电控发动机概述.ppt

电控发动机 电控 发动机 一 电控的基础知识 1 电阻2 电流3 电压4 三极管5 桥电路6 磁 电 二 发动机的基础知识 1 四个行程 必备的基础知识 一 汽车电子技术的发展第一阶段 1953 1980 分立电子元件50年代 汽车上最初采用的电子装置只是晶体管 收音机 第二阶段 1981 1990 集成电路70年代后期 电子工业开始发展 集成电路 大规模集成电路和大规模集成电路 第三阶段 1990 2000 微机计算机90年代后 世界各国95 以上采用了电子控制燃油喷射系统 第四阶段 2000 至今 车载局域网二 汽车电子技术的功用发动机 1安全性2稳定性3动力性4环保性5经济性其他 6舒适性7操作性8通过性9娱乐与信息三 汽车电子技术的组成传感元件ecu执行元件 汽车电子技术 四 汽车电子技术的应用 一 动力传动系统的控制1 发动机部分主要包括最佳空燃比控制 最佳点火提前角控制 怠速控制 废弃控制 进气控制 自诊断等内容 2 自动变速器二 底盘方面的控制主要用来提高驾驶的轻便性 行驶的稳定性 安全性和司 乘人员的舒适性 主要内容 1 制动防抱死控制2 驱动防滑控制3 行驶稳定控制4 动力转向控制5 悬挂系统控制6 巡航控制7 轮胎压力的监测 三 车身方面的控制主要是为司机提供更为安全 更为方便和更为舒适的环境 并能够提高整车的市场竞争力 主要内容 1 安全气囊 2 安全带控制 3 防撞系统控制 4 灯光控制 5 门锁控制 6 防盗系统控制 7 自动空调控制 8 自动座椅控制 9 音响 音像控制 四 信息与通讯系统主要内容 1 数字化仪表 2 汽车定位导3 移动电话 第一节 电控发动机的特点 电控式与化油器式比较 化油器清洗剂 一 化油器发动机 二 电控发动机 一 机械方面1 化油器式2 电控式二 供油方面1 化油器式2 电控式三 进气方面1 化油器式2 电控式四 喷油方面1 化油器式2 电控式 五 点火方面1 化油器式2 电控式六 排放方面1 化油器式2 电控式七 诊断方面1 化油器式2 电控式八 维修方面1 化油器式2 电控式 电控式与化油器式比较 电控燃油喷射与化油器式汽油机相比有以下优点 1 在进气系统中 取消了化油器喉管 进气压力损失小 进气管设计自由度大 可以得到进气惯性增压作用 增大充气量 提高输出功率 2 在加减速行驶的过渡运转阶段 空然比控制系统能够迅速响应 使汽车加减速反应灵敏 3 当在不同地区行驶时 对大气压力和外界环境温度变化引起的空气密度变化 可适量的修正混合比 4 在启动时 ecu提供启动供油量 使发动机顺利启动 且暖机性能提高 5 根据工况配比适量空然比 且雾化好 各缸分配均匀 使燃烧效率提高 因此可降低油耗 节省燃油 6 减速断油功能 也能降低排放 节省燃油 第二节 电控燃油喷射系统的分类 一 按喷射方式分1 连续式2 间歇式 二 按喷油器位置分1 缸外喷射1 单点喷射 spi 2 多点喷射 mpi d型 l型 lh型 m型2 缸内直喷 三 按控制方式分1 k型 机械控制式2 ke型 机电结合式3 efi 电子控制式1 开环控制2 闭环控制3 自适应控制4 学习控制5 模糊控制 一 按喷射方式分1 连续式 连续喷射的喷油器在发动机工作的整个过程中不间断地喷油 大部分的汽油是在进气门关闭时喷射的 燃料的大部分是在进气管内蒸发的 因此连续喷射仅用于进气管喷射系统 2 间歇式 间歇喷射的喷射是非连续的 即每次喷射都有一个固定的喷射持续期和间歇期 喷油持续期的长短直接控制了喷油量的多少 二 按喷油器位置分1 缸外喷射1 单点喷射 它在结构布置上与化油器相似 也可在原采用化油器的发动机上直接改进 即在多缸发动机中只用一只或两只喷油器安装在节气门上方 成本比电控多点喷射系统的低 因此广泛应用于小排量 经济型车辆上 但其动力性 燃油经济性比多点喷射系统差 2 多点喷射 多点喷射系统 mpi 多点喷射系统是指在每一个气缸的进气门前均安装一只喷油器 喷油器适时喷油 d型歧管压力计量式汽油喷射系统 l型空气流量计量式汽油喷射系统 lh型热线式 热膜式汽油喷射系统 m型电子点火和电控喷射于一体的motronic系统 空气流量计一般安装于空气滤清器与节气门体之间 2 缸内直喷 缸内直喷 有利于实现混合气的稀薄燃烧 改善汽油机部分负荷时的泵气损失 提高汽油机的效率 但是结构更复杂 喷射压力高达5mpa的油压 以及缸内的高温给系统的设计 成本和工作可靠性带来不利影响 三 按控制方式分1 k型 机械控制式 空气计量器与燃油分配器组合在一起 空气计量器检测空气流量的大小后 靠连接杆传动操纵燃油分配器的柱塞动作 以燃油计量槽开度的大小控制喷油量 达到控制混合气空燃比的目的 2 ke型 机电结合式在燃油分配器上安装了一个由电脑控制的电液式压差调节器 电脑根据水温 节气门位置等传感器的输入信号控制电液式压差调节器动作 以调节燃油供给量 3 efi 电子控制式根据各种传感器送至电脑的发动机运行状况的信号 由电脑运算后 发出控制喷油量和点火时刻等多种执行指令 实现多种机能的控制 即为发动机电子集中控制系统 1 开环控制2 闭环控制3 自适应控制4 学习控制5 模糊控制当ecm自身出现故障时 后备系统把汽油喷射和点火正时控制在预定值 此时 发动机仅维持基本功能 第三节 电控发动机控制系统的组成 任何电子控制系统主要有传感器 控制电脑 执行器组成 一 传感器 传感器是电控系统的输入装置 它把汽车运行中各种工况信息 如车速 各种介质的温度 发动机运转工况等 转化成电讯号输给控制电脑 以便发动机处于最佳工作状态 电控系统的主要传感器有 1 空气流量计 afs 6 曲轴位置传感器 cps 2 进气管绝对压力传感器 mps 7 凸轮轴位置传感器 cis 3 节气门位置传感器 tps 8 车速传感器 vss 4 进气温度传感器 ats 9 氧传感器 o2s 5 冷却液温度传感器 cts 10 爆燃传感器 ks afs airflowsensor空气流量传感器atm airflowmeter空气流量计mafs manifoldairflowsensor进气歧管空气流量传感器 cps camshaftpositionsensor凸轮轴位置传感器cis cylinderidentificatonsersor气缸识别传感器cps cranshaftpositionsensor曲轴位置传感器 1 空气流量计 afs 1 安装位置 空气格至节气门体之间 2 作用 检测进气量信号 是控制喷油和点火时刻的主要信号 2 进气管绝对压力传感器 mps 1 安装位置 节气门后面的进气总管上2 作用 测量进气歧管内绝对压力的变化 是控制喷油和点火时刻的主要信号 3 节气门位置传感器 tps 1 安装位置 节气门体上2 作用 将节气门开度转换成电压信号 ecu利用该信号和其他传感器输入的信号一起 确定发动机的工况 如怠速工况 加速工况 减速工况 全负荷工况 作为喷油量和点火时刻修正信号 4 进气温度传感器 ats 1 安装位置 进气温度传感器通常安装在进气管上 有些进气温度传感器和空气流量计或进气压力传感器安装在一起 2 作用 检测进入发动机空气的温度 补偿由于进气温度变化而导致的空气密度变化 准确计算进气量 修正喷油量和点火时刻等 5 冷却液温度传感器 cts 1 安装位置 一般安装在气缸体水道上或冷却水出口2 作用 反映发动机的热状态信号 用来修正喷油量 点火时刻等 6 曲轴位置传感器 cps 1 安装位置 与曲轴有精确传动关系的位置处 如曲轴 飞轮 凸轮轴和分电器内 2 作用一 检测发动机转速 用于控制喷油量与点火正时的基本信号 作用二 检测曲轴转动所在的位置 用于控制喷油正时与点火正时信号 7 凸轮轴位置传感器 cis 1 安装位置 凸轮轴周围 分电器内 2 作用 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制信号 8 车速传感器 vss 1 安装位置 变速器 差速器 输出轴 2 作用 检测汽车行驶速度 给ecu提供车速信号 用于控制发动机怠速转速 汽车加减速器件的汽油喷射和点火控制 巡航控制及限速断油控制 9 氧传感器 o2s 1 安装位置 排气岐管上 三元催化器前后 2 作用 通过监测排气中氧离子的含量获得混合气的空燃比信号 并将该信号转变为电信号输入ecu ecu根据氧传感器信号 对喷油时间进行修正 实现空燃比反馈控制 闭环控制 从而将过量空气系数 控制在0 98 1 02之间的范围内 空燃比a f约为14 7 使发动机得到最佳浓度的混合气 从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油之目的 10 爆燃传感器 ks 1 安装位置 气缸体上2 作用 检测发动机的爆燃情况并通过电信号输入ecu 控制点火正时 开关信号1 点火开关 当点火开关on时 有些车建立启动油压 2 起动信号 发动机起动时 给ecu提供一个起动信号 作为喷油量和点火提前角的修正信号 3 怠速开关信号 节气门全关闭时 系统进入怠速控制程序 4 空调作用信号 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 提高发动机转速 5 挡位开关信号和空挡位置开关信号 自动变速器由p n挡挂入其他档时 发动机负荷增加 向ecu输入信号 当挂入p n挡时向ecu提供p n挡信号才能启动发动机 6 转向助力泵开关信号 转向助力泵工作时 提高发动机转速 7 发电机负荷信号 发电机负荷增大时 作为喷油量和点火提前角的修正信号 8 蓄电池电压 蓄电池电压低时 提高发动机转速 空调设置面板中空调开关打开时信号将输入ecu 二 ecu 一 电子控制单元的功能 接收传感器或其他装置输入的信息 给传感器提供参考电压 将输入的信息转变为微机所能接受的信号 存储 计算 分析处理信息 计算输出值所用的程序 存储该车型的特点参数 存储运算中的数据 存储故障信息 运算分析 根据信息参数求出执行命令数值 将输出的信息与标准值对比 查出故障 输出执行命令 把弱信号变成强的执行命令信号 输出故障信息 自我修正功能 自适应功能 二 发动机集中控制系统ecu的构成ecu主要由输入回路 a d转换器 微机和输出回路四部分组成 1 输入回路从传感器来的信号 首先进入输入回路 在输入回路里 对输入信号进行预处理 一般是在去除杂波和把正弦波变为矩形波后 在转换成输入电平 2 a d转换器微机不能直接处理模拟信号 a d转换器是将模拟信号转换为数字信号后再输入微机 如果传感器输出的是脉冲 数字 信号 经过输入回路处理后可以直接进入微机 3 微型计算机是发动机电控系统的核心 它能根据需要 把各种传感器送来的信号 按内存的程序对数据进行运算处理 并把处理结果送往输出回路 由以下几部分组成部分组成 中央处理器 中央处理器常叫cpu 主要由运算器 寄存器 控制器等构成 存储器 主要功能是存储信息资料 存储器一般分为随机存储器ram和只读存储器rom promepromeepromflashram 输入 输出口 是cpu与输入装置 传感器 输出装置 执行器 间进行信息交流的控制电路 总线 是一束传递信息的内部连线 按传递信息的类别可分为数据总线 地址总线和控制总线 4 输出回路将微机发出的指令 转变成控制信号来驱动执行器工作 输出回路一般起着控制信号的生成和放大等功能 三 电子控制系统的简要工作过程1 发动机起动时 ecu进入工作状态 某些程序从rom中取出 进入cpu 这些程序可以用来控制点火时刻 燃油喷射 怠速等 2 通过cpu的控制 一个个指令逐个地进行循环执行 执行程序中所需要的发动机信息 来自各个传感器 3 从传感器来的信号 首先进入输入回路进行处理 如果是数字信号直接经i o接口进入微机 如果是模拟信号经a d转换器转换成数字信号后才经i o接口进入微机 4 大多数信息暂时存储在ram内 根据指令再从ram送到cpu 有时需将存储在rom中的参考数据引入cpu 使输入传感器的信息与之进行对比 5 对来自有关传感器的每一个信息依次取样 并与参考数据进行比较 6 cpu对这些数据进行比较运算后 作出决定并发出输出指令信号 经i o接口 必要的信号还要经d a转换器变成模拟信号 最后经输出回路去控制执行器动作 四 使用注意事项 1 ecu俗称汽车电脑 是汽车上非常精密的元件 不能受潮受压受高温烘烤 一般安装在驾驶室仪表盘下方 不可在上面堆放重物 洗车时亦不能将它淋湿 对汽车进行烤漆 焊接时应预先拆下ecu 2 首先蓄电池搭铁线不可随意断开 在点火开关接通的状态下 不可断开蓄电池搭铁线 否则会产生较高的感应电动势而烧坏ecu及其它灵敏电子元件 需拆下ecu时 必须先关闭点火开关 拔下点火钥匙后 拆下蓄电池极柱线 最后拆卸ecu 3 即使是电控发动机 它也是由机械和电控两大部分组成的 因此在正常使用条件下的故障远比电控系统要多 另外机械部分相应简单 维修人员也较易掌握 所以维修时应从易到难 先机后电 优先排除机械故障后 再检测电控系统的故障 4 检修电控系统的电子元件时一定要使用高阻抗数字式万用表 而不能用低阻抗的指针型万用表 后者因阻抗小易损坏ecu 5 人体静电放电量可能达到10000v以上的高压 因此对ecu控制的数字仪表等进行维修作业时 一定要带上搭铁金属带并将一头缠在手腕上 另一头夹在车身上 三 执行器执行器是受ecu控制 具体执行某项控制功能的装置 常见的执行器有 1 燃油泵2 电磁式喷油器3 怠速控制阀4 进气控制阀5 点火控制器6 辅助系统阀 四 看电路图 一 供油控制提供一个干净 油压稳定的供油系统 喷油量唯一由喷油脉宽决定 1 建立启动油压 当key on后 ecu首先控制油泵工作3 5s 以建立工作油压 便以启动 2 油压调节器调节油压 3 新技术 可变泵油量 第四节 发动机电子控制系统的主要控制内容 二 进气控制进气系统负责控制并测量发动机的进气量 1 怠速控制isc通过怠速控制阀控制节气门的空气流量 使发动机的怠速转速处于最佳状态 2 进气辅助系统增加进气量 提高发动机动力 1 可变进气系统2 涡轮增压控制3 可变气门系统 三 喷油控制1 喷油正时控制ecu不但要控制点火顺序 而且也会按发动机的点火顺序将喷油控制在最佳的时间内 2 燃油量控制ecu根据转速和负荷两个主控信号 计算出基本的喷油量 然后再根据其他传感器决定出最佳的喷油量 通过控制喷油器的喷油脉宽来控制其喷油量 3 燃油停供包括限速断油和减速断油 当发动机转速超过安全转速或所设定的转速时 ecu切断燃油 从而保护了发动机 当汽车行驶超过安全车速时 ecu也会切断燃油 从而达到安全性 当发动机运转中 tps开度减小时 ecu将立刻切断燃油 避免了浪费和污染 当转速降到一定时 ecu