汽车与发动机电控技术实验指导书.docx

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汽车与发动机电控技术实验指导书

汽车学院

汽车发动机电控技术实验指导书

（汽车电控技术）

汽车学院

实验一汽车电子控制系统认识

一目的和要求

1．掌握发动机电子控制系统总体组成；

2．区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器、执行器；

3．掌握发动机电子控制系统的工作原理。

二实训课时

2课时

三实训器材

1、工具：

常用工具1套。

2、设备：

桑塔纳2000轿车AJR型发动机一台，桑塔纳整车一辆。

四原理与应用

发动机电子控制系统示意图

1.电动燃油泵2.燃油滤清器3.活性炭罐电磁阀4.活性炭罐5.带输出驱动级的点火线圈6.凸轮轴位置传感器7.喷油器8.燃油压力调节器9.节气门控制组件10.空气流量计11.氧传感器12.冷却液温度传感器13.爆震传感器14.曲轴位置传感器15.进气温度传感器16.发动机控制单元

电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统来完成的，其主要功能是控制进气量与喷油量的空燃比、喷油时刻与点火时刻。

除此之外，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆震、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功能。

其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。

发动机电子控制系统的组成：

由传感器、电控单元和执行器三部分组成。

传感器是一种信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是：

检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等，并将这些参量转换成计算机能够识别的电量信号输入电控单元。

电子控制单元俗称电脑，简称ECU，是发动机电子控制系统的核心部件，其功能是：

根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。

执行器是控制系统的执行机构，其功能是：

接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。

桑塔纳2000轿车AJR型发动机

控制系统的主要组成部件

五实训步骤

1、由辅导教师讲解桑塔纳2000轿车AJR型发动机电喷发动机电子控制系统的总体组成。

按照挂图或者用发动机台架上的实物、示教板上的实物来讲解汽车发动机电子控制系统的总体组成。

包括传感器、执行器、电控单元、燃油系统、点火系统、活性碳罐系统、爆震和反馈控制等。

然后由学生进行实训。

1）、传感器认识的顺序：

1、空气流量计；2、节气门定位计与节气门电位计；3、进气温度传感器；4、霍尔传感器；5、冷却液温度传感器；6、曲轴位置传感器；7、爆震传感器；8、辅助信号（车速信号和空调器开关信号）；9、氧传感器

2）执行器认识的顺序：

1、电动燃油泵；2、碳罐电磁阀；3、喷油器；4、带输出驱动级的点火模块；5、辅助控制（氧传感器加热器、空调电磁离合器）；6、节气门控制组件（怠速阀）。

2、起动桑塔纳2000轿车AJR型发动机发动机实训台或整车，结合实物，让学生现场观察各传感器与执行器的工作情况。

六、安全注意事项

1、遵守实训室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。

2、严禁未经许可，擅自板动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。

实验二电动汽油泵的检测

一目的和要求

1、掌握电动燃油泵的结构与工作原理。

2、掌握电动燃油泵的控制电路。

3、掌握电动燃油泵的检测方法。

二实训课时2课时

三实训器材

1、工具：

常用工具1套、万用表2个。

2、设备：

桑塔纳2000轿车AJR型发动机、别克电喷发动机故障实训台各一台，桑塔纳轿车整车一辆。

3、教具：

AJR发动机教学挂图一套

四、原理与应用

涡轮式电动燃油泵：

1、功用：

给电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。

2、构造：

由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀等组成

3、工作原理：

电动机驱动涡轮泵叶片旋转，在离心力作用下，叶片紧贴泵壳，并将燃油从进油室带往出油室，使进油室产生一定真空，将燃油吸入。

出油室燃油不断增多，压力上升，顶开出油阀经出油口输出。

滚柱式电动燃油泵：

构造：

由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、出油阀、卸压阀等组成

油泵开关控制的燃油泵控制电路：

五、实训步骤：

1、燃油系统的压力释放：

（1）目的：

在发动机熄火后，燃油系统内仍保持有较高的残余压力，以便于发动机再次起动。

在拆卸燃油系统内任何元件时，都必须首先释放燃油系统压力，以免系统内的压力油喷出，造成人身伤害或火灾。

2）燃油系统压力释放的方法：

①起动发动机，维持怠速运转。

②在发动机运转时，拔下油泵继电器或电动燃油泵电源接线，使发动机自行熄火。

③再使发动机起动2-3次，即可完全释放燃油系统压力。

④关闭点火开关，装上油泵继电器或电动燃油泵电源接线。

2、燃油泵的拆装与检验：

1）、拆卸燃油泵时注意：

应释放燃油系统压力，并关闭用电设备。

2）、拆下燃油泵后，测量燃油泵两端子之间电阻，应为2-3Ω。

3）、用蓄电池直接给燃油泵通电，应能听到油泵电机高速旋转的声音，注意：

通电时间不能过长。

3、燃油泵的就车检查：

（1）用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电源上，也可以拆开电动燃油泵的线束连接器，直接用蓄电池给燃油泵通电。

（2）将点火开关转至“ON”位置，但不要起动发动机。

（3）旋开油箱盖应能听到燃油泵工作的声音，或用手捏进油软管应感觉有压力。

（4）若听不到燃油泵工作声音或进油管无压力，应检修或更换燃油泵。

（5）若有燃油泵不工作故障，但按上述方法检查正常，应检查燃油泵电路导线、继电器、易熔线和熔丝有无断路。

实验三燃油压力调节器的检测

一、目的和要求

1、掌握燃油压力调节器的结构与工作原理。

2、了解燃油压力调节器的常见故障。

3、掌握燃油压力调节器的检测方法。

二、实训课时

2课时

三、实训器材

1、工具：

常用工具1套、燃油压力表两个。

2、设备：

桑塔纳2000轿车AJR型发动机、别克电喷发动机故障实训台各一台，桑塔纳2000轿车各一辆。

四、原理与应用

1、功用：

油压调节器的功用是根据进气歧管压力的变化来调节进入喷油器的燃油压力，使两者保持恒定的压力差，这样，从喷油器喷出的燃油量便只取决于喷油器的开启时间。

使ECU能通过控制喷油时间的长短来精确地控制喷油量。

2、安装位置：

油压调节器一般安装在燃油分配油管的一端，它可使燃油压力调节在250～350kPa范围内。

3、结构和工作原理：

它有一个金属外壳。

簧室内有一根通气管与进气歧管相连，使供油系统中的油压不仅取决于弹簧预紧力，而且还取决于进气歧管内的气体压力。

当输入的燃油压力高于弹簧预紧力与进气歧管压力之和时，燃油推动膜片，向上压缩弹簧，打开回油阀，使部分燃油流回油箱，油路中的油压降低；当燃油压力低于弹簧预紧力和进气歧管压力之和时，回油阀关闭，油压升高。

这样，喷油压力随进气歧管的压力而变化，从而使喷油压力与进气歧管压力之差值保持不变。

五、实训步骤：

1、燃油系统压力释放的方法：

①起动发动机，维持怠速运转。

②拔下油泵继电器或油泵的电源接线，起动发动机，使发动机自行熄火。

③再使发动机起动2-3次，即可完全释放燃油系统压力。

④关闭点火开关，装上油泵继电器或电动燃油泵电源接线。

2、燃油压力调节器的检测：

1）燃油系统压力的检查：

在进行燃油系统压力的检查时，首先按要求安装好燃油压力表（简称油压表）；油压表可以安装在汽油滤清器油管接头、燃油分配管进油接头处，或用三通接头接在燃油管道上便于安装和观察的任何部位。

测试项目：

2）供油压力

指发动机怠速运转中燃油系统的实际工作油压，正常油压值在0.25～0.35MPa。

如果指针剧烈摆动油压可能不正常。

3）调节压力

指发动机怠速运转中，将油压调节器真空管拆开后，燃油系统升高后的油压减去供油压力的差值，应在28～70kPa之间。

4）最大油压

指发动机怠速运转中，将回油管夹住时燃油系统的油压，应为供油压力的2～3倍。

5）供油量

供油量的判断方法为：

在发动机怠速运转中，读取燃油系统的供油压力，然后急加速到3000r／min以上，立刻读取此时油压值，应高于供油压力21kPa以上。

如果低于此值，表示供油量不足。

6）系统残压

在发动机怠速运转中，读取燃油系统油压。

然后将发动机熄火，并等待5min，其系统油压应保持在250kPa以上。

如果无法保持残压，则再将发动机起动，并在建立油压后熄火。

此时如果将回油管夹住后即能保持正常残压，表示油压调节器漏油；如果夹住进油管后，才能保持正常残压，则表示燃油泵（单向阀）漏油；如果同时夹住进油管及回油管仍无法保持残压，表示喷油器漏油。

3、大众桑塔纳2000轿车AJR型发动机燃油供给系统压力的测量

（1）如下图所示，将压力表安装在汽油分配管的供油管上,打开汽油压力表开关，起动发动机怠速运转。

系统压力标准为：

怠速时拔下真空管为（300±20）kPa；不拔真空管为（250±20）kPa。

（2）接上真空管，轰一下油门，汽油压力表指针应在280～300kPa间跳动。

（3）关闭点火开关，10分钟后，汽油保持压力应大于150kPa。

（4）如果汽油保持压力小于150kPa，起动发动机，怠速运转。

当汽油压力建立起来后，关闭点火开关，同时关闭汽油压力表开关，继续观察压力表指针是否会下降。

（5）系统油压不足原因：

①管接头或管子渗漏；②汽油滤清器过脏；③汽油泵不良或蓄电池电压不足；④汽油压力调节器损坏。

（6）系统油压过高原因：

汽油压力调节器损坏。

燃油供给系统油压的测量

l-供油管2-回油管

实验四喷油器的检测

一、目的和要求

1、掌握喷油器的结构与工作原理。

2、了解喷油器的常见故障。

3、掌握喷油器的检测方法。

二、实训课时

2课时

三、实训器材

1、工具：

常用工具1套、万用表、K81汽车诊断仪各一台。

2、设备：

桑塔纳2000轿车AJR型发动机、别克电喷发动机故障实训台各一台，桑塔纳2000和丰田皇冠轿车整车各一辆、德国爱维公司电控发动机模拟教学试验板。

四、原理与应用

1安装位置：

安装在进气岐管上。

2功用：

根据ECU的喷射信号进行燃料喷射.

3结构：

由针阀、柱塞、电磁线圈等组成.

4按喷油器电磁线圈的电阻分类：

可分为：

低阻喷油器：

电磁线圈的电阻值约为0.2～3Ω。

高阻喷油器：

电磁线圈的电阻值约为12～17Ω。

高阻喷油器只能采用电压驱动方式，故驱动电路较简单，成本较低，但高阻喷油器无效喷射时间较长，响应特性较差,应用较广。

5、工作原理：

ECU根据喷射量信号，给功率三极管的基电极输入高电压脉冲，这时功率三极管工作，喷油器电路接通，当电流通过电磁线圈时，线圈产生的电磁吸力克服弹簧力将衔铁吸起，球阀离开阀座，汽油从喷油孔喷出。

电磁线圈断电时，在复位弹簧张力的作用下，球阀回落到阀座，喷油孔被关闭，喷油器停止喷油。

大众桑塔纳2000轿车喷油器的连接电路如下图所示。

ECU控制4个喷油器顺序开启（与点火顺序相对应：

1—3—4—2）。

喷油器的供电来自燃油泵继电器，当ECU接通喷油器的搭铁线后，喷油器开启喷油。

喷油量只取决于ECU控制的喷油器开启时间的长短。

五、实训步骤：

1．电磁喷油器检测：

使发动机转速达2500r／min以上，听喷油器的工作声音，发动机工作时用手指或听诊器（触杆式）接触喷油器，通过声音来判断喷油器是否动作。

1）喷油器的电阻检查

（1）拨开喷油器的导线连接器，用电阻表测量喷油器上两个接线端子间的电阻，阻值应为l2～17Ω，如果阻值不符，则应更换喷油器。

喷油器的检测

（1）喷油器控制端检测：

电源正极接带330Ω电阻的二极管试灯，再接至喷油器线束端子灰线端，启动发动机时，试灯会闪亮，说明传感器和电脑无问题，若试灯不闪亮，说明线路、传感器或电脑有故障，须检查线路、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和电脑

2、喷油量的检查

用连接线把蓄电池与喷油器连接好。

接通l5秒，用量筒测出喷油器的喷油量，并检查其喷油型状，每个喷油器测2～3次，标准喷油量为50～70ml／l5秒，各喷油器允许误差为5ml。

如果喷油量不合标准，则应清洗或更换喷油器。

3、检查漏油

在进行喷油量的检测后，脱开蓄电池与喷油器的连接，检查喷油器喷嘴处有无漏油，要求每分钟漏油不允许大于1滴。

4、工作电压测试

喷油器的工作电压为12伏，如果不合标准，则应检查线路。

5、喷油器喷油控制端的波形测试

喷油波形应与下图相符

喷油波形应与上图相符

实验五节气门位置传感器的检测

一、目的和要求

1掌握节气门位置传感器的结构与工作原理。

2掌握节气门位置传感器的检测方法

3了解节气门位置传感器引起的常见故障

二、实训课时

2课时

三、实训器材

1、工具：

常用工具，万用表、大众1552诊断仪、K81汽车诊断仪。

2、设备：

桑塔纳2000轿车AJR型发动机、别克电喷发动机实训台架各一台，桑塔纳2000和丰田皇冠轿车整车各一辆、德国爱维公司电控发动机模拟教学试验板。

四、原理与应用

1、安装位置：

安装在节气门体上节气门轴的一侧，由节气门操纵。

2、功用：

用来检测节气门的开度，将节气门开度（即发动机负荷）大小转变为电信号输入电控单元。

电控单元根据节气门位置信号判别发动机的工况，决定控制方式；控制燃油喷油量、点火正时、废气再循环、空调、怠速以及变速器换挡等多种功能和参数。

3、构造：

由电刷、电刷保持架、电阻器、输出端子等组成，其实际是滑片式变阻器（电位计），连接在节气门体的节气门轴上。

4、工作原理：

节气门位置传感器是一个电位计，电控单元通过接收信号线上的电压，计算节气门位置；随着节气门位置的改变，电刷在电阻器上滑动位置不同，则节气门位置传感器输出到电控单元的电压信号也发生变化；节气门开度小时，输出电压较低，随着节气门开度的增大，输出信号电压亦相应增加节气门位置传感器波形。

节气门控制组件的电路如下图所示。

1、节气门控制组件的组成和作用

①节气门电位计（G69）和节气门定位电位计G88，这两个部件起着节气门位置传感器的作用。

它们有两个与节气门联动的可动电刷触点，一个触点在节气门全闭时与怠速触点接触，另一个触点为可在电阻体上滑动的可动触点，节气门开度的大小与电阻的变化成比例。

将节气门开度对应的线性输出电压送给ECU，电脑就会感知节气门位置。

下图为节气门位置传感器的输出特性图。

1-怠速触点信号2-节气门开度输出特性

②节气门定位器（V60）起着控制怠速的作用，能适当开大或关小节气门，所以本机没有怠速控制阀。

③怠速开关（F60）用以向发动机ECU提供怠速位置信号。

怠速开关闭合时，由节气门定位器来决定怠速时节气门的开度。

五、实训步骤：

1、检测内容：

工作电压、信号电压（随节气门开度变化）、电阻（随节气门开度变化）、信号波形、线束电阻、用故障诊断仪读取故障代码、测量数据流。

2、检测参数的范围

1）、工作电压：

5V

2）、信号电压：

0～5V（常用工况：

0.5～3.8V）

3）、信号端与搭铁端的电阻：

0.5～5.2KΩ

4）、线束电阻：

﹤0.5Ω

5）、有关的故障代码：

P0121、P0122、P0123、P1121、P1122

6）、标准波形：

见图1-26

输出波形是模拟信号；是随节气门开度成正比变化的一条曲线。

3、常见故障症状：

当节气门位置传感器本身或线路损坏时，发动机会产生下列故障现象：

1）起动困难；

2）怠速不稳；

3）加速不良；

4）容易熄火；

5）汽车行驶时，前、后闯动。

4、大众桑塔纳2000节气门位置传感器的检测

1）、节气门控制组件与发动机ECU的匹配

发动机ECU具有基本设定功能，它能记录点火开关断开时节气门控制组件的停止位置。

如果拆装或换了新的节气门控制组件、或者发动机ECU出了故障，都必须重新进行基本设定，即完成发动机ECU与节气门控制组件的匹配工作。

这一匹配工作要用大众公司V.A.G1552故障诊断仪来完成。

下列情况会使节气门控制组件基本设定产生问题：

①节气门转动不灵活，如因油泥沉积；②节气门拉索调整不当；③蓄电池电压过低；④节气门控制组件线束或插接器不良。

2）、测量节气门控制组件供电电压

测量节气门控制组件供电电压即是测量节气门定位电位计和节气门电位计的电源电压，测量方法如下图所示。

打开点火开关，测量节气门控制组件插头，端子4和7间电压应约为5V。

测量节气门控制组件供电电压

实验六汽车专用诊断仪器的应用-X431

一实验目的

1、认识X431诊断仪的结构和功能；

2、掌握X431诊断仪的使用方法。

二实验设备及工具

时代超人/丰田3S电喷发动机实验台、X431诊断仪一台。

三实验内容

1、在时代超人/丰田3S电喷发动机实验台架上找到16针诊断插座，使用OBDⅡ测试接头和测试主线将仪器接好。

2、起动发动机。

仪器开机，点击“开始”按纽，点击大众车图标，点击大众M3．8．2系统。

点击“确定”，再次点击“确定”，屏幕显示功能主菜单，选择“快速数据诊断”，点击“发动机系统”，仪器和发动机电脑通讯成功后，点击“确定”，进入“汽车诊断功能”菜单。

3、故障码的读取和清除（可人为设置故障，如起动发动机前拔下进气温度传感器）

①在“汽车诊断功能”菜单中点击“读取故障代码”。

X-431开始测试故障码，并显示出测试结果。

记录结果。

②按故障码的引导，排除故障。

③退到“汽车诊断功能”菜单，点击“清除故障代码”,单击“是”，屏幕显示清除结果。

4、数据流观测

①进入“汽车诊断功能”菜单，点击“读测量数据流”，点击菜单中的数据,输入通道号00。

②读取1显示区（冷却液温度）、3区（发动机转速）、5区（节气门开度）的显示值。

③拉动节气门拉丝，观看上述显示值的变化，待转速稳定后，记录显示值。

5、发动机熄火，仪器关机，拆线，装箱。