电控发动机教案

电控发动机教案 汽车发动机电控技术教案 1 汽车发动机电控技术教案 LED TDC 传感器 MAP 传感器 ECT 2 汽车发动机电控技术教案 传感器 IAT 传感器 曲轴 传感器 TP 传感器 维修检测 插接器 爆震 传感器 通电时间 基本点火正时 校正 冷却液温度校正 进气温度校正 爆震校正 换档校正 换档控制 点火器单元 点火线圈 分电器 火花塞 怠速校正 自动 第一章 汽车发动机电控技术概述 3 汽车发动机电控技术教案 总学时:2学时 课程名称 汽车发动机电控技术 讲 课:2学时 课程性质 理论课 实 习:0学时 任课教师 职 称 授课对象 专业 年 班级 教学目的和 掌握发动机电控系统的基本组成;了解发动机电控技术的发展，和 各传感器的类型和功用 要 求 教学重点和 发动机电控系统的基本组成 难 点 教学进程 第 次课 授课章节 学 时 备 注 第1次课 汽车发动机电控技术概述 2 教案(章节备课) 学时 4 汽车发动机电控技术教案 发动机电控技术的发展 第1 节 一、发动机电控技术发展 汽车电子技术发展始于20世纪60年代，分为三个阶段: 第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机。 第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解决安全、污染、和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统。 第三阶段，20世纪90年代中期以后，电子技术广泛的应用在底盘、车身、和车用柴油发动机多个领域。 目前发动机上常用的电控系统有: 电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、增压控制系统、警告提示系统、自我诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用系统。 二、电控技术对发动机性能的影响 1(提高发动机的动力性 通过减小进气阻力，提高充气效率，电控系统使得进入气缸中的空气得教 到充分的利用。 2(提高发动机燃油经济性 案 通过电控系统来精确的控制在各种运行工况下发动机所需的混合气浓度，使燃烧更为充分。 内 3(降低排放污染 通过电控系统的优化控制，提高燃烧质量，应用排放控制系统，降低排容 放污染。 4(改善发动机的加速和减速性能 5(改善发动机的起动性能 应用在发动机上的电子控制系统 第2节 5 汽车发动机电控技术教案 应用发动机上的电子控制系统有: 一、电子燃油喷射系统 ECU主要根据进气量确定基本的喷油量，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)信号对喷油量进行修正，使发动机在各种 运行工况下均能获得最佳浓度的混合气;同时还包括喷油正时控制、断油控 制和燃油泵控制。 二、电控点火系统 ESA的功能是点火提前角控制。根据各相关传感器信号，判断发动机的 运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动 机的燃烧过程。 三、怠速控制系统 发动机辅助控制系统。 四、排放控制系统 对发动机控制装置的工作实行电子控制。 五、进气控制系统 教 六、增压控制系统 七、巡航控制系统 案 八、警告系统 九、自诊断与报警系统 内 十、失效保护系统 十一、应急备用系统 容 发动机控制系统的基本组成 第3节 6 汽车发动机电控技术教案 一、电控系统的基本组成与类型 1(组成 有三部分组成: 信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU。 电子控制单元——ECU，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令。 执行元件——由ECU控制，执行某项控制功能的装置。 2(类型 开环控制——ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，而控制的结果教 是否达到预期目标对其控制过程没有影响。 闭环控制——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，案 并反馈给ECU， 进行原先的控制修正。 二、传感器的类型及功用 内 1(空气流量计——测量发动机的进气量，将信号输入ECU(主信号)。 2(进气绝对压力传感器——测量进气管内气体的绝对压力，将信号输容 入ECU(主信号)。 3(节气门位置传感器——检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU。 4(凸轮轴位置传感器——提供曲轴转角基准位置信号(主信号)。 5(曲轴位置传感器——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(主信号)。 6(进气温度传感器——检测进气温度信号(修正信号)。 7(冷却液温度传感器——给ECU提供冷却液温度信号(修正信号)。 8(车速传感器——检测汽车行驶速度。 9(氧传感器——检测排气中的氧含量。 10(爆燃传感器——检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。 11(空调开关——当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU输入信号。 12(挡位开关——自动变速器由空挡挂入其他档时，向ECU输入信号。 13、起动开关——发动机起动时，给ECU提供一个起动信号。 7 汽车发动机电控技术教案 14(制动灯开关——制动时，向ECU提供制动信号。 15(动力转向开关——当方向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时向ECU输入信号。 16(巡航控制开关——当进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航控制状态信号。 三、电子控制单元(ECU)的基本功能 1(给传感器提供电压，接受传感器和其他装置的输入信号，并转换成数字信号。 2(储存该车型的特征参数和运算所需的有关数据信号。 3(确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输教 出指令数值。 4(将输入信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并存储故障信案 息。 5(向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已储存的信息。 内 6(自我修正功能(学习功能)。 四、执行元件的类型 容 有以下主要执行元件: 喷油器、点火器、怠速控制阀、巡航控制电磁阀、节气门控制电动机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐排泄电磁阀、油泵继电器、风扇继电器、空调压缩机继电器、自诊断显示与报警装置、仪表显示器等。 1(电控技术对发动机性能有哪些影响, 2(什么叫开环系统,什么叫闭环系统,有什么特点, 3(电控系统由哪几部分组成,各有什么作用, 作 业 (发动机电控技术发展经历了3个阶段。 1 2(电控技术对发动机性能的影响。 3(电控系统的基本由3部分组成:信号输入装置、ECU、执行元件。 本 章 4(电控系统有开环和闭环两中控制类型。 5(电控单元的基本功能是按照一定的程序对各种输入信号进行运算处小 结 理、储存、分析处理，然后输出指令，控制执行元件工作，以达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。 备 注 8 汽车发动机电控技术教案 二章 汽油机电控燃油喷射系统 总学时:26学时 课程名称 汽车发动机电控技术 讲课:14.5学时 课程性质 理论课 实习:11.5学时 任课教师 职 称 授课对象 专业 年 班级 教学目的和 掌握电控燃油喷射系统的组成及其功能;了解喷射系统的类型;掌 握燃油系统、空气供给系统、控制系统的主要元件的构造与维修。 要 求 教学重点:电控燃油喷射的功能;电控燃油喷射系统的组成与基本教学重点和 原理;燃油供给系、控制系统的组成与基本原理及主要元件的构造与检 修。 难 点 教学难点:控制系统主要元件的基本原理与检修。 教学进程 第 次课 授课章节 学 时 备 注 第1次课 电控燃油喷射系统概述 1.5 第2次课 电控燃油喷射系统的功能、组成与基本原理 3 第3次课 空气供给系统主要元件的构造与检修 1 第4次课 燃油供给系统主要元件的构造与检修 2.5 第5次课 控制系统主要元件的构造与检修 3.5 9 汽车发动机电控技术教案 教案(章节备课) 学时 电控燃油喷射系统的概述 第1 节 一、汽油喷射系统的发展 20世纪30年代用于军用飞机上，1954年德国奔驰公司在奔驰300SL上装了机械式汽油喷射系统(K型)。 20世纪60年代在K型的基础上发展了机电组合式汽油喷射系统(KE型)。 20世纪60年代后期，随着电子技术的发展，德国BOSCH公司研制出电控燃油喷射系统(EFI)。 电控燃油喷射技术经历了晶体管、集成电路、和微机处理三大发展进程。 二、电控燃油喷射系统的优点 1(能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度，是发动机在各种工况条件下保持最佳的动力性、经济性和排放性能。 2(电控燃油喷射系统配用排放物控制系统后，大大降低了HC、CO和NO三种有害气体的排放。 X 3(增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好。 4(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的变化，发动机控制ECU能及时准确地作出补偿。 教 5(汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能迅速的作出反应。 6(有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油。 案 7(在进气系统中，由于没有象化油器那样的喉管部位，因而进气阻力小。 内 8(发动机冷机起动容易，暖机性能提高。 三、电控燃油喷射系统的类型 容 1(按喷射方式分类 同时喷射——将各气缸的喷油器并联，所有喷油器由电脑的同一个指令控制，同时喷油，同时断油。 分组喷射——将各气缸的喷油器分成几组，同一组喷油器同时喷油或断油。 顺序喷射——各喷油器由电脑分别控制，按发动机各气缸的工作顺序喷油。 a)同时喷射 b)分组喷射 c)顺序喷射 2(按空气量的计量方式分类 D型电控燃油喷射系统——利用绝对压力传感器检测进气管内的绝对压 10 汽车发动机电控技术教案 力，电脑根据进气管内的绝对压力和发动机转速推算出发动机的进气量。在根据进气量和发动机转速确定基本喷油量(比L型更精确)。 L型电控燃油喷射系统——利用空气流量计直接测量发动机的进气量，电脑不必进行推算，可根据空气流量计信号计算与该空气量相应的喷油量。 3(按喷射位置分类 多点喷射系统——每缸进气门处装有一个中央喷射装置，由ECU控制喷射。其燃油分配均匀性好，但控制系统复杂，成本高。主要用与中、高级轿车。 单点喷射系统——在节气门上方装一个中央喷射装置，由1,2个喷油器集中喷油。采用顺序喷射方式。结构简单，故障少、维修调整方便。广泛的应用于普通轿车和货车。 4(按有无信号分类 开环控制系统(无氧传感器)——通过实验室确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入电脑，在发动机工作时，电脑根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量。其精度直接依赖于所设定的基准数据和喷油器调整标定的精度。当使用工况超出预定范围教 时，不能实现最佳控制。 闭环控制系统(有氧传感器)——在系统中，发动机排气管上加装了氧案 传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比，在通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量。空燃比控内 制精度较高。 容 11 汽车发动机电控技术教案 电控燃油喷射系统的功能 第2节 一、喷油正时控制 喷油分为同步喷油和异步喷油。 同步是指发动机各缸工作循环，在既定的曲轴位置进行喷油，同步喷油 有规律性。 异步喷油与发动机的工作不同步，无规律性，是在同步喷油的基础上， 为改善发动机的性能额外增加的喷油。 1(同步喷油正时控制 (1)顺序喷射正时控制 特点:喷油器驱动回路数与气缸数目相等。 ECU根据凸轮轴位置传感器(G信号)、曲轴位置传感器(Ne信号)和 发动机的作功顺序，确定各缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上 止点某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸 开始喷油。 教 案 内 顺序喷射控制电路 (2)分组喷射正时控制 容 特点:把所有喷油器分成2,4组，由ECU分组控制喷油器。 以各组最先进入作功的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置， ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，该组喷油器开始喷油。 分组喷射控制电路 (3)同时喷射正时控制 特点:所有各缸喷油器由ECU控制同时喷油和停油。 喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸为基准，在该缸排气行 程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路， 该组喷油器开始喷油。 12 汽车发动机电控技术教案 同时喷射控制电路 2(异步喷油正时控制 (1)起动时异步喷油正时控制 在同步喷油基础上，为改善发动机的起动性能，在增加一次异步喷油。 在起动开关处于接通状态时，ECU接受到第一个凸轮轴位置传感器信号(Ne信号)后，接收到第一个曲轴位置传感器信号(G信号)时，开始进行起动时的异步喷油。 (2)加速时异步喷油正时控制 为了改善加速性能，ECU根据节气门位置传感器中怠速信号从接通到断开时，增加依次固定量的喷油。 二、喷油量控制 目的:使发动机在各种运行工况下，都能获得最佳的喷油量，以提高发动机的经济性和降低排放污染。 教 当喷油器的结构和喷油压差一定时，喷油量的多少取决于喷油时间。 1(起动时的同步喷油量控制 案 在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA(起动)档时，喷油时间的确定见图，ECU根据冷却液传感器信号(THW信号)和冷却液温度内 ——喷油时间确定基本喷油时间，根据进气温度传感器(THA信号)对喷油时间作修正(延长或缩短)。然后在根据蓄电池电压适当延长喷油时间，以容 实现喷油量的进一步的修正，即电压修正。 起动时的基本喷油时间 喷油时间的确定 2(起动后的同步喷油量控制 喷油持续时间 = 基本喷油持续时间×喷油修正系数 + 电压修正值 D型根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定基本喷油时间。 L型根据发动机转速信号和空气流量计信号确定基本喷油时间。 喷油修正系数有: (1)起动后加浓修正 根据冷却液温度确定喷油时间的初始修正值; (2)暖机加浓修正 在达到正常温度之前，根据冷却液温度信号进行喷油时间修正; 13 汽车发动机电控技术教案 (3)进气温度修正 根据进气温度传感器提供的进气温度信号(THA信号)，对喷油时间进行修正;低于20?是空气密度大，ECU适当的增加喷油时间，高于20?的适当的减少喷油时间。 (4)大负荷工况喷油量修正 根据PIM信号和Vs信号以及节气门位置传感器输送的全负荷信号(PSW信号)或VTA信号判断发动机负荷状况，大负荷时适当增加喷油时间。 (5)过渡工况喷油量修正 主要根据PIM信号或Vs信号、Ne信号、SPD信号、VTA信号、NSW信号判断过渡工况，对喷油时间进行修正。 (6)怠速稳定性修正 ECU根据PIM信号和Ne信号对喷油量进行修正，随着进气管绝对压力增大或怠速降低，适当增加喷油时间;反之，减少喷油时间。 3(异步喷油量控制 发动机起动和加速时的异步喷油量是固定，各缸喷油器以一个固定的喷油持续时间，同时向各缸增加一次喷油。 三、燃油停供控制 减速断油控制——当汽车减速时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低碳氢化合物及一氧化碳的排放量。 限速断油控制——加速时，发动机超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU将切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速。 教 四、燃油泵控制 根据发动机的转速和负荷来控制燃油泵以高速或低速运转。 案 内 容 14 汽车发动机电控技术教案 电控燃油喷射系统的组成与基本原理 第3节 教 案 内 汽油机电控燃油喷射系统的组成 一、空气供给系统 容 功用:为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。 原理:空气经空气滤清器过滤后，通过空气流量计、节气门体进入进气 总管，再通过进气歧管分配给各缸。 进气系统原理图 二、燃油供给系 15 汽车发动机电控技术教案 功用:供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据电脑指令喷油。 原理:电动燃油泵将汽油自油箱内吸出，经滤清器过滤后，由压力调节 器调压，通过油管输送给喷油器，喷油器根据电脑指令向进气管喷油。燃油 泵供给的多余汽油经回油管流回油箱。 燃油供给系统原理图 三、控制系统 ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，再根据 其他传感器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，使喷油器喷油或断油。 教 案 内 容 控制系统原理图 16 汽车发动机电控技术教案 空气供给系统主要元件的构造与检修 第4节 一、空气供给系统元件位置 D型EFI空气供给系统 L型EFI空气供给系统 二、空气供给系统基本元件的构造 1(空气滤清器 一般为干式纸质滤心式，结构与普通发动机上相同。 2(节气门体 节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。 主要由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器，例如LS400。 在LS400上还设有牵引控制系统(TRC)，当车辆处于TRC控制状态行驶时，无论是起步、匀速或加减速工况，汽车均能根据道路状况(包括泥泞、湿滑路面)确保输出最佳的驱动力和牵引性能，使车辆平稳和安全行驶。 在TRC控制行驶状态下，发动机的主节气门由主节气门强制开启器打开(全开)，进气量由副节气门控制，节气门开度信号也由副节气门位置传感教 器负责将信号传送给ECU。 注意:在装有节气门限位螺钉的汽车上，使用中一般不允许调节节气门案 限位螺钉，除非怠速控制阀发生故障而无法及时修复，可通过调整节气门最小开度来保持发动机怠速运转，故障排除后，应将节气门限位螺钉调回原位。 内 3(进气管 为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和歧管的形状、容容 积有严格的要求。如LS400在空气室设一个大容量的空气室以减少进气脉动和各缸的相互干涉，有利于提高各缸的充气量，在进气室两侧各设有4根进 气管，8根进气歧管呈S型交叉布置，以增加进气歧管的长度，提高进气谐波压力，有利于进一步提高充气量。 4(空气供给系的检修 维修时应注意进行以下检查: (1)检查空气滤清器滤心是否赃污，必要时用压缩空气吹净或更换; (2)进气系统漏气对电控燃油喷射发动机的影响比对化油器式发动机的影响大。检查各连接部位应连接可靠，密封垫应完好; (3)检查节气门内腔的积垢和积胶情况，必要时用清洗剂进行清洗。注意:绝对不能用砂纸和刀片清理积垢和积胶。 17 汽车发动机电控技术教案 燃油供给系统主要元件的构造与维修 第5节 一、燃油供给系统元件位置 由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、脉动阻尼器及油管组成。 二、电动燃油泵 1(作用:给电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。 2(类型: (1)按安装位置不同分为: 内置式——安装在油箱中，具有噪声小、不易产生气阻、不易泄漏、管路安装简单。 外置式——串接在油箱外部的输油管路中，易布置、安装自由大，单噪声大，易产生气阻。 (2)按电动燃油泵的结构不同分为:涡轮式、滚柱式、转子式和侧槽式。 3(电动燃油泵的结构 (1)涡轮式电动燃油泵 1)结构 主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀组成。 2)原理 教 油泵电动机通电时，电动机驱动涡轮泵叶片旋转，由于离心力的作用，使叶轮周围小槽内的叶片贴紧泵壳，将燃油从进油室带往出油室。由于进油案 室的燃油不断增多，形成一定的真空度，将燃油从进油口吸入;而出油室燃油不断增多，燃油压力升高，当达到一定值时，顶开出油阀出油口输出。出内 油阀在油泵不工作时阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的压力，便于下次起动。如图 容 涡轮式电动燃油泵 1—前轴承2—电动机定子3—后轴承4—出油阀5—出油口6—卸压阀 7—电动机转子 8—叶轮 9—进油口 10—泵壳体 11—叶片 3)优点 泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等优点。此外，由于不需要消声器所以可以小型化，因此广泛的应用在轿车上。 18 汽车发动机电控技术教案 如捷达、本田雅阁。 (2)滚柱式电动燃油泵 1)结构 主要由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、出油阀、卸压阀等组成。 2)原理 当转子旋转时，位于转子槽内的滚柱在离心力的作用下，紧压在泵体内表面上，对周围起密封作用，在相邻两个滚柱之间形成工作腔。在燃油泵运转过程中，工作腔转过出油口后，其容积不断增大，形成一定的真空度,当转到与进油口连通时，将燃油吸入;而吸满燃油的工作腔转过进油口后，容积不断减小，使燃油压力提高，受压燃油流过电动机，从出油口输出。 3(燃油泵控制 (1)ECU控制的燃油泵控制电路 主要应用在装用D型EFI和装用热式和卡门旋涡式空气流量计的L型EFI系统中。 控制原理:燃油泵控制ECU根据发动机ECU端子FPC和DI的信号，控制，B端子与FP端子的连通回路，以改变输送给燃油泵电压，从而实现对燃油泵转速的控制。 (2)燃油泵开关控制的燃油泵控制 主要用于装用叶片式空气流量计的L型EFI系统中。 教 控制原理:当点火开关ST端子接通时，起动机继电器线圈通电使触点闭合，此时开路继电器中L1线圈通电使其触点闭合，从而通过主继电器、案 开路继电器向燃油泵供电，油泵工作;发动机正常运转时，点火开关IG端子与电源接通，同时空气流量计测量板转动使油泵开关闭合，开路继电器内 L2通电，使开路继电器触点保持闭合，油泵继续工作。发动机停转时，L1和L2线圈不通电，燃油泵停止工作。 容 (3)燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路 如下图，此控制电路根据发动机转速和负荷的变化，通过燃油泵继电器改变油泵的供电线路，从而控制油泵的工作转速。 燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路 4(燃油泵的就车检查 (1)用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电源上。 19 汽车发动机电控技术教案 (2)将点火开关转至“ON”位置，但不要起动发动机。 (3)旋开油箱盖能听到燃油泵工作的声音，或用手捏进油软管应感觉有压力。 (4)若听不到燃油泵的工作声音或进油管无压力，应检修或更换燃油泵。 (5)若有燃油泵不工作故障，且上述检查正常，应检查燃油泵电路导线、继电器、易熔线和熔丝有无断路。 5(燃油泵的拆装与检测 拆装燃油泵时注意:应释放燃油系统压力，并关闭用电设备。拆下燃油泵后，测量燃油泵两端子之间电阻，应为2,3Ω。用蓄电池直接给燃油泵通电，应能听到油泵电机高速旋转的声音，注意:通电时间不能太长。 三、燃油滤清器 功用:滤清燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减小机件磨损，保证发动机正常工作。 一般采用纸质滤心，每行驶20000,40000?或1到2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。 四、脉动阻尼器 功用:减小在喷油器喷油时，油路中的油压可能会产生微小的波动，使系统压力保持稳定。 组成:由膜片、回位弹簧、阀片和外壳组成。 原理:发动机工作时，燃油经过脉动阻尼器膜片下方进入输油管，当燃教 油压力产生脉动时，膜片弹簧被压缩或伸张，膜片下方的容积稍有增大或减小，从而起到稳定燃油系统压力的作用。 案 五、燃油压力调节器 1(作用:稳定燃油管的压力，使它与进气歧管之间的压力差保持恒定内 为250,300 kPa。 2(为什么要使燃油管压力与进气歧管压力保持恒定的压力差, 容 ECU对喷油质量的控制是时间控制，即控制喷油的持续时间，喷油压力便成影响喷油量和空燃比的重要因素，若在相同的喷油持续时间，若喷油压力不同，喷油量也不同。为了精确的控制喷油量和空燃比，必须确保喷油压力与进气歧管真空度之间的压力差为恒定值。 3(组成: 主要由阀片、膜片、膜片弹簧和外壳组成。 4(原理: 发动机工作时，燃油压力调节器膜片上方承受的压力为弹簧压力和进气管内气体的压力之和，膜片下方承受的压力为燃油压力，当压力相等时，膜片处于平衡位置不动。当进气管内气体压力下降时，膜片向上移动，回油阀开度增大，回油量增多，使输油管内燃油压力也下降;反之，进气管内气体压力升高时,燃油的压力也升高。 六、燃油供给系的检修 1(燃油系统的压力释放 目的:防止在拆卸时，系统内的压力油喷出，造成人身伤害和火灾。 方法:(1)起动发动机，维持怠速运转。 (2)在发动机运转时，拔下油泵继电器或电动燃油泵电线接线， 20 汽车发动机电控技术教案 使发动机熄火。 (3)再使发动机起动2,3次，就可完全释放燃油系统压力。 (4)关闭点火开关，装上油泵继电器或电动燃油泵电源接线。 2(燃油系统压力预置 目的:为避免首次起动发动机时，因系统内无压力而导致起动时间过长。 方法一:通过反复打开和关闭点火开关数次来完成.。 方法二:(1)检查燃油系统元件和油管接头是否安装好。 (2)用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电 源上。 (3)将点火开关转至“ON”位置，使电动燃油泵工作约10s。 (4)关闭点火开关，拆下诊断座上的专用导线。 3(燃油系统压力测试 (1)检查油箱中的燃油，释放燃油系统压力。 教 (2)检查蓄电池，拆下负极电缆。 案 (3)将专用压力表接在脉动阻尼器位置(对于韩国大宇或通用)或进 内 油管接头处(对于丰田)。 容 (4)接上负极电缆，起动发动机使其维持怠速运转。 (5)拆下燃油压力调节器上真空软管，用手堵住进气管一侧，检查油 压表指示的压力，多点喷射系统应为0.25 ,0.35MPa ,单点喷射系统为 0.07,0.10MPa。若过低，说明燃油压力调节器有故障，更换后仍过低，应 检查是否有堵塞或泄露，如没有，应更换燃油泵;若过高，应检查回油管是 否堵塞，若正常，说明燃油压力调节器有故障。 (6)接上燃油压力调节器的真空软管，检查燃油压力表的指示应有所 下降(约为0.05 MPa)，否则检查真空管是否有堵塞和漏气，若正常，说明 燃油压力调节器有故障。 (7)将发动机熄火，等待10min后观察压力表的压力，多点喷射系统 不低于0.20 MPa，单点喷射系统不低于0.05 MPa。 (8)检查完毕后，应释放系统压力拆下油压表，装复燃油系统。 21 汽车发动机电控技术教案 控制系统主要元件的构造与检修 第6节 一、传感器 1(空气流量计 空气流量计的类型:叶片式、热式和卡门涡旋式。 (1)叶片式空气流量计 1)结构 如图，空气流量计主要由测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气 道组成，此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。 在流量计内还设有缓冲室和缓冲叶片，利用缓冲室内的空气对缓冲叶片 的阻尼作用，可减小发动机进气量急剧的变化引起测量叶片脉动，提高测量 精度。 教 案 内 容 l—电位计滑臂2—可变电阻3—接进气管 4—测量叶片5—旁通空气道 6—接空气滤清器 2)工作原理 来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板打开一个 角度，当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶片停 止转动。与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气量转换 成电压信号VS送给ECU。 3)检测 测量V与E、V与E、THA与E之间的电阻。 C2S22 叶片式空气流量计电路 22 汽车发动机电控技术教案 (2)热式空气流量计 1)工作原理: 如下图，热线电阻R以铂丝制成，R和温度补偿电阻R均置于空气通HHK道中的取气管内，与R、R共同构成桥式电路。R、R阻值均随温度变化。ABHK 当空气流经R时，使热线温度发生变化，电阻减小或增大，使电桥失去平H 衡，若要保持电桥平衡，就必须使流经热线电阻的电流改变，以恢复其温度与阻值，精密电阻R两端的电压也相应变化，并且该电压信号作为热式空A 气流量计输出的电压信号送往ECU。 热线式空气流量计工作原理 2)自洁功能 在1000?以上将粉尘烧掉。 3)检测 教 接通点火开关，不起动发动机，测E与D、E与C之间的电压为蓄电池电压。 案 B与C间的信号电压 发动机工作时为2,4V 发动机不工作为1.0,1.5V 内 F与D间电压，关闭点火开关时，电压应回零并在5s后有跳跃上升，1s后在回零，说明自洁信号良好。 容 (3)卡门旋涡式空气流量计 在气流通道中放一个柱体，气体通过时在柱体后产生许多涡旋。 1)分类:按检测分为超声波检测和反光镜检测法。 2)反光镜检测法 检测部分结构:镜片、发光二级管和光电晶体管组成。 原理:空气流经过发生器时，压力发生变化，经压力导向孔作用在反光镜上，使反光镜发生振动，从而将反光二极管投射的的光发射给光电管，对反射光进行检测。 3)超声波检测法 结构:由超声波信号发生器、超声波发射探头、涡流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接收探头和转换电路组成。 原理:卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响，信号发生器发出的超声波到达接收器的时机或变早或变晚，测出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形的脉冲频率为卡门涡旋的频率。 4)检测: 点火开关转至“ON”位置，检测V与E2间电压应为5V，K与E2间CS电压应为2,4V。 2(进气管绝对压力传感器电路与检修 23 汽车发动机电控技术教案 进气管绝对压力传感器电路 检测:将点火开关转至“,,”，检测VCC和E2间应为5V，PIM与E2之间的输出电压应随着真空度增加而降低。 3(节气门位置传感器(IMAPS) 作用:检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。 (1)电位计式节气门位置传感器 利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度。全关时电压信号应约为0.5V，随节气门增大，信号电压增强，全开时约为5V。 教 (2)触点式节气门位置传感器 由滑动触点和两个固定触点(功率触点和怠速触点)组成。 案 节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，当节气门开度达50?以上时，可动触点与怠速触点接触，检测节气门大开度状态。 内 (3)综合式节气门位置传感器 由一个电位计和一个怠速触点组成，工作原理和前两种相同。 容 4(进气温度传感器 功用:给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。 D型安装在空气滤清器或进气管内，L型安装在空气流量计内。 进气温度传感器内的热敏电阻随着进气温度的增大而减小，使得分压值也随之减小，ECU根据分压来判断进气温度。 检测:检测在不同温度下的电阻值。 5(冷却水温度传感器 功用:给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制修正信号。 安装在气缸体水道或冷却水出口处。 6(凸轮轴/曲轴位置传感器 (1)功用 凸轮轴位置传感器:给ECU提供曲轴转角基准位置(第一缸压缩上止点)信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。 曲轴位置传感器: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，作为燃油喷射和点火控制的主控信号。 (2)电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器 24 汽车发动机电控技术教案 组成:上部分为曲轴位置传感器，有带一个凸齿的G转子和两个感应线圈G和G组成。下部分为曲轴位置传感器由一个带24个凸齿的Ne转子和12 一个Ne感应线圈组成。 原理:利用电磁线圈产生的脉冲信号来确定发动机转速和各缸的工作位置。 检测:检查感应线圈的电阻，冷态下的G和G感应线圈电阻应为125,12 200Ω，Ne感应线圈电阻应为155,250Ω。 (3)霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器 组成:如图，由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器组成。 原理:ECU通过电源使电流通过霍尔晶体管，旋转转子的凸齿经过磁场时使磁场强度改变，霍尔晶体管产生的霍尔电压放大后输送给ECU，ECU根据霍尔电压产生的次数确定曲轴转角和发动机转速。 检测:点火开关转至“ON”位置，如图，检测A、C之间的电压应为8V，B、C间输出的信号电压应为5V到0V交替变化。 教 案 同步信号传感器电路 (4)光电式凸轮轴/曲轴位置传感器 内 组成:由转子、发光二极管、光敏二极管和放大器组成。 原理:利用发光二极管作为信号源。随转子转动，当透光孔与发光二极 容 管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后输送给ECU。 检测:点火开关转至“ON”位置，如图，检测电脑侧1和2端子间电压为12V，给传感器施加12V电压，正在信号输出端子3和4与1之间接上电流表，转动转子一圈，两个电流表应分别摆动1次和4次，电流应约为1mA。 光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路 7(车速传感器 功用:检测汽车行驶速度，给ECU提供车速信号，用于巡航控制和限速断油控制。 类型:舌簧开关式和光电式。 8(信号开关 25 汽车发动机电控技术教案 常用的有:起动开关、空调开关、档位开关、制动开关、动力转向开关和巡航控制开关等。 二、电子控制单元(ECU) 主要由输入回路、模/数转换器、微型计算机和输出回路组成。 三、喷油器 1(功用:根据ECU指令，控制燃油喷射量。 2(安装:单点喷射系统安装在节气门体空气入口处，多点喷射安装在进气歧管。 3(构造:由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成。 4(原理:当电磁线圈通电时，产生电磁吸力，将衔铁吸起并带动针阀离开阀座，同时回位弹簧被压缩，燃油经过针阀并由轴针与喷口的环隙或喷孔中喷出;当电磁线圈断电时，电磁线圈消失，回位弹簧迅速使针阀关闭，喷油器停止喷油。 5(类型:高阻(电阻13,16Ω)和低阻(电阻2,3Ω)。 6(驱动方式 电流驱动和电压驱动 7(喷油器检修 教 (1)简单检查方法 检查喷油器针阀开启时的振动和声响。 (2)喷油器电阻检查 低阻为2,3Ω，高阻为13,16Ω。 案 (3)喷油器滴漏检查 用专用设备检查，在1min内喷油器应无滴油现象。 内 (4)喷油量检查 用专用设备检查，检查15s内的喷油量应为50,70ml。 8(喷油器的控制电路 容 喷油器电流驱动电路 9(冷起动喷油器及其控制电路 功用:在发动机冷起动时喷油，以加浓混合气，改善发动机的冷起动性能。 原理:发动机起动时，起动继电器线圈通电，触点闭合使蓄电池电压送至冷起动喷油器，正时开关控制冷起动搭铁回路接通，冷起动喷油器喷油。若冷却水温度较高，正时开关则断开，冷起动喷油器不喷油。 26 汽车发动机电控技术教案 教 案 内 容 冷起动喷油器控制电路 1(叙述各传感器的安装位置、作用、信号类型，用万用表检测时应置于何档位。 2(压力调节器的作用是什么?为什么要使燃油分配管内油压与进气歧管内气压的差值保持为常数? 3(油压脉动阻尼减振器的一般构造及工作原理如何? 作 业 4(节气门位置传感器有哪几种类型?各有什么特点? 5(什么叫无效喷油时间?ECU是如何对无效喷油时间进行修正的? 6(起动后的同步喷射的基本喷油持续时间是如何确定的? 7(什么叫电流驱动?什么叫电压驱动?它们各有什么特点? 8(什么叫外装式油泵?什么叫内装式油泵?它们各有什么特点? 1(电子控制汽油喷射系统大致可以分为:空气供给系统、燃油系统和微机控制系统三个部分。 2(电控燃油喷射系统按喷射方式分类有同时喷射、分组喷射、顺序喷射;按对空气量计量方式分类有D型和L型;按喷射位置分类有多点喷射和单点喷射系统;按有无反馈信号分类有开环控制系统和闭环控制系统。 3(电控燃油喷射系统的功能是对喷射正时、喷油量、燃油挺供及燃油泵进行控制。 4(空气流量计主要有:叶片式、卡门旋涡式、热线式、热膜式四种。 5(电动汽油泵的作用是将汽油从油箱中吸出并具有一定的油压，有外本 装式和内装式两种形式，目前大多数采用内装式电动汽油泵。 6(燃油压力调节器的主要作用是使燃油分配管压力与进气歧管压力差章 保持不变，一般为0.25Mpa,0.30MPa。 7(脉动阻尼器的作用就是降低在喷油时油路中的油压产生微小的波动。 小 8(节气门位置传感器有三种，电位计式、触点式和综合式，线性量传感器信号电压一般怠速0.5V，全开4.5V,5V。 结 9(进气歧管绝对压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器，其作用与空气流量计相当。 10(水温传感器与进气温度传感器都是负温度系数热敏电阻，随温度升高阻值降低，信号电压下降，开路电压为5V。 11(目前电控汽油机中使用的凸轮轴和曲轴位置传感器主要有三种类型:电磁式、霍尔效应式和光电式。 12(电子控制单元由输入回路、模/数转换器、微型计算机和输出回路组 27 汽车发动机电控技术教案 成。 本 13(喷油器按针阀的结构特点分类，可分为轴针式和孔式，按电磁线圈 阻值分类，可分为低阻(电阻2,3Ω)和高阻(电阻13,16Ω)喷油器。章 驱动方式有电流驱动和电压驱动。 14(汽油喷射控制包括喷油正时控制、喷油持续时间(即喷油量)控制和小 断油控制三个方面。 结 备 注 第三章 汽油机电控点火系统 总学时:12学时 课程名称 汽车发动机电控技术 讲课:7.5学时 课程性质 理论课 实习:4.5学时 任课教师 职 称 授课对象 专业 年 班级 教学目的和 掌握发动机电控系统的基本组成;了解发动机电控技术的发展，和 各传感器的类型和功用。 要 求 重点:电控点火系统的功能;电控点火系统工作原理及主要元件的教学重点和 构造与维修。 难点:电控点火控制原理 难 点 教学进程 28 汽车发动机电控技术教案 第 次课 授课章节 学 时 备 注 第1次课 电控点火系统的组成与工作原理 2 第2次课 电控点火系统的组成与工作原理 2 第3次课 电控点火系统主要元件的构造与检修 3.5 教案(章节备课) 学时 电控点火系统的功能 第1 节 29 汽车发动机电控技术教案 一、点火提前角的控制 1(点火提前角对发动机性能的影响 如点火提前角过大，大部分混合气在压缩过程中燃烧，活塞所消耗的压缩功增加，缸内最高压力升高，末端混合气自燃所需的时间缩短，爆燃倾向增大;过小(点火过迟)，燃烧延伸到膨胀过程，燃烧最高压力和温度降低，传热损失增多，排气温度升高，功率降低，爆燃倾向减小，NO排放降低。 x 2(最佳点火提前角确定依据 (1)发动机转速 随着转速的升高点火提前角增大。采用ESA控制系统，更接近理想的点火提前角。 (2)发动机负荷 歧管压力高(真空度小、负荷大)，点火提前角小，反之点火提前角大。 (3)燃油辛烷值 辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大，反之应减小。 (4)其他因素 燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。 3(控制点火提前角的基本方法 教 起动时的点火提前角是固定的，一般为10?左右，与发动机工况无关。 起动后的点火提前角控制有: 案 (1)实际点火提前角=初始点火提前角，基本点火提前角，修正点火提前角 内 (2)实际点火提前角=初始点火提前角×点火提前角修正系数 点火时间由进气歧管压力信号(或进气量信号)和发动机转速确定的点容 火提前角和修正量决定。 4(点火提前角的修正 (1)水温修正 1)暖机修正 冷车起动后，冷却水温度过低，增大点火提前角。随温度升高点火提前角变化如图。 点火提前角的暖机修正曲线 控制信号有:冷却水温度信号、进气歧管压力(或进气量)信号、节气门位置信号。 2)过热修正 发动机处于正常的工况(IDL触点断开)，当冷却水过高时，为避免爆震，推迟点火提前角。发动机处于怠速工况(IDL触点闭合)， 30 汽车发动机电控技术教案 冷却水温过高时应增大点火提前角。 点火提前角的过热修正曲线 控制信号有:冷却水温度信号、节气门位置信号。 (2)怠速稳定性的修正 ECU根据实际转速与目标转速的差来修正点火提前角，低于目标转速，应增大点火提前角，反之，推迟点火提前角。 控制信号有:发动机转速信号、节气门开度信号、车速、空调信号等。 (3)空燃比反馈修正 根据氧传感器的反馈信号调整喷油量来控制空燃教 比，喷油量大则点火提前角小。 二、通电时间的控制 案 1(通电时间对发动机性能的影响 初级电路被断开的瞬间，初始电流能达到的值与初级电路接通的时间长内 短有关，只有通电时间一定值时，初级电流才可能达到饱和。由于断开电流影响次级电压的最大值，次级电压的高低又直接影响点火系工作的可靠性。容 所以，发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。 2(通电时间的控制方法 现代电控点火系统和传统的分电器不同，传统的点火线圈初级电路的通电时间取决于断电器触点的闭合角和发动机转速;而现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制，根据发动机的转速信号和电源电压信号确定最佳的闭合角(通电时间)，并控制点火器输出指令信号(IG信号)，以控制点t 火器中晶体管的导通时间。 3(点火线圈的恒流控制 由于现代车采用了高能点火线圈，改善点火性能。为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在部分电控点火系统的点火控制电路中增加了恒流控制电路。 恒流的基本方法是:在点火器功率晶体管的输出回路中增设一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形成的电压降反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而实现恒流控制。 三、爆燃的控制 1(爆燃的危害 会导致冷却液过热，功率下降，油耗上升。 2(控制方法 推迟点火提前角，利用爆震传感器中的压电晶体的压力效应。 31 汽车发动机电控技术教案 点火系统的组成与工作原理 第2节 一、电控点火系统的类型 1(汽油机点火系统的类型: 传统点火系统分为:磁电机点火系统和蓄电池点火系统。 缺点:(1)高速易断火，不适合高速发动机。 (2)断电器触点易烧蚀，工作可靠性差。 (3)点火能量低，点火可靠性差。 微机控制的点火系统 采用计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。 2(电控点火系统的类型:有分电器和无分电器式。 二、基本组成与工作原理 1(基本组成 一般由电源、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器和火花塞组成。 2(工作原理 发动机工作时，ECU根据接收到的传感器信号，按存储器中的相关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，有电教 流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势，经分电器或案 直接送至工作气缸的火花塞。 三、有分电器电控点火系统 内 特点:1个点火线圈。 组成:由凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、冷却液温度传感器、节容 气门位置传感器、起动开关、空调开关、车速传感器。 四、无分电器电控点火控制系统 特点:用电子控制装置取代分电器，利用电子分火控制技术将点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火。 1(独立点火方式 特点:点火线圈的数量和气缸数相等。 优缺点:分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。 2(同时点火方式 特点:点火线圈的数等于气缸数的一半。 3(二极管配电点火方式 特点:四个气缸共用一个点火线圈。 五、爆燃控制系统 1(组成(如图) 2(识别 根据安装在缸体上的爆震传感器检测发动机不同频率范围内的机械振动，发生爆燃时传感器电压信号有较大的振幅。 32 汽车发动机电控技术教案 爆燃控制系统的组成 1—爆燃传感器 2—ECU 3—其他传感器 4—点火器和点火线圈5—分电器6—火花塞 教 案 内 容 爆燃识别电路 3(爆燃强度的确定 ECU根据爆燃信号超过基准值的次数来判定爆燃强度，次数越多，爆燃 强度越大，反之越小。 33 汽车发动机电控技术教案 电控点火系统主要元件的构造与维修 第3节 一、点火器 功能:根据ECU的指令，控制点火线圈初级电路的通电或断电，并在完成点火后向ECU输送点火确认信号。 结构: 检测:用万用表或示波器检查发动机ECU相应端子间电压，应符合要求。 二、点火线圈 检测:万用表检测点火线圈的电阻，应符合规定。 线 圈 初级线圈 次级线圈 冷态 热态 冷态 热态 检查条件 (-10,50?) (50,100?) (-10,50?) (50,100?) 检查标准 1.11,1.75Ω 1.41,2.05Ω 9.0,15.7kΩ 11.4,18.8kΩ 三、爆燃传感器 功能:检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度。 类型:电感式和压电式两种，压电式又分为共振式、非共振式和火花塞座金属垫型。 教 1(电感式爆燃传感器 构造:主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳等组成。 案 原理:利用电磁感应原理检测发动机爆燃。 2(压电式爆燃传感器 内 原理:利用压电效应原理检测发动机爆燃。 (1)压电式共振型爆燃传感器 容 由压电元件、振子、基座、外壳等组成。当发生爆燃时，振子与发动机共振，压电元件输出的信号电压也有明显增大，易于测量。 (2)压电式非共振型爆燃传感器 与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但设一个配重块，以一定的预紧压力压紧在压电元件上。当发动机发生爆燃时，配重块以正比于振动加速度的交变力施加在压电元件上，压电元件则将此压力信号转变成电信号输送给ECU。 (3)压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器 安装在火花塞的垫圈处，每缸一个，根据各缸的燃烧压力直接检测各缸的爆燃信息，并转换成电信号输送给ECU。 3(检测:用万用表检查传感器端子与传感器壳体之间的电阻，应不通。 四、点火控制电路 以丰田皇冠3.0轿车点火控制电路为例(如下图)。 维修时用万用表检测“，B”端子和点火线圈的“，”端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。怠速时检查点火器“IGT”端子与搭铁之间应有脉冲信号，检查ECU的“IGF”端子与搭铁之间应有脉冲信号。 34 汽车发动机电控技术教案 教 案 内 容 丰田皇冠3.0轿车点火控制电路 1(汽油机对点火系统有哪些要求? 2(普通电子点火系统和ECU控制电控点火系统有哪些异同点? 3(电控点火系统有哪些优点? 4(影响发动机点火提前角的因素有哪些? 5(在电控点火系中最佳点火提前角是如何确定的? 作 业 6(修正点火提前角考虑了哪些因素?这些因素对发动机的点火提前角有 何影响 7(什么叫闭合角控制?为什么要进行闭合角控制? 8(汽油机的爆震对发动机有何影响? 1(为了使汽油机的各项性能指标达到较佳水平，点火系统必须向火花塞 电极提供足够高的击穿电压，火花塞电极间产生的火花必须具有足够的能 量，点火正时应与汽油机运行工况相匹配。以上三点在传统点火系统中很难 完全满足，只有采用电控点火系统。 2(现代轿车上采用的电子控制点火系统主要有两种形式:电子控制有分 电器点火系统和电子控制无分电器点火系统。 本 章 3(无分电器点火系统又称直接点火系统，直接将点火线圈次级绕组与火 花塞相连接。 小 结 4(最佳点火提前角，一般是指点火燃烧产生的最高压力出现在上止点后 10?左右，它会受发动机转速、发动机负荷、汽油的品质及其它一些因素影 响。 5(爆震和点火时刻有密切关系，点火提前角越大，就越易产生爆震。 备 注 第四章 汽油机辅助控制系统 35 汽车发动机电控技术教案 总学时:16学时 课程名称 汽车发动机电控技术 讲课:10学时 课程性质 理论课 实习:6学时 任课教师 职 称 授课对象 专业 年 班级 了解实效保护系统、自诊断系统和应急备用系统;掌握怠速速控制教学目的和 系统、进气控制系统的原理和检测;掌握EVAP、EGR控制系统的工作 原理及检修; 要 求 重点:怠速控制系统、进气控制系统、排放控制系统以巡航控制系教学重点和 统的功能、控制原理及主要元件的构造与检修。 难点:怠速控制系统的控制原理。 难 点 教学进程 第 次课 授课章节 学 时 备 注 第1次课 怠速控制系统 1 第2次课 进气控制系统、增压控制系统 2 第3次课 电子起动系统 1 第4次课 排放控制系统 2 第5次课 巡航控制及电控节气门系统、冷却风扇及发电机控2 制系统 第6次课 故障自诊断系统、失效保护系统、应急备用系统 2 36 汽车发动机电控技术教案 教案(章节备课) 怠速控制系统 第1 节 一、怠速控制系统的功能与组成 1(怠速控制系统的功能: 用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程。 自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。 2(怠速控制系统的组成 主要由传感器、ECU、和执行元件三部分组成。 3(怠速控制的方法 怠速控制也就是对怠速工况下的进气量进行控制。控制基本类型有节气门直动式和旁通空气式。 二、节气门直动式怠速控制器 结构主要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等组成。 原理:当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，ECU根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。 教 三、步进电动机型怠速控制阀 1(控制阀的结构与工作原理 案 步进电机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为直线运动，使阀心作轴向移动，改变阀心与阀座之间的间隙。安装在节气内 门上。 工作原理，当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时，容 定子磁场顺时针转动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有32个爪级，步进电动机每转一步为1/32圈，工作范围为0,125个步进级。 2(控制阀的检修 (1)在检修时应注意 1)不要用手推拉控制阀，以免损坏丝杠机构的螺纹。 2)不要将控制阀浸泡在任何清洗液中，以免步进电动机损坏。 3)安装时，检查密封圈好坏，并在密封圈上涂少量润滑油。 (2)检修步进电动机型怠速控制阀的方法 1)拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压。 2)发动发动机后再熄火时，2,3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声。 3)拆下控制阀线束连接器，测量B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的 37 汽车发动机电控技术教案 电阻，应为10,30Ω。 4)拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1—S2—S3—S4端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，如图;若负极按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，则控制阀应向内缩回。 步进电动机型怠速控制阀工作情况检查 a)接蓄电池正极 b)接蓄电池负极 3(控制阀控制的内容 (1)起动初始位置的设定 关闭点火开关使发动机熄火后，ECU的M—REL端子向主继电器线圈供电延续约2,3s。在这段时间内，蓄电池继续给ECU和步进电动机供电，ECU使怠速控制阀回到起动初始位置。 (2)起动控制 教 在起动期间，ECU根据冷却液温度的高低控制步进电动机，调节控制阀的开度，使之到起动后暖机控制的最佳位置，此位置随冷却液温度的升高而案 减小。 (3)暖机控制 内 在暖机过程中，ECU根据冷却液温度信号按内存的控制特性控制怠速控制阀的开度，随温度上升，怠速控制阀开度渐渐减小。当冷却液温度达到70?容 时，暖机控制过程结束。 (4)怠速稳定控制 当转速信号与确定的目标转速进行比较有一定差值时(一般为20r/min)，ECU将通过步进电动机控制怠速控制阀，调节怠速空气供给量，使发动机的实际转速与目标转速相同。 (5)怠速预测控制 在发动机负荷发生变化时，为了避免怠速转速波动或熄火，ECU会根据各负荷设备开关信号，通过步进电动机提前调节怠速控制阀的开度。 (6)电器负荷增多时的怠速控制 如电器负荷增大到一定程度时，蓄电池电压会降低，为了保证电控系统正常的供电电压，ECU根据蓄电池电压调节怠速控制阀的开度，提高发动机怠速转速，以提高发动机的输出功率。 (7)学习控制 由于磨损原因导致怠速控制阀性能发生变化，怠速控制阀的位置相同时，实际的怠速转速与设定的目标转速略有不同，ECU利用反馈控制使怠速转速回归到目标转速的同时，还可将步进电动机转过的步数存储在ROM中，以便在此后的怠速控制过程中使用。 四、旋转电磁阀型怠速控制阀 38 汽车发动机电控技术教案 1(控制阀的结构与工作原理 ECU控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。 双金属片制成的卷簧，起保护作用。当流过阀体冷却液腔的冷却液温度变化时，双金属片变形，带动挡块转动，从而改变阀轴转动的两个极限位置，以控制怠速控制阀的最大开度和最小开度。 工作原理:ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间(占空比)来实现的。 2(控制阀的控制内容 包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。 3(控制阀的检修 (1)拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压。 (2)发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的TE1与E1端子，发动机转速应保持在1000,1200r/min，5s后转速下降约200 r/min。 (3)拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子(，B)与两侧端子(ISC1和ISC2)的电阻应为18.8,22.8Ω。 教 五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀 1(控制阀的结构与工作原理 案 结构主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组成。 工作原理:控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，与旋转阀型怠内 速控制阀相同，ECU是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度，以调节控制阀的开度，从而实现怠速空气量的控制。 容 2(控制阀的控制内容 包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制阀辅助控制发动机暖机过程的空气供给量。 3(控制阀的检修 (1)拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压。 (2)拆下怠速控制阀上的两端子线束连接器，在控制阀侧分别测量两端子之间电阻应为10,15Ω。 六、开关型怠速控制阀 1(控制阀的结构与工作原理 主要由线圈和控制阀组成。工作原理与占空比电磁阀相同，不同的是开关型怠速控制阀工作时，ECU只对阀内线圈通电和断电两种状态控制。 2(控制阀的控制内容 只进行通、断电的控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。 3(控制阀的检测 同占空比控制电磁阀相同。 39 汽车发动机电控技术教案 进气控制系统 第2节 40 汽车发动机电控技术教案 一、动力阀控制系统 功用:根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。 工作原理:受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。发动机小负荷运转时，受ECU控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小功率。当发动机负荷增大时，ECU根据转速、温度、空气流量信号将真空电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率。 维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气，真空电磁阀电路有无短路或断路。 二、谐波增压控制系统(ACIS) 谐波增压控制系统是利用进气流惯性产生的压力波提高进气效率。 1(压力波的产生 当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升。当气体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。 2(压力波的利用方法 教 一般而言，进气管长度长时，压力波长，可使发动机中低转速区功率增大;进气管长度短时，压力波波长短，可使发动机高速区功率增大。 案 3(波长可变的谐波进气增压控制系统 丰田皇冠车型2JZ—GE发动机采用在进气管增设一个大容量的空气室内 和电控真空阀，以实现压力波传播路线长度的改变，从而兼顾低速和高速的进气增压效果。 容 系统工作原理如图，ECU根据转速信号控制电磁真空通道阀的开闭。低 速时，电磁真空孔道阀电路不通，真空通道关闭，真空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增压控制阀处于关闭状态。此时进气管长度长，压力波长大，以适应低速区域形成气体动力增压效果。高速时，ECU接通电磁真空道阀的电路，真空通道打开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播距离，使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增压效果。 ACIS系统工作原理 1—喷油器2—过气道3—空气滤清器4—过气室 5—涡流控制气门 41 汽车发动机电控技术教案 6—进气控制阀7—节气门 8—真空驱动器 维修时检查空气真空电磁阀的电阻为38.5,44.5Ω。 三、可变配气相位控制系统(VTEC) 1(对配气相位的要求 要求配气相位随着发动机转速的变化，适当的改变进、排气门的提前或推迟开启角和迟后关闭角。 2(VTEC机构的组成 同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门，中间摇臂在主次之间，不与任何气门直接接触。 VTEC配气机构与普通配气机构相比较，主要区别是:凸轮轴上的凸轮较多，且升程不等，结构复杂。 3(VTEC机构的工作原理 功能:根据发动机转速、负荷等变化来控制VTEC机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。 工作原理:发动机低速运转时，电磁阀不通电使油道关闭，此时，三个摇臂彼此分离，主凸轮通过摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆;次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量关闭。配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮轴驱动。 教 当发动机高速运转，电脑向VTEC电磁阀供电，使电磁阀开启，来自润滑油道的机油压力作用在正时活塞一侧，此时两个活塞分别将主摇臂和次摇案 臂与中间摇臂接成一体，成为一个组合摇臂。此时，中间凸轮升程最大，组合摇臂受中间凸轮驱动，两个进气门同步工作。 内 当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流，正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立容 工作。 4(VTEC系统电路 VTEC控制系统 42 汽车发动机电控技术教案 5(VTEC系统的检测 发动机不工作时，拆下气门室罩，转动曲轴分别使各缸处于压缩上止点位置，用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和次摇臂分离单独运动。 在使用中，本田车系若有故障21，说明VTEC电磁阀或电路有故障，按以下进行检查: (1)清除故障码，在重新调取故障码。 (2)关闭点火开关，拆开VTEC电磁阀线束，测电磁阀线圈电阻应为14,30Ω。 (3)检查VTEC电磁阀与电脑之间的接线。 (4)起动发动机，当工作温度正常时，检查发动机转速分别为1000r/min、2000 r/min和4000 r/min时的机油压力。 (5)用换件法检查电脑是否有故障。 教 案 内 容 43 汽车发动机电控技术教案 增压控制系统 第3节 一、增压控制系统功能 根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的工作，以达到控制进气压 力、提高发动机动力性和经济性的目的。 二、废气涡轮增压 当ECU检测到进气压力在0.098MPa以下时，受ECU控制的释压电磁 阀的搭铁回路断开，释压电磁阀关闭。此时涡轮增压器出口引入的压力空气， 经释压阀进入驱动空气室，克服气室弹簧的压力推动切换阀将废气进入涡轮 室的通道打开，同时将排气旁通道口关闭，此时废气流经涡轮室使增压器工 作。当ECU检测到的进气压力高于0.098MPa时，ECU将释压电磁阀的搭 铁回路接通，释压电磁阀打开，通往驱动器室的压力空气被切断，在气室弹 簧弹力的作用下，驱动切换阀，关闭进入涡轮室的通道，同时将排气旁通道 口打开，废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作，进气压力下降，只到 进气压力降至规定的压力时，ECU又将释压阀关闭，切换阀又将进入涡轮室 的通道口打开，废气涡轮增压器又开始工作。 教 案 内 容 废气涡轮增压原理图 44 汽车发动机电控技术教案 排放控制系统 第4节 45 汽车发动机电控技术教案 一、汽油蒸气排放(EVAP)控制系统 1(EVAP控制系统功能 收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸气直接排出大气而防止造成污染。同时，根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。 2(EVAP控制系统的组成与工作原理 如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制。 教 案 EVAP控制系统 内 发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开容 度。当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管。 在部分电控EVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。如图韩国现代轿车装用的电控EVAP控制系统。 韩国现代轿车EVAP系统 3(EVAP控制系统的检测 (1)一般维护 检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶 20000?应更换活性碳罐底部的进气滤心。 46 汽车发动机电控技术教案 (2)真空控制阀的检查 拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5KPa真空度时，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。 (3)电磁阀的检查 拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度，若接蓄电池电压，真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻应为36,44Ω。 二、废气在循环控制系统(EGR) 1(EGR控制系统功能 将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低气缸的最高温度，以减少NO的排放量。 x 种类:开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统。 2(开环控制EGR系统 如图，主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。 教 案 内 容 开环控制EGR系统 原理:EGR阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。EGR电磁阀安装在通向EGR真空通道中，ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。ECU不给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空通道接通，EGR阀开启，进行废气再循环;ECU给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空度通道被切断，EGR阀关闭，停止废气在循环。 EGR率,[EGR量,(进气量，EGR量)]×100? 3(闭环控制EGR系统 闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。 与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器，控制原理，EGR率传感器安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU，ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。 47 汽车发动机电控技术教案 4(EGR控制系统的检修 (1)一般检查 拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真空吸力;发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。 (2)EGR电磁阀的检查 冷态测量电磁阀电阻应为33,39Ω。电磁阀不通电时，从进气管侧吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通;接上蓄电池电压时，应相反。 (3)EGR阀的检查 如图，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPa的真空度，EGR阀应能开启，不施加真空度，EGR阀应能完全关闭。 教 EGR阀的检查 案 三、三元催化转换器(TWC)与空燃比反馈控制系统 1(TWC功能 内 利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。 容 2(TWC的构造 三元催化剂一般为铂(或钯)与铑的混合物。 3(影响TWC转换效率的因素 影响最大的是混合气的浓度和排气温度。 只有在理论空燃比14.7附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给ECU，用来对空燃比进行反馈控制。 此外，发动机的排气温度过高(815?以上)，TWC转换效率将明显下降。 4(氧传感器 (1)氧化锆氧传感器 在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂，外侧与大气相同。 在400?以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小，氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低(接近0V)，反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高(约为1V)。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变，如下图。 (2)氧化钛氧传感器 主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。 48 汽车发动机电控技术教案 氧化锆氧传感器及其输出特性 a)结构b)输出特性 1— 法兰2—铂电极3—氧化锆管4—铂电极5—加热器 6—涂层7—废气8—套管9—大气 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大;反之，废气中氧浓度 较低时二氧化钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转教 换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。 (3)氧传感器控制电路 案 日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。 内 容 氧传感器控制电路 闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向ECU输入的高 电压信号(0.75,0.9V)。此时ECU减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增 大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至0.1 V左右，ECU 立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就能将空燃比精确地控制在 理论空燃比附近一个极小的范围内。 49 汽车发动机电控技术教案 5(TWC及氧传感器的检修 (1)使用注意事项 1)装有氧传感器和TWC装置的汽车，禁止使用含铅汽油。 2)装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000?应更换转换器芯体。 3)装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应更换。 (2)热型氧传感器加热器的检查 检测加热器线圈的电阻，如:丰田LS400在20?时线圈阻值应为5.1,6.3Ω。 (3)氧传感器信号检查 发动机高速运转，直到氧传感器的工作温度达到400?以上再维持怠速运转。然后反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应为高电压信号，减速时应输出低电压信号。 四、二次空气供给系 1(二次空气供给系功能: 在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而降低一氧化碳和HC的排放量，同时加快三元催化转换器的升温。 2(组成与工作原理 控制阀主要由舌簧阀和膜片阀组成。 教 工作原理:点火开关接通后，蓄电池向二次空气电磁阀供电，ECU控制电磁阀搭铁回路。电磁阀不通电时，关闭通向膜片阀真空室的真空通道，膜案 片阀弹簧推动膜片下移，关闭二次空气供给通道;ECU给电磁阀通电，进气管真空度将膜片阀吸起，使二次空气进入排气管。 内 3(二次空气供给系统的检修 (1)低温起动发动机后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出的“嗡、容 嗡”声。 (2)拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机温度在18,63?范围内怠速运转时，有真空吸力;温度在63?以上，起动后70s内应有真空吸力，起动70s后应无真空吸力;发动机转速从4000r/min急减速时，应有真空吸力。 (3)拆下二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏气。 (4)电磁阀的检查，阻值应为36,44Ω。 50 汽车发动机电控技术教案 巡航控制及电控节气门系统 第5节 一、巡航控制系统 1(巡航控制系统的功能 (1)匀速控制功能 (2)巡航控制车速设定功能 (3)滑行功能 (4)加速功能 (5)恢复功能 (6)车速下限控制功能 (7)车速上限控制功能 (8)手动解除功能 (9)自动解除功能 (10)自动变速器控制功能 (11)快速修正巡航控制车速功能 (12)自诊断功能 2(巡航控制系统的组成 主要由操纵开关、安全开关、传感器、巡航控制ECU和执行元件组成。 教 3(电动机式巡航控制执行元件 主要执行元件有电动机、电磁离合器、位置传感器和安全开关。 案 4(气动膜片式巡航控制执行元件 主要有真空输送阀、真空输送电磁阀、真空释放阀、膜片气室和膜片拉内 杆等组成。 5(巡航控制使用注意事项 容 (1)在天气恶劣条件下不要使用。 (2)在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的控制开关。 (3)在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用。 (4)若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用。 (5)ECU是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动有较高 的要求。 6(巡航控制系统的使用方法 (1)设定巡航速度 (2)解除巡航控制模式 (3)提高巡航控制车速 (4)降低巡航控制车速 7(巡航控制系统的检修 系统工作时，如果ECU在预定的时间内收不到车速信号，或由于操纵开 关或执行元件故障而自动解除巡航控制模式，系统指示灯闪烁5次，说明巡 航控制系统有故障。 二、电控节气门系统 1(电控节气门系统的功能 51 汽车发动机电控技术教案 (1)非线性控制 (2)怠速控制 (3)减小换档冲击控制 (4)驱动力控制(TRC) (5)稳定性控制(VSC) (6)巡航控制 2(电控节气门系统结构与工作原理 结构如图所示，为LS400轿车节气门电控系统。 教 电控节气门系统 案 1—电磁离合器2—加速踏板位置传感器3—节气门控制杆 4—节气门5—节气门位置传感器6—节气门控制电动机 内 工作原理如图所示，发动机ECU根据各传感器输入信号确定最佳的节气门开度，并通过对控制电动机和电磁离合器的控制改变节气门开度。 容 电控节气门系统工作原理 3(电控节气门系统的检测 发生故障时，系统自动停止工作，指示灯“CHECK ENGING”亮，调取故障码，并按故障提示诊断和排除故障。 52 汽车发动机电控技术教案 冷却风扇及发电机控制系统 第6节 一、冷却风扇控制系统 功能:发动机控制ECU根据冷却液温度传感器信号和空调开关信号，通过风扇继电器来控制风扇电动机电路的通断，以实现对风扇的控制。 原理:北京切诺基4.0L发动机冷却风扇系统电路图，发动机控制ECU控制风扇继电器线圈的搭铁回路，当冷却液温度低于98?时，ECU断开风扇继电器搭铁回路，冷却风扇不工作;当却液温度高于103?时，冷却风扇工作。如果选择空调开关信号，不管冷却液温度多少，风扇始终工作。 教 案 风扇继电器控制电路 二、发电机控制系统 内 功能:根据蓄电池电压信号，控制发电机的输出信号。 原理:蓄电池电压信号经端子3输送给ECU，ECU控制发电机励磁绕容 组的搭铁回路以调节磁场强度，从而实现发电机输出电压的控制。 发电机控制系统电路 53 汽车发动机电控技术教案 故障自诊断系统 第7节 54 汽车发动机电控技术教案 一、故障自诊断系统的功能 1(通过自诊断测试判断电控系有无故障，有故障时，指示灯发出警报，并将故障码存储。 2(在维修时，通过一定操作程序可将故障码调出，进行有针对性的检查。 3(当传感器或其电路发生故障时，自动起动失效保护功能。 4(当发生故障导致车辆无法行驶时，自动起动应急备用系统，以保证汽车可以继续行驶。 二、自诊断系统工作原理 1(传感器故障自诊断原理 若传感器输入ECU的信号超出正常范围，或在一定时间内ECU收不到该传感器信号，或该传感器输入ECU的信号在一定时间内不发生变化，自诊断系统均判断定为“故障信号”。 例如水温传感器，当传感器向ECU输送的信号电压低于0.3V或高于4.7V，自诊断系统会判断为故障信号。 2(执行元件故障自诊断原理 在没有反馈信号的开环控制中，执行元件如有故障，自诊断系统只能根据ECU输出的执行信号来判断。原理与传感器类似。 带有反馈信号的闭环控制工作时，自诊断系统还可根据反馈信号判别故教 障。 三、自诊断系统的使用 案 故障指示灯 内 容 故障指示灯控制电路 当检测到有故障时，仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE”点亮，以警告驾驶员或维修人员。 在使用中，点火开关接通，发动机没有起动或起动后的短时间内，“故障指示灯”点亮是正常现象，当起动后几秒钟内或发动机达到一定转速(一般为500r/min)后，“故障指示灯”应熄灭。 四、OBD—?简介 OBD是“ON—BOARD DINGOSITICS”的缩写，是由美国汽车工程学会(SEA)提出的，经环保机构(EPA)和加州资源协会(CARB)认证通过的。 55 汽车发动机电控技术教案 失效保护系统 第8节 一、失效保护系统的功能 功能:在电控系统中，当自诊断系统判定某传感器或其电路出现故障(即失效)时，由自诊断系统起动而进入工作状态，给ECU提供设定的目标信号来代替故障信号，以保持控制系统继续工作，确保发动机仍能继续运转。 二、失效保护系统设定的标准信号 1(冷却水温度信号 若冷却水温度传感器或其电路发生故障时，失效保护系统给ECU提供设定的冷却水温度信号，通常按冷却水温度为80?控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。 2(进气温度传感器 当进气温度传感器或其电路发生故障时，失效保护系统给ECU提供设定的进气温度信号，通常按进气温度为20?控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。 3(点火确认信号 点火系统发生故障造成不能点火，ECU接收不到点火控制反馈的点火确认信号时，失效保护系统使ECU立即切断燃油喷射，使发动机停止运转。 4(节气门位置传感器信号 当节气门位置传感器或其电路发生故障时，ECU将始终接收节气门处于教 全开或全关状态信号，无法对喷油量进行精确控制。此时，失效保护系统中，通常按节气门开度为0?或25?设定标准的节气门位置传感器。 案 5(点火提前角 爆燃传感器或其电路发生故障时，失效保护系统使ECU将点火提前角固内 定在一个适当值。 6(凸轮轴位置传感器 容 当凸轮轴位置传感器发生故障时，导致G和G两个信号不能输送给12 ECU，则只能利用应急备用系统维持发动机基本运转。 7(空气流量计信号 若空气流量计或其电路发生故障，ECU无法按进气量计算基本喷油量，将引起发动机失速或不能起动。此时，失效保护系统使ECU根据起动信号和节气门位置传感器信号按固定的喷射时间控制发动机工作。 8(进气管绝对压力传感器信号 如此传感器发生故障，ECU无法按进气流量计算基本喷油量，失效保护系统使ECU按设定的固定值控制喷油量，或起动应急备用系统维持发动机运转。 56 汽车发动机电控技术教案 应急备用系统 第9节 一、应急备用系统的功能 功能:由ECU内的备用IC来完成，只能维持汽车的基本功能，而不能教 保证发动机正常性能运行。 二、应急系统的工作原理 案 当起动备用系统工作后，备用IC根据控制所需的几个基本传感器信号，按照固定的程序对执行元件进行简单的控制。应急备用系统工作时，只能根内 据起动开关信号和怠速触点信号将发动机的工况简单地分为起动、怠速和非怠速，并按预先设定的固定数值输出喷油控制信号和控制信号。 容 1(一般在哪些情况下需要提高发动机的怠速转速? 2(简述步进电机式怠速控制执行机构的工作原理。 3(步进电机式怠速控制执行机构的控制内容有哪些? 4(影响三元催化转换器寿命的因素有哪些? 5(简述丰田2JZ—GE发动机上的进气惯性增压系统的作用与工作原理。 作 业 6(废气涡轮增压控制系统的作用与基本工作原理。 7(简述空燃比反馈控制的工作原理。 8(无水温传感器故障码，水温传感器信号是否正常?为什么? 9.谐波增压控制系统中压力波是如何产生的, 10.冷却风扇控制系统的功能, 57 汽车发动机电控技术教案 1(汽油机怠速控制系统可使发动机在各种工况下能自动调节其怠速。 2(怠速控制执行机构通过对怠速空气量的控制来控制发动机的怠速转 速。 3(怠速控制的方式有旁通空气式和节气门直动式两种。 4(汽油机怠速控制系统主要由发动机主控制器ECU、执行机构和各种本 传感器等组成。 5(步进电机的正常工作范围为0,125个步级(日本车)，0,255个步级章 (美国车)。 小 6(步进电机式怠速控制执行机构的控制内容有:起动初始位置设定、 起动后控制、暖机控制、反馈控制、发动机转速变化的预控制、学习控制。 结 7(节气门直动式怠速控制执行机构通过控制节气门的开启程度来调节 怠速时的空气流量，从而实现怠速的控制。 8(丰田车旋转电磁阀式怠速控制执行机构的线圈阻值为18.8Ω,22.8 Ω之间。 9(电控动力阀控制系统通过改变进气管通道的截面积改变进气量，以 改善发动机的动力性。 10(电控进气惯性增压控制系统是利用进气气流惯性产生的压力波来提 高进气效率的。 58 汽车发动机电控技术教案 11(谐波增压进气控制系统在进气管中增设大容量的空气室和电控真空阀，实现压力波传播线路长度的改变，从而达到低速和高速的进气增压效果。 12(VTEC根据发动机转速、负荷等变化来控制VTEC机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。 13(根据增压装置使用的动力源不同，增压装置可分为废气涡轮增压和动力增压两种类型。 14(废气涡轮增压控制系统控制废气流经涡轮室对进气增压。 15(废气中的有害成份主要是CO、HC和NOx，CO在混合气浓时多，HC在怠速和减速时最多，NOx在行驶时最多。 16(汽车排放废气主要来自发动机燃烧后的排放、曲轴箱窜气和汽油蒸发。 17(汽车排放后净化控制的内容有废气再循环、三元催化转换器。 18(燃油蒸气控制主要采取了由发动机控制单元控制的活性炭罐蒸发污染控制装置。 本 19(废气再循环是将排气歧管中废气回送到进气歧管，随混合气进入气缸，降低发动机燃烧室温度，抑制NOx的产生。 章 20(三元催化转换器是把发动机排出废气中的有害气体转化为无害气体。 小 21(发动机控制单元接受氧传感器反馈信号，对理论空燃比进行精确的反馈控制。 结 22(巡航控制系统由操纵开关、安全开关、传感器、巡航控制ECU、和执行元件组成。有电动机式和气动膜片式两种。 23(电控节气门系统功能有非线性控制、怠速控制、减小换挡冲击控制、驱动力控制、稳定性控制和巡航控制。 24(冷却风扇控制系统功能:发动机控制ECU根据冷却液温度传感器信号和空调开关信号，通过风扇继电器来控制风扇电动机电路的通断，以实现对风扇的控制。 25(发电机控制系统功能:根据蓄电池电压信号，控制发电机的输出信号。 26(ECU内设置一个信号监测软件，如某一信号不在范围内或一段时间内没有发生应该有的变化，ECU判断该信号有故障，并设定故障码。 27(OBD—?的产生是为了加强对废气排放的监控，采用标准16孔诊断座和统一标准的故障码。 28(应急备用系统的功能是由ECU内的备用IC来完成，只能维持汽车的基本功能，而不能保证发动机正常性能运行。 备 注 59 汽车发动机电控技术教案 掌握电控系统使用和检修注意事项、故障诊断与检修常用工具的使教学目的和 用方法;掌握故障诊断与检修常用仪器、仪表的使用方法;故障诊断的 基本方法;电控燃油喷射发动机常见故障诊断程序;维修技术档案。 要 求 重点:汽油机电控系统常见故障诊断与检修常用工具、常用仪器;教学重点和 故障诊断基本方法;常见车型故障诊断程序;维修技术档案的编制。 难点:故障诊断基本方法与思路。 难 点 教学进程 第 次课 授课章节 学 时 备 注 第1次课 汽油机电控系统常见故障诊断与检修的注意事项、2 常用工具、常用仪器 第2次课 故障诊断基本方法、电路及电控元件故障诊断 1.5 第3次课 常见车型故障码调取与清除 2 第4次课 电控燃油喷射发动机常见故障的诊断程序 2 教案(章节备课) 学时 注意事项 第1 节 60 汽车发动机电控技术教案 一、使用注意事项 电控汽油喷射式发动机出现故障多数是由于使用不当所造成的。 1.驾驶员应了解电控系统各主要元件所在位置，以便对其实行保护。 2.驾驶员应掌握仪表盘上各开关、显示灯、仪表等的作用和功能，弄清仪表盘上英文缩写含义。 3.熟练掌握操作要领，避免误操作。 4.加装电器设备应远离,,,，防止干扰或加装防干扰屏蔽设施。 5.检查线束连接器是否有油污、潮湿、松动，要保持线束连接器清洁、连接可靠。 6.蓄电池的极性不许接反，禁止用外接电源起动发动机，以免因电压过高损坏电控系统元件。 7.必须使用无铅汽油，定期更换燃油滤清器。 8.驾驶员必须知道“故障指示灯”工作情况。 二、检修注意事项 1.接通点火开关时，不允许拆开任何12,电器装置的连接线路，以防止电器装置中的线圈自感作用产生的瞬时电压损坏,,,或传感器。 教 2.发动机发生故障时，切记盲目拆检。确定机械部分无故障后在检查电控系统。 案 3.故障诊断时，先根据“故障指示灯”工作情况进行相应检查。 4.注意检查线束连接器是否清洁、连线是否可靠。 内 5.对燃油系统进行维修前，应拆开蓄电池负极电缆线，以免损坏电控系统元件。 容 6.在维修中，注意各车型线束连接器的锁扣型式，不可盲目用力硬拉。安装时要插接到位，并将锁扣锁住。 7.对电控系统电路或元件进行检查时，必须使用高阻抗数字万用表检查电压、电阻或电流。 8.发动机熄火后，燃油供给系统残余压力仍较高，对该系统进行拆卸前，必须释放燃油系统的残余压力。 故障诊断与检修常用工具 第2节 61 汽车发动机电控技术教案 一、跨接线 是一段专用导线，不同形式的跨接线主要是其长短和两端接头不同。跨接线两端的接头一般是不同形式的插头或鳄鱼夹，以适应不同位置的跨接。 主要用于电路故障诊断。 二、测试灯 主要用来检查电控元件电路的通、断。根据指示灯亮度判断被测电路的电压高低。 1.无电源测试灯 2.自带电源测试灯 三、数字式万用表 主要用来测量电阻、电压、电流等参数，以此判断电路的通断和电控元件的技术状况。 1.常用数字式万用表 具有测量精度高、测量范围广、输入阻抗高、抗干扰能力强、容易读数等优点，在汽车故障诊断与检修中应用广泛。 2.汽车万用表 除具有数字万用表的功能外，还具有一些汽车专用测试功能。除可用来教 测量电控元件和电路的电阻、电压、电流外，一般还能测量转速、频率、温度、电容、闭合角、占空比等项目，并具有自动断电、自动变换量程、数据案 锁定、波形显示等功能。 四、手动真空泵 内 又称手持式真空测量仪。发动机电控系统中采用真空驱动的元件很多，所以它主要是用来抽真空的工具。一般带有显示真空度的真空表、各种连接软管和接头等附件，以容 适应对不同车型和不同真空驱动元件的检测。 注意事项: 1.检查前将各真空软管连接好，防止因真空泄漏而导致测量结果失准。 2.检查时必须按规定对被检元件施加真空度，施加真空度过大会损坏被测元件。 3.检查完毕后，在拆开连接的真空软管前，应先施放真空度，否则将灰尘、湿气等吸入被检元件内，会造成不良后果。 五、燃油压力表 是用来测量燃油供给系统燃油压力的专用工具，是对燃油系统进行检查和故障诊断的常用工具。 使用时注意选择量程与被测系统压力范围相适应的燃油压力表 燃油压力表量程 电控燃油喷射发动机燃油系统压力 普通式 专用式 单点喷射系统 多点喷射系统 7,103KPa 7,103KPa 62,69KPa 207,275 KPa 故障诊断与检修常用仪器 第,节 62 汽车发动机电控技术教案 随着汽车电子技术的发展，只有采用先进的故障诊断分析仪器设备，才能快速、准确地进行故障诊断和检修。 一、喷油器清洗仪 1.便携式喷油器清洗仪 无需拆卸，使用方便。 2.固定式喷油器清洗仪 一般除用来清洗喷油器外，都具有喷油器滴漏检查和喷油量检查功能。 二、故障诊断仪 1.功能 (1)快速、方便地读取或清除故障码。 (2)对发动机控制系统进行动态测试，显示瞬时信息，为诊断故障提供依据。 (3)能在静态或动态下，向电控系统各执行元件发出检修作业需要的动作指令，以便检查执行元件的工作状况。 (4)在车辆运行或路试时监测并记录数据流。 (5)具有示波器功能、万用表功能和打印功能。 教 (6)有些诊断仪能显示系统控制电路图和维修指导，以供故障诊断和检修时参考。 案 (7)有些功能强大的专用诊断仪能对发动机控制,,,进行某些数据的重新输入和更改。 内 2.常见故障诊断仪简介 故障诊断仪可分为专用型和通用型两大类。 容 专用型:是汽车制造公司为自己生产的汽车而专门设计制造的。一般只适合在特约维修站配备，以便提供良好的售后服务，充分发挥故障诊断仪的 功能。 通用型:是汽车保修设备制造公司为适应诊断检测多种车型而设计制造的，一般都配有不同车系的测试卡和适合各种车型的检测连接电缆连接器，测试卡存储有几十种甚至上百种不同公司、不同车型汽车电控系统的检测程序、检测数据和故障码等资料，适合综合性维修企业使用。 故障诊断仪的操作方法一般步骤: (1)选择测试卡和合适的连接电缆连接器。 (2)连接故障诊断仪。 (3)选择测试地址和功能。 (4)进行测试。 三、示波器 主要用来显示控制系统中输入、输出信号的电压波形，以供维修人员根据波形分析判断电控系统故障。示波器比一般电子设备的显示速度快，是唯一能显示瞬时波形的检测仪器，是电控系统故障诊断中的重要设备。 功能: 1.测试各种传感器、执行元件、电路和点火系等电压波形。 63 汽车发动机电控技术教案 2.数字式示波器具有汽车万用表功能。 3.数字式示波器可对测试内容进行记录、回放。 4.能提供在线帮助，包括提供系统工作原理、测试连接方法、接线颜色等。 四、信号模拟检验仪 可以模拟发动机控制系统各传感器信号，尤其对电控系统传感器及其线路故障的诊断，利用此类检验仪可简化分析过程、缩短诊断时间。 五、发动机综检仪 它是发动机综合性能检验仪的简称。它能对发动机进行不解体综合测试，并配备有标准的数据及专家分析系统，可通过对测试结果与标准数据比较，判断发动机整机或部分系统工作好坏。 教 案 内 容 64 汽车发动机电控技术教案 故障诊断基本方法 第,节 一、故障诊断基本程序 1.向车主调查 2.外部检查 3.调取故障码 二、故障码调取方法 1.利用随车自诊断系统调取故障码 (1)利用仪表板盘上“故障指示灯”的闪烁规律读取故障码(丰田、本田、部分通用、福特、克莱斯勒车系轿车)。 (2)利用指针式万用表的指针摆动规律或自制二极管灯的闪烁规律读取故障码(三菱、现代、奔驰、宝马)。 (3)利用电控单元上红、绿色发光二极管灯的闪烁规律读取故障码(日产)。 (4)利用车上显示器读取故障码(通用卡迪拉克)。 2.使用故障诊断仪调取故障码 第一代随车诊断系统(,,,,，)的汽车，必须使用专用仪器和专用传输线与车上的诊断座对接来调取故障码。 教 第二代随车诊断系统(,,,,，，)的汽车，具有统一的故障诊断座和统一的故障代码，只需用一台仪器即调取各汽车制造公司生产的各型汽车案 故障码。 三、间歇性故障诊断 内 1.振动法 2.加热法 容 3.水淋法 4.电器全部接通法 5.道路试验法 四、无故障码故障诊断(如下表) 五、故障诊断表 在对电控系统进行故障诊断时，按故障码提示或无故障码时，如果通过基本检查不能查明故障原因，则可根据故障现象按故障诊断表进行检查。 65 汽车发动机电控技术教案 无故障码故障诊断步骤: 步骤 检查内容 正常 不正常时的处理方法 1 发动机不工作时检查蓄电池电压 不低于11, 充电或更换蓄电池 2 盘转发动机检查曲轴能否转动 能转动 按“故障诊断表”诊断 教 直接转到步骤7进行检3 起动发动机检查能否起动 能起动 查 案 检查空气滤清器滤心是否过脏或损4 滤心良好 清洁或更换滤心 坏 内 怠速运转良5 检查发动机怠速运转情况 按“故障诊断表”诊断 好 容 点火正时准6 检查发动机点火正时 调整 确 7 检查燃油系统压力 压力正常 检查排除燃油系统故障 8 检查火花塞和高压线跳火情况 火花正常 检查排除点火系统故障 查明故障原 上述检查是否查明故障原因 按“故障诊断表”诊断 因 66 汽车发动机电控技术教案 电路及电控元件故障诊断 第5节 一、汽车电路图识别常识 1.汽车电路的特点 在对汽车进行故障诊断或检修时，利用汽车电路图可帮助我们按汽车上的线路迅速查找电控系统元件的安装位置，以便对故障相关线路进行检查，可避免检修过程中将线路错误连接。 汽车电路可分为:线路图、线路简图、电路原理图。 汽车电气线路虽然因车而异，但它们有如下共同特点: (1)双电源、低直流电压。 (2)单线制。 (3)并联连接。 (4)负极搭铁。 (5)布局基本相同。 2.汽车电路中的线路颜色标记及符号 为方便识别和检修复杂的汽车电器线路，各汽车制造公司普遍采用不同颜色、不同编号的导线区分不同的电器回路。 二、电路故障诊断 电控系统电路常见故障是断路或短路，诊断时应使用高阻抗数字万用表教 的电阻档或电压档。 1.选择测点 案 2.断路故障诊断 3.短路故障诊断 内 三、电控系统元件故障诊断 不同元件或其电路发生故障时，会产生不同的故障现象。电控系统主要容 元件故障与发动机故障现象之间的对应关系见教材表5-8 67 汽车发动机电控技术教案 常见车型故障码调取与清除 第6节 一、日本丰田车系 1.调取故障码 普通方式调取故障码:打开点火开关，不起动发动机，用专用跨接线短接故障诊断座上的“,,,”与“,,”端子，仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE” 即闪烁输出故障码。 2.清除故障码 故障排除后，将ECU中存储的故障码清除，方法有两种:一是关闭点火开关，从熔丝盒中拔下EFI熔丝(20A)10s以上;二是将蓄电池负极电缆拆开10s以上，但此种方法同时使时钟、音响等有用的存储信息丢失。 二、日本日产车系 随车型不同，故障码的调取与清除分三种不同方式: 1.如果在主电脑侧有一红一绿两个指示灯，另有一个“TEST”(检测)选择开关，调取故障码时，先打开点火开关，然后将“TEST”开关转至“ON”位置，两个指示灯即开始闪烁。根据红绿灯的闪烁次数读取故障码，红灯闪烁次数为故障码的十位数，绿灯闪烁的次数为故障码的个位。清除故障码时，将“TEST”开关转至“OFF”位置，再关闭点火开关即可清除故障码。主电脑位于仪表盘后或叶子板后。 教 2.如果在主电脑侧只有一个红色显示灯，另有一个可变电阻调节旋钮孔，调取故障码时，先打开点火开关，然后将可变电阻旋钮顺时针拧到底，案 等2 s后再将可变电阻旋钮逆时针拧到底，红色显示灯即开始闪烁输出故障码。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除内 故障码时，将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等15s 后再逆时针旋到底，再等2 s后关闭点火开关即可清除故障码。 容 3.如果仪表盘上有故障指示灯 “CHECK ENGINE”，则可通过短接诊断座上的相应端子调取故障码，日产车系故障诊断座位于发动机盖板支撑杆上方的熔丝盒内，有12端子和14端子两种，调取故障码时，先打开点火开关，然后取出12端子或14端子诊断座，并用跨接线短接诊断座上“6,”和“7,”端子(14端子诊断座)或“4,”和“5,”端子(12端子诊断座)，等2s后拆开短接导线，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码(波形见下图)。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将诊断座右上侧的两个端子短接15s以上，再关闭点火开关即可清除故障码。 日产车系故障码输出波形 68 汽车发动机电控技术教案 三、日本本田车系 1(广州本田故障码调取与清除 当仪表盘上的“MIL”灯点亮时，应按以下程序调取故障码: (1)关闭点火开关。 (2)用专用短路插头SCS(或普通导线)短接2端子诊断座，广州本田轿车诊断座位于仪表盘下方。 (3)打开点火开关但不要起动发动机，仪表盘上的“ MIL”或 “CHECK ENGINE”灯将以闪烁次数输出故障码。故障码l,9将通过单纯的短闪来显示，故障码10,41通过长、短闪显示，长闪次数代表十位数，短闪次数代表个位数。多个故障码按由小到大顺序依次输出。 清除故障码的程序如下: (1)从诊断座上拆开专用SCS短路插头。 (2)关闭点火开关。 (3)记下无线电台预设的频率。 (4)从副驾驶座位前面的仪表盘下熔丝,继电器盒中拆下13号(7.5A)备用时钟熔丝，或拆开蓄电池负极电缆，等10s以上即可清除故障码。 (5)重新设置无线电台的频率和时钟。 2(日本本田故障码调取与清除 日本本田各车型故障码的调取与清除方法、故障码含义略有不同，在维教 修时注意查阅相关资料。日本本田各车型故障码的调取与清除方法可分以下三种类型: 案 (1)在仪表盘上设有“CHECK ENGINE”灯。此类车型(如ACCORD等)故障码调取与清除方法和广州本田相同，只是诊断座位于工具箱内右侧内 或发动机室侧。 (2)电脑位于工具箱下面，在电脑上设有1个红色指示灯，此类车型容 (如 HONDA等)的故障码调取方法是:将点火开关“ON”，电脑上的红色指示灯即开始闪烁输出故障码，但每次只输出1个故障码，故障码输出波形与广州本田相同;故障清除后，拆开蓄电池负极电缆10s以上即可清除故障码;l个故障码清除后，再进行路试，检查有无其他故障码。 a 电脑 b 故障码 本田车系四个指示灯输出的故障码 (3)电脑位于驾驶员座椅下面，电脑上设有4个指示灯，此类车型的故障码调取方法是:将点火开关“ON”，电脑上的4个红色指示灯即开始闪烁输出故障码;每个指示灯闪亮代表一个数字(由左到右分别为1、2、4、8)， 69 汽车发动机电控技术教案 将闪亮的指示灯所代表的数字相加，即为输出的故障码，如上图，每次只输出1个故障码，故障清除后，拆开蓄电池负极电缆10s以上即可清除故障码。 四、日本三菱,韩国现代车系 日本三菱,韩国现代车系必须通过在诊断座相应端子间短接二极管灯(或指针式电压表)来调取故障码。调取故障码时，将二极管灯(或指针式电压表)短接在诊断座相应端子上，打开点火开关，二极管灯(或指针式电压表)即闪烁(或摆动)输出故障码，故障码输出波形与日本丰田车系类似。清除故障码时，将蓄电池负极电缆拆开15s以上即可。 1994,1995年日本三菱公司生产的部分轿车装有16端子 OBD,?诊断座，可利用短接二极管灯方法调取下列5个系统的故障码: 1(发动机控制系统 调取发动机控制系统故障码时，用跨接线将16端子 OBD,?诊断座“l,”端子和“5,”端子短接，根据仪表板上的“CHECK ENGINE”灯的闪烁规律，读取故障码;将蓄电池负极电缆拆开15s以上，即可清除故障码。 2(变速器控制系统 调取变速器控制系统故障码时，将自制二极管灯跨接在16端子OBD,?诊断座“6,”端子和“4,”端子之间，根据二极管灯的闪烁规律，读取故障码:将蓄电池负极电缆拆开15s以上，即可清除故障码。 教 3(ABS系统 调取ABS系统故障码时，将自制二极管灯跨接在16端子OBD,?诊断案 座“8,”端子和“4#”端子之间，根据二极管灯的闪烁规律，读取故障码。 ABS系统故障码的清除方法是:在点烟器后方有一个两端子诊断座，用内 专用跨接线将诊断座上的两个端子短接，然后将点火开关转至“ON”位置;等待7S以上将点火开关转至 “OFF”位置，并将诊断座上的跨接线拆开;容 然后再将点火开关转至“ON”位置，即可清除ABS系统故障码。 4(安全气囊(SRS)系统 调取SRS系统故障码时，将自制二极管灯跨接在16端子OBD,?诊断座“12,”端子和“4,”端子之间，根据二极管灯的闪烁规律，读取故障码;将蓄电池负极电缆拆开15s以上，即可清除故障码。 5(巡航(CCS)控制系统 调取CCS系统故障码时，将自制二极管灯跨接在16端子OBD,?诊断座“13,”端子和“4,”端子之间，根据二极管灯的闪烁规律，读取故障码;将蓄电池负极电缆拆开15s以上，即可清除故障码。 五、美国克莱斯勒车系 克莱斯勒车系一般使用DRB,?专用诊断仪调取或清除故障码，步骤如下: 1.将DRB,?专用诊断仪连接到位于发动机舱内靠近发动机控制ECU的诊断座上。 2.起动发动机，反复开闭空调开关，然后熄火发动机。 3.接通点火开关并选择故障读取功能，即可从DRB,?诊断仪上读取所有故障信息。 70 汽车发动机电控技术教案 4.清除故障码时，可在DRB,?诊断仪上输入取消故障码的指令，或拆开蓄电池负极电缆15s以上即可。 没有专用诊断仪也可调取故障码，但只能调出常见故障的故障码，方法是:在5s内将点火开关“ON,OFF,ON,OFF,ON”，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯熄灭后，再次点亮时即闪烁输出故障码。多个故障码可连续输出，最后以“55”代码结束。输出故障码时，指示灯先闪烁的次数代表故障码的十位数字。停4S后闪烁的次数为故障码的个位数字。 1994,1995年克莱斯勒公司生产的部分轿车采用16端子OBD,?诊断座，将点火开关转至“ON”位置，等 5,10s后，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码。 六、美国通用,韩国大宇车系 1(1993年前车型 1993年前通用公司和大宇公司生产的轿车均采用12端子诊断座。调取故障码时，用专用跨接线将诊断座上的A端子与B端子短接，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码，故障码为两位数，故障码输出波形与日本丰田车系类似，故障灯闪亮与熄灭的时间均为0.4s，闪亮的次数代表故障码数值，一个故障码的十位与个位之间有1.2s熄灭的间隔。但需注意:调取故障码时，故障灯首先输出故障码12三次，然后再按顺序输出其他故障码，所有故障码均输出完后，再重复输出。 案 清除故障码时，将蓄电池负极电缆线拆开30s以上即可。 2(1993年后车型 内 1993年后通用公司生产的轿车，一般都在空调面板上直接调取或清除各控制系统的故障信息，如图所示为卡迪拉克轿车空调控制面板，故障码的调 容 卡迪拉克轿车空调控制面板 取与清除方法如下: (l)打开点火开关，同时按下冷气空调面板上“OFF”键及 “TEMP?”键，直到屏幕显示“00”后放开两个按键。 (2)按风速调节键“?”或“?”，选择所需的诊断系统。诊断系统代号:屏幕显示“00”时为发动机系统诊断，显示“01”时为中央电脑诊断，显示“02”时为空调系统诊断，显示“03”时为安全气囊系统诊断，显示“04”时为ABS系统诊断。 (3)再按“OUT TEMP”键，即进入故障码调取功能。若电脑检测到系统有持续性故障，则正常显示两位数故障码;若电脑检测到系统有间歇性故障，则显示三位数故障码，间歇性故障码仅在正常故障码前加“1”。如: 71 汽车发动机电控技术教案 故障码14表示目前有“冷却液温度传感器信号电压过低”故障，故障码114则表示曾经发生过“水温传感器信号电压过低”故障。 (4)按“AUTO”键退出诊断功能。 (5)故障码的清除。按上述步骤(1)、(2)、(3)操作，然后按下“OFF” 键即可清除故障码，再按下“AUTO”键结束本次操作。 1994,1995年通用公司生产的部分轿车装有16端子OBD,?诊断座，用专用跨接线短接诊断座上的“5,”和“6,”端子，即可由仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE” 读取故障码。 七、美国福特车系 1991年后福特公司生产的轿车多数装用的EEC—?系统，在此仅以装用该系统的美规福特车系为例介绍故障码的调取与清除方法。故障码的调取可分为 KOEO(Key On Engine Off)和 KOER(Key On Engine Running)两种状态。KOEO状态是指将点火开关转置 “ON”，但不起动发动机;KOER状态是指在发动机运转状态下调取故障码。福特车系均可使用专用诊断仪(FORD SUPER STAR ?)获取故障码。 美规福特车一般采用6，1端子诊断座。调取故障码时可使用指针式电压表或二极管灯，根据电压表的摆动次数(或二极管灯的闪烁规律)读取故障码，也可根据仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯闪烁规律读取故障码。故障码以三位数表示故障码。 教 用电压表读取故障码时，首先将电压表量程选择在0,15V，将电压表正表笔与蓄电池正极相连，负表笔与诊断座的“STO”(测试输出)端子连接，案 使电脑进入KOEO或KOER状态，再用导线连接诊断座上的“STI”(测试输入)和 “SIGNAL RETURNPIN”(信号返回)端子，即可根据电压表的内 摆动次数读取故障码。如输出故障码“112”时，电压表指针先摆动1次，停2s，再摆动1次，又停2s，随后摆动2次。 容 清除故障码时，先进入KOEO状态，当刚开始输出故障码时，立即拆下诊断座上的连接导线，即可清除故障码。 1994年后装用OBD—?系统、且保留短接方式调取故障码的福特车，将16端子OBD—?诊断座上的“13,”端子与“15,”端子短接，即可从仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯读取故障码。 八、德国大众车系 1(调取故障码 德国大众车系装用Motronic系统的桑塔纳、帕萨特、奥迪、捷达等轿车，故障码的调取一般使用专用的故障诊断仪 V(A(G1551或V(A(G1552及专用传输线，V(A(G1552与V(A(G1551的区别主要是不带打印功能。专用传输线有多种以适应不同车型。 使用专用诊断仪调取故障码时应注意:各车型诊断座位置和形式不同，必须选用带有不同连接器的专用传输线。如桑塔纳2000诊断座位于换挡手柄前部、捷达三轿车诊断座位于中央继电器盒右侧，两车型的诊断座均为16端子，必须选用,(A(G1551,3专用传输线;奥迪A6轿车诊断座位于发动机室靠近驾驶员座位侧的辅助继电器盒内，有两个两端子诊断座，必须选用V(A(G1551,1专用传输线。此外，从1989年开始，德国大众公司生 72 汽车发动机电控技术教案 产的部分车型都在仪表板上配备了故障指示灯“CHECK”，不需专用诊断仪而利用“CHECK”灯也可读取故障码，但也有些车型的“CHECK”灯只起一个警告灯的作用，调取故障码时还必须使用自制的二极管灯。 大众车系使用专用诊断仪调取和清除故障码的操作方法基本相同，操作前应检查蓄电池电压必须大于11.5V，发动机工作温度必须高于80?。以桑塔纳2000轿车为例，正确操作步骤如下: (1)关闭点火开关，将专用传输线V.A.G1551,3的一端(5端子)与诊断仪相应接口连接，传输线另一端(16端子)与换档手柄前部的故障诊断座连接。 (2)打开点火开关，输入发动机ECU的地址代码“01”，然后按“Q”键确认，这时屏幕显示:经一段时间后屏幕上显示ECU的版本号和编号。 (3)按“?”键进入功能选择。 (4)输人功能代码“02”，再按“Q”键确认，有故障时，屏幕上将显示出故障数量。之后按“?”键，将依次显示每一个已检测到的故障代码及故障原因。在显示故障原因时，若屏幕底部出现“/SP”，表示该故障为间歇性出现的故障。有多个故障码时，可将故障信息打印出来。 (5)故障码调取完成后，输入功能代码“06”，再按“Q”键确认即可退出。然后关闭点火开关，拆下专用诊断仪和传输线。 教 2(清除故障码 (1)按调取故障码步骤(1)、(2)、(3)进行操作后，输人功能代码“05”案 并按“Q”键确认，即可清除故障码。若故障码所代表的故障还没有排除，故障码将无法清除。 内 (2)故障码清除完毕后，输入功能代码“06”，再按“Q”键确认即可退出。然后关闭点火开关，拆下专用诊断仪和传输线。 容 九、德国奔驰车系 奔驰车系的车型众多，电脑控制系统更新快。1992年前生产的奔驰车采用机电组合式燃油喷射系统，1992年后多采用LH型电控燃油喷射系统。奔驰车的更新换代按SEL、S、C、E等划分成不同级别，不同级车主要是电脑控制系统不同，从而使故障自诊断方式也不同，有些只能用专用诊断仪调取和清除故障码。1992年后生产的奔驰车多数装用16端子(位于发动机舱、驾驶室前壁上)或38端子诊断座(位于右前避震器侧)，奔驰车系各型轿车，即使装有16端子OBD,?诊断座，也无法人工调取故障码。 1(16端子诊断座故障码的调取与清除 将指针式电压表(或二极管灯)连接到“16,”电源端子与所需诊断的系统端子(电控燃油喷射系统为4,，电控点火系统为8,，综合控制电脑为14,)之间，打开点火开关，但不起动发动机，此时电压表指针应不摆动(或二极管灯不亮)，否则说明电脑不良。然后用另一导线使诊断系统端子(4号端子)搭铁2,4s,此时仍应保持电压表(或二极管灯)连接在诊断座端子之间，松开搭铁导线后观察电压表指针摆动(或二极管灯闪亮)规律读取故障码。每次只能调出一个故障码，若有多个故障码时，必须重复上述操作。 73 汽车发动机电控技术教案 清除故障码时，先按上述方法调取故障码，等故障码输出完毕2,3s后，再使塔铁线搭铁6,8s，松开搭铁线后关闭点火开关30s以上，即可清除故障码。与调取故障码类似，每次操作只能清除一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。最后再重复故障码调取程序，若输出故障码为1，说明系统正常，否则说明仍有故障或故障码没有清除。 2(38端子诊断座故障码的调取与清除 38端子诊断座故障码的调取与清除与16端子诊断座类似，只是连接端子号不同。与发动机有关的诊断端子介绍如下:诊断座上“3,”端子为电源端子，“4,”和“5,”端子分别为右侧和左侧LH控制电脑诊断端子，“7,”端子为电子节气门控制系统诊断端子，“17,”和 “18,”端子分别为右侧和左侧EZL,AKR点火控制电脑诊断端子。 十、德国宝马车系 1989年后生产的宝马车多数采用DME55端子或88端子电脑，除欧规宝马车外，都可用仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯读取故障码。而欧规宝马车系仪表盘上没有“故障灯”，调取故障码时必须在DME电脑相应端子上连接二极管灯。 打开点火开关，在5s内将节气门全开5次，即可由仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯或在电脑相应端子上连接的二极管灯读取故障码。故障码为4教 位数，闪烁输出故障码时，4位数的位与位之间熄灭间隔为3s。 清除故障码时，拆开蓄电池负极电缆15s以上，再起动发动机怠速运转案 1min以上即可清除故障码。 内 容 74 汽车发动机电控技术教案 电控燃油喷射发动机常见故障诊断程序 第7节 电控燃油喷射发动机常见故障分为:发动机不能起动、发动机起动困难、 发动机怠速不良、发动机加速性能不良、发动机动力不足、发动机失速、发 动机油耗过大、发动机点火不良等。 电控发动机各类故障主要现象说明: 1.发动机不能起动故障现象:起动发动机时，发动机不转，或能转动但 不着火。 2.发动机起动困难故障现象:发动机不易起动，起动着火后很快又熄火。 3.怠速过高故障现象:发动机在正常怠速工况下，其转速明显高于标准。 4.怠速不稳、易熄火故障现象:怠速转速过低，且不稳定、经常熄火。 5.加速不良故障现象:发动机加速时，无力且有抖动现象，转速不易提 高。 6.混合气过稀故障现象:进气管有回火现象。 7.混合气过浓故障现象:排气管有冒黑烟或放炮现象。 8.发动机失速故障现象:发动机正常运转时，转速忽高忽低，不稳定。 教 案 内 容 75 汽车发动机电控技术教案 1.在检修电控汽油喷射式发动机汽车时，为防止工作失误造成新故障应注意哪些问题, 2.使用跨接线调取故障码时应注意的事项有哪些, 3.故障诊断仪的功能有哪些, 作 业 4.试述故障诊断的基本程序, 5.试述电控燃油喷射发动机不能起动的诊断程序, 6.调取故障码的方法有哪两种, 7.诊断间歇性故障的常见方法有哪些, 1.在检修装用电控汽油喷射式发动机汽车时，应注意:在点火开关接通时，不允许拆开任何12V电器装置;在进行故障诊断时，应首先观察“故障指示灯”是否点亮;必须使用高阻抗数字万用表检查电压、电阻或电流;在对燃油系统进行拆卸作业钱，必须释放燃油系统残余压力等。 2.测试灯分无电源测试灯和自带电源测试灯两种。 3.使用燃油压力表时应注意选择量程与被测系统压力范围相适应的燃油压力表。 4.发动机综合性能检验仪能对发动机进行不解体综合测试，并配备有标准的数据及专家分析。 5.故障诊断的基本程序:向车主调查、外部检查、调取故障码。 6.故障码调取方法有:随车自诊断系统调取、使用故障诊断仪调取。 本 7.汽车电路图可分为:线路图、线路简图、电路原理图。 8.使用手动真空泵对真空驱动元件进行检查时应注意:检查前将各真空章 软管连接好，防止因真空泄漏而导致测量结果失准;检查时必须按规定对被检元件施加真空度，施加真空度过大会损坏被检元件;检查完毕后，在拆开小 连接的真空软管前，应先释放真空度，否则将灰尘、湿气等吸入被检元件内，会造成不良后果。 结 9.汽车电路中的线路颜色标记及符号 为方便识别和检修复杂的汽车电器线路，各汽车制造公司普遍采用不同颜色、不同编号的导线区分不同的电器回路。 10(故障排除后，将ECU中存储的故障码清除，方法有两种:一是拔下EFI熔丝(20A)10s以上;二是将蓄电池负极电缆拆开10s以上。 11.汽车万用表除具有数字万用表的功能外，还具有一些汽车专用测试功能。 12.示波器主要用来显示控制系统中输入、输出信号的电压波形，以供维修人员根据波形分析判断电控系统故障。 备 注 第六章 柴油机电控技术简介 76 汽车发动机电控技术教案 总学时:4学时 课程名称 汽车发动机电控技术 讲 课:4学时 课程性质 理论课 实 习:0学时 任课教师 职 称 授课对象 专业 年 班级 掌握柴油机的三代电控燃油喷射系统的划分方法及其在喷油量控 制、喷射压力控制、喷射定时控制、喷油速率控制等方面的区别;掌握教学目的和 柴油机电控系统是如何实现喷油过程和进气过程的综合管理的;了解柴 油机电子控制燃油喷射系统的发展过程及发展趋势;柴油机废气后处理要 求 各种措施及相应装置的基本工作原理。 掌握柴油机电控系统是如何实现喷油过程和进气过程以及三代柴教学重点和 油电控燃油喷射系统的工作原理。 难 点 教学进程 第 次课 授课章节 学 时 备 注 第1次课 柴油机电控技术概述、柴油机电控燃油喷射系统的1 功能与组成 1 第2次课 柴油机供(喷)油量控制、供(喷)油正时控制 第3次课 2 柴油机电控燃油喷射系统实例 教案(章节备课) 学时 77 汽车发动机电控技术教案 概 述 第1 节 一、柴油机电控技术的发展 柴油机电控技术是在解决能源危机和排放污染两大难题的背景下，在飞速发展的电子控制技术平台上发展起来的。汽油机电控技术的发展为柴油机电控技术的发展提供了宝贵经验。 柴油机电控技术发展的三个阶段:位置控制、时间控制、时间—压力控制(压力控制) 第一代柴油机电控燃油喷射系统(常规压力电控喷油系统) 特点:结构不需改动，生产继承性好，便于对现有柴油机进行升级换代。 系统响应慢、控制频率低、控制自由度小、控制精度不够高，喷油压力无法独立控制。 第二代柴油机电控燃油喷射系统(高压电控喷油系统) 改变了传统燃油供给系统的组成和结构，主要以电控共轨(各缸喷油器共用一个高压油管)式喷油系统为特征，直接对喷油器的喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油规律、喷油压力等进行“时间,压力控制”或“压力控制”。 特点:通过设置传感器、电控单元、高速电磁阀和相关电/液控制执行元件等，组成数字式高频调节系统，有电磁阀的通、断电时刻和通、断电时教 间控制喷油泵的供油量和供油正时。但供油压力还无法独立控制。 二、柴油机电控燃油喷射系统的优点 案 1.改善低温起动性。 2.降低氮氧化物和烟度的排放。 内 3.提高发动机运转稳定性。 4.提高发动机的动力性和经济性。 容 5.控制涡轮增压。 6.适应性广。 柴油机电控燃油喷射系统的功能与组成 第2节 78 汽车发动机电控技术教案 一、柴油机电控系统的功能 1.燃油喷射控制 (1)供(喷)油量控制 (2)供(喷)油正时控制 (3)供(喷)油速率和供(喷)油规律的控制 (4)喷油压力的控制 (5)柴油机低油压保护 (6)增压器工作保护 2.怠速控制 (1)怠速转速的控制 (2)各缸均匀性的控制 3.进气控制 (1)进气节流控制 (2)可变进气涡流控制 (3)可变配气正时控制 4.增压控制 教 5.排放控制 6.起动控制 案 7.巡航控制 8.故障自诊断和失效保护 内 9.柴油机与自动变速器的综合控制 二、柴油机电控燃油喷射系统的组成 容 柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外，对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求。(柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约为19.6MPa) 各种柴油电控系统的区别在于控制功能、传感器的数量和类型、执行元件的类型、,,,控制软件、主要电控元件的结构原理和安装位置，但基本组成与其他电子控制系统一致，也是由传感器、,,,、执行元件三部分组成。 1.传感器 (1)加速踏板位置传感器 (2)反馈信号传感器 (3)燃油温度传感器 (4)其他传感器和信号开关 2.柴油机控制,,, 根据各传感器输入信号和内存程序，计算出供(喷)油量和供(喷)油开始时刻，并向执行元件发出执令信号。 3.执行元件 执行,,,的指令，调节柴油机的供(喷)油量和供(喷)油正时。 柴油机供(喷)油量控制 第3节 79 汽车发动机电控技术教案 一、位置控制方式 柴油机供(喷)油量的控制方法随供给系统的类型而异。 第一代柴油机电控燃油喷射系统主要以电控直列柱塞泵或电控转子分配泵为特征。 1.直列柱塞泵的供油量控制 “位置控制”的直列柱塞泵供油量控制装置一般采用占空比控制型电磁阀(简称占空比电磁阀)式或直流电动机式电子调速器。 2.转子分配泵的供油量控制 “位置控制”的转子分配泵供油量控制装置，一般采用转子式或占空比电磁阀式电子调速器。 第一代 位置控制系统 位置控制系统不仅保留了传统的泵,管,嘴系统，还保留了原喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的机械传动机构，只是对齿条或者滑套的运动位置予以电子控制。 日本Denso公司的ECD,V1，德国Bosch公司的EDC和日本Zexel公司的COVEC等都属于位置控制的电控分配泵系统。日本Zexel公司的COPEC，教 德国Bosch公司的EDR系统和美国Caterpillar公司的PEEC系统等都属于位置控制的电控直列泵系统。 案 二、时间控制方式 供油量的“位置控制”特点是用模拟量来控制执行元件工作，通过对喷内 油泵油量控制机构的定位来得到所需的供油量。不论采用何种类型的电子调速器，总是需要由部分机械装置来完成对喷油泵供油量的调节，也会降低控容 制精度和响应速度。所以继供油量“位置控制”之后出现了“时间控制”。 1.转子分配泵的供油量控制 在回油通道中安装一个有,,,控制的高速电磁阀来控制回油通道的开闭，也就实现供油量的“时间控制”。“时间控制”的转子分配泵取消了油量控制滑套和泵油柱塞上的回油槽(或孔)。 2.,,,喷油器的供油量控制 取消了原,,,燃油系统中结构复杂的调速器和喷油器中的计量装置，使燃油供给系统大为简化。 高速电磁阀关闭的时刻即是喷油开始时刻，高速电磁阀关闭的持续时间决定了喷油量。 第二代 时间控制系统 时间控制系统是用高速强力电磁阀直接控制高压燃油，一般情况下，电磁阀关闭，开始喷油;电磁阀打开，喷油结束。喷油始点取决于电磁阀关闭时刻，喷油量取决于电磁阀关闭的持续时间。传统喷油泵中的齿条、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，对喷射定时和喷射油量控制的自由度更大。 日本Zexel公司的Model-1电控分配泵，美国Detroit公司的DDEC电控泵喷嘴、德国Bosch公司的EUP13电控单体泵都属于时间控制系统。我国 80 汽车发动机电控技术教案 专家欧阳明高和丹麦Sorenson研制的“泵,管,阀,嘴(Pump/Pipe/Valve/Injector,PPVI)”电控燃油喷射系统也属于第二代电控喷射系统。 三、时间,压力控制方式 第二代柴油机电控燃油喷射系统中最典型的是电控共轨式燃油喷射系统。在电控共轨式燃油喷射系统中，对喷油量的控制采用“时间,压力控制”或“压力控制”，用的最多的是“时间,压力控制”方式。 在该系统中，,,,控制供油压力调节阀使喷油器的喷油压差保持不变，再通过控制三通电磁阀工作实现喷油量和喷油正时的控制。电磁阀通电开始时刻决定了喷油的开始时刻，其通电时间决定喷油量。 四、压力控制方式 在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。 喷油器喷孔尺寸一定，喷油时间一定，控制喷油压力即可控制喷油量;而在增压活塞和柱塞尺寸一定时，喷油压力(即增压压力)取决于共轨中的油压，共轨中的油压是由,,,根据各种传感器信号通过燃油压力调节阀来控制的，所以将此种喷油量控制方式称为“压力控制”方式。在系统中，,教 ,,根据实际的共轨压力信号对共轨压力进行闭环控制。 第三代 共轨电控喷射系统 案 共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成高压。采用压力时间式燃内 油计量原理，用电磁阀控制喷射过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。 容 高压共轨系统被世界内燃机行业公认为20世纪三大突破之一，将成为21世纪柴油机燃油系统的主流。德国Bosch公司、日本Denso公司和英国 Lucas公司都研制出了电控高压共轨系统，并开始小批量向市场供货。 德国戴姆勒?奔驰公司利用Bosch公司的技术首先在世界范围内推出了采用新型高压共轨燃油喷射系统的4气门直喷式柴油机，并用于A、C级轿车上。日本Hino公司利用Denso公司的技术在新型K13C型柴油发动机和J系列柴油发动机上均采用了高压共轨系统，日本Mitsubishi公司也利用Denso公司的技术在重型柴油发动机上应用了高压共轨系统。 第三代 共轨电控喷射系统基本特点: 高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。其主要特点可以概括如下: 1.共轨腔内的高压直接用于喷射，可以省去喷油器内的增压机构;而且共轨腔内是持续高压，高压油泵所需的驱动力矩比传统油泵小得多。 2.通过高压油泵上的压力调节电磁阀，可以根据发动机负荷状况以及经济性和排放性的要求对共轨腔内的油压进行灵活调节，尤其优化了发动机的低速性能。 3.通过喷油器上的电磁阀控制喷射定时，喷射油量以及喷射速率，还可以灵活调节不同工况下预喷射和后喷射的喷射油量以及与主喷射的间隔。 81 汽车发动机电控技术教案 第三代共轨电控喷射系统——典型系统 高压共轨系统由五个部分组成，即高压油泵、共轨腔及高压油管、喷油器、电控单元、各类传感器和执行器。供油泵从油箱将燃油泵入高压油泵的进油口，由发动机驱动的高压油泵将燃油增压后送入共轨腔内，再由电磁阀控制各缸喷油器在相应时刻喷油。 第三代共轨电控喷射系统——喷射系统 预喷射在主喷射之前，将小部分燃油喷入气缸，在缸内发生预混合或者部分燃烧，缩短主喷射的着火延迟期。这样缸内压力升高率和峰值压力都会下降，发动机工作比较缓和，同时缸内温度降低使得NO排放减小。预喷X 射还可以降低失火的可能性，改善高压共轨系统的冷起动性能。 主喷射初期降低喷射速率，也可以减少着火延迟期内喷入气缸内的油量。提高主喷射中期的喷射速率，可以缩短喷射时间从而缩短缓燃期，使燃烧在发动机更有效的曲轴转角范围内完成，提高输出功率，减少燃油消耗，降低碳烟排放。主喷射末期快速断油可以减少不完全燃烧的燃油，降低烟度和碳氢排放。 教 案 内 容 82 汽车发动机电控技术教案 柴油机供(喷)油正时控制 第4节 传统柴油机供给系统中，都是采用机械离心式或液压式供油提前角自动调节器来控制喷油泵的供油正时，间接实现对喷油器喷油正时的调节。而在柴油机电控燃油喷射系统中，一般都是由ECU根据柴油机转速、负荷等传感器信号对供(喷)油正时进行控制。 在第二代柴油机电控燃油喷射系统和部分采用“时间控制”供(喷)油量的第一代柴油机电控燃油喷射系统中，取消了传统的供(喷)油提前角自动调节器，采用由ECU控制的高速电磁阀控制供(喷)油的开始时刻(即正时)，并增加供(喷)油正时传感器，实现了供(喷)油正时的闭环控制。 一、直列柱塞泵供油正时电控系统 直列柱塞泵供油正时电控系统由正时控制器、电磁阀、柴油机转速传感器、正时传感器和ECU等组成。 两个电磁阀分别安装在正时控制器进、回油路中，控制正时控制器工作的液压油来自柴油机润滑系。正时控制器安装在喷油泵驱动轴与凸轮轴之间，受液压控制的正时控制器可使喷油泵凸轮轴相对驱动轴在一定范围内转教 动。柴油机转速传感器安装在喷油泵驱动轴上， ECU主要根据柴油机转速和负荷传感器信号确定基本供油提前角，再根据冷却液温度等传感器信号进案 行修正，并通过两个电磁阀控制正时控制器工作，来实现对喷油泵供油正时的控制。正时传感器安装在喷油泵凸轮轴上，用来检测凸轮轴的位置和转角，内 ECU根据正时传感器信号判断实际的供油正时，并对供油正时进行闭环控制。 容 二、转子分配泵供油正时电控系统 在第一代柴油机电控燃油喷射系统中，转子分配泵供油正时的控制通常 是在原供油提前角自动调节器活塞两侧油腔之间增加一条液压通道，并由ECU通过电磁阀控制该液压通道来实现。ECU主要根据柴油机转速和负荷传感器信号确定基本供油提前角，再根据冷却液温度等传感器信号进行修正，并通过电磁阀控制正时活塞左右两侧油腔内的燃油压力差，以改变正时活塞的位置;正时活塞左右移动时，通过传动销带动转子分配泵内的滚轮架转动，从而改变喷油泵的供油正时。 正时传感器(正时活塞位置传感器)为差动电感式。传感器铁心随正时活塞移动，传感器线圈内产生与活塞位置成正比的电压(自感电动势)信号,ECU根据此传感器信号对喷油泵供油正时进行闭环控制。 83 汽车发动机电控技术教案 柴油机电控燃油喷射系统实例 第5节 一、本电装公司,,,,,1系统 日本丰田公司柴油轿车最早装用的就是由日本电装公司开发的ECD,V1系统，该系统是在转子分配式喷油泵的基础上，加装电子控制装置而形成的。主要传感器包括:发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、滑套位置传感器、正时活塞位置传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、空档开关、起动开关、空调开关等。 ECD—V1系统的控制功能包括:燃油喷射控制、进气节流控制、预热塞控制、自诊断和安全保护功能等。 二、本电装公司,,,,,3系统 日本电装公司开发的ECD—V3系统也是在转子分配式喷油泵基础上，增加电子控制装置形成的柴油机电控燃油喷射系统。与ECD—V1系统相比，主要是喷油量控制方法不同，ECD—V3系统是通过控制喷油时间来实现对喷油量控制的，即ECU在确定喷油器的喷油开始时刻后，再通过回油控制电磁阀来控制柱塞泵回油的时刻(即停止喷油的时刻)，以此来控制喷油量;为控制喷油时间，在转子分配式喷油泵内增设了泵角传感器。泵角传感器采用电磁感应式，向ECU提供喷油泵凸轮轴位置和转角信号。 此外，ECD—V3系统装用光电式着火正时传感器，对喷油正时实施反教 馈控制。发动机转速传感器安装在曲轴上。 三、本五十铃公司，,,,,系统 案 五十铃公司，—TEC(全电子控制式)是在转子分配式喷油泵基础上，增加电子控制装置形成的全电子控制式柴油机电控燃油喷射系统。该系统的内 主要特点是:具有巡航控制功能，设有燃油温度传感器，不对喷油正时进行反馈控制。此外，加速踏板位置传感器采用差动电感式;进气节流(节气门)容 不受ECU控制。 四、直列柱塞泵电控系统 装用直流电动机式电子调速器的直列柱塞泵电控系统，用电子调速器取代原有的机械调速器，以实现对喷油量的控制;用正时控制器取代原有的机构离心式供油提前角自动调节器，来对喷油正时进行控制;并设有油量调节拉杆(或齿条)位置传感器和正时传感器，对喷油量和喷油正时的控制均采用闭环控制方式。 五、美国CaterPillar公司HEUI系统 该系统具有共轨式柴油机电控燃油喷射系统的基本组成和结构，属第二代电控共轨式燃油喷射系统。该系统的控制功能包括:燃油喷射控制、进气控制、起动控制、故障自诊断、失效保护和应急备用，同时还具有与其他控制系统进行数据传输的功能。HEUI系统的喷油量控制采用了“压力控制”方式，通过由传感器、ECU和执行元件等组成的控制系统，对循环喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行控制。 六、本电装公司,,,,,,系统 该系统主要用于载重汽车装用的柴油机上，日本日野汽车公司、三菱汽 84 汽车发动机电控技术教案 车公司和日产汽车公司生产的载重汽车柴油机多数采用ECD,,,系统。该系统具有共轨式喷油系统的基本组成和结构，属于第二代柴油机电控燃油喷 射系统，ECD,,,系统的组成，由各种传感器、ECU、燃油压力控制阀和三通电磁阀等组成的控制系统，对喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力 进行“时间压力控制”。 1.柴油机电控燃油喷射系统的优点有哪些, 2.柴油机电控系统的功能有哪些, 3.柴油机电控燃油喷射系统有哪几部分组成, 作 业 4.柴油机供油量有哪几种控制方式, 5.试述直列柱塞泵供油正时控制, 1.柴油机电控技术发展的三个阶段:位置控制、时间控制、时间,压力控制(压力控制)。 2.柴油机电控燃油喷射系统的优点:改善低温起动性;降低氮氧化物和烟度的排放;提高发动机运转稳定性;提高发动机的动力性和经济性;控制涡轮增压;适应性广。 3.柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外，对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求。(柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约19.6MPa) 4.直列柱塞泵的供油量控制 “位置控制”的直列柱塞泵供油量控制装置一般采用占空比控制型电磁阀(简称占空比电磁阀)式或直流电动机式电子调速器。 5.转子分配泵的供油量控制 本 “位置控制”的转子分配泵供油量控制装置，一般采用转子式或占空比电磁阀式电子调速器。 章 6.时间控制方式 供油量的“位置控制”特点是用模拟量来控制执行元件工作，通过对喷小 油泵油量控制机构的定位来得到所需的供油量。不论采用何种类型的电子调速器，总是需要由部分机械装置来完成对喷油泵供油量的调节，也会降低控结 制精度和响应速度。所以继供油量“位置控制”之后出现了“时间控制”。 7.压力控制方式 在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。 8.共轨电控喷射系统 共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成高压。采用压力时间式燃油计量原理，用电磁阀控制喷射过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。 第七章 燃气发动机电控技术简介 总学时:2学时 课程名称 汽车发动机电控技术 85 汽车发动机电控技术教案 讲课:2学时 课程性质 理论课 实习:0学时 任课教师 职 称 授课对象 专业 年 班级 教学目的和 了解双燃料发动机的供气电控系统及电控燃气喷射系统的原理。 要 求 教学重点和 了解电控燃气发动机的工作原理。 难 点 教学进程 第 次课 授课章节 学 时 备 注 第1次课 燃气发动机电控技术简介 2 教案(章节备课) 学时 概 述 第1 节 86 汽车发动机电控技术教案 一、燃气汽车的发展 1(燃气汽车的发展历程 1872年天然气发动机产生，到了三十年代初由意大利人率先采用天然气作为汽车燃料;七十年代燃气汽车技术逐渐快速发展;九十年代后天然气汽车数量迅速增加。 2(我国燃气汽车的发展现状 20世纪50时年代开始天然气汽车的研究;80年代中期开始发展天然气汽车;1994年起上海组织开展液化石油气燃气汽车样车的适用及研究。 2001年底我国燃气汽车保有量已超过11万辆，预计到2005年，我国燃气汽车的保有量将达到100万辆，到2001年将达到150万量。 3(燃气汽车的发展趋势 目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料(天然气或液化石油气)闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。 二、燃气汽车的类型 1(按所用气体燃料的种类 教 液化石油气汽车、天然气汽车 液化石油气汽车以液化石油气作为燃料。 案 天然气汽车以天然气作为燃料。 2(所用燃料的数量和形式 内 单燃料燃气汽车、两用燃料燃气汽车、混合燃料燃气汽车 单燃料燃气汽车只使用天然气或液化石油气中的一种作为发动机燃容 料。 三、燃气发动机供给系统 1(燃气发动机供给系统类型 (1)按燃气供给量的控制方式 机械控制式燃气供给系统、电子控制式燃气供给系统 电子控制式燃气供给系统由各种传感器采集信号并向ECU输送发动机的工况信息，ECU则根据这些信息和内存控制模型直接控制功率阀或燃气喷射器工作，以实现对供气量的控制。 电子控制式燃气供给系统的燃气与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。 (2)按燃气供给方式 混合气供给系统、燃气喷射系统 混合气供给系统的燃气与空气采用缸外混合方式，与传统的化油器式汽油发动机类似。 87 汽车发动机电控技术教案 燃气喷射系统与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。 缸内混合方式与柴油机类似，在发动机压缩行程接近上止点时，将一定量的燃气经安装在气缸盖上的高压燃料阀(或喷嘴)直接喷入气缸，在气缸内部使燃气与空气混合形成可燃混合气。 缸外混合方式是将燃气定时、定量的喷入各缸进气歧管中的进气门处。 (3)按空燃比控制方式 开环控制系统和闭环控制系统。 机械控制燃气供给系统均属开环控制系统。 闭环控制系统是由ECU根据氧传感器的反馈信号对供气量进行修正。 (4)按发动机的类型 单燃料发动机供给系统、两用燃料发动机供给系统、混合燃料发动机供给系统 2(械控制式燃气供给系统 (1)单燃料发动机燃气供给系统 单燃料发动机燃气供给系统一般利用节气门根据工况要求实现对混合气量的控制，而可燃混合气一般利用火花塞点燃。 1)单燃料发动机燃气供给系统的结构 主要由储液罐、燃料控制电磁阀、调节器、混合器等组成。 教 2)工作原理 当发动机工作时，燃气控制电磁阀打开，由储液罐流出的燃气经调案 节器调压、计量后以气态输送到混合器，并在混合器内与空气混合后被吸入气缸。 内 3)单燃料发动机燃气供给系统各部件的功用 储液罐用于储存液态燃气燃料控制电磁阀功用是当发动机停止工作容 时自动切断燃气供给，而发动机工作时，根据温度打开其中一个电磁阀，并自动实现供给气态或液态燃气的切换。 调节器的功用是对输送给混合气的燃气进行减压，使液态燃气蒸发以便与空气更好的混合。 混合器的功用类似于汽油机化油器，主要是根据发动机工况来调节空燃比，使调节器输送来的气态燃气按一定比例与空气混合，并送往气缸。 (2)两用燃料发动机供气系统 化油器式汽油机改装的汽油/CNG两用燃料发动机供给系统结构特点:即在原汽油机上加装一套CNG燃气供给系统，包括高压钢瓶、高压管路、滤清器、调节器、混合器等，在燃用天然气时，替代原汽油机供给系统向发动机提供天然气---空气混合气。 化油器式汽油机改装的汽油/LPG两用燃料发动机供给系统由燃料转换开关控制两个电磁阀实现燃用汽油与LPG的切换，LPG经过滤清器过滤后，进入调节器进行减压并蒸发，气态的LPG流入混合器与空气混合形成可燃混合气进入气缸。 (3)混合燃料发动机供给系统 88 汽车发动机电控技术教案 柴油/CNG混合燃料发动机供给系统组成:燃料供给系统、发动机控制保护系统、天然气供给和调节系统、天然气储存系统 燃料供给系统: 1)燃料供给系统结构 混合器、供气量控制阀、柴油供给装置 2)燃料供给系统的功用 根据发动机不同工况的工作需要，供给发动机一定数量和浓度的燃气空气混合气，并将一定量的引燃柴油以一定压力和喷油质量定时喷入气缸。 发动机控制保护系统: 1)动机控制保护系统的结构 供气量控制阀的传动装置、燃料转换装置、燃气供给闭锁装置。 2)动机控制保护系统的功用 供气量控制阀的传动装置主要是根据发动机最高转速和空气滤清器堵塞程度，校正供气量控制阀的开度，以控制燃气供给量。 燃料转换装置主要用来实现燃用柴油和柴油/燃气混合燃料之间的转换，并在高压气瓶压力不足时自动切换到燃用柴油。 燃料转换装置主要是在发动机不工作时，切断燃气供给。 天然气供给和调节系统: 1)天然气供给和调节系统的组成 教 调节器(高压减压阀和低压减压阀)、燃气滤清器、加热器 2)天然气供给和调节系统的功用 案 其功用是向混合器输送清洁的低压天然气，以避免因天然气减压吸收热量而造成输气管路及其它零件冻结，增设天然气加热器，以保证燃内 气供给系统正常供气。 天然气储存系统: 容 1)天然气储存系统的组成 高压气瓶、压力表、充气阀、供气阀等。 2)天然气储存系统的功用 储存并对天然气的压力进行指示。 89 汽车发动机电控技术教案 两用燃料发动机混合器供气电控系统 第2节 90 汽车发动机电控技术教案 一、电控燃气供给系统的功能 1(模拟汽油喷射信号 发动机在燃用燃气时必须在切断汽油喷射的同时，由电控燃气供给系统向汽油ECU输入模拟的汽油喷射信号。 2(模拟氧传感器信号 电控燃气供给系统必须向汽油ECU输入一个理想的模拟氧传感器信号，以便切换到燃用汽油时汽油ECU能够正常工作。 二、混合器供气电控系统的组成 1(基本组成 除与电控汽油喷射系统共用的元件外，增加的主要电控元件有:转换开关、模拟器、燃气ECU、步进电机功率阀等。 2(主要元件位置 燃气供给系统中的调节器、混合器、步进电动机功率阀等均安装在发动机室内，燃料转换开关安装在驾驶室内仪表盘附近，不同车型高压气瓶安装位置不同，手动供气阀、电磁阀等安装位置不同。 三、混合器供气电控系统工作原理 1(开环控制系统 电控汽油喷射发动机改装的汽油/CNG两用燃料发动机开环控制供教 气系统，在进气管前，该系统的燃气供给和汽油供给两个燃料供给系统是并列的。在发动机工作时由油气转换开关控制燃气电磁阀和电动燃油案 泵，同一时刻，只允许发动机燃用汽油或燃气一种燃料。 发动机燃用天然气时，将燃料转换开关转到“气”位置，此时燃气内 电磁阀开启、电动燃油泵停止工作，天然气经减压调节器减压后，在经动力调节阀进入混合器，并与来自空气滤清器的清洁空气混合后供往气容 缸。 2(闭环控制系统 闭环控制系统，在减压调节器和混合器之间安装由ECU控制的功率阀，并加装氧传感器实现空燃比闭环控制，则可使发动机在各种工况下都能获得最佳的空燃比。 91 汽车发动机电控技术教案 混合燃料发动机混合器供气电控系统 第3节 混合燃料发动机混和供气电控系统是纯混合器供气电控系统与第一代柴油机电控燃油喷射系统的结合，混合燃料发动机采用压缩自然式的点火方式，没有点火系统，而引燃柴油的喷射量和喷射正时由柴油机电控燃油喷射系统控制。 CNG/柴油混和燃料非增压发动机混和器供气系统组成:天然气供气系统、引燃柴油供给系统、电子控制单元。 天然气供气系统主要由高压气瓶、电磁阀、调节器、功率阀、混和器组成。 引燃柴油供给系统的组成和原理见“第六章柴油电控技术简介”的相关内容。 电子控制单元的主要功能是根据各传感器信号来确定供油齿条和功率阀的位置，并根据燃料转换开关等控制天燃气电磁阀的通断，同时燃气ECU也具有失效保护功能。 教 案 内 容 92 汽车发动机电控技术教案 电控燃气喷射系 第4节 一、电控气态燃气喷射系统 1(电控气态燃气喷射系统的分类 (1)按使用燃料 电控气态CNG喷射系统、电控气态LPG喷射系统 (2)按燃气ECU工作原理 直接采集信号控制系统、间接采集信号控制系统直接采集信号控制系统的燃气ECU直接采集各种传感器信号，如发动机转速、节气门位置、氧传感器等信号，经过分析计算，确定喷入各缸的燃气量。 间接采集信号控制系统的燃气ECU只相当于一个转换器，它充分利用汽油ECU的控制功能，采集汽油ECU输出的喷油器控制信号并将其转化为燃气喷射器控制信号再用来控制燃气喷射器的喷射时刻和喷射时间。 2(单燃料或两用燃料发动机电控多点燃气喷射系统 电控多点燃气喷射系统将燃气喷射器布置在各缸进气歧管的进气门处，采用顺序喷射控制方式分别对每个缸的燃气喷射器进行控制。如图日本本田公司研制的电控多点燃气喷射系统。 教 案 内 容 本田公司研制的电控多点燃气喷射系统 3(混合燃料发动机电控多点燃气喷射系统 混合燃料发动机电控多点燃气喷射系统与混合器供气电控系统相比，只是采用的燃气供给方式不同，多点燃气喷射系统中取消了功率阀和混合器，利用燃气喷射器控制燃气供给量。 4(电控燃气直接喷射系统 电控燃气直接喷射系统利用燃气喷射器直接向气缸内供气，并由燃气ECU控制喷气量和喷气正时。 二、电控液态燃气喷射系统 电控液态燃气喷射系统以液化石油气为燃料，主要部件包括，LPG燃料泵、压力调节器、压力传感器、喷射器及ECU等。 目前研制的电控液态LPG喷射系统都是间接采集信号的控制系统，即燃气ECU都是利用汽油ECU的喷油器控制信号(包括同步喷射信号和异步喷射信号)，来控制燃气喷射器的工作。 93 汽车发动机电控技术教案 电控燃气供给系统主要元件 第5节 94 汽车发动机电控技术教案 一、功率阀 1(功率阀的安装位置 功率阀安装在燃气压力调节器与混合器之间的低压输气管路中。 2(功率阀的类型 步进电动机功率阀、占空比功率阀 步进电动机功率阀采用步进电动机驱动调节阀来执行燃气ECU的指令，实现燃气供给量调节。占空比功率阀采用占空比控制型电磁阀来执行燃气ECU的指令，实现燃气供给量调节。 3(功率阀的控制原理 功率阀通过改变低压输气管路的流通截面来控制供气量。 二、模拟器 1(模拟器的功用 发动机燃用燃气时，产生并向汽油ECU输送模拟喷油器工作的信号。 2(模拟器的类型 电压驱动方式、电流驱动方式 3(模拟器的工作原理 电压驱动方式:当燃用汽油时，模拟器接通短路开关即可将蓄电池12V电源不经电阻R输送给喷油器，喷油器正常工作。当燃用燃气时，教 模拟器断开短路开关，此时汽油ECU仍能正常向喷油器输送喷油信号，由于接通喷油器搭铁回路后，蓄电池12V电源经过串联电阻R输送给喷案 油器，使通过喷油器的电流减小，喷油器线圈产生的电磁力不足以吸开针阀，所以喷油器不喷油，但输送给汽油ECU的仍是12V电压信号。 内 电流驱动方式:当燃用汽油时，模拟器接通喷油器电路而断开电阻R电路，喷油器正常工作。当燃用燃气时，模拟器则断开喷油器电路而接容 通电阻R电路，喷油器不喷油，由于喷油器并联电阻与喷油器电阻相等，所以输送给汽油ECU的电流信号不变。 三、点火提前调节器 燃气与汽油的化学性质不同，在同一工况下的最佳点火提前角不同，所以在以汽油机改装的两用燃料发动机上，设有点火提前调节器，以满足发动机燃用燃气和燃用汽油时对点火提前角的不同需要。 四、燃气喷射器 1(国产HSV电控低压燃气喷射器工作过程:电磁线圈不通电时球阀在进气口和出气口两侧气体压差的作用下向右开启，使燃气经出气口喷出。当电磁阀通电时，衔铁在电磁力作用下向左移动，并通过顶杆使球阀向左关闭，停止燃气喷射。 2(天然气——柴油组合式喷射器工作过程:当ECU发出喷射指令使控制电磁阀通电时，电磁阀关闭供油/回油通道，凸轮驱动柱塞向下运动压缩泵油腔内的柴油，柴油压力达到喷射始点压力，柴油针阀开启喷射引燃柴油。而后随着高压燃气进入喷射器内燃气压力腔，当凸轮顶点转过使柱塞开始上移(喷油基本结束)，且燃气压力腔内的压力超过气体针阀回位弹簧的弹力时，将气体针阀顶起，使柴油喷射停止而燃气喷射开始。 95 汽车发动机电控技术教案 1(按所用气体燃料的种类分，燃气汽车的类型, 2(按燃气供给方式燃气发动机的类型, 3(简述混合燃料发动机供给系统, 作 业 4(电控燃气供给系统的功能, 5(混合器供气电控系统的组成, 6(按使用燃料电控气态燃气喷射系统的分类, 1(目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料(天然气或液化石油气)闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。 2(按空燃比控制方式可分为开环控制系统和闭环控制系统 3(两用燃料发动机供气系统结构特点:即在原汽油机上加装一套CNG燃气供给系统，包括高压钢瓶、高压管路、滤清器、调节器、混合器等，在 4(天然气供给和调节系统组成调节器(高压减压阀和低压减压阀)、燃气滤清器、加热器 本 5(发动机在燃用燃气时必须在切断汽油喷射的同时，由电控燃气供给系统向汽油ECU输入模拟的汽油喷射信号。 章 6(电控燃气供给系统必须向汽油ECU输入一个理想的模拟氧传感器信号，以便切换到燃用汽油时汽油ECU能够正常工作。 小 结 备 注 第七章 燃气发动机电控技术简介 总学时:2学时 课程名称 汽车发动机电控技术 讲课:2学时 课程性质 理论课 96 汽车发动机电控技术教案 实习:0学时 任课教师 职 称 授课对象 专业 年 班级 教学目的和 了解双燃料发动机的供气电控系统及电控燃气喷射系统的原理。 要 求 教学重点和 了解电控燃气发动机的工作原理。 难 点 教学进程 第 次课 授课章节 学 时 备 注 第1次课 燃气发动机电控技术简介 2 教案(章节备课) 学时 概 述 第1 节 97 汽车发动机电控技术教案 一、燃气汽车的发展 4(燃气汽车的发展历程 1872年天然气发动机产生，到了三十年代初由意大利人率先采用天然气作为汽车燃料;七十年代燃气汽车技术逐渐快速发展;九十年代后天然气汽车数量迅速增加。 5(我国燃气汽车的发展现状 20世纪50时年代开始天然气汽车的研究;80年代中期开始发展天然气汽车;1994年起上海组织开展液化石油气燃气汽车样车的适用及研究。 2001年底我国燃气汽车保有量已超过11万辆，预计到2005年，我国燃气汽车的保有量将达到100万辆，到2001年将达到150万量。 6(燃气汽车的发展趋势 目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料(天然气或液化石油气)闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。 二、燃气汽车的类型 1(按所用气体燃料的种类 教 液化石油气汽车、天然气汽车 液化石油气汽车以液化石油气作为燃料。 案 天然气汽车以天然气作为燃料。 3(所用燃料的数量和形式 内 单燃料燃气汽车、两用燃料燃气汽车、混合燃料燃气汽车 单燃料燃气汽车只使用天然气或液化石油气中的一种作为发动机燃容 料。 三、燃气发动机供给系统 1(燃气发动机供给系统类型 (1)按燃气供给量的控制方式 机械控制式燃气供给系统、电子控制式燃气供给系统 电子控制式燃气供给系统由各种传感器采集信号并向ECU输送发动机的工况信息，ECU则根据这些信息和内存控制模型直接控制功率阀或燃气喷射器工作，以实现对供气量的控制。 电子控制式燃气供给系统的燃气与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。 (2)按燃气供给方式 混合气供给系统、燃气喷射系统 混合气供给系统的燃气与空气采用缸外混合方式，与传统的化油器式汽油发动机类似。 98 汽车发动机电控技术教案 燃气喷射系统与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。 缸内混合方式与柴油机类似，在发动机压缩行程接近上止点时，将一定量的燃气经安装在气缸盖上的高压燃料阀(或喷嘴)直接喷入气缸，在气缸内部使燃气与空气混合形成可燃混合气。 缸外混合方式是将燃气定时、定量的喷入各缸进气歧管中的进气门处。 (3)按空燃比控制方式 开环控制系统和闭环控制系统。 机械控制燃气供给系统均属开环控制系统。 闭环控制系统是由ECU根据氧传感器的反馈信号对供气量进行修正。 (4)按发动机的类型 单燃料发动机供给系统、两用燃料发动机供给系统、混合燃料发动机供给系统 2(械控制式燃气供给系统 (1)单燃料发动机燃气供给系统 单燃料发动机燃气供给系统一般利用节气门根据工况要求实现对混合气量的控制，而可燃混合气一般利用火花塞点燃。 1)单燃料发动机燃气供给系统的结构 主要由储液罐、燃料控制电磁阀、调节器、混合器等组成。 教 2)工作原理 当发动机工作时，燃气控制电磁阀打开，由储液罐流出的燃气经调案 节器调压、计量后以气态输送到混合器，并在混合器内与空气混合后被吸入气缸。 内 3)单燃料发动机燃气供给系统各部件的功用 储液罐用于储存液态燃气燃料控制电磁阀功用是当发动机停止工作容 时自动切断燃气供给，而发动机工作时，根据温度打开其中一个电磁阀，并自动实现供给气态或液态燃气的切换。 调节器的功用是对输送给混合气的燃气进行减压，使液态燃气蒸发以便与空气更好的混合。 混合器的功用类似于汽油机化油器，主要是根据发动机工况来调节空燃比，使调节器输送来的气态燃气按一定比例与空气混合，并送往气缸。 (2)两用燃料发动机供气系统 化油器式汽油机改装的汽油/CNG两用燃料发动机供给系统结构特点:即在原汽油机上加装一套CNG燃气供给系统，包括高压钢瓶、高压管路、滤清器、调节器、混合器等，在燃用天然气时，替代原汽油机供给系统向发动机提供天然气---空气混合气。 化油器式汽油机改装的汽油/LPG两用燃料发动机供给系统由燃料转换开关控制两个电磁阀实现燃用汽油与LPG的切换，LPG经过滤清器过滤后，进入调节器进行减压并蒸发，气态的LPG流入混合器与空气混合形成可燃混合气进入气缸。 (3)混合燃料发动机供给系统 99 汽车发动机电控技术教案 柴油/CNG混合燃料发动机供给系统组成:燃料供给系统、发动机控制保护系统、天然气供给和调节系统、天然气储存系统 燃料供给系统: 1)燃料供给系统结构 混合器、供气量控制阀、柴油供给装置 2)燃料供给系统的功用 根据发动机不同工况的工作需要，供给发动机一定数量和浓度的燃气空气混合气，并将一定量的引燃柴油以一定压力和喷油质量定时喷入气缸。 发动机控制保护系统: 3)动机控制保护系统的结构 供气量控制阀的传动装置、燃料转换装置、燃气供给闭锁装置。 4)动机控制保护系统的功用 供气量控制阀的传动装置主要是根据发动机最高转速和空气滤清器堵塞程度，校正供气量控制阀的开度，以控制燃气供给量。 燃料转换装置主要用来实现燃用柴油和柴油/燃气混合燃料之间的转换，并在高压气瓶压力不足时自动切换到燃用柴油。 燃料转换装置主要是在发动机不工作时，切断燃气供给。 天然气供给和调节系统: 3)天然气供给和调节系统的组成 教 调节器(高压减压阀和低压减压阀)、燃气滤清器、加热器 4)天然气供给和调节系统的功用 案 其功用是向混合器输送清洁的低压天然气，以避免因天然气减压吸收热量而造成输气管路及其它零件冻结，增设天然气加热器，以保证燃内 气供给系统正常供气。 天然气储存系统: 容 1)天然气储存系统的组成 高压气瓶、压力表、充气阀、供气阀等。 2)天然气储存系统的功用 储存并对天然气的压力进行指示。 100 汽车发动机电控技术教案 两用燃料发动机混合器供气电控系统 第2节 101 汽车发动机电控技术教案 一、电控燃气供给系统的功能 1(模拟汽油喷射信号 发动机在燃用燃气时必须在切断汽油喷射的同时，由电控燃气供给系统向汽油ECU输入模拟的汽油喷射信号。 2(模拟氧传感器信号 电控燃气供给系统必须向汽油ECU输入一个理想的模拟氧传感器信号，以便切换到燃用汽油时汽油ECU能够正常工作。 二、混合器供气电控系统的组成 3(基本组成 除与电控汽油喷射系统共用的元件外，增加的主要电控元件有:转换开关、模拟器、燃气ECU、步进电机功率阀等。 4(主要元件位置 燃气供给系统中的调节器、混合器、步进电动机功率阀等均安装在发动机室内，燃料转换开关安装在驾驶室内仪表盘附近，不同车型高压气瓶安装位置不同，手动供气阀、电磁阀等安装位置不同。 三、混合器供气电控系统工作原理 3(开环控制系统 电控汽油喷射发动机改装的汽油/CNG两用燃料发动机开环控制供教 气系统，在进气管前，该系统的燃气供给和汽油供给两个燃料供给系统是并列的。在发动机工作时由油气转换开关控制燃气电磁阀和电动燃油案 泵，同一时刻，只允许发动机燃用汽油或燃气一种燃料。 发动机燃用天然气时，将燃料转换开关转到“气”位置，此时燃气内 电磁阀开启、电动燃油泵停止工作，天然气经减压调节器减压后，在经动力调节阀进入混合器，并与来自空气滤清器的清洁空气混合后供往气容 缸。 4(闭环控制系统 闭环控制系统，在减压调节器和混合器之间安装由ECU控制的功率阀，并加装氧传感器实现空燃比闭环控制，则可使发动机在各种工况下都能获得最佳的空燃比。 102 汽车发动机电控技术教案 混合燃料发动机混合器供气电控系统 第3节 混合燃料发动机混和供气电控系统是纯混合器供气电控系统与第一代柴油机电控燃油喷射系统的结合，混合燃料发动机采用压缩自然式的点火方式，没有点火系统，而引燃柴油的喷射量和喷射正时由柴油机电控燃油喷射系统控制。 CNG/柴油混和燃料非增压发动机混和器供气系统组成:天然气供气系统、引燃柴油供给系统、电子控制单元。 天然气供气系统主要由高压气瓶、电磁阀、调节器、功率阀、混和器组成。 引燃柴油供给系统的组成和原理见“第六章柴油电控技术简介”的相关内容。 电子控制单元的主要功能是根据各传感器信号来确定供油齿条和功率阀的位置，并根据燃料转换开关等控制天燃气电磁阀的通断，同时燃气ECU也具有失效保护功能。 教 案 内 容 103 汽车发动机电控技术教案 电控燃气喷射系 第4节 一、电控气态燃气喷射系统 1(电控气态燃气喷射系统的分类 (1)按使用燃料 电控气态CNG喷射系统、电控气态LPG喷射系统 (2)按燃气ECU工作原理 直接采集信号控制系统、间接采集信号控制系统直接采集信号控制系统的燃气ECU直接采集各种传感器信号，如发动机转速、节气门位置、氧传感器等信号，经过分析计算，确定喷入各缸的燃气量。 间接采集信号控制系统的燃气ECU只相当于一个转换器，它充分利用汽油ECU的控制功能，采集汽油ECU输出的喷油器控制信号并将其转化为燃气喷射器控制信号再用来控制燃气喷射器的喷射时刻和喷射时间。 2(单燃料或两用燃料发动机电控多点燃气喷射系统 电控多点燃气喷射系统将燃气喷射器布置在各缸进气歧管的进气门处，采用顺序喷射控制方式分别对每个缸的燃气喷射器进行控制。如图日本本田公司研制的电控多点燃气喷射系统。 教 案 内 容 本田公司研制的电控多点燃气喷射系统 3(混合燃料发动机电控多点燃气喷射系统 混合燃料发动机电控多点燃气喷射系统与混合器供气电控系统相比，只是采用的燃气供给方式不同，多点燃气喷射系统中取消了功率阀和混合器，利用燃气喷射器控制燃气供给量。 4(电控燃气直接喷射系统 电控燃气直接喷射系统利用燃气喷射器直接向气缸内供气，并由燃气ECU控制喷气量和喷气正时。 二、电控液态燃气喷射系统 电控液态燃气喷射系统以液化石油气为燃料，主要部件包括，LPG燃料泵、压力调节器、压力传感器、喷射器及ECU等。 目前研制的电控液态LPG喷射系统都是间接采集信号的控制系统，即燃气ECU都是利用汽油ECU的喷油器控制信号(包括同步喷射信号和异步喷射信号)，来控制燃气喷射器的工作。 104 汽车发动机电控技术教案 电控燃气供给系统主要元件 第5节 105 汽车发动机电控技术教案 一、功率阀 1(功率阀的安装位置 功率阀安装在燃气压力调节器与混合器之间的低压输气管路中。 2(功率阀的类型 步进电动机功率阀、占空比功率阀 步进电动机功率阀采用步进电动机驱动调节阀来执行燃气ECU的指令，实现燃气供给量调节。占空比功率阀采用占空比控制型电磁阀来执行燃气ECU的指令，实现燃气供给量调节。 3(功率阀的控制原理 功率阀通过改变低压输气管路的流通截面来控制供气量。 二、模拟器 1(模拟器的功用 发动机燃用燃气时，产生并向汽油ECU输送模拟喷油器工作的信号。 2(模拟器的类型 电压驱动方式、电流驱动方式 3(模拟器的工作原理 电压驱动方式:当燃用汽油时，模拟器接通短路开关即可将蓄电池12V电源不经电阻R输送给喷油器，喷油器正常工作。当燃用燃气时，教 模拟器断开短路开关，此时汽油ECU仍能正常向喷油器输送喷油信号，由于接通喷油器搭铁回路后，蓄电池12V电源经过串联电阻R输送给喷案 油器，使通过喷油器的电流减小，喷油器线圈产生的电磁力不足以吸开针阀，所以喷油器不喷油，但输送给汽油ECU的仍是12V电压信号。 内 电流驱动方式:当燃用汽油时，模拟器接通喷油器电路而断开电阻R电路，喷油器正常工作。当燃用燃气时，模拟器则断开喷油器电路而接容 通电阻R电路，喷油器不喷油，由于喷油器并联电阻与喷油器电阻相等，所以输送给汽油ECU的电流信号不变。 三、点火提前调节器 燃气与汽油的化学性质不同，在同一工况下的最佳点火提前角不同，所以在以汽油机改装的两用燃料发动机上，设有点火提前调节器，以满足发动机燃用燃气和燃用汽油时对点火提前角的不同需要。 四、燃气喷射器 1(国产HSV电控低压燃气喷射器工作过程:电磁线圈不通电时球阀在进气口和出气口两侧气体压差的作用下向右开启，使燃气经出气口喷出。当电磁阀通电时，衔铁在电磁力作用下向左移动，并通过顶杆使球阀向左关闭，停止燃气喷射。 2(天然气——柴油组合式喷射器工作过程:当ECU发出喷射指令使控制电磁阀通电时，电磁阀关闭供油/回油通道，凸轮驱动柱塞向下运动压缩泵油腔内的柴油，柴油压力达到喷射始点压力，柴油针阀开启喷射引燃柴油。而后随着高压燃气进入喷射器内燃气压力腔，当凸轮顶点转过使柱塞开始上移(喷油基本结束)，且燃气压力腔内的压力超过气体针阀回位弹簧的弹力时，将气体针阀顶起，使柴油喷射停止而燃气喷射开始。 106 汽车发动机电控技术教案 1(按所用气体燃料的种类分，燃气汽车的类型, 2(按燃气供给方式燃气发动机的类型, 3(简述混合燃料发动机供给系统, 作 业 4(电控燃气供给系统的功能, 5(混合器供气电控系统的组成, 6(按使用燃料电控气态燃气喷射系统的分类, 1(目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料(天然气或液化石油气)闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。 2(按空燃比控制方式可分为开环控制系统和闭环控制系统 3(两用燃料发动机供气系统结构特点:即在原汽油机上加装一套CNG燃气供给系统，包括高压钢瓶、高压管路、滤清器、调节器、混合器等，在 4(天然气供给和调节系统组成调节器(高压减压阀和低压减压阀)、燃气滤清器、加热器 本 5(发动机在燃用燃气时必须在切断汽油喷射的同时，由电控燃气供给系统向汽油ECU输入模拟的汽油喷射信号。 章 6(电控燃气供给系统必须向汽油ECU输入一个理想的模拟氧传感器信号，以便切换到燃用汽油时汽油ECU能够正常工作。 小 结 备 注 107