发动机电子控制技术实验指导书11.docx

1、发动机电子控制技术实验指导书11 “发动机电子控制技术”实验 指导书机电工程学院热能与动力工程实验室编2008年11月目 录实验一：节气门位置传感器(VTA、IDl) 2实验二、三：气温传感器(THA)、水温传感器(THW) 5实验四：空气流量计(MAF) 8实验五：汽油发动机电脑控制系统 10 实验一：节气门位置传感器(VTA、IDl) 一、 实验目的与要求 了解节气门位置传感器的结构原理及特性； 掌握节气门位置传感器的电路及检修方法： 会使用万用表及读码判断节气门位置传感器好坏； 掌握节气门位置传感器信号的标准电压值、电阻值； 掌握节气门位置传感器信号的有无对发动机工作的影响。 二、 实验

2、仪器与设备 1UZ-FE综合检测台 景格教学软件三、实验类别：验证 四、 实验内容与步骤 节气门位置传感器的位置与作用 1、节气门位置传感器安装在节气门体上； 2、 其作用是检测节气门的开度，将开度信号转换成电压信号输送到发动机ECU，以对在节气门不同开度状态下控制喷油量。 节气门位置传感器的结构原理 1UZ-FE发动机使用线性变阻式节气门位置传感器，它与节气门同轴旋转，将节气门的旋转状态转换成电压信号传递给ECU。 节气门位置传感器的电路图如图11所示：节气门位置传感器的实验步骤：1、 在静态条件下检测其电阻值，将其数值计入表11中。2、 接通总开关，打开点火开关，用万用表测量VTA1与E2

3、间的电压值，并将所测值记入表12中。 3、用故障诊断仪，检查故障情况，并记入表1-3中。 4、关闭点火开关，人为设置节气门故障，再接通点火开关。 5、启动发动机。 6、用故障诊断仪，检查故障情况，并记入表1-3中。 7、用万用表测量VTA1与E2间的电压值，并将所测值记入表1-2中。8、熄火，清除故障,完成实验。附：表11、表12、表13表11被测端节气门开度(%)标准值/K实测值/ KVTA1E200.20.4250.50.9501.01.2751.51.81001.92.2表12被测端节气门开度(%)标准值/V实测值/VVTA1E200.30.8251.61.8502.72.9753.84

4、.01004.95.1VTA1E2(B-C短路/A-C短路)0 0/4.9250/4.9500/4.9750/4.91000/4.9表13项目测试条件实测状态故障检测无故障B-C短路A-C短路五、实验报告按照学校对实验报告的具体格式要求，根据各自的实验内容进行实验分析，形成各自的实验报告。实验二、三：气温传感器(THA)、水温传感器(THW) 一、实验目的与要求 了解THA、THW传感器的结构原理及特性； 掌握THA、THW传感器的电路及检修方法： 会使用万用表及读码判断THA、THW传感器的好坏； 掌握THA、THW传感器的标准电压值、电阻值； 掌握THA、THW传感器信号的有无对发动机工作

5、的影响。 二、实验仪器与设备 1UZ-FE综合检测台 景格教学软件 三、实验类别：验证 四、实验内容与步骤 THA、THW传感器的位置与作用 1、THA传感器安装在空气流量计内： 2、其作用是将温度变化转变为电信号，输送给ECU的电压也变化，ECU通过分析、比较、计算后确定出空气密度大小，发出指令，适当增加或减小喷油量。 3、THW传感器安装在发动机冷却水道上； 4、其作用是将冷却液的温度转化为电信号，对喷油量作进一步修正。 THA、THW传感器的结构原理 1UZ-FE发动机采用负温度系数热敏电阻式，温度变化引起输入电压信号变化，从而修正喷油量。 THA、THW传感器的电路图如图21所示：TH

6、A、THW传感器的实验步骤： 1、在静态条件下检测其电阻值，将其数值记入表21中。 2、接通总开关，打开点火开关，用万用表测量THA、THW与E2间的电压值，并将所测值记入表22中。 3、人为设置水温传感器或(和)进气温度传感器故障,用故障诊断仪检测故障情况，并记入表23中。 4、熄火，清除故障,完成实验。表21被测端测试条件()标准值/K实测值/KTHAE2-20203008102034401.21.6600.50.8THWE2-20203008102034401.21.6600.50.8800.20.4表22被测端测试条件()标准值/V实测值/VTHAE2-204.64.704.154.2

7、0203.253.35402.22.3601.31.4THWE2-204.64.704.154.20203.253.35402.22.3601.31.4800.70.8表23项目测试条件实测状态故障检测无故障THA短路THW短路THA断路THW断路五、实验报告按照学校对实验报告的具体格式要求，根据各自的实验内容进行实验分析，形成各自的实验报告。实验四：空气流量计(MAF) 一、实验目的与要求了解空气流量计的结构原理及特性；掌握空气流量计电路及检修方法；会使用万用表及读码判断空气流量计的好坏；掌握空气流量计的标准电压值、电阻值；掌握空流量计信号的有无对发动机工作的影响。二、 实验仪器与设备1UZ

8、-FE综合检测台景格教学软件三、实验类别：综合四、实验内容与步骤空气流量计的位置与作用1、空气流量计安装在空气滤清器后方的进气道上；2、其作用是将吸入的空气量转化成电信号送至发动机ECU，是ECU确定发动机基本喷油量的重要信号之一。空气流量计的结构原理1、属三导线、热线式传感器（利用惠斯顿电桥平衡原理），安装在进气通道空气滤清器后。是燃油喷射和点火控制的主控信号（范围2000-8000Hz），因而分辨高且抗噪强。MAF传感器用于测量通过进气管进入发动机汽缸的空气量，PCM利用该信息确认发动机的工况，以控制燃油供油量（控制喷油电磁阀的通电时间，即脉冲宽度来实现）。 2、特 点： 怠速时，频率：2

9、.31Hz 峰峰值：4.34V 占空比：11.4% 间隔时间：50.2us。 加速时，频率上升，峰峰值基本不变，占空比上升，间隔时间缩短。 空气流量计的电路图如图41所示：空气流量计的实验步骤实验方案及步骤由学生自己设计实施。五、实验报告按照学校对实验报告的具体格式要求，根据各自的实验内容进行实验分析，形成各自的实验报告。实验五：汽油发动机电脑控制系统 一、实验系统简介 （一）实验系统总体构成 实验系统采用系统机作为主控机，充分利用系统机的界面优势，为做出图、文、声并茂的系统界面提供有利条件。同时，所有的硬件采用散件拼装，以利于整个硬件的透明性和可读性，为对发动机电控系统结构与原理的理解提供便

10、利。 汽油发动机电脑控制主要体现为喷油控制、点火控制及各传感器特性等。所以，本系统的主要任务应展示以上三方面的内容。据此，将该系统分为三个子系统，即传感器特性演示子系统、喷油控制演示子系统、点火控制演示子系统。各子系统中分别实现各示教功能。 图2、水温传感器电路示意图 传感器特性演示子系统设有：水温传感器特性、节气门位置传感器特性、转角传感器特性等演示功能；喷油控制演示子系统设有：单缸变油量、多缸慢速、多缸手动变速、多缸自动变速等演示功能；点火控制演示子系统设有：简单跳火、手动变速跳火、自动变速跳火、跳火能量变化等演示功能。图1为该示教系统的总体构成图。（二）系统硬件 根据以上总体方案，除主控

11、机(系统机)外，系统硬件由三部分组成，分别对应三个子系统。图3、喷油控制部分硬件构成图 1、 传感器部分 以水温传感器为例，其他传感器的硬件布置与其类似。 水温传感器特性的演示子系统的硬件布置如图2所示。水温传感器为热敏电阻型，其相关电路采用分压输出电路。以水温传感器两端电压变化反应其所感温度的变化，微机对水温传感器两端电压进行采样。经过系统标定和数据处理可得到实际温度。 2、喷油控制部分喷油控制部分的硬件由相关电路和油路组成，如图3所示。其中喷油器为低阻电压驱动型，所以每个喷油器电路中都串联有一个限流电阻。微机通过开关电路控制喷油器的开闭。油路中由电动燃油泵建立油压，而由油压调节器使油路中压

12、力与进气压力保持不变的差值，从而喷油量可以(也只有)通过改变喷油时间来实现。 图4、点火控制部分硬件构成图 3、点火控制部分 点火控制部分中，微机经过PIO口直接控制开关电路。开关电路产生通断脉冲作为点火器总成的输入信号。点火器总成中的点火控制模块和点火线圈共同作用产生跳火所需的高电压供给火花塞。其构成如图4所示。以上三部分中，微机、A/D卡、PIO端口是共有的。 （三）实验系统软件 实验系统软件是在Turbo C环境下开发的，主要由中文界面模块、传感器模块、喷油模块、点火模块和硬件接口模块等五个模块组成。软件逻辑关系如图5所示。 中文界面模块的任务是建立立体下拉菜单、对话窗、中文显示及其小字

13、库。该模块为整个软件的主控模块。 传感器模块为系统建立各传感器特性演示功能，并实现各传感器的标定。如对水温传感器，可显示水温变化曲线，并实现水温传感器的标定等。图5、系统软件逻辑图 喷油模块建立各种电控喷油演示功能。如油量变化控制、喷油频率控制等。在实现各功能时并同时提供图示和配声。 点火模块建立电控点火演示功能，可实现跳火频率控制、跳火能量控制等。同时提供图示和配声。 硬件接口模块是整个软件系统与硬件的接口。二、实验目的学生通过实验能基本了解汽油机电脑控制系统的结构和原理，使现场感性与课堂理论融合，进一步加深对汽油机电喷技术的理解，特别是对各传感器工作原理、电控喷油过程、电控点火过程等的理解。三、实验类别验证（演示）四、实验操作可自由地操作，软件操作界面有较为详细的提示。 五、实验报告按照学校对实验报告的格式要求，根据自己的体验，并结合课程知识，写出水温传感器工作原理、电控喷油过程、电控点火过程，形成实验报告。