1,电控发动机的检修,普通高等教育“十一五”国家级规划教材 国家级精品教材,机械工业出版社 主编：李 雷,2,单元一 认识电控发动机系统及工作过程,单元二 维护和检查电控发动机系统,单元三 诊断与排除电控发动机故障,单元一 认识电控发动机系统及工作过程,任务1 认识汽油发动机电控系统,任务 2 认识电控系统工作过程,任务3 认识传感器系统,任务4 认识进气系统,任务5 认识燃油喷射系统,任务6 认识点火系统,任务7 认识排放控制系统,任务8 认识控制系统的工作模式和自诊断,任务9 认识柴油发动机电控系统,4,本次任务是对电控汽油发动机有一个初步的认识，完成任务后你可以回答以下问题： 汽油发动机电控系统的功能有哪些？ 汽油发动机电控系统的优点是什么？ 电控汽油发动机系统由哪些分系统组成？,任 务 说 明,任务1 认识汽油发动机电控系统,2电控点火,1电控汽油喷射,3发动机排放控制,4发动机辅助控制,一、汽油发动机电控系统的功能有哪些？,二、汽油发动机电控系统的优点有哪些？,改善了各缸混合气的均匀性,改善了汽油机过渡工况响应特性,改善了各缸混合气的均匀性,改善了对地理及气候环境的适应性,汽油的雾化质量好,提高了高低温起动性能和暖机性能,减少进气阻力，提高进气密度,？,使有害物排放量显著减少,三、汽油发动机电控系统的组成,1传感器系统,2进气系统,3汽油供给系统,4电控点火系统,5排放控制系统,6发动机控制单元及诊断通信系统,完成学习工作页1,完成任务并得到指导老师的认可，请进入下一个任务学习,9,在本次任务中，要求你能够较深入地认识电子控制系统的组成和它们之间的关系，完成任务后你可以回答以下问题： 电子控制系统由哪几部分组成？ 传感器的电信号有哪些类型？ 控制单元怎样对传感器信息进行处理？,任 务 说 明,任务2 认识电子控制系统工作过程,一、电子控制系统组成,控制单元,传感器,执行器,电子控制单元内部组成,二、传感器的电信号,模拟电压信号,数字电压信号,三、输入信号的处理,输入信号放大,模数转换,四、中央处理器和存储器,中央处理器和存储器,五、控制单元对信息的处理,传感器和信号输入处理,信号输入处理,信号输出驱动器和执行器,完成学习工作页2,完成任务并得到指导老师的认可，请进入下一个任务学习,20,本次任务是认识电控发动机的传感器系统，完成任务后你可以回答以下问题： 认识测量进气量的传感器有哪些？ 曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器的作用是什么？说明其工作原理。 简要说明节气门位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、氧传感器、爆震传感器、车速传感器等的作用和工作过程。,任 务 说 明,任务3 认识电控发动机的传感器系统,一、认识测量进气量的传感器,进气压力传感器,进气压力传感器又称为歧管绝对压力传感器，测量进气歧管内绝对压力的变化并转化为电信号。,空气流量计,常见的空气流量计有叶片式空气流量计、卡门旋涡式空气流量计、热线式空气流量计和热膜式空气流量计。,叶片式空气流量计,图 叶片式空气流量计结构 1-测量叶片 2-缓冲叶片 3-汽油泵开关 4-平衡配重 5-调整齿圈 6-回位弹簧 7-电位计 8-印刷电路板,卡门旋涡式空气流量计,图 光学式卡门旋涡空气流量计结构,图 超声波式卡门旋涡空气流量计的结构,热线式空气流量计,图 热线式空气流量计的结构 1-滤网2-取样管3-白金热线 4-温度补偿电阻5-电路板6-插接器,热膜式空气流量计,图 热膜式空气流量计 1-控制电路及插接器 2-热膜 3-温度补偿电阻4-滤网,二、认识曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器,作 用 曲轴位置传感器（CKP传感器）用来检测发动机转速和曲轴位置信号，是控制喷油和点火时刻的主要信号。 凸轮轴位置传感器（CMP传感器）又称相位传感器、同步信号传感器，是一个气缸判别定位信号，判别此时开始向上止点运行的活塞是处于压缩行程或排气行程，是控制喷油和点火时刻的重要信号。,28,丰田8A-FE发动机曲轴位置传感器,图 曲轴位置传感器结构图 1-G转子 2-G1耦合线圈 3-G2耦合线圈 4-N转子 5- G-N耦合线圈 6-G、N转子 7-G1、G2耦合线圈 8-分电器,29,图 曲轴位置信号,切诺基四缸发动机的曲轴位置传感器,图 曲轴位置传感器信号,切诺基四缸发动机同步信号传感器,图 利用同步信号判别气缸行程,32,三、认识节气门位置传感器,节气门位置传感器安装在节气门体上，它将节气门开度转换成电压信号输出到控制单元。 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。,33,图 节气门位置传感器外观,图 开关式节气门位置传感器,图 线性节气门位置传感器 1-接5V电压 2-信号输出 3- 接负极,图 综合式节气门位置传感器 1-电阻膜片 2-节气门开度输出动触点 3-怠速动触点 VC5V电压 VTA节气门位置信号 IDL-怠速信号 E-信号负极,四、认识冷却液温度传感器,冷却液温传感器（又称水温传感器，ECT传感器）测定发动机冷却液温度的高低，向控制单元反映发动机的热状态信号，用来修正喷油量、点火时刻等。 冷却液温传感器一般安装在发动机缸体、缸盖的水套或节温器壳内，并伸入水套中与冷却液直接接触，用来检测冷却液温度。,图 冷却液温传感器和输出特性,五、认识进气温度传感器,进气温度传感器（IAT传感器）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。 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。,图 进气温度传感器外形,六、认识氧传感器,氧传感器（O2S）安装在排气管上，检测排气中的含氧量， ECU根据氧传感器信号判断空燃比是否偏离理论值，以调节喷油量，控制空燃比在14.7：1的最佳值附近，完成喷油量的闭环控制。 在大众车系中，常将氧传感器称为传感器。,40,图 氧传感器外形,图 二氧化锆氧传感器及输出特性,41,七、认识爆震传感器,爆震传感器（KNK传感器）用来检测发动机有无爆震发生，ECU根据此信号调整点火提前角，减少爆震的产生。 爆震传感器安装在发动机缸体上，通过检测发动机振动的方法来判断有无爆震，通常有1个或2个。,图 爆震传感器安装位置,43,八、认识车速传感器,车速传感器（SPD传感器）用来测量汽车的行驶速度，车速信号主要用于发动机怠速和汽车加减速期间的空燃比控制。 车速传感器在早期常使用舌簧开关型传感器，现在多使用磁感应式、霍尔效应式传感器。,图 车速传感器,图 舌簧开关传感器 l-舌簧开关2-磁铁3-至转速表软轴,图 切诺基汽车车速传感器安装在分动箱上,完成学习工作页3,完成任务并得到指导老师的认可，请进入下一个任务学习,46,在本次任务中，你能够认识进气系统的各个部件和工作方式，完成任务后你可以回答以下问题： 进气系统的作用是什么？由哪些部件组成？ 简要说明电控发动机的怠速控制过程。 说明12种提高进气系统性能的进气控制技术,任 务 说 明,任务4 认识电控发动机的进气系统,进气系统的作用是：测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。 空气经空气滤清器后、用空气流量计测量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管，在进气歧管内，从喷油器喷出的汽油和空气混合后被吸入气缸内燃烧。,一、认识进气系统的作用和组成,图 进气系统结构示意图 1-辅助空气阀 2-空气滤清器 3-空气流量计 4-曲轴箱通风管 5-怠速控制阀 6-进气总管 7-进气歧管,进气管,图 节气门体,图 MPI节气门体,图 旁通气道与怠速调整螺钉,节气门体,辅助空气阀又称冷车快怠速阀，在冷却水温度较低时，为加快发动机暖机过程，由辅助空气阀来控制快怠速所需要的空气，这时经空气流量计计量后的空气，绕过节气门体直接进入进气管。 常见的辅助空气阀有石蜡式怠速空气阀和双金属片式怠速空气阀两种。目前许多车型上，辅助空气阀的作用由怠速控制阀完成，不单独设置辅助空气阀。,辅助空气阀,图 石蜡式怠速空气阀构造 l-节气门体 2-怠速调整螺钉 3-节气门 4-恒温石蜡 5-提动阀 6-外弹簧 7-内弹簧,图 双金属片式空气阀工作过程 l-加热线圈 2-接空气进气歧管 3-阀门 4-接空气滤清器5-销6-双金属片,发动机怠速控制机构通过调节空气通道面积以控制进气流量，维持发动机怠速稳定运转。在多点汽油喷射系统中，多采用控制旁通空气通道的执行机构，即怠速控制阀。 怠速控制阀的功用：一是稳定发动机的怠速转速，从而降低汽车怠速转速时的汽油消耗量；二是发动机在怠速运行时，若负荷增大，如接通空调、动力转向开关和液力变矩器等，则提高怠速转速，以防止发动机熄火。 常见的怠速控制阀有步进电机式和旋转电磁阀式怠速控制阀。,怠速控制阀,图 步进电机式怠速控制阀,图 占空比控制式怠速控制阀 1-电接头2-外壳3-永久磁铁 4-电枢 5-旁通空气道6-旋转滑阀,图 节气门体控制单元,节气门直动式怠速控制装置,节气门直动式怠速控制装置通过控制节气门开度，直接控制怠速进气量，取代了旁通气道和怠速控制阀，能够更精确的控制进气量，简化了怠速控制结构，有更好的油耗和排放。,二、认识怠速控制的过程,怠速控制（ISC）系统作用是：自动维持发动机怠速稳定运转。 ECU根据从各传感器的输入信号所决定的目标转速与发动机的实际转速进行比较，控制执行机构，使怠速转速保持在目标转速附近。怠速控制是通过调节空气通道面积以控制进气流量的方法来实现的。,图 怠速控制系统,ECU控制怠速时，首先根据怠速开关信号、车速信号，来判断发动机处于怠速状态。然后ECU再根据发动机冷却液温度传感器、空调开关、动力转向开关、发电机的负荷情况，按照预先存储在存储器中的目标转速，与实际怠速转速进行比较，确定相应目标转速的控制量来驱动怠速控制执行器。,图 怠速控制程序,三、认识电子节气门系统,图 电子节气门系统,61,图 加速踏板模块,62,图 节气门控制单元,63,四、认识提高进气系统性能的进气控制技术,现在的汽车为了提高发动机进气系统的充气效率，使发动机在各个转速下都有良好的动力性和经济性，采用了进气谐波增压、可变气门正时控制、废气涡轮增压等技术。,64,图 进气谐波增压系统构成 1-节气门 2-空气控制阀（翻板） 3-真空罐 4-VSV真空电磁阀 5-执行器 6-节气门位置传感器 7-分电器 8-控制单元,进气谐波增压技术,65,图 丰田VVT-i可变气门正时系统,丰田可变气门正时系统,66,图 VTEC发动机进气凸轮轴示意图 A-主摇臂 B-次摇臂 C-中间摇臂 a-主凸轮 b-次凸轮 c-中间凸轮,本田可变气门正时系统,67,图 可变气门正时系统的构成 1-凸轮轴调整电磁阀2-可移动活塞 3-排气凸轮轴 4-进气凸轮轴5-凸轮轴调整器,大众可变气门正时系统,68,图 废气涡轮增压工作示意图,废气涡轮增压系统,完成学习工作页4,完成任务并得到指导老师的认可，请进入下一个任务学习,70,在本次任务中，你能够认识供油系统的各个部件是如何工作的，可燃混合气是如何实现的。完成任务后你可以回答以下问题： 汽油供给系统的功能是什么？有哪些类型？ 汽油供给系统由哪些部件组成？ 简要说明汽油喷射控制的内容有哪些。,任 务 说 明,任务5 认识电控发动机的燃油供给系统,一、汽油供给系统概述,汽油供给系统的功用是向气缸内供给燃烧所需的汽油，汽油泵泵出油箱内的汽油，经汽油滤清器过滤后，由压力调节器调压，然后经输油管配送给各个喷油器，喷油器根据控制单元发出的指令，将适量的汽油喷入各进气歧管或进气总管。,72,图 捷达轿车汽油供给系统的组成,73,图 回流型燃油喷射系统 1-燃油箱2-燃油泵3-滤网4-供油管5-燃油压力调节器 6 -喷油器 7-燃油