《电控发动机总论》课件

电控发动机总论本课程介绍现代汽车发动机控制系统，涵盖工作原理、系统结构、关键技术等方面。课程简介目标本课程旨在帮助学生深入了解电控发动机的原理、结构和工作过程。内容课程涵盖电控发动机的特点、组成、工作原理、故障诊断和维修等方面。价值通过学习本课程，学生将掌握电控发动机的基础知识，为今后从事汽车维修和研发工作奠定基础。内容大纲11.电控发动机的特点介绍电控发动机的优势，如燃油经济性、动力性、排放控制等。22.电控发动机的组成详细介绍电控发动机的各个部件，如传感器、执行器、控制单元等。33.电控系统的工作原理阐述电控系统如何根据传感器信号，控制执行器，以达到最佳的发动机运行状态。44.电控系统故障诊断介绍电控系统常见故障的诊断方法，以及故障排除的步骤。电控发动机的特点燃油经济性精确控制燃油喷射，优化混合气，提高燃烧效率，节省燃油。动力性通过调整点火正时和燃油喷射量，提升发动机动力性能。排放控制实时监控尾气排放，通过闭环控制系统，降低有害气体排放。智能化通过ECU控制，实现发动机参数自适应调节，提高驾驶舒适性和安全性。电控发动机的组成发动机本体发动机本体是电控发动机系统的核心，负责将燃料转化为动力，包括气缸、活塞、连杆、曲轴等部件。发动机本体提供燃烧所需的压缩气体，为燃烧过程提供动力来源。电控系统电控系统负责管理和控制发动机的工作状态，包括传感器、执行器和控制单元等。电控系统能够根据不同的驾驶条件和发动机状态，调整燃油喷射量、点火正时等参数，以达到最佳的性能和燃油经济性。传感器传感器负责收集发动机工作状态的信息，例如发动机转速、进气压力、水温等。传感器将收集到的信息传递给ECU，以便ECU做出相应的控制指令。执行器执行器负责根据ECU的控制指令执行相应的操作，例如控制喷油器的喷油量、控制点火系统的点火时间等。执行器将ECU的指令转化为具体的物理操作，实现对发动机的控制。电控系统的工作原理1传感器信号收集发动机运行数据2ECU处理分析数据并控制执行器3执行器控制调节发动机参数电控系统通过传感器获取发动机运行状态信息，将信息传输至ECU进行分析处理，最终通过执行器控制发动机的工作参数，实现最佳性能。传感器的种类及作用传感器类型电控发动机使用各种传感器来监测发动机运行状态，例如发动机转速、水温、氧气浓度等。这些传感器将物理量转换为电信号，提供给ECU进行分析处理。传感器作用传感器是电控发动机的“眼睛”，它们负责感知发动机的运行状态，并将信息传递给ECU，帮助ECU做出最佳的控制决策。发动机控制单元(ECU)核心控制单元ECU是电控发动机的“大脑”。复杂电子电路ECU包含微处理器、存储器、传感器接口、执行器接口等。控制软件ECU运行着控制软件，根据传感器数据，控制发动机的工作参数。电控系统的输入信号传感器信号发动机工作时，各种传感器会将物理量转化成电信号。这些信号包含了发动机转速、温度、压力、位置等信息。驾驶员输入信号驾驶员的操作也会被转化为电信号，例如油门踏板位置、方向盘转角、制动踏板压力等。电控系统的输出信号点火信号ECU控制点火线圈，产生高压点火脉冲，点燃混合气。喷油脉冲ECU控制喷油器，根据发动机工况需求，喷射一定量的燃油。节气门控制信号ECU控制电子节气门，调节进气量，控制发动机转速和功率。仪表信号ECU向仪表盘提供发动机转速、水温、油量等信息，方便驾驶员监控。ECU的工作过程接收信号ECU接收来自各种传感器、开关和其它控制单元的信号，并将其转换为数字信号。数据处理ECU根据预先编好的程序对接收到的信号进行分析和处理，并确定相应的控制策略。执行控制ECU根据控制策略向执行机构（如喷油器、点火线圈、电子节气门等）发送控制信号，以调节发动机的工作状态。自我监测ECU会持续监控自身的工作状态以及相关系统的运行情况，并进行自我诊断，确保系统正常工作。电控系统故障诊断1故障代码读取利用专用诊断仪读取故障代码，识别问题根源。2数据流分析分析传感器和执行器数据，判断故障类型。3测试检查对相关传感器、执行器和线路进行测试和检查。4维修修复根据故障诊断结果，更换损坏部件或修复线路故障。常见故障现象及维修启动困难发动机无法启动或启动后立即熄火，可能是点火系统、燃油系统、供电系统或传感器故障导致的。加速无力加速时发动机动力不足，可能是喷油器堵塞、燃油压力不足、点火时间延迟或空气流量计故障导致的。怠速不稳发动机怠速时转速不稳定，可能是怠速控制系统、空气流量计或氧传感器故障导致的。排气异常排气管冒黑烟、白烟或蓝烟，可能是燃油喷射时间过长、点火时间过早或发动机磨损导致的。曲轴位置传感器11.信号检测曲轴位置传感器通过检测曲轴的旋转角度，确定发动机各个气缸的运动状态，实现精确的点火和喷油控制。22.霍尔效应多数曲轴位置传感器使用霍尔效应原理，通过磁场变化产生的感应电流来检测曲轴的旋转信号。33.信号输出传感器输出的信号会被发动机控制单元ECU接收，用于控制点火正时和燃油喷射量。44.故障诊断曲轴位置传感器故障会导致发动机无法启动或运转不平稳，需要及时检修和更换。凸轮轴位置传感器作用它监测凸轮轴的旋转角度，确定每个气缸的进气和排气阀门的开闭时间，保证点火时间准确。原理传感器由齿轮和传感器组成，齿轮安装在凸轮轴上，传感器检测齿轮上的齿间距，将信号传递给ECU。类型常见类型包括霍尔效应传感器和磁阻传感器，它们的工作原理略有不同，但都能够精准地检测凸轮轴的位置。故障故障会导致发动机点火时间错误，造成发动机抖动、加速无力、甚至无法启动等问题。怠速电路怠速电路用于控制发动机在怠速状态下的转速。怠速控制系统通过调节进气量来保持稳定的怠速转速。传感器监测发动机参数，例如发动机转速和进气压力。ECU根据传感器数据调整怠速控制阀的开度，从而控制进气量。喷油器喷油器种类喷油器主要分为电磁式和压电式两种。喷油器结构喷油器由喷油嘴、电磁阀、控制电路和滤网等组成。喷油器工作原理电磁阀控制喷油嘴打开，燃油压力推动燃油通过喷油嘴喷入气缸，实现燃油雾化和精确控制。节气门位置传感器位置感知节气门位置传感器用于测量节气门的开度，并将该信息传送到ECU。这个信号反映了驾驶员对发动机扭矩的需求，ECU根据这个信号控制喷油量和点火提前角。类型常见的节气门位置传感器有两种：电位计式和霍尔效应式。电位计式通过电阻的变化来感知节气门的位置，霍尔效应式通过磁场变化来感知。氧传感器氧传感器结构氧传感器是一种将废气中的氧气浓度转化为电信号的传感器。氧传感器工作原理氧传感器通过测量废气中的氧气浓度来控制燃油空燃比，以达到最佳的燃烧效率和排放水平。氧传感器位置氧传感器通常安装在排气歧管或排气管上，靠近发动机排气口。冷却液温度传感器冷却液温度传感器用于测量发动机冷却液的温度。ECU利用温度信息，优化点火正时、喷油量和怠速控制。传感器信号用于驱动仪表盘上的冷却液温度表。水温传感器传感器类型水温传感器是一种热敏电阻，其电阻值会随温度变化而变化。水温传感器用于测量发动机冷却液的温度。工作原理当冷却液温度升高时，水温传感器的电阻值降低，反之则升高。ECU通过检测水温传感器的电阻值变化来判断冷却液的温度，从而控制发动机冷却系统。燃油压力传感器监控燃油压力燃油压力传感器负责监控燃油轨上的燃油压力，并将其信号传递给ECU。优化燃油喷射根据实际燃油压力，ECU可以调整喷油时间和喷油量，以确保发动机最佳运行状态。确保燃油供应燃油压力传感器可以监测燃油泵是否正常工作，防止燃油供应不足导致发动机熄火。故障诊断燃油压力传感器故障会导致发动机性能下降，如启动困难、加速无力或怠速不稳。进气压力传感器功能测量发动机进气歧管的压力，反映发动机负荷变化。类型常见类型为压阻式传感器，利用压力变化引起电阻变化来工作。作用为ECU提供进气压力数据，用于计算燃油喷射量和点火提前角。应用广泛应用于各种汽油和柴油发动机控制系统，提高燃油经济性和排放性能。废气再循环系统减少污染物排放废气再循环系统将部分尾气重新导入气缸，降低燃烧温度，减少氮氧化物(NOx)的生成。控制废气流量废气再循环阀控制进入气缸的废气量，确保燃烧稳定，并降低尾气排放。提高燃油经济性废气再循环系统可以降低燃烧温度，提高燃油燃烧效率，从而提高燃油经济性。电子怠速控制阀作用电子怠速控制阀（IACV）通过控制进气量，以维持发动机在怠速状态下的稳定运行。怠速控制阀通过调节进气量来控制发动机的转速。当发动机在怠速状态下运行时，电子怠速控制阀通过调节进气量来保持发动机的转速稳定。三元催化器减少有害气体三元催化器通过化学反应将废气中的有害物质转化为无害物质。氧传感器氧传感器监测废气中的氧气含量，帮助控制三元催化器的效率。排放控制三元催化器是汽车排放控制系统的重要组成部分，减少污染。正时齿轮11.计时正时齿轮确保进气门和排气门在正确的时间打开和关闭，从而控制气缸内的气体流动。22.配气它将曲轴的旋转运动传递到凸轮轴，控制凸轮轴的旋转速度和位置。33.精确度正时齿轮的精度直接影响发动机的性能和排放，因此需要定期检查和维护。气缸识别气缸识别概述气缸识别技术用于确定发动机气缸的点火顺序。它通过识别气缸的位置，确保每个气缸在正确的时刻点火。传感器类型气缸识别传感器包括曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器，它们向ECU提供气缸位置信息。气缸识别信号传感器产生的信号用于确定气缸的相对位置，ECU根据这些信号来控制点火和燃油喷射时间。识别方法气缸识别方法包括脉冲计数、相位比较等，ECU根据这些方法识别每个气缸的点火顺序。燃油喷射时间喷油时间喷油时间是指喷油器打开的时间，直接影响燃油量，决定燃烧过程的效率。控制因素喷油时间由ECU控制，根据发动机工况、传感器信号等进行调整。重