汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷技術(shù)教案第一章(第一講)

1、第一講第一章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)概述課題】§1-1電控系統(tǒng)的基本概念§1-2發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展過程§13發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的功能§14發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成及其工作原理課程性質(zhì)】理論課授課對(duì)象】汽車檢測(cè)與維修專業(yè)鞏固上講內(nèi)容】回憶傳統(tǒng)的化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理教學(xué)目的與要求】掌握發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本概念了解發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展過程掌握發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的功能、組成和工作原理教學(xué)重點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本概念教學(xué)難點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的工作原理授課方法講授法課時(shí)分布鞏固上講內(nèi)容分鐘發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本概念、發(fā)展過程及其功能40分鐘汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成及工作原理

2、40分鐘小結(jié)與答疑分鐘1、簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的組成、簡(jiǎn)述發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的控制功能教學(xué)內(nèi)容】§1-1電控系統(tǒng)的基本概念、自動(dòng)控制系統(tǒng)概述（如機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行或生產(chǎn)過程的進(jìn)行）（如電壓、電流、速度、位置、溫度、1、自動(dòng)控制的定義：自動(dòng)控制是采用控制裝置使被控制對(duì)象自動(dòng)地按照給定的規(guī)律運(yùn)行，使被控制對(duì)象的一個(gè)或數(shù)個(gè)物理量流量等）能夠在一定的精度范圍內(nèi)按照給定的規(guī)律變化。2、電子控制系統(tǒng)：采用電子設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）作為自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制裝置。3、電子控制系統(tǒng)的基本形式：開環(huán)控制閉環(huán)控制4、開環(huán)控制的組成與特點(diǎn)(1)開環(huán)控制的組成：輸入量被控參數(shù)(2)開環(huán)控制的特點(diǎn)：在控制器與被控對(duì)象之間只有

3、正向控制作用而沒有反饋控制作用。5、閉環(huán)控制的組成與特點(diǎn)：(1)閉環(huán)控制的組成(2)閉環(huán)控制的特點(diǎn)：在控制器與被控對(duì)象之間，不僅存在著正向作用，而且存在著反饋?zhàn)饔?，即系統(tǒng)的輸出量對(duì)控制量有直接影響。(3)各部分的功能：測(cè)量元件對(duì)被控對(duì)象的被控參數(shù)進(jìn)行測(cè)量；變換發(fā)送單元將被測(cè)參數(shù)變成電壓(或電流)信號(hào)，并反饋給控制器；控制器將反饋回來的信號(hào)與給定值進(jìn)行比較。、微機(jī)閉環(huán)控制1、微機(jī)控制系統(tǒng)的組成如果把閉環(huán)控制中的控制器用微機(jī)來代替，就組成了微機(jī)控制系統(tǒng)。2、微機(jī)控制系統(tǒng)的控制過程數(shù)據(jù)采集：對(duì)被控參數(shù)的瞬時(shí)值進(jìn)行檢測(cè)，并輸送給計(jì)算機(jī)控制：對(duì)采集到的表征被控參數(shù)的狀態(tài)量進(jìn)行分析，并按已定的控制規(guī)律確定

4、控制過程，適時(shí)地對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號(hào)。上述過程不斷重復(fù)，使整個(gè)系統(tǒng)能夠按照一定的控制指標(biāo)進(jìn)行工作，并對(duì)被控參數(shù)和設(shè)備本身出現(xiàn)的異常狀態(tài)及時(shí)監(jiān)督、迅速處理?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)屬于微機(jī)控制系統(tǒng)，早期采用開環(huán)控制，現(xiàn)在大部分采用閉環(huán)控制。§12發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的發(fā)展過程一、發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)發(fā)展汽車電子技術(shù)發(fā)展始于20世紀(jì)60年代，分為三個(gè)階段。目前發(fā)動(dòng)機(jī)上常用的電控系統(tǒng)有：電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)、增壓控制系統(tǒng)、警告提示系統(tǒng)、自我診斷與報(bào)警系統(tǒng)、失效保護(hù)系統(tǒng)和應(yīng)急備用系統(tǒng)。二、現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)1單獨(dú)控制：早期的汽車電控系統(tǒng)多采用一個(gè)ECU控制汽

5、車的某一個(gè)系統(tǒng)，如果有多個(gè)系統(tǒng)就要采用多個(gè)ECU控制。2、集中控制系統(tǒng)：利用微處理器使控制功能集中化，將多種控制功能集中到一個(gè)ECU上，就可以不必設(shè)置多個(gè)傳感器和ECU現(xiàn)代汽車都采用集中控制系統(tǒng)。§1-3發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的功能一、電控燃油噴射（EFI）系統(tǒng)ECU主要根據(jù)進(jìn)氣量確定基本的噴油量，再根據(jù)其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器）信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正，使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種運(yùn)行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣。電控燃油噴射主要包括噴油量、噴射正時(shí)、燃油停供和燃油泵的控制。二、電控點(diǎn)火裝置（ESA）ESA的功能是點(diǎn)火提前角控制。根據(jù)各相關(guān)傳感器信號(hào)，判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況和運(yùn)行條件

6、，選擇最理想的點(diǎn)火提前角點(diǎn)燃混合氣，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程。三、怠速控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制系統(tǒng)。四、排放控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置的工作實(shí)行電子控制。五、進(jìn)氣控制系統(tǒng)六、增壓控制系統(tǒng)七、巡航控制系統(tǒng)八、警告系統(tǒng)九、自診斷與報(bào)警系統(tǒng)十、失效保護(hù)系統(tǒng)十一、應(yīng)急備用系統(tǒng)§1-4發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的基本組成及其工作原理、電控系統(tǒng)的基本組成與類型1、組成有三部分組成： 信號(hào)輸入裝置一一各種傳感器，采集控制系統(tǒng)的信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給ECU 電子控制單元一一ECU給各傳感器提供參考電壓，接受傳感器信號(hào)，進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析處理后執(zhí)行器發(fā)出指令。 執(zhí)行元件一一由ECU控制，執(zhí)行某項(xiàng)控制功能的裝置。

7、2、類型開環(huán)控制一一ECU根據(jù)傳感器的信號(hào)對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行控制，而控制的結(jié)果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)對(duì)其控制過程沒有影響。閉環(huán)控制也叫反饋控制，在開環(huán)的基礎(chǔ)上，它對(duì)控制結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，并反饋給ECU進(jìn)行原先的控制修正。二、信號(hào)輸入裝置及輸入信號(hào)1、空氣流量計(jì)（MAF:測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)吸入空氣量，并將信號(hào)輸入ECU作為燃油噴射和點(diǎn)火控制的主控制信號(hào)。2、進(jìn)氣（歧管絕對(duì)）壓力傳感器（MAP：測(cè)量進(jìn)氣管壓力，并將信號(hào)輸入ECU作為燃油噴射和點(diǎn)火控制的主控制信號(hào)。3、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器：檢測(cè)曲軸位置信號(hào)和曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)，并輸入ECU作為燃油噴射和點(diǎn)火控制的主控制信號(hào)。4、凸輪軸位置傳感器：也叫同步信號(hào)傳感器，是一個(gè)

8、氣缸判別定位裝置，是點(diǎn)火控制的主控制信號(hào)。5、上止點(diǎn)位置傳感器：向ECU提供1缸上止點(diǎn)位置信號(hào)，作為點(diǎn)火控制的主控制信號(hào)。6、缸序判別傳感器：向ECU提供各缸工作順序，作為點(diǎn)火控制的主控制信號(hào)。7、冷卻液溫度傳感器：給ECU提供冷卻液溫度信號(hào)，作為燃油噴射和點(diǎn)火控制的修正信號(hào)。8、進(jìn)氣溫度傳感器：檢測(cè)進(jìn)氣溫度信號(hào)（修正信號(hào)）9、節(jié)氣門位置傳感器：檢測(cè)節(jié)氣門的開度及開度變化，信號(hào)輸入ECU。10、氧傳感器：檢測(cè)排氣中的氧含量，向ECU俞人反饋信號(hào)。11、爆震傳感器：檢測(cè)汽油機(jī)是否爆燃及爆燃強(qiáng)度。12、大氣壓力傳感器：檢測(cè)大氣壓力，修正噴油和點(diǎn)火控制。13、車速傳感器：控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)超速斷油

9、控制，也是自動(dòng)變速器的主控制信號(hào)。14、起動(dòng)信號(hào)：發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，給ECU提供一個(gè)起動(dòng)信號(hào)。作為噴油量和點(diǎn)火提前角的修正信號(hào)。15、發(fā)電機(jī)負(fù)荷信號(hào)：發(fā)電機(jī)負(fù)荷增大時(shí)，作為噴油量和點(diǎn)火提前角的修正信號(hào)。16、空調(diào)作用信號(hào)：當(dāng)空調(diào)開關(guān)打開，空調(diào)壓縮機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷加大時(shí)，由空調(diào)開關(guān)向ECU輸入信號(hào)。17、擋位開關(guān)信號(hào)和空擋位置開關(guān)信號(hào)：自動(dòng)變速器由P/N擋掛入其他檔時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加，向ECU輸人信號(hào)。當(dāng)掛入P/N擋時(shí)向ECU提供P/N擋信號(hào)才能啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。18、蓄電池電壓信號(hào)：當(dāng)ECU檢測(cè)到蓄電池和電源系的電壓過低時(shí)，將對(duì)供油量進(jìn)行修正。19、離合器開關(guān)信號(hào)：在離合器接合和分離時(shí)，由離合器開關(guān)向

10、ECU輸入離合器工作狀態(tài)信號(hào)，修正噴油量和點(diǎn)火提前角。20、制動(dòng)開關(guān)信號(hào)：在制動(dòng)時(shí)，由制動(dòng)開關(guān)向ECU提供制動(dòng)信號(hào)，作為對(duì)噴油量、點(diǎn)火提前角、自動(dòng)變速器等的控制信號(hào)。21、動(dòng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)信號(hào)：由于動(dòng)力轉(zhuǎn)向液壓泵工作使發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷加大，動(dòng)力轉(zhuǎn)向開關(guān)向ECU輸入修正信號(hào)。20、EGR閥位置傳感器：向ECU提供EGR閥的位置信號(hào)。22、巡航（定速）控制開關(guān)：ECU輸入巡航控制狀態(tài)信號(hào)，由ECU對(duì)車速進(jìn)行自動(dòng)控制。三、電子控制單元（ECU）的功能與組成電子控制單元的功能 接收傳感器或其他裝置輸入的信息；給傳感器提供參考電壓；將輸入的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槲C(jī)所能接受的信號(hào)。 存儲(chǔ)、計(jì)算、分析處理信息；計(jì)算輸出值所用的

11、程序；存儲(chǔ)該車型的特點(diǎn)參數(shù)；存儲(chǔ)運(yùn)算中的數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)故障信息。 運(yùn)算分析。根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令數(shù)值；將輸出的信息與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，查出故障。 輸出執(zhí)行命令。把弱信號(hào)變成強(qiáng)的執(zhí)行命令信號(hào)；輸出故障信息。 自我修正功能（自適應(yīng)功能）四、發(fā)動(dòng)機(jī)集中控制系統(tǒng)ECU的構(gòu)成ECU主要由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微機(jī)和輸出回路四部分組成。 、輸入回路從傳感器來的信號(hào)，首先進(jìn)入輸入回路。在輸入回路里，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，一般是在去除雜波和把正弦波變?yōu)榫匦尾ê?，在轉(zhuǎn)換成輸入電平。 、A/D轉(zhuǎn)換器微機(jī)不能直接處理模擬信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后再輸入微機(jī)。如果傳感器輸出的是脈沖（數(shù)字）信號(hào),經(jīng)過輸

12、入回路處理后可以直接進(jìn)入微機(jī)。 、微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)是發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的核心。它能根據(jù)需要，把各種傳感器送來的信號(hào)，按內(nèi)存的程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，并把處理結(jié)果送往輸出回路。微型計(jì)算機(jī)由中央處理器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出口等部分組成。 中央處理器：中央處理器常叫CPU,主要由進(jìn)行算術(shù)、邏輯運(yùn)算的運(yùn)算器，暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的寄存器，按照程序執(zhí)行各裝置之間信號(hào)傳送及控制任務(wù)的控制器等構(gòu)成。 存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器的主要功能是存儲(chǔ)信息資料。存儲(chǔ)器一般分為隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器。 輸入/輸出口輸入/輸出口是CPU與輸入裝置（傳感器）、輸出裝置（執(zhí)行器）間進(jìn)行信息交流的控制電路。 總線：總線是一束傳遞信息的內(nèi)部連線，在微

13、機(jī)系統(tǒng)中，中央處理器、存儲(chǔ)器與輸入/輸出口，通過傳遞信息的總線連接起來它們之間的信息交換均要通過總線進(jìn)行?？偩€按傳遞信息的類別可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。 、輸出回路將微機(jī)發(fā)出的指令，轉(zhuǎn)變成控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器工作。輸出回路一般起著控制信號(hào)的生成和放大等功能。五、執(zhí)行器執(zhí)行器是受ECU控制，具體執(zhí)行某項(xiàng)控制功能的裝置。常見的執(zhí)行器有：電磁式噴油器、點(diǎn)火控制器、怠速控制閥、進(jìn)氣控制閥、EGR閥等等。六、電子控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)要工作過程1發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，ECU進(jìn)入工作狀態(tài)，某些程序從ROM中取出，進(jìn)入CPU這些程序可以用來控制點(diǎn)火時(shí)刻、燃油噴射、怠速等。2、通過CPU的控制，一個(gè)個(gè)指令逐個(gè)地進(jìn)行循環(huán)執(zhí)行。執(zhí)行程序中所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)信息，來自各個(gè)傳感器。3、從傳感器來的信號(hào)，首先進(jìn)入輸入回路進(jìn)行處理。如果是數(shù)字信號(hào)直接經(jīng)I/O接口進(jìn)入微機(jī)；如果是模擬信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后才經(jīng)I/O接口進(jìn)入微機(jī)。4、大多數(shù)信息暫時(shí)存儲(chǔ)在RAM內(nèi)，