毕业论文范例 汽车发动机电控技术.pdf

- 1 - 安徽机电职业技术学院 毕业论文毕业论文 汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术 系 （部）电气工程系 专业汽车电子技术 班级 姓名 学号130 指导教师罗建辉 2012 2013 学年第 一 学期 - 2 - 指导教师评语指导教师评语 等级等级签名签名日期日期 - 3 - 摘摘要要 20 世纪 50 年代，汽车技术与电子技术开始结合以来，电子技术在汽车上的应用 范围越来越管，特别是 70 年代后，电子技术领域的集成电路，大规模集成电路和超 大规模的集成电路的发展，为汽车提供了速度快捷、功能强大、性能可靠、成本低廉 的汽车电子控制系统。汽车电子控制系统极大的提高了汽车的动力性、经济性、安全 性、 舒适性，这些汽车电子技术在汽车工业上的广泛应用能够很好地解决全球范围的 汽车尾气排放环保问题和能源危机问题。因此，广泛和深入采用电子技术，不仅是汽 车制造厂本身为了提高产品的性能和竞争力的迫切需求， 也是各国政府和社会支持和 倡导，甚至是强制推行的结果。 发动机电控系统又称为发动机管理系统， 可分为汽车管理系统和柴油机管理系统。 本篇论文主要论述的时汽油发动机基本构造和电子控制系统，其中有电子控制单 元空置发动机喷射，点火系统，发动机的辅助控制系统以及有关故障的判断。发动机 工作时， 电控单元根据控制程序和各传感器输入的信号控制发动机的燃油喷射、点火 时刻、怠速、燃油箱燃油蒸汽控制和排气再循环等。 关键字关键字：汽车电子、发动机、电控系统 传感器 电控单元 执行器 ECU 燃油喷射 点 火系统 - 4 - 目录目录 引言引言 5 第一章第一章绪论绪论 6 1.1汽车电子的地位 6 1.2 汽车发动机电控技术的发展历程6 1.3电控技术对发动机性能的影响 6 第二章第二章 发动机基本构造发动机基本构造7 2.1 汽车发动机组成 7 2.2 发动机工作原理 7 第三章第三章 汽油发动机电控汽油发动机电控9 3.1 电控燃油喷射系统9 3.2 电子点火控制系统21 3.3 发动机辅助控制系统25 参考文献参考文献27 - 5 - 引引 言言 汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System， 简称 EECS) 通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化 控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目 的。汽车发动机电子控制系统主要包括： -燃油喷射控制； -点火系统控制； -怠速控制； -尾气排放控制； -进气控制； -增压控制； -失效保护； -后备系统； -诊断系统等功能。 另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的 EMS 系 统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如 ABS、牵引力电子稳定装置 ESP (Electronic Stability Program)、底盘系统（如 主动悬挂 ABC(Active Body Control)） 、巡航控制系统（Speed Control System 或 Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共 享并实施集成优化统一控制。 第一章第一章绪论绪论 - 6 - 1. 1 汽车电子的地位 汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命，汽车电子化的程度被 看作是衡量现代汽车水平的重要标志，是用来开发新车型，改进汽车性能最重要的技 术措施。 汽车制造商认为增加汽车电子设备的数量、促进汽车电子化是夺取未来汽车 市场的重要的有效手段。 据统计，从 1989 年至 2000 年，平均每辆车上电子装置在整个汽车制造成本 中所占的比例由 16%增至 23%以上，一些豪华轿车上，使用单片机微型计算机的数量 已经达到 48 个，电子产品占整车成本的 50%以上，目前电子技术的应用几乎已经深 入到汽车所有的系统。 1.2 汽车发动机电控技术的发展历程 汽车电子技术的发展始于 20 世纪 60 年代，可分为三个阶段：第一阶段：从 20 世纪 60 年代中期到 20 世纪 70 年代中期 ，主要是为改善部分性能而对汽车电器 产品进行的技术改造，如 1953 年美国 BENDIX 公司着手开发汽油电喷装置；1955 年 晶体管收音机成为汽车的标准部件；1960 年起，克莱斯勒和日本开始采用二极管整 流式交流发电机：60 年代中期，汽车上开始采用晶体管电压调节器和晶体管点火装 置， 1967 年德国 BOSCH 公司公布了 D-JETRONIC 系统；1969 年开始研制汽车变速器的 电子控制装置， 并与 1970 年装车使用。第二阶段是从 20 世纪 70 年代末期到 20 世纪 90 年代中期，汽车电子控制技术初步开始形成。应用大规模集成电路减少电子产品 的体积， 应用微处理器提高电子系统的可靠性和稳定性；应用电子装置解决机械装置 所无法解决的复杂的自动控制问题。如 1970 年，电子控制防化装置载货汽车防抱 死制动装置（ABS）;1972-1975 年 BOSCH 公司先后投产电子控制喷射系统；1973 年通 用公司 IC 点火装置，随后逐渐普及；1974 年通用公司装备高能点火系统，点火系统 一体化，1976 年美国克莱斯特勒公司在汽车上首先装用了电控点火系统。20 世纪 90 年代中期以后， 为汽车电子技术的发展的第三阶段，随着社会和汽车相关科学技术的 进一步发展， 电子技术在汽车上的应用已逐步扩展到车用汽油发动机以外的地盘、车 身和车用柴油发动机等多个领域， 电子技术在汽车上的应用越来越普遍，各种车用电 控系统也日趋完善。 1.3 电控技术对发动机性能的影响 总所周知，汽车发动机的运行工况是多变的，只有电子控制的灵活性和电子 控制单元强有力的综合处理功能，才能使发动机在各种运行工况下实现全面优化运 行，从而提高发动机性能。 1.提高发动机的动力性 2.提高发动机的燃油经济性 3.降低发动机的排放污染 - 7 - 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 第二章第二章 发动机基本构造发动机基本构造 发动机是将某一种型式的能量转换为机械能的机器， 其作用是将液体或气体燃烧 的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。 2.1 汽车发动机组成 汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五 大系统组成。 1曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是由气缸体、气缸盖、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。这是发动 机产生动力，并将活塞的直线往复运动转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。 2配气机构 配气机构是由进气门、排气门、气门弹簧、挺杆,凸轮轴和正时齿轮等组成。其 作用是将新鲜气体及时充入气缸，并将燃烧产生的废气及时排出气缸。 3燃料供给系 由于使用的燃料不同，可分为汽油机燃料供给系和柴油机燃料供给系。 汽油燃料供给系又分化油器式和燃油直接喷射式两种， 通常所用的化油器式燃料 供给系由燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、化油器、空气滤清器、进排气歧管和排气消 声器等组成， 其作用是向气缸内供给已配好的可燃混合气，并控制进入气缸内可燃混 合气数量，以调节发动机输出的功率和转速，最后，将燃烧后废气排出气缸。 4冷却系 机动车一般采用水冷却式。水冷式由水泵、散热器、风扇、节温器和水套（在机 体内） 等组成，其作用是利用冷却水的循环将高温零件的热量通过散热器散发到大气 中，从而维持发动机电动正常工作的温度。 5润滑系 润滑系由机油泵、滤清器、油道、油底壳等组成。其作用是将润滑油分送至各个 相对运动零件的摩擦面，以减小摩擦力，减缓机件磨损，并清洗、冷却摩擦表面。 6点火系 汽油机点火系由电源（蓄电池和发电机） 、点火线圈、分电器和火花塞等组成， 其作用是按规定时刻及时点燃气缸内被压缩的可燃混合气。 7起动系 起动系由起动机和起动继电器等组成， 用以使静止的发动机起动并转入自行运转 - 8 - 状态。 2.22.2 发动机工作原理发动机工作原理 发动机将热能转变为机械能的过程，是经过进气、压缩、作功和排气四个连续的 过程来实现的，每进行一次这样的过程就叫一个工作循环。凡是曲轴旋转两圈，活塞 往复四个行程完成一个工作循环的，称为四冲程发动机。 四冲程汽油机的工作原理四冲程汽油机的工作原理： （如图（如图 2-12-1 所示）所示） (1)(1) 进气行程进气行程。曲轴带动活塞从上止点向下止点运动，此时，进气门开启，排气 门关闭。活塞移动过程中，气缸内容积逐渐增大，形成真空度，于是可燃混合气通过 进气门被吸入气缸，直至活塞到达下止点，进气门关闭时结束。 (2)(2) 压缩行程压缩行程。 进气行程结束时， 活塞在曲轴的带动下， 从下止点向上止点运动， 气缸内容积逐渐减小。此时进、排气门均关闭，可燃混合气被压缩，至活塞到达上止 点时压缩结束。 压缩过程中， 气体压力和温度同时升高， 并使混合气进一步均匀混合， 压缩终了时，气缸内的压力约为 0.6MPa1.2MPa，温度约为 600K800K。 (3)(3) 作功行程作功行程。在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，使 气体的温度、压力迅速升高，从而推动活塞从上止点向下止点运动，通过连杆使曲轴 旋转作功，至活塞到达下止点时作功结束。 作功开始时气缸内气体压力、温度急剧上升，瞬间压力可达 3MPa5MPa，瞬时温度 可达 2200K2800K。 (4)(4) 排气行程排气行程。在作功行程接近终了时，排气门打开，进气门关闭，曲轴通过连 杆推动活塞从下止点向上止点运动。废气在自身剩余压力和在活塞推动下，被排出气 缸，至活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。因排气系统存在排气阻力，排气 冲程终了时，气缸内压力略高于大气压力，约为 0.105MPa0.115MPa，温度约为 900K1200K。 进气行程进气行程压缩行程压缩行程排气行程排气行程作功行程作功行程 总总 结结 - 9 - 发动机是汽车的核心， 发动机电控技术又是现代汽车技术发展进程中的一次革 命， 能够灵活掌握汽车电控技术， 才能使发动机在各种运行工况下实现全面优化运行， 从而提高发动机性能。 在学习中，我们要掌握各个系统的组成，传感器的功用及检测方法，只有这样我 们才能更好的了解汽车的工作原理，及时知道故障原因，同时，掌握正确的操作方法 与技巧，并且认真仔细、按部就班地工作，只有这样才能避免失误，积累经验。 参考文献