以丰田卡罗拉为例，解析电控发动机控制系统结构与工作原理

现在的汽车都已经全部装备了电控发动机控制系统，包括了燃油控制系统EFI、经济控制系统等控制系统等。电控系统不像以前的化油器燃油供给系统一样，需要使用机械和真空度控制进气和喷油量，能够有效提高发动机的动力、油耗降到最低和减少发动机的排放污染。下面我们就来分析一下电控发动机的组成与控制的原理。

一、电控发动机的组成部分

由下图所示为电控发动机的组成部分，主要包含了进气系统、燃油系统、电子控制系统、点火系统和排放控制系统等。电控发动机可以根据空气流量计或者是进气压力传感器检测进气量，我们分别称之为L型和D型进气系统。空气通过滤清器过滤后再经过空气流量计计算进气的质量，把这个信号转换为电信号。

进气系统主要是由电子节气门控制进气量，也包括怠速工况。在该工况下，主要是根据水温传感器、空调压力和蓄电池的电压，把发动机的怠速维持在稳定较低的范围内（700-800rpm），如果这时候开空调或者是水温低于5度，则使发动机处于高怠速状态。如果使用的是机械式节气门的，使用怠速电机控制怠速时的进气量。

燃油系统的主要作用是向燃油管路内输送稳定足够压力的燃油，并在适当的时候向燃烧室内喷入燃油，多余的燃油通过压力调节器和回油管流回到油箱，喷油漆喷油时通过燃油压力调节器降低油压的波动。

点火系统的作用是在不同的工况下，按照点火顺序（1-3-4-2）的顺序，对每个气缸的点火线圈进行点火。在这个过程中ECU控制点火提前角点火，使发动机的效率达到最优。

如下图所示，电子系统主要包括三个方面：传感器、电子控制单元ECU和执行器，传感器的作用是检测发动机各种工况下的参数信号，并将该信号转化成电信号；电子控制单元也就是ECU，主要是控制进气量、喷油量和点火时刻；执行器，比如说喷油器，电子节气门和电子阀等，接受ECU的指令，完成相应的任务。

二、工作原理解析

在发动机工作时，发动机ECU接收来自包括电子系统在内的传感器和控制开关等的信号，由此来计算喷油量并将该喷油量由喷油器驱动输出，然后该油量与进气量进行混合，以此形成不同工况下的混合空燃比。

如下图所示，这些传感器包括了温度传感器、空气流量计、电子节气门、曲轴和凸轮轴位置传感器，氧传感器等。在正常行驶的工况下，主要是根据空气流量计和曲轴位置传感器的信号确定点火时刻与喷油量，以保证发动机的动力输出为主。但是在其他工况，比如发动机暖机、加速和怠速等，发动机的根据温度传感器、电子节气门这些信号来修正喷油量。

控制开关信号有比如继电器控制、启动开关等，发动机ECU用这些信号实现小电流控制大电流的作用，在这些开关信号中，发动机ECU只需要控制开关的负极搭铁就可以了。

通过以上控制可以提高车辆性能，提高发动机行驶的稳定性。发动机控制系统ECU在行车过程中不断检测每个传感器的信号，每个传感器的信号都是有一定的范围的，如果某个传感器损坏或者是某个线路短路或断路，发动机ECU就会储存该故障代码，同时通过仪表的故障指示灯输出。

三、以卡罗拉1.6L发动机为例解析

如下图所示，为该卡罗拉1.6L发动机的组成部分，发动机的型号是1ZR-FE，从图片中可以看到没有装在进气管外面的进气温度传感器，把这个传感器集合在热线式空气流量计内，进气量的控制更加精确和稳定。

燃油系统使用了喷油器独立喷油的工作方式，也就是每个气缸按照做功顺序独立控制燃油喷射，同时把燃油滤清器和油压调节器集合在油箱内。1ZR电子点火系统取消了分电器，使用独立点火，每个气缸都有带点火控制模块的点火线圈与火花塞相连，由发动机ECU通过IGT信号直接控制点火。

综上所述，电控发动机的组成主要是由三部分组成，不管是丰田、福特再或者是驰宝马，都是由这几部分组成。在工作原理的控制上主要是以电控以ECU为主，把进气量和发动机转速作为基本控制参数，实现对发动机的喷油量、喷油时刻、点火时刻和点火提前角的控制。

发动机舱不认识？最全的汽车内部图解，驾校都教不了这么细

想必每个车友当初考驾照的时候，第一节课就是熟悉汽车，教练打开发动机舱一一介绍，但即便如此，就算是老修理工，有很多部件的名字你肯定听说过但不一定都知道在哪个位置。所以我们给大家带来一份最全汽车各部件图解，非常值得收藏！

打开发动机盖，就是这个样子了，（这个是4A13发动机，其他机型有可能存在差异，但大体相同）。

空气滤清器

作用是过滤空气中的灰尘杂质，让洁净的空气进入发动机，这对发动机的寿命和正常工作很重要。空滤吸附的灰尘杂质多了就会堵塞，影响发动机工作，所以必须定期更换。如果在灰尘较大的地方开车，比如有沙尘暴的地方，更换空滤的周期还要缩短。

蓄电池

不必多说，就是储存电能的。一般是铅蓄电池，电解液是稀硫酸。

制动液

就平常说的刹车油。现在小汽车的制动一般都为液压的，就是以制动液为介质将刹车踏板的力传递到制动盘上。

点火线圈

将低电压转变为高电压，通过它下面的火花塞放电产生电火花，点燃油气混合物燃烧做功。

机油

这个也不必多说，起润滑密封作用的矿物油或合成油。发动机如果缺少了机油的润滑就会产生拉缸、抱瓦等严重问题。

助力转向油

现在小汽车的转向助力一般还是传统的液压助力，既然是液压的相应的就需要油液介质了。当然有些车已开始使用电动助力了，这也是未来的发展趋势。

防冻液

在散热器和发动机缸体内的通道循环，用于冷却发动机的液体介质，主要是水和添加剂，因为有防冻的功能，就叫防冻液了。

玻璃水

地球人都知道，擦玻璃用的，这下你应该指导在哪里了吧。

机油尺

检测机油量的尺子。用的时候发动机先熄火，拔出机油尺，用一块干净纸巾擦干净上面的油，然后再插入再拔出，看机油的油位，必须在尺子上的两个上下限刻度之间，不能多也不能少。

保险盒

里面有很多电气设备的保险丝，还有继电器。小F一共有两个保险盒，另一个在驾驶室司机左下方。具体看随车说明书。

进气口

发动机进气的入口，这个是优化后的，位置已经提高很多，老款车的进气口位置比较低，涉水时发动机容易进水。进气口的位置是汽车涉水深度的极限，绝对不可以超过。发动机一旦进水，后果很严重~!

电子油门

说是油门，其实和油没有一点关系的噢，它连接的是进气总管和进气歧管，控制的是发动机进气量，所以正确说法应该是电子节气门。发动机控制模块会根据进气量计算出喷油量，这样就能控制发动机的转速及输出功率了。

进气歧管

从进气总管分支到各个汽缸的进气分管。虽然就是个管子，可却是有科技含量的噢，比如可变进气歧管。

碳罐阀

碳罐吸附油箱里的汽油蒸汽，碳罐阀打开后，发动机会将碳罐里活性炭吸附的汽油蒸汽吸入进气管，最后参与燃烧。这样既有利于环保，又能节省一点油。

汽油分配器

将汽油分配到各个喷油嘴上，它的下面连接的就是喷油嘴，都被挡住了看不见。

曲轴箱通风管

右侧的是进气管，左侧的是排气管，作用是为曲轴箱通风。

喷油嘴

将汽油泵加压后的汽油以雾化的形式喷出。喷油嘴的孔非常细小，这样才能更好将汽油雾化，但同时也很容易堵塞，所以要定期清洗喷油嘴。

真空助力器

利用发动机进气管的真空负压与大气压的压力差产生的力来辅助刹车的东东，可以减轻司机的“劳动强度”。

制动总泵

产生制动液压力，通过制动油管传递到各个制动分泵上。

离合器总泵

踩下离合踏板时，连接在踏板上的离合器总泵会动作，产生液压力，沿管路传递到离合器泵上，最后转化为机械力分离离合器。小F的离合器操作系统是液压的，与制动系统共用一种液压油，所以有一条管子连接到了制动液罐里。

ABS泵

很重要的安全装置噢~!ABS的意思就是自动防抱死系统，踩刹车的时候，ABS系统会根据车速、刹车力度等信息自动对各个车轮施以每秒几十次的点刹，防止轮胎抱死打滑，车身失控。而且能在刹车时提供转向能力，用以躲避障碍。

转向助力泵

为转向助力提供液压动力。最近坛子里有的车主反映皮带异响的问题，就是助力泵支架的偏移，导致助力泵的皮带轮与其它的皮带轮不在同一平面上，皮带运转时与皮带轮不正常摩擦，产生噪音。

空调压缩机

将汽化的制冷剂压缩成液态，然后泵入蒸发器，产生我们需要的凉快~!

排气歧管

发动机每个缸产生的废气经过排气歧管汇入排气总管里，然后经过三元催化器、消声器排入大气。因为发动机的废气非常热，在这里加个保护壳，起到隔热的作用。看到那个手型的标志没有，还有个X，意思就是不要碰，会烫伤的噢~!

氧传感器

检测废气中的氧含量，将信号传给发动机控制模块，用来控制喷油量，使燃油能充分燃烧并减少排放。如果氧传感器出问题，据说发动机会怠速不稳，油耗还会剧增。

离合器泵

小F的离合器是液压驱动的，由离合器总泵产生液压力，沿离合器油管传递到离合器泵中产生机械力，推动右侧的分离杆，分断离合器。液压的比拉索的要好用很多。

选档换挡拉索

拉索一端连着驾驶室内的档杆，另一端就连着选档和换挡机构了。拉索对换挡的感觉有很大影响，有挂档生涩困难的，就有可能是拉索的问题噢~!

启动机

其实就是一个小型电动机，钥匙开关转到启动位置时，启动机转动，同时带动发动机转动，辅助发动机启动进入工作状态。启动汽车时如遇打火困难，打火的持续时间不能过长，一次几秒钟。连续打火几次也没成功，应该将钥匙拧回，等几分钟，给启动机散热的时间，然后再重新上电打火。这样可防止启动机烧毁。

再来看看汽油泵，后排座椅掀开后，会看到这样一个黑色的盖子，它的下面就是汽油泵。

盖子拆下后就可以看到汽油泵了，它实际是安装在油箱上，但拆油箱很麻烦，所以在这个地方开个孔，在汽油泵损坏时可以方便的更换。

这是油箱拆掉后的样子，可以看到汽油泵的实际安装位置。

汽油泵拆下来，看就是这个样子~!既然叫做油泵，那它的作用不必说了就是泵油的呗。汽油泵将汽油加压，由供油管路输送到喷油嘴，因为有压力，喷油嘴喷出的汽油才会雾化的好，才能与空气均匀混合。

汽油泵使用中有一个很重要的注意事项，就是保持油箱的油不要过低。不要非等油灯亮了才加油，看差不多就加，因为汽油泵要靠油箱里的汽油来冷却，如果油太少，冷却效果就变差，严重的会烧毁汽油泵。

汽油滤清器

安装在右后轮前方，油箱旁边，作用是滤除汽油中的水分、杂质和胶质，防止燃油系统堵塞，保证燃油供给装置的正常工作。

制动油管： 传递刹车踏板的力。

制动分泵

将制动液的液压力转化为机械力，作用于制动卡钳上。卡钳上的摩擦片与制动盘产生摩擦，将车的动能转化为热能消耗掉，从而使汽车停止。

稳定杆

转向时减少车体侧倾，增加操控性。

半轴： 将发动机的动力传递到车轮上，驱动汽车。

转向拉杆： 控制车轮的转向，调整前束。

下摆臂、上支臂： 连接车轮和车体的悬挂构件。

万向轴

连接在两个轴之间，在一定范围内可任意改变两轴间的传动角度。因为前轮是既要驱动，又要转向的嘛~!

弹簧

弹性元件，起缓冲作用。这个是螺旋弹簧，卡车用的是钢板弹簧，某些高档车用的是空气弹簧。

减震器

液压阻尼元件，吸收路面冲击的能量,并抑制弹簧压缩后回弹的力。它与弹簧配合组成了减震系统，用于减缓因路面不平引起的车体震动。减震器的阻尼力与弹簧的弹力，经过不同的调教匹配会产生出不同的底盘风格，比如运动型、舒适型。

手刹拉索

拉手刹时将后轮制动，就跟自行车闸差不多。

排气管软连接： 阻断发动机震动的传递。

副车架： 连接下摆臂和车体的悬挂构件。

三元催化器

将废气中的NOX，CO等有害气体转化成N2，CO2等无害气体，降低排放污染。

消声器

消除发动机排气的噪音。没有了这个东西，那我们的车都要像跑车一样轰鸣了。

活性碳罐

装在车尾右侧的一个黑色的小罐，内部装满活性炭，连接着油箱，作用是吸附汽油蒸汽。 ，当汽车开动的时候，活性碳罐电磁阀适时打开，将吸收的燃油蒸汽重新倒入进气歧管，以达到节约燃油和环保的目的。

扭力梁

扭力梁式半独立悬挂的构件，能产生一定扭转形变，使悬挂性能介于独立悬挂和非独立悬挂之间。这种悬挂的特点是成本低，强度高，占用空间小，舒适性一般，多用于小型车上。

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