汽車電子技術(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制作業(yè)指導(dǎo)書

汽車電子技術(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)控制作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u15814第1章汽車電子技術(shù)概述 3136691.1汽車電子技術(shù)的發(fā)展歷程 3100191.2汽車電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 383281.3發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 432557第2章發(fā)動(dòng)機(jī)控制基礎(chǔ) 478532.1發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理 4312542.2發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU） 4137152.3發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能與組成 526532第3章燃油噴射控制技術(shù) 5314293.1燃油噴射系統(tǒng)概述 51473.2電子控制燃油噴射（EFI）系統(tǒng) 6163913.2.1EFI系統(tǒng)的組成 691553.2.2EFI系統(tǒng)的工作原理 651753.3燃油噴射控制策略 610769第4章點(diǎn)火控制技術(shù) 7174894.1點(diǎn)火系統(tǒng)概述 7281164.2電子點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA） 795884.2.1點(diǎn)火控制器 7192754.2.2點(diǎn)火線圈 7307384.2.3火花塞 7188234.3點(diǎn)火控制策略 7301394.3.1點(diǎn)火提前角控制 7224204.3.2火花能量控制 8261444.3.3火花分配策略 8102164.3.4點(diǎn)火反饋控制 815676第5章進(jìn)氣與排氣控制技術(shù) 8175145.1進(jìn)氣控制系統(tǒng) 850705.1.1進(jìn)氣控制原理 819335.1.2進(jìn)氣控制系統(tǒng)的組成 852465.1.3進(jìn)氣控制策略 8192775.2排氣控制系統(tǒng) 829255.2.1排氣控制原理 8258765.2.2排氣控制系統(tǒng)的組成 9294385.2.3排氣控制策略 9322105.3可變進(jìn)氣與排氣技術(shù) 9286905.3.1可變進(jìn)氣技術(shù) 940455.3.2可變排氣技術(shù) 92815.3.3可變進(jìn)氣與排氣技術(shù)的應(yīng)用 924563第6章發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù) 9324106.1廢氣排放物及其機(jī)理 9140036.1.1廢氣排放物種類 9166836.1.2廢氣排放物機(jī)理 9319136.2廢氣排放控制策略 1081726.2.1燃燒優(yōu)化 10168016.2.2廢氣再循環(huán)（EGR） 10214976.2.3氧傳感器反饋控制 10104296.2.4廢氣后處理 10287986.3三元催化轉(zhuǎn)化器 10191386.3.1三元催化轉(zhuǎn)化器原理 10236286.3.2三元催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)及材料 10265866.3.3三元催化轉(zhuǎn)化器功能影響因素 10248596.3.4三元催化轉(zhuǎn)化器失效原因及防護(hù)措施 1019530第7章發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù) 10178877.1怠速控制系統(tǒng)概述 11217317.2怠速控制策略 11221157.3怠速控制系統(tǒng)的應(yīng)用 1129563第8章發(fā)動(dòng)機(jī)增壓控制技術(shù) 12180698.1增壓技術(shù)概述 12247238.1.1增壓原理 12249388.1.2增壓分類 1262418.1.3增壓技術(shù)的應(yīng)用 1254288.2渦輪增壓控制系統(tǒng) 1238468.2.1渦輪增壓器 1241888.2.2渦輪增壓控制策略 12166168.2.3渦輪增壓控制系統(tǒng)組成 13201718.3機(jī)械增壓控制系統(tǒng) 13202208.3.1機(jī)械增壓器 13306038.3.2機(jī)械增壓控制策略 13200718.3.3機(jī)械增壓控制系統(tǒng)組成 1313415第9章發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與排除 13281879.1故障診斷方法 13152549.1.1人工診斷法 13272219.1.2借助儀器診斷法 14173319.1.3數(shù)據(jù)分析診斷法 14177159.2常見故障診斷與分析 1473199.2.1啟動(dòng)困難 14134879.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)異響 14153059.2.3動(dòng)力不足 14311749.2.4油耗過高 14167989.3故障排除與維修 14126989.3.1故障排除流程 14256729.3.2故障維修方法 15309209.3.3注意事項(xiàng) 1522623第10章汽車電子技術(shù)應(yīng)用案例 151492210.1智能啟停技術(shù) 151911110.1.1起停系統(tǒng)的工作原理 15374710.1.2起停系統(tǒng)的關(guān)鍵傳感器和執(zhí)行器 152384710.1.3起停系統(tǒng)在不同工況下的控制策略 152998610.1.4起停系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的效果評(píng)估 152708110.2發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能技術(shù) 151651010.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)電控燃油噴射系統(tǒng) 15795710.2.2可變氣門正時(shí)技術(shù) 15642910.2.3廢氣渦輪增壓技術(shù) 152862510.2.4發(fā)動(dòng)機(jī)熱管理系統(tǒng) 161913510.3純電動(dòng)汽車電子控制技術(shù) 162163810.3.1電池管理系統(tǒng) 1610810.3.2電機(jī)控制系統(tǒng) 16568710.3.3車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng) 162683010.3.4能量回收系統(tǒng) 162145710.4混合動(dòng)力汽車電子控制技術(shù) 162006510.4.1發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)協(xié)同控制策略 161641210.4.2動(dòng)力電池管理系統(tǒng) 161897210.4.3混合動(dòng)力汽車能量分配策略 161746110.4.4混合動(dòng)力汽車駕駛模式切換控制 16第1章汽車電子技術(shù)概述1.1汽車電子技術(shù)的發(fā)展歷程汽車電子技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代，最初僅應(yīng)用于照明、信號(hào)等基礎(chǔ)功能。半導(dǎo)體技術(shù)、集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車電子技術(shù)逐漸深入到汽車的各個(gè)領(lǐng)域。從70年代開始，汽車電子技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展階段，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）的問世使得汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放功能得到顯著改善。進(jìn)入21世紀(jì)，汽車電子技術(shù)進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和集成化方向發(fā)展，為汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了有力支持。1.2汽車電子技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域汽車電子技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，涵蓋了汽車各大系統(tǒng)。以下列舉了汽車電子技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)：通過ECU實(shí)現(xiàn)燃油噴射、點(diǎn)火控制、進(jìn)氣控制等功能，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功能和燃油經(jīng)濟(jì)性。（2）底盤控制系統(tǒng)：包括制動(dòng)防抱死系統(tǒng)（ABS）、電子制動(dòng)力分配系統(tǒng)（EBD）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）等，提高汽車的行駛穩(wěn)定性和安全性。（3）車身控制系統(tǒng)：包括車身電子穩(wěn)定程序（ESP）、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）、自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)等，提升駕駛舒適性和便利性。（4）信息娛樂系統(tǒng)：集成導(dǎo)航、音響、多媒體等功能，為駕駛員和乘客提供豐富的娛樂信息和便捷的操作體驗(yàn)。（5）安全駕駛輔助系統(tǒng)：包括自適應(yīng)巡航控制（ACC）、車道偏離預(yù)警（LDW）、自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）等，提高行車安全性。1.3發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)環(huán)境保護(hù)和能源危機(jī)的日益嚴(yán)峻，發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)正朝著以下方向發(fā)展：（1）燃油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化：通過提高燃燒效率、減少泵氣損失等措施，降低燃油消耗。（2）排放功能提升：采用先進(jìn)的尾氣凈化技術(shù)，降低污染物排放，滿足越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)。（3）電氣化程度提高：發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)逐漸與電機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合，發(fā)展混合動(dòng)力、純電動(dòng)等新能源汽車。（4）智能化發(fā)展：利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制的智能化，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功能和可靠性。（5）集成化設(shè)計(jì)：將發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元與其他系統(tǒng)控制單元進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)汽車各系統(tǒng)的高效協(xié)同，降低成本和體積。第2章發(fā)動(dòng)機(jī)控制基礎(chǔ)2.1發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源泉，其工作原理基于內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)通過在氣缸內(nèi)燃燒混合氣體，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)。具體來說，發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程主要包括進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣四個(gè)階段。在這四個(gè)階段中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的任務(wù)是通過精確控制燃油噴射、進(jìn)氣量、點(diǎn)火時(shí)機(jī)等參數(shù)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)高效、穩(wěn)定地工作。2.2發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（EngineControlUnit，簡(jiǎn)稱ECU）是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的核心部分。它負(fù)責(zé)接收來自各種傳感器的信號(hào)，如節(jié)氣門位置、空氣流量、氧含量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等，經(jīng)過處理后，輸出控制信號(hào)，調(diào)節(jié)燃油噴射、點(diǎn)火時(shí)機(jī)、排放等參數(shù)，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下都能實(shí)現(xiàn)最佳功能。ECU主要由微處理器、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、通信接口等部分組成。其中，微處理器負(fù)責(zé)執(zhí)行控制算法，存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，輸入/輸出接口負(fù)責(zé)與傳感器和執(zhí)行器通信，通信接口則與其他控制單元交換信息。2.3發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能與組成發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的功能主要包括以下幾個(gè)方面：（1）燃油噴射控制：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和傳感器信號(hào)，精確控制燃油噴射量，保證燃燒充分，降低排放。（2）點(diǎn)火控制：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和傳感器信號(hào)，調(diào)整點(diǎn)火時(shí)機(jī)和點(diǎn)火能量，提高燃燒效率，減少排放。（3）進(jìn)氣控制：通過調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度和進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度等參數(shù)，優(yōu)化進(jìn)氣量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功能。（4）排放控制：通過優(yōu)化燃燒過程和廢氣再循環(huán)等手段，降低有害物質(zhì)的排放。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)主要由以下組成部分構(gòu)成：（1）傳感器：包括節(jié)氣門位置傳感器、空氣流量傳感器、氧傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)工況和排放狀況。（2）執(zhí)行器：包括噴油器、點(diǎn)火線圈、節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)電機(jī)等，根據(jù)ECU的指令調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。（3）控制單元：即ECU，負(fù)責(zé)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與控制。（4）通信網(wǎng)絡(luò)：通過CAN、LIN等通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與其他控制單元的信息交換。（5）診斷系統(tǒng)：用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，發(fā)覺并記錄故障，為維修提供依據(jù)。第3章燃油噴射控制技術(shù)3.1燃油噴射系統(tǒng)概述燃油噴射系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速信號(hào)，精確控制燃油的噴射量和噴射時(shí)刻，以保證燃油與空氣的混合比例適當(dāng)，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功能和降低排放。本章主要介紹燃油噴射系統(tǒng)的基本構(gòu)成、工作原理及分類。3.2電子控制燃油噴射（EFI）系統(tǒng)3.2.1EFI系統(tǒng)的組成電子控制燃油噴射（EFI）系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：（1）燃油泵：負(fù)責(zé)將燃油從燃油箱輸送到燃油噴射器；（2）燃油噴射器：根據(jù)ECU的指令，將燃油噴入進(jìn)氣歧管；（3）電子控制單元（ECU）：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等信號(hào)，計(jì)算并控制燃油噴射量和噴射時(shí)刻；（4）傳感器：包括空氣流量計(jì)、進(jìn)氣壓力傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度傳感器等，為ECU提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；（5）執(zhí)行器：主要包括噴油器、燃油壓力調(diào)節(jié)器等，用于實(shí)現(xiàn)燃油噴射的控制。3.2.2EFI系統(tǒng)的工作原理EFI系統(tǒng)通過傳感器收集發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的信息，將數(shù)據(jù)傳輸至ECU進(jìn)行處理。ECU根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)所需的燃油量，并通過執(zhí)行器控制噴油器進(jìn)行精確噴射。3.3燃油噴射控制策略燃油噴射控制策略主要包括以下幾種：（1）開環(huán)控制策略：在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、怠速、暖機(jī)等階段，由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)不穩(wěn)定，ECU采用開環(huán)控制策略，根據(jù)預(yù)設(shè)的噴油脈寬進(jìn)行燃油噴射；（2）閉環(huán)控制策略：在發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行階段，ECU根據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算并調(diào)整噴油脈寬，實(shí)現(xiàn)燃油噴射的精確控制；（3）空燃比控制策略：通過控制噴油量和進(jìn)氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下保持最佳的空燃比，提高燃燒效率和降低排放；（4）噴油正時(shí)控制策略：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速等信號(hào)，調(diào)整噴油正時(shí)，優(yōu)化燃油噴射效果；（5）斷油控制策略：在發(fā)動(dòng)機(jī)減速或制動(dòng)時(shí)，ECU控制噴油器停止噴油，以降低燃油消耗和排放。本章主要介紹了燃油噴射控制技術(shù)的基本概念、電子控制燃油噴射系統(tǒng)的組成和工作原理，以及燃油噴射控制策略。通過這些技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放功能得到了顯著提升。第4章點(diǎn)火控制技術(shù)4.1點(diǎn)火系統(tǒng)概述點(diǎn)火系統(tǒng)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，其功能直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率、動(dòng)力輸出及排放水平。點(diǎn)火系統(tǒng)的主要功能是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況需求，為混合氣提供足夠能量的電火花，以點(diǎn)燃混合氣，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作。本章將對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)的原理、分類及發(fā)展歷程進(jìn)行介紹。4.2電子點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA）電子點(diǎn)火系統(tǒng)（ElectronicSparkAdvance，簡(jiǎn)稱ESA）相較于傳統(tǒng)的機(jī)械點(diǎn)火系統(tǒng)，具有更高的點(diǎn)火能量、更穩(wěn)定的點(diǎn)火功能及更低的維護(hù)成本。其主要組成部分包括：點(diǎn)火控制器、點(diǎn)火線圈、火花塞和傳感器等。4.2.1點(diǎn)火控制器點(diǎn)火控制器是電子點(diǎn)火系統(tǒng)的核心部件，主要負(fù)責(zé)接收來自傳感器的信號(hào)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況計(jì)算點(diǎn)火時(shí)機(jī)，并向點(diǎn)火線圈發(fā)送控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火功能。4.2.2點(diǎn)火線圈點(diǎn)火線圈的作用是將低電壓的電能轉(zhuǎn)化為高電壓，為火花塞提供足夠能量的電火花?，F(xiàn)代電子點(diǎn)火系統(tǒng)通常采用高能量、高效率的點(diǎn)火線圈。4.2.3火花塞火花塞作為點(diǎn)火系統(tǒng)的終端，其功能對(duì)點(diǎn)火效果具有重要影響。火花塞的選用應(yīng)考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、工作條件以及混合氣的燃燒特性。4.3點(diǎn)火控制策略點(diǎn)火控制策略是電子點(diǎn)火系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定點(diǎn)火的關(guān)鍵。其主要目標(biāo)是在保證燃燒效率的前提下，降低排放、延長(zhǎng)火花塞壽命，并適應(yīng)不同發(fā)動(dòng)機(jī)工況的需求。4.3.1點(diǎn)火提前角控制點(diǎn)火提前角是點(diǎn)火控制策略的核心參數(shù)，直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效果。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、溫度等參數(shù)，合理調(diào)整點(diǎn)火提前角，可以提高燃燒效率，降低油耗和排放。4.3.2火花能量控制火花能量控制是指根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況需求，調(diào)整點(diǎn)火線圈的工作參數(shù)，實(shí)現(xiàn)火花能量的優(yōu)化分配。在保證點(diǎn)火成功的前提下，降低點(diǎn)火能量，可以減少火花塞的磨損，延長(zhǎng)使用壽命。4.3.3火花分配策略針對(duì)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，合理的火花分配策略可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)爆震、減少排放?，F(xiàn)代電子點(diǎn)火系統(tǒng)通常采用順序點(diǎn)火或獨(dú)立點(diǎn)火方式，以實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的燃燒效果。4.3.4點(diǎn)火反饋控制點(diǎn)火反饋控制通過對(duì)點(diǎn)火過程中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如點(diǎn)火成功率、燃燒穩(wěn)定性等，對(duì)點(diǎn)火策略進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以適應(yīng)不斷變化的發(fā)動(dòng)機(jī)工況。本章對(duì)點(diǎn)火控制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)闡述，包括點(diǎn)火系統(tǒng)的概述、電子點(diǎn)火系統(tǒng)（ESA）以及點(diǎn)火控制策略。通過掌握這些技術(shù)，可以為發(fā)動(dòng)機(jī)的高效、穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。第5章進(jìn)氣與排氣控制技術(shù)5.1進(jìn)氣控制系統(tǒng)5.1.1進(jìn)氣控制原理進(jìn)氣控制系統(tǒng)主要通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣歧管的長(zhǎng)度或直徑，以及改變氣門正時(shí)等方式，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率，提高燃燒效率，降低油耗和排放。本節(jié)將詳細(xì)介紹進(jìn)氣控制系統(tǒng)的原理及其在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用。5.1.2進(jìn)氣控制系統(tǒng)的組成進(jìn)氣控制系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：空氣濾清器、進(jìn)氣歧管、節(jié)氣門、可變進(jìn)氣歧管、電子控制單元（ECU）等。本節(jié)將逐一介紹這些組成部分的作用及其相互關(guān)系。5.1.3進(jìn)氣控制策略進(jìn)氣控制策略主要包括節(jié)氣門控制、可變進(jìn)氣歧管控制、氣門正時(shí)控制等。本節(jié)將分析這些控制策略的特點(diǎn)，并探討其在提高發(fā)動(dòng)機(jī)功能和降低排放方面的作用。5.2排氣控制系統(tǒng)5.2.1排氣控制原理排氣控制系統(tǒng)通過改變排氣歧管的長(zhǎng)度、直徑和結(jié)構(gòu)，以及調(diào)整排氣閥門正時(shí)，降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。本節(jié)將闡述排氣控制系統(tǒng)的原理及其在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用。5.2.2排氣控制系統(tǒng)的組成排氣控制系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：排氣歧管、消聲器、催化轉(zhuǎn)化器、氧傳感器、電子控制單元（ECU）等。本節(jié)將介紹這些組成部分的功能和相互關(guān)系。5.2.3排氣控制策略排氣控制策略主要包括排氣閥門控制、催化轉(zhuǎn)化器控制、氧傳感器控制等。本節(jié)將分析這些策略對(duì)降低排放和提高發(fā)動(dòng)機(jī)功能的影響。5.3可變進(jìn)氣與排氣技術(shù)5.3.1可變進(jìn)氣技術(shù)可變進(jìn)氣技術(shù)通過改變進(jìn)氣歧管的長(zhǎng)度、直徑或氣門正時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下獲得最佳的進(jìn)氣效果。本節(jié)將介紹常見的可變進(jìn)氣技術(shù)，如可變進(jìn)氣歧管、可變氣門正時(shí)等。5.3.2可變排氣技術(shù)可變排氣技術(shù)通過改變排氣歧管的長(zhǎng)度、直徑或排氣閥門正時(shí)，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣功能，降低排放污染物。本節(jié)將探討可變排氣技術(shù)的種類及其在提高發(fā)動(dòng)機(jī)功能方面的作用。5.3.3可變進(jìn)氣與排氣技術(shù)的應(yīng)用可變進(jìn)氣與排氣技術(shù)在現(xiàn)代汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。本節(jié)將結(jié)合具體實(shí)例，分析這些技術(shù)在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用效果，以及它們對(duì)提升發(fā)動(dòng)機(jī)功能和降低排放的貢獻(xiàn)。第6章發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)6.1廢氣排放物及其機(jī)理6.1.1廢氣排放物種類廢氣排放物主要包括碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）以及顆粒物（PM）。這些排放物對(duì)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重影響。6.1.2廢氣排放物機(jī)理（1）碳?xì)浠衔铮℉C）：燃油不完全燃燒或在缸內(nèi)壁面油膜蒸發(fā)形成；（2）一氧化碳（CO）：燃油在缸內(nèi)燃燒時(shí)，由于氧氣不足，CO；（3）氮氧化物（NOx）：在缸內(nèi)高溫富氧環(huán)境下，氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)；（4）顆粒物（PM）：主要是燃油燃燒過程中產(chǎn)生的碳煙、硫酸鹽等。6.2廢氣排放控制策略6.2.1燃燒優(yōu)化通過優(yōu)化燃燒過程，提高燃油利用率，減少?gòu)U氣排放。包括：提高燃油噴射壓力、優(yōu)化噴射時(shí)刻、采用多段噴射等。6.2.2廢氣再循環(huán)（EGR）將部分廢氣引入進(jìn)氣歧管，降低燃燒溫度，減少氮氧化物的。6.2.3氧傳感器反饋控制通過氧傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢氣中的氧氣含量，調(diào)整空燃比，使燃燒更充分，降低排放。6.2.4廢氣后處理采用三元催化轉(zhuǎn)化器、顆粒捕集器等技術(shù)對(duì)廢氣進(jìn)行后處理，降低排放。6.3三元催化轉(zhuǎn)化器6.3.1三元催化轉(zhuǎn)化器原理三元催化轉(zhuǎn)化器利用催化劑（通常為鉑、鈀、銠）對(duì)廢氣中的碳?xì)浠衔?、一氧化碳和氮氧化物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將它們轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳、氮?dú)夂退?.3.2三元催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)及材料三元催化轉(zhuǎn)化器主要由殼體、載體和催化劑涂層組成。載體通常采用陶瓷或金屬材質(zhì)，催化劑涂層則采用鉑、鈀、銠等貴金屬。6.3.3三元催化轉(zhuǎn)化器功能影響因素影響三元催化轉(zhuǎn)化器功能的因素包括：催化劑活性、空燃比、溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)工況等。6.3.4三元催化轉(zhuǎn)化器失效原因及防護(hù)措施三元催化轉(zhuǎn)化器失效原因主要包括：催化劑中毒、堵塞、熱老化等。為延長(zhǎng)其使用壽命，應(yīng)避免使用含鉛汽油、定期檢查維護(hù)、合理控制發(fā)動(dòng)機(jī)工況等。第7章發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制技術(shù)7.1怠速控制系統(tǒng)概述發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)是現(xiàn)代汽車電子控制系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速工況下，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量、點(diǎn)火時(shí)機(jī)及噴油量的精確控制，保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、排放合格并提高燃油經(jīng)濟(jì)性。怠速控制系統(tǒng)主要由傳感器、ECU（發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元）和執(zhí)行器三部分組成，其中傳感器用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，ECU負(fù)責(zé)處理傳感器信號(hào)并控制指令，執(zhí)行器則根據(jù)ECU的指令調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)。7.2怠速控制策略怠速控制策略主要包括以下幾種：（1）節(jié)氣門控制策略：通過調(diào)整節(jié)氣門的開度，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，從而實(shí)現(xiàn)怠速轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。（2）點(diǎn)火時(shí)機(jī)控制策略：在保證燃燒穩(wěn)定的前提下，提前或推遲點(diǎn)火時(shí)機(jī)，以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，達(dá)到控制怠速轉(zhuǎn)速的目的。（3）噴油量控制策略：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷需求，通過控制噴油器的噴油量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速工況下的燃油消耗與功率輸出平衡。（4）空燃比控制策略：通過調(diào)整空燃比，優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程，降低排放污染物，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。7.3怠速控制系統(tǒng)的應(yīng)用怠速控制系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車中具有廣泛的應(yīng)用，以下列舉了幾個(gè)典型的應(yīng)用場(chǎng)景：（1）冷啟動(dòng)怠速控制：在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)過程中，通過怠速控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行精確控制，降低排放污染物，提高燃燒效率。（2）熱機(jī)怠速控制：在發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)工況下，怠速控制系統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)整怠速轉(zhuǎn)速，保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定。（3）空調(diào)怠速控制：在開啟空調(diào)時(shí)，怠速控制系統(tǒng)可自動(dòng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，以應(yīng)對(duì)空調(diào)負(fù)載的變化，保證空調(diào)系統(tǒng)的正常工作。（4）自動(dòng)變速器怠速控制：對(duì)于配備自動(dòng)變速器的汽車，怠速控制系統(tǒng)可協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的工作，提高駕駛舒適性。（5）節(jié)能模式怠速控制：在節(jié)能模式下，怠速控制系統(tǒng)可降低發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速，減少燃油消耗，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。（6）排放控制：怠速控制系統(tǒng)通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)的精確控制，降低排放污染物，滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求。通過以上應(yīng)用，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制系統(tǒng)為提高汽車的功能、降低燃油消耗和減少排放污染物發(fā)揮了重要作用。第8章發(fā)動(dòng)機(jī)增壓控制技術(shù)8.1增壓技術(shù)概述發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)是一種提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣密度，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩的有效方法。增壓技術(shù)的應(yīng)用能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)在較小的排量下獲得較大的功率輸出，同時(shí)降低燃油消耗和排放污染。本節(jié)主要介紹發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)的基本原理、分類及其在汽車上的應(yīng)用。8.1.1增壓原理增壓技術(shù)通過提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力，使單位體積內(nèi)的空氣含有更多的氧氣，從而提高燃燒效率。增壓系統(tǒng)主要包括渦輪增壓器、機(jī)械增壓器、電磁增壓器等。8.1.2增壓分類根據(jù)增壓方式的不同，增壓技術(shù)可分為渦輪增壓、機(jī)械增壓和復(fù)合增壓等。8.1.3增壓技術(shù)的應(yīng)用增壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、航空、船舶等發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功能、降低排放和燃油消耗。8.2渦輪增壓控制系統(tǒng)渦輪增壓系統(tǒng)是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣能量驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器，提高進(jìn)氣壓力，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和扭矩。渦輪增壓控制系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)部分。8.2.1渦輪增壓器渦輪增壓器由渦輪和壓縮機(jī)兩部分組成，其中渦輪與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣相連，壓縮機(jī)與進(jìn)氣系統(tǒng)相連。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)壓縮進(jìn)氣。8.2.2渦輪增壓控制策略渦輪增壓控制策略主要包括以下幾種：（1）節(jié)流控制：通過調(diào)節(jié)渦輪增壓器內(nèi)的節(jié)氣門開度，控制增壓壓力。（2）旁通控制：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷較低時(shí)，部分排氣旁通，降低渦輪轉(zhuǎn)速，從而降低增壓壓力。（3）變截面渦輪增壓：通過改變渦輪和/或壓縮機(jī)的葉輪截面，實(shí)現(xiàn)增壓壓力的調(diào)節(jié)。8.2.3渦輪增壓控制系統(tǒng)組成渦輪增壓控制系統(tǒng)主要由傳感器、控制器、執(zhí)行器等組成。傳感器包括進(jìn)氣壓力傳感器、排氣壓力傳感器等，用于監(jiān)測(cè)增壓系統(tǒng)的狀態(tài)；控制器根據(jù)傳感器信號(hào)，制定相應(yīng)的控制策略，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器（如電磁閥、節(jié)氣門等）實(shí)現(xiàn)增壓控制。8.3機(jī)械增壓控制系統(tǒng)機(jī)械增壓系統(tǒng)是利用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過齒輪、皮帶等方式驅(qū)動(dòng)機(jī)械增壓器，提高進(jìn)氣壓力。與渦輪增壓系統(tǒng)相比，機(jī)械增壓系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、無延遲等優(yōu)點(diǎn)。8.3.1機(jī)械增壓器機(jī)械增壓器主要包括Roots型、Screw型等。它們通過機(jī)械連接方式與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連，實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣壓縮。8.3.2機(jī)械增壓控制策略機(jī)械增壓控制策略主要包括以下幾種：（1）節(jié)流控制：通過調(diào)節(jié)機(jī)械增壓器內(nèi)的節(jié)氣門開度，控制增壓壓力。（2）旁通控制：在低負(fù)荷工況下，通過旁通閥使部分進(jìn)氣旁通，降低增壓壓力。（3）變速比控制：通過調(diào)節(jié)機(jī)械增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)增壓壓力的調(diào)節(jié)。8.3.3機(jī)械增壓控制系統(tǒng)組成機(jī)械增壓控制系統(tǒng)主要由傳感器、控制器、執(zhí)行器等組成。傳感器用于監(jiān)測(cè)增壓系統(tǒng)的狀態(tài)，控制器根據(jù)傳感器信號(hào)制定控制策略，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)增壓控制。（至此，本章內(nèi)容結(jié)束。）第9章發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷與排除9.1故障診斷方法9.1.1人工診斷法人工診斷法是指通過維修人員的經(jīng)驗(yàn)、技能和感官對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行診斷。主要包括觀察、聽、聞、摸等手段，對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，確定故障范圍。9.1.2借助儀器診斷法借助儀器診斷法是指利用各種汽車檢測(cè)設(shè)備對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，獲取故障碼和數(shù)據(jù)流，分析故障原因。主要包括故障診斷儀、示波器、尾氣分析儀等設(shè)備。9.1.3數(shù)據(jù)分析診斷法數(shù)據(jù)分析診斷法是指通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集、整理和分析，發(fā)覺故障原因。此方法需要結(jié)合專業(yè)知識(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出故障點(diǎn)。9.2常見故障診斷與分析9.2.1啟動(dòng)困難故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難，需多次嘗試或無法啟動(dòng)。原因分析：可能是點(diǎn)火系統(tǒng)、供油系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等方面存在問題。9.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)異響故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常響聲。原因分析：可能是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部零部件磨損、松動(dòng)或損壞，如曲軸軸承、連桿軸承、氣門等。9.2.3動(dòng)力不足故障現(xiàn)象：發(fā)動(dòng)機(jī)加速無力，爬坡困難。原因分析：可能是