电喷发动机实验指导书.docx

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电喷发动机实验指导书

《电喷发动机实验台》

实验指导书

学院名称:

交通与汽车工程学院

适用专业:

汽车、汽发、汽电、交运、汽车服务工程

编写单位：

动力工程系教研室

编写人:

姚英

审核人:

审批人:

年月日

实验一结构认识实验……………………………………………………………1

实验二工作元件的检测实验…………………………………………………………3

实验三故障诊断与检查实验……………………………………………………………7

实验四工作原理演示实验…………………

注释………………………………………………………………………………………25

主要参考文献…………………………………………………………………………………26

第一类认识实验

实验一电控汽车多媒体教学测控系统介绍

一、实验目的及任务

1、了解电控汽车多媒体教学测控系统的结构

2、了解信号检测实验台的操作

二、实验内容

1、系统的结构介绍

2、信号显示检测试验台的操作

三、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器台架电控台架，见下图

四、实验原理

一）系统的结构

电控汽车多媒体教学测控系统，由电喷发动机与自动变速器实验台及电控汽车综合性能检测仪两大部分组成。

1、电喷发动机与自动变速器实验台包括：

1）电喷发动机

电喷发动机采用2JZ-GE型发动机，该发动机是由电脑控制的汽油喷射式直列6缸发动机，燃油喷射系列类型属于D型EFI喷射系统。

2）电控自动变速器及控制系统

电控自动变速器采用凌志A340E型自动变速器

3）信号显示检测试验台

信号显示检测试验台由信号检测面板、各种仪表、故障单片机系统设置等组成

A、转速表可以显示发动机的转速

B、水温表显示发动机的水温，当信号显示检测试验台侧面的控制水温的开关旋到内时，表示发动机的实时水温，当开关旋到外时，由侧面的旋纽可以模拟控制的水温。

C、机油压力表可以显示发动机的实时机油压力

D、汽油压力表显示发动机的实时汽油压力

E、真空表显示真空压力，当信号显示检测试验台侧面的控制真空的开关旋到内时，表示发动机的实时真空压力，当开关旋到外时，由侧面的旋纽可以模拟控制的真空压力。

F、故障显示灯显示发动机设置的故障

G、故障设置键盘可以随机的设置故障

4）单片机控制的系统参数显示系统

5）单片机故障模拟系统

6）发动机/自动变速器机械液压式制动负载装置

2、电控汽车综合性能测试仪

1）组成

A、工业控制计算机

B、显示器

C、信号调理与接口电路

D、键盘、鼠标等外围输入/输出设备及机箱等硬件。

2）功能

电控汽车综合性能测试仪能将发动机控制系统的诸信号实时数据采集、存储与动态显示，并通过屏幕按纽设定，改变控制系统输入/输出参数，参与电控系统的工作。

它能检测点火提前角、节气门位置传感器、空气流量、冷却液的温度、喷油器喷油脉宽、测试时间等数据流，以报表形式打印输出。

也可进行显示画面的屏幕打印。

二）信号显示检测试验台的操作

1、对发动机进行基本检查

1）电瓶电压＞11V

2）汽油、变速器油、润滑油油面高度符合要求

3）档位开关位于“P”位或“N”位

4）机组线束连接完好

2、合上电源总开关

3、转动点火开关，启动发动机

4、调节调速手柄，即可改变发动机转速

5、发动机怠速运转至水温正常，接通计算机电源，启动计算机，点击进入主菜单

五、主要技术重点、难点

试验台的操作

六、实验步骤

1、介绍系统的结构组成。

2、进行试验台的操作

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．简述试验台的操作步骤。

4．简述电控汽车多媒体教学测控系统的结构

八、实验注意事项

1.实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验。

2．学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；

3．未经允许，学生不得擅自操作该实验台

九、思考题

实验二电喷发动机的整体认识实验

一、实验目的及任务

1、了解该发动机的的结构

2、掌握电控发动机的组成、各组成部分的作用以及各组成元件的作用、安装位置及原理

二、实验内容

电喷发动机的结构介绍

三、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器电控台架

四、实验原理

电喷发动机采用2JZ-GE型发动机，该发动机是由电脑控制的汽油喷射式直列6缸发动机，燃油喷射系列类型属于D型EFI喷射系统。

一）2JZ-GE型发动机的结构

2JZ-GE型发动机为D型电控多点燃油喷射发动机，6缸直列式水冷，排量2997mL，汽缸体为灰铸，汽缸盖为铝合金，横流进气脊梁式燃烧室，24个气门（每缸2个进气门，2个排气门），火花塞位于燃烧室的中央。

曲轴有7个轴承座支承，带有12块平衡块，动平衡性好，曲轴和连杆轴承均为铝合金。

活塞为耐高温铝合金材料，顶部凹陷，以避免与气阀的运动产生干涉，活塞销

二）电控燃油喷射系统的组成

（一）燃油供给系统

1、作用

提供适当的恒定压力的燃油，并根据电子控制单元（ECU）的信号，通过喷油器，将一定量的燃油喷入进气歧管。

2、组成：

电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力脉动衰减器、燃油压力调节器、喷油器和输油泵

（二）进气系统

1、作用

为发动机的工作提供适量的空气。

2、组成：

（空气滤清器）、气室、节气门体、进气室和进气歧管、怠速控制阀（ISC阀）。

（三）电子控制系统

1、作用

通过电子控制单元（ECU）连续不断地分析来自各种传感器的信号，监测发动机的工况变化，并不断调整喷油量和点火正时等，使发动机处于最佳的工况下运转，从而获得了良好的怠速稳定性、动力性、燃料经济性、自动变速功能以及废气净化效果等。

2、组成：

1）电子控制单元（ECU）

2）各类传感器和控制开关：

节气门开度、进气歧管压力、进气温度、水温、发动机转速和凸轮轴位置、爆震、车速传感器、空挡启动开关、空调开关和动力转向开关

3）执行器：

喷油器、点火器、怠速控制阀、燃油泵

（四）微机控制点火系统

点火系统为微机控制式，它由点火线圈、点火器、分电器、火花塞以及曲轴转速和凸轮轴位置传感器等组成，其工作受ECU的点火信号控制。

（五）排放控制装置

1、废气再循环装置

皇冠2JZ-GE型发动机设有废气再循环装置（EGR），其作用是有利于减少废气中的NOX排放量，进一步净化汽车尾气。

2、曲轴箱通风

（六）发动机电控系统电路原理图

五、主要技术重点、难点

电喷发动机结构、工作原理

六、实验步骤

1、老师讲解发动机的结构组成与工作原理

2、讲解电路图

3、了解电喷发动机电路图和电喷发动机的工作原理。

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．简述电喷发动机的工作原理。

4．画出电喷发动机的电路简图。

八、实验注意事项

1.实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验。

2．学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；

3．未经允许，学生不得擅自操作该实验台

九、思考题

电喷发动机的工作原理是什么？

由哪几部分组成？

实验三电控发动机空气供给系统

一、实验目的及任务

1、熟悉电控发动机在怠速和非怠速工况下的进气流向；

2、了解不同类型的空气流量计、压力传感器和节气门位置传感器的安装位置、结构特点和拆装方法；

3、掌握各空气流量计和进气压力传感器在不同工况下的数值；

4、掌握两种结构的节气门位置传感器在怠速、小负荷和全负荷工况下的信号数值。

二、实验内容

1、观察电控发动机进气流向；

2、观察空气流量计、节气门位置传感器、进气压力传感器的安装位置，掌握上述传感器的工作原理；

3、了解叶片式、热线式、热膜式和卡门涡流式空气流量计的结构特点，掌握几种流量计的不同点；

4、观察两种结构的节气门位置传感器的结构特点，读取信号数值。

三、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器电控台架

四、实验原理

空气供给系统是向汽油机提供与发动机负荷相适应的、清洁的空气，同时对流入发动机气缸的空气质量进行直接或间接计量，使它们在系统终于喷油器喷出的汽油形成空然必符合要求的可燃混合气。

空气供给系统除包括与普通汽油机相似的空气滤清器、进气总管何进气歧管外，还有电控汽油机特有的空气计量装置、节气门体和节气门位置传感器。

五、主要技术重点、难点

空气供给系统的框图、几种空气流量计的对比

六、实验步骤

1、介绍空气供给系统的组成及工作原理

2、几种传感器安装位置及工作原理

3、几种空气流量计的工作原理与区别

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．介绍空气供给系统的组成及工作原理

4、几种传感器安装位置及工作原理

5、几种空气流量计的工作原理与区别

6、画出空气供给系统的框图

八、实验注意事项

1.实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验。

2．学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；

3．未经允许，学生不得擅自操作该实验台

九、思考题

1、空气供给系统的组成？

L型和D型有什么不同？

2、体积流量型空气流量计、质量流量型空气流量计各有哪些类型，各有什么特点

实验四电控发动机燃油供给系统

一、实验目的及任务

1、熟悉燃油供给系统油路流向；

2、掌握燃油供给系统各部件的结构特点，了解拆装方法；

3、掌握系统油压在不同工况下的油压值；

4、掌握系统残压的数值；

5、了解燃油泵控制电路；

二、实验内容

1、观察电控发动机燃油流向；

2、观察燃油供给系统各部件的安装位置，拆装燃油泵、喷油器、冷启动喷油器；

3、观察接通点火开关、怠速、加速和减速工况下的系统油压，熄火后的残余油压；

4、观察怠速工况下，拔走油压调节器上的真空管，瞬间堵住回油管，系统油压变化情况；

5、根据电路图结合实车观察燃油泵控制电路。

三、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器电控台架

四、实验原理

燃油供给系统是提供适当的恒定压力的燃油，并根据电子控制单元（ECU）的信号，通过喷油器，将一定量的燃油喷入进气歧管。

由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力脉动衰减器、燃油压力调节器、喷油器和输油泵等组成

五、主要技术重点、难点

燃油供给系统的框图、调压器的作用、油泵的控制

六、实验步骤

1、观察电控发动机燃油的流向

2、介绍燃油供给系统的组成及工作原理，以及各部件的安装位置

3、观察油压的变化情况

4、观察油泵的控制线路

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．介绍燃油供给系统的组成及工作原理

4、各部件安装位置及工作原理

5、画出油泵的控制线路图

6、画出燃油供给系统的框图

八、实验注意事项

1.实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验。

2．学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；

3．未经允许，学生不得擅自操作该实验台

九、思考题

1、燃油供给系统的组成？

油泵是如何工作的?

2、压力调节器的作用是什么？

3、喷油器有哪些形式？

各有什么特点？

实验五电控发动机控制系统

一、实验目的及任务

1、掌握电控发动机控制系统的组成，各部件安装位置；

2、掌握电控单元对喷油的控制方法和信号数值；

3、了解电控单元控制电路与各引脚的作用。

4、熟悉控制单元、各输入与输出装置的外形和安装位置；

2、掌握发动机电控系统的基本组成；

3、了解单点喷射系统和多点喷射系统的结构区别

二、实验内容：

1、观察曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、氧传感器、爆震传感器、车速传感器和各信号开关的安装位置、结构特点的信号数值，拆装上诉传感器；

2、观察喷油控制信号在不同工况下的数值变化情况；

3、观察发动机控制单元的结构并拆装。

4、观察各传感器和信号开关的外形和安装位置；

5、观察怠速控制系各部件的外形和安装位置；

6、观察单点喷射系统和多点喷射系统的区别；

7、观察发动机控制单元的安装位置。

三、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器电控台架

四、实验原理

在电控汽油机中，ECU为了根据发动机和汽车不同的运行状况，对喷油时刻、喷油量、点火时刻等进行确定和修正，必须利用各种传感器对反映发动机运行状况的一些参数进行检测。

这些运行参数包括：

发动机曲轴位置及转速、基准气缸的活塞位置、发动机的热状态、进气温度、汽车的车速、发动机是否处于启动状态等等。

五、主要技术重点、难点

各部件的安装位置及原理

六、实验步骤

1、讲解发动机控制系统的工作原理与组成，各种传感器的位置与外形。

2、学生仔细观察各元器件的外形和安装位置

2、观察发动机控制单元的安装位置、结构并拆装。

4、观察怠速控制系各部件的外形和安装位置；

5、观察单点喷射系统和多点喷射系统的区别；

6、观察发动机控制单元的安装位置。

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．简述控制系统的组成以及各工作元件的位置

4、画出发动机控制系统图

八、实验注意事项

1.实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验。

2．学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；

3．未经允许，学生不得擅自操作该实验台

九、思考题

1、单点喷射与多点喷射的区别是什么？

2、油泵的控制有哪几种？

画出控制线路图并说明其原理。

实验六点火系统的结构认识

一、实验目的及任务

1、掌握各点火系的组成与结构特点，熟悉拆装方法；

2、能用万用表检测各种点火线高压线的电阻；

3、能根据电路图分析检查点火电路。

二、实验内容

1、观察电脑控制有分电器点火系的各组建安装位置、结构特点；

2、了解双缸独立点火系的各组件安装位置、结构特点；

3、了解单缸独立点火系的各组件安装位置、结构特点；

5、根据电路图查看实际线路。

6、了解各种点火系有何不同点。

三、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器台架电控台架

四、实验原理

点火系统为微机控制式，它由点火线圈、点火器、分电器、火花塞以及曲轴转速和凸轮轴位置传感器等组成，其工作受ECU的点火信号控制。

五、主要技术重点、难点

几种点火系统的区别

六、实验步骤

1、讲解点火系统的原理

2、仔细观察各元器件的外形和安装位置

3、仔细阅读电路图

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．简述点火系统的工作原理及点火系统的几种形式

4、画出其中一种点火控制线路图

八、实验注意事项

1.实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验。

2．学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；

3．未经允许，学生不得擅自操作该实验台

九、思考题

几种形式的点火系统的结构和工作原理是什么？

第二类工作元件的检测实验

实验一ECU电源电路的检测实验

一、实验目的及任务

1、能正确的认识电源电路图

2、学会如何检测ECU各连接端子的电压，并能与标准电压相比较，说明其原因。

二、实验内容

1、蓄电池电源电路的检测（点火开关OFF）

1）检查BATT脚与E1脚间的电压为。

2）检查BATT脚与车身搭铁处之间的电压为。

3）检查E1脚与车身搭铁处之间的电压为。

2、点火开关电源的检测（点火开关ON）

1）检查IGSW脚与E1脚间的电压为。

2）检查IGSW脚与车身搭铁处之间的电压为。

3、EFI主继电器线圈电源的检测（点火开关ON）

1）检查M-REL脚与E1脚间的电压为。

2）检查M-REL脚与车身搭铁处之间的电压为。

4、EFI主继电器电源的检测（点火开关ON）

1）检查+B（+B1）脚与E1脚间的电压为。

2）检查+B（+B1）脚与车身搭铁处之间的电压为。

5、启动电源的检测

1）点火开关启动位置，检查STA脚与E1脚间的电压为。

2）点火开关松开回到ON位置，检查STA脚与E1脚间的电压为。

三、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器台架、万用表、连接线、

四、实验原理

1、ECU电源电路图

2、检测方法：

1）用万用表的电压档进行检测

2）用导线连接器连接两端，在电路展板的电压表上可以显示出电压值。

3、电路简介

当点火开关接通时，蓄电池电压便加于ECU的IGSW端子上。

此后，ECU内的主继电器控制电路投入工作，由M-REL端输出蓄电池的12V电压，EFI主继电器电磁线圈通电后使其触点闭合，从而令ECU的+B1和+B端子与蓄电池的12V电压接通。

ECU的BATT端子则长期与蓄电池相接，以便为ECU的故障储存和记忆系统（ROM）提供电源。

只有拆除蓄电池接线后ECU方能全部断开电源，但此时所储存的故障码会被清除，部分内存的资料也会暂时丢失。

4、标准工作电压

测试端子

测试条件

标准电压

BATT—E1

点火开关OFF

11.0～14.0

IGSW—E1

点火开关ON

M-REL—E1

+B（+B1）—E1

五、主要技术重点、难道

万用表的使用，所测电压值与标准电压值的分析比较

六、实验步骤

1、讲解电路图，仔细阅读电路图

2、根据实验内容测量各端点的电压值

3、进行分析比较，得出结论

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．ECU电源电路的工作原理

4、ECU各连接端子的电压，并能与标准电压相比较，说明其原因

八、实验注意事项

1、实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验。

2、学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；

3、未经允许，学生不得擅自操作该实验台

4、用万用表测量电压时注意正、负极。

九、思考题

实验二节气门位置传感器的检测

一、实验目的及任务

1、掌握节气门位置传感器电路的连接关系

2、掌握使用仪器对节气门位置传感器的电路检测，并能与标准电压相比较，说明其原因。

二、实验内容

1、怠速触点的检测（点火开关ON）

1）节气门全闭时，IDL脚与E2脚间的电压为。

2）节气门打开时，IDL脚与E2脚间的电压为。

2、节气门位置传感器电源的检测（点火开关ON）

检查VC脚与E2脚间的电压为。

3、节气门位置传感器输出电压的检测（点火开关ON）

节气门开度

全闭

15%

30%

50%

75%

全开

VTA脚与E2脚间的电压

二、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器台架、万用表、连接线、

四、实验原理

1、检测方法：

1、用万用表的电压档进行检测其电压，用欧姆档检测其电阻

2、用导线连接器连接两端，在电路展板的电压表上可以显示出电压值。

2、节气门传感器连接电路

3、电路简介

节气门位置传感器实质上是一只可变电阻器，它安装于节气门体一侧，电阻器的心轴与节气门轴连动，当节气门转动时，相应改变了电阻器的阻值和输出电压。

该电压信号经ECU处理后便成为节气门的开度信号，是测定进气量的基本参数之一。

图中，VC为节气门传感器的输入端（4.0～5.5V），VTA为电压信号输出端。

4、检测参数

1、电压参数

测试端

测试条件

标准值（V）

IDL-E2

点火开关ON

节气门打开

11-14

VC-E2

4.0-5.5

VTA-E2

节气门全关

0.3-0.8

节气门全开

3.2-4.9

2、电阻参数

VC-W2标准电阻：

（3.1-7.2）kΩ

VTA-E2标准电阻：

（2.4-11.2）kΩ

五、主要技术重点、难道

万用表的使用，所测电压值与标准电压值的分析比较

六、实验步骤

1、讲解电路图，仔细阅读电路图

2、根据实验内容测量各端点的电压值

3、进行分析比较，得出结论

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．节气门位置传感器电路的工作原理

4、测出各连接端子的电压，并能与标准电压相比较，说明其原因

八、实验注意事项

1、实验过程中，学生必须严格遵守指导教师和实验室管理人员的要求，按操作程序进行实验。

2、学生的实验课，必须在指导老师和实验室管理人员的共同指导下进行操作；

3、未经允许，学生不得擅自操作该实验台

4、用万用表测量电压时注意正、负极。

九、思考题

实验三水温传感器的检测

一、实验目的及任务

1、掌握水温传感器电路的连接关系

2、掌握使用仪器对水温传感器的电路检测，并能与标准电压相比较，说明其原因。

3、掌握随着发动机运行时间的变化，传感器电阻电压的变化趋势。

二、实验内容

随发动机运行时间的变化，检查THW脚与E2脚间的电阻和电压的变化情况，填入下表，并与标准值相比较。

时间

启动时

1分钟

3分钟

5分钟

8分钟

15分钟

30分钟

电阻

电压

注意：

测量电阻时要断开THA脚。

三、实验仪器、设备及材料

发动机及变速器台架、万用表、连接线、

四、实验原理

1、检测方法

1）用万用表的电压档进行检测其电压，用欧姆档检测其电阻

2）用导线连接器连接两端，在电路展板的电压表上可以显示出电压值。

2、水温传感器连接电路

3、电路简介

水温传感器与进气温度传感器相同，感温元件为一热敏电阻，具有负的温度系数，安装于汽缸体上并与水套内的冷却液相接触。

ECU内部的水温信号也为一电桥电路，水温传感器为一桥臂电阻，随着冷却液的变化，热敏电阻的阻值发生改变，电桥输出不同的电压信号，经ECU处理后便成为冷却液的温度信号。

4、检测参数

1、电压参数

检测端

检测条件

标准电压（V）

THW-E2

点火开关“ON”

冷却液温度80℃

0.2～1.0

2、电阻参数

检测端

冷却液温度（℃）

电阻（kΩ）

THW-E2

80

0.2～0.4

60

0.4～0.7

40

0.9～1.3

20

2.0～3.0

0

4.0～7.0

－20

10.0～20.0

五、主要技术重点、难道

万用表的使用，所测电压值与标准电压值的分析比较，随着运行时间的变化，传感器电阻电压的变化。

六、实验步骤

1、讲解电路图，仔细阅读电路图

2、根据实验内容测量各端点的电压值

3、运行发动机，测量随着发动机运行时间变化电阻电压的变化。

3、进行分析比较，得出结论

七、实验报告要求

1．实验过程中要严肃认真地做好实验笔记。

2．要求书写整洁，字体端正。

3．水温传感器电路的工作原理

4、测出各连接端子的电压，并能与