汽车发动机管理系统名词技术解析

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX教师备课薄姓名专业汽车发动机电控技术学期第二学期审批XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题汽车发动机电控技术概述教学目的与要求掌握发动机电控系统的基本组成；了解发动机电控技术的发展，和各传感器的类型和功用教学重点发动机电控系统的基本组成教学难点发动机电控系统的基本组成课前准备教学形式作业教学环节教学过程教学方法一、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。教学分析1发动机电控技术发展经历了3个阶段。2电控技术对发动机性能的影响。3电控系统的基本由3部分组成信号输入装置、ECU、执行元件。4电控系统有开环和闭环两中控制类型。5电控单元的基本功能是按照一定的程序对各种输入信号进行运算处理、储存、分析处理，然后输出指令，控制执行元件工作，以达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题汽油机燃油喷射系统教学目的与要求1掌握现代汽油喷射系统的分类2掌握汽油发动机电子控制系统的组成及功能3了解汽油发动机电子控制系统的工作原理教学重点1现代汽油喷射系统的分类2汽油发动机电子控制系统的组成及功能教学难点1现代汽油喷射系统的分类2汽油发动机电子控制系统的组成及功能3汽油发动机电子控制系统的工作原理课前准备教学形式作业教学环节教学过程教学方法现代汽油喷射系统的分类一、电控燃油喷射系统的分类1按喷射系统执行机构不同分类多点喷射系统（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。单点喷射系统（SPI）单点喷射系统是指在节流阀体上安装一只或两只喷油器,向进气歧管中喷油形成燃油混合气,进气行程时燃油混合气被吸入气缸内。2按喷射控制装置的形式不同分类机械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。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。机电一体混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按喷射方式不同分类间歇喷射系统在发动机运转期间汽油间歇喷射是在进气过程中的某时间内进行的,喷油量大小取决于喷油器持续开启时间,即电脑指令的喷油脉冲宽度。连续喷射系燃油喷射的时间占有全部工作循环的时间,连续喷射都是喷在进气道内,大部分燃油是在进气门关闭后喷射。4按喷射位置的不同分类进气道喷射式缸内直接喷射式5按喷射时序分类同时喷射同时喷射是指发动机在运转期间,各缸喷油器同时开启且同时关闭,由电脑的同一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作。分组喷射分组喷射是指将喷油器分成两组交替喷射,电脑发出两路喷油指令,每路指令控制一组喷油器。顺序喷射顺序喷射是指喷油器按发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射,它具有喷射正时,由电脑根据曲轴位置传感器提供的信号,辨别各缸的进气行程,适时发出各缸的喷油脉冲信号,以实现次序喷射的功能。A）同时喷射B）分组喷射C）顺序喷射6按空气流量的检测方式分类汽油喷射系统歧管压力计量式（D型EFI系统）翼片式或叶片式（L型EFI系统）卡门旋涡式（L型EFI系统）热线式（LH型EFI系统）热膜式（LH型EFI系统）1）、歧管压力计量式将歧管压力和转速信号输送到电脑,由电脑根据该信号计算出充气量,再产生与之相对应的喷油脉冲,控制喷油器喷射适量的燃油2）、翼片式和卡门旋涡式其计量方式属于体积流量型,即通过计量气缸充气的体积,将物理量转变成电信号输送至电脑,电脑计算出与该体积的空气相适应的喷油量以控制混合气空燃比。3）、热线式和热膜式直接测量进入气缸内空气的质量,将该空气的质量转换成电信号,输送给电脑,由电脑根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量,以控制空燃比在最佳值。二、电控汽油喷射系统的优点1能实现空燃比的高精度控制2充气效率高3瞬时响应快4起动容易,暖机性能好5节油和排放净化效果明显6减速断油功能也能降低排放,节省燃油7便于安装。22汽油发动机电子控制系统的组成及功能一、进气系统1、组成空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气歧管、怠速控制装置。2、功能为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气。3、工作原理行驶时,空气的流量由通道中的节气门来控制。怠速时,节气门关闭,空气由旁通气道通过。怠速控制是由怠速调整螺钉和怠速空气调整器调整流经旁通道的空气量来实现的。如图所示二、燃油系统1、组成燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动减振器、喷油器、燃油压力调节器及供油总管等组成。2、功能提供洁净和压力稳定不变的燃油,并根据电脑指令喷射适量的燃油。3、工作原理具有一定压力的燃油送到各喷油器,喷油器根据电脑的喷油指令,开启喷油阀,将适量的燃油喷于进气门前,待进气时将燃油混合气吸入气缸。三、点火系统1、组成点火电子组件、点火线圈、火花塞、及高压导线2、功能计算出点火时刻和通电时间。3、工作原理电脑根据曲轴位置传感器和转速、水温等工况传感器信号计算出点火时刻和通电时间,将计算结果送到点火电子组件,由点火电子组件控制点火线圈的初级电路接通和断开,使火花塞点火。四、电子控制系统、1、组成传感器、ECU和执行器三部分组成。2、功能根据发动机各种传感器送来的信号控制喷油时间、点火时刻等等。3、工作原理电脑根据空气流量计计算进气量，根据进气量和转速计算出基本喷油持续时间，然后进行温度、海拔高度、节气门开度等各种工作参数的修正,得到最佳喷油持续时间。教学分析XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题汽油机燃油喷射系统系统的工作原理教学目的与要求1掌握汽油发动机电子控制系统的组成及功能2了解汽油发动机电子控制系统的工作原理教学重点1掌握EFI系统的工作原理2掌握汽油发动机电子控制系统的燃油喷射控制教学难点1掌握EFI系统的工作原理2掌握汽油发动机电子控制系统的燃油喷射控制课前准备教学形式实物、多媒体、理论。作业教学环节教学过程教学方法系统的工作原理一、EFI系统的工作原理（一）型系统1、燃油压力的建立与燃油喷射方式油箱内的燃油被燃油泵吸出并加压至350KPA左右,经燃油滤清器滤去杂质后,被送至发动机上方的燃油分配油管分配油管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通喷油器是一种电磁阀,由ECU控制通电时电磁阀开启,压力燃油以雾状喷入进气歧管内,与空气混和,在进气行程中被吸进气缸分配油管的未端装有燃油压力调节器,用来调整分配油管中汽油的压力,使油压保持某一定值（约250300KPA）多余的燃油从燃油压力调节器上的回油口经回油管返回油箱。2、进气量的控制与测量进气量由驾驶员通过加速踏板操纵节气门来控制。节气门开度不同，进气量也不同，同时进气歧管内的真空度也不同。在同一转速下，进气歧管真空度与进气量有一定关系。进气压力传感器可将进气歧管内真空度的变化转变成电信号的变化，并传送给ECU，ECU根据进气歧管真空度的大小计算出发动机进气量。3、喷油量与喷油时刻的确定喷油量由ECU控制。ECU根据进气压力传感器测量得的信号计算出进气量，再根据分电器中的曲轴位置传感器测得信号计算出发动机转速，根据进气量和转速计算出相应的基本喷油量；ECU控制各缸喷油器在每次进气行程开始之前喷油一次，并通过控制每次喷油的持续时间来控制喷油量。喷油持续时间愈长，喷油量就愈大。一般每次喷油的持续时间210MS。各缸喷油器每次喷油的开始时刻则由ECU根据曲轴位置传感器测得的1缸上止点的位置来控制。由于这种类型的燃油喷射系统的每个喷油器在发动机一个工作循环中只喷油一次，故属于间歇喷射方式。4、不同工况下的控制模式电控燃油喷射系统能根据各个传感器测得的发动机各种运转参数，判断发动机所处的工况，选择不同模式的程序控制发动机的运转，实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制怠速断油、自动怠速控制等功能。D型系统具有结构简单、工作可靠等优点，但由于采用压力作为控制喷油量的主要因素，因此，存在这样的缺点在汽车突然制动或下坡行驶中节气门关闭时，加速反应效果不良；当大气状况较大变化时，会影响控制精度。现代汽车使用的D型系统都是经过改进了的，即采用运算速度快、内存容量大的ECU，大大提高了控制精度，控制的功能也更加完善。这种系统通常用于中档车型上，如丰田HIACE小客车、丰田CROWN轿车等。二L型系统L型系统是在D型系统的基础上，经改进而形成的。它是目前汽车上应用最广泛的燃油喷射系统。L型系统的构造和工作原理与D型系统基本相同，但它以空气流量计代替D型系统中的进气压力传感器，可直接测量发动机进气量，提高了控制精度。三MONO系统该系统是一种低压中央喷射系统，是单点喷射系统。在原来安装化油器的部位仅用一只电磁喷油器进行集中喷射，与化油器相比，能迅速地输送燃油通过节气门，在节气门上方没有或极少发生燃油附着管壁现象，因而消除了由此而引起的混合与燃烧的延迟，缩短了供油和空燃比信息反馈之间的时间间隔，提高了控制精度，改善了排放。二、燃油喷射控制（一）喷油正时控制电控汽油喷射系统的控制功能包括喷油正时控制、喷油量控制、燃油停供控制和燃油泵控制。对于多点间歇喷射发动机，喷油正时分为同步喷油和异步喷油。同步是指发动机各缸工作循环，在既定的曲轴转角进行喷油，同步喷油有规律性。异步喷油与发动机的工作不同步，无规律性，是在同步喷油的基础上，为改善发动机的性能额外增加的喷油。1同步喷油正时控制（1）同时喷射原理各缸喷油器都由ECU控制，同时喷油和停油。喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路开始喷油。同时喷射控制电路图同时喷射特点，如下图所示每个工作循环同时喷油2次各缸喷油时间不可能最佳，混合气质量不一致电路结构与软件较简单，早期多采用同时喷射正时图（2）分组喷射原理把所有喷油器分成24组，由ECU分组控制喷油器。以各组最先进入作功的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，开始喷油。分组喷射控制电路图特点每个工作循环各组均喷射1次（或2次）分组喷射正时图（3）顺序喷射原理喷油器驱动回路数与气缸数目相等。ECU根据凸轮轴位置传感器（G信号）、曲轴位置传感器（NE信号）和发动机的作功顺序，确定各缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油。顺序喷射控制电路图顺序喷射特点能够设立最佳喷油时间，对混合气形成有利；喷油正时在排气上止点前6070；控制软件复杂。顺序喷射正时图（二）喷油量控制1起动喷油控制在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA（起动）档时，ECU根据冷却液传感器信号（THW信号），由内存的水温喷油时间图，确定基本喷油时间，根据进气温度传感器（THA信号）对喷油时间作修正（延长或缩短）。然后在根据蓄电池电压适当延长喷油时间，以实现喷油量的进一步的修正，即电压修正。2起动后喷油量控制喷油持续时间基本喷油持续时间喷油修正系数电压修正值（1）基本喷油时间D型EFI系统的基本喷油时间是根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定。L型EFI系统的基本喷油时间是由发动机转速信号和空气流量计信号确定。（2）起动后各工况下喷油量的修正起动后加浓修正根据冷却液温度确定喷油时间的初始修正值；暖机加浓修正在达到正常温度之前，根据冷却液温度信号进行喷油时间修正；进气温度修正根据进气温度传感器提供的进气温度信号（THA信号），对喷油时间进行修正；低于20是空气密度大，ECU适当的增加喷油时间，高于20的适当的减少喷油时间。大负荷加浓根据PIM信号和VS信号以及节气门位置传感器输送的全负荷信号（PSW信号）或VTA信号判断发动机负荷状况，大负荷时适当增加喷油时间。过渡工况空燃比控制主要根据PIM信号或VS信号、NE信号、SPD信号、VTA信号、NSW信号判断过渡工况，对喷油时间进行修正。怠速稳定性修正ECU根据PIM信号和NE信号对喷油量进行修正，随着进气管绝对压力增大或怠速降低，适当增加喷油时间；反之，减少喷油时间。3断油控制减速断油控制当汽车减速时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低碳氢化合物及一氧化碳的排放量。超速行驶断油加速时，发动机超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU将切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速。4异步喷油量控制发动机起动和加速时的异步喷油量是固定，各缸喷油器以一个固定的喷油持续时间，同时向各缸增加一次喷油。教学分析XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题计算机控制点火系统的组成及工作原理教学目的与要求1了解点火提前角控制的基本原理2掌握点火提前控制的方式教学重点点火提前控制的方式教学难点点火提前角控制的基本工作原理课前准备教学形式实物、多媒体、理论。作业教学环节教学过程教学方法计算机控制点火系统的组成及工作原理1/3一、影响点火提前角的因素（1）发动机转速发动机转速的升高点火提前角均应增大。采用ESA控制系统相对于机械离心式点火提前系统，更接近理想的点火提前角。（2）发动机负荷歧管压力高（真空度小、负荷大），点火提前角小，反之点火提前角大。（3）燃油辛烷值辛烷值越高，抗爆性越好，点火提前角可增大，反之应减小。（4）其他因素燃烧室形状、燃烧室内温度、空燃比、大气压力、冷却水温度。二、电子点火提前控制系统的组成和工作原理（一）点火提前角控制系统的组成电子点火提前控制系统的组成主要由监测发动机运行状态的传感器、处理信号、发出指令的ECU、响应指令的点火器以及点火线圈等组成。（二）点火提前角控制系统的基本工作原理以丰田皇冠30轿车点火控制电路为例，维修时用万用表检测“B”端子和点火线圈的“”端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。怠速时检查点火器“IGT”端子与搭铁之间应有脉冲信号，检查ECU的“IGF”端子与搭铁之间应有脉冲信号。丰田皇冠30轿车点火控制电路（三）点火提前角的控制方式1、点火提前角的计算对丰田汽车计算机控制系统（TCCS）而言，其实际点火提前初始点火提前基本点火提前修正点火提前（或延迟角）。ECT根据进气歧管压力或进气量和发动机转速，从存储器存储的数据中找到相应的基本点火提前角，再根据有关传感器信号值加以修正，得出实际点火提前角。（1）初始点火提前角初始点火提前角也称固定点火提前角。如丰田汽车的ICGEL发动机，其值为上止点前10，在下列情况下，IGGEL发动机的实际点火提前角为固定点火提前角。当发动机起动时，以动机的转速变化大，无法正确计算点火提前角；当发动机的转速低于400R/MIN；当车速在2KM/H时，或节气门位置传感器怠速（IDL）触点闭合时；当ECU由后备系统控制工作时。（2）基本点火提前角ECU根据发动机转速信号和进气歧压力信号或进气量信号等，从存储器中获得。（3）修正点火提前角初始点火提前角和基本点火相加得到的点火提前必须根据相关因素加以修正。修正项目因发动机而异,且应根据发动机各自的特性曲线进行修正。2点火提前角的控制点火提前的控制包括起动期间的点火时间控制和起动后以动机正常运行期间的点火时间控制。（1）起动期间的点火时间控制在起动期间，其实际点火提前角等于初始点火提前（因发动机而异）。此时的控制信号主要是发动机转速信号（NE）和起动开关信号STA（2）起动后点火时间控制基本点火提前角的控制怠速时的基本点火提前角是指节气门位置传感器怠速触点闭合时，ECU根据发动机转速和空调开关是否接通而确定的基本点火提前角。在空调工作时,其基本点火提前角要大一些,以防因空调负荷使发动机工作不稳。在怠速工况下运转时，节气门位置传感器的怠速IDL触点断开,ECU根据存储器的数据确定基本点火提前角。在正常运行工况下运转时，节气门位置传感器的怠速（IDL）触点断开，ECU根据存储器的数据确定基本点火提前角。在正常运行工况运行时，控制信号主要有进气歧管压力或进气量信号、发动机转速信号（NE）、节气门位置信号（IDL）、燃油选择开关或插头（RP）、爆震信号（KNK）等。在某些发动机中，按燃油辛烷值不同，在存储器中存放着两张基本点火提前角的数据表格。驾驶员可根据使用燃油的辛烷值，通过燃油选择开关或插头进行选择点火提前角的修正A暖机修正暖机点火提前角是指节气门位置传感器怠速触点闭合时，ECU根据水温传感器进行修正的点火提前角。当发动机冷却水温度较低时，应增大点火提前角，以促使发动机尽快暖机，当水温较高时，超过90，为避免发动机过热，其点火提前角必须减小。暖机过程中，控制信号主要有，冷却水温度信号（THW）进气歧管压力或进气量信号。节气门位置信号（IDL）等。B怠速稳定性的修正稳定怠速点火提前控制是指为了使怠速稳定运转而对点火提前角进行修正。由于发动机负荷变化等原因引起发动机转速变化时，ECU根据转速信号和规定的怠速转速进行比较，相应地增加或减小点火提前角，以保证发动机怠速时稳定运转，防止发动机怠速熄火。3点火提前角的控制方法发动机工作中，点火时刻的控制要求用1曲轴角的指令精度进行控制。当发动机转速为6000R/MIN时，若将1曲轴转角换算成时间为36MS。为了进行这样精确的计时控制，需要具有能够准确检测曲轴转角位置的曲轴位置传感器和高速运算的微机，另外还需要有能够巧妙运用它们的控制方式。教学分析XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题计算机控制点火系统的组成及工作原理（2/3）教学目的与要求1掌握无分电器点火的基本原理2掌握无分电器点火系统的检修教学重点无分电器点火系统的检修教学难点无分电器点火的基本原理课前准备教学形式实物、多媒体、理论。作业教学环节教学过程教学方法计算机控制点火系统的组成及工作原理2/3三、无分电器点火系统的工作原理1无分电器点火系统的方式（1）同时点火方式。指两个气缸合用一个点火线圈，即一个点火线圈有两个高压输出端，分别与一个火花塞相连，负责对两个气缸点火。（2）单独点火方式。指导每个气缸的火花塞上配用一个点火线圈，单独对本缸进行点火。丰田皇冠汽车所采用的无分电器点火系统如下图所示（1）来自曲轴位置传感器的信号曲轴位置传感器由G1、G2及NE三个线圈组成，其功能是判别气缸，检测曲轴的转角，以决定点火时期的原始设定位置。G1信号利用G1信号可判别出第6缸在压缩上止点的附近。G1传感线圈产生电压波形，是设定在第6缸压缩上止点附近时产生的，因此只要G1线圈产生指导，就表示第6缸处于压缩上止点附近，其点火提前角和闭合角由ECU根据NE信号决定。G2信号G2信号与G1信号波形相同，G1信号与G2信号相隔180曲轴转角360。当G2信号产生时，即表示第1缸活塞处于压缩上止点的附近。应完成其点火准备，点火正时也由NE信号决定。NE信号正时转子有24个齿，它每转一转，产生24个信号波形，其波形与G1、G2信号波形相似，每个波形表示NE正时转子角度为15或发动机曲轴转角30。这个数值在点火控制中会引起较大误差，为了保持一定的精度，需将这些脉冲电压信号整形，再通过转角脉冲发生器，把24个脉冲转变为曲轴一转产生720个脉冲，即转变为每05曲轴转角发生1个脉冲。注意当发动机起动的瞬间，已超过了产生G1信号时期，而G2信号又未产生，此时无法判别气缸，因此必须等到产生G信号判别气缸后才能执行实际点火控制。当G1或G2信号产生时，可用来判别第6缸或第1缸处于压缩上止点前，因此必须对该缸完成点火准备，G1或G2信号产生后所产生的NE信号即成为第6缸第1缸的点火正进的基准信号，如图311所示。（2）ECU的输出信号ECU通过曲轴位置传感器接收到G1、G2、NE信号，向点火器输出IGT、IGDA、IGDB三个信号。1）IGT信号IGT信号就是点火正时信号。当G1或G2信号产生时，ECU以此信号为基准，根据NE信号控制其后的三次点火信号，即每4个NE信号产生一次点火信号（4个NE信号为60，相当于曲轴转角为120），而每产生三次点火信号后，再经G信号重新设定其后的三次点火信号。点火提前角的控制仍然由ECU利用各传感器检测到的发动机转速、进气压力（真空度）、节气门位置、水温等信号进行控制。闭合角由点火器中的闭合角控制电路进行控制。2）IGDA、IGDB信号IGDA、IGDB信号是ECU输送给点火器的判缸信号，它存于ECU的存储器中，ECU根据G1、G2及NE信号查表选择IGDA、IGDB信号状态，以确定各缸的点火顺序。3）点火器点火器内有气缸判别、闭合角控制、恒流控制、安全信号等电路，其主要功能是接收ECU发出的IGT、IGDA、IGDB信号，并依次驱动各个点火线圈工作。另外它还向ECU输入安全信号（IGF）。其具体工作过程如下点火器中的气缸判别电路根据判别信号IGDA、IGDB的信号状态，决定哪条驱动电路接通，并将IGT点火正时信号送往与此驱动电路相连接的点火线圈，完成对某缸的点火。例如，如果IGDA、IGDB信号状态分别为0和1时，气缸判别电路使VT1导通，将点火正时信号送给1缸和6缸的点火线圈，使基工作、完成对1缸和6缸的点火。4）安全信号IGF将点火器继续点火线圈的初级电流的信号反馈给ECU的信号，使点火器具有安全功能。在电控燃油喷射发动机中，喷油器的驱动信号来自曲轴位置传感器。如果点火系统出现故障使火花塞不点火，而曲轴位置传感器工作正常时，喷油器会照常喷油，造成气缸内喷油过多，结果会出现再起动困难或行车时三元催化转化器过热。为避免这种现象发生，当IGF信号连续35次无反馈信号送入ECU时，则ECU判断点火系统有故障、并强制停止喷油器工作。5）点火线圈一般传统点火线圈的二次线圈的一端通过配电器接火花塞，一端与一次线圈相接。无分电器点火系统采用小型闭磁路的点火线圈，二次线圈的两端分别与两个气缸上的火花塞相联接。气缸的组合原则为，一缸处于压缩行程的末期，另一缸处于排气行程的末期，曲轴旋转360后两缸所处的行程正好相反。对于6缸发动机来讲，其气缸的组合为第1缸与第6缸、第2缸与第5缸、第3缸与第4缸，即每两缸一个点火线圈，火花塞串联同时点火。由于压缩缸的气缸压力较高，放电较为困难，因此所需击穿电压较高，而排气缸的压力接近大气压力，放电容易，所需的击穿电压较低。因此当两缸火花塞同时跳火时，阻抗几乎都在压缩缸。即在串联点火电路中，压缩缸承受大部分电压降，与普通只有一个火花塞跳火的点火系统比较，击穿电压相差不大，而排气缸损失的电能也不大。点火线圈由一次线圈、二次线圈、铁心、高压二极管、外壳等组成。教学分析XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题计算机控制点火系统的组成及工作原理3/3教学目的与要求1掌握电子点火系统的主要元件的检修2了解电子点火系统的故障诊断教学重点爆震控制的检修教学难点通电时间控制与爆震控制的原理课前准备教学形式实物、多媒体、理论。作业教学环节教学过程教学方法计算机控制点火系统的组成及工作原理3/3四、通电时间的控制1通电时间对发动机性能的影响初级电路被断开的瞬间，初始电流能达到的值与初级电路接通的时间长短有关，只有通电时间一定值时，初级电流才可能达到饱和。由于断开电流影响次级电压的最大值，次级电压的高低又直接影响点火系工作的可靠性。所以，发动机工作时，必须保证点火线圈的初级电路有足够的通电时间。2通电时间的控制方法现代电控点火系统和传统的分电器不同，传统的点火线圈初级电路的通电时间取决于断电器触点的闭合角和发动机转速；而现代点火线圈初级电路的通电时间由ECU控制，根据发动机的转速信号和电源电压信号确定最佳的闭合角（通电时间），并控制点火器输出指令信号（IGT信号），以控制点火器中晶体管的导通时间。3点火线圈的恒流控制由于现代车采用了高能点火线圈，改善点火性能。为了防止初级电流过大烧坏点火线圈，在部分电控点火系统的点火控制电路中增加了恒流控制电路。恒流的基本方法是在点火器功率晶体管的输出回路中增设一个电流检测电阻，用电流在该电阻上形成的电压降反馈控制晶体管的基极电流，只要这种反馈为负反馈，就可使晶体管的集电极电流稳定，从而实现恒流控制。四、爆震控制1爆震与点火时刻的关系爆震与点火时刻有密切的关系，点火提前角越大，燃烧的最大压力就越高，越容易产生爆震。2爆震控制原理1）组成（如图）2）原理爆震传感器安装在缸体上，利用压电晶体的压电效应，把爆震传到气缸体上的机械振动转换成电信号输入ECU，ECU通过爆震传感器输入信号判别发动机有无爆震，并依据爆震强度推迟点火时间。爆震越强，推迟点火角越大，知道爆震消失为止。爆燃控制系统的组成1爆燃传感器2ECU3其他传感器4点火器和点火线圈5分电器6火花塞爆燃控制的输入处理回路3爆燃强度的确定ECU根据爆燃信号超过基准值的次数来判定爆燃强度，次数越多，爆燃强度越大，反之越小。而后又以一固定的角度增加点火提前角，当发动机再次出现爆震时，ECU又使点火提前角推迟，调整过程反复进行。五、爆震传感器功能检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度。类型电感式和压电式两种，压电式又分为共振式、非共振式和火花塞座金属垫型。1电感式爆燃传感器构造主要由铁心、永久磁铁、线圈及外壳等组成。原理利用电磁感应原理检测发动机爆燃。2压电式爆燃传感器原理利用压电效应原理检测发动机爆燃。（1）压电式共振型爆燃传感器由压电元件、振子、基座、外壳等组成。当发生爆燃时，振子与发动机共振，压电元件输出的信号电压也有明显增大，易于测量。（2）压电式非共振型爆燃传感器与共振式相比，非共振式内部无震荡片，但设一个配重块，以一定的预紧压力压紧在压电元件上。当发动机发生爆燃时，配重块以正比于振动加速度的交变力施加在压电元件上，压电元件则将此压力信号转变成电信号输送给ECU。（3）压电式火花塞座金属垫型爆燃传感器安装在火花塞的垫圈处，每缸一个，根据各缸的燃烧压力直接检测各缸的爆燃信息，并转换成电信号输送给ECU。3爆震传感器控制电路如图所示教学分析XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题点火系统有关元件的故障诊断及维修教学目的与要求1掌握电子点火系统的主要元件的检修2了解电子点火系统的故障诊断教学重点电子点火系统的主要元件的检修教学难点电子点火系统的故障诊断课前准备教学形式实物、多媒体、理论。作业教学环节教学过程教学方法点火系统有关元件的故障诊断及维修一、电控点火系统的类型1汽油机点火系统的类型传统点火系统分为磁电机点火系统和蓄电池点火系统。缺点（1）高速易断火，不适合高速发动机。（2）断电器触点易烧蚀，工作可靠性差。（3）点火能量低，点火可靠性差。2电控点火系统的类型有分电器和无分电器式。采用计算机根据各传感器信号对点火提前角进行控制。二、电控点火系统的基本组成与工作原理1基本组成一般由电源、传感器、ECU、点火器、点火线圈、分电器和火花塞组成。2工作原理发动机工作时，ECU根据接收到的传感器信号，按存储器中的相关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势，经分电器或直接送至工作气缸的火花塞。三、有分电器电控点火系统特点1个点火线圈。组成由凸轮轴/曲轴位置传感器、空气流量计、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、起动开关、空调开关、车速传感器。四、无分电器电控点火控制系统特点用电子控制装置取代分电器，利用电子分火控制技术将点火线圈产生的高压电直接送给火花塞进行点火。1独立点火方式特点点火线圈的数量和气缸数相等。优缺点分火性能较好，但其结构和控制电路复杂。2同时点火方式特点点火线圈的数等于气缸数的一半。3点火器功能根据ECU的指令，控制点火线圈初级电路的通电或断电，并在完成点火后向ECU输送点火确认信号。4点火线圈及分电器点火线圈采用一次线圈电阻值很小的高能点火线圈。在有分电器的系统中，各气缸共用一个点火线圈；在无分电器的系统中，将气缸分组，每组共用一个点火线圈，或者是每个气缸独立用一个线圈。五、点火系电器元件的诊断与维修1曲轴位置传感器的诊断与维修1）曲轴位置传感器电阻的检查如表所示2）曲轴位置传感器输出信号的检查3）传感器线圈与信号转子的间隙检查曲轴位置传感器电阻值2点火线圈诊断与维修拔下点火线圈的连线，用万用表的电阻挡测量点火线圈的电阻。3点火器诊断与维修将点火线圈与点火器的导线连接好，用万用表电压挡或示波器检查发动机ECU端子间的电压。4点火系统其他部件的诊断与维修线圈初级线圈次级线圈检查条件冷态（1050）热态（50100）冷态（1050）热态（50100）检查标准11117514120590157K114188K1）高压线2）火花塞5爆震传感器的检修1）爆震传感器电阻的检查用万用表的电阻挡检查传感器端子与传感器壳体之间的电阻，应不通。2）爆震传感器输出信号的检查拔下爆震传感器连接插头，当发动机怠速时，用示波器检查爆震传感器的接线端子与搭铁间应有脉冲波形输出。六、怠速转速及点火正时的调整1怠速的调整对于安装自动变速器的汽车，其发动机的怠速转速一般为（80050）R/MIN；对于安装手动变速器的汽车，其发动机的怠速转速一般为（70050）R/MIN。调整怠速时，发动机温度应正常，且不带任何负荷；拔下怠速电控插头，起动发动机，并转动怠速调整螺钉，直到怠速符合为止。2点火正时调整当发动机怠速转动时，其点火提前角应为201度。若不符合要求，可转动分电器进行调整。点火提前角的大小可用正时灯进行检测。教学分析XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题汽油机排放控制系统及检修教学目的与要求1掌握排放控制系统电路的检修2了解排放控制系统工作原理教学重点排放控制系统电路的检修教学难点排放控制系统工作原理课前准备教学形式实物、多媒体、理论。作业教学环节教学过程教学方法汽油机排放控制系统及维修1/2一、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统1三元催化转换器的功能利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。2三元催化转换器的构造三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混合物。3影响三元催化转换器转换效率的因素影响最大的是混合气的浓度和排气温度。只有在理论空燃比147附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给ECU，用来对空燃比进行反馈控制。此外，发动机的排气温度过高（815以上），TWC转换效率将明显下降。4氧传感器（1）氧化锆氧传感器在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂，外侧与大气相同。在400以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小，氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近0V），反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为1V）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变，如下图。（2）氧化钛氧传感器主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。氧化锆氧传感器及其输出特性A）结构B）输出特性1法兰2铂电极3氧化锆管4铂电极5加热器6涂层7废气8套管9大气当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。（3）氧传感器控制电路日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。氧传感器控制电路闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向ECU输入的高电压信号（07509V）。此时ECU减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至01V左右，ECU立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内。教学分析XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题汽油机辅助控制系统42汽油机排放控制系统及检修教学目的与要求1掌握排放控制系统电路的检修2了解排放控制系统工作原理教学重点排放控制系统电路的检修教学难点排放控制系统工作原理课前准备教学形式实物、多媒体、理论。作业教学环节教学过程教学方法汽油机排放控制系统及维修2/2二、废气在循环控制系统（EGR）1EGR控制系统功能将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低气缸的最高温度，以减少NOX的排放量。种类开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统。2开环控制EGR系统如图，主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。开环控制EGR系统原理EGR阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。EGR电磁阀安装在通向EGR真空通道中，ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。ECU不给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空通道接通，EGR阀开启，进行废气再循环；ECU给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空度通道被切断，EGR阀关闭，停止废气在循环。EGR率EGR量（进气量EGR量）1003闭环控制EGR系统闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器，控制原理，EGR率传感器安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU，ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。4EGR控制系统的检修（1）一般检查拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提高到2500R/MIN左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。（2）EGR电磁阀的检查冷态测量电磁阀电阻应为3339。电磁阀不通电时，从进气管侧吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通；接上蓄电池电压时，应相反。（3）EGR阀的检查如图，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPA的真空度，EGR阀应能开启，不施加真空度，EGR阀应能完全关闭。EGR阀的检查三、汽油蒸气排放（EVAP）控制系统1EVAP控制系统功能收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸气直接排出大气而防止造成污染。同时，根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。2EVAP控制系统的组成与工作原理如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制。EVAP控制系统发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管。在部分电控EVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。如图韩国现代轿车装用的电控EVAP控制系统。韩国现代轿车EVAP系统3EVAP控制系统的检测（1）一般维护检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶20000应更换活性碳罐底部的进气滤心。（2）真空控制阀的检查拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5KPA真空度时，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。（3）电磁阀的检查拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度，若接蓄电池电压，真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻应为3644。教学分析XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX共页科目发动机电控技术班级章节课时课题汽油机进气控制系统及检修教学目的与要求1汽油机进气控制系统的检修2汽油机进气电控系统的工作原理教学重点汽油机进气控制系统的检修教学难点汽油机进气电控系统的工作原理课前准备教学形式实物、多媒体、理论。作业教学环节教学过程教学方法油机进气控制系统及维修一、谐波增压控制系统（ACIS）谐波增压控制系统是利用进气流惯性产生的压力波提高进气效率。1压力波的产生当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升。当气体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。2压力波的利用方法一般而言，进气管长度长时，压力波长，可使发动机中低转速区功率增大；进气管长度短时，压力波波长短，可使发动机高速区功率增大。3波长可变的谐波进气增压控制系统丰田皇冠车型2JZGE发动机采用在进气管增设一个大容量的空气室和电控真空阀，以实现压力波传播路线长度的改变，从而兼顾低速和高速的进气增压效果。系统工作原理如图，ECU根据转速信号控制电磁真空通道阀的开闭。低速时，电磁真空孔道阀电路不通，真空通道关闭，真空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增压控制阀处于关闭状态。此时进气管长度长，压力波长大，以适应低速区域形成气体动力增压效果。高速时，ECU接通电磁真空道阀的电路，真空通道打开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播距离，使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增压效果。ACIS系统工作原理维修时检查空气真空电磁阀的电阻为385445。二、动力阀控制系统功用根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。工作原理受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。发动机小负荷运转时，受ECU控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小功率。当发动机负荷增大时，ECU根据转速、温度、空气流量信号将真空电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率。维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气，真空电磁阀电路有无短路或断路。三、可变配气相位控制系统（VTEC）1对配气相位的要求要求配气相位随着发动机转速的变化，适当的改变进、排气门的提前或推迟开启角和迟后关闭角。2VTEC机构的组成同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门，中间摇臂在主次之间，不与任何气门直接接触。VTEC配气机构与普通配气机构相比较，主要区别是凸轮轴上的凸轮较多，且升程不等，结构复杂。3VTEC机构的工作原理功能根据发动机转速、负荷等变化来控制VTEC机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。工作原理发动机低速运转时，电磁阀不通电使油道关闭，此时，三个摇臂彼此分离，主凸轮通过摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆；次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量关闭。配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮轴驱动。当发动机高速运转，电脑向VTEC电磁阀供电，使电磁阀开启，来自润滑油道的机油压力作用在正时活塞一侧，此时两个活塞分别将主摇臂和次摇臂与中间摇臂接成一体，成为一个组合摇臂。此时，中间凸轮升程最大，组合摇臂受中间凸轮驱动，两个进气门同步工作。当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流，正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。4VTEC系统电路5VTEC系统的检测发动机不工作时，拆下气门室罩，转动曲轴分别使各缸处于压缩上止点位置，用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和次摇臂分离单独运动。在使用中，本田车系若有故障21，说明VTEC电磁阀或电路有故障，按以下进行检查清除故障码，在重新调取故障码。