發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)(一)

1、 隨著環(huán)保組織對(duì)汽車尾氣控制的嚴(yán)格化，以及人們對(duì)汽車舒適性要求的逐漸提高。下面簡(jiǎn)單的介紹一下ECU的構(gòu)造與工作原理。一、單片機(jī)概述 單片機(jī)是將中央處理器CPU（Central Processing Unit）、存儲(chǔ)器（Memory）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、輸入/輸出（I/O）接口電路等主要計(jì)算機(jī)部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)，基本結(jié)構(gòu)如圖8-1所示。圖圖8-1 8-1 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖圖圖8-1 8-1 CUP結(jié)構(gòu)框圖結(jié)構(gòu)框圖二、ECU的組成 中央處理器（CPU）是具有譯碼指令和數(shù)據(jù)處理能力的電子部件，是汽車電子控制單元的核心，基本結(jié)構(gòu)如圖8-2所示，由運(yùn)算器（Calculat

2、or）、寄存器（Register）和控制器（Controller）組成。一、電子控制燃油噴射系統(tǒng)組成與工作原理 電子控制燃油噴射系統(tǒng)組成原框圖如圖8-3、8-4所示。圖圖8-3 8-3 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油分配噴射系統(tǒng)方框圖汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油分配噴射系統(tǒng)方框圖圖圖8-4 8-4 現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)方框圖現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)方框圖 電控燃油分配系統(tǒng)可以分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種，控制系統(tǒng)圖如圖8-5所示圖圖8-5 8-5 開閉環(huán)控制框圖開閉環(huán)控制框圖 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)組成和典型的燃油噴射系統(tǒng)（博世LH型多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng)）如圖8-6、8-7所示：圖圖8-6 8-6 博世博世LH型型MPI電控燃油噴射系統(tǒng)

3、電控燃油噴射系統(tǒng) 工作時(shí)，電動(dòng)燃油泵從油箱內(nèi)將燃油吸起，加壓后經(jīng)燃油濾清器濾去雜質(zhì)，壓力調(diào)節(jié)器對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整并使過(guò)量的燃油仍返回汽油箱，然后經(jīng)輸油管配送到噴油器。圖圖8-7 8-7 發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)組成方框圖發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)組成方框圖1 1、燃油噴射控制：、燃油噴射控制： 燃油噴射控制是ECU的主要控制功能，它包括噴油時(shí)刻的控制和噴油量的控制。 （1 1）噴油時(shí)刻的控制：）噴油時(shí)刻的控制： 噴油時(shí)刻控制方式有同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射三種。圖圖8-88-8（a a） 同時(shí)噴射同時(shí)噴射圖圖8-88-8（b b） 分組噴射分組噴射圖圖8-88-8（b b） 分組噴射分組噴射圖圖8-88-8（c c）

4、 順序噴射順序噴射 發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)混合氣濃度的要求也不同。噴油量的控制方式有啟動(dòng)控制、運(yùn)轉(zhuǎn)控制、斷油控制和反饋控制等幾種。圖圖8-9 8-9 啟動(dòng)控制啟動(dòng)控制 啟動(dòng)控制啟動(dòng)控制（如圖8-9）圖圖8-10 8-10 運(yùn)轉(zhuǎn)控制運(yùn)轉(zhuǎn)控制 運(yùn)轉(zhuǎn)控制運(yùn)轉(zhuǎn)控制（如圖8-10） 超速斷油控制超速斷油控制（如圖8-11所示） 減速斷油控制減速斷油控制（如圖8-11所示）圖圖8-11 8-11 超速斷油與減速斷油控制示意圖超速斷油與減速斷油控制示意圖 反饋控制（如圖反饋控制（如圖8-128-12） 又稱為閉環(huán)控制，利用反映混合氣濃度的傳感器（氧傳感器）對(duì)每一瞬間進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的混合氣濃度進(jìn)行檢測(cè)，并將

5、檢測(cè)結(jié)果輸入ECU。ECU根據(jù)這一反饋信號(hào)，不斷修正噴油量，使混合氣濃度始終保持在理想范圍內(nèi)。圖圖8-12 8-12 反饋控制框圖反饋控制框圖2 2、怠速控制閥：、怠速控制閥： 怠速控制通過(guò)怠速控制閥來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，達(dá)到調(diào)整怠速轉(zhuǎn)速的目的。怠速控制閥有步進(jìn)電機(jī)式和節(jié)氣門直動(dòng)式兩種。二、相關(guān)傳感器、執(zhí)行器的原理與檢修方法二、相關(guān)傳感器、執(zhí)行器的原理與檢修方法1 1、傳感器的工作原理與檢測(cè)、傳感器的工作原理與檢測(cè) （1 1）傳感器工作原理）傳感器工作原理 熱膜式空氣流量傳感器熱膜式空氣流量傳感器 ： 空氣流量傳感器是電控系統(tǒng)中重要的傳感器，如圖8-13所示為熱膜式空氣質(zhì)量流量傳感器，這是當(dāng)前廣

6、泛應(yīng)用的進(jìn)氣流量傳感器。圖圖8-13 8-13 熱膜式空氣流量計(jì)熱膜式空氣流量計(jì) 進(jìn)氣歧管真空度進(jìn)氣歧管真空度/ /壓力壓力/ /溫度傳感器：溫度傳感器： 如圖8-14所示為進(jìn)氣管壓力/溫度傳感器。它安裝在節(jié)氣門與進(jìn)氣門之間的進(jìn)氣管上，實(shí)際測(cè)量的是進(jìn)氣管的真空度，通過(guò)計(jì)算換算成反映進(jìn)氣量的參數(shù)。圖圖8-14 8-14 進(jìn)氣壓力傳感器實(shí)物與結(jié)構(gòu)圖進(jìn)氣壓力傳感器實(shí)物與結(jié)構(gòu)圖 進(jìn)氣溫度傳感器：進(jìn)氣溫度傳感器：（圖8-15所示） 進(jìn)氣的容積或壓力不變，但進(jìn)氣的密度卻隨溫度的變化而改變，ECU就是根據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器輸出的THA溫度信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正，以獲得最佳的空燃比。圖圖8-15 8-15 進(jìn)氣壓力

7、傳感器與電路圖進(jìn)氣壓力傳感器與電路圖 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器：發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器：（如圖8-16所示） 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度（ECT）傳感器向ECU提供一個(gè)隨冷卻液溫度變化的模擬信號(hào)。圖圖8-16 8-16 冷卻液溫度傳感器與電路圖冷卻液溫度傳感器與電路圖 節(jié)氣門位置傳感器：節(jié)氣門位置傳感器：（如圖8-17所示） 節(jié)氣門位置傳感器（TPS）安裝在節(jié)流閥體上，其輸出的模擬電壓隨節(jié)氣門的開度而變化。圖圖8-17 8-17 節(jié)氣門位置傳感器與原理圖節(jié)氣門位置傳感器與原理圖 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/ /曲軸位置傳感器：曲軸位置傳感器：（如圖8-18所示） 磁電式曲軸位置傳感器主要由感應(yīng)線圈、永久磁鐵、軟

8、鐵芯、信號(hào)盤、殼體和接線端等組成。圖圖8-18 8-18 曲軸位置曲軸位置/ /轉(zhuǎn)角傳感器轉(zhuǎn)角傳感器 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器：霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器：是利用霍爾效應(yīng)制成的傳感器（如圖8-19所示）圖圖8-19 8-19 霍爾傳感器霍爾傳感器 氧傳感器：氧傳感器：（如圖8-20所示） 氧傳感器根據(jù)空燃比和排氣流中的含氧量向ECU輸送一個(gè)模擬電壓信號(hào)。圖圖8-20 8-20 氧傳感器實(shí)物與工作示意圖氧傳感器實(shí)物與工作示意圖（2 2）傳感器的檢測(cè)：）傳感器的檢測(cè)： 節(jié)氣門位置傳感器的檢測(cè)，節(jié)氣門位置傳感器的檢測(cè)，如圖8-21所示：紅表筆接A腳，黑表筆接B腳，打開點(diǎn)火開關(guān)應(yīng)能檢測(cè)到ECU送到的5V參考電壓；而當(dāng)紅

9、表筆接C腳，黑表筆接B腳時(shí)，點(diǎn)火開關(guān)打開電壓為0V。圖圖8-21 8-21 節(jié)氣門位置傳感器的檢測(cè)節(jié)氣門位置傳感器的檢測(cè) 進(jìn)氣溫度傳感器的檢測(cè)，進(jìn)氣溫度傳感器的檢測(cè)，如圖8-22所示 ：紅表筆接信號(hào)線B腳，黑表筆接接地腳A腳，點(diǎn)火開關(guān)打開應(yīng)能檢測(cè)到ECU的5V參考電壓，否則檢查ECU到插口連線有無(wú)斷線，ECU有無(wú)損壞。圖圖8-22 8-22 進(jìn)氣溫度傳感器的檢測(cè)進(jìn)氣溫度傳感器的檢測(cè) 冷卻液溫度傳感器的檢測(cè)，冷卻液溫度傳感器的檢測(cè)，如圖8-23所示 ：紅表筆接信號(hào)線B腳，黑表筆接接地腳A腳，點(diǎn)火開關(guān)打開應(yīng)能檢測(cè)到ECU的5V參考電壓，否則檢查ECU到插口連線有無(wú)斷線，ECU有無(wú)損壞。圖圖8-23

10、 8-23 冷卻液溫度傳感器的檢測(cè)冷卻液溫度傳感器的檢測(cè) 進(jìn)氣壓力傳感器的檢測(cè)，進(jìn)氣壓力傳感器的檢測(cè)，如圖8-24所示 ：萬(wàn)用表紅表筆接插口C腳，黑表筆接插口A腳，點(diǎn)火開關(guān)打開應(yīng)可檢測(cè)到ECU送到的5V參考電壓，否則如上檢測(cè)相關(guān)電路。圖圖8-24 8-24 進(jìn)氣壓力溫度傳感器的檢測(cè)進(jìn)氣壓力溫度傳感器的檢測(cè) 氧傳感器加熱器的檢測(cè)，如圖8-25所示 ：氧傳感器的電阻值不容易測(cè)量，但可測(cè)量其加熱絲電阻，如圖萬(wàn)用表紅表筆接1腳，黑表筆接4腳，萬(wàn)用表量程選擇200k擋，電阻值如圖中所示。圖圖8-25 8-25 氧傳感器的檢測(cè)氧傳感器的檢測(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/ /曲軸位置傳感器檢測(cè)曲軸位置傳感器檢測(cè)，

11、傳感器輸出信號(hào)波形如圖8-26所示 ：圖圖8-26 8-26 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/ /曲軸位置傳感器的檢測(cè)曲軸位置傳感器的檢測(cè) 2、執(zhí)行器（1 1）燃油供給系統(tǒng)執(zhí)行器）燃油供給系統(tǒng)執(zhí)行器燃油供給系統(tǒng)原理：燃油供給系統(tǒng)原理： 燃油供給系統(tǒng)主要由燃油泵、燃油箱、燃油泵、燃油箱、燃油濾清器、燃油壓燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、燃油噴嘴力調(diào)節(jié)器、燃油噴嘴（噴油器）（噴油器）組成，相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-27所示。圖圖8-27 8-27 電控燃油供給系統(tǒng)電控燃油供給系統(tǒng) 燃油壓力調(diào)節(jié)器的安裝與結(jié)構(gòu)如圖8-28所示。圖圖8-28 8-28 燃油壓力調(diào)節(jié)器的安裝示意圖燃油壓力調(diào)節(jié)器的安裝示意圖燃油供給系統(tǒng)供電

12、：燃油供給系統(tǒng)供電： 在電控系統(tǒng)中裝有汽油泵繼電器，主要為電動(dòng)燃油泵與多功能診斷連接器供電。燃油泵繼電器安裝位置如圖8-29所示。圖圖8-29 8-29 燃油繼電器實(shí)物（現(xiàn)代伊蘭特轎車）燃油繼電器實(shí)物（現(xiàn)代伊蘭特轎車）噴油器噴油控制：噴油器噴油控制： 在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的電控燃油噴射系統(tǒng)中裝有四個(gè)噴油器（如圖8-27所示）。噴油器用“O”形圈和固定夾與燃油分配器總管裝成一體，下方再通過(guò)“O”形圈和螺栓壓入并緊固在進(jìn)氣管下體的噴油器孔中，噴油器的噴孔正對(duì)著各缸進(jìn)氣門前方，如圖8-30所示。圖圖8-30 8-30 噴油器的安裝噴油器的安裝燃油供給系統(tǒng)執(zhí)行器原理：燃油供給系統(tǒng)執(zhí)行器原理： 燃油泵：燃油泵： 電子燃油噴射系統(tǒng)通常在油箱中裝有電動(dòng)燃油泵，由小型直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)軸的一端固定一個(gè)葉輪。（如圖8-31所示）圖圖8-31 8-31 電動(dòng)燃油泵結(jié)構(gòu)與原理圖電動(dòng)燃油泵結(jié)構(gòu)與原理圖 噴油器：噴油器： 電磁噴油器是電控汽油噴射系統(tǒng)的一個(gè)重要的執(zhí)行器件，