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发动机电控系统示教板系统简介

一、系统操作指导

接通220V交流电源并确保电源接地良好,打开示教板左下方红色电源开关(电源指示灯点亮)检查一切系统配件有无破损情况。打开点火开关至START,方可操作教学.

二、系统组成

220V电源开关、点火开关、发动机控制单元、组合仪表、电磁阀、转速信号轮、空气流量计、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器、节气门体总成、氧传感器、霍尔传感器、汽油泵、检测端子、彩色电路原理图、可移动台架等。

三、发动机电控系统示教板电控系统的结构与原理

发动机电控系统由传感器与控制开关、电子控制单元、执行器三部分组成。

传感器包括空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门体、油门踏板位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、离合器踏板开关、氧传感器和爆震传感器等。

电子控制单元ECU采集的控制开关信号主要有点火开关信号、起动开关信号、电源电压信号、空调开关信号和空档安全开关信号等。

执行器主要有电动燃油泵(油泵继电器)、电磁喷油器、清污VSV、凸轮轴正时机油阀。

大众AJR发动机电控原理图1-1: 大众AJR发动机电控原理图

图1-1发动机电控系统

传感器是一种信号转换装置,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电量参数、物理参数和化学参数等,并将这些参数转换成计算机能识别的电信号输入ECU。AJR发动机的传感器有空气流量传感器,曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门体、油门踏板位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、离合器踏板开关、氧传感器和爆震传感器等。将这些传感器信号输入电控单元,用于在发动机整个工作范围内控制最优燃油喷射量、喷射时间,以减少废气排放并提高发动机功率和燃油经济性。

1热丝式空气流量计

(1)工作原理:在热丝式空气流量传感器中,采用恒温差电路实现流量的检测。发热元件电阻和温度补偿电阻分别在电路的两个璧上。当发热元件的温度高于进气温度时,电桥电压才能达到平衡,并具有电流放大作用的控制电路控制加热电流(50- 120mA)保持发热元件温度与温度补偿电阻温度之差保持恒定。

当空气气流流经发热元件使其受到冷却时,发热元件温度降低,阻值减小,电桥电压失去平衡,控制电路将增大供给发热元件的电流,使其温度保持高于温度补偿电阻120℃。电流增量的大小取决于发热元件受到冷却的程度,即取决于流过传感器的空气量。当电桥电流增大时,取样电阻上的电压就会升高,从而将空气量的变化转变为电压信号的变化。信号电压输入ECU后,ECU便可根据信号电压的高低计算出空气质量流量的大小。

(2)信号作用:发动机电控单元利用该测量值计算喷油时间和点火时间。

(3)信号失效:信号失效时,发动机电控单元用一个固定值来替代。

2曲轴位置传感器

(1)曲轴位置传感器又称为发动机转速或曲轴转角传感器,位于缸体上。它是一个电磁感应式,信号盘由36个齿和2个齿轮(两个大齿),齿缺相距180°,作为确定曲轴位置的参考标记。

(2)信号作用:采集发动机曲轴转动角度和发动机转速信号,并将信号输入ECU,以便确定和控制喷油时刻与点火时刻。

(3)信号失效:信号失效时,发动机熄火。

(4)快速启动识别:为了让发动机快速启动,发动机电控单元计算来自霍尔传感器的发动机转速传感器信号。并利用来自霍尔传感器的信号识别各缸。曲轴传感器轮上由两个齿缺,当曲轴转过半圈时,发动机电控单元就会获得一个相关信号。通过此方式,发动机电控单元在初期就可识别相关各缸的曲轴位置并控制相应的电磁阀来进行喷射循环。

3凸轮轴位置传感器

(1)凸轮轴位置传感器又称为汽缸判别传感器和相位传感器,安装在凸轮轴齿轮下面的齿形皮带导向轮上,监测安装在凸轮轴齿轮上的7个凸齿位置。

(2)信号作用:采集配置凸轮轴的位置信号,并将信号传入ECU,以便ECU识别1缸压缩上止点,从而进行顺序喷油控制、点火控制和爆震控制。

(3)信号失效:信号失效时,发动机电控单元利用发动机转速传感器产生的信号作为替代信号。

(4)发动机启动时各缸的识别:发动机启动时,发动机电控单元应知道哪缸处于压缩冲程,以便激励相应的喷油电磁阀。发动机电控单元计算由非接触性磁阻产生的信号确定凸轮轴位置。

4节气门体

(1)信号作用:发动机不同工况需要的进气量有加速踏板传感器、节气门控制模块和电子式气门体组成的进气调节系统进行调节。踏板传感器传感器安装在加速踏板上,电子式气门体有节气门位置传感器、执行机构和节气门组成。电子式加速踏板传感器将加速踏板的位置信号传送到电子控制器ECU内部的节气门控制模块,有节气门控制模块中处理程序计算出节气门开度的大小之后,再驱动直流电机调整节气门进气通道的开启面积来控制进气量,从而满足发动机不同工况对进气量的需求。这种进气调节系统具有进气量控制精度高,能够实现低排放控制的优点。还可通过控制模块驱动节气门来调节发动机怠速时的进气量。因此,不需要旁通进气道和怠速调节器。

(2)信号失效:加速不良,发动机故障指示灯亮。

5油门踏板位置传感器

(1)信号作用:识别加速踏板位置,计算喷油量。

(2)信号失效:信号失效时,发动机电控单元不能识别加速踏板位置。发动机在高怠速下运转,以便驾驶员将车开到附近的服务站。

(3)怠速开关和强制降挡开关集成在加速踏板位置传感器内(在脚踏板壳体内)。

6冷却液温度传感器

(1)冷却液温度传感器是负温度系数热敏电阻(NTC),其安装在缸盖的冷却液接头上,将当前冷却液温度信号传送给发动机电控单元。

(2)信号作用:将发动机冷却液温度信号变换为电信号输入发动机电控单元(ECU),以便ECU修正喷油时间和点火时间,使发动机处于最佳工作状态。

(3)信号失效:信号失效时,发动机电控单元利用来自燃油温度传感器信号修正喷油量。

7进气温度传感器

(1)信号作用:将进气温度信号变换为电信号输入发动机电控单元(ECU),以便(ECU)修正喷油量。

(2)信号失效:信号失效时,就会导致热起动困难、废气排放量增大。

8离合器踏板开关

(1)离合器踏板开关安装在脚踏板上。

(2)信号作用:发动机电控单元利用该信号识别离合器是分离还是结合,若分离,则喷油量短时减少,确保换挡平顺。

(3)信号失效:若信号失效,则换挡时会出现发动机熄火现象。

9氧传感器

(1)信号作用:通过检测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号并将空燃比信号转变为电信号输入发动机ECU。ECU根据氧传感器信号对喷油时间进行修正,实现空燃比反馈控制,从而将过量空气系数控制在1.0左右,使发动机获得最佳浓度的混合气,从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油的目的。

(2)信号失效:若信号失效,则尾气排放不良。

10爆震传感器

(1)信号作用:将发动机爆震信号转换为电信号输入发动机ECU,以便ECU通过修正点火提前角来消除爆震。

(2)信号失效:若信号失效,发动机输出功率降低,加速发闷。

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