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电喷系统培训,第一章电喷系统概述第二章电喷系统的基本组成及功用第三章电喷系统的主要元件,第一章电喷系统概述,电喷是指采用电子控制装置取代传统的机械系统如（化油器）来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比、油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置。电子控制装置根据这些信号参数计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合,进入燃烧室燃烧,从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。,电喷系统分类1.按燃油供应方式分类(1)单点喷射(SPI)系统：在进气管节流阀上方装1个中央喷射装置，用l2个喷油器集中喷射。汽油喷入进气气流中，形成的可燃混合气由进气歧管分配到各个气缸中。单点喷射又称为节流阀体喷射(TBI)或中央燃油喷射(CFI)。单点喷射系统成本较低，仅略高于传统的化油器。目前，在国内外普及型轿车上被广泛应用。,(2)多点喷射(MPI)系统：在每个气缸内装有1个喷油器，电控单元(ECU)控制并按顺序对各缸进行单独喷射或分组喷射，将汽油直接喷射到各缸进气门上方。多点喷射系统的燃油分配均匀性好，进气管可按最大气量来设计。由于它直接控制空燃比，因此，无论发动机处于冷态或热态，其过渡的响应及燃油经济性都是最佳的。但其缺点是，控制系统较复杂、成本较高。主要用于一些豪华轿车上。,多点燃油喷射,单点燃油喷射,2.按有无反馈信号分类(1)开环控制系统：把实验得到的发动机各种工况下的最佳供油参数预先存人计算机内，发动机运行时，计算机根据各个传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，计算出最佳供油量。经功率放大器控制喷油器的喷射时间从而精确地控制混合气空燃比的大小，使发动机处于最佳工作状态。(2)闭环控制系统：根据安装在排气管上的氧传感器的信号确定出混合气空燃比的大小。通过计算机与设定的目标空燃比值进行比较，再将误差信号经放大器，控制电磁喷油器喷油量，使空燃比值保持在设定的目标值附近。,第二章电喷系统的基本组成及功用,1空气供给系统,空气供给系统是电控汽车发动机的一个重要组成部分，它的功用不仅仅为发动机提供所需的清洁空气，而且通过传感器对进气的数量、压力和温度等进行准确测量，作为电控单元（ECU）对发动机的喷油时刻、喷油量以及点火提前角等进行闭环控制的重要依据，从而达到提高汽车动力性、经济性和降低排放的目的。从整体上来说，电控汽车发动机空气供给系统由两大部分组成，一是纯气道部件，包括空气滤清器、进气连接管、节气门体、进气总管和进气歧管等；二是电子测量装置或者执行机构，包括空气流量计（或者进气压力传感器）、进气温度传感器、怠速控制阀等。,空气的流量由通道中的节气门来控制（节气门由油门踏板操作）。踩下油门踏板时，节气门打开，进入的空气量多。怠速时，节气门关闭，空气由旁通道通过。,2汽油供给系统,燃油供给系统的功用是用电动汽油泵向喷油器提供足够压力的汽油，喷油器根据来自ECU的控制信号，向进气歧管内进气门上方喷射定量的汽油。,3、电控系统,汽车发动机电子控制系统（EngineElectronicControlSystem,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（ControllersAreaNetwork）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（ElectronicStabilityProgram)、底盘系统（如主动悬挂ABC（ActiveBodyControl)、巡航控制系统（SpeedControlSystem或CruseControlSystem）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。,电子控制系统的功用是根据各种传感器的信号，由计算机进行综合分析和处理，通过执行装置控制喷油量等，使发动机具有最佳性能。,第三章电喷系统的主要元件,电喷系统主要包括以下几个元件：1、电控单元ECU（EMSECU）2、曲轴位置传感器（CrankshaftPositionSensor）3、凸轮轴位置传感器（ActiveCamshaftPositionSensor）4、进气温度及压力传感器（T-MAPsensor）5、燃油导轨总成（FuelRailAssembly）6、爆震传感器（KnockSensor）7、氧传感器（O2-senso）,8、碳罐控制阀（CanisterPurgeSolenoidValve）9、冷却液温度传感器（CoolantTemperatureSensor）10、点火线圈总成（IgnitionModule）11、节流阀体总成（ThrottleBody）12、高压线（Ignitionwire）13、发动机线束（WiringHarness）,电子控制单元ECU（EMSECU）ECU（ElectronicControlUnit）电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器，也叫汽车专用单片机。它和普通的单片机一样,由微处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）、模数转换器（A/D）以及整形、驱动等大规模集成电路组成。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。电控单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。,ECU的电压工作范围一般在6.5-16V（内部关键处有稳压装置）、工作电流在0.015-0.1A、工作温度在零下40-80度。能承受1000Hz以下的振动，因此ECU损坏的概率非常小，在ECU中CPU是核心部分，它具有运算与控制的功能，发动机在运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作。它还实行对存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）和其它外部电路的控制；存储器ROM中存放的程序是经过精确计算和大量实验取得的数据为基础，这个固有程序在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。把比较和计算的结果用来控制发动机的点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数。它还有故障自诊断和保护功能，当系统产生故障时，它还能在RAM中自动记录故障代码并采用保护措施从上述的固有程序中读取替代程序来维持发动机的运转，使汽车能开到修理厂。,正常情况下，RAM也会不停地记录你行驶中的数据，成为ECU的学习程序，为适应你的驾驶习惯提供最佳的控制状态，这个程序也叫自适应程序。但由于是存储于RAM中，就象错误码一样，一但去掉电瓶而失去供电，所有的数据就会丢失。目前在一些中高级轿车上，不但在发动机上应用ECU，在其它许多地方都可发现ECU的踪影。例如防抱死制动系统、4轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电控座椅等都配置有各自的ECU。随着轿车电子化自动化的提高，ECU将会日益增多，线路会日益复杂。为了简化电路和降低成本，汽车上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术，将整车的ECU形成一个网络系统，也就是CAN数据总线。,曲轴位置传感器（CrankshaftPositionSensor）曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置，也就是曲轴的转角。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作确定基本点火时刻。我们都知道，发动机是在压缩冲程末开始点火的，那么发动机电脑是怎么知道哪缸该点火了呢？就是通过曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的信号来计算的，通过曲轴位置传感器，可以知道哪缸活塞处于上止点，通过凸轮轴位置传感器，可以知道哪缸活塞是在压缩冲程中。这样，发动机电脑知道了该什么时候给哪缸点火了。,工作原理曲轴位置传感器通常安装在分电器内，是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有：检测发动机转速，因此又称为转速传感器；检测活塞上止点位置，故也称为上止点传感器，包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。,1-缸体2-齿缺（基准标记）3-传感器磁头4-信号转子,曲轴传感器主要有三种类型：磁电感应式、霍尔效应式和光电式。1、磁电感应式：由安装在分电器轴上的两个信号转子和安装在分电器底板上的三个传感线圈组成。信号转子随同分电器轴一起转动。当信号转子的凸齿接近传感线圈时，由于传感线圈内磁通量增加而感生正电压；当凸齿离开传感线圈时，由于磁通量减少而感生负电压。即一个凸齿每转过传感线圈一次，便在其中产生一个交流电压信号或称电脉冲信号。,2、霍尔效应式：这种传感器由霍尔元件、永久磁铁和带缺口的转子组成。霍尔元件是带有集成电路的半导体基片。当把霍尔元件置于磁场中并通以电流，且使电流方向与磁场方向垂直，这时霍尔元件将在垂直于电流及磁场的方向产生霍尔电压，这一现象称作霍尔效应。改变磁场强度可以改变霍尔电压的大小，磁场消失霍尔电压为零。霍尔效应式曲轴位置传感器输出的信号是矩形脉冲，适用于电控单元的数字系统，且其信号电压的大小与发动机转速无关，在发动机低速状态下仍可获得很高的检测精度。,3、光电式：由发光二极管、光敏三极管、转盘等组成，并安装在分电器底板上。两对发光二极管和光敏三极管组成信号发生器。在转盘的边缘均匀地开有360个小细缝和6个大细缝。当转盘随分电器轴转动时，发光二极管通过细缝射向光敏三极管的光线使光敏三极管导通，光线被转盘遮断时，光敏三极管截止，由此产生脉冲信号。分电器每转一转，输出360个相间1的脉冲信号（相当于2曲轴转角）和6个相间60的脉冲信号（相当于120曲轴转角）。光电式曲轴位置传感器输出矩形脉冲信号，适合与电腔单元的数字系统配用。,拆装曲轴位置传感器安装在变速箱离合器壳体上(见下图)，位于发动机缸体左侧后面，曲轴位置传感器是用二条螺栓紧固的，用带胶纸垫或纸板垫垫到曲轴位置传感器的底面上，以调节传感器的深度，一旦发动机起动之后(在曲轴位置传感器装好之后)，纸垫的多余部分应被剪掉。新出厂的备用传感器将带着这种垫，如果原来的曲轴位置传感器被重新装过，或更换变速箱和离合器壳体，就必须装一个新的垫片。,拆卸时，在靠近进气歧管的后部，从主线束上拆下传感器线束，拆下油管安装螺栓上的固定曲轴位置传感器导线卡子的螺母，拆下曲轴位置传感器安装螺栓，拆下曲轴位置传感器，拆下曲轴位置传感器导线线束的夹箍。安装时，把曲轴位置传感器的凸头装进变速箱壳体的孔里使端面齐平。安装并拧紧曲轴位置传感器二个安装螺栓，其力矩为17-21Nm。曲轴位置传感器固定到变速箱的二个螺栓是特制的，以保证传感器与飞轮之间有一个正确的间隙，不允许装用其他螺栓代替特制的螺栓。把导线插头连接到曲轴位置传感器上，装上传感器线束卡子，把卡子装到燃油管安装螺栓上，拧上卡子的安装螺母。,凸轮轴位置传感器（CamshaftPositionSensor）凸轮轴位置传感器也叫同步信号传感器，它是一个气缸判别定位装置，向ECU输入凸轮轴位置信号，是点火控制的主控信号。凸轮轴位置传感器又称为气缸识别传感器，为了区别于曲轴位置传感器，凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，以便ECU识别气缸1压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个气缸活塞即将到达上止点，所以称为气缸识别传感器。,进气温度及压力传感器（T-MAPsensor）,进气温度压力传感器是将压力和温度传感器(MAP/MAT)结合使用，具有可靠的电热调节器输出，及MAP传感器精度。二合一的传感器使用了更少的元件、电缆和连接器，降低了成本和节约了空间。进气温度压力传感器采用MEMS和专用集成电路（ASIC）技术设计制造而成。它特别适用于恶劣的汽车环境中。进气温度压力传感器能根据空气/燃料最优比提供两种独立的输出：l一个电压输出与发动机进气歧管压力成比例；l一个电阻输出与歧管气体温度成比例。,1、进气温度传感器（IntakeAirTemperatureSensor）进气温度传感器是用来检测发动机的进气温度，将进气温度转变为电压信号输入给ECU做为喷油修正的信号。进气温度传感器也是双线的传感器，安装在进气管上或空气流量计内。进气温度传感器是一个负温度系数热敏电阻，根据电阻变化而产生不同的信号电压。在冷车时，进气温度传感器的信号与发动机水温传感器信号基本相同，在热车时，其信号电压大约是水温传感器的23倍。进气温度传感器一根是由发动机ECU供应的5V电压THA，另一根为E2与发动机内部搭铁。,2、进气压力传感器（IntakeManifoldPressureSensor)进气压力传感器概述电喷发动机中采用进气压力传感器来检测进气量的称为D型喷射系统（速度密度型）。进气压力传感器检测进气量不是像进气流量传感器那样直接检测，而是采用间接检测，同时它还受诸多因素的影响，因而在检测和维修中就有许多不同于量传感器进气流的地方，所产生的故障也有它的特殊性,进气压力传感器的工作原理进气压力传感器检测的是节、气门后方的进气歧管的绝对压力，它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化，然后转换成信号电压送至电子控制器（ECU），ECU依据此信号电压的大小，控制基本喷油量的大小。进气压力传感器种类较多，常见的进气管压力传感器有膜盒式和应变仪式两种。,应变仪式式进气压力传感器的工作原理当发动机工作时，进气歧管内的部分空气经传感器进口和滤清器作用在硅膜片上，硅膜片就会产生变形，应变电阻的阻值就会发生变化，电桥输出电压随之变化。因为近期压力随进气流量的变化而变化，当节气门开度增大（即进气流量增大）时，空气流量通截面增大，气流速度降低，进气压力升高，膜片的变形量增大，应变电阻的变化率增大，电桥输出的电压升高，经集成电路进行比例放大后，传感器输入电控单元（ECU）的信号电压升高。反之，当节气门开度由大变小（即进气液量减小）时，进气流通截面减小，气流速度升高，进气压力降低，膜片的变形量减小，应变电阻的变化率减小，电桥输出电压降低，经过比例放大后，传感器输入ECU的信号电压降低。,膜盒式进气压力传感器的工作原理在传感器中有一个密封的弹性金属膜盒，内部保持真空，外部与进气管相通。当进气管压力发生变化时，膜盒或收缩或膨胀，并带动衔铁在感应线圈中移动，从而在感应线圈中产生感应电压，将此电压信号传输给电控单元用来控制喷油量。,燃油导轨总成（FuelRailAssembly）,所有气缸的喷嘴都连接着一根公共的油管（简称燃油导轨），导轨里始终有恒定的压力，燃油泵将燃油送入油轨，然后由油轨送入喷油嘴。每一喷油嘴通过各自的一根高压油管连接到公共燃油导轨上，系统内的油压由电控回路控制。燃油导轨在整个喷射过程中基本保持不变，且独立于发动机的转速和负荷而自由选择。,1、喷油器喷油器本身是一个常闭阀(常闭阀的意思是当没有输入控制讯号时，阀门一直处于关闭状态；而常开阀则是当没有输入控制讯号时，阀门一直处于开启状态)，由一个阀针上下运动来控制阀的开闭。当ECU下达喷油指令时，其电压讯号会使电流流经喷油嘴内的线圈，产生磁场来把阀针吸起，让阀门开启好使油料能自喷油孔喷出。喷射供油的最大优点就是燃油供给控制十分精确，让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比，不仅让引擎保持运转顺畅，其废气也能合乎环保法规的规范。工作原理喷油器其实就是个简单的电磁阀,当电磁线圈通电时,产生吸力,针阀被吸起,打开喷孔,燃油经针阀头部的轴针与喷孔之间的环形间隙高速喷出,形成雾状,利于燃烧充分.,喷油器的作用作为电喷发动机的关键部件之一的喷油器，它的工作好坏将严重的影响发动机的性能。喷油器堵塞会严重影响汽车性能。堵塞的原因是由于发动机内积炭沉积在喷油器上或者由于燃油中的杂质等堵塞了喷油器通路。汽车行驶一段时间后，燃油系统就会形成一定的沉积物。沉积物的形成和汽车的燃油直接有关：首先是由于汽油本身含有胶质、杂质，或储运过程中带入的灰尘、杂质等，日积月累地在汽车油箱、进油管等部位形成类似油泥的沉积物；其次是由于汽油中的不稳定成分在一定温度下发生反应，形成胶质和树脂状的粘稠物。,这些粘稠物在喷油器、进气阀等部位，燃烧时，沉积物就会变成坚硬的积炭。另外，由于城市交通拥堵，汽车经常处于低速和怠速状态，更会加重这些沉积物的形成和积聚。燃油系统沉积物有很大危害。沉积物会堵塞喷油嘴的针阀、阀孔，影响电子喷射系统精密部件的工作性能，导致动力性能下降；沉积物会在进气阀形成积炭，致使其关闭不严，导致发动机怠速不稳、油耗增大并伴随尾气排放恶化；沉积物会在活塞顶和气缸盖等部位形成坚硬的积炭，由于积炭的热容量高而导热性差，容易引起发动机暴震等故障；此外还会缩短三元催化器的寿命。喷油器的工作好坏，对每台发动机的功率发挥起着根本性作用。由于燃油不佳导致喷油器工作不灵，使缸内积炭严重；缸筒、活塞环加速磨损，造成怠速不稳，油耗上升，加速无力，起动困难及排放超标，严重的会彻底堵塞喷油器，损坏发动机。因此，要定时清洗喷油器，长期不清洗或者频繁地清洗喷器都会造成不好的影响。至于清洗的时间问题，要根据车况和平时加的燃油的质量来确定，一般来说，现在大多建议用户23万km左右进行清洗。车况好、燃油质量好可以延长到在46万km左右。当喷油器有轻微堵塞时，对车况也有一定影响。有时候会出现这样的故障：挂一挡，起步，车有些抖动，等挂高档，加速时，这样的现象又消失，假定车上的各种传感器工作正常，节气阀也清洗过，电路也正常，那很可能就是喷油器有轻微堵塞了。,但高挡位加速时，有可能轻微的胶质又被喷走(溶解)了，车的性能又恢复了。这样的轻微堵塞喷油器的情况，一般可以不用清洗。因为轻微的胶质可以被溶解掉。所以在日常行驶中，应该经常跑一跑高速，以便减少积炭行成的可能性。当汽油质量差或者是行驶时间较长的车辆，如果长期不清洗喷油器，这种堵塞现象将更加严重，从而引起发动机喷油不畅，喷油角度和雾化不良，导致发动机怠速，加速或全负荷工况时工作不好，使得发动机功率下降，油耗上升，排放污染增加，甚至使发动机无法工作。因此，应定期认真清洗检测喷油器，以确保其工作良好。,2、燃油压力调节器燃油压力调节器是电喷汽车燃油喷射系统的常用构成部件之一。工作原理燃油经过油泵加压，在油路内形成一定要求的压力（比如3.5bar），加压燃油供给到喷油器，喷油器电磁阀打开，即可将高压燃油喷射到进气歧管内形成雾状油束，使燃油与空气混合。压力调节器的作用就是保持油路内的压力保持恒定，油压过低则喷油器喷油太弱或不喷油，油压太高则使油路损毁或喷油器损坏。压力调节器内部有一个膜片，起到控制压力阀打开关闭的作用，油压低于一定值时，压力阀关闭，由油泵加压使油路内压力增加，当增加到超过规定压力后，膜片打开，过压的燃油通过回油管路流回油箱，起到减压的作用。,爆震传感器（KnockSensor）爆震传感器就装在发动机缸体中间以四缸机为例就装在2缸和3缸之间，或者1，2缸中间一个，3，4缸中间一个。是用来测定发动机抖动度的，当发动机产生爆震时用来调整点火提前角的。一般都是压电陶瓷式的，当发动机有抖动时里面的陶瓷受到挤压产生一个电信号，因为这个电信号很弱所以一般的爆震传感器的连接线上都用屏蔽线包裹的。爆震传感器是交流信号发生器，但它们与其他大多数汽车交流信号发生器大不相同，除了像磁电式曲轴和凸轮轴位置传感器一样探测转轴的速度和位置，它们也探测振动或机械压力。与定子和磁阻器不同，它们通常是压电装置。它们能感知机械压力或振动(例如发动机起爆震时能产生交流电压)的特殊材料构成。,点火过早，排气再循环不良，低标号燃油等原因引起的发动机爆震会造成发动机损坏。爆震传感器向电脑(有的通过点控制模诀)提供爆震信号，使得电脑能重新调整点火正时以阻止进一步爆震。它们实际上是充当点火正时反馈控制循环的“氧传感器”角色。爆震传感器安放在发动机体或汽缸的不同但置。当振动或敲缸发生时，它产生一个小电压峰值，敲缸或振动越大，爆震传感器产主峰值就越大。一定高的频率表明是爆震或敲缸，爆震传感器通常设计成测量5至15千赫范围的频率。当控制单元接收到这些频率时，电脑重修正点火正时，以阻止继续爆震，爆震传感器通常十分耐用。所以传感器只会因本身失效而损坏。,氧传感器（O2-sensor）氧传感器发展历史氧传感器，又叫传感器。1976年，博世为降汽车尾气排放而发明了氧传感器，首次装备在美国市场的沃尔沃240/260轿车。继此之后，通用、福特、丰田、日产等汽车公司相继完成了氧传感器的开发与应用工作。1998年罗伯特-博世公司又研制出片式氧传感器。博世公司氧传感器发展史如下：,非加热型氧传感器非加热型氧传感器铺平了将来的废气排放控制之路。其所要求的最低工作温度为662，因此，必须直接紧邻发动机安装。,加热型氧传感器3芯为了能在远离发动机之处安装氧传感器，传感器（内置有一手指形陶瓷感应体）的下端装有独立的加热器。在尾气端，传感器的废气端配有一保护管，以保护陶瓷感应体不受尾气中燃烧残渣的侵蚀。这是第一次将可能转变为现实，保证了传感器元件的恒定工作温度保持在350以上。,加热型氧传感器4芯传感器信号不能通过外壳传递，它是通过附加的第4条连接线传递的。这样，由此路新增信号可防止氧传感器信号断路而导致失效。,平板型氧传感器平板型氧传感器是一种形式更为先进的指型传感器。其陶瓷感应体由多片延展的扁平的圆型陶瓷薄片组成。由于加热器集成于该平板型陶瓷感应体，因此氧传感器能够更快进入操作状态。达到工作温度的速度是以前的氧传感器的两倍，因此，在工况恶劣的冷起动阶段，废气排放是以前的一半。平板型氧传感器有双层保护管。,通用型氧传感器由于通用型插头的应用，少量品种的通用型氧传感器替代了大量的原配件氧传感器。在传感器引出电线的某一合适长度点断开，接上博世的专利产品-通用型连接器，使氧传感器与车辆上相应的线束相连。仅仅9种通用型氧传感器就可以替换大约1,000种原配件氧传感器。,平板宽带型传感器与以前的传感器不同，平板宽带型传感器配有两个测量单元和一个6芯的连接器。在油汽混合过浓和过稀的工况时均可实现极精确的测量。即使是天燃气和柴油发动机也可以用它来进行控制。,氧传感器的作用用于发动机电子控制燃油喷射装置的反馈系统中，检测排气中的残余氧含量，输出电压信号给电子控制器用于空燃比闭环控制，使空燃比趋于理想的14.7（=1），以确保三元催化转化器对排气中HC、CO和Nox有最大转化效率，在混合气浓与稀的变换时，氧传感器不断输出跳变的电压信号给电子控制器以达到闭环控制。还有将氧传感器安装在三元催化转换器之后或内部，用来监控三元催化转换器的转换功能的应用方式。,氧传感器的分类汽车氧传感器根据工作原理的不同，可分为三类：氧化物半导体型（TiO2氧传感器）、氧浓差电池型（传统的ZrO2电压型氧传感器）和电化学泵氧型（极限电流型氧传感器）。根据氧传感器的输出讯号，可分为窄域型（有0-1V）和宽域型（0-5V），一般车上最常见的是属于前者。根据氧传感器外部接线，窄域型可分为单线、双线、三线和四线。单线：信号线、外壳接地双线：信号线、接地线三线：电源、加热、信号（外壳接地）四线：电源、加热、信号、接地根据内部结构可以分为管式和片式。,氧传感器的组成主氧传感器包括一根加热氧化锆元件的热棒，加热棒受（ECU）电脑控制，当空气进量小（排气温度低）电流流向加热棒加热传感器，使能精确检测氧气浓度。在氧化锆元素（ZRO2）的内外两侧，设置有白金电极，为了保护白金电极，用陶瓷包覆电机外侧，内侧输入氧浓度高于大气，外侧输入的氧浓度低于汽车排出气体浓度。,管式氧传感器结构图,应当指出采用三元催化器后，必须使用无铅汽油，否则三元催化器和氧传感器会很快失效。再注意，氧传感器在油门稳定，配制标准混合时较为重要的作用，而在频繁加浓或变稀混合时，（ECU）电脑将忽略氧传感器的信息，氧传感器就不能起作用。,1、下外护罩2、下内护罩3、锆元件4、壳体5、安装垫圈6、陶瓷体7、滑石块8、陶瓷体9、传感器防护罩10、插针11、陶瓷体12、密封件片式氧传感器结构图,氧传感器的工作原理氧传感器核心元件是ZrO2陶瓷管1，它是一种固态电解质，在高温时能使氧气发生电离，产生氧离子。陶瓷管外侧通排气歧管的废气3，内侧通大气4，由于两边氧浓度相差悬殊，因此当发生电离时，在管壁内、外侧之间产生电势差，即信号电压。陶瓷管内外表面均涂覆可作为电极的多孔性铂金薄膜2，同时，铂金薄膜的催化作用使得废气中的CO与残余氧发生化学反应可以进一步改变废气中的氧气含量，以达到放大电动势的目的，以便最终生成01000mv的电动势。,后氧传感器现今车辆安有两个氧传感器，三元催化器前放一个，后放一个。前方的作用是检测发动机不同工况的空燃比，同时电脑根据该信号调整喷油量和计算点火时间。后方的主要是检测三元催化器的工作好坏！即催化器的转化率。通过与前氧传感器的数据作比较来检测三元催化器是否工作正常(好坏)的重要依据.,氧传感器的发展前景汽车行业是目前国际上应用传感器的最大市场之一，现在世界上汽车年产量4000万辆以上，其中，日本的年产量达1000万辆以上。从世界各国工夫的专利情况来看，各主要汽车生产厂家和电气、元件生产厂家，都很重视汽车传感器的研制和生产，而氧传感器的申报专利数，居汽车传感器的首位，这反映了传感器的难度和各国的重视程度，控制汽车空/燃比用的氧传感器日本以每年5060%的速度增长着。就我国来说，仅近三年需改进加氧传感器的就车就有2000万辆，每年新生产的轿车所需的氧传感器也超过200万个。目前，一辆普通家用轿车上大约安装几十个到近百个传感器，而豪华轿车上的传感器也超过二百余只。据报道，2000年汽车传感器的市场为61.7亿美元（9.04亿件产品），到2005年将达到84.5亿美元（12.68亿件），增长率6.5%（按美元计）和7.0%（按产品件数计），所以，氧传感器（氧探头）的市场前景非常广阔。,碳罐电磁阀（CanisterPurgeSolenoidValve）碳罐电磁阀经真空软管与活性炭罐上方的一个出口相通，控制管路的通断。当发动机点火时，吸入活性碳罐中的气体是通过碳罐控制阀导入发动机进气管的，这个控制阀体是通过电喷系统的控制单元决定其开合、吸收程度。活性碳罐能很大程度上减少废气排放造成的大气污染。,冷却水温传感器（CoolantTemperatureSensor）水温传感器的作用是把冷却水温度转换为电信号，输入ECU后有：修正喷油量；当低温时增加喷油量。修正点火提前角；低温时增大点火提前角，高温时，为防止爆燃，推迟。影响怠速控制阀；低温时ECU根据水温传感器信号控制怠速控制阀动作，提高速转。影响EGR阀。,点火线圈（IgnitionModule）随着汽车汽油发动机向高转速、高压缩比、大功率、低油耗和低排放的方向发展，传统的点火装置已经不适应使用要求。点火装置的核心部件是点火线圈和开关装置，提高点火线圈的能量，火花塞就能产生足够能量的火花，这是点火装置适应现代发动机运行的基本条件。原理通常的点火线圈里面有两组线圈，初级线圈和次级线圈。初级线圈用较粗的漆包线，通常用0.5-1毫米左右的漆包线绕200-500匝左右；次级线圈用较细的漆包线，通常用0.1毫米左右的漆包线绕15000-25000匝左右。初级线圈一端与车上低压电源（+)联接，另一端与开关装置（断电器）联接。次级线圈一端与初级线圈联接，另一端与高压线输出端联接输出高压电。,点火线圈之所以能将车上低压电变成高电压，是由于有与普通变压器相同的形式，初级线圈与次级线圈的匝数比大。但点火线圈工作方式却与普通变压器不一样，普通变压器是连续工作的，而点火线圈则是断续工作的，它根据发动机不同的转速以不同的频率反复进行储能及放能。当初级线圈接通电源时，随着电流的增长四周产生一个很强的磁场，铁芯储存了磁场能；当开关装置使初级线圈电路断开时，初级线圈的磁场迅速衰减，次级线圈就会感应出很高的电压。初级线圈的磁场消失速度越快，电流断开瞬间的电流越大，两个线圈的匝比越大，则次级线圈感应出来的电压越高。种类点火线圈依照磁路分为开磁式及闭磁式两种。传统的点火线圈是用开磁式，其铁芯用0.3毫米左右的硅钢片叠成，铁芯上绕有次级与初级线圈。闭磁式则采用形似的铁芯绕初级线圈，外面再绕次级线圈，磁力线由铁芯构成闭合磁路。闭磁式点火线圈的优点是漏磁少，能量损失小，体积小，因此电子点火系统普遍采用闭磁式点火线圈。,数字式电控点火系统在现代汽车的高速汽油发动机上，已经采用由微处理机控制的点火系统，也称数字式电控点火系统。这种点火系统由微电脑（计算机）、各种传感器和点火执行器三部分组成。实际上在现代发动机中，汽油喷射与点火这两个子系统都受同一个ECU控制，合用一组传感器。传感器基本上与电控汽油喷射系统中的传感器相同，例如有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、进气歧管压力传感器、爆燃传感器等。其中爆燃传感器是电控点火专用的一个很重要的传感器（尤其是采用了废气涡轮增压装置的发动机），它能够监测发动机是否爆燃及爆燃的程度，作为反馈信号使ECU指令实现点火提前，使发动机不会爆燃又能获得较高的燃烧效率。,数字式电控点火系统(ESA)按照结构分为分电器式与无分电器式(DLI)两种类型。分电器式电控点火系统只用一个点火线圈产生高压电，然后由分电器按照点火顺序依次在各缸火花塞点火。由于点火线圈初级线圈的通断工作由电子点火电路承担，因此分电器已取消断电器装置，仅起到高压电分配职能。,点火线圈双缸点火方式双缸点火方式指两个气缸合用一个点火线圈，因此这种点火方式只能用于气缸数目为偶数的发动机上。如果在4缸机上，当两个缸活塞同时接近上止点时（一个是压缩另一个是排气），两个火花塞共用同一个点火线圈且同时点火，这时候一个是有效点火另一个则是无效点火，前者处于高压低温的混合气之中，后者处于低压高温的废气中，因此两者的火花塞电极间的电阻完全不一样，产生的能量也不一样，导致有效点火的能量大得多，约占总能量的80%左右。,点火线圈单独点火方式单独点火方式是每一个气缸分配一个点火线圈，点火线圈直接安装在火花塞上的顶上，这样还取消了高压线。这种点火方式通过凸轮轴传感器或通过监测气缸压缩来实现精确点火，它适用于任何缸数的发动机，特别适合每缸4气门的发动机使用。因为火花塞点火线圈组合可安装在双顶置凸轮轴（DOHC）的中间，充分利用了间隙空间。由于取消分电器和高压线，能量传导损失及漏电损失极小，没有机械磨损，而且各缸的点火线圈和火花塞装配在一起，外用金属包裹，大幅减少了电磁干扰，可以保障发动机电控系统的正常工作。,节流阀体（ThrottleBody）分类节流阀体主要分为两种：一种是机械式节气门体，另一种是电子节气门体。主要作用根据发动机的负载，控制进气量。节气门安装在发动机上，用来控制进入气缸燃烧的油量（俗称油门），开度越大，进入气缸的燃油混合气越多，发动机转速越高，改变油门的开度，从而达到控制发动机转速的高低。,1、机械式节气门体（Mechanicalthrottlebody）,机械式节气门体是控制发动机吸气多少的一个阀门。是一个圆形的钢片，中间有一根轴，和油门拉线连接，并由油门拉线控制。机械式节气门体一般分三部分：节气门阀体、节气门位置传感器和步进电机。,。,节气门位置传感器（ThrottlePositionSensor）节气门位置传感器又称为节气门开度传感器或节气门开关。它实质上是一只可变电阻器，安装在节气门轴上，与节气门联动。其功用是将节气门的位置或开度转换成电信号传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的依据。节气门位置传感器有开关型和线性输出型两种。开关型节气门位置传感器开关型节气门位置传感器内有两个触点，分别为怠速触点和全负荷触点。与节气门同轴的接触凸轮控制两个触点的闭合或断开。当发动机在怠速时，节气门接近关闭，怠速触点闭合，这时电控单元将指令喷油器增加喷油量以加浓混合气。全负荷时，节气门全开，接触凸轮使全负荷触点闭合，这时电控单元将输出脉冲宽度最长的电脉冲，以实现全负荷加浓。,线性输出型节气门位置传感器线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计，由节气门轴带动电位计的滑动触点。当节气门开度不同时，电位计输出的电压也不同，从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控单元，使其精确地判定发动机的运行工况。,步进电机（IACV）步进电机是世界上目前应用最多的一种怠速控制装置。用于汽车电喷系统旁通空气通道的开度，从而调节旁通气量，使发动机转速达到所要求的目标值。步进电机的结构原理由永久磁铁构成的转子，激磁线圈构成的定子和把旋转运动转换成直线运动的进给丝杆及阀门等部分组成。它利用系统供给的步进信号进行转换控制，使转子可以正转，也可以反转，从而使阀芯（丝杆）进行伸缩运动以达到调节旁通空气道截面的目的，从而稳定怠速，并达到理想的怠速转速。,KESENS产品,其他公司产品,转子,塑磁材料制成，遇高温会使其磁性失效,永磁材料制成，能保持恒定磁性，具有宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁。,传动杆螺纹,螺纹的齿宽和齿距不一，造成步进电机的步距不均,螺纹的齿宽和齿距均匀，保证了步进电机的步距一致,传动杆,传动杆仅通过两平面导向，导致传动杆伸缩振动比较大,传动杆通过两个键槽导向，以保证传动杆伸缩平稳,KESENS生产的步进电机优势,KESENS产品,其他公司产品,调节头,由铁合金制成，铁合金很脆,机械性能不如锌合金,由锌合金制成，有很好的机械性能和耐磨性,国产轴承，圆度不好，无法保证同轴度,进口轴承，保证了圆度与同轴度,轴承,KESENS步进电机正品包装,在产品包装盒上贴有电码防伪标签,防伪标签,在产品包装盒的侧面贴有产品标签,产品标签,产品包装盒内装有产品合格证,产品包装盒内装有步进电机使用说明书,步进电机常见故障,当发动机出现怠速不稳、无怠速、高速失速等情况时，可能是由步进电机发生故障引起。如判定是步进电机故障，一般有以下几种情况：步进电机调节头积碳，应使用化油器清洗剂清洗，同时也应将节气门体清洗干净。步进电机传动轴里无润滑油，请使用专用仪器拆下传动轴，并应在传动轴上涂抹专用润滑油，再用专用仪器将传动轴装回步进电机即可。步进电机自身已损坏，应及时更换新的步进电机。,2、电子节气门体,汽车电子节气门技术（ElectronicThrottleControl,ETC)是伴随汽车电子驱动理念将节气门由机械控制向电子控制转变的新一代产品。汽车电子节气门控制（ETC）避免了传统机械式节气门拉索或拉杆的机械连接，通过采用油门执行器、电控单元以及相对应的各种传感器，实现对汽车节气门开度的精确控制。ETC能将节气门调节到最佳位置，实现在不同负荷和工况下，发动机都能接近理论空燃比状态工作，这将有利于提高汽车行驶的动力性、平稳性、经济性以及降低排放污染。,ETC系统的组成及工作原理右图为ETC系统结构简图。该系统主要由油门踏板、油门踏板位置传感器、ECU（电控单元）、数据总线、执行器、节气门位置传感器和节气门机构等部分组成。油门踏板位置传感器用来体现驾驶员的控制意图。节气门位置传感器用来检测节气门开度信号，使ECU判别发动机工况和负荷，即给控制系统提供反馈控制信号。ECU包括信息处理模块和电机驱动电路模块。其中，信息处理模块接受来自油门踏板位置传感器的电压信号，经过处理后得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到电机驱动电路模块，而电机驱动电路模块接受来自信息处理模块的信号，控制电机转动相应的角度，使节气门达到或保持相应的开度。数据总线则负责系统ECU与整车控制单元之间的通讯。执行器包括减速机构和执行电机，通常采用步进电机或脉宽调制控制的直流电机来控制直流伺服电机。,下图为ETC系统的控制简图。在工作时，驾驶员操纵油门踏板，油门踏板位置传感器产生相应的电压信号输入节气门ECU，控制单元首先对输入的信号进行滤波，以消除环境噪声的影响，然后根据当前的工作模式、踏板移动量和变化率解析驾驶员意图，计算出对发动机扭矩的基本需求，得到相应的节气门转角的基本期望值。经过CAN总线和整车控制单元进行通讯，获取其他工况信息以及各种传感器信号如发动机转速、档位、节气门位置、空调能耗等等、由此计算出整车所需求的全部扭矩，通过对节气门转角期望值进行补偿，得到节气门的最佳开度，并把相应的电压信号发送到驱动电路模块，驱动控制电机使节气门达到最佳的开度位置。节气门位置传感器则把节气门的开度信号反馈给节气门控制单元，形成闭环的位置控制。,电子节气门的种类电液式节气门电液式节气门，大多数应用在有液压系统的工程机械中，它具有结构简单、成本低、驱动力大、功耗低等特点，其电液控制的转换主要通过高速开关数字阀实现，控制精度高，对液压油没有太高的要求。但是由于液压系统存在供油压力波动，液压执行机构之间的摩擦力以及阀所具有的启闭特性等方面的影响，致使其位置响应不精确，速度响应慢。因此，电液式节气门很少应用在汽车上。线性电磁铁式节气门电磁铁式节气门用比例电磁铁作为控制器，它用电磁力作为驱动力，其中控制信号为电流信号，具有结构简单、体积小、控制方便、响应速度快、稳态精度好，但它的最大作用力受到线圈匝数和最大工作电流的限制，而且在一定的工作负荷下所需的电功耗相对较大。因此，线性电磁式节气门很少在汽车上应用。,步进电机式节气门步进电机式节气门通过步进电机直接驱动节气门轴实现油门的开度控制。驱动步进电机通常采用桥式电路结构，控制单元通过发出的脉冲个数、频率和方向控制电平对步进电机进行控制。步进电机具有结构简单、可靠性高和成本低的优点，但它的控制精度不高。因此，步进电机式节气门也较少在汽车上应用。直流伺服电机式节气门直流伺服电机采用脉冲宽度调制（PWM）技术，其特点是频率高、效率高、功率密度高、可靠性高。控制单元通过调节脉宽调制信号的占空比来控制直流电机转角的大小。此外，电机输出转矩和脉宽调制信号的占空比成正比。由于以上的优点，直流伺服电机广泛应用于电子节气门的控制。,电子节气门控制系统的优点及不足、电子节气门控制系统的优点精确控制节气门开度。首先由ECU对各种工况信息和传感器信号做出判断并处理，接着计算出最佳的节气门开度，再由驱动电机控制节气门达到相应的油门开启角度。改善了发动机的排放性能。ETC系统在各种情况下对空燃比进行精确控制，使燃烧更加充分，同时也降低了废气的产生；在怠速状态下，节气门保持在一个极小开启角度来稳定燃烧，提高了燃油经济型，排放也得到进一步控制。,具有更高的车辆行驶可靠性。电子节气门控制系统采用传感器冗余设计，从控制角度将，使用一个传感器就可使系统正常运转，但冗余设计可使两个传感器相互检测，当一个传感器发生故障时能及时被识别，在很大程度上增加了系统的可靠性，保证行车的安全性。,可选择不同的工作模式。驾驶员可根据不同的行车需要通过模式开关选择不同的工作模式，通常有正常模式、动力模式和雪地模式三种，区别在于节气门对加速踏板的响应速度不同。可获得海拔高度补偿。在海拔较高的地区，大气压下降，空气稀薄，氧气含量下降，导致发动机输出功率下降。此时，电子节气门控制系统可按照大气压强和海拔高度的函数关系对节气门开度进行补偿，保证发动机输出动力和油门踏板位置的关系保持稳定。,、电子节气门控制系统的不足汽车在起步时会产生油门迟滞。汽车起步时需要提供浓混合气，而ECU会根据当前的车速、节气门开度等进行分析。从燃油经济性和排放合理的角度考虑，会限制节气门的打开幅度，同时限制喷油系统进行浓混合气供油，其实就是ECU通过限制发动机瞬时输出功率，这就限制了汽车起步时要求较浓混合气的工况实现。目前，大部分厂家通过电子油门加速器来缓解油门迟滞，但这种装置并不能提高发动机性能，改变动力输出及扭矩等，仅是一个信号的放大器，并且油耗也会随着加速器的加速而增加。,ETC控制系统存在各种非线性影响。除了弹簧非线性、粘滑摩擦及齿隙非线性等影响外，同时受到进气流产生的非线性阻尼力以及进气气流的不稳定扰流阻矩的影响，导致常规PID控制不能精确地设定反馈的增益，影响控制的精确性。成本高。ETC系统采用了智能型传感器、快速响应的执行器、高性能控制单元及冗余设计，使成本大幅度上升，目前ETC系统只装配在高档轿车上。,高压线（Ignitionwire）,高压线就是把高压线圈产生的高电压传导到火花塞的导线，也叫分缸线或分火线。高压线有使用铜芯的也有使用炭精芯的，不同的车子长度就会不同，而且与火花塞的接口也有两种不同形式，有的分缸线还带有屏蔽罩可以减少电磁波辐射。,发动机线束（WiringHarness）汽车线束是汽车电路的网络主体，没有线束也就不存在汽车电路。线束是指由铜材冲制而成的接触件端子（连接器）与电线电缆压接后，外面再塑压绝缘体或外加金属壳体等，以线束捆扎形成连接电路的组件。线束产业链包括电线电缆、连接器、加工设备、线束制造和下游应用产业，线束应用非常广泛，可用在汽车、家用电器、计算机和通讯设备、各种电子仪器仪表等方面。,基本介绍在目前，不管是高级豪华汽车还是经济型普通汽车，线束编成的形式基本上是一样的，都是由电线、联插件和包裹胶带组成。汽车电线又称低压电线，它与普通家用电线是不一样的。普通家用电线是铜质单蕊电线，有一定硬度。而汽车电线都是铜质多蕊软线，有些软线细如毛发，几条乃至几十条软铜线包裹在塑料绝缘管（聚氯乙烯）内，柔软而不容易折断。由于汽车行业的特殊性，汽车线束的制造过程也比其他普通线束较为特殊。制造汽车线束的体系大致分两类：1、以欧美国家划分，包括中国：使用TS16949体系来对制造过程进行控制。2、以日本为主：如丰田、本田他们有自己的体系来控制制造过程。随着汽车功能的增加，电子控制技术的普遍应用，电气件越来越多，电线也会越来越多，线束也就变得越粗越重。因此先进的汽车就引入了CAN总线配置，采用多路传输系统。与传统线束比较，多路传输装置大大减少了导线及联插件数目，使布线更为简易。,常用规格汽车线束内的电线常用规格有标称截面积0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、4.0、6.0等平方毫米的电线，它们各自都有允许负载电流值，配用于不同功率用电设备的导线。以整车线束为例，0.5规格线适用于仪表灯、指示灯、门灯、顶灯等；0.75规格线适用于牌照灯，前后小灯、制动灯等；1.0规格线适用于转向灯、雾灯等；1.5规格线适用于前大灯、喇叭等；主电源线例如发电机电枢线、搭铁线等要求2.5至4平方毫米电线。这只是指一般汽车而言，关键要看负载的最大电流值，例如蓄电池的搭铁线、正极电源线则是专门的汽车电线单独使用，它们的线径都比较大，起码有十几平方毫米以上，这些“巨无霸”电线就不会编入主线束内。,线束排列在排列线束前要事先绘制线束图，线束图与电路原理图是不一样的。电路原理图是表述