项目一 认识汽油发动机电控系统 任务一 认识汽油发动机电控系统

项目导入 汽车已成为现代人生活中不可或缺的一部分，随着新兴科技领域的为断创新，尤其是电子技术、网络通信等高新科技应用一汽车，对汽车工业的发展产生了巨大影响和渗透，也使汽车技术进入一个全面的电子时代，也使得汽车更加节能、环保和先进。 作为一个汽车专业学生，如果我们能了解这些汽车常识的话，对于以后在客户面前树立专业的形象是非常有帮助的，且面对客户的提问时也能应答自如。 当然，现在的汽车技术发展日新月异，新车型层出不穷，几乎没有一本书能完全囊括，需要我们不断学习更新。

学习目标 知识目标 技能目标 参考学时 ·了解电控发动机电子控制技术发展过程·了解电控技术发动机性能的影响·能描述发动机电控各系统的组成·能理解发动机电控各系统的工作原理·能分析电路图 ·能够根据故障现象查找资料、收集信息、制定诊断维修方案·能描述发动机电控各系统的组成·能说明发动机电控各系统的工作原理·能看懂、分析电路图 4/14

任务 一 认识汽油发动机电控系统 任务描述 随着技术的不断进步，电子控制的内容和精度也不断增加，发动机控制已经由原来化油器的燃油控制系统发展到当前的集燃油喷射控制、电子点火控制、怠速控制同、进气控制、增压控制、尾气排放控制、失效后备控制及诊断、数据通信为一体的发动机管理系统。那么，汽车电控发动机一路走来的历史过程是怎样的，现代电控发动机的基本组成及其原理又是怎样的呢？

任务目标 1、了解电控发动机电子控制技术发展过程。 2、了解电控技术发动机性能的影响。 3、能描述发动机电控各系统的组成。 4、能理解发动机电控各系统的工作原理。

知识储备 一、发动机电控技术的发展 发动机电控技术的发展始于20世纪60年代，可分为3个阶段。 第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代末期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在汽车上装了晶体管收音机。 第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解决安全、污染和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统。 第三阶段，20世纪90年代中期以后，电子技术广泛应用在底盘、车身和车用柴油发动机等多个领域。

二、电控技术对发动机性能的影响 1、提高了发动机的动力性。 2、提高了发动机的燃油经济性。 3、降低了排放污染。 4、提高了发动机的加速和减速性能。 5、改善了发动机的启动性能。

三、汽油发动机电控系统的组成 汽油发动机电控系统通常包括传感器系统、空气供给系统、燃油供给系统、排放控制系统、点火系统、发动机电子控制单元和随车自诊断系统等几部分组成。 1、传感器系统 传感器又称信号采集系统，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信号输入电控单元，反映发动机的工作状态以及驾驶员对动力及辅助功能的要求。电控发动机上常见的传感器有： 空气流量计（MAF）------测量发动机的进气量。 进气压力传感器（MAP）------测量进气管内气体的绝对压力。 节气门位置传感器（TPS）-----检测节气门的开度及开度变化。 凸轮轴位置传感器（CMP）------提供凸轮轴转角基准位置信号。 曲轴位置传感器（CKP）------提供发动机转速信号和曲轴转角信号。 进气温度传感器（IAT）-----检测进气温度信号。 冷却液温度传感器（ECT）----提供发动机冷却液温度信号。 车速传感器（VSS）------检测汽车的行驶速度。 氧传感器（O2S）--------检测排气中的氧含量。 爆燃传感器（KNK）-----检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。

2、空气供给系统 空气供给系统是为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。空气经空气滤清器、空气流量计、节气门控制组件、进气总管、进气歧管进入气缸。桑塔纳2000GSi空气供给系统的组成如图1-1-1所示： 图1-1-1 桑塔纳2000GSi空气供给系统 1-空气滤清器 2-进气总管 3-进气歧管 4-空气流量计 5-节气门控制组件

3、燃油供给系统 燃油系统的功能是向气缸内供给燃烧时所需要的汽油量。燃油供给系统由油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、喷油器、压力调节器及供油总管等组成如图1-1-2所示。 图1-1-2 燃油系统

3、排放控制系统 排放控制系统用于减少废气中有害气体（CO、HC和NOx）排入大气。排放控制系统包括曲轴箱强制通风（PCV）系统、蒸发排放(EVAP）系统、三元催化转换（TWC）系统以及废气再循环(EGR）系统四个系统（后面两个系统可统称为废气排放控制系统）。 （1）曲轴箱强制通风系统：该系统用于防止曲轴箱内的窜气进入大气中，使漏入曲轴箱内的窜缸混合气经专门通道，流回进气歧管进行燃烧。 （2）燃油蒸发排放系统：该系统用于收集油箱和燃油系统中逸出的燃油蒸气并将之导入进气歧管，引入燃烧室，从而防止燃油蒸气对大气的污染。 （3）废气排放控制系统：该系统由三元催化转换系统和废气循环系统组成（系统构成根据车型和发动机型号的不同而不同），它用于减少废气排放。

4、电控点火系统 点火系统产生高压电，按点火顺序使火花塞跳火，点燃混合气。电控点火系统可以控制发动机各工况的点火提前角，使发动机在动力性、经济性、加速性和排放等方面性能优化。 发动机工作时，ECU根据接收到的传感器信号，按存储器中的相关程序和数据，确定出最佳点火提前角和通电时间，并以此向点火器发出指令。点火器根据指令，控制点火线圈初级电路的导通和截止。当电路导通时，有电流从点火线圈中的初级电路通过，点火线圈将点火能量以磁场的形式储存起来。当初级电路被切断时，次级线圈中产生很高的感应电动势，经分电器或直接送至工作气缸的火花塞，火花塞产生电火花点燃气缸内的可燃气体，如图1-1-3。

图1-1-3 点火系统

4、发动机电子控制单元及诊断通信系统 汽车发动机电子控制单元（ECU）是汽车发动机控制系统的核心，它可以根据发动机的不同工况，向发动机提供最佳空燃比的混合气和最佳点火时间，使发动机始终处在最佳工作状态，发动机的性能（动力性、经济型、排放性）达到最佳。其组成如图1-1-3所示。

图1-1-3 电子控制系统

学习拓展 认识失效保护系统 作用：主要中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，以便发动机能继续运转。例如：在发动机运转过程中，空气流量传感器的信号电压应在0.5～4.5V，怠速时应在0.5～1.5V，节气门全开时应在2.5～4.5V.如果怠速时空气流量传感器的信号电压突然变成0V，失效保护系统将根据节气门开度信号和发动机转速信号计算出进气量的近似值，用近似值代替空气流量传感器的输入值，使发动机能维持运转。

任务实施 任务：桑塔纳2000GSi电控发动机总体结构认识 一、任务准备 桑塔纳2000整车或发动机试验台架一台、各系统实物零件或解剖零件若干、AJR发动机教学挂图、常用工具一套、实习报告。 二、任务要求： 区别和认识发动机电控系统的主要传感器和执行器，完成实习报告。 三、操作步骤 1.从挂图了解各零件的位置和作用。 2.辨认、指出各传感器和执行器实物、位置。见表1-1-1所示。

表1-1-1 传感器和执行器位置

电控单元ECU

任务测评 一、填空题 1、空气供给系统装置的功能是测量和控制形成可燃混合气的空气量，它由（ ）（ ）（ ）（ ）（ ） 等组成。 1、空气供给系统装置的功能是测量和控制形成可燃混合气的空气量，它由（ ）（ ）（ ）（ ）（ ） 等组成。 2、电子控制系统由 （ ）（ ）（ ） 组成。 二、判断题 1、最早研制汽车电子燃油喷射装置的是美国迪克斯公司。 （ ） 2、1979年，德国BOSCH公司开始生产集电子点火和电控汽油喷射于一体的Motronic数字式发动机综合控制系统。 （ ） 3、1981年，德国BOSCH公司在L型燃油喷射系统的基础上，采用新颖的翼片式空气流量传感器取代热丝式空气流量传感器，研制成功了LH型燃油喷射系统。 （ ） 三、单项选择题 1、空气供给系统的功能是测量和控制形成可燃混合气的（ ）。 A、温度 B、压力 C、燃油量 D、空气量 2、燃油供给系统的功能是向汽缸内供给燃烧时所需要的（ ）。 3、电子控制汽油喷射装置的基本特点就是混合气的配制由（ ）。 A、ECU B、压力 C、温度 D、发动机 4、（ ）负责执行ECU发出的各项指令。 A、处理器 B、喷射器 C、执行器 D、传感器 四、简答题 1、简述电控发动机的发展历程。 2、简述电控发动机的基本工作原理。