1.2 汽油机电控系统工作原理分析

发动机电控技术的发展发动机电控系统的应用及特点发动机电控系统的组成和功能发动机电控技术的发展发动机电控系统的应用及特点发动机电控系统的组成和功能1.2汽油机电控系统工作原理分析1.能够了解发动机电控系统简要的发展历程及控制过程;2.能够按照维修手册查找发动机各电子元器件的名称及安装位置并能够区分传感器与执行器；3.能够独立完成发动机电子元器件的识别任务。学习目标（4）1.2汽油机电控系统工作原理分析1.掌握发动机电控系统的应用及发展历程；2.掌握各传感器、执行器、开关信号的名称及安装位置；3.掌握发动机电控系统的组成和动能。项目要点1.2汽油机电控系统工作原理分析知识一发动机电控技术的发展1934年，德国采用莱特兄弟（Wrightbrothers）发明的向发动机进气管内连续喷射汽油来配制混合气的技术，研制成功世界第一架采用燃油喷射式发动机的军用战斗机。1952年，德国博世（Bosch）公司研制成功世界第一台机械控制汽油喷射式发动机，汽油直接喷入气缸内，利用气动式混合气调节器调节空燃比（A/FMercedesBenz）300L型赛车上。1958年，博世公司研制成功向进气管内喷射汽油的机械控制汽油喷射式发动220S型轿车上。1967年，博世公司研制成功机械控制式（K-Jetronic）汽油喷射系统。知识一发动机电控技术的发展1973年，美国通用汽车公司（GM）在生产的汽车上开始将分立元件式电子点火控制器改用集成电路式（IC）点火控制器。1974年，美国通用汽车公司开始加大火花塞的电极间隙，采用高能点火装置，将点火线圈和集成电路式点火控制器安放在分电器壳体内。1976年，美国克莱斯勒（Chrysler）汽车公司生产的汽车开始研制并在同年配装微机控制点火系统，命名为电子式稀混合气燃烧系统（ELBS）。1977年，美国通用汽车公司开始采用微机控制点火系统，取名为MISAR系统。1978年，福特公司在EEC微机控制系统的基础上，增加了空燃比反馈控制和怠速转速控制等控制内容，命名为EEC-Ⅱ系统。知识一发动机电控技术的发展1978年，美国通用汽车公司研制成功了可以同时控制点火时刻、空燃比、废气再循环和怠速转速的微机控制系统，命名为C4系统。1979年，德国博世公司在L型燃油喷射系统的基础上，将点火控制与燃油喷射控制组合在一起，并采用数字式计算机进行控制，从而构成当今广泛采用的Motronic控制系统。1979年，日本日产（Nissan）汽车公司也研制成功了能综合控制点火时刻、空燃比、废气再循环和怠速转速的发动机集中控制系统（ECCS），该系统具有自诊断功能，配装在公爵王（Cedric）和光荣（Gloria）轿车上。1980年，日本丰田（Toyota）汽车公司研制成功了能综合控制点火时刻、爆燃、空燃比、怠速转速，且具有自诊断功能的丰田计算机控制系统（TCCS）。知识一发动机电控技术的发展1981年，德国博世公司又在L型燃油喷射系统的基础上，用热丝式空气流量传感器直接测量进气管内进入发动机的空气的质量与流量，从而取代翼板式空气流量传感器。1995年，日本三菱（Mitsubishi)汽车公司研制成功电控缸内直接喷射汽油发动机（即GDI系统）。2001年，德国大众（Volkswagen）集团研制出独有的FSI（fuelstratifiedinjection)缸内直接喷射系统。一、发动机电控系统的应用及主要特征知识二发动机电控系统的应用及特点目前,无论是国产品牌中的比亚迪、奇瑞、长城，还是合资品牌中的大众、丰田、标致等车系都采用了燃油喷射式发动机。这些电控汽车凭借其优越的技术性能、使用性能和独特的魅力，正以锐不可当之势逐渐占领国内汽车市场。发动机电控系统的主要功能是控制燃油喷射式发动机的空燃比和点火时刻。除此之外，还有控制发动机起动、怠速转速、极限转速、废气再循环、闭缸工作、二次空气喷射、进气增压、爆燃、发电机输出电压、电动燃油泵和系统自诊断等辅助功能。二、发动机电控系统的优势知识二发动机电控系统的应用及特点（4）发动机电控系统的可靠性很高，一般在100000km内不会出现问题。（2）简化了维护和检修过程。（3）为技术人员的检修提供方便。（6）为大规模装车使用提供了必要的技术和物质基础，也使整车的成本越来越低。（5）装有发动机电控系统的车辆自动化程度较高，驾驶员驾驶方便、省力、舒适。（1）提高发动机的经济性和动力性，改善排放指标。一、发动机上应用的电控系统及功能知识三发动机电控系统的组成和功能1.电控燃油喷射（EFI）系统2.电控点火（ESA）系统3.怠速控制（ISC）系统4.排放控制系统5.进气控制系统6.增压控制系统7.警告提示8.自我诊断与报警系统9.失效保护10.主电脑故障备用控制系统二、发动机电控系统的基本组成知识三发动机电控系统的组成和功能图1-1发动机电控系统各部分控制关系1.信号输入装置及输入信号二、发动机电控系统的基本组成知识三发动机电控系统的组成和功能u传感器：检测发动机运行参数，并送至控制单元。uECU：接受传感器的输入信号，分析计算后产生输出信号送至执行器。u执行器：接收控制单元的输出信号，产生执行动作，实现各种控制。传感器数量越多，检测越精确；执行器数量越多，功能越强。（1）主要控制功能u燃油控制：控制喷油量和喷油正时u点火控制：控制点火提前角、闭合角和爆震控制（2）辅助控制功能u怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、失效保护、后备系统、自诊断系统等。知识三发动机电控系统的组成和功能二、发动机电控系统的基本组成知识三发动机电控系统的组成和功能1.信号输入装置及输入信号1）空气流量传感器；2）进气（歧管绝对）压力传感器；3）转速和曲轴位置传感器；4）凸轮轴位置传感器；5）上止点位置传感器；6）缸序判别传感器；7）冷却液温度传感器；8）进气温度传感器；9）节气门位置传感器；10）氧传感器；11）爆燃传感器；12）大气压力传感器；13）车速传感器；14）起动信号；15）发电机负荷信号；16）空调作用信号；17）挡位开关信号和空挡位置开关信号；18）蓄电池电压信号；19）离合器开关信号；20）制动开关信号；21）动力转向开关信号；22）EGR阀位置传感器；23）巡航（定速）控制开关信号。二、发动机电控系统的基本组成知识三发动机电控系统的组成和功能执行器是受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。一般是由ECU控制执行器电磁线圈的搭铁回路，也有的是由ECU控制的某些电子控制电路进行控制，如电子点火控制器等。执行器主要包括电磁式喷油器、点火控制器（点火模块）、怠速控制阀或怠速控制电机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐电磁阀、车速控制电磁阀、燃油泵继电器、冷却风扇继电器、空调压缩机继电器、自动变速器挡位电磁阀、增压器释压电磁阀、自我诊断与报警装置、故障备用程序启动装置、仪表显示器等。随着控制功能的增加，执行器的种类与数量也将相应增加。3.执行器u知识三发动机电控系统的组成和功能知识三发动机电控系统的组成和功能1.2.1空气流量传感器作用u检测进气流量，计算进气量，决定基本喷油量和基本点火提前角。安装u节气门前知识三发动机电控系统的组成和功能----传感器1.2.2进气压力传感器作用u检测节气门后方进气管内的进气压力，计算进气量，决定基本喷油量和基本点火提前角。u反映废气循环量。u同时安装进气流量，提高检测精度。安装u节气门后方的进气管上1.2.3节气门位置传感器作用u反映节气门开度（负荷）的大小，判定发动机怠速、部分负荷、全负荷工况，实现不同的控制模式；u反映节气门变化快慢（加速、减速），实现加速加浓和减速减油或断油控制。安装u节气门拉线对面1.2.5发动机转速和曲轴位置传感器作用u产生发动机曲轴转速信号，决定基本喷油量和基本点火提前角；u产生曲轴基准位置信号（一缸上止点信号），计算曲轴转角；u产生发动机曲轴转角信号，判定曲轴（或活塞）位置。曲轴位置传感器安装曲轴、凸轮轴、分电器u丰田8A-FE发动机的曲轴位置传感器CrankshaftPositionSensor1.2.6凸轮轴位置传感器作用u判定凸轮轴位置（一缸压缩上止点位置）安装u分电器、凸轮轴1.2.7冷却液温度传感器作用：检测冷却水温度安装：u冷却液温度传感器装于缸体、缸盖的水套或节温器。1.2.8爆震传感器u作用：检测发动机是否爆震u安装：缸体、火花塞缸体火花塞1.2.9氧传感器OxygenSensor（O2S）u作用：检测排气中氧u安装：排气管1.3执行器u燃油泵、喷油器、点火线圈或点火控制器、怠速阀、EGR阀、EVAP阀等。1.3.1燃油泵安装：内置油箱作用u泵油，建立油压。1.3.2喷油器作用：将燃油以一定压力喷出并雾化。安装：进气歧管上和进气道附近的缸盖上，1.3.3怠速阀（ISCV、ISC、IAC阀）u作用：控制怠速进气量u安装：节气门并排的气道上1.3.4点火器、点火线圈u点火线圈：高压线u点火器：连点火线圈的模块，或与点火线圈一体1.3.5废气循环阀（EGR阀）u作用：控制废气循环量，降低排放中的氮气。u安装：排气和节气门后方进气之间的管道上1.3.6油箱蒸汽回收电磁阀（EVAP阀）u作用：控制油箱蒸汽回收量，降低油箱蒸汽的排放。u安装：炭罐和节气门后方进气之间的管道上1.4发动机控制模块ECU作用：控制单元安装：注意ECU防水、防振、防热、防过电压、防磁保护。一般安装在仪表板、杂物箱或控制台中其它零部件、座椅、滤清器的下面或后面案例1：桑塔纳2000时代超人AJR发动机M3.8.2电控系统u上海桑塔纳2000GSI轿车的AJR发动机采用了德国波许（BOSCH）公司生产的M3.8.2电子控制燃油喷射系统。u可实现喷油，点火，怠速，燃油回收蒸汽等控制功能。u喷油系统采用多点顺序喷射，点火系统采用同时点火方式。怠速系统节气门控制方式。u该系统采用的传感器有热膜式空气流量计，60齿曲轴位置传感器，凸轮轴位置传感器，节气门位置传感器，进气温度传感器，冷却液温度传感器，氧传感器，1，2缸爆燃传感器，3，4缸爆燃传感器。知识三发动机电控系统的组成和功能四、发动机电控系统实例(1)四、发动机电控系统实例(2)知识三发动机电控系统的组成和功能图1-2ME7-Motronic发动机电控系统构成1—活性炭罐；2—关闭阀；3—活性炭罐电磁阀；4—进气歧管压力传感器；5—燃油分配管/喷油器；6—点火线圈/火花塞；7—二次进气泵；8—凸轮轴位置传感器；9—二次进气阀；10—空气流量传感器；11—节气门位置传感器；12—废气再循环阀；13—爆燃传感器；14—冷却液温度传感器；15、18—氧传感器；16—曲轴位置传感器；17—三元催化器；19—加速踏板模块；20—燃油泵模块；21—燃油箱压力传感器；22—ECUME7四、发动机电控系统实例知识三发动机电控系统的组成和功能图1-3M3.8.2发动机电控系统部件位置1.2汽油机电控系统工作原理分析