汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)與維修（第2版）課件 1-發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的工作原理與基本組成

1單元1發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)

的工作原理與基本組成

2【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知識(shí)目標(biāo)（1）掌握發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制功能。（2）掌握發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制原理。（3）掌握發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的基本組成。2．能力目標(biāo)（1）能夠識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)主要元器件，熟悉安裝位置及其作用。（2）熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元插座主要接線端子的位置及其作用。31.1.1發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制功能1.1發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制功能與原理41．進(jìn)氣控制進(jìn)氣控制即檢測出進(jìn)入氣缸的空氣量，并根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制，為發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣的形成提供必需的空氣。提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率，從而改善動(dòng)力性。進(jìn)氣控制包括節(jié)氣門控制、換氣控制和增壓控制。52．燃油控制燃油控制即向發(fā)動(dòng)機(jī)及時(shí)供應(yīng)各種工況下燃燒所需要的燃油。燃油控制主要包括噴油量控制、噴射正時(shí)控制以及燃油泵控制和斷油控制。63．點(diǎn)火控制點(diǎn)火控制即在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷條件下，按發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序并以最佳時(shí)刻（點(diǎn)火提前角）進(jìn)行點(diǎn)火，同時(shí)確保能夠提供足夠高的次級(jí)電壓，使火花塞電極間產(chǎn)生具有能量足夠的火花以點(diǎn)燃可燃混合氣。點(diǎn)火控制主要包括通電時(shí)間（閉合角）控制與恒流控制、點(diǎn)火提前角控制以及爆燃控制等。74．溫度控制發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系的功用是使發(fā)動(dòng)機(jī)得到適度的冷卻，保持其在所有工況下都能在最適宜的溫度范圍內(nèi)工作，從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電控?zé)o級(jí)冷卻風(fēng)扇技術(shù)、電控節(jié)溫器技術(shù)以及雙循環(huán)冷卻技術(shù)等能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的精準(zhǔn)控制，應(yīng)用越來越廣泛。85．排放控制排放控制主要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制裝置的工作實(shí)行電子控制，從而有效減少有害污染物的排放，主要有燃油蒸發(fā)排放控制、三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）與空燃比反饋控制、廢氣再循環(huán)（EGR）控制、二次空氣噴射控制等。帶有三元催化轉(zhuǎn)化器的空燃比反饋控制可以將實(shí)際空燃比精確控制在標(biāo)準(zhǔn)的理論空燃比附近，三元催化轉(zhuǎn)化器能夠?qū)⒁谎趸?、碳?xì)浠衔锖偷趸衔镛D(zhuǎn)化為二氧化碳、氮?dú)夂退行Ы档团欧盼廴疚锏暮?，是目前最有效的排放控制方法?6．故障自診斷在汽車運(yùn)行過程中不斷監(jiān)測電控系統(tǒng)各組成部分的工作情況，如有異常則立即點(diǎn)亮儀表盤上的故障警告燈，并將故障信息以設(shè)定的數(shù)碼（故障碼）形式儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，以提醒駕駛者并幫助維修人員確定故障類型和范圍。啟動(dòng)故障運(yùn)行程序，發(fā)揮失效保護(hù)功能，按設(shè)定的信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，使發(fā)動(dòng)機(jī)能在有故障的情況下可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而保證可以將汽車開回家或開到附近的修理廠進(jìn)行維修，以防車輛停駛在路途中（被稱為“跛行回家”功能）。當(dāng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作影響較大的傳感器或電路發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)立即采取強(qiáng)制措施（如切斷燃油噴射等），停止發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。10從控制原理來看，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)可以簡化為傳感器、電子控制單元ECU和執(zhí)行器三大組成部分。傳感器是感知信息的部件，功用是監(jiān)測汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況，將相關(guān)信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸送給ECU，以提供ECU的控制依據(jù)。ECU接收來自傳感器的信息，進(jìn)行存儲(chǔ)、計(jì)算和分析處理后發(fā)出相應(yīng)的控制指令給執(zhí)行器。執(zhí)行器即執(zhí)行元件，其功用是執(zhí)行ECU的專項(xiàng)指令，從而完成控制目的。1.1.2發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的控制原理11大眾CEA1.8TSI發(fā)動(dòng)機(jī)MED17.5電子控制系統(tǒng)控制原理12大眾CEA1.8TSI發(fā)動(dòng)機(jī)MED17.5電子控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成1.2發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的基本組成131.2.1進(jìn)氣控制系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制系統(tǒng)檢測并控制進(jìn)入氣缸的空氣量，并把進(jìn)氣量信號(hào)傳給ECU，作為控制燃油噴射量的主要依據(jù)。進(jìn)氣控制系統(tǒng)主要包括空氣流量傳感器（或進(jìn)氣歧管壓力傳感器）、溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等傳感器，以及節(jié)氣門控制電機(jī)（或怠速控制閥）、增壓控制系統(tǒng)、可變氣門控制系統(tǒng)等控制裝置。141.2.2燃油控制系統(tǒng)

燃油控制系統(tǒng)在恒定的壓力下，根據(jù)ECU的控制信號(hào)，通過噴油器向發(fā)動(dòng)機(jī)適時(shí)、適量地供應(yīng)各種工況下燃燒所需要的燃油。根據(jù)燃油噴射部位的不同，燃油控制系統(tǒng)可分為進(jìn)氣管噴射和缸內(nèi)直接噴射兩種類型。進(jìn)氣管噴射的燃油控制系統(tǒng)主要由燃油箱、燃油泵、供油管、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器等組成。與進(jìn)氣管噴射的燃油控制系統(tǒng)相比較，缸內(nèi)直接噴射的燃油控制系統(tǒng)增加了高壓燃油泵至高壓噴油器之間的高壓燃油控制系統(tǒng)，以及監(jiān)測燃油壓力的燃油壓力傳感器。151.2.3點(diǎn)火控制系統(tǒng)

現(xiàn)代汽車廣泛采用的微機(jī)控制電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要由曲軸轉(zhuǎn)速與位置（轉(zhuǎn)角）傳感器、凸輪軸位置（活塞上止點(diǎn)位置）傳感器、爆燃傳感器以及由點(diǎn)火控制器、點(diǎn)火線圈和火花塞組成的點(diǎn)火電路組成。其中，曲軸轉(zhuǎn)速與位置（轉(zhuǎn)角）傳感器、凸輪軸位置（上止點(diǎn)位置）傳感器與空氣控制系統(tǒng)、燃油控制系統(tǒng)等電子控制系統(tǒng)共用。161.2.4溫度控制系統(tǒng)

溫度控制系統(tǒng)通常采用電控?zé)o級(jí)冷卻風(fēng)扇技術(shù)、電控節(jié)溫器技術(shù)以及雙循環(huán)冷卻技術(shù)等，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的精準(zhǔn)控制，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在所有工況下都保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。171.2.5排放控制系統(tǒng)

排放控制系統(tǒng)主要包括燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、三元催化轉(zhuǎn)化與空燃比反饋控制系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)、二次空氣噴射控制系統(tǒng)等。其中，燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、三元催化轉(zhuǎn)化與空燃比反饋控制系統(tǒng)為大多數(shù)車型所采用。181.2.6故障自診斷系統(tǒng)

故障自診斷系統(tǒng)又稱為隨車故障診斷系統(tǒng)（OBD），主要由監(jiān)測電路、故障診斷通信接口（TDCL）、故障指示燈以及相應(yīng)的軟件程序等組成。故障診斷通信接口通常稱為故障診斷插座，主要用于與專用的故障診斷儀相連接進(jìn)行車外診斷，讀取故障信息和參數(shù)。只要接通點(diǎn)火開關(guān)，自診斷電路就會(huì)投入工作，實(shí)時(shí)監(jiān)測各種傳感器、控制開關(guān)和執(zhí)行器的工作狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)傳感器或控制開關(guān)信號(hào)異常，或執(zhí)行器監(jiān)測電路反饋的信號(hào)異常，就會(huì)立即采取相應(yīng)措施。191.2.7電子控制單元

電子控制單元ECU是發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)的核心，可被視為電子控制系統(tǒng)的大腦，具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)管理等功能。作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：給傳感器提供參考（基準(zhǔn)）電壓（2V、5V、9V、12V）；存儲(chǔ)分析計(jì)算所用的程序、車型的特點(diǎn)參數(shù)、運(yùn)算中的數(shù)據(jù)及故障信息；運(yùn)算分析，即根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令并輸出給執(zhí)行器；將輸出的信息與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)比，查出故障并輸出故障信息；自我修正（自適應(yīng)功能）。201．結(jié)構(gòu)組成電子控制單元是以微型計(jì)算機(jī)為核心所組成的電子控制裝置，并在內(nèi)存中存儲(chǔ)著設(shè)計(jì)者事先編制的程序或控制軟件，即電子控制單元由硬件和軟件兩部分組成。212．接線端子電子控制單元ECU通常安裝在駕駛座前方儀表板的后面，防水的ECU可安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)。ECU的外殼上設(shè)有專門的多引腳（接線端子）插座，用相應(yīng)的線束插頭可將ECU同蓄電池、傳感器和執(zhí)行器相連接，插座上引腳的數(shù)量根據(jù)ECU所含功能項(xiàng)的數(shù)目不同而有所變化。將ECU同傳感器和執(zhí)行器等連接起來的帶插頭的各種導(dǎo)線通常捆綁在一起，稱為線束。22大眾第二代EA888系列CEA1.8TSI發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元J623的多引腳插座由60個(gè)端子的插座T60a和94個(gè)端子的插座T94a兩部分連接組成，共有154個(gè)端子（其中有效端子79個(gè)，其余為備用端子），一個(gè)60端子的線束插頭和一個(gè)94端子的線