盗代码键盘27-转速表28-空调继电器29-燃油表
二、BOSCHMP5.2电控燃油喷射系统功能
BOSCHMP5.2系统的控制功能有：
燃油喷射控制、点火提前角和点火能量控制、活性炭罐通气量控制、发动机怠速控制、空调压缩机控制等，此外，BOSCHMP5.2系统也具有故障自诊断功能。
BOSCHMP5.2系统功能流程及控制功能如图3-2和表3-1所示。
图3-2BOSCHMP5.2系统功能流程图（序号表示的部件同图3-1的图注）
表3-1BOSCHMP5.2系统的控制功能
控制系统
基本控制功能
控制参量/控制项目
燃油喷射控制
基本喷油量控制
发动机的转速
进气歧管压力（发动机负荷）
喷油量修正控制
进气温度喷油量修正
冷却液温度喷油量修正
加速时喷油量修正
减速时喷油量修正
起动时喷油量修正
蓄电池电压改变时喷油量修正
混合气浓度反馈喷油量修正
点火控制
基本点火提前角控制
发动机的转速
进气歧管压力（发动机负荷）
点火提前角修正控制
冷却液温度点火提前角修正控制
起动后暖机点火提前角修正控制
怠速稳定点火提前角修正控制
动力转向点火提前角修正控制
自动变速器换档点火提前角修正控制
车辆减速点火提前角修正控制
防止车辆抖动点火提前角修正控制
起动点火提前角控制
正常起动点火提前角控制
低转速起动点火提前角控制
预减小点火提前角控制
发动机有爆燃倾向
怠速控制
怠速稳定控制
发动机的转速
发动机的温度
快怠速控制
暖机时快怠速控制
发动机负荷大时快怠速控制
其它怠速控制
起动时怠速控制阀开启量大控制
怠速时活性炭罐通气量控制
学习修正控制
其它附属控制
活性炭罐通气量控制
空调制冷停止工作控制
氧传感器加热控制
节气门加热控制
燃油泵工作控制
发动机最高转速限定控制
故障自诊断
故障警示
故障码储存
故障运行
三、BOSCHMP5.2电控燃油喷射系统部件的布置和电路
BOSCHMP5.2电控系统部件及线路的布置如图3-3所示，其电路原理如图3-4所示。
图3-3BOSCHMP5.2系统部件及线路的布置
35-蓄电池40-仪表盘45-点火线圈50-发动机盖下熔断器52-驾驶室内熔断器142-计算机152-发动机转速传感器154-车速传感器255-空调压缩机离合器270-点火线圈电容300-点火开关430-炭罐控制阀432-怠速控制阀570-喷油器620-惯性开关755-燃油泵770-节气门位置传感器783-计算机自诊断插座807-燃油喷射继电器822-空调压缩机继电器861-进气预热器900-氧传感器903-进气压力传感器907-进气温度传感器909-冷却液温度传感器
图3-4BOSCHMP5.2系统电路原理
35-蓄电池40-仪表盘45-点火线圈50-发动机盖下熔断器52-驾驶室内熔断器100-火花塞142-计算机152-发动机转速传感器154-车速传感器255-空调压缩机离合器270-点火线圈电容300-点火开关430-炭罐控制阀432-怠速控制阀570-喷油器620-惯性开关755-燃油泵770-节气门位置传感器783-计算机自诊断插座807-燃油喷射继电器822-空调压缩机继电器861-进气预热器900-氧传感器903-进气压力传感器907-进气温度传感器909-冷却液温度传感器
四、BOSCHMP5.2电控燃油喷射系统的控制原理
（一）燃油喷射控制
BOSCHMP5.2系统根据发动机的工况和状态来控制喷射器的喷油量，使发动机始终在理想的空燃比状态下工作，以达到降低发动机燃油消耗和排气污染之目的。
燃油喷油量是通过控制喷油器的喷油时间实现的。
燃油喷射控制原理如图3-5所示。
计算机
基本喷油量
进气压力传感器
空气流量信号喷油时间
喷油器
控制信号
发动机转速传感器
发动机转速信号
水温、进气温度传感器车速、节气门位置传感器氧传感器等
修正喷油量
各修正控制信号
图3-5BOSCHMP5.2燃油喷射控制框图
1.基本喷油量的控制
基本喷油量是保证发动机在正常的工作温度下运行时有最佳的空燃比。
计算机根据发动机转速传感器的发动机转速信号和进气压力传感器的进气管的压力信号确定基本喷油量，并通过喷油器驱动电路控制喷油器每个工作循环的喷油（通电）时间。
计算机根据发动机转速与曲轴位置传感器的信号产生喷射控制信号，计算机在发动机转速与曲轴位置传感器的曲轴位置信号（触发齿圈缺齿产生的信号）后的24º曲轴转角时输出喷射开始的信号（图3-6）。
图3-6基本喷油控制脉冲的产生
为使混合气更加均匀，在发动机的每个工作循环中，MP5.2汽油喷射系统使喷油器两次通电喷油，喷油器的喷油规律如图3-7所示。
图3-7BOSCHMP5.2喷油器喷油规律
2.喷油量修正控制
（1）进气温度修正进气温度不同时，空气的密度也不同，使混合气的空燃比发生变化。
进气温度修正是为了在不同的进气温度下均能达到理想的空燃比。
计算机根据进气温度传感器送来的进气温度信号对喷油时间作出适当的修正。
在发动机的各个工况下都会进行这种因进气温度的改变而作出喷油量修正。
（2）起动喷油量修正起动时，发动机转速很低，这时基本喷油量少。
起动喷油修正是通过适当增加喷油量来改善其起动性能。
计算机根据点火开关、冷却液温度传感器和进气温度传感器的信号作出起动喷油量修正：
1）点火开关信号：
当点火开关转至D（起动）档时，点火开关就向计算机提供了发动机起动信号，计算机就会根据起动信号作出起动补充喷油量修正。
2）冷却液温度传感器信号：
当冷却液温度低于80℃时，计算机就会作出发动机低温起动补充喷油量修正。
温度越低，其补充量也越多。
3）进气温度传感器信号：
进气温度低时，则适当增加起动补充喷油量。
（3）起动后的喷油量修正发动机起动后，计算机在基本喷油量的基础上增加起动后补充喷油量，以保证发动机在温度较低，汽油雾化不良的情况下能稳定运转。
计算机根据点火开关、冷却液温度传感器和发动机转速传感器的信号作出起动后喷油量修正：
1）点火开关信号：
当点火开关从“起动”档到“点火”档的瞬间，起动补充喷油结束，起动后补充喷油开始。
2）冷却液温度传感器信号：
冷却液温度越低，起动后补充喷油量就越多（图3-8a）。
3）发动机转速传感器信号：
起动后补充喷油量随每个发动机的转速信号脉冲的输入递减（图3-8b）。
图3-8起动后补充喷油量的变化过程
a）起动后喷油补充量初始值b）起动后喷油补充量变化过程
（4）加速时的喷油量修正为保证发动机有良好的加速性能，计算机使喷油器在加速时额外地喷射部分汽油。
计算机根据节气门位置传感器、冷却液温度传感器的信号作出加速喷油量修正：
1）节气门位置传感器信号：
当节气门开度迅速增大时，计算机在正常喷油脉冲之间又额外地输出一个喷油脉冲信号，使喷油器多喷一次油。
2）冷却液温度传感器信号：
发动机温度较低时，加速一次的喷油时间相对较长。
（5）减速时的喷油量修正减速时计算机控制喷油器减少喷油或停止喷油，以降低燃油消耗和排气污染。
计算机根据节气门位置传感器、发动机转速传感器和冷却液温度传感器信号作出减速喷油量修正：
1）节气门位置传感器信号：
节气门开度突然减小至关闭时，计算机输出减少喷油量修正或停止喷油控制信号。
2）发动机转速传感器信号：
在减速过程中发动机的转速很高时，计算机将不输出喷油脉冲信号（停止喷油）；而当节气门仍处于关闭位置，发动机转速低于某一个范围时（具体的转速值还与冷却液温度有关），计算机使喷油器恢复喷油，以使发动机能维持运转（不熄火）。
3）冷却液温传感器信号：
当冷却液温度较低，发动机的转速又不高时，计算机将不作出停止喷油控制，或是在停止喷油状态下恢复喷油。
（6）蓄电池电压喷油时间修正当蓄电池的电压变化时，由于喷油器的电磁线圈电流会随之改变，使喷油器阀的开启速率发生变化。
为消除因喷油器阀开启速率变化而引起的喷油量偏差，计算机将根据蓄电池电压的变化对喷油器通电时间（喷油脉冲宽度）进行修正。
当蓄电池的电压较低时，计算机适当延长喷油时间，以补偿因开启速率下降而减少的喷油量。
蓄电池电压改变时的喷油时间修正特性如图3-9所示。
图3-9蓄电池电压改变时的喷油时间修正曲线
（7）混合气浓度反馈喷油修正为使发动机的排放有害物降至很低的水平，在发动机的排气通道上安装三元催化反应器来净化废气中的NOX、HC和CO。
当混合气的浓度在理论空燃比附近时，三元催化反应器的净化效果最佳（图3-10）。
混合气浓度反馈喷油修正是将混合气浓度控制在理论空燃比附近，以保证三元催化反应器良好的排气净化效果。
图3-10三元催化反应器的有效控制范围
1-有效控制范围2-理论空燃比
氧传感器通过监测发动机排出废气中的氧含量来反映混合的浓度。
计算机则根据氧传感器输入的信号对喷油量进行修正。
当氧传感器的输入信号电压为0.8V左右时，计算机将作出降低混合气浓度（减少喷油时间）修正；当氧传感器的电压为0.1V左右时，计算机则作出提高混合气浓度（增加喷油时间）的修正。
通过这样的反馈修正，使得发动机的空燃比始终保持在理论空燃比附近。
（8）自适应修正当一些不可监测的参数（如发动机的磨损等）改变时，计算机通过自适应修正，以使喷油量与发动机的运行工况相适应。
（二）点火控制
BOSCHMP5.2系统的点火控制是指点火提前角控制和点火能量恒定控制。
点火控制的目的是实现发动机在各种工况、状态下都处于最佳的点火时刻和具有恒定的点火能量，使发动机的燃烧及时、完全，从而降低发动机的燃油消耗、减少排气污染。
点火控制系统的组成如图3-11所示。
图3-11BOSCHMP5.2点火控制系统的组成
发动机工作时的实际点火提前角可以看成是由初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角三部分组成。
初始点火提前角由曲轴位置传感器信号确定，曲轴位置传感器的安装位置确定了初始点火提前角，它不受点火控制系统控制。
点火控制系统对基本点火提前角进行控制和修正。
1.基本点火提前角控制
基本点火提前角是满足发动机在正常的工况变化范围内始终处于最佳的点火时刻，它随发动机转速和发动机负荷的变化而改变，各工况下的最佳点火提前角作为标准参数储存在计算机中。
工作中，计算机根据发动机转速传感器信号和进气管压力信号确定最佳的点火提前角，当前的点火提前角若与最佳的点火提前角不一致时，就对点火提前角进行调整。
2.修正点火提前角控制
修正点火提前角控制是指计算机根据有关传感器的信号对基本点火提前角进行修正，以保证发动机在各种状况下始终处于最佳的燃烧状态和稳定地工作。
修正点火提前角控制包括如下几方面：
（1）发动机温度修正当发动机的温度不在其正常的工作温度状态时，计算机根据冷却液温度传感器信号对点火提前角进行修正，以使发动机在温度较低、点火至迅速燃烧的速度下降时仍能保持最佳的燃烧状态。
（2）起动后暖机修正发动机冷机起动后，其温度还很低，因此需适当增大点火提前角，以改善燃油的消耗，并加快暖机过程和增强其驱动性能。
暖机修正点火提前角随发动机的温度上升而减小。
（3）怠速稳定修正发动机在怠速运行期间，由于发动机的负荷变化而使发动机的转速改变。
通过点火提前角的调节作用比怠速电磁阀稳定怠速的作用快，因此，在怠速波动频率高时，通过适当地增大或减小点火提前角来稳定怠速。
修正方法如下：
在怠速运转时，计算机不断地计算发动机的平均转速。
当发动机的转速低于所设定的目标转速时，计算机根据其与目标转速的差值大小适当地增大点火提前角；当发动机的转速高于设定的目标转速时，则适当地减小点火提前角。
（4）动力转向修正在动力转向打到底时，会使发动机负荷增大，动力转向修正是计算机在一个很短的时间内适当加大点火提前角，以稳定发动机的转速。
（5）自动变速器换档修正自动变速器换档时，计算机根据档位开关及转速和负荷的变化情况对点火提前角作出适当的修正，以缓和发动机转矩的波动和换档冲击。
（6）车辆减速修正在车辆减速停止喷油时，计算机使点火系统在特设的点火提前角下工作。
当喷射控制系统正常喷油时，计算机逐渐恢复正常的点火提前角控制。
（7）防止抖动修正计算机根据发动机转速的变化及变速比的情况适当修正点火提前角，以避免车辆抖动。
3.起动时点火提前角控制
为使发动机起动容易，计算机对起动时的点火提前角进行不同的控制。
起动时的点火提前角控制主要根据发动机的冷却液温度传感器的信号和发动机转速传感器的信号作出不同的起动点火提前角控制。
（1）正常起动转速下的点火提前角控制在正常的转速（起动转速在100r/min以上）下起动时，考虑温度因素对发动机燃烧的影响。
在温度低于零度以下时，由于从点火到迅速燃烧需较长的时间，因此，计算机将适当增大点火提前角。
（2）低起动转速下的点火提前角控制在很低的转速（起动转速在100r/min以下）下起动时，如果保持原有的点火提前角，可能会出现在活塞到达上止点前混合气就已迅速燃烧起来，引起起动困难或造成反转。
为避免发生此种情况，当起动转速低时，计算机将适当减小点火提前角。
4.预减小点火提前角控制
为防止发动机产生爆燃，计算机根据发动机的温度和进气温度情况预先将点火提前角适当减小。
当容易使发动机爆燃的状况消失时，计算机又恢复正常的点火提前角控制。
（三）怠速控制
怠速控制是使发动机在不同的状态下都有一个适当和稳定的怠速转速。
计算机通过控制怠速控制阀的旋转角度来改变怠速通道的截面积，以改变怠速时的供气量，实现对发动机怠速的控制。
怠速控制系统构成如图3-12所示。
计算机
发动机转速传感器
发动机转速信号
水温传感器
发动机温度信号
节气门位置传感器
怠速信号
怠速控制阀
车速传感器
车速信号
点火开关
起动信号
空调开关
空调运转信号
空档/停车开关
停车信号
蓄电池
蓄电池电压信号
图3-12BOSCHMP5.2怠速控制系统
1.怠速稳定控制
在不同的发动机温度下和发动机怠速有波动时，计算机输出控制脉冲使怠速控制阀作适当的转动来改变怠速空气通道的截面积，将发动机的怠速控制在设定的转速范围之内。
怠速稳定控制所需的传感器信号有：
1）发动机转速传感器，提供发动机在怠速工况下的发动机转速信号。
2）节气门位置传感器，提供节气门位置信号，当传感器输出节气门关闭信号时，计算机作出“发动机处于怠速工况”的判断，进入怠速控制程序。
3）冷却液传感器，提供发动机温度信号，计算机根据此信号对怠速控制电磁阀作出适当的控制，以稳定发动机的怠速。
2.暖机快怠速控制
发动机冷起后，需要以较高的转速使发动机温度迅速达到正常工作温度。
计算机通过输出控制脉冲转动怠速控制阀，使怠速通道的通气量增大，发动机能在较高的转速下稳定运转。
随着发动机冷却液温度的上升，计算机控制怠速控制阀旋转，逐渐减小怠速通道的截面积，使发动机的怠速逐渐下降至正常怠速。
暖机快怠速控制所需的传感器信号有：
1）发动机转速传感器，提供发动机转速信号。
2）节气门位置传感器，提供节气门关闭（发动机处于怠速工况）信号。
3）冷却液温度传感器，提供发动机温度信号。
3.发动机负荷高怠速控制
在节气门处于关闭位置（发动机在怠速工况），但需要发动机带动一定的负荷以较高的转速运转。
在这种情况下，计算机通过控制怠速控制阀旋转，使发动机在高怠速下运行。
主要有汽车空调使用时高怠速运行控制、蓄电池电压低而需要充电时高怠速运转控制和自动变速器拨至运行档时的（从N、P档位挂入D或R、3、2档位）高怠速运行控制等。
高怠速运转控制所用到的传感器及的开关信号有：
1）发动机转速传感器，提供发动机转速信号。
2）节气门位置传感器，提供节气门关闭（发动机处于怠速工况）信号。
3）冷却液温传感器，提供发动机温度信号。
4）车速传感器，提供汽车是否运行及运行速度信号。
5）空调开关，提供汽车空调是否使用信息。
若是，计算机将作出高怠速运转控制。
6）蓄电池电压，提供蓄电池是否亏电或蓄电池负荷是否很高的信息。
若是，计算机将作出高怠速运转控制。
7）自动变速器档位开关，提供自动变速器是否挂上运行档位（D或R、3、2）信息。
若是，计算机将作出高怠速运转控制。
4.其它怠速控制
（1）起动时怠速控制阀控制在发动机起动时，计算机控制怠速控制阀旋转至开度最大位置，以使发动机起动容易。
起动时怠速控制阀控制所用到的传感器及开关信号有：
1）发动机转速传感器，提供发动机转速信号。
2）点火开关，提供发动机起动信号。
（2）稳定怠速控制计算机根据活性炭罐控制阀的开启情况控制怠速通道的通气量，以使发动机的怠速稳定。
该稳定怠速控制所用到的传感器信号有：
1）发动机转速传感器，提供发动机转速信号。
2）活性炭罐电磁阀，提供活性炭罐电磁阀开启信号。
3）怠速偏离修正控制当因发动机部件老化等外部原因使发动机的怠速偏离原设定值时，计算机控制怠速控制阀转动一个角度，将发动机的怠速修正到设定的值。
怠速偏离修正控制需要发动机转速传感器提供发动机怠速工况下的转速信号。
（四）活性炭罐通气量控制
活性炭罐中的活性炭用来吸附汽油箱中的汽油蒸气，但这样吸附力不强，在有空气流过时，蒸气分子又会脱离，随空气而去。
活性炭罐的作用就是收集汽油箱中的汽油蒸气，在发动机工作时，将收集的汽油蒸气送入进气管参与燃烧，以免汽油箱中的汽油蒸发而产生的汽油蒸气直接排放到大气中，造成空气污染。
计算机根据发动机转速传感器、节气门位置传感器、进气压力传感器及氧传感器所提供的有关信号，判断发动机的运转情况，并通过控制炭罐通气电磁阀的开度来控制流经活性炭罐进入进气管的空气流量，控制情况如下：
1）在发动机不工作和温度低于60℃时，炭罐电磁阀完全关闭，炭罐无空气流通。
2）当发动机处于怠速工况时，计算机使炭罐通气电磁阀开度很小，活性炭罐通气量很小，以免混合气过稀而使发动机怠速不稳。
3）在发动机转速高，负荷大时，计算机使炭罐通气电磁阀开度加大，以增加活性炭罐通气量，将炭罐中的汽油蒸气及时净化掉。
4）根据氧传感器的反馈信号调整炭罐的开度，以避免混合气过浓或过稀。
五、TU3JP/K、TU5JP/K发动机电控系统部件的差异
TU3JP/K、TU5JP/K发动机都装备了BOSCHMP5.2电控燃油喷射系统，但两种发动机上电控燃油喷射系统的程序控制参数及部分部件有些差异，在维修中应予以注意。
TU3JP/K、TU5JP/K发动机的BOSCHMP5.2电控燃油喷射系统的不同部件见表3-2。
表3-2TU3JP/K、TU5JP/K发动机电控系统部件的差异
有差异的部零件名称
TU3JP/K的备件号
TU5JP/K的备件号
说明
燃油供给系统
汽油泵
ZQ00150680
C0000145506
喷油器
ZQ00141680
C0000198494
型号：
BOSCHEV6C
喷油器夹
ZQ00146280
0000198219
燃油分配管
ZQ00145380
0000198504
国产金属燃油分配管
炭罐控制阀
C000016287G
B000016287G
进油管
ZQ00177080
00001573HY
回油管
ZQ00177180
00001573HZ
进油管支架
ZQ00162780
进气系统
进气压力传感器
ZQ00140280
C00001920K8
型号：
BOSCHDS-S
进气压力传感器支架
ZQ00141980
怠速控制器
ZQ00143280
C0000034560
型号：
BOSCHEWD3.2
真空管
ZQ00141880
C0000595306
电路
电控单元
ZQ00141780
C000019295C
BOSCH5.2差别为程序控制参数不同
空气温度传感器
ZQ00143080
00001920C5
型号：
BOSCHTF-L，可互换
冷却液温度传感器
ZQ00146080
0000024246
型号：
BOSCHTF-W，可互换
发动机线束
ZQ00148480
C00006549V7
点火线圈
C0000597048
B0000597048
型号：
BAE04，可互换
升级会员 