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电控系统工作原理

电控系统工作原理一、电控系统工作原理随着科技进步和电子工业的发展,国产轿车采用电子控制燃油喷射系统的比率逐年增加,早在2000年,一汽—大众就宣布停止化油器式发动机的生产,产品全部采用电子控制燃油喷射系统。

最早研究和开发汽油喷射式发动机的是德国博世(Bosch)公司,汽油喷射技术首先应用于飞机发动机,随着对汽车节能降耗、降低排放和提高舒适性、增加动力性的要求,这一技术被应用于汽车发动机上。

目前,博世公司在这一领域的技术和产品仍处于世界领先地位。

捷达王轿车就采用了博世公司最新开发的Motronic M3.8.2发动机电控管理系统,并根据中国的国情做了改进和匹配。

Motronic M3.8.2发动机电控管理系统为电子控制多点燃油顺序喷射系统,闭环控制,其突出特点是喷油量及点火时刻综合控制。

该系统由电子控制单元、传感器、执行器等组成,传感器为燃油喷射系统和点火系统所共用。

1.Motronic M3.8.2发动机电控管理系统的组成及工作原理Motronic M3.8.2电控系统由电控单元(即ECU,俗称电脑)、发动机转速传感器(也称曲轴位置传感器)、空气流量传感器、节流阀体、进气温度传感器、冷却液温度传感器(发动机水温传感器)、k传感器(即氧传感器)、爆震传感器、相位传感器(也称凸轮轴位置传感器或霍尔传感器)、双点火线圈、油压调节器和喷油器等组成。

驾驶员通过节气门(俗称油门)控制发动机进气量,控制单元通过节气门位置传感器得知节气门开度,再综合发动机转速、空气流量、进气温度、λ探测值等各传感器及电子开关提供的信息,经分析、计算,确定出最佳喷油量和点火时刻,向喷油器和点火线圈发出喷油和点火指令。

发动机转速和空气流量信号是ECU计算基本喷油量的主信号,ECU再根据进气温度传感器、冷却液温度传感器、A传感器、爆震传感器和节气门位置等信号对喷油量进行必要的修正,确定出实际喷油量,然后根据转速传感器得到的曲轴位置信号和相位传感器检测到的1缸压缩上止点信号,适时地向喷油器和点火线圈发出动作指令。

发动机工作可分为如下工况:(1)起动工况发动机被起动机带动运转,当转速低于某值时,ECU识别出发动机处于起动工况,根据转速传感器、凸轮轴位置传感器、节流阀位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器等提供的信号,以及ECU中存储的最佳控制参数,计算出起动喷油量、点火角度和怠速直流电机的位置,并驱动喷油器和点火动力组件动作,使节气门处于起动位置,保证发动机顺利起动。

发动机起动后,当转速超过某值时,则起动工况结束。

捷达王轿车起动时,司机无需踏油门踏板、节气门会自动处于最佳起动位置。

(2)怠速工况发动机起动后,怠速运转时,节流阀体内的怠速开关触点闭合,ECU根据此信号得知发动机处于怠速工况,同时根据冷却液温度传感器信号计算出目标转速(存储在ECU中的理论转速,温度越低,理论转速越高,以保证发动机在低温时稳定运转并快速暖机),并与实际转速进行比较,根据转速差的正负和大小,使节气门处于目标位置,以保证发动机怠速转速达到目标值。

KCU同时还通过改变点火提前角来稳定发动机怠速。

捷达王发动机热车后怠速转速理论值设置为840r/mjn,怠速点火提前角设置为上止点前12°,这些值存储在ECU中,人工不能调整。

(3)运行工况运行工况又包括部分负荷、全负荷、加减速过渡及被拖动等工况。

ECU根据转速传感器、空气流量传感器、节流阀位置传感器、冷却液温度和进气温度传感器、氧传感器等信号及ECU中存储的最佳控制参数,计算出基本喷油量和修正喷油量,以及基本点火角和修正点火角,通过驱动电路输出到喷油器和点火动力组件。

ECU根据节流阀开度判断全负荷状态,根据节流阀开度的变化率确定加减速状态。

当怠速触点闭合且发动机转速超过某一转速时,说明发动机被拖动运转,不需要输出动力,则ECU控制喷油器停止喷油;当转速低于某一下限值时,喷油器恢复供油,以防止发动机熄火。

2.电控系统主要部件及其工作原理(1)电控单元(ECU)电控单元(ECU)安装在驾驶员侧风挡玻璃前流水槽内,由支架固定。

ECU是电控管理系统计算、转换和执行的核心,实际上是一台微电脑。

它接收各传感器输入的发动机工况数据信号,同时借助于已存储在ECU中的特性曲线或特性图,经过计算确定发动机的最佳喷油量和点火时刻,并通过驱动电路来驱动喷油器、点火动力组件及怠速直流电机等执行器,完成对空燃比、点火提前角、怠速转速、CO排放及空调器等的控制。

(2)空气流量计空气流量计安装在进气管上,用来检测发动机吸入的空气量,它是确定发动机负荷的主信号。

捷达王发动机采用热膜式空气流量计,热膜电阻(发热体)和空气温度计电阻(温度补偿电阻)是惠斯通电桥,空气流量越大,热膜损失的热量越多,要保持发热体温度与空气温度差恒定,就要增加热膜的电功率。

控制电流使两者温度差保持恒定,这样就可以根据其输出电压来检测出空气流量。

怠速工况时,空气流量较小,传感器输出电压较低,大负荷时输出电压较高。

空气流量计向ECU提供一个0—5V的电压信号。

(3)节流阀体(J338)节流阀体是一个电机系统组件ESB,它由怠速直流电机、怠速节气门电位计、节气门电位计、怠速开关、应急弹簧等组成。

按技术要求,节流阀体外壳不能打开检修,也不允许人工调整,只能用大众公司专用故障诊断仪V.A.G1551或V.A.G1552的04功能“基本调整”来进行设定。

节气门电位计(G69):节气门电位计与节气门轴连接,它的阻值变化反映了节气门在全部开度范围的位置,此信号作为主要的负荷辅助信号,直接影响发动机喷油量和点火角,还根据节气门位置信号的变化率来识别加减速工况。

当节气门位置信号中断时,ECU用发动机转速信号和空气流量计信号计算出一个替代值,发动机仍能运转。

怠速节气门电位计(G88):怠速节气门电位计与怠速直流电机连在一起,向控制单元提供节气门的当前位置及怠速范围内怠速电机的位置。

当怠速节气门到达调节范围内极限时,如果节气门继续开启,怠速节气门电位计将不再起作用。

如果其信号中断,应急弹簧将节气门拉动进入机械应急运转状态,发动机怠速转速将有所提高。

怠速开关(F60):怠速开关在整个怠速调节范围内闭合,ECU通过怠速开关的闭合信号来识别怠速工况。

若怠速开关信号中断。

ECU将比较节气门电位计和怠速节气门电位计的值,根据两者的相位关系判别节气门的怠速位置。

怠速调节电机(V60):它是一个直流电机,能在怠速调节范围内通过齿轮驱动来操纵节气门开度。

ECU不断地采集转速传感器送来的转速信号并与理论怠速转速进行比较,如果存在偏差,ECU将根据节气门电位计当时的位置信息,在怠速范围内通过控制怠速直流电机来调节节气门开度,实现对怠速进气量的调节,以控制发动机怠速转速。

怠速控制同时也调节点火提前角,以保证发动机在各种工况下怠速稳定。

比如,在自动变速器增档时,ECU将推迟点火提前角,使车辆换档平顺。

怠速稳定过程是一个动态平衡过程。

如果怠速电机损坏或电路出现故障,则应急弹簧将节气门拉到一个特定的运转位置,以保证车辆续行。

(4)发动机转速传感器(G28)发动机转速传感器安装在缸体左后部,是一个电磁感应式传感器,它的作用有二:一是向ECU提供曲轴位置信号,二是向ECU提供发动机转速信号。

ECU根据这两个信号确定喷油和点火的顺序与时刻。

靶轮随曲轴转动,由于齿峰和齿谷的变化,使传感器磁场发生变化,传感器对应地输出一高电压和一低电压,ECU通过计算此脉冲信号的频率,得知发动机转速;在靶轮上有一处少2个齿,作为ECU识别曲轴位置的基准。

如果传感器损坏,信号中断,发动机将不能起动。

(未完待续)现在电喷发动机(电子控制汽油喷射式发动机)的使用在轿车中越来越普遍,有消息称化油器式发动机轿车在我国各大城市将很快被“消灭”。

因此车主对电喷发动机的了解变得越来越重要,只有了解了电喷发动机的“脾气”,您才能更好地使用和养护爱车。

电喷发动机与化油器式发动机有很大的区别,在使用操作方法上也颇有不同。

起动电喷发动机时(包括冷车起动),一般无需踩油门。

因为电喷发动机都有冷起动加浓、自动冷车快怠速功能,能保证发动机不论在冷车或热车状态下顺利起动;在起动发动机之前和起动过程中,像起动化油器式发动机那样反复快速踩油门踏板的方法来增加喷油量的做法是无效的。

因为电喷发动机的油门踏板只操纵节气门的开度,它的喷油量完全是电脑根据进气量参数来决定;在油箱缺油状态下,电喷发动机不应较长时间运转。

因为电动汽油泵是靠流过汽油泵的燃油来进行冷却的。

在油箱缺油状态下长时间运转发动机,会使电动汽油泵因过热而烧坏,所以如果您的爱车是电喷车,当仪表盘上的燃油警告灯亮时,应尽快加油;在发动机运转时不能拔下任何传感器插头,否则会在电脑中显现人为的故障代码,影响维修人员正确地判断和排除故障。

另外要注意的是,尽量不要在电喷车上装用大功率的移动式无线电话系统及无线电设备,以防止无线电信号对电脑工作产生干扰。

排气量、压缩比、最大功率和最大扭矩四者有什么关系?发动机中的几个数据名词如排气量、压缩比、最大功率和最大扭矩,它们四者之间有什么关系?技术人员在设计一款发动机时,先确定以上四个中的哪个数据?排气量是发动机工作容积的总和;压缩比是汽缸总容积与燃烧室容积的比值;最大功率是发动机主要性能指标之一,是指在单位时间内做功能力的大小,在标明最大功率时一般要指明其产生最大功率时的转速;最大扭矩是发动机的另一主要指标,它是指发动机运转时从曲轴端输出的力矩最大值,当然它也是在特定转速下才有的。

一般来说排量越大,发动机的最大功率越高,相应的最大扭矩也大。

而压缩比的确定要视使用燃油的情况而设定。

在设计发动机时首先要考虑的是排量和使用燃油的条件,高压缩比虽然能产生较大的动力,但相应的爆震也大,这会损害发动机,所以需要确定一个合适的压缩比才能满足正常使用。

但随着汽油标号的不断提高和发动机抗爆震技术的发展,现在的发动机已较普遍地提高了压缩比。

汽车安全的探索ABS ASR ESP当ABS(防抱死制动系统)刚刚问世时,人们纷纷为其卓越的安全性惊叹不已,有ABS装置的汽车不但说明其安全性能出类拔萃,而且档次也相当高级。

而今天,安装ABS的轿车已经相当普遍,经济型车也安装有ABS。

并且随着对汽车安全性能的要求越来越高,一些更为先进的、保护范围更加广泛的安全装置相继问世了,其中ASR(驱动防滑系统,又称牵引力控制系统)和ESP(电控行驶平稳系统)最具代表性,它们的诞生使汽车的安全性能得到了进一步提高。

ASR:驱动防滑系统(或称牵引力控制系统)汽车的牵引力控制可以通过减少节气门开度来降低发动机功率或者由制动器控制和轮打滑来达到目的,装有ASR的汽车综合这两种方法来工作,也就是ABS/ASR。

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