60《汽车电子控制技术》实验指导书

实验一发动机电子控制系统总体结构认识一、实训目的1．了解发动机电子控制系统总体组成。2．区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器和执行器。3．了解发动机电子控制系统的工作原理。4．了解实习用发动机电控单元的型号及对其编码的识别。二、实训设备、器材及工量具常用工具1套；丰田车系或大众车系发动机试验台架若干台，动态或静态解剖发动机台架一台，丰田车系整车一辆。三、实训原理图3-1发动机电控系统原理图1-电动燃油泵2-燃油滤清器3-活性炭罐电磁阀4-活性炭罐5-带输出驱动级的点火线圈6-凸轮轴位置传感器7-喷油器8-燃油压力调节器9-节气门控制组件10-空气流量计11-氧传感器12-冷却液温度传感器13-爆震传感器14-曲轴位置传感器15-进气温度传感器16-发动机控制单元电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统（EngineElectronicControlSystem，EECS或EEC）来完成的，其主要功能是控制空燃比、喷油时刻与点火时刻。除此之外，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环（EGR）、二次空气喷射、爆震、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功能。其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。发动机电子控制系统由传感器、电控单元和执行器三部分组成。传感器是一种信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是：检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等，并将这些参量转换成计算机能够识别的电量信号输入电控单元。电子控制单元（ElectronicControlUnit，ECU）又称为电子控制器，俗称电脑，简称ECU，是发动机电子控制系统的核心部件，其功能是：根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。执行器是控制系统的执行机构，其功能是：接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。图3-1是发动机电控系统原理图。图3-2为捷达发动机控制系统的主要组成部件。图3-2发动机控制系统的主要组成部件1-空气流量计2-节气门体/节气门位置传感器/怠速开关3-进气温度传感器4-霍尔传感器5-冷却液温度传感器6-曲轴位置传感器7-爆震传感器（No-1/No-2）8-辅助信号：车速信号RSS/空调器开关信号STA9-氧传感器10-故障诊断通信接口（TDCL）11-怠速控制电动机12-氧传感器加热器13-电火控制器与点火线圈14-喷油器15-活性炭罐电磁阀16-电子油泵17-油泵继电器18-控制单元（ECU）四、实训步骤及操作要点1．讲解由实验指导教师按照LEXUSLS400发动机或者帕萨特1.8T发动机台架上的实物讲解电子控制系统的总体组成。包括传感器、执行器、电控单元、燃油系统、炭罐系统、爆震和反馈控制等。讲解顺序：传感器—从进气（空气流量计）开始，到排放（氧传感器）结束；执行器—从电子油泵开始，到节气门控制器结束；电控单元—ECU和防盗控制器。传感器讲解顺序：空气流量计—节气门定位计—进气温度传感器—霍尔传感器—冷却液温度传感器—曲轴位置传感器—爆震传感器—辅助信号（车速信号和空调开关信号）。执行器讲解顺序：电子油泵—炭罐电磁阀—喷油器—辅助控制（氧传感器加热器、空调电磁离合器等）—节气门控制组件（怠速控制阀）。2．演示由实验指导教师起动LEXUSLS400发动机或者帕萨特1.8T发动机实验台，结合实物，如图3-3所示，让学生现场观察各传感器与执行器的工作情况。图3-3帕萨特发动机主要传感器与执行器的位置3．实训延伸实验指导教师结合现有其它型号的发动机实验台，介绍欧、美、亚各国典型发动机电子控制系统的类型与特点。五、实训注意事项1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。2．注意人身安全和教具完好。3．严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。六、实训考核及评分参考标准序号考核内容配分评分标准1口述传感器的工作原理80传感器位置不清楚扣10分传感器工作原理叙述不清楚扣102遵守安全操作规程、操作现场整洁20每项扣5分，扣完为止安全用电、防火、无人身、设备事故因违章操作发生重大人身和设备事故，此次实训按0分计3分数总计100二、普通电子点火系统的检修一、实训目的1．掌握普通电子点火系统的结构及工作原理。2．掌握常规点火系统部件的检测3．掌握普通电子点火系统的检修方法。（1）掌握电磁传感器的检修方法。（2）掌握霍尔传感器的检修方法。（3）掌握光电传感器的检修方法。4.掌握点火正时的调整。5.掌握普通电子点火系统故障诊断的方法与步骤。二、实训设备、器材及工量具带有电控发动机的车辆若干辆、万用表、专用扫描仪、扳手等常用工具、跨接线、维修资料等。三、实训原理1．普通电子点火系统的结构普通电子点火系统主要由分电器、点火线圈、火花塞、传感器和电子点火控制器组成。普通电子点火系统包括磁感应式电子点火系统和霍尔式电子点火系统，如图3-18所示为桑塔纳轿车用霍尔式电子点火系统。图3-18桑塔纳轿车用霍尔式电子点火系统1-蓄电池2-点火开关3-点火线圈4-电子点火控制器5-点火信号发生器插接器6-霍尔式传感器7-火花塞2．技术标准及要求（1）电磁传感器的冷态下的电磁感应线圈电阻应为125～200Ω，热态下的感应线圈电阻应为155～250Ω；日本丰田车型传感器的电阻参考值为140～180Ω，EQl092为500-600Ω；CAl092为600-800Ω；富康轿车为300Ω左右；切诺基为400-800Ω；其他车型详见说明书。（2）霍尔传感器的输出动态电压在0～12V之间波动。（3）保持广电传感器的分电器清洁，避免不可见红外线照射眼睛，以免伤害眼睛。（4）火花塞间隙：0.7～0.8mm。桑塔纳轿车为0.7-0.8毫米；奥迪轿车为0.5-0.8毫米；红旗轿车为0.5-0.8毫米。（5）转子上凹凸齿数与发动机缸数相等。（6）作跳火试验时，中央高压离缸体间隙为4～6mm。（7）磁脉冲信号发生器凸齿与定子铁心或凸齿之间的气隙一般在0.2～0.4mm之间。（8）霍尔信号发生器各接线拄间的电压：1、4之间电阻为0.52-0.76Ω；2、4之间电压为电源电压；接通点火开关情况下，3、5之间电压值为9V以上；3、6之间电压为0~2V。四、实训步骤及操作要点1．常规点火系部件的检测1．常规点火系部件的检测（1）离心提前控制装置检修①启动发动机，并使发动机怠速运转。②把真空管与真空控制器分开，堵住被分离开的真空软管。③逐渐提高发动机转速并检查提前情况，如果随速度的增加而平滑提前，表明装置工作正常（故障征兆及原因见表3-5）。表3-5离心提前控制装置检修分析征兆可能的原因征兆可能的原因过度提前调速器弹簧磨损或损坏提前不相称或过度滞后调速器重锤或凸轮失灵开始提前太突然弹簧损坏④对上述征兆，解体分电器进行检查。（2）真空正时控制装置的检修①启动发动机并怠速运转。②从真空控制器上拆离真空软管，堵住断开的真空软管，把真空泵与真空嘴连接起来。③逐渐加大真空泵的真空，并检查提前，如果随着负压的增大而平滑提前，表明正常（故障征兆及原因见表3-6）。表3-6真空正时控制装置的检修征兆可能的原因征兆可能的原因过度提前真空控制器器弹簧磨损或损坏提前不相称或过度滞后断电器底座失灵开始提前太突然弹簧损坏不提前膜片损坏④对于上述原因，解体分电器进行检查。（3）火花塞检查与清洗①卸下火花塞电缆（注意：当从火花塞上拔出火花塞电缆时，必须捏住电缆帽，而不能捏住电缆）。②拆下火花塞。③检查电极是否烧毁，绝缘瓷芯是否损坏，检查燃烧痕迹是否均匀。④清楚火花塞上积碳，用压缩空气清除火花塞螺钉处的杂物。⑤用塞尺检查火花塞间隙是否在标准值范围内（标准值为0.7-0.8毫米），如果该间隙不在标准值范围内，弯曲接地电极进行调整。⑥清洁发动机火花塞孔，安装火花塞。（4）火花塞电缆试验①发动机怠速运转下，每次取下一根火花塞电缆，检查发动机的运转性能是否有变化。②如果发动机性能不变，则检查火花塞电缆的电阻，并检查火花塞本身。（5）火花塞试验①卸下火花塞，并与火花塞电缆相连。②把火花塞外电极接地，起动发动机，检查确认，这时电极之间应有放电现象（有火花产生）。（6）高压电缆火花试验①把高压电缆从分电器盖上拔下来；②拿住高压电缆离发动机约6-8毫米处，并启动发动机，确认产生火花。③测量高压电缆和所有火花塞导线的电阻（最大应超出18K）④检查高压电缆是否有裂纹。（7）点火线圈的检查①初级线圈电阻的测量。用万用表测量初级点火线圈的IG+和IG-端子之间的电阻应为1.11-2.05Ω，IG_端子直接搭铁。②次级线圈标准值。4G54型：11.0-514095kΩ；6G72型；10.29-13.91kΩ；各种车型不完全相同，如表3-7给出参考值。表3-7次级线圈参数值线圈电阻初级线圈次级线圈电阻检查条件冷态（~10~50℃）热态（50~100℃）冷态（-10~50℃）热态（50~100℃）检查标准1.11~1.75Ω1.41~2.05Ω9.0~15.7kΩ11.4~18.8kΩ（8）分电器总成的安装①转动曲轴，使曲轴带轮上的缺口与正时标记上的“T”标记对齐，转动发动机，使1缸处于压缩上止点顶部。②使分电器的匹配标记与分电器从动轮上的匹配标记对齐。③在使分电器连接凸缘上的匹配标记与分电器安装双端螺栓的中心对齐的同时，把分电器安装到气缸盖上，并拧紧螺母。（9）分电器的解体检修①分电器轴、调节器弹簧、调节器配重的拆装。拆除调节器之前，在每个调节器，销以及各个弹簧上做上记号，以备重装时参考。②弹簧销，主动齿轮，轴组合件的拆装。拆除调节器之前，在分电器上标上齿轮的位置，把齿轮放在一个木头上，用一个冲子拆下销子。（10）分电器检修后的装配①主动齿轮，弹簧销，转子的安装。按照分解的相分顺序对分电器进行重新安装，把齿轮在轴上，把分火头安装在轴上，并检查确认分火头和壳体的匹配记号以及齿轮和壳体的冲子标记；然后安装销子把齿轮固定在轴上。②分电器轴、真空控制器的安装。按照拆卸时的相反顺序装回，对轴颈、杠杆轴颈和真空连杆上加注少量分电器凸轮润滑脂。（11）分电器就车的装配①转动曲轴时1缸的活塞位于压缩上止点。②将分电器支架的正时记号与齿轮的正时记号对齐。③将分电器安装凸缘上的正时记号与分电器安装销子中心对正后，将其安装在发动机上。2．电磁传感器的检修方法（1）检测信号发生器①检测传感器线圈电阻，并与标准值进行比较，电阻值若无穷大，为断路；电阻值若较小，为匝间短路。电阻检测：用万用表的电阻档检测信号发生器的1与2端子之间的电阻值，冷态下应为125~200欧姆，热态下电阻应为155-250欧姆；打开分电器盖，用旋具迅速在信号发生器的磁路上来回移动，阻值应有变化，说明信号发生器工作正常。②检查信号发生器的间隙。该间隙标准为0.2-0.4毫米，若不符合，应进行调整；如图3-19所示，图中A、B为调整螺钉。a）b）图3-19电磁传感器间隙的检测与调整（2）点火器的检查①拆下分电器上信号发生器的插头，拔下中央高压线与地之间保持5-7毫米的间隙。②打开点火开关，用1.5的干电池将“+”、“-”接于线束A与B之间，迅速通断，观察中央高压线是否跳火，若不跳火，用万用表电压档检测点火线圈负接线柱与地之间的电压，接通干电池时，电压为1-2V，断开干电池时，电压为12V，否则说明点火器有故障。3．霍尔传感器的检测方法（如图3-20所示）（1）点火控制器检查①电源电压及搭铁的检查。拔掉点火器上的插头，把电压表接在插头上的右起第4、2两插片之间（4是电源线触点“+”，连黑色线；2是搭铁线触点“-”，连棕色线）。打开点火开关，测得电压应与蓄电池电压相近，还可以接在点火线圈正极接线柱和点火器壳体之间检测。②初步检查。关闭点火开关，重新插上插头。拔掉分电器上霍尔传感器插头，将电压表接在点火线圈接线柱“+”和“-”上。打开点火开关，此时额定电压最小不低于2V，并在一两秒后必须下降