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文檔簡介
1、會計學1電噴系統(tǒng)培訓電噴系統(tǒng)培訓第一章第一章 電噴系統(tǒng)概述電噴系統(tǒng)概述第二章第二章 電噴系統(tǒng)的基本組成及功用電噴系統(tǒng)的基本組成及功用 第三章第三章 電噴系統(tǒng)的主要元件電噴系統(tǒng)的主要元件第一章第一章 電噴系統(tǒng)概述電噴系統(tǒng)概述 電噴是指采用電子控制裝置取代傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)如(化油器)來控制發(fā)動機的供油過程。如汽油機電噴系統(tǒng)就是通過各種傳感器將發(fā)動機的溫度、空燃比、油門狀況、發(fā)動機的轉速、負荷、曲軸位置、車輛行駛狀況等信號輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據(jù)這些信號參數(shù)計算并控制發(fā)動機各氣缸所需要的噴油量和噴油時刻,將汽油在一定壓力下通過噴油器噴入到進氣管中霧化。并與進入的空氣氣流混合,進入燃燒室燃燒,
2、從而確保發(fā)動機和催化轉化器始終工作在最佳狀態(tài)。 u 電噴系統(tǒng)分類電噴系統(tǒng)分類1.按燃油供應方式分類 (1)單點噴射(SPI)系統(tǒng):在進氣管節(jié)流閥上方裝1個中央噴射裝置,用l2個噴油器集中噴射。汽油噴入進氣氣流中,形成的可燃混合氣由進氣歧管分配到各個氣缸中。單點噴射又稱為節(jié)流閥體噴射(TBI)或中央燃油噴射(CFI)。單點噴射系統(tǒng)成本較低,僅略高于傳統(tǒng)的化油器。目前,在國內(nèi)外普及型轎車上被廣泛應用。 (2)多點噴射(MPI)系統(tǒng):在每個氣缸內(nèi)裝有1個噴油器,電控單元(ECU)控制并按順序對各缸進行單獨噴射或分組噴射,將汽油直接噴射到各缸進氣門上方。多點噴射系統(tǒng)的燃油分配均勻性好,進氣管可按最大氣
3、量來設計。由于它直接控制空燃比,因此,無論發(fā)動機處于冷態(tài)或熱態(tài),其過渡的響應及燃油經(jīng)濟性都是最佳的。但其缺點是,控制系統(tǒng)較復雜、成本較高。主要用于一些豪華轎車上。 多點燃油噴射單點燃油噴射2.按有無反饋信號分類 (1)開環(huán)控制系統(tǒng):把實驗得到的發(fā)動機各種工況下的最佳供油參數(shù)預先存人計算機內(nèi), 發(fā)動機運行時,計算機根據(jù)各個傳感器的輸入信號,判斷自身所處的運行工況,計算出最佳供油量。經(jīng)功率放大器控制噴油器的噴射時間從而精確地控制混合氣空燃比的大小,使發(fā)動機處于最佳工作狀態(tài)。 (2)閉環(huán)控制系統(tǒng):根據(jù)安裝在排氣管上的氧傳感器的信號確定出混合氣空燃比的大小。通過計算機與設定的目標空燃比值進行比較,再將
4、誤差信號經(jīng)放大器,控制電磁噴油器噴油量,使空燃比值保持在設定的目標值附近。 第二章第二章 電噴系統(tǒng)的基本組成及功用電噴系統(tǒng)的基本組成及功用1空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng) 空氣供給系統(tǒng)是電控汽車發(fā)動機的一個重要組成部分,它的功用不僅僅為發(fā)動機提供所需的清潔空氣,而且通過傳感器對進氣的數(shù)量、壓力和溫度等進行準確測量,作為電控單元(ECU)對發(fā)動機的噴油時刻、噴油量以及點火提前角等進行閉環(huán)控制的重要依據(jù),從而達到提高汽車動力性、經(jīng)濟性和降低排放的目的。 從整體上來說,電控汽車發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)由兩大部分組成,一是純氣道部件,包括空氣濾清器、進氣連接管、節(jié)氣門體、進氣總管和進氣歧管等;二是電子測量裝置或者
5、執(zhí)行機構,包括空氣流量計(或者進氣壓力傳感器)、進氣溫度傳感器、怠速控制閥等??諝獾牧髁靠諝獾牧髁坑赏ǖ乐械挠赏ǖ乐械墓?jié)氣門來控節(jié)氣門來控制(節(jié)氣門制(節(jié)氣門由油門踏板由油門踏板操作)。踩操作)。踩下油門踏板下油門踏板時,節(jié)氣門時,節(jié)氣門打開,進入打開,進入的空氣量多。的空氣量多。怠速時,節(jié)怠速時,節(jié)氣門關閉,氣門關閉,空氣由旁通空氣由旁通道通過。道通過。 2汽油供給系統(tǒng)汽油供給系統(tǒng) 燃油供給系統(tǒng)的功用是用電動汽油泵向噴油器提供足夠壓力的汽油,噴油器根據(jù)來自ECU的控制信號,向進氣歧管內(nèi)進氣門上方噴射定量的汽油。3 3、電控系統(tǒng)、電控系統(tǒng) 汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)(Engine Electron
6、ic Control System,簡稱EECS)通過電子控制手段對發(fā)動機點火、噴油、空氣與燃油的比率、排放廢氣等進行優(yōu)化控制,使發(fā)動機工作在最佳工況,達到提高性能、安全、節(jié)能、降低廢氣排放的目的。汽車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)主要包括: 燃油噴射控制; 點火系統(tǒng)控制; 怠速控制; 尾氣排放控制; 進氣控制; 增壓控制; 失效保護; 后備系統(tǒng); 診斷系統(tǒng)等功能。 另外,隨著網(wǎng)絡、集成控制技術的廣泛應用,作為汽車控制主要單元的EMS系統(tǒng)通過CAN(Controllers Area Network)總線與其他控制系統(tǒng),例如:安全系統(tǒng)(如 ABS、牽引力電子穩(wěn)定裝置ESP (Electronic Stabi
7、lity Program )、底盤系統(tǒng)(如主動懸掛ABC (Active Body Control )、巡航控制系統(tǒng)(Speed Control System 或 Cruse Control System )以及空調、防盜、音響等系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián),實現(xiàn)信息共享并實施集成優(yōu)化統(tǒng)一控制。電子控制系統(tǒng)的功用是根據(jù)各種傳電子控制系統(tǒng)的功用是根據(jù)各種傳感器的信號,由計算機進行綜合分感器的信號,由計算機進行綜合分析和處理,通過執(zhí)行裝置控制噴油析和處理,通過執(zhí)行裝置控制噴油量等,使發(fā)動機具有最佳性能。量等,使發(fā)動機具有最佳性能。 第三章第三章 電噴系統(tǒng)的主要元件電噴系統(tǒng)的主要元件電噴系統(tǒng)主要包括以下幾個元件
8、:1、電控單元ECU(EMS ECU )2、曲軸位置傳感器( Crankshaft Position Sensor)3、凸輪軸位置傳感器(Active Camshaft Position Sensor)4、進氣溫度及壓力傳感器(T-MAP sensor)5、燃油導軌總成(Fuel Rail Assembly)6、爆震傳感器(Knock Sensor)7、氧傳感器( O2-senso)8、碳罐控制閥(Canister Purge Solenoid Valve)9、冷卻液溫度傳感器(Coolant Temperature Sensor)10、點火線圈總成(Ignition Module)11、節(jié)流
9、閥體總成(Throttle Body)12、高壓線(Ignition wire)13、發(fā)動機線束(Wiring Harness)u電電 子子 控控 制制 單單 元元 ECU (EMS ECU ) ECU(Electronic Control Unit)電子控制單元,又稱“行車電腦”、“車載電腦”等。從用途上講則是汽車專用微機控制器,也叫汽車專用單片機。它和普通的單片機一樣,由微處理器(CPU)、存儲器(ROM、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)、模數(shù)轉換器(A/D)以及整形、驅動等大規(guī)模集成電路組成。電控單元的功用是根據(jù)其內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)對空氣流量計及各種傳感器輸入的信息進行運算、處理、判斷,
10、然后輸出指令,向噴油器提供一定寬度的電脈沖信號以控制噴油量。電控單元由微型計算機、輸入、輸出及控制電路等組成。 ECU的電壓工作范圍一般在6.5-16V(內(nèi)部關鍵處有穩(wěn)壓裝置)、工作電流在0.015-0.1A、工作溫度在零下40-80度。能承受1000Hz以下的振動,因此ECU損壞的概率非常小,在ECU中CPU是核心部分,它具有運算與控制的功能,發(fā)動機在運行時,它采集各傳感器的信號,進行運算,并將運算的結果轉變?yōu)榭刂菩盘枺刂票豢貙ο蟮墓ぷ?。它還實行對存儲器(ROM、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)和其它外部電路的控制;存儲器ROM中存放的程序是經(jīng)過精確計算和大量實驗取得的數(shù)據(jù)為基礎,這個固
11、有程序在發(fā)動機工作時,不斷地與采集來的各傳感器的信號進行比較和計算。把比較和計算的結果用來控制發(fā)動機的點火、空燃比、怠速、廢氣再循環(huán)等多項參數(shù)。它還有故障自診斷和保護功能,當系統(tǒng)產(chǎn)生故障時,它還能在RAM中自動記錄故障代碼并采用保護措施從上述的固有程序中讀取替代程序來維持發(fā)動機的運轉,使汽車能開到修理廠。 正常情況下,RAM也會不停地記錄你行駛中的數(shù)據(jù),成為ECU的學習程序,為適應你的駕駛習慣提供最佳的控制狀態(tài),這個程序也叫自適應程序。但由于是存儲于RAM中,就象錯誤碼一樣,一但去掉電瓶而失去供電,所有的數(shù)據(jù)就會丟失。 目前在一些中高級轎車上,不但在發(fā)動機上應用ECU,在其它許多地方都可發(fā)現(xiàn)E
12、CU的蹤影。例如防抱死制動系統(tǒng)、4輪驅動系統(tǒng)、電控自動變速器、主動懸架系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)、多向可調電控座椅等都配置有各自的ECU。隨著轎車電子化自動化的提高,ECU將會日益增多,線路會日益復雜。為了簡化電路和降低成本,汽車上多個ECU之間的信息傳遞就要采用一種稱為多路復用通信網(wǎng)絡技術,將整車的ECU形成一個網(wǎng)絡系統(tǒng),也就是CAN數(shù)據(jù)總線。 u 曲軸位置傳感器曲軸位置傳感器 ( Crankshaft Position Sensor) 曲軸位置傳感器的作用就是確定曲軸的位置,也就是曲軸的轉角。它通常要配合凸輪軸位置傳感器一起來工作確定基本點火時刻。我們都知道,發(fā)動機是在壓縮沖程末開始點火的,那么發(fā)
13、動機電腦是怎么知道哪缸該點火了呢?就是通過曲軸位置傳感器和凸輪軸位置傳感器的信號來計算的,通過曲軸位置傳感器,可以知道哪缸活塞處于上止點,通過凸輪軸位置傳感器,可以知道哪缸活塞是在壓縮沖程中。這樣,發(fā)動機電腦知道了該什么時候給哪缸點火了。 工作原理工作原理 曲軸位置傳感器通常安裝在分電器內(nèi),是控制系統(tǒng)中最重要的傳感器之一。其作用有:檢測發(fā)動機轉速,因此又稱為轉速傳感器;檢測活塞上止點位置,故也稱為上止點傳感器,包括檢測用于控制點火的各缸上止點信號、用于控制順序噴油的第一缸上止點信號。 1-缸體2-齒缺(基準標記)3-傳感器磁頭4-信號轉子 曲軸傳感器主要有三種類型:磁電感應式、霍爾效應式和光電
14、式。 1、磁電感應式:、磁電感應式: 由安裝在分電器軸上的兩個信號轉子和安裝在分電器底板上的三個傳感線圈組成。信號轉子隨同分電器軸一起轉動。當信號轉子的凸齒接近傳感線圈時,由于傳感線圈內(nèi)磁通量增加而感生正電壓;當凸齒離開傳感線圈時,由于磁通量減少而感生負電壓。即一個凸齒每轉過傳感線圈一次,便在其中產(chǎn)生一個交流電壓信號或稱電脈沖信號。2、 霍爾效應式霍爾效應式: 這種傳感器由霍爾元件、永久磁鐵和帶缺口的轉子組成?;魻栐菐в屑呻娐返陌雽w基片。當把霍爾元件置于磁場中并通以電流,且使電流方向與磁場方向垂直,這時霍爾元件將在垂直于電流及磁場的方向產(chǎn)生霍爾電壓,這一現(xiàn)象稱作霍爾效應。改變磁場強度可
15、以改變霍爾電壓的大小,磁場消失霍爾電壓為零?;魻栃角S位置傳感器輸出的信號是矩形脈沖,適用于電控單元的數(shù)字系統(tǒng),且其信號電壓的大小與發(fā)動機轉速無關,在發(fā)動機低速狀態(tài)下仍可獲得很高的檢測精度。3、光電式:、光電式: 由發(fā)光二極管、光敏三極管、轉盤等組成,并安裝在分電器底板上。兩對發(fā)光二極管和光敏三極管組成信號發(fā)生器。在轉盤的邊緣均勻地開有360個小細縫和6個大細縫。當轉盤隨分電器軸轉動時,發(fā)光二極管通過細縫射向光敏三極管的光線使光敏三極管導通,光線被轉盤遮斷時,光敏三極管截止,由此產(chǎn)生脈沖信號。分電器每轉一轉,輸出360個相間1的脈沖信號(相當于2曲軸轉角)和6個相間60的脈沖信號(相當于1
16、20曲軸轉角)。光電式曲軸位置傳感器輸出矩形脈沖信號,適合與電腔單元的數(shù)字系統(tǒng)配用。拆裝拆裝 曲軸位置傳感器安裝在變速箱離合器殼體上(見下圖),位于發(fā)動機缸體左側后面,曲軸位置傳感器是用二條螺栓緊固的,用帶膠紙墊或紙板墊墊到曲軸位置傳感器的底面上,以調節(jié)傳感器的深度,一旦發(fā)動機起動之后(在曲軸位置傳感器裝好之后),紙墊的多余部分應被剪掉。新出廠的備用傳感器將帶著這種墊,如果原來的曲軸位置傳感器被重新裝過,或更換變速箱和離合器殼體,就必須裝一個新的墊片。 拆卸時,在靠近進氣歧管的后部,從主線束上拆下傳感器線束,拆下油管安裝螺栓上的固定曲軸位置傳感器導線卡子的螺母,拆下曲軸位置傳感器安裝螺栓,拆下
17、曲軸位置傳感器,拆下曲軸位置傳感器導線線束的夾箍。安裝時,把曲軸位置傳感器的凸頭裝進變速箱殼體的孔里使端面齊平。安裝并擰緊曲軸位置傳感器二個安裝螺栓,其力矩為17-21N m。曲軸位置傳感器固定到變速箱的二個螺栓是特制的,以保證傳感器與飛輪之間有一個正確的間隙,不允許裝用其他螺栓代替特制的螺栓。把導線插頭連接到曲軸位置傳感器上,裝上傳感器線束卡子,把卡子裝到燃油管安裝螺栓上,擰上卡子的安裝螺母。 u 凸輪軸位置傳感器凸輪軸位置傳感器 (Camshaft Position Sensor ) 凸輪軸位置傳感器也叫同步信號傳感器,它是一個氣缸判別定位裝置,向ECU輸入凸輪軸位置信號,是點火控制的主控
18、信號。 凸輪軸位置傳感器又稱為氣缸識別傳感器,為了區(qū)別于曲軸位置傳感器,凸輪軸位置傳感器一般都用CIS表示。凸輪軸位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號,并輸入ECU,以便ECU識別氣缸1壓縮上止點,從而進行順序噴油控制、點火時刻控制和爆燃控制。此外,凸輪軸位置信號還用于發(fā)動機起動時識別出第一次點火時刻。因為凸輪軸位置傳感器能夠識別哪一個氣缸活塞即將到達上止點,所以稱為氣缸識別傳感器。 u 進氣溫度及壓力傳感器(進氣溫度及壓力傳感器(T-MAP sensor) 進氣溫度壓力傳感器是 將壓力和溫度傳感器(MAP/MAT)結合使用 ,具有可靠的電熱調節(jié)器輸出,及MAP傳感器精度 。 二合一的傳
19、感器使用了更少的元件、電纜和連接器,降低了成本和節(jié)約了空間 。 進氣溫度壓力傳感器采用MEMS和專用集成電路(ASIC)技術設計制造而成。它特別適用于惡劣的汽車環(huán)境中。 進氣溫度壓力傳感器能根據(jù)空氣/燃料最優(yōu)比提供兩種獨立的輸出: l 一個電壓輸出與發(fā)動機進氣歧管壓力成比例; l 一個電阻輸出與歧管氣體溫度成比例 。1、進氣溫度傳感器、進氣溫度傳感器(Intake Air Temperature Sensor ) 進氣溫度傳感器是用來檢測發(fā)動機的進氣溫度,將進氣溫度轉變?yōu)殡妷盒盘栞斎虢oECU做為噴油修正的信號。 進氣溫度傳感器也是雙線的傳感器,安裝在進氣管上或空氣流量計內(nèi)。進氣溫度傳感器是一個
20、負溫度系數(shù)熱敏電阻,根據(jù)電阻變化而產(chǎn)生不同的信號電壓。在冷車時,進氣溫度傳感器的信號與發(fā)動機水溫傳感器信號基本相同,在熱車時,其信號電壓大約是水溫傳感器的23倍。 進氣溫度傳感器一根是由發(fā)動機ECU供應的5V電壓THA,另一根為E2 與發(fā)動機內(nèi)部搭鐵 。2、進氣壓力傳感器(進氣壓力傳感器(Intake Manifold Pressure Sensor )進氣壓力傳感器概述進氣壓力傳感器概述 電噴發(fā)動機中采用進氣壓力傳感器來檢測進氣量的稱為D型噴射系統(tǒng)(速度密度型)。進氣壓力傳感器檢測進氣量不是像進氣流量傳感器那樣直接檢測,而是采用間接檢測,同時它還受諸多因素的影響,因而在檢測和維修中就有許多不
21、同于量傳感器進氣流的地方,所產(chǎn)生的故障也有它的特殊性 進氣壓力傳感器的工作原理進氣壓力傳感器的工作原理進氣壓力傳感器檢測的是節(jié)、氣門后方的進氣歧管的絕對壓力,它根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的大小檢測出歧管內(nèi)絕對壓力的變化,然后轉換成信號電壓送至電子控制器(ECU),ECU依據(jù)此信號電壓的大小,控制基本噴油量的大小。 進氣壓力傳感器種類較多,常見的進氣管壓力傳感器有膜盒式和應變儀式兩種。應變儀式式進氣壓力傳感器的工作原理應變儀式式進氣壓力傳感器的工作原理當發(fā)動機工作時,進氣歧管內(nèi)的部分空氣經(jīng)傳感器進口和濾清器作用在硅膜片上,硅膜片就會產(chǎn)生變形,應變電阻的阻值就會發(fā)生變化,電橋輸出電壓隨之變化。因為近期壓
22、力隨進氣流量的變化而變化,當節(jié)氣門開度增大(即進氣流量增大)時,空氣流量通截面增大,氣流速度降低,進氣壓力升高,膜片的變形量增大,應變電阻的變化率增大,電橋輸出的電壓升高,經(jīng)集成電路進行比例放大后,傳感器輸入電控單元(ECU)的信號電壓升高。反之,當節(jié)氣門開度由大變小(即進氣液量減?。r,進氣流通截面減小,氣流速度升高,進氣壓力降低,膜片的變形量減小,應變電阻的變化率減小,電橋輸出電壓降低,經(jīng)過比例放大后,傳感器輸入ECU的信號電壓降低。膜盒式進氣壓力傳感器的工作原理膜盒式進氣壓力傳感器的工作原理在傳感器中有一個密封的彈性金屬膜盒,內(nèi)部保持真空,外部與進氣管相通。當進氣管壓力發(fā)生變化時,膜盒或
23、收縮或膨脹,并帶動銜鐵在感應線圈中移動,從而在感應線圈中產(chǎn)生感應電壓,將此電壓信號傳輸給電控單元用來控制噴油量。u 燃油導軌總成(燃油導軌總成(Fuel Rail Assembly) 所有氣缸的噴嘴都連接著一根公共的油管(簡稱燃油導軌),導軌里始終有恒定的壓力,燃油泵將燃油送入油軌,然后由油軌送入噴油嘴。每一噴油嘴通過各自的一根高壓油管連接到公共燃油導軌上,系統(tǒng)內(nèi)的油壓由電控回路控制。燃油導軌在整個噴射過程中基本保持不變,且獨立于發(fā)動機的轉速和負荷而自由選擇。1、噴油器、噴油器 噴油器本身是一個常閉閥 (常閉閥的意思是當沒有輸入控制訊號時,閥門一直處于關閉狀態(tài);而常開閥則是當沒有輸入控制訊號時
24、,閥門一直處于開啟狀態(tài)),由一個閥針上下運動來控制閥的開閉。當ECU下達噴油指令時,其電壓訊號會使電流流經(jīng)噴油嘴內(nèi)的線圈,產(chǎn)生磁場來把閥針吸起,讓閥門開啟好使油料能自噴油孔噴出。 噴射供油的最大優(yōu)點就是燃油供給控制十分精確,讓引擎在任何狀態(tài)下都能有正確的空燃比,不僅讓引擎保持運轉順暢,其廢氣也能合乎環(huán)保法規(guī)的規(guī)范 。工作原理工作原理 噴油器其實就是個簡單的電磁閥,當電磁線圈通電時,產(chǎn)生吸力,針閥被吸起,打開噴孔,燃油經(jīng)針閥頭部的軸針與噴孔之間的環(huán)形間隙高速噴出,形成霧狀,利于燃燒充分. 噴油器的作用噴油器的作用 作為電噴發(fā)動機的關鍵部件之一的噴油器,它的工作好壞將嚴重的影響發(fā)動機的性能。噴油器
25、堵塞會嚴重影響汽車性能。堵塞的原因是由于發(fā)動機內(nèi)積炭沉積在噴油器上或者由于燃油中的雜質等堵塞了噴油器通路。汽車行駛一段時間后,燃油系統(tǒng)就會形成一定的沉積物。沉積物的形成和汽車的燃油直接有關:首先是由于汽油本身含有膠質、雜質,或儲運過程中帶入的灰塵、雜質等,日積月累地在汽車油箱、進油管等部位形成類似油泥的沉積物;其次是由于汽油中的不穩(wěn)定成分在一定溫度下發(fā)生反應,形成膠質和樹脂狀的粘稠物。 這些粘稠物在噴油器、進氣閥等部位,燃燒時,沉積物就會變成堅硬的積炭。另外,由于城市交通擁堵,汽車經(jīng)常處于低速和怠速狀態(tài),更會加重這些沉積物的形成和積聚。燃油系統(tǒng)沉積物有很大危害。沉積物會堵塞噴油嘴的針閥、閥孔,
26、影響電子噴射系統(tǒng)精密部件的工作性能,導致動力性能下降;沉積物會在進氣閥形成積炭,致使其關閉不嚴,導致發(fā)動機怠速不穩(wěn)、油耗增大并伴隨尾氣排放惡化;沉積物會在活塞頂和氣缸蓋等部位形成堅硬的積炭,由于積炭的熱容量高而導熱性差,容易引起發(fā)動機暴震等故障;此外還會縮短三元催化器的壽命。噴油器的工作好壞,對每臺發(fā)動機的功率發(fā)揮起著根本性作用。由于燃油不佳導致噴油器工作不靈,使缸內(nèi)積炭嚴重;缸筒、活塞環(huán)加速磨損,造成怠速不穩(wěn),油耗上升,加速無力,起動困難及排放超標,嚴重的會徹底堵塞噴油器,損壞發(fā)動機。因此,要定時清洗噴油器,長期不清洗或者頻繁地清洗噴器都會造成不好的影響。至于清洗的時間問題,要根據(jù)車況和平時
27、加的燃油的質量來確定,一般來說,現(xiàn)在大多建議用戶23萬km左右進行清洗。車況好、燃油質量好可以延長到在46萬km左右。當噴油器有輕微堵塞時,對車況也有一定影響。有時候會出現(xiàn)這樣的故障:掛一擋,起步,車有些抖動,等掛高檔,加速時,這樣的現(xiàn)象又消失,假定車上的各種傳感器工作正常,節(jié)氣閥也清洗過,電路也正常,那很可能就是噴油器有輕微堵塞了。 但高擋位加速時,有可能輕微的膠質又被噴走(溶解)了,車的性能又恢復了。這樣的輕微堵塞噴油器的情況,一般可以不用清洗。因為輕微的膠質可以被溶解掉。所以在日常行駛中,應該經(jīng)常跑一跑高速,以便減少積炭行成的可能性。當汽油質量差或者是行駛時間較長的車輛,如果長期不清洗噴
28、油器,這種堵塞現(xiàn)象將更加嚴重,從而引起發(fā)動機噴油不暢,噴油角度和霧化不良,導致發(fā)動機怠速,加速或全負荷工況時工作不好,使得發(fā)動機功率下降,油耗上升,排放污染增加,甚至使發(fā)動機無法工作。因此,應定期認真清洗檢測噴油器,以確保其工作良好。 2、燃油壓力調節(jié)器、燃油壓力調節(jié)器 燃油壓力調節(jié)器是電噴汽車燃油噴射系統(tǒng)的常用構成部件之一。 工作原理工作原理 燃油經(jīng)過油泵加壓,在油路內(nèi)形成一定要求的壓力(比如3.5bar),加壓燃油供給到噴油器,噴油器電磁閥打開,即可將高壓燃油噴射到進氣歧管內(nèi)形成霧狀油束,使燃油與空氣混合。 壓力調節(jié)器的作用就是保持油路內(nèi)的壓力保持恒定,油壓過低則噴油器噴油太弱或不噴油,油
29、壓太高則使油路損毀或噴油器損壞。 壓力調節(jié)器內(nèi)部有一個膜片,起到控制壓力閥打開關閉的作用,油壓低于一定值時,壓力閥關閉,由油泵加壓使油路內(nèi)壓力增加,當增加到超過規(guī)定壓力后,膜片打開,過壓的燃油通過回油管路流回油箱,起到減壓的作用。u 爆震傳感器(爆震傳感器(Knock Sensor) 爆震傳感器就裝在發(fā)動機缸體中間以四缸機為例就裝在2缸和3缸之間,或者1 ,2缸中間一個,3,4缸中間一個。是用來測定發(fā)動機抖動度的,當發(fā)動機產(chǎn)生爆震時用來調整點火提前角的。一般都是壓電陶瓷式的,當發(fā)動機有抖動時里面的陶瓷受到擠壓產(chǎn)生一個電信號,因為這個電信號很弱所以一般的爆震傳感器的連接線上都用屏蔽線包裹的。 爆
30、震傳感器是交流信號發(fā)生器,但它們與其他大多數(shù)汽車交流信號發(fā)生器大不相同,除了像磁電式曲軸和凸輪軸位置傳感器一樣探測轉軸的速度和位置,它們也探測振動或機械壓力。與定子和磁阻器不同,它們通常是壓電裝置。它們能感知機械壓力或振動(例如發(fā)動機起爆震時能產(chǎn)生交流電壓)的特殊材料構成。 點火過早,排氣再循環(huán)不良,低標號燃油等原因引起的發(fā)動機爆震會造成發(fā)動機損壞。爆震傳感器向電腦(有的通過點控制模訣)提供爆震信號,使得電腦能重新調整點火正時以阻止進一步爆震。它們實際上是充當點火正時反饋控制循環(huán)的“氧傳感器”角色。 爆震傳感器安放在發(fā)動機體或汽缸的不同但置。當振動或敲缸發(fā)生時,它產(chǎn)生一個小電壓峰值,敲缸或振動
31、越大,爆震傳感器產(chǎn)主峰值就越大。一定高的頻率表明是爆震或敲缸,爆震傳感器通常設計成測量5至15千赫范圍的頻率。當控制單元接收到這些頻率時,電腦重修正點火正時,以阻止繼續(xù)爆震,爆震傳感器通常十分耐用。所以傳感器只會因本身失效而損壞。u 氧傳感器氧傳感器 ( O2-sensor)氧傳感器發(fā)展歷史氧傳感器發(fā)展歷史 氧傳感器,又叫傳感器。1976年,博世為降汽車尾氣排放而發(fā)明了氧傳感器,首次裝備在美國市場的沃爾沃240/260轎車。繼此之后,通用、福特、豐田、日產(chǎn)等汽車公司相繼完成了氧傳感器的開發(fā)與應用工作。 1998年羅伯特-博世公司又研制出片式氧傳感器。博世公司氧傳感器發(fā)展史如下:非加熱型氧傳感器
32、非加熱型氧傳感器非加熱型氧傳感器鋪平了將來的廢氣排放控制之路。其所要求的最低工作溫度為662 ,因此,必須直接緊鄰發(fā)動機安裝。加熱型氧傳感器加熱型氧傳感器 3芯芯為了能在遠離發(fā)動機之處安裝氧傳感器,傳感器(內(nèi)置有一手指形陶瓷感應體)的下端裝有獨立的加熱器。在尾氣端,傳感器的廢氣端配有一保護管,以保護陶瓷感應體不受尾氣中燃燒殘渣的侵蝕。這是第一次將可能轉變?yōu)楝F(xiàn)實,保證了傳感器元件的恒定工作溫度保持在350 以上。加熱型氧傳感器加熱型氧傳感器 4芯芯傳感器信號不能通過外殼傳遞,它是通過附加的第4條連接線傳遞的。這樣,由此路新增信號可防止氧傳感器信號斷路而導致失效。平板型氧傳感器平板型氧傳感器平板型
33、氧傳感器是一種形式更為先進的指型傳感器。其陶瓷感應體由多片延展的扁平的圓型陶瓷薄片組成。由于加熱器集成于該平板型陶瓷感應體, 因此氧傳感器能夠更快進入操作狀態(tài)。達到工作溫度的速度是以前的氧傳感器的兩倍,因此,在工況惡劣的冷起動階段,廢氣排放是以前的一半。平板型氧傳感器有雙層保護管。通用型氧傳感器通用型氧傳感器由于通用型插頭的應用,少量品種的通用型氧傳感器替代了大量的原配件氧傳感器。在傳感器引出電線的某一合適長度點斷開,接上博世的專利產(chǎn)品-通用型連接器,使氧傳感器與車輛上相應的線束相連。僅僅9種通用型氧傳感器就可以替換大約1,000種原配件氧傳感器。平板寬帶型傳感器平板寬帶型傳感器與以前的傳感器
34、不同,平板寬帶型傳感器配有兩個測量單元和一個6芯的連接器。在油汽混合過濃和過稀的工況時均可實現(xiàn)極精確的測量。即使是天燃氣和柴油發(fā)動機也可以用它來進行控制。氧傳感器的作用氧傳感器的作用 用于發(fā)動機電子控制燃油噴射裝置的反饋系統(tǒng)中,檢測排氣中的殘余氧含量,輸出電壓信號給電子控制器用于空燃比閉環(huán)控制,使空燃比趨于理想的14.7(=1),以確保三元催化轉化器對排氣中HC、CO和Nox有最大轉化效率,在混合氣濃與稀的變換時,氧傳感器不斷輸出跳變的電壓信號給電子控制器以達到閉環(huán)控制。還有將氧傳感器安裝在三元催化轉換器之后或內(nèi)部,用來監(jiān)控三元催化轉換器的轉換功能的應用方式。氧傳感器的分類氧傳感器的分類 汽車
35、氧傳感器根據(jù)工作原理的不同,可分為三類:氧化物半導體型(TiO2氧傳感器) 、氧濃差電池型(傳統(tǒng)的ZrO2電壓型氧傳感器)和電化學泵氧型(極限電流型氧傳感器)。根據(jù)氧傳感器的輸出訊號,可分為窄域型(有 0-1 V)和寬域型(0-5 V),一般車上最常見的是屬于前者。根據(jù)氧傳感器外部接線,窄域型可分為單線、雙線、三線和四線。 單線:信號線、外殼接地 雙線:信號線、接地線 三線:電源、加熱、信號(外殼接地) 四線:電源、加熱、信號、接地根據(jù)內(nèi)部結構可以分為管式和片式。氧傳感器的組成氧傳感器的組成 主氧傳感器包括一根加熱氧化鋯元件的熱棒,加熱棒受(ECU)電腦控制,當空氣進量?。ㄅ艢鉁囟鹊停╇娏髁飨?/p>
36、加熱棒加熱傳感器,使能精確檢測氧氣濃度。 在氧化鋯元素(ZRO2)的內(nèi)外兩側,設置有白金電極,為了保護白金電極,用陶瓷包覆電機外側,內(nèi)側輸入氧濃度高于大氣,外側輸入的氧濃度低于汽車排出氣體濃度。 管式氧傳感器結構圖管式氧傳感器結構圖 應當指出采用三元催化器后,必須使用無鉛汽油,否則三元催化器和氧傳感器會很快失效。再注意,氧傳感器在油門穩(wěn)定,配制標準混合時較為重要的作用,而在頻繁加濃或變稀混合時,(ECU)電腦將忽略氧傳感器的信息,氧傳感器就不能起作用。1、下外護罩 2、下內(nèi)護罩 3、鋯元件 4、 殼體5、安裝墊圈 6、陶瓷體 7、滑石塊 8、陶瓷體9、傳感器防護罩 10、插針 11、陶瓷體 1
37、2、密封件 片式氧傳感器結構圖片式氧傳感器結構圖氧傳感器的工作原理氧傳感器的工作原理 氧傳感器核心元件是ZrO2陶瓷管1,它是一種固態(tài)電解質,在高溫時能使氧氣發(fā)生電離,產(chǎn)生氧離子。陶瓷管外側通排氣歧管的廢氣3,內(nèi)側通大氣4,由于兩邊氧濃度相差懸殊,因此當發(fā)生電離時,在管壁內(nèi)、外側之間產(chǎn)生電勢差,即信號電壓。陶瓷管內(nèi)外表面均涂覆可作為電極的多孔性鉑金薄膜2,同時,鉑金薄膜的催化作用使得廢氣中的CO與殘余氧發(fā)生化學反應可以進一步改變廢氣中的氧氣含量,以達到放大電動勢的目的,以便最終生成0 1000mv的電動勢。后氧傳感器后氧傳感器 現(xiàn)今車輛安有兩個氧傳感器,三元催化器前放一個,后放一個。前方的作用
38、是檢測發(fā)動機不同工況的空燃比,同時電腦根據(jù)該信號調整噴油量和計算點火時間。后方的主要是檢測三元催化器的工作好壞!即催化器的轉化率。通過與前氧傳感器的數(shù)據(jù)作比較來檢測三元催化器是否工作正常(好壞)的重要依據(jù). 氧傳感器的發(fā)展前景氧傳感器的發(fā)展前景 汽車行業(yè)是目前國際上應用傳感器的最大市場之一,現(xiàn)在世界上汽車年產(chǎn)量4000萬輛以上,其中,日本的年產(chǎn)量達1000萬輛以上。從世界各國工夫的專利情況來看,各主要汽車生產(chǎn)廠家和電氣、元件生產(chǎn)廠家,都很重視汽車傳感器的研制和生產(chǎn),而氧傳感器的申報專利數(shù),居汽車傳感器的首位,這反映了傳感器的難度和各國的重視程度,控制汽車空/燃比用的氧傳感器日本以每年5060%
39、的速度增長著。就我國來說,僅近三年需改進加氧傳感器的就車就有2000萬輛,每年新生產(chǎn)的轎車所需的氧傳感器也超過200萬個。目前,一輛普通家用轎車上大約安裝幾十個到近百個傳感器,而豪華轎車上的傳感器也超過二百余只。據(jù)報道,2000年汽車傳感器的市場為61.7億美元(9.04億件產(chǎn)品),到2005年將達到84.5億美元(12.68億件),增長率6.5%(按美元計)和7.0%(按產(chǎn)品件數(shù)計),所以,氧傳感器(氧探頭)的市場前景非常廣闊。u 碳罐電磁閥(碳罐電磁閥(Canister Purge Solenoid Valve) 碳罐電磁閥經(jīng)真空軟管與活性炭罐上方的一個出口相通,控制管路的通斷。當發(fā)動機點
40、火時,吸入活性碳罐中的氣體是通過碳罐控制閥導入發(fā)動機進氣管的,這個控制閥體是通過電噴系統(tǒng)的控制單元決定其開合、吸收程度?;钚蕴脊弈芎艽蟪潭壬蠝p少廢氣排放造成的大氣污染。 u 冷卻水溫傳感器(冷卻水溫傳感器(Coolant Temperature Sensor) 水溫傳感器的作用是把冷卻水溫度轉換為電信號,輸入ECU后有: 修正噴油量;當?shù)蜏貢r增加噴油量。 修正點火提前角;低溫時增大點火提前角,高溫時,為防止爆燃,推遲。 影響怠速控制閥;低溫時ECU根據(jù)水溫傳感器信號控制怠速控制閥動作,提高速轉。 影響EGR閥。u 點火線圈(點火線圈(Ignition Module) 隨著汽車汽油發(fā)動機向高轉速
41、、高壓縮比、大功率、低油耗和低排放的方向發(fā)展,傳統(tǒng)的點火裝置已經(jīng)不適應使用要求。點火裝置的核心部件是點火線圈和開關裝置,提高點火線圈的能量,火花塞就能產(chǎn)生足夠能量的火花,這是點火裝置適應現(xiàn)代發(fā)動機運行的基本條件。 原理原理 通常的點火線圈里面有兩組線圈,初級線圈和次級線圈。初級線圈用較粗的漆包線,通常用0.5-1毫米左右的漆包線繞200-500匝左右;次級線圈用較細的漆包線,通常用0.1毫米左右的漆包線繞15000-25000匝左右。初級線圈一端與車上低壓電源(+)聯(lián)接,另一端與開關裝置(斷電器)聯(lián)接。次級線圈一端與初級線圈聯(lián)接,另一端與高壓線輸出端聯(lián)接輸出高壓電。 點火線圈之所以能將車上低壓
42、電變成高電壓,是由于有與普通變壓器相同的形式,初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比大。但點火線圈工作方式卻與普通變壓器不一樣,普通變壓器是連續(xù)工作的,而點火線圈則是斷續(xù)工作的,它根據(jù)發(fā)動機不同的轉速以不同的頻率反復進行儲能及放能。 當初級線圈接通電源時,隨著電流的增長四周產(chǎn)生一個很強的磁場,鐵芯儲存了磁場能;當開關裝置使初級線圈電路斷開時,初級線圈的磁場迅速衰減,次級線圈就會感應出很高的電壓。初級線圈的磁場消失速度越快,電流斷開瞬間的電流越大,兩個線圈的匝比越大,則次級線圈感應出來的電壓越高。種類種類點火線圈依照磁路分為開磁式及閉磁式兩種。傳統(tǒng)的點火線圈是用開磁式,其鐵芯用0.3毫米左右的硅鋼片疊成,鐵
43、芯上繞有次級與初級線圈。閉磁式則采用形似的鐵芯繞初級線圈,外面再繞次級線圈,磁力線由鐵芯構成閉合磁路。閉磁式點火線圈的優(yōu)點是漏磁少,能量損失小,體積小,因此電子點火系統(tǒng)普遍采用閉磁式點火線圈。 數(shù)字式電控點火系統(tǒng)數(shù)字式電控點火系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車的高速汽油發(fā)動機上,已經(jīng)采用由微處理機控制的點火系統(tǒng),也稱數(shù)字式電控點火系統(tǒng)。這種點火系統(tǒng)由微電腦(計算機)、各種傳感器和點火執(zhí)行器三部分組成。 實際上在現(xiàn)代發(fā)動機中,汽油噴射與點火這兩個子系統(tǒng)都受同一個ECU控制,合用一組傳感器。傳感器基本上與電控汽油噴射系統(tǒng)中的傳感器相同,例如有曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進氣歧管壓力傳感器、爆燃
44、傳感器等。其中爆燃傳感器是電控點火專用的一個很重要的傳感器(尤其是采用了廢氣渦輪增壓裝置的發(fā)動機),它能夠監(jiān)測發(fā)動機是否爆燃及爆燃的程度,作為反饋信號使ECU指令實現(xiàn)點火提前,使發(fā)動機不會爆燃又能獲得較高的燃燒效率。 數(shù)字式電控點火系統(tǒng)(ESA)按照結構分為分電器式與無分電器式(DLI)兩種類型。分電器式電控點火系統(tǒng)只用一個點火線圈產(chǎn)生高壓電,然后由分電器按照點火順序依次在各缸火花塞點火。由于點火線圈初級線圈的通斷工作由電子點火電路承擔,因此分電器已取消斷電器裝置,僅起到高壓電分配職能。 點火線圈點火線圈 雙缸點火方式雙缸點火方式雙缸點火方式指兩個氣缸合用一個點火線圈,因此這種點火方式只能用于
45、氣缸數(shù)目為偶數(shù)的發(fā)動機上。如果在4缸機上,當兩個缸活塞同時接近上止點時(一個是壓縮另一個是排氣),兩個火花塞共用同一個點火線圈且同時點火,這時候一個是有效點火另一個則是無效點火,前者處于高壓低溫的混合氣之中,后者處于低壓高溫的廢氣中,因此兩者的火花塞電極間的電阻完全不一樣,產(chǎn)生的能量也不一樣,導致有效點火的能量大得多,約占總能量的80%左右。 點火線圈點火線圈 單獨點火方式單獨點火方式單獨點火方式是每一個氣缸分配一個點火線圈,點火線圈直接安裝在火花塞上的頂上,這樣還取消了高壓線。這種點火方式通過凸輪軸傳感器或通過監(jiān)測氣缸壓縮來實現(xiàn)精確點火,它適用于任何缸數(shù)的發(fā)動機,特別適合每缸4氣門的發(fā)動機使
46、用。因為火花塞點火線圈組合可安裝在雙頂置凸輪軸(DOHC)的中間,充分利用了間隙空間。由于取消分電器和高壓線,能量傳導損失及漏電損失極小,沒有機械磨損,而且各缸的點火線圈和火花塞裝配在一起,外用金屬包裹,大幅減少了電磁干擾,可以保障發(fā)動機電控系統(tǒng)的正常工作。 u 節(jié)流閥體(節(jié)流閥體(Throttle Body)分類分類節(jié)流閥體主要分為兩種:一種是機械式節(jié)氣門體,另一種是電子節(jié)氣門體。主要作用主要作用 根據(jù)發(fā)動機的負載,控制進氣量。 節(jié)氣門安裝在發(fā)動機上,用來控制進入氣缸燃燒的油量(俗稱油門),開度越大,進入氣缸的燃油混合氣越多,發(fā)動機轉速越高,改變油門的開度,從而達到控制發(fā)動機轉速的高低。 1
47、、機械式節(jié)氣門體(、機械式節(jié)氣門體(Mechanical throttle body)機械式節(jié)氣門體是控制發(fā)動機吸氣多少的一個閥門。是一個圓形的鋼片,中間有一根軸,和油門拉線連接,并由油門拉線控制。機械式節(jié)氣門體一般分三部分:節(jié)氣門閥體、節(jié)氣門位置傳感器和步進電機。節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器 (Throttle Position Sensor) 節(jié)氣門位置傳感器又稱為節(jié)氣門開度傳感器或節(jié)氣門開關。它實質上是一只可變電阻器,安裝在節(jié)氣門軸上,與節(jié)氣門聯(lián)動。其功用是將節(jié)氣門的位置或開度轉換成電信號傳輸給電控單元,作為電控單元判定發(fā)動機運行工況的依據(jù)。節(jié)氣門位置傳感器有開關型和線性輸出型兩種。
48、開關型節(jié)氣門位置傳感器開關型節(jié)氣門位置傳感器 開關型節(jié)氣門位置傳感器內(nèi)有兩個觸點,分別為怠速觸點和全負荷觸點。與節(jié)氣門同軸的接觸凸輪控制兩個觸點的閉合或斷開。當發(fā)動機在怠速時,節(jié)氣門接近關閉,怠速觸點閉合,這時電控單元將指令噴油器增加噴油量以加濃混合氣。全負荷時,節(jié)氣門全開,接觸凸輪使全負荷觸點閉合,這時電控單元將輸出脈沖寬度最長的電脈沖,以實現(xiàn)全負荷加濃。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器是一個線性電位計,由節(jié)氣門軸帶動電位計的滑動觸點。當節(jié)氣門開度不同時,電位計輸出的電壓也不同,從而將節(jié)氣門由全閉到全開的各種開度轉換為大小不等的電壓信號傳輸給電
49、控單元,使其精確地判定發(fā)動機的運行工況。步進電機(步進電機(IACV) 步進電機是世界上目前應用最多的一種怠速控制裝置。用于汽車電噴系統(tǒng)旁通空氣通道的開度,從而調節(jié)旁通氣量,使發(fā)動機轉速達到所要求的目標值。 步進電機的結構原理步進電機的結構原理由永久磁鐵構成的轉子,激磁線圈構成的定子和把旋轉運動轉換成直線運動的進給絲桿及閥門等部分組成。它利用系統(tǒng)供給的步進信號進行轉換控制,使轉子可以正轉,也可以反轉,從而使閥芯(絲桿)進行伸縮運動以達到調節(jié)旁通空氣道截面的目的,從而穩(wěn)定怠速,并達到理想的怠速轉速。 KESENS產(chǎn)品其他公司產(chǎn)品轉子塑磁材料制成,遇高溫會使其磁性失效永磁材料制成,能保持恒定磁性,
50、具有寬磁滯回線、高矯頑力和高剩磁。傳動桿螺紋螺紋的齒寬和齒距不一,造成步進電機的步距不均螺紋的齒寬和齒距均勻,保證了步進電機的步距一致傳動桿傳動桿僅通過兩平面導向,導致傳動桿伸縮振動比較大傳動桿通過兩個鍵槽導向,以保證傳動桿伸縮平穩(wěn)KESENS生產(chǎn)的步進電機優(yōu)勢生產(chǎn)的步進電機優(yōu)勢KESENS產(chǎn)品其他公司產(chǎn)品調節(jié)頭由鐵合金制成,鐵合金很脆,機械性能不如鋅合金由鋅合金制成,有很好的機械性能和耐磨性 國產(chǎn)軸承,圓度不好,無法保證同軸度進口軸承,保證了圓度與同軸度軸承KESENS步進電機正品包裝步進電機正品包裝u 在產(chǎn)品包裝盒上貼有電碼防偽標簽防偽標簽u 在產(chǎn)品包裝盒的側面貼有產(chǎn)品標簽產(chǎn)品標簽u 產(chǎn)品
51、包裝盒內(nèi)裝有產(chǎn)品合格證u 產(chǎn)品包裝盒內(nèi)裝有步進電機使用說明書步進電機常見故障步進電機常見故障 當發(fā)動機出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、無怠速、高速失速等情況時,可能是由步進電機發(fā)生故障引起。如判定是步進電機故障,一般有以下幾種情況:u 步進電機調節(jié)頭積碳,應使用化油器清洗劑清洗,同時也應將節(jié) 氣門體清洗干凈。u 步進電機傳動軸里無潤滑油,請使用專用儀器拆下傳動軸,并應在傳動軸上涂抹專用潤滑油,再用專用儀器將傳動軸裝回步進電 機即可。u 步進電機自身已損壞,應及時更換新的步進電機。 2、電子節(jié)氣門體、電子節(jié)氣門體 汽車電子節(jié)氣門技術(Electronic Throttle Control,ETC)是伴隨汽車電子驅
52、動理念將節(jié)氣門由機械控制向電子控制轉變的新一代產(chǎn)品。汽車電子節(jié)氣門控制(ETC)避免了傳統(tǒng)機械式節(jié)氣門拉索或拉桿的機械連接,通過采用油門執(zhí)行器、電控單元以及相對應的各種傳感器,實現(xiàn)對汽車節(jié)氣門開度的精確控制。ETC能將節(jié)氣門調節(jié)到最佳位置,實現(xiàn)在不同負荷和工況下,發(fā)動機都能接近理論空燃比狀態(tài)工作,這將有利于提高汽車行駛的動力性、平穩(wěn)性、經(jīng)濟性以及降低排放污染。ETC系統(tǒng)的組成及工作原理系統(tǒng)的組成及工作原理 右圖為ETC系統(tǒng)結構簡圖。該系統(tǒng)主要由油門踏板、油門踏板位置傳感器、ECU(電控單元)、數(shù)據(jù)總線、執(zhí)行器、節(jié)氣門位置傳感器和節(jié)氣門機構等部分組成。油門踏板位置傳感器用來體現(xiàn)駕駛員的控制意圖。
53、節(jié)氣門位置傳感器用來檢測節(jié)氣門開度信號,使ECU判別發(fā)動機工況和負荷,即給控制系統(tǒng)提供反饋控制信號。ECU包括信息處理模塊和電機驅動電路模塊。其中,信息處理模塊接受來自油門踏板位置傳感器的電壓信號,經(jīng)過處理后得到節(jié)氣門的最佳開度,并把相應的電壓信號發(fā)送到電機驅動電路模塊,而電機驅動電路模塊接受來自信息處理模塊的信號,控制電機轉動相應的角度,使節(jié)氣門達到或保持相應的開度。數(shù)據(jù)總線則負責系統(tǒng)ECU與整車控制單元之間的通訊。執(zhí)行器包括減速機構和執(zhí)行電機,通常采用步進電機或脈寬調制控制的直流電機來控制直流伺服電機。 下圖為ETC系統(tǒng)的控制簡圖。在工作時,駕駛員操縱油門踏板,油門踏板位置傳感器產(chǎn)生相應的
54、電壓信號輸入節(jié)氣門ECU,控制單元首先對輸入的信號進行濾波,以消除環(huán)境噪聲的影響,然后根據(jù)當前的工作模式、踏板移動量和變化率解析駕駛員意圖,計算出對發(fā)動機扭矩的基本需求,得到相應的節(jié)氣門轉角的基本期望值。經(jīng)過CAN總線和整車控制單元進行通訊,獲取其他工況信息以及各種傳感器信號如發(fā)動機轉速、檔位、節(jié)氣門位置、空調能耗等等、由此計算出整車所需求的全部扭矩,通過對節(jié)氣門轉角期望值進行補償,得到節(jié)氣門的最佳開度,并把相應的電壓信號發(fā)送到驅動電路模塊,驅動控制電機使節(jié)氣門達到最佳的開度位置。節(jié)氣門位置傳感器則把節(jié)氣門的開度信號反饋給節(jié)氣門控制單元,形成閉環(huán)的位置控制。電子節(jié)氣門的種類電子節(jié)氣門的種類 電
55、液式節(jié)氣門電液式節(jié)氣門 電液式節(jié)氣門,大多數(shù)應用在有液壓系統(tǒng)的工程機械中,它具有結構簡單、成本低、驅動力大、功耗低等特點,其電液控制的轉換主要通過高速開關數(shù)字閥實現(xiàn),控制精度高,對液壓油沒有太高的要求。但是由于液壓系統(tǒng)存在供油壓力波動,液壓執(zhí)行機構之間的摩擦力以及閥所具有的啟閉特性等方面的影響,致使其位置響應不精確,速度響應慢。因此,電液式節(jié)氣門很少應用在汽車上。 線性電磁鐵式節(jié)氣門線性電磁鐵式節(jié)氣門 電磁鐵式節(jié)氣門用比例電磁鐵作為控制器,它用電磁力作為驅動力,其中控制信號為電流信號,具有結構簡單、體積小、控制方便、響應速度快、穩(wěn)態(tài)精度好,但它的最大作用力受到線圈匝數(shù)和最大工作電流的限制,而且
56、在一定的工作負荷下所需的電功耗相對較大。因此,線性電磁式節(jié)氣門很少在汽車上應用。 步進電機式節(jié)氣門步進電機式節(jié)氣門 步進電機式節(jié)氣門通過步進電機直接驅動節(jié)氣門軸實現(xiàn)油門的開度控制。驅動步進電機通常采用橋式電路結構,控制單元通過發(fā)出的脈沖個數(shù)、頻率和方向控制電平對步進電機進行控制。步進電機具有結構簡單、可靠性高和成本低的優(yōu)點,但它的控制精度不高。因此,步進電機式節(jié)氣門也較少在汽車上應用。 直流伺服電機式節(jié)氣門直流伺服電機式節(jié)氣門 直流伺服電機采用脈沖寬度調制(PWM)技術,其特點是頻率高、效率高、功率密度高、可靠性高??刂茊卧ㄟ^調節(jié)脈寬調制信號的占空比來控制直流電機轉角的大小。此外,電機輸出轉
57、矩和脈寬調制信號的占空比成正比。由于以上的優(yōu)點,直流伺服電機廣泛應用于電子節(jié)氣門的控制。電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的優(yōu)點及不足電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的優(yōu)點及不足、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的優(yōu)點、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的優(yōu)點 精確控制節(jié)氣門開度。精確控制節(jié)氣門開度。首先由ECU對各種工況信息和傳感器信號做出判斷并處理,接著計算出最佳的節(jié)氣門開度,再由驅動電機控制節(jié)氣門達到相應的油門開啟角度。 改善了發(fā)動機的排放性能。改善了發(fā)動機的排放性能。ETC系統(tǒng)在各種情況下對空燃比進行精確控制,使燃燒更加充分,同時也降低了廢氣的產(chǎn)生;在怠速狀態(tài)下,節(jié)氣門保持在一個極小開啟角度來穩(wěn)定燃燒,提高了燃油經(jīng)濟型,排放也得到進一步控制。
58、具有更高的車輛行駛可靠性。具有更高的車輛行駛可靠性。電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)采用傳感器冗余設計,從控制角度將,使用一個傳感器就可使系統(tǒng)正常運轉,但冗余設計可使兩個傳感器相互檢測,當一個傳感器發(fā)生故障時能及時被識別,在很大程度上增加了系統(tǒng)的可靠性,保證行車的安全性。 可選擇不同的工作模式??蛇x擇不同的工作模式。駕駛員可根據(jù)不同的行車需要通過模式開關選擇不同的工作模式,通常有正常模式、動力模式和雪地模式三種,區(qū)別在于節(jié)氣門對加速踏板的響應速度不同。 可獲得海拔高度補償??色@得海拔高度補償。在海拔較高的地區(qū),大氣壓下降,空氣稀薄,氧氣含量下降,導致發(fā)動機輸出功率下降。此時,電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)可按照大氣壓強
59、和海拔高度的函數(shù)關系對節(jié)氣門開度進行補償,保證發(fā)動機輸出動力和油門踏板位置的關系保持穩(wěn)定。、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的不足、電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的不足 汽車在起步時會產(chǎn)生油門遲滯。汽車在起步時會產(chǎn)生油門遲滯。汽車起步時需要提供濃混合氣,而ECU會根據(jù)當前的車速、節(jié)氣門開度等進行分析。從燃油經(jīng)濟性和排放合理的角度考慮,會限制節(jié)氣門的打開幅度,同時限制噴油系統(tǒng)進行濃混合氣供油,其實就是ECU通過限制發(fā)動機瞬時輸出功率,這就限制了汽車起步時要求較濃混合氣的工況實現(xiàn)。目前,大部分廠家通過電子油門加速器來緩解油門遲滯,但這種裝置并不能提高發(fā)動機性能,改變動力輸出及扭矩等,僅是一個信號的放大器,并且油耗也會隨著加
60、速器的加速而增加。 ETC控制系統(tǒng)存在各種非線性影響。控制系統(tǒng)存在各種非線性影響。除了彈簧非線性、粘滑摩擦及齒隙非線性等影響外,同時受到進氣流產(chǎn)生的非線性阻尼力以及進氣氣流的不穩(wěn)定擾流阻矩的影響,導致常規(guī)PID控制不能精確地設定反饋的增益,影響控制的精確性。 成本高。成本高。ETC系統(tǒng)采用了智能型傳感器、快速響應的執(zhí)行器、高性能控制單元及冗余設計,使成本大幅度上升,目前ETC 系統(tǒng)只裝配在高檔轎車上。u 高壓線(高壓線(Ignition wire) 高壓線就是把高壓線圈產(chǎn)生的高電壓傳導到火花塞的導線,也叫分缸線或分火線。 高壓線有使用銅芯的也有使用炭精芯的,不同的車子長度就會不同,而且與火花塞
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