认知发动机电控系统部件

认知发动机电控系统部件2026-05-1901案例引入Chapter某大众迈腾380TSI豪华型轿车发动机电控系统发生了故障，入厂进行维修。技术经理要求先对该车发动机电控系统进行了解认知，并找出发动机电控原件安装位置，初步观察其外观是否良好。案例引入02任务目标Chapter任务目标-0知识目标掌握汽车发动机控制系统的结构组成、工作原理了解发动机电子控制系统的控制方式掌握汽车发动机控制系统相关传感器和执行器的安装位置（1+X职业技能等级考核点）技能目标能通过查阅相关维修技术资料等方式，获取车辆资讯与信息（1+X职业技能等级考核点）能找出发动机电控系统主要传感器、执行器、电控单元的安装位置能完成发动机电控系统主要传感器、执行器、电控单元的更换具备新标准、新政策的学习能力素养目标1、能够在工作过程中，养成团队合作意识，锻炼沟通能力2、养成7S的工作习惯3、养成服务从管理，规范作业的良好工作习惯4、提高节能降耗意识5、增强爱岗敬业意识03知识准备Chapter如今，发动机电子控制技术已经发展到集燃油喷射、点火控制、怠速控制、进气控制、增压控制、排放控制、防盗控制、失效保护控制以及诊断、数据通信等多项控制为一体的发动机管理系统，简称“EMS”（EngineManagementSystem）。从20世纪60年代至今，汽车发动机电控技术发展的几个代表性阶段，如图1-1所示。汽车发动机电子控制技术的发展-0汽油发动机电控系统主要由信号输入装置、电控单元和执行器三大部分组成，如图1-2所示，其控制方式根据是否具有反馈信号可分为开环控制与闭环控制。图1-2汽油发动机电控系统组成汽油发动机电控系统的组成与分类-0（1）信号输入装置信号输入装置包括各种传感器和开关，安装在发动机的各个部位，其功用是采集电控系统所需的信息，并将其转换成电信号通过电输送给ECU，汽油发动机常见传感器及作用如表1-1所示。表1-1汽油发动机常见传感器及作用（2）电控单元汽油发动机电控系统的组成与分类-1电控单元全称为ElectronicControlUnit，简称ECU，是电控系统的核心，如图1-3所示。它采集发动机转速、空气流量、冷却液温度等各种信号，进行处理和运算后，控制发动机的喷油量、点火正时、怠速转速和尾气排放，使发动机能在各种工况下保持较好的动力性、经济性和排放性。ECU在发动机中主要的输入接口是传感器（如转速、温度、负荷等），最主要的输出接口是控制接口，它控制外部执行机构的动作，如喷油器、燃油泵等。图1-3发动机电控单元汽油发动机电控系统的组成与分类-2（3）执行器执行器是电控系统中的执行机构，其功用是接受电控单元的指令，完成具体控制动作。汽油发动机常见执行器及功能如表1-2所示。表1-2汽油发动机常见执行器及功能（4）开环控制汽油发动机电控系统的组成与分类-3发动机工作时，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无法做出分析，控制的结果对控制过程没有影响，这种控制方式称为开环控制，如图1-4所示。开环控制方式比较简单但精度较差，如活性碳罐电磁阀的控制。图1-4开环控制汽油发动机电控系统的组成与分类-4（5）闭环控制发动机电控系统的闭环控制系统除具有开环控制的功能外，还对其控制结果进行检测，并将检测结果（即反馈信号）输入ECU，ECU则根据反馈信号误差进行修正，如图1-5所示。所以闭环控制系统的控制精度比开环控制系统更高，如喷油量控制、点火提角控制。汽油发动机电控系统的组成与分类-5汽油发动机电控系统按照控制功能的不同可分为电控燃油喷射系统、电控点火系统、排放控制系统、自诊断系统等。通常将电控燃油喷射系统、电控点火系统以外的其它控制系统统称为辅助控制系统。（1）电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统由燃油供给系统、空气供给系统及电子控制系统组成，如图1-6所示。其主要根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。除喷油量控制外，电控燃油喷射系统还包括喷油正时控制、断油控制和燃油泵控制。图1-6电控燃油喷射系统组成汽油发动机电控系统的主要控制功能-0汽油发动机电控系统的主要控制功能-1（2）电控点火系统电控点火系统的功能是点火提前角控制。该系统根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。此外，电控点火系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。单独点火控制系统的组成，如图1-7所示。04任务准备Chapter故障诊断前准备1）记录整车型号、车辆识别代码、发动机型号等。2）确认电路图，检查/准备工具、仪器设备。3）安装座椅套、安装方向盘套、地板垫；安装车轮挡块、档翼子板布、前格栅板布，安装尾气抽气管。4）检查润滑油液位及品质，检查冷却液液位。5）检查档位（P位）及手刹位置，检查蓄电池连接及电压。表1-3认知发动机电控系统部件工具准备清单类型名称规格图示应用实训材料实训工作页配套维修手册大众教材配套检测工具诊断仪X431万用表优利德示波器优利德工具准备-005实施步骤Chapter（1）曲轴位置传感器1)作用：霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应来测量曲轴位置和转速的。它可以通过检测磁场变化来确定曲轴的位置，从而帮助发动机控制系统实现更精确的喷油和点火时机控制，EA888发动机曲轴位置传感器如图1-8所示。图1-8EA888发动机曲轴位置传感器发动机电控系统关键部件认知检查-02）工作原理：霍尔效应是指当电流通过一定材料时，会在材料内产生磁场，当磁场与材料内的电子相互作用时，会产生电势差。这种现象被称为霍尔效应。霍尔式曲轴位置传感器由霍尔元件、磁铁和信号处理电路组成。磁铁固定在曲轴上，当曲轴转动时，磁铁也会随之转动。霍尔元件安装在发动机上，当磁铁靠近霍尔元件时，会产生电势差，信号处理电路会将这个电势差转换成数字信号，从而测量曲轴位置和转速。（2）低压燃油压力传感器1）作用：燃油压力传感器是汽车发动机燃油供应系统中的一种传感器，它能够实时监测发动机燃油压力，并将检测到的压力值转换为电信号送至ECU(电控单元)。ECU根据接收到的信号，调整发动机的燃油供应量，以确保发动机的正常运作，EA888发动机低压燃油压力传感器如图1-9所示。图1-9EA888发动机低压燃油压力传感器发动机电控系统关键部件认知检查-1发动机电控系统关键部件认知检查-22）工作原理：燃油压力传感器由两个重要组件组成：一个电阻传感器和一个压力传感器。其中，电阻传感器的作用是将电流的变化转化为压力值的变化，而压力传感器则是测量燃油系统内的压力。当油泵工作时，燃油会被压缩并进入燃油系统，从而使压力传感器检测到高压。随着燃油的流动，燃油压力传感器持续测量压力值，并将其转化为电压值传输给电控单元。（3）G62冷却液温度传感器1）作用：其主要作用是探测发动机冷却循环的冷却液温度，用于计算喷油量和怠速理论转速；根据该信号对喷射时间、点火时刻和怠速转速等进行相应调节，EA888发动机G62冷却液温度传感器如图1-10所示。图1-10EA888发动机G62冷却液温度传感器2）工作原理：发动机冷却液温度传感器细长的头部与冷却液接触，它的内部装有负温度系数的热敏电阻。当发动机冷却液温度逐渐升高时，热敏电阻的阻值将逐渐下降，相反则增大，结果发动机冷却液温度发生变化时传感器的输出电压也相应变化。ECU接收冷却液温度传感器传来的信号后，对发动机的喷油时间和点火时间进行修正。（4）GX10尾气催化净化器前的氧传感器与GX7尾气催化净化器后的氧传感器1）前氧传感器的作用。它的主要作用就是反馈，通过检测气缸混合气燃烧后产生的废气中的氧含量，传递不同的电信号给ECU。如果氧含量过低，说明混合气体过浓，如果氧含量过高，说明混合气体过稀，ECU收到了不同电信号以后，就可以通过信息对混合气进行不同的修正，EA888发动机GX10尾气催化净化器前的氧传感器如图1-11所示。图1-11EA888发动机GX10尾气催化净化器前的氧传感器发动机电控系统关键部件认知检查-3发动机电控系统关键部件认知检查-42）后氧传感器的作用。它的作用主要就是检查三元催化器净化效果是怎么样的，也就是净化以后废气中的氧含量，将数值反馈给ECU，通过电脑比对前氧传感器反馈的数据与后氧传感器的数据相比较3)工作原理：在一定条件下，利用氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差，且浓度差越大，电位差越大。（5）N290燃油定量阀1）作用：燃油定量阀是控制进入油轨的油量，满足共轨系统压力设定的要求，与轨压传感器一起形成对轨压的闭环控制，EA888发动机N290燃油定量阀如图1-12所示。图1-12EA888发动机N290燃油定量阀发动机电控系统关键部件认知检查-52）工作原理：通过控制阀芯的位置,改变阀体内的通道断面积,从而调节燃油的流量。（6）F34制动液液位传感器1）作用：制动液液位传感器是一种用于检测汽车制动液液位的传感器装置。它通过对制动液液位的实时监测，可以保持车辆制动系统的正常运行和安全性，F34制动液液位警告信号触点如图1-13所示。图1-13F34制动液液位警告信号触点发动机电控系统关键部件认知检查-62）工作原理：它通常由传感器电路和液体测量元件两部分组成，液位测量元件是制动液液位传感器的核心组成部分。它主要是利用了液体的导电性，实现液位的精确检测。当传感器所在的容器内液位超过预定的高度，会形成导电链路，导通测量电路。当液位降至预定的低度，电路则断开。将检测到的信号通过电缆线传输到中央控制模块，并经过数据处理后转换成所需要的液位状态信号（7）G163霍尔式排气凸轮轴位置传感器与G40霍尔式进气凸轮轴位置传感器1）作用：采集凸轮轴位置信号,然后将信号传送至发动机控制单元,由发动机控制单元结合曲轴位置传感器信号识别1缸压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制，EA88发动机G163霍尔式排气凸轮轴位置传感器与G40霍尔式进气凸轮轴位置传感器如图1-14所示。。图1-14EA888发动机凸轮轴位置传感器2）工作原理：该传感器利用霍尔效应原理产生凸轮轴位置信号。ECU提供电源使电流通过霍尔晶体管。当旋转转子的凸齿通过磁场时,磁场强度发生变化。霍尔晶体管产生的霍尔电压被放大并传输到ECU。ECU根据霍尔电压产生的时间确定凸轮轴位置,并根据霍尔电压产生的时间确定曲轴转角和发动机转速。（8）GX3节气门位置传感器1）作用：检测出发动机是处于怠速工况还是负荷工况或是加速工况、减速工况。通过ECU分析与控制，实现不同节气门开度下的喷油量控制，EA88发动机GX3节气门位置传感器如图1-15所示。发动机电控系统关键部件认知检查-7图1-15EA888发动机GX3节气门位置传感器2）工作原理：节气门位置传感器实际上是一个滑动变阻器，当踩下油门时，怠速信号线断开，滑动变阻器也跟着转动，电脑检测传感器电压值，得出的数据经电脑对比分析，来控制基本喷油量。（9）排气凸轮调节器1）作用：在排气凸轮轴上两个不同的气门升程之间相互切换。根据发动机的工作需要改变进和排气门的开启时间，EA888发动机排气凸轮调节器如图1-16所示。。。图1-16排气凸轮调节器发动机电控系统关键部件认知检查-8发动机电控系统关键部件认知检查-92）工作原理：当电流通过执行器电磁线圈时，金属销在18-22毫秒中被移动。伸展的金属销接合到排气凸轮轴上凸轮件的相关滑动槽中，并通过凸轮轴旋转推动滑动槽到相应的切换位置。销通过机械方式在滑动槽的作用下缩进去。凸轮件的两个执行器被启动时，总是只有一个执行器上的金属销移动每个执行器都包含一个电磁线圈。金属销通过导管被向下移。在收缩位置和伸展位置，金属销通过一个永磁铁被固定在执行器壳体中的相应位置。（10）G31增压压力传感器1)作用：检测进气压力,ECU进行进气流量计算,用于喷油控制，EA888发动机G31增压压力传感器如图1-17所示。图1-17G31增压压力传感器2）工作原理：当压力发生变化时，传感器内部的晶体会发生变形，从而改变晶体的电阻值，以及改变传感器的输出电压，其次增压压力传感器的输出电压与压力的变化成正比，因此可以通过测量输出电压来确定它的额定压力值。（11）N80活性炭罐电磁阀1）作用：用于减少燃油蒸发造成的空气污染，提高燃油效率，EA888发动机N80活性炭罐电磁阀如图1-18所示。图1-18N80活性炭罐电磁阀发动机电控系统关键部件认知检查-102）工作原理：当发动机熄火后，车辆活性炭罐开始吸收燃油箱排出的油气，并牢牢锁在罐内的活性炭微孔中，防止油气排入大气。当发动机启动时，吸附在碳罐中的油气作为燃料输送到发动机。（12）点火线圈1）作用：点火线圈的作用是将低压电路转化为高压电流,供给火花塞进行跳火,引燃发动机气缸内的混合气，EA888发动机点火线圈如图1-19所示。图1-19点火线圈发动机电控系统关键部件认知检查-112）工作原理点火线圈由初级线圈、次级线圈和铁芯组成，它可以将电源输出的低压电流，转化成高压电流，以达到点火的目的。