第一章 电控发动机组成与作用

电控发动机控制系统功能组成一、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，并反馈给ECU， 进行原先的控制修正。二、传感器的类型及功用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。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。6自我修正功能（学习功能）。四、执行元件的类型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。汽油喷射的分类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12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。空燃比控制精度较高。空气供给系统的组成一、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。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。热膜（线）式空气流量计及检测工作原理：如下图，热线电阻RH以铂丝制成，RH和温度补偿电阻RK均置于空气通道中的取气管内，与RA、RB共同构成桥式电路。RH、RK阻值均随温度变化。当空气流经RH时，使热线温度发生变化，电阻减小或增大，使电桥失去平衡，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RA两端的电压也相应变化，并且该电压信号作为热式空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自洁功能 在1000以上将粉尘烧掉。检测接通点火开关，不起动发动机，测E与D、E与C之间的电压为蓄电池电压。B与C间的信号电压 发动机工作时为24V 发动机不工作为1.01.5VF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。进气压力传感器及检测 分类：依据不同原理，分为压阻式、电容式、压电式、共振式、光学式等。 压阻式（Piezoresistive Micromachined ）：固体受到力的作用后，电阻率发生显著的变化，这种效应称为压阻效应。压阻式传感器就是利用这种效应制成的。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。检测MAP的电路方法：第一步：拔下MAP传感器的插头，打开点火开关，测量插头端子VC与E2 之间的电压，该电压是否= 4-6伏？OK进入第二步，NO，进入第三步。第二步：取下MAP传感器的真空软管，打开点火 开关，测量ECU端子PIM与E2之间的电压。 测量在大气压力作用下时，PIM电压； 测量在连接真空加装设备时，在各种真空压力下的PIM电压，算出电压下降值，与表对照。第三步：打开点火开关，测量ECU端子VC与E2之间的电压，是否=4-6伏，NO，更换ECU。 第四步: 测量ECU与压力传感器之间的连线。燃油供给系统组成一、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。三、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。四、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为250300 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？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。电动燃油泵及其控制电路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）