《汽车发动机电控技术》教案新部编本1Word格式.docx
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(二)自动变速器的电子控制
2、底盘方面的控制
3、车身方面的控制
三、发动机电控系统控制内容
主要控制——汽油喷射(喷射量、喷射定时)、点火控制(点火时刻、闭合角、爆震的防止)
辅助控制——怠速控制、进气控制、排放控制等
四、发动机汽油喷射的发展过程
60S机械式
67SK,KE,D,型
73SL型
79S集中控制
80STBI
83S单点,a/n
※2、发动机燃油汽油喷射系统的分类
一、按喷油器安装位置分类
1、缸内喷射
2、缸外喷射
二、按喷油方式分类
1、连续喷射系统
2、间歇喷射系统
三、按喷射时序分类
1、同时喷射
2、分组喷射
3、顺序喷射
四、按喷射装置的控制方式分类
1、机械式汽油喷射系统
2、机电结合式汽油喷射系统
3、电控式汽油喷射系统
五、按空气量的检测方式分类
1、L型-质量流量型(热线式、热膜式)
2、L型-体积流量型(翼片式、卡们漩涡式)
3、D型(歧管压力计量式)
※3、汽油发动机电控系统的组成及功能
一、进气控制系统
空气滤清器、节气门(节流阀)、进气总管、进气歧管、涡轮增压器、可变气门系统
二、燃油喷射控制系统
燃油泵、燃油虑清器、燃油脉动减振器、喷油器、燃油压力调节器及供油总管
三、点火控制系统
点火电子组件、点火线圈、火花塞及高压导线
四、排放控制系统
五、电控单元
I/O口、ECU、PROM等
学生活动安排:
一、认识常见发动机的电控系统各部件
1、观察电控发动机燃油喷射系统的工作特点
1、比较电控发动机与化油器式发动机各工况工作的异同。
2、注意观察启动、怠速的工作特点。
2、观察电控发动机电子点火系统
●找到各发动机火花塞、点火线圈、点火器、分电器、曲轴位置传感器(转速传感器)的位置。
●比较传统有触点式分电器、无触点式分电器、双缸同时点火等点火方式的异同。
3、观察电控发动机燃油系统
●找到油泵、汽油格、高压油轨、油压调节器、喷油器的具体位置。
●比较L型与D型发动机的燃油系统具体区别。
●比较单点与多点喷射的区别
二、认识常见车辆上各主要电控单元部件的位置
思考与讨论:
1、比较电控发动机与化油器发动机的组成有哪些区别?
2、电控系统有哪几部分组成?
各有什么特点?
3、
作业:
完成工作页相关内容
课后小记:
1.2点火系统的检修
1、熟悉电控发动机的点火电路各主要部件的名称和位置
2、能诊断发动机无法起动的故障原因
3、能诊断并修理发动机无点火故障
4、能检测点火电路各主要部件
5、会读常见车型点火电路图
8课时(2次)
能诊断发动机无法起动的故障原因、能诊断并修理发动机无点火故障
教师活动
学生活动
1.
发动机工作的三个基本要素。
1.足够的压缩比(气缸压力)
2.合适的混合气浓度(空燃比)
3.准确的点火时间及足够的点火能量
1.小组讨论:
发动机工作的三个基本要素是什么?
2.完成工作页相关内容。
2
点火电路高压点火产生过程及原理
小组讨论:
初级电路及次级电路的分界点,及如何判定点火电路发生在初级或次级电路?
3
电控点火系统常见点火方式(电路讲解)
1.分电器式
2.双缸同时点火
3.独立点火
4
双缸点火系统点火工作过程
对照电路图,在讲台独立讲解点火过程。
双缸点火系统点火故障判断过程(示范)
1.火花塞试火及观测
2.点火高压线是否乱缸检查
3.点火线圈检测
4.曲轴位置传感器/凸轮轴位置传感器的检测
5.
1.模仿完成点火故障判断
2.完成相关工作页
1.3燃油供给系统的检修
1、熟悉电控发动机的燃油供给系各主要部件的名称和位置
2、能诊断发动机无油压的故障原因
3、会读常见车型油泵控制电路图
4、能对燃油供给系各部件进行修理
燃油供给系的工作原理
1.各部件作用、工作原理、位置
2.常见损坏现象
1.完成工作页相关内容。
1.燃油压力传感器的作用;
2.油泵、压力调节器的故障分析
油压检测
1.燃油泵电路分析
2.电路检测的逻辑思路设计
1.油泵电路诊断分析树状图
2.继电器的判断
设置故障
完成4GB1、465试验台模拟故障诊断
1.4五菱荣光轿车无法起动故障检修
1、能诊断发动机无法起动的故障原因
2、能在实车上找到各传感器、执行器、保险、继电器的位置
3、会读常见车型电路图
12课时(3次)
1.保险
2.继电器
3.搭铁线
4.油泵模拟损坏
1.完成工作。
点火控制电路的故障
1.保险;
2.曲轴位置传感器
课题3:
发动机加速不良故障的检修
1、能分析出发动机加速不良的故障原因
2、能设计诊断发动机加速不良故障的诊断流程
3、能通过专业设备查询实车上的各传感器、执行器、保险、继电器的位置
4、具备分析问题解决问题的方法能力
5、培养学生的团队协作能力
6、培养学生遵守安全规程、规范操作的专业素养
能分析并总结发动机无法起动的故障原因总
教学内容
1.课程导入
课程导入
1.加速不良的概念
2.复习发动机工作的三个基本要素
3.前两个课题“发动机无法起动”、“发动机怠速不稳”的故障原因。
回答老师提问
2.新知识引入
1.点火提前角的概念
2.各功率空燃比和经济空燃比概念
3.进排气导致发动机功率下降的原因
1.完成工作页相关问答。
3.加速不良故障原因的总结
1.提出任务,小组讨论并总结发动机加速不良的详细原因有哪些?
2.对各组的结论进行总结。
1.完成故障原因的脑图
2.阐述本小组的脑图总结,并对其他组的进行答辩。
4.加速不良故障的诊断过程设计
1.对前面两个课题诊断过程的分析及该诊断任务的提示。
2.讲解、演示如何使用设备进行车辆维修信息的查询。
1.实操:
模仿老师的操作进行信息查询操作。
2.完成工作页的诊断流程设计。
进气系统的结构与原理
1、能够识别进气系统各元件的位置
2、能够检测进气系统的各个传感器
6课时
各传感器、执行器的工作原理
一、进气系统的组成
二、进气温度传感器
1、结构与作用
2、控制电路
三、空气流量计
1、种类:
体积流量型:
翼片式/量芯式/卡门涡流式——需要有进气温度传感器进行补偿修正
质量流量型:
热线式/热膜式——不需进气温度传感器
目前最常见的形式是热线式/热膜式
热线式:
三菱、尼桑、福特等车型
热膜式:
以大众车型为代表
端子数:
一般为6端,特殊的有3端的形式
2、热线式原理:
热线式流量计接线端子图:
有A、B、C、D、E、F六个端子。
端子作用:
A:
可变电阻器
B:
输出电压
C:
接地
D:
搭铁
E:
蓄电池电压(12V)
F:
自洁信号
3、检测方法:
(1)车下测量:
将12V电压加于D、E间,测B、D间电压值为1.6+0.5V(或1-1.5V),,同时给传感器吹气,B、D间电压值应上升2—4V。
(2)车上测量:
插好插座,点火开关置ON档。
不起动发动机,B、D间电压值应为2—4V。
起动后,B、D间电压值应为1-1.5V。
(3)测自洁信号:
在水温60℃、发动机在1500r/min,熄火瞬间:
测量F与D之间的电压:
应先下降为0,5秒内跃升,1秒后再下降为0
四、进气压力传感器(MAP)
半导体压敏电阻式/电容式/表面弹性波式/可变电感式
常见的有半导体压敏电阻式,由压敏应变电阻惠斯通电桥和放大电路组成。
3(VC、VO、GND/VC、PIM、E2),意义:
电源供电、信号输出、接地
注意:
桑塔纳AFE电控发动机的压力传感器与温度传感器制造在同一器件上
3—VC;
4—VS;
1—E1;
2—THA。
2、工作原理:
利用半导体压敏电阻(桥)在压力下的应变引起电阻值变化。
3、检测方法:
一般测量步骤
步骤
内容
①
拔下传感器插头后,测量接线端子的电压值,以此判断传感器供电和接地是否正常;
②
启动发动机运行后,使节气门在不同开度,测量MAP传感器的输出电压变化
③
用真空泵模拟真空条件给传感器抽气,传感器输出电压值应与气压成正比。
检测数据:
VC与E2之间电压:
4.8—5.1V,供电电压基本不变。
PIM与E之间电压:
真空度高时:
1.5—2.1V(压力低即真空度高时)
真空度低时:
3.9—4.8V(压力高即真空度低时)
输出信号电压随着进气管压力在0-电源电压间呈增函数变化。
五、节气门位置传感器(TPS)
a.开关式/
b.线形输出式(综合式)――可变电阻式
常见类型有后两种
2、工作原理:
a.开关式,PSW、TL或E、IDL、Acc
b.综合式――电位计的串联分压原理
具体结构、端子数4、3(VC、VTA、IDL、E2),3端型少一IDL端子。
一般测量步骤:
测量接线端子的电压值,以此判断传感器供电和接地是否正常;
在通电情况下转动节气门,并测量传感器VTA、IDL输出电压,判定判定传感器的好坏。
拔下传感器插头后,测量传感器的电阻值。
判定传感器的好坏。
注——测该传感器的电阻值提倡用指针式万用表欧姆×
10或者×
100档。
VC-E2的电阻值:
5千欧姆左右(电阻值恒定不变)
VTA-E2的电阻值:
几十欧姆-5千欧姆(电阻值随节气门开度连续增大)
IDL-E2的电阻值:
节气门全关:
0或者几十欧姆;
节气门打开:
无穷大
VC-E2的电压值:
5伏特左右(供电电压恒定不变)
VTA-E2的电压值:
0.1-5伏特(输出电压随节气门开度连续增大)
IDL-E2的电压值:
接近5伏特;
迅速降为0伏特。
六.怠速控制装置(怠速空气调整器)
1.种类:
怠速空气阀(机械式):
包括双金属片式和石蜡式
怠速控制阀(ISCV电子式);
按进气途径分为旁通气道型和气门直动型。
旁通气道型——包括旋转滑阀、步进电机、比例电磁阀(平动电磁阀)——大部分电控发动机
气门直动型——包括一个控制节气门微开的直流减速电动机——桑塔纳2000GSi
2.工作原理与检测
石蜡式:
水温低时,弹簧力作用将阀门打开,空气经怠速通道可以流入燃烧室。
ECU同时控制喷油器多喷油,实现.快怠速暖机。
暖机结束后,水温已升高,石蜡融化,膨胀克服弹簧的作用将阀口逐渐关闭。
怠速进气由怠速调整螺钉所在通道进入燃烧室,满足正常怠速的进气需要。
局限性:
只能实现.快怠速暖机功能。
检修:
观察阀门在水温高时能否关闭,水温低时能否打开。
旋转滑阀式:
ECU用占空比信号控制旋转滑阀偏转在不同开度,实现了怠速进气通道面积的可调。
检测:
测量内部2组线圈的电阻值,每组线圈值的电阻值为10—15Ω,以证明是否存在短路。
发动机在怠速过程中,测量1、3端是否有脉冲,可打开空调进一步测试,若无,说明线路存在短路、断路或ECU故障。
步进电机式:
ECU交替的给各组线圈依次通电(输送脉冲),控制步进电机的正反转,丝杠机构将电机的圆周运动转化为直线运动,实现阀口的不同开度。
测线圈电阻,应为15—20欧姆动作检查,用蓄电池模拟步进电机的工作状态。
给各组线圈依次通电,电机应能实现正转或反转。
熄火检查:
熄火瞬间,听步进电机能运转片刻(阀口在熄火后开至最大位置)。
比例电磁阀:
ECU控制了通过电磁阀线圈的电流,从而可以控制线圈产生的电磁力。
磁场力与阀门弹簧力平衡时,阀口位置处于稳定状态。
电磁力大,阀口开度大,电磁力小或者消失,阀门在弹簧回复力的作用下关闭。
比例电磁阀(平动电磁阀)
※气门直动式
工作特征:
没有怠速旁通气道,怠速进气依靠节气门打开微小开度实现。
节气门的微开由一个直流电动机通过减速齿轮带动。
微开度受电机控制。
作业:
57页1、2、3
实验——传感器、执行器的检测
1、熟悉电控发动机各传感器、执行器的工作原理
2、掌握电控发动机各传感器、执行器的检测方法
10课时
电控发动机各传感器、执行器的检测方法
一、翼板式空气流量计的检测
1、静态检测
Vc.Vs.Foc.THA与E1的电阻
2、动态随车检测
Vc.Vs电压
一、进气歧管绝对压力传感器的检测
1、静态检测
2、动态检测
二、节气门位置传感器的检测
IDL.Vc.VTA与E1的电阻
三、氧传感器的检测
1、动态检测电压的变化
四、水温传感器的检测
1、动态检测电阻―――――负温度系数
五、喷油器的检测
1、静态测量电阻――14欧姆
3、检测喷油器喷雾质量的好坏
4、各缸喷油器的喷油量均衡的测试(讲解)
5、清洗喷油器
六、燃油系统的检测
1、系统油压的检测
(1)零流量压力(讲解)
(2)检测电控发动机工作压力
2、油压与真空度的对应关系
绘制“油压-气压”对应曲线
3、油压与转速及节气门开度的关系
绘制“油压-转速”对应曲线
实验报告
燃油供给系统的结构与原理
1、能够识别燃油供给系统各元件的位置
2、能够检测进气系统的各个传感器
3、掌握燃油供给系的工作原理
各传感器的工作原理
一、燃油供给系的组成
见15页表1-2-1
二、燃油滤清器
1、作用
2、位置
3、结构特点及使用注意事项
三、电动汽油泵(燃油泵)
1.作用:
为整个供油系统提供喷射需要的高压燃油,建立供油压力。
2.位置:
绝大数安装在燃油箱内(内置燃油泵),极少数安装在油箱外(外置燃油泵)。
3.工作原理:
直流电动机带动叶轮旋转,将燃油从燃油箱中吸入,加压,然后输送到燃油管路中。
单向阀防止熄火后燃油回流。
卸压阀在管路发生堵塞压力升高时开启,使燃油在油泵内部循环,避免了高压对管路的损坏。
※4.检测:
a线圈电阻:
2——3欧姆
b泵油量:
大于1升/40秒
c测系统油压:
油压不能小于250千帕,夹持回油管,油压应大于350千帕。
5.油泵常见故障
故障类型
引起的故障现象
排除方法
电机出现故障
无电机运转时的嗡嗡声,无油压
更换油泵总成
油泵内部堵塞
噪音大,运转时有卡滞现象
清洗或更换总成
滤网堵塞
油压偏低
清洗或更换滤网
卸压阀过早开启
油压低
单向阀失去止回作用
熄火后,油压迅速降低
对工作无影响
※6.电动汽油泵控制电路
四、燃油压力调节器
1.位置
2.作用
3.工作原理
五、燃油压力脉动阻尼器
六、高压油轨
1.作用及原理
七、电控喷油器
在ECU的控制下将燃油喷入进气管或燃烧室内,实现燃油与空气的良好混合。
2.安装位置:
进气歧管(缸外喷)或燃烧室(缸内喷)
在ECU的控制下,电流在喷油器线圈内产生磁场,磁力克服弹簧力吸开喷油阀,高压燃油从喷口高速喷出,与空气混合。
4.检测:
线圈电阻值电阻值:
高阻(12—16欧姆),低阻(3—4欧姆)
喷油器的供电:
喷油量:
喷油器阀口的密封情况:
5.常见故障类型
故障现象
喷油嘴,油道堵塞
喷油不畅,雾化不良
清洗,无效后更换总成
电磁线圈断路、短路
喷油器不工作
更换总成
阀口关闭不严
阀口有滴漏现象
八、冷启动喷油器的内容与喷油器相似
不同点:
电阻值大约为2—5Ω。
30页1、2、4
发动机电子控制系统的结构与原理
1、了解电子控制系统的结构
2、掌握发动机电子控制系统的工作原理
3、了解发动机电子控制系统的检测方法
电子控制系统的工作原理
※1电子控制系统初步认识
一、电子控制系统的组成
二、传感器
基准信号——
修正信号——
反馈信号——
燃油喷射控制(燃油量控制、喷油正时控制)的各传感器信号
点火控制(点火提前角控制、点火闭合角控制)的各传感器信号
三、开关信号
1、STA——启动信号
2、NSW——空档信号
3、A/C——空调信号
四、闭环控制与开环控制
1、电控发动机常见闭环控制种类
2、氧传感器的闭环控制过程及原理
3、氧传感器的结构与工作原理
4、氧传感器闭环工作的必要条件(见97页)
5、氧传感器的检测方法
※2燃油喷射控制
一、汽油发动机可燃混合气的要求
空燃比对发动机的影响
1)空燃比的概念
λ=实际空燃比÷
理论空燃比
2)空燃比对发动机动力性和经济性的影响
发动机对混合气的要求
1)怠速――很浓混合气中废气比例较高
2)小负荷――逐渐稀废气比例减小
3)中负荷――较稀最佳经济性
4)大负荷――浓功率空燃比
5)冷启动――极浓2:
1
6)暖车――逐渐稀
7)加速――加浓
二、喷油量的控制
1、点火开关接通
2、发动机启动——氧传感器无信号
T决定于THW
3、暖机——无信号
4、怠速——可能有、但可能不问
5、中负荷——有
T=Tp(S实现既定空然比的喷射时间)*Fc(修正系数)+Tu
发动机温度修正、加减速修正、理论空然比反馈修正、学习控制修正、大负荷修正
6、急加速——有、不问(异步喷射)
7、减速——有、不问
8、全负荷——有、不问
9、点火开关关闭
三、发动机的各种断油控制
1.减速断油
2.限速断油(含限转速/车速)
3.启动防溢断油(节气门全开启动)
4.个别缸不工作断油
※3点火控制
一、点火系的发展过程
1、有触点式
2、半导体辅助式
3、普通电子点火系
4、双缸同时点火
5、独立点火
二、发动机对点火系的要求及点火波形分析
(一)、能产生足以击穿火花塞电极间隙的电压
8-10KV、启动17KV、现代已可以达28KV
(二)、火花应具有足够的能量
(三)、点火时刻必须适应发动机工作情况
点火过迟,功率下降、热损失大、发动机过热、油耗大
点火过早,功率下降、油耗增加、爆燃
1、发动机转速
2、负荷——随负荷增大而减小
3、辛烷值
4、空燃比——11.7左右速度最快
5、进气压力——压力低、空气稀薄、增大提前角
6、冷却水温——水温低,暖机加大提前角,水温高、减少NOx、HC适当减小提前角
三、ECU对点火提前角的控制
1、日产ECCS系统
平常行驶:
实际点火提前角=基本点火提前角×
水温修正系数
怠速、减速:
根据车速减小点火提前角。
水温低于50、车速低于8、转速高于1200,点火提前角保持10度。
启动:
水温0度以上,点火提前角16度。
水温0度以下,增加提前角。
2、丰田TCCS系统
实际点火提前角=原始设定点火提前角+基本点火提前角+修正提前角
※4怠速控制
一.怠速的定义
发动机在无负荷(对外无功率输出)情况下的稳定运转状况。
二.ECU控制怠速的过程——实质是对怠速时进气量和喷油量的控制
1.实现发动机启动后的快速暖机过程(快怠速控制)
2.在负荷改变的情况下自动维持怠速在目标转速下稳定旋转
三.种类——旁通气道式和气门直动式
1.旁通气道式有5种具体的结构
机械式:
双金属片和石蜡式空气阀
电子式:
比例电磁阀,旋转电磁阀,步进电机
2.气门直动式均为电子式,一般由直流电机和减速机构组成
四.怠速的控制过程
1、启动初始位置的确定
2、启动修正控制
3、暖机控制(50度~70度)
4、反馈控制
5、负荷变化的预控制
6、电器负载增多时的控制
7、减速时的修正控制
8、起步时的修正控制
9、学习控制
五.常见故障现象
1、游车
2、怠速抖动
3、怠速过高
4、怠速过低或无怠速
※5排放控制
一、有害气体的种类
来源:
排气、汽油蒸发、曲轴箱窜气——CO、HC、NOx
二、有害气体的生成机理
1、CO—不完全燃烧、
2、HC—缺氧、燃油泄漏、缸壁淬