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文檔簡介
1、蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證第1章電控發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS) 20世紀70年代開始, 全球各大汽車制造廠陸續(xù)推出了電子控制燃電子控制燃油噴射油噴射系統(tǒng).經(jīng)過多年的努力,發(fā)動機電子控制的內容和精度不斷增加,已經(jīng)從簡單的燃油和點火控制,逐漸發(fā)展成一個非常復雜的發(fā)動機管理系統(tǒng)(Engine Management System,簡稱EMS).其內容主要包括:燃油噴燃油噴射系統(tǒng)射系統(tǒng),點火控制系統(tǒng)點火控制系統(tǒng),怠速轉速控制怠速轉速控制,尾氣排放性能控制尾氣排放性能控制,進氣控制進氣控制,增增壓控制壓控制,失效保護失效保護,后備系統(tǒng)后備系統(tǒng),診斷和數(shù)據(jù)通訊診斷和數(shù)據(jù)通
2、訊等.另外,隨著網(wǎng)絡技術在汽車上的成功應用,在許多汽車上(如奔馳,寶馬,奧迪,帕薩特),發(fā)動機管理系統(tǒng)已不再是一個獨立的控制系統(tǒng),它通過CAN (Controllers Area Networks)技術和其他控制系統(tǒng)(如空調系統(tǒng),巡航控制系統(tǒng),防盜系統(tǒng),音響和舒適系統(tǒng),ABS和牽引力控制系統(tǒng)等)實現(xiàn)了網(wǎng)絡互聯(lián),實時進行數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡通訊。這不僅提高了車輛的整體控制性能和控制精度,而且大大減少了傳感器,信號線和電腦管腳的數(shù)量,控制系統(tǒng)的升級和配置更容易,更靈活。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證 右圖為凌志LS400發(fā)動機管理系統(tǒng)的構成示意圖,可以看出發(fā)動機管理系統(tǒng)
3、主要由以下三部分組成。傳感器發(fā)動機控制模塊(ECU)執(zhí)行器蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證電控發(fā)動機管理系統(tǒng)(電控發(fā)動機管理系統(tǒng)(EMS)1.1發(fā)動機控制模塊(ECU)及其電源電路1.2電控燃油噴射系統(tǒng)1.3點火系統(tǒng)1.4怠速控制系統(tǒng)1.5汽車排放污染物控制系統(tǒng)1.6進氣控制系統(tǒng)1.7失效保護與后備系統(tǒng)1.8發(fā)動機電控系統(tǒng)的其他擴展功能1.9雅閣轎車發(fā)動機管理系統(tǒng)簡介蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.1.1發(fā)動機控制模塊(ECU)1.1.2發(fā)動機控制模塊(ECU)電源電路1.1.3發(fā)動機的控制模式和運行模式(工況)1.1發(fā)動機控
4、制模塊(ECU)及其電源電路蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.1.1發(fā)動機控制模塊(ECU) 發(fā)動機控制模塊(Engine Control Unit,即ECU)俗稱電腦,是發(fā)動機的“大腦”,各種傳感器則是發(fā)動機的“眼睛和耳朵”,執(zhí)行器就是發(fā)動機的“手和腳”。發(fā)動機控制模塊采集各傳感器的信號并進行處理和運算后,控制執(zhí)行器動作,最終控制發(fā)動機機械系統(tǒng)的運轉。 各汽車制造廠家對發(fā)動機控制模塊的稱呼不盡相同,如美國通用汽車公司稱為ECM(Engine Control Module);福特汽車公司開始叫做MCU(Microprocessor Control Unit);
5、后來叫EEC(Engine Electronic Control);本田公司在1995年度車型上,也稱為ECM,但是1996年車型將發(fā)動機控制模塊(ECM)和變速器控制模塊(TCM, Transmission Control Module的縮寫)集成在一個模塊上,稱為動力控制模塊PCM(即Power train Control Module,現(xiàn)已成為SAE規(guī)定的標準語)。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證上圖為發(fā)動機控制模塊的基本構成示意圖,主要由輸入回路、A/D(模擬/數(shù)字)轉換器、微處理器和輸出回路組成。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項
6、技能認證上圖是紅旗7220發(fā)動機控制模塊圖,下面我們從ECU控制模塊的各個組成以及故障和維修進行詳細的介紹。1.輸入回路2.A/D(模擬/數(shù)字)轉換器3.微處理器4.輸出回路5.發(fā)動機控制模塊的故障與維修蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.輸入回路微處理器只能識別0至5V的方波狀數(shù)字信號,但傳感器輸送給發(fā)動機控制模塊的信號有兩種,對應于不同的輸入信號,輸入回路的作用也不相同:數(shù)字信號如霍爾式和光電式傳感器、卡門式空氣流量傳感器以及各種開關的輸入信號。其輸入特性如下圖所示,輸入回路的作用就是對其進行削峰后轉換成0至5V的方波蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系
7、全國汽車維修專項技能認證模擬信號 如冷卻液溫度傳感器、電位計式節(jié)氣門位置傳感器以及熱線式空氣流量傳感器的輸入信號。輸入回路的作用就是將信號波形的雜波濾去,并削峰后輸入到A/D轉換器將模擬信號轉換成數(shù)字信號。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證2.A/D(模擬/數(shù)字)轉換器微處理器不能直接處理模擬信號。A/D轉換器的作用就是將模擬信號轉換成數(shù)字信號,然后輸入微處理器進行處理。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證3.微處理器微處理器主要由以下三部分組成:中央處理器(CPU)數(shù)據(jù)存儲器(RAM、ROM)輸入輸出(I/O)接口。(1)中央處理器(
8、CPU) 中央處理器(CPU)是整個控制系統(tǒng)的核心,所有的數(shù)據(jù)都要在CPU內進行運算。它主要由進行運算、邏輯運算的運算器、暫時存儲數(shù)據(jù)的寄存器、按照程序執(zhí)行各裝置之間信號傳送機控制任務的控制器等組成。當接受各傳感器的信號后,中央處理器根據(jù)達到預先設計的要求進行算術運算和邏輯運算,并控制燃油噴射、點火、怠速以及排放等系統(tǒng)。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(2)存儲器(RAM、ROM) 存儲器主要是用來存儲信息資料。存儲器一般分為兩種,一種是能讀出也能夠寫入的存儲器,叫隨即存儲器RAM(Random Access Memory);另外一種是只能讀出的存儲器,叫只讀存
9、儲器ROM(Read Only Memory)。1)隨即存儲器(RAM) RAM主要用來存儲計算機操作的可變數(shù)據(jù),如用來存儲計算機輸入、輸出數(shù)據(jù)和計算過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)等,根據(jù)需要,存儲的數(shù)據(jù)可隨時調出或更新。RAM在計算機中起暫時存儲信息的作用,當電源切斷是,所有存入RAM的數(shù)據(jù)會完全丟失。在發(fā)動機運行過程中,為了長期保存存入RAM的某些數(shù)據(jù),如故障代碼,空然比學習修正值等,防止點火開關關閉時這些數(shù)據(jù)的丟失,RAM一般都通過專用的電源后備電路與蓄電池直接連接,使它不受點火開關的控制。但如果專用電源后備電路斷開或蓄電池上的電源線拔掉時,存入RAM的數(shù)據(jù)也會丟失。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校
10、交通工程系全國汽車維修專項技能認證2)只讀存儲器(ROM) ROM用來存儲固定數(shù)據(jù),即存放各種永久性的程序和永久性、半永久性的數(shù)據(jù)。如電子控制燃油噴射發(fā)動機系統(tǒng)中的一系列控制程序軟件、噴油特性脈譜、點火控制特性脈譜以及其它特性數(shù)據(jù)等。這些信息資料一般都是在制造時由廠家一次性存入,運用中無法改變其中的內容,即計算機工作時,新的數(shù)據(jù)不能存入,需要時能讀出存入的原始數(shù)據(jù)資料。當電源切斷時,存入ROM的信息不會丟失,通電后又可以立即使用。為了方便使用,又相繼開發(fā)了幾種新的不同類型的只讀存儲器,如PROM,EPROM,EEPROM等。PROM(Programable ROM)為可編程只讀存儲器,這種存儲
11、器可由用戶根據(jù)需要自行編寫程序,但只能編寫一次且使用時其信息不能改變。EPROM(Erasable Programable ROM)為可擦除可編程只讀存儲器,其內部存儲的程序可用紫外線照射的方法予以擦除(清除),然后再用專用編程器存入新的程序。EEPROM為電力擦除可編程只讀存儲器,這種存儲器在通電的情況下,就可進行擦除和重新編程。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(3)輸入與輸出(I/O)接口 輸入與輸出接口是CPU與輸入裝置(傳感器)、輸出裝置(執(zhí)行器)間進行信息交流的控制電路,輸入/輸出裝置一般都通過I/O接口才能與電腦連接。根據(jù)CPU的命令,I/O接口以所
12、需要的頻率接收輸入信號,并按發(fā)出控制信號的形式和要求,以最佳的速度將輸出信號送出(或送中間存儲器)。此外輸入/輸出接口還起著數(shù)據(jù)緩沖、電瓶匹配、時序匹配等多個作用。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證4.輸出回路 電腦輸出的是電壓很低的數(shù)字信號,用這種信號一般不能直接驅動執(zhí)行器工作。輸出回路的作用就是將這種低電壓的數(shù)字信號轉換成可以驅動執(zhí)行器工作的控制信號。輸出回路一般采用大功率的電子元件(如三極管、場效應管、達林頓管等),由微處理器輸出的信號控制其導通和截至,從而控制執(zhí)行器的供電或搭鐵回路來控制執(zhí)行器的動作。目前的發(fā)動機控制模塊除了上述基本裝置外,還增設了電源裝置
13、、電磁干擾保護裝置、自檢裝置、后備系統(tǒng)等,將它們緊湊地組裝在一起,即節(jié)省空間又使其工作更加可靠。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證5.發(fā)動機控制模塊的故障與維修 目前,發(fā)動機控制模塊(ECU)技術已經(jīng)相當成熟,在正常使用情況下發(fā)動機控制模塊本身不太容易出故障。但在實際維修中很多維修工不按照維修手冊規(guī)定的程序診斷故障,他們在幾次嘗試仍未能解決發(fā)動機故障時,往往會將故障歸咎于發(fā)動機控制模塊,從而造成故障診斷的不準確,同時也增加了車主的經(jīng)濟負擔。(1)發(fā)動機控制模塊的故障及產(chǎn)生原因 發(fā)動機控制模塊的故障主要是:焊點松脫、電容元件失效、集成塊損壞、墊空單元固定腳螺栓松動、
14、電子元件損壞等。發(fā)動機控制模塊一旦出現(xiàn)故障,會造成發(fā)動機不能起動或難于起動、無高速、耗油量大等現(xiàn)象。出現(xiàn)這些故障除使用時間過長自然磨損老化外,一般由下列原因引起:蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1)環(huán)境因素。水是最主要的原因。如果發(fā)動機控制模塊中進水,將造成短路和不可修復的磨損、接頭損壞等。其次是過熱和振動,這可能會在線路板中引起維修的裂紋(可修復)。2)電壓超載通常是因為電磁閥或執(zhí)行器電路內的短路引起的。如果短路的電磁閥或執(zhí)行器未被發(fā)現(xiàn)和修復就更換發(fā)動機控制模塊,所造成的超載電壓還可能會損壞新?lián)Q的發(fā)動機控制模塊。因此,在更換新電腦之前,一定要徹底查清原電腦損壞
15、的原因。3)不規(guī)范的操作如在拆裝過程中未采取靜電防護措施,安裝發(fā)動機控制模塊之前未斷開蓄電池,用內阻較小的電阻表測量其端子等。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(2)發(fā)動機控制模塊的維修在更換新的發(fā)動機控制模塊時必須注意以下幾點1)準確識別 發(fā)動機控制模塊種類繁多,準確地識別是正確更換的前提。許多發(fā)動機控制模塊表面上看上去完全一樣(外殼大小和接頭都相同),但其內部的電路和標定卻可能不完全一樣,對于更換發(fā)動機控制模塊而言,十分接近時不夠的,必須完全符合所修車輛的要求。正確地識別發(fā)動機控制模塊不僅需要車輛的年、廠、型和發(fā)動機排量,還要知道發(fā)動機控制模塊上寫的OEM(O
16、riginal Equipment Manufacturer即原始設備制造商 )零件號。大多數(shù)供應商都有這兩種分類表。因此,如果不能確定,可以找出ECU上的OEM號,然后通過這個零件號在供貨商的交叉索引中查找所需的ECU。標定芯片和PROM中存儲著針對不同車型的程序,所以通常情況下不和ECU一起銷售。在許多新車型上,使用“EEPROM”(電子可擦寫可編程只讀存儲器)。如果更換的PROM沒有按所修車型正確編程,在安裝后必須進行重新編程。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證2)更換的技巧 更換發(fā)動機控制模塊實際上就是換一個盒子.對于有些車型,發(fā)動機控制模塊可能不容易更換
17、,因為它通常被埋在儀表板、雜物箱或控制臺中其它零部件的下面或后面。無論發(fā)動機控制模塊在哪兒,在拆卸舊發(fā)動機控制模塊和安裝新發(fā)動機控制模塊之前都應當斷開蓄電池。在裝好發(fā)動機控制模塊并重新連接后,再重新接上蓄電池。此時,工作并沒有結束,許多發(fā)動機控制模塊在安裝后或斷開電源后必須要經(jīng)過“再學習”過程。對于某些車型,可能要經(jīng)過特定程序才能建立基本怠速。而有些車型可能需要經(jīng)過短時間的駕駛讓電腦調整自己。具體要求可以參閱相應的維修手冊。大多數(shù)發(fā)動機控制模塊還將在日后的行使過程中繼續(xù)學習并對燃油混合氣和其它功能做小的調整。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.1.2發(fā)動機控制模
18、塊(ECU)電源電路 ECU必須有合適的供電電壓才能控制發(fā)動機管理系統(tǒng)。ECU電源電路就是由蓄電池向ECU供電的電路,它主要是由蓄電池、EFI(電子燃油噴射)主繼電器及點火開關等組成。 ECU電源電路不但能保證ECU在點火開關接通時能立即獲得電源電壓,而且還要保證ECU特定端子(比如“BATT”端子)在點火開關關閉時也要與電源連通(即獲得不間斷的電源電壓)。 當點火開關接通時,ECU經(jīng)由一個保險絲(如通用車為10A)獲得電源電壓,并將蓄電池電壓(一般為12V14V)調節(jié)到5V或者12V后供給內部和外部元件使用。 當點火開關關閉時,ECU也需要供電,以保存相應的車輛參數(shù)和診斷故障碼等信息。因此,
19、還有一個電路通過一個獨立的保險絲(如通用車為20A)不間斷為ECU提供蓄電池電壓,若此電路斷路,將使ECU中存儲的怠速學習參數(shù)、燃油修正參數(shù)、故障碼等信息全部丟失。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證ECU電源電路有三部分:ECU電源電路;ECU內部電源電路(微處理器電源電路);接地電路下面先介紹電源電路中很重要的一個部件EFI主繼電器,然后再分別介紹這三部分電路以及診斷電源電路時應注意的事項。EFI主繼電器ECU電源電路ECU內部電源電路(微處理器電源電路)接地電路診斷電路時的注意事項蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.EFI主繼電
20、器 EFI主繼電器的作用就是接通ECU和其電源間的連線,其功能是防止ECU電路的電壓下降。點火開關接通時,電流流過繼電器線圈,各觸點接通,電源經(jīng)保險絲流入ECU。 對于未安裝步進電動機式怠速空氣控制閥的ECU電源電路,EFI主繼電器由點火開關控制; 對于安裝步進電動機怠速空氣控制閥的ECU電源電路,EFI主繼電器由發(fā)動機控制模塊直接控制。2.ECU電源電路 因為步進電動機怠速空氣控制閥在點火開關斷開后必須繼續(xù)通電使其退回到初始位置,例如凌志LS400,而其它怠速空氣控制閥的回位基本都是靠內部的回位彈簧實現(xiàn),例如豐田佳美用的旋轉滑閥式怠速閥,紅旗車用的直動式怠速閥等,所以裝有步進電機式怠速閥的發(fā)
21、動機ECU電源電路與未裝步進電機式怠速閥的發(fā)動機ECU電源電路也不同。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證這種電源電路如下圖所示,圖中EFI主繼電器由點火開關控制。當接通點火開關后,主繼電器吸合,電流通過繼電器流向控制模塊的“+B”和”+B1”端子。當斷開點火開關后,繼電器馬上斷開,流向發(fā)動機控制模塊的“+B”和“+B1”端子的電源被切斷。(1)未裝步進電動機式怠速空氣控制閥的ECU電源電路蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(2)裝有步進電動機式怠速空氣控制閥的ECU電源電路 點火開關接通,ECU的“IGSW”端子供電,ECU通過內部的
22、繼電器控制電路,控制M-REL(繼電器電源)端子通電,將EFI主繼電器吸合,蓄電池電壓加到ECU的“+B”和”+B1”端子上。當斷開點火開關后,ECU通過M-REL端子繼續(xù)供電讓EFI主繼電器延時斷開,以便步進電機能有時間退回到初始位置,使旁通氣道開度達到最大,為下一次起動作準備。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證 由電路圖可見上述兩種電源電路都有一條導線通過EFI保險絲直接從蓄電池連接到發(fā)動機控制模塊的“+BATT”端子,其作用是不管點火開關在“ON”位置還是在“OFF”位置,蓄電池都能向發(fā)動機控制模塊的隨機存儲器(RAM)持續(xù)供電,以保證發(fā)動機控制模塊能隨時存
23、儲故障代碼、空然比修正值等數(shù)據(jù)。所以有些車型可以拔下EFI保險絲一定時間(如豐田車10s以上,通用車30s以上)的方法來清除RAM中存儲的故障代碼及凍結幀數(shù)據(jù),其原因就是切斷了持續(xù)供電電流。注意 清除故障代碼和凍結幀數(shù)據(jù)前,應先讀取并打印出存儲器中的故障代碼和凍結幀數(shù)據(jù); 不要輕易斷開蓄電池負極,否則將丟失存儲器中的故障代碼、凍結幀數(shù)據(jù)、設定的參數(shù)、紫石英參數(shù)、時鐘信息甚至鎖死音響系統(tǒng)(有些車型) 在用掃描工具(SCAN TOOL)對ECU進行編碼(Recoding)或編程(Programming)時,ECU的供電電壓必須正常(12V14V),而且操作過程中不能斷電,否則編碼和編程就會失敗,甚
24、至會損壞ECU。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證3.ECU內部電源電路ECU內部電源電路給微處理器和傳感器提供電源。具體實現(xiàn)過程是施加在ECU的+B和+B1的蓄電池電壓(12V14V),通過內部電源電路(即+5V恒定電壓電路)產(chǎn)生恒定的5V電壓,并供應給微處理器和傳感器,作為它們的電源電壓蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證4.接地電路ECU接地線對發(fā)動機管理系統(tǒng)的正常工作十分關鍵。因此,ECU一般至少有兩個地線,以確保ECU總是有良好的接地。以豐田汽車的發(fā)動機控制模塊(ECU)為例,它有以下三種類型的接地電路將ECU接地(如E1端子
25、)將所有傳感器接地(如E2端子)將噴油器或怠速空氣調節(jié)閥等執(zhí)行器的驅動電路接地(如E01和E02端子)蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證5.診斷電源電路時的注意事項一般汽車的ECU電源電路向發(fā)動機控制模塊提供的電壓在12V14V之間,如果提供的電壓過大,將可能燒毀ECU;而如果提供的電壓過?。ㄈ缧∮?0V),又會影響發(fā)動機控制模塊正常工作甚至不工作。此外,如果EFI主繼電器失靈,也會造成發(fā)動機控制模塊不工作或工作不正常。所以當懷疑發(fā)動機控制模塊有故障時,首先要檢查ECU電源電路是否正常對電源電路進行診斷維修時,必須首先弄清楚電路中:哪幾條線是接蓄電池正極(+BAT
26、T)哪幾條線是接點火開關控制的電源(+B、+B1);哪些是由ECU提供的電源(+5V);哪條是接地線(E1、E2)。注意:測量ECU相關的電路時必須使用高內阻(10兆歐)的數(shù)字式萬用表,否則,可能會導致ECU或外部元件損壞。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.1.3 發(fā)動機的控制模式和運行模式(工況)掌握發(fā)動機的控制模式和運行模式對發(fā)動機的維修診斷具有重要的意義,因為在發(fā)動機不同的運行模式下,采用的控制模式以及發(fā)動機控制模塊對各種傳感器輸入信號的處理也不同。所以在我們診斷故障時,必須首先明確故障具體出現(xiàn)在發(fā)動機的那個運行模式,在這種運行模式下發(fā)動機控制模塊根據(jù)哪
27、些傳感器的輸入信號進行控制,以及這時發(fā)動機以那種控制模式進行控制等,這樣我們才能大大縮小診斷范圍,準確作出判斷,同時也可避免因盲目的猜測和換件而陷入診斷的誤區(qū)。1.發(fā)動機的控制模式開環(huán)控制閉環(huán)控制2.發(fā)動機的運行模式(工況)蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(1)開環(huán)控制是一種直鏈式控制,是指控制模塊根據(jù)傳感器的信號控制執(zhí)行器的工作,但控制模塊不去檢測控制結果,所以不能根據(jù)執(zhí)行結果對原先的控制進行修正,也不能用執(zhí)行結果糾正自身控制產(chǎn)生的相對誤差。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(2)閉環(huán)控制又叫反饋控制,它是一種環(huán)形控制。與開環(huán)控制
28、不同的是閉環(huán)控制增加了反饋環(huán)節(jié),即設置某些傳感器檢測控制的結果并把這種結果返回控制模塊,以便控制模塊隨時對原先的控制進行修正,用以調整未來的動作,使控制更精確。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(3)空然比閉環(huán)控制的過程為了使三元催化轉換器正常起作用以減少CO、HC的排放,就要提高空然比的配制精度,將實際空然比盡可能控制在以理論空然比14.7:1為中心的非常狹窄的范圍內。但是只用空氣流量傳感器(MAF)測得的進氣量信號來確定噴油脈沖寬度達不到這么高的控制精度,因此必須借助安裝在排氣管上的、對實際空然比進行反饋控制,即閉環(huán)控制。根據(jù)氧傳感器(O2S)的輸出特性,其輸
29、出電壓信號在混和氣空燃比為14.7:1的時候會發(fā)生躍變,在閉環(huán)控制過程中,當實際空燃比比理論空燃比小,即混和氣比較濃的時候,氧傳感器向發(fā)動機控制模塊輸入高電壓信號。此時發(fā)動機控制模塊將減小噴油脈沖寬度,使空燃比增大;當空燃比增大到比理論空然比大時,氧傳感器輸出電壓信號將突降至0.45V以下,此信號輸入發(fā)動機控制模塊后,發(fā)動機控制模塊立即控制增加噴油脈沖寬度,空燃比又開始減小。只要空燃比剛減小到理論空燃比以下,氧傳感器輸出電壓信號又突變,上升至0.45V以上,反饋給發(fā)動機控制模塊,發(fā)動機控制模塊又將控制減小噴油量。通過這種反饋控制,就能將空燃比精確地控制在理論空燃比14.7:1附近一個極小的范圍
30、內。在閉環(huán)控制模式,給發(fā)動機控制模塊反饋信號的傳感器主要有氧傳感器、爆震傳感器等,相應的閉環(huán)控制可以稱為空燃比閉環(huán)控制(或空燃比反饋控制)和點火提前角閉環(huán)控制(或點火提前反饋控制)?,F(xiàn)代汽車發(fā)動機大多數(shù)情況下以閉環(huán)控制模式工作,但在某些工況下也需要開環(huán)控制。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證下圖是氧傳感器反饋控制示意圖蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證前圖所示為空燃比、氧傳感器輸入發(fā)動機控制模塊的電壓信號、發(fā)
31、動機控制模塊診斷判斷混和氣濃稀信號和空燃比反饋控制信號死者之間的波形關系。從整體上看,當混和氣濃時,由于空燃比偏濃的時間比空燃比偏稀的相對時間長,故氧傳感器輸出高電平時間也相對較長,從而使修正系數(shù)向著減小的方向移動。最終導致空燃比在理論空燃比附近逐漸趨于平衡。在這段時間內,對偏濃的空燃比只能一點一點的進行修正,僅僅減稀一次并不能達到理論空燃比的要求。在發(fā)動機控制模塊(ECU)根據(jù)氧傳感器的輸入信號對噴油器噴油量進行修正時,由于發(fā)動機運轉條件非常復雜,而且時時刻刻在變化,往往不是修正一次就可以維持在理論空燃比上。在實際控制過程中,都是在一定的周期內重復加濃(增加噴射脈沖寬度)或重復減稀(減小噴射
32、脈沖寬度),逐漸使其平均值達到理論空燃比。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證下圖所示為發(fā)動機控制系統(tǒng)實現(xiàn)反饋(閉環(huán))控制的電路蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證在OBD-(第二代車載診斷系統(tǒng))中,為了檢測三元催化轉換器的轉化效率,一般在三元催化轉換器的前后各裝一個氧傳感器,裝在三元催化轉換器的前段的稱為主氧傳感器(或上游氧傳感器);裝在三元催化轉換器的后端的稱為副氧傳感器(或下游氧傳感器)。主氧傳感器主要是向ECU反饋排氣中的氧含量,以實現(xiàn)上述空燃比的閉環(huán)控制。副氧傳感器的主要作用是檢測三元催化轉換器的轉化效率,在自診斷系統(tǒng)中起著重要
33、作用。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證對點火正時閉環(huán)控制,其控制原理與空燃比閉環(huán)控制一樣。對于開環(huán)控制的電子點火系統(tǒng),設計者通過大量的實驗確定發(fā)動機在各種工況下的最佳點火提前角與轉速、負荷的關系,即點火特性數(shù)據(jù),然后編制程序,將點火特性數(shù)據(jù)存入發(fā)動機控制模塊存儲器中。發(fā)動機工作時,發(fā)動機控制模塊根據(jù)轉速與負荷信號確定唯一的存儲地址,得到該工況下點火正時的最佳值。發(fā)動機控制模塊不斷檢測發(fā)動機轉速和負荷信號,隨時給出對應工況的最佳點火提前角,一邊發(fā)動機始終在設計的最佳點火正時狀況下工作。因此,現(xiàn)在的電子控制點火系統(tǒng)中大多安裝了爆震傳感器,用它來檢測發(fā)動機爆震現(xiàn)象,發(fā)
34、動機控制模塊在接到它所輸入的爆震信號后,即按預編程序減小點火提前角,此時電子點火正時在閉環(huán)控制下工作。閉環(huán)控制的點火正時更為精確,并消除了爆震的趨勢。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(4)空燃比開環(huán)控制的條件采用氧傳感器的信號進行空燃比反饋控制(即閉環(huán)控制)期間,原則上供給的混和氣濃度時在理論空燃比14.7:1附近,但在有些工況下是無法進行閉環(huán)控制的。在以下幾種情況中應實行閉環(huán)控制的。1)發(fā)動機起動時以及剛起動后暖機運轉時,由于發(fā)動機冷卻液溫度低,燃油的霧化能力差,這時需要較濃的混和氣,如按閉環(huán)控制供給的混和氣在理論空燃比附近,發(fā)動機可能會因為混和氣過稀而熄火;
35、2)發(fā)動機在大負荷、高轉速時,由于追求的是發(fā)動機的動力性,也需要較濃的混和氣,如按閉環(huán)控制供給的混和氣在理論空燃比附近,則無法加濃混和氣而造成發(fā)動機動力不足;3)加、減速燃油噴射脈沖寬地修正時或燃油供應中斷時;4)從氧傳感器送來的空燃比過稀信號持續(xù)時間大于規(guī)定值(如10S)以上時;5)從氧傳感器送來的空燃比過弄信號持續(xù)時間大于規(guī)定值(如40S)以上時;6)氧傳感器溫度在300C以下時。在以上情況中,發(fā)動機控制模塊不采納氧傳感器的信號,而只是根據(jù)各種運行模式下其他各個傳感器檢測到的信號確定一個噴油脈沖寬度,至于該脈沖寬度到底合不合適,發(fā)動機控制模塊暫時不予考慮。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通
36、工程系全國汽車維修專項技能認證2.發(fā)動機的運行模式(工況)發(fā)動機工作時,有多種不同的運行模式,在不同的運行模式下,發(fā)動機控制模塊可根據(jù)各種傳感器的輸入信號控制調整空燃比、點火正時等,來適應發(fā)動機不同運行模式的需要,以改善發(fā)動機的工作性能。對于不同的發(fā)動機管理系統(tǒng),運行模式的劃分略有不同,但一般來說,可分為點火開關接通、起動、暖車(高怠速)、怠速、中負荷、加速、減速、全負荷和點火開關關閉等九個運行模式。有些車型還有淹缸清除模式、燃油切斷模式、后備模式(跛行模式)等。(1)點火開關接通模式(2)發(fā)動機起動模式(3)發(fā)動機暖車(高怠速)模式(4)怠速模式(5)中負荷模式(7)減速模式(9)點火開關關
37、閉模式(6)急加速模式(8)全負荷模式蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(1)點火開關接通模式這種模式一般是指點火開關處于“ON”的位置,燃油泵開路繼電器接通電東燃油泵工作,為發(fā)動機的起動準備必要的油壓。如果點火開關接通一定時間(如通用轎車、本田轎車以及紅旗CA488,CA4GE等為2s,切諾基為3s)內發(fā)動機控制模塊沒有接收到參考脈沖信號(發(fā)動機轉速信號),則發(fā)動機控制模塊將使燃油泵開路繼電器斷開,電動燃油泵停止工作。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(2)發(fā)動機起動模式起動模式時發(fā)動機空燃比凱歡控制,它是從起動機驅動曲軸轉動開始。
38、發(fā)動機控制模塊根據(jù)起動信號或曲軸位置傳感器的轉速信號,接通燃油泵開路繼電器,給噴油泵、電動燃油泵以及點火線圈等供電。同時,根據(jù)當時發(fā)動機冷卻液的溫度、自起動開始累計的轉速和起動時間來確定噴油脈沖寬度,冷卻液溫度越低,噴油脈沖寬度越大,此外,發(fā)動機控制模塊一般采用固定的點火提前角。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(3)發(fā)動機暖機(高怠速)模式發(fā)動機起動后進入空燃比開環(huán)控制的暖機(高怠速)模式。在這一模式下,發(fā)動機控制模塊根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、空氣流量傳感器(進氣歧管絕對壓力傳感器)、曲軸位置處肝氣(發(fā)動機轉速)、空檔起動開關、空調開關、動力
39、轉向壓力開關、蓄電池電壓和車速傳感器等信號調節(jié)噴油器的噴油脈沖寬度和點火正時,并控制怠速轉速,直至發(fā)動機冷卻液溫度達到正常工作溫度后,進入怠速模式。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(4)怠速模式發(fā)動機怠速是,發(fā)動機進入空燃比閉環(huán)控制模式。發(fā)動機根據(jù)冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、空氣流量傳感器(進氣歧管絕對壓力傳感器)、曲軸位置傳感器(發(fā)動機轉速)、空檔起動開關、空調開關、動力轉向壓力開關、蓄電池電壓和車速傳感器等信號調節(jié)噴油器的噴油脈沖寬度,同時控制怠速空氣控制閥調節(jié)發(fā)動機的怠速轉速,通過控制壓縮機離合器繼電器的接通和斷開,控制空調壓縮機工作或停止工作。蘇
40、州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(5)中負荷模式發(fā)動機中負荷運行時,發(fā)動機一般處在空燃比閉環(huán)控制模式下。發(fā)動機控制模根據(jù)空氣流量傳感器(或進氣歧管絕對壓力傳感器)、曲軸位置傳感器、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、氧傳感器、空檔起動開關、空調控制開關、制動器開關、車流速度傳感器、車速控制開關、超速開關等信號控制噴油器的噴油脈沖寬度、點火正時和尾氣排放,通過控制空調壓縮機離合器繼電器的接通和斷開,控制空調壓縮機工作或停止工作。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(6)急加速模式當發(fā)動機急加速時,發(fā)動機進入空燃比開環(huán)控制模式。發(fā)動機
41、控制模塊將節(jié)氣門開度變化率(速率)和進氣量急劇增加的信號視為增加輸出和加速的命令,于是增加噴油脈沖寬度以適應增加燃油的需要。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(7)減速模式當迅速關閉節(jié)氣門急減速時,發(fā)動機進入空燃比開環(huán)控制模式。在這種模式時,發(fā)動機控制模塊根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器、空氣流量傳感器(或進氣歧管飽對壓力傳感器)、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感器、氧傳感器、空檔起動開關、空調開關等信號,確定車輛處于減速模式,于是減少噴油量,使可燃混合氣變稀。同時,發(fā)動機控制模塊控制廢氣再循環(huán)電磁閥和燃油蒸發(fā)控制電磁閥關閉,使廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和燃油蒸發(fā)系統(tǒng)停止工作。蘇州建
42、設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(8)全負荷模式節(jié)氣門全開(WOT)時,發(fā)動機進入全負荷模式,這也是空燃比開環(huán)控制模式。此時發(fā)動機控制模塊通過節(jié)氣門位置傳感器感知節(jié)氣門完全打開,它將控制燃油泵高速旋轉,加大噴油脈沖寬度,將空燃比設定在12.5:1附近,同時控制空調離合器使壓縮機停止工作,并關閉并關閉廢氣再循環(huán)控制電磁閥和燃油蒸發(fā)控制電磁閥,使廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)和燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)停止工作。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(9)點火開關關閉模式 當把點火開關關閉(位于“OFF”或“LOCK”)時,發(fā)動機控制模塊使主繼電器和開路繼電器斷開(有
43、些車型需延時斷開,給步進電機式怠速控制閥繼續(xù)供電,供其復位),電動燃油泵、噴油器、點火線圈、氧傳感器加熱元件的電源被切斷,燃油噴射和點火控制完全停止。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.2 電控燃油噴射系統(tǒng)1.2.1 基本工作原理和發(fā)展過程1.2.2 電控燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點1.2.3 電控燃油噴射系統(tǒng)的分類1.2.4 燃油供給系統(tǒng)的構成1.2.5 電控燃油噴射的控制蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.2.1 基本工作原理和發(fā)展過程1.工作原理發(fā)動機控制模塊(ECU)中存儲了為各種工況條件設計的最理想空燃比數(shù)值,當發(fā)動機運行時,發(fā)動
44、機控制模塊根據(jù)檢測到的空氣流量信號以及各種工況信號,計算出發(fā)動機燃燒所需要的燃油量(噴油脈沖寬度),并在合適的噴射時刻開啟噴油器,向進氣通道中噴射適量的燃油,并與空氣混合后,供給發(fā)動機。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證2.發(fā)展過程 燃油噴射技術的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀初期,但直到二次世界大戰(zhàn)后,這項技術才逐漸被應用到汽車發(fā)動機上。在60年代以前,車用燃油噴射裝置大多采用機械式柱塞噴射泵,控制功能也由機械裝置實現(xiàn),由于其結構復雜、價格昂貴所以發(fā)展緩慢且技術上沒有重大突破。在這段時期,燃油噴射技術的應用僅僅局限于賽車和為數(shù)不多的豪華型轎車上,一般車用發(fā)動機仍然以
45、化油器為主導。隨著汽車數(shù)量的增大和汽車排放對大氣污染的日趨嚴重,迫使世界汽車工業(yè)開始努力尋求各種技術途徑,以降低燃油消耗和減少排放污染。1967年德國Bosch公司KJetronic燃油噴射系統(tǒng)的研制成功,為燃油噴射技術開創(chuàng)了一個新的起點,自此燃油噴射技術進入一個新的起點,自此燃油噴射技術進入一個比較快的發(fā)展時期蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證上圖為德國Bosch公司研制的燃油噴射系統(tǒng),可以看出主要有以下幾個過程(1)K-Jetronic燃油噴射系統(tǒng)(2)KE-Jetronic燃油噴射系統(tǒng)(3)D-Jetronic電控燃油噴射系統(tǒng)(4)L-Jetronic電控燃
46、油噴射系統(tǒng)(5)LH-Jetronic電控燃油噴射系統(tǒng)(6)單點燃油噴射系統(tǒng)(7)發(fā)動機管理系統(tǒng)蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(1)K-Jetronic燃油噴射系統(tǒng) 1967年德國Bosch公司成功研制出K-Jetronic燃油噴射系統(tǒng),下面一頁為1984年德國大眾公司捷達轎車采用的K-Jetronic燃油噴射系統(tǒng),此外早期奔馳190E、300E、560SES等也用這種噴射系統(tǒng)。它是一種機械式的燃油噴射系統(tǒng)。 這種系統(tǒng)曾廣泛應用在德國奔馳公司和大眾公司的發(fā)動機上,我國長春一汽生產(chǎn)的五缸奧迪也曾經(jīng)裝配過這套系統(tǒng)。它是由電動燃油泵和燃油壓力調節(jié)器配合,形成一定的燃
47、油系統(tǒng)壓力,這種具有一定壓力的燃油經(jīng)燃油分配器輸送給各個氣缸的機械式噴油器,噴油器向進氣口連續(xù)噴射所需要的燃油。該系統(tǒng)用一個圓形的擋板作為空氣流量傳感器,在檢測進氣量大小的同時帶動燃油分配器中的柱塞上下運動,進而改變計量槽孔的導通面積來控制燃油的噴油量。對混合氣濃度的調整則是通過控制柱塞上方的燃油壓力來實現(xiàn)。圖中發(fā)動機控制模塊主要用于控制怠速,而不能控制燃油噴射。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(2)KE-Jetronic燃油噴射系統(tǒng)后來德國Bosch公司在K-Jetronic燃油噴射系統(tǒng)的基礎上增
48、加了電液式壓差調節(jié)器(EHA)、空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置傳感器(TPS)、發(fā)動機冷卻液溫度傳感器(ECT)、氧傳感器(O2S)等元件,經(jīng)改進發(fā)展成為機電混合控制的燃油噴射系統(tǒng)。即KE-Jetronic系統(tǒng)。后面一頁為1992年德國大眾公司捷達轎車的燃油噴制系統(tǒng),另外奧迪4000、5000也是這種燃油噴射系統(tǒng)。這種燃油噴射系統(tǒng)主要還是由空氣流量感知板的移動帶動控制柱塞上下移動,通過改變計量槽孔的導通面積來改變燃油的噴射量,而對混和氣濃度的修正,是由發(fā)動機控制模塊(ECU)根據(jù)各個傳感器的信號,去控制電液式壓差調節(jié)器(EHA)的電流流向和大小,進而改變燃油分配器上下室的壓等,根據(jù)各工況凋節(jié)混合氣
49、的濃度。相對K-Jetronic燃油噴射系統(tǒng),KE-Jetronic對混合氣控制的精度有了明顯的提高。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(3)D-Jetronic燃油噴射系統(tǒng)由于電子工業(yè)的飛速發(fā)展,促使汽車控制的電子化在上個世紀的后30年逐漸成為各國汽車工業(yè)的重要發(fā)展方向。首先是德國Bosch公司成功研制并開始批量生產(chǎn)出D-Jetronic電控燃油噴射系統(tǒng),這種電控燃油噴射系統(tǒng)是速度密度型電子燃油噴射系統(tǒng),它將進氣歧管絕對壓力信號和轉速信號輸送到發(fā)動機控制模塊(ECU),由發(fā)動機控制模塊根據(jù)該信號計算
50、出進氣量,再發(fā)出與之相對應的噴油脈沖寬度信號,控制電磁噴油器噴射出適量的燃油,國產(chǎn)桑塔納2000GLi、奧迪C3A6、切諾基、富康、威馳以及豐田皇冠車都采用D型燃油噴射系統(tǒng)。(見下圖)蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(4)L-Jetronic電控燃油噴射系統(tǒng)為了進一步提高發(fā)動機的控制精度,完善發(fā)動機的控制功能。在密度速度型燃油噴射系統(tǒng)的基礎上,Bosch公司用翼板式空氣流量傳感器(MAF)代替進氣歧管絕對壓力傳感器(MAP)檢測進氣量來控制噴油器的噴油量,這種系統(tǒng)簡稱L-Jetronic電控燃油噴射
51、系統(tǒng),其控制精度更高,穩(wěn)定性更好。豐田佳美、豐田大霸王以及馬自達MPV多用途汽車都采用這種燃油噴射系統(tǒng)。其圖見下頁蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(5)LH-Jetronic電控燃油噴射系統(tǒng)由于L-Jetronic電控燃油噴射系統(tǒng)在進氣道中設置了一個空氣流量感知板,造成發(fā)動機進氣阻力增加,限制發(fā)動機功率的提高。為進一步改善發(fā)動機的性能,Bosch公司又研制出LH-Jetronic系統(tǒng),它是用熱線式或熱膜式空氣流量傳感器(MAF)代替翼板式空氣流量傳感器(MAF)來檢測發(fā)動機的進氣量。因它可直接檢測進
52、氣質量,聽以無需對進氣溫度和大氣壓力進行修正,并且進氣阻力較低,對駕駛員加速意圖響應比較快。這種燃油噴射系統(tǒng)在桑塔納2000GSi、捷達、別克、尼桑等轎車上都已采用。下圖為1988年VOLVE(富豪)轎車采用的熱線式電控燃油噴射系統(tǒng)。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(6)單點燃油噴射系統(tǒng) 在D型、L型和LH型電控燃油噴射系統(tǒng)剛剛普及時,其價格比較昂貴,超出一般家庭的購買能力。為了將電控燃油噴射系統(tǒng)進一步推廣到普通家用轎車上,1980年美國GM公司研制成功一種結構簡單、價格低廉的節(jié)氣門體燃油噴射系統(tǒng)(
53、TBI,又稱單點噴射)。隨后德國Bosch公司又推出了Mono-Jetronic低壓中央噴射系統(tǒng)。這種單點噴射系統(tǒng)是在進氣歧管原來安裝化油器的部位安裝了一個大功率電磁噴油器,集中進行燃油噴射。相對化油器系統(tǒng)而言,單點噴射系統(tǒng)能迅速使燃油通過節(jié)氣門,在節(jié)氣門上方?jīng)]有或極少發(fā)生燃油附著管壁的現(xiàn)象,因而消除了混合氣燃燒的延遲,縮短了供油和空燃比信息反饋之間的時間間隔,提高了控制精度,改善了排放效果。與多點燃油噴射相比,TBI系統(tǒng)用節(jié)氣門的開啟角度和發(fā)動機轉速來控制空燃比,結構和控制方式更加簡單。因此,這種單點噴射系統(tǒng)在排量小于2L的家用轎車上得到了迅速的推廣應用。當然節(jié)氣門體燃油噴射系統(tǒng)對混合氣的控
54、制精度不如多點燃油噴射,各個氣缸的混合氣的均勻性也比較差。目前我國奇瑞轎車就采用意大利瑪瑞利公司生產(chǎn)的單點燃油噴射系統(tǒng)(I.A.W6F),實現(xiàn)了燃油噴油控制、點火控制以及怠速控制。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證(7)發(fā)動機管理系統(tǒng) 為了在滿足排放要求的前提下實現(xiàn)最佳的動力性和經(jīng)濟性,德國Bosch公司又生產(chǎn)了Motronic發(fā)動機集中控制系統(tǒng),它是將電子點火控制和電控燃油噴射集于一體,集中控制,同時增加了怠速控制、排放控制等功能,所以這種控制系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為一種發(fā)動機管理系統(tǒng)。Motronic發(fā)動
55、機集中控制系統(tǒng)控制精度更高,效果更好。 以上介紹的是德國Bosch公司開發(fā)的燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展過程。雖然各個汽車制造廠在發(fā)動機電控化的發(fā)展過程中都有控制功能越來越多、控制精度越來越高并最終發(fā)展成為發(fā)動機管理系統(tǒng)的特點,但實際上他們所經(jīng)過的階段以及各個階段所設計開發(fā)的控制系統(tǒng)的特點也是不完全相同的。比如美國福特公司的發(fā)動機電控系統(tǒng)已經(jīng)過了EEC-、EEC-、EEC-、EEC-、EEC的發(fā)展過程;美國通用公司的發(fā)動機電控系統(tǒng)經(jīng)過了MFI、CMFI、CSFI的發(fā)展過程。此外各汽車制造廠對其發(fā)動機管理系統(tǒng)的稱謂也不相同,比如日本NISSAN公司的發(fā)動機管理系統(tǒng)稱為ECCS系統(tǒng)、豐田公司發(fā)動機管理系統(tǒng)稱
56、為TCCS系統(tǒng)、奔馳S320、S420、E320所用發(fā)動機管理系統(tǒng)稱為ME一SFl系統(tǒng)、寶馬540i、740i等轎車所使用的發(fā)動機管理系統(tǒng)稱為HFMMotronic系統(tǒng),等等。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證現(xiàn)在的發(fā)動機管理系統(tǒng)在其控制功能增加的同時,自身所采用的傳感器數(shù)量也在增加、各種控制模塊間的聯(lián)系也更多的采用了汽車網(wǎng)絡技術。以奔馳轎車所用的ME-SFI(M=Motor,E=Electronics)系統(tǒng)為例,介紹發(fā)動機管理系統(tǒng)。1)控制功能。電子燃油噴射控制;電子點火控制;怠速控制;巡航控制;尾
57、氣排放控制;可變進氣控制;凸輪軸調整控制(發(fā)動機104、111、119、120和137):失效保護和后備系統(tǒng);自診斷系統(tǒng);數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng);防盜系統(tǒng)蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證2)所用的傳感器。ME-SFI控制模塊主要接收以下傳感器的信號:進氣溫度傳感器;冷卻液溫度傳感器;空氣流量傳感器;發(fā)動機轉速傳感器;節(jié)氣門位置傳感器; 。加速踏板位置傳感器(采用電子油門控制系統(tǒng));車速傳感器;爆震傳感器蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證3) CAN數(shù)據(jù)總線(有關CAN數(shù)據(jù)總線的具體概念見18節(jié))。以下控制模塊通過CAN數(shù)據(jù)總線連接,不同的車型
58、、車款和配置可能不盡相同。MESFI控制模塊;倒車燈(RFL)控制模塊;電子控制變速箱(ECT)控制模塊;電子控制牽引系統(tǒng)(ETSSPS)控制模塊;電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESPSPSESPPML)控制塊;防滑驅動控制系統(tǒng)(ASRSPS)控制模塊;電子點火鎖;儀表組。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證 由發(fā)動機控制系統(tǒng)的發(fā)展可見,隨著電子技術的發(fā)展和對汽車各種性能提出越來越高的要求,發(fā)動機控制已經(jīng)經(jīng)歷了由機械控制燃油噴射發(fā)展到機械和電子結合控制燃油噴射,再發(fā)展到采用電子技術分別控制燃油噴射和點火系統(tǒng)、電子集中控制燃油噴射和點火系統(tǒng),直至發(fā)展成為今天的發(fā)動機管理系統(tǒng)(EM
59、S)。發(fā)動機管理系統(tǒng)同時也大量采用了汽車網(wǎng)絡技術,既提高了控制精度,也大大增強了汽車自診斷的能力。目前我國新生產(chǎn)的所有轎車產(chǎn)品都已全部采用了電子燃油噴射系統(tǒng),發(fā)動機電控化并最終發(fā)展為發(fā)動機管理系統(tǒng)已經(jīng)成為一種趨勢。蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證1.2.2 電控燃油噴射系統(tǒng)的特點 相對化油器式的燃油供給系統(tǒng)而言,電控燃油噴射系統(tǒng)具有以下優(yōu)點: 第一,能提供發(fā)動機在各種運行工況下最合適的混合氣濃度,使發(fā)動機在各種工況條件下保持最佳的動力性、經(jīng)濟性和排放性能。 第二,電控燃油噴射系統(tǒng)配用排放物控制系統(tǒng)后,大大降低了HC、CO和NOx三種有害氣體的排放。 第三,增大了
60、燃油的噴射壓力,因此霧化比較好;由于每個氣缸均安裝一個噴油器(多點噴射系統(tǒng)),所以各缸的燃油分配比較均勻,有利于提高發(fā)動機運轉的穩(wěn)定性。 第四,當汽車在不同地區(qū)行駛時,對大氣壓力或外界環(huán)境溫度變化引起的空氣密度的變化,發(fā)動機控制電腦(ECU)能及時準確地作出補償。 第五,在汽車加減速行駛的過渡運轉階段,燃油控制系統(tǒng)能夠迅速的作出反應,使汽車加速、減速性能更加良好。 蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校 交通工程系全國汽車維修專項技能認證 第六,具有減速斷油功能,既能降低排放,也能節(jié)省燃油。減速時,節(jié)氣門關閉,發(fā)動機仍以高速運轉,進入氣缸的空氣量減少,進氣歧管內的真空度增大。在化油器系統(tǒng)中,此時會使粘附
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