奥迪A6发动机电控系统的工作原理与故障诊断.docx

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奥迪A6发动机电控系统的工作原理与故障诊断

毕业论文

论文题目：

奥迪A6发动机电控系统工作

原理与故障诊断

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专业名称：

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目录

一、概述……………………………………………………………1

二、奥迪A6发动机电控系统的组成与工作原理..........................2

（一）奥迪A6发动机主要的电子控制系统…………………..2

（二）奥迪A6发动机电控系统的基本组成……………………3

（三）奥迪A6发动机电控系统的工作原理…………………..9

三、奥迪A6发动机电控系统常见故障与诊断方法......................9

（一）发动机不能启动或启动困难的故障诊断……………......9

（二）发动机怠速不稳或易熄火的故障诊断……………….....10

（三）发动机动力不足或加速不良的故障诊断………………13

（四）发动机爆震的故障诊断………………………………...13

四、奥迪A6电控系统故障案例分析与诊断……………............15

（一）热车易熄火、熄火后不易启动故障案例分析与诊断…15

（二）动力不足、加速不良故障案例分析与诊断……………16

结束语.19

参考文献.20

奥迪A6发动机电控系统工作原理与故障诊断

摘要：

电控发动机的应用使得发动机故障大大降低，提高了发动机的动力性、燃油经济性；改善了发动机的加速、减速性能以及启动性能。

本论文围绕着奥迪A6发动机电控系统的工作原理与故障诊断，介绍了奥迪A6发动机电控系统的组成与工作原理，发动机电控系统常见故障的诊断以及具体案例的分析与诊断等。

关键词:

奥迪A6发动机电控系统；发动机电控系统组成；工作原理；故障诊断

一、概述

汽车作为现代人的代步工具已经越来越普及，越来越成为我们生活中的一部分，随着科技的发展呈结构复杂化、系统功能多样化、控制自动化和智能化、显示信息智能化发展，电子控制系统在汽车中占有越来越重要的地位，由以机械故障为主体发展为以电控系统故障为主体，为了改变和突破发动机电控系统故障诊断的传统观点，以现代故障诊断理论和技术为基础，建立科学、系统、合理、完善的发动机故障检测诊断系统，已成为目前汽车发动机故障检测诊断行业的必然要求。

这给汽车的故障诊断与检修带来了困难和挑战，对维修设备的科技含量要求越来越高，对故障诊断与检修的方法要求也越来越高。

为了及时发现和排除故障，各国都纷纷投入大量的人力、物力对汽车电控系统的故障诊断进行不断的研究、开发。

随着汽车的保有量越来越多，其电控系统故障诊断和检修也越来越重要，诊断技术已日益趋于完善。

目前，我国自主开发的汽车电子产品正处于加速发展阶段。

汽车发动机电子控制系统的开发与应用已逐渐从过去的院校和研究机构的研发向以企业为主导并以产业化为目标的局面发展。

随着奇瑞、吉利等民营汽车制造企业的崛起、国家的政策支持和国内汽车市场的发展潜力将给汽车发动机电子控制系统开发商带来难得的机遇。

尽管市场巨大，但生产汽车发动机电子产品也充满了挑战。

发动机电子产品对于汽车电子产业来说是技术门槛最高的一块，也是当前利润率最好的产业，其在汽车电子产业中的产值和规模也是最大。

所以，未来几年，来自国际知名品牌垄断企业的打压以及国内大批厂商的涌进也是自主开发汽车发动机电子产品目前所面临的现状。

发动机电控技术是21世纪我国车用发动机发展的方向。

按照汽车电子装备产品“十五”规划，我国将在“十五”期间加快发展汽车电喷系统、ABS和安全气囊三大电子装备。

EFI系统是我国集中发展、扶植的汽车产品关键总成和系统零部件。

目前国内EFI系统产品有单点喷射式和多点喷射式，控制方式即有单独控制，也有集中控制，具有很大的发展潜力。

随着理论和技术的进步，发动机电控系统工作原理的应用和实用化也必将成为一个重要的发展方向。

近期出台的“国家汽车产业政策”、“国家汽车消费政策”和“国家汽车电子发展规划”中，都明确国家支持汽车发动机电控技术的研发和发展，这种政策导向将对国内汽车发动机电控技术发挥重大的推动作用。

二、奥迪A6发动机电控系统的组成与工作原理

（一）奥迪A6发动机主要的电子控制系统

1、电控燃油喷射系统

包括喷油量控制、喷射正时控制。

ECU主要根据空气流量传感器提供的进气量信号确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器）信号对喷油量进行修正，能有效控制混合气空燃比，使发动机在各种工况下空燃比达到较佳值、在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而实现提高功率、降低油耗、减少排气污染等功效。

2、电控点火系统

主要功能是点火提前角控制、通电时间（闭角）控制和恒流控制。

奥迪A6采用了单缸独立点火，系统可使发动机在不同转速、不同负荷条件下，根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，并根据蓄电池电压及转速等信号控制点火线圈初级电路的通电时间，从而改善发动机的燃烧过程，使发动机输出最大的功率和转矩，而将油耗和排放降低到最低限度。

此外，系统还能进行爆震控制。

3、进气控制系统

功用：

根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机动力性。

包括谐波进气增压系统（ACIS）、废气涡轮增压系统、可变气门正时系统、电子控制节气门系统（ETCS）等。

4、怠速控制系统

怠速控制（ISC）系统能在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。

5、排放控制系统

对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。

排放控制主要包括汽油蒸汽排放（EVAP）控制系统、废气再循环（EGR）控制系统，氧传感器及三元催化转化（TWC）控制系统，二次空气喷射控制系统等。

6、自诊断系统

以故障灯来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数码（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围。

当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按ECU中预先设定的参考信号值工作，使发动机能继续运转以便能尽快送到维修站检修，但发动机的性能有所下降。

（二）奥迪A6发动机电控系统的基本组成

汽车电控系统可以简化为传感器、电控单元ECU和执行器三大组成部分。

传感器是感知信息的部件，功用是向ECU提供汽车运行状况和发动机工况等。

ECU接受来自传感器的信息，经信息处理后发出相应的控制指令给执行器。

执行器即执行元件，其功用是执行ECU的专项指令，从而完成控制目的。

传感器、ECU和执行器三部分的相互工作关系，如图1所示。

图1传感器、ECU和执行器三部分的工作关系

1、奥迪A6发动机电控系统中的传感器

1）发动机冷却液温度传感器（ECT）

奥迪A6发动机冷却液温度传感器（ECT）是一个负温度系数的传感器。

随着温度的升高，ECT电阻值会下降。

电控单元ECU可利用冷却液温度信号在如下情况下用做修正因素：

冷启动加浓

冷机时用于修正喷油和点火提前角

怠速控制

减速时关闭燃油

在预先确定的温度下，ECT传感器也可用于启动如下系统：

热氧传感器控制

爆震传感器控制

废气再循环控制

2）凸轮轴位置传感器（CMP）

奥迪A6凸轮轴位置传感器（CMP）位于左侧气缸盖内的凸轮轴末端。

曲轴位置传感器信号和凸轮轴位置传感器用于识别三缸的点火上止点。

启动发动机时，电控单元ECU接收到上述两种信号后才会触发第一个点火点和喷射点。

3）曲轴位置传感器（CKP）

奥迪A6曲轴位置传感器（CKP）可识别三缸的上止点位置。

位于三缸上止点前62度处的曲轴平衡重上有一个凹槽，以该凹槽作为参考点，曲轴每转一圈，该凹槽使参考传感器发出一个同步信号。

发动机启动时，参考传感器的信号和CMP的信号同时用来识别三缸点火的上止点位置。

4）废气再循环（EGR）温度传感器

奥迪A6废气再循环（EGR）温度传感器位于废气再循环阀的出口处，该传感器可通知电控单元ECU：

EGR阀工作正常，传感器可测量再循环废气的温度。

5）发动机速度（RPM）传感器

发动机速度（RPM）传感器是一种感应拾取器，位于发动机缸体左侧的飞轮附近。

它有一个环形齿轮，环形齿轮圆周上有135个齿。

环形传动齿轮每转动一个齿，电控单元ECU就接收一个电压脉冲信号，并以此确定发动机转速、点火和喷油点火位置。

5秒钟内收不到RPM传感器信号，电控单元ECU就不启动发动机。

RPM传感器在出厂前已调整好，如果传感器托架有变化，请以气缸体上的托架位置标志为参考点重新调整。

6）氧传感器

图2氧传感器示意图

l-接触部分  2-陶瓷衬套  3-传感陶瓷  4-护套（排气端）  5-电线接头 

 6-碟形弹簧  7-护套（空气端）  8-外壳（-）  9-电极（-）  10-电极（+）

奥迪A6车上采用的氧传感器是一种加热型传感器如图2所示，用于测量废气中的氧气含量。

电控单元ECU根据氧传感器反映的氧的含量确定空燃比的浓度。

传感器位于排气系统的左、右催化式排气净化器的前部，左右侧气缸的空燃比是独立调节的，每侧气缸有独立的氧传感器和催化式排气净化器，电控单元ECU用两个氧传感器即可分别探测出每侧气缸的氧气含量。

电控单元ECU根据相应传感器上的电压信号来判断每个气缸体的燃油喷射量。

7）爆震传感器（KS）

奥迪A6每个进气歧管的下部缸盖上都有一个爆震传感器（KS），电控单元ECU用两个爆震传感器可以精确地感应到气缸的爆震。

KS1位于气缸体的右侧，用来监测1、2、3缸；KS2位于气缸体的左侧，用来监测4、5、6缸。

8）空气流量计（MAF）

奥迪A6采用了热线式空气流量计，热线式空气流量计用于测量发动机中的空气流量。

传感器箱体包括一个产生空气涡流和若干脉冲的阻板，传感器信号用于计算喷油量、点火提前角、控制废气再循环和油箱的通风。

9）节气门位置传感器（TPS）

节气门位置传感器（TPS）与节气门关闭位置（CTP）开关都在节气门箱体的底部。

TPS传感器连接在节气门轴上，由电控单元ECU提供5V电源。

随着节气门位置的变化电控单元ECU可接收到TPS电桥的各种电压信号。

电控单元ECU的电压信号可确定节气门转盘的位置和节气门运动的速度。

该数据用于：

减速加浓

节气门全开加浓

节气门阀电位计也可用来代替空气流量计信号

注：

节气门关闭位置开关（CTP）和节气门位置传感器（TPS）都在节气门箱体的底部。

10）压力传感器

压力传感器的功用是把压力信号转变为电压信号，它在汽车上主要有两个方面的应用。

一是用于气压的检测，包括进气真空度、大气压力、气缸内的气压等；二是用于用于油压的检测，包括变速箱油压、制动阀油压及悬架油压等。

11）油门踏板位置传感器

奥迪A6采用了电子油门，以分压电路原理工作，ECU供给传感器5V电压，电子油门踏板通过转轴与传感器内部的滑动电阻器的电刷连接，加速踏板位置传感器位置改变时，电刷与接地端的电压发生改变，ECU将该电压转变成加速的位置信号，加速踏板位置传感器同时输出两组信号给ECU，保证输出信号的可靠性。

2、发动机电控单元（ECU）

电控单元（ECU）又称为电子控制组件,是发动机控制系统的核心部件。

电控单元主要由输入回路、单片微型机（单片机）和输出回路三部分组成，基本结构与工作过程如图3所示。

电控单元ECU：

根据传感器信号对控制过程作出决策，并驱动执行器对被控对象实施最优控制，其控制过程可归纳为三个步骤：

1）实时数据采集：

检测传感器信号的瞬时值，将模拟量转换为数字量，并将所有的数字量转换为与微处理器兼容的逻辑电平。

2）实时决策：

分析来自传感器的关于被控对象的状态