电子节气门系统的特点分析与故障检修.docx
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电子节气门系统的特点分析与故障检修
长江职业学院
毕业设计(论文)
题目电子节气门系统的特点分析与故障检修
学院_长江职业学院___
专业_汽车电子技术___
学号_20092230____
学生姓名_朱海海____
指导教师_麻老师____
日期_2012.1.29.___
目录
摘要••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
关键词•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1引言•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
2电子节气门系统的功用及发展现状••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
2.1电子节气门的功用••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
2.2国内外电子节气门的研究现状••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
2.3电子节气门的发展趋势••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3电子节气门的分类••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
4电子节气门系统的组成与工作原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
4.1电子节气门的基本结构••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
4.2电子节气门系统的工作原理•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••10
4.3电子节气门系统的控制策略•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
5电子节气门控制系统的结构特点及优势•••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
6电子节气门的日常维护以及注意事项••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
6.1电子节气门的清洗方法••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14
6.2电子节气门维护时需要注意的事项••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••15
7电子节气门系统的故障检修••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••16
8电子节气门故障检修实例•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••17
8.1马自达M6节气门故障维修案例••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••18
8.2奇瑞A516电子节气门指示灯点亮故障检修•••••••••••••••••••••••••••••••••19
8.3.帕萨特B5型汽车发动机出现怠速不稳、加速发闷无力的现象••••••••••••••••••20
9结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••21
参考文献•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
谢辞••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
摘要
根据近年来汽车行业的发展,汽车电子化的趋势是必然的,汽车的电子化有利于我们更好的利用汽车,掌握汽车,更简单的操作汽车,使汽车的安全性、稳定性得到较大的提升,减少了交通事故的发生,更好的保障了我们的人身安全,其次,更有利于环境的保护,汽车电子化改善发动机的排放性能,减少汽车尾气的排放,提高汽车的燃油经济性,因此,为了得到更大的利益,更好的使用汽车,更好的保护我们的环境,对汽车电子化的深入研究是势在必然的。
本文通过对电子节气门系统的结构系统与故障分析和排除以及电子节气门发展现状、基本结构、工作原理、控制策略,并且运用具体实例和多种车型来结合,通过指出传统的节气门的弊端指出电子节气门的优势和目前的不足之处。
而在种种相比之下可以看出电子节气门的普及是必然的。
关键词:
电子节气门结构工作原理控制策略故障检修
1引言
节气门是汽车发动机的重要控制部件。
为了提高汽车行驶的动力性、平稳性及经济性,并减少排放污染,世界各大汽车制造商推出了各种控制特性良好的电子节气门及其相应的电子控制系统,组成电子节气门控制系统(ETCS)。
采用电子节气门控制系统,使节气门开度得到精确控制,不但可以提高燃油经济性,减少排放,同时,系统响应迅速,可获得满意的操控性能;另一方面,可实现怠速控制、巡航控制和车辆稳定控制等的集成,简化了控制系统结构。
2电子节气门系统的功用及发展现状
2.1电子节气门的功用
节气门的作用是控制发动机的进气流量,决定发动机的运行工况。
驾驶员通过操作加速踏板来操纵节气门开度。
加速踏板和节气门的连接方式有2种:
刚性连接和柔性连接。
传统做法采用刚性连接,通过拉杆或拉索传动机械连接加速踏板和节气门,通过驾驶员脚踩加速踏板的行程来控制节气门开度,改变节气门进气通道的截面积,调节发动机的充气量,达到改变发动机输出功率的目的。
2.2国内外电子节气门的研究现状
电子节气门的研究工作起源于20世纪70年代,80年代开始有产品问世,近10年来,国外对电子节气门的研究取得了非常迅速的发展。
发展趋势可总结为:
在控制策略上由线性控制发展为非线性控制,由辅助电子节气门发展为独立的电子节气门系统,从单一的控制功能发展到集成多种控制功能,兼顾提高动力性、经济性、操纵稳定性、排放性和乘坐舒适性。
国外多家公司已对电子节气门系统作了深入的研发,比如德国Bosch,Pierburg,美国Delphi,Visteon,日本Toyota,Hitachi,Denso,意大利Marelli等已推出系列化产品应用于各种品牌的中高档轿车。
虽然国内某些轿车,如POLO,也配备了电子节气门系统,但目前对ETC还没有系统深入的研究,也没有成熟的产品。
目前,虽然国内部分高级轿车,如宝来、奥迪、帕萨特、POLO、红旗等已经配备了电子节气门控制系统,但都属于国外引进的技术,对其核心技术了解得很少。
可喜的是,今年来,中国第一汽车集团公司开发了电子节气门控制系统,并把该项技术用于红旗HQ3高级轿车上。
此外,国内部分高校对电子节气门控制系统开展了研究,并取得了阶段性成果。
比如:
吉林大学对汽车电子节气门控制器的开发,实现了控制器的动态响应满足设计指标;湖南大学进行了基于OSEK/VDX的电子节气门控制器的研究与开发,构建了基于POW-EROSEK嵌入式操作系统的电子节气门软硬件架构;北京理工大学进行了电子节气门模糊控制器快速控制原型设计。
2.3电子节气门的发展趋势
(1)向集成化和综合控制方向发展。
集成化和综合控制不仅是电子节气门控制系统的发展方向,也是将来汽车电子控制系统的发展方向。
它有助于简化电子节气门控制系统,降低制造成本,增强各系统间的信息交流。
目前,ETC已经向集成化和集中控制方向发展,如将怠速控制、巡航控制、减小换档冲击控制、节气门回位控制及车辆稳定性控制等多种功能集成;或者是将制动防抱死控制系统、牵引力控制系统及驱动防滑控制系统综合在一起进行制动控制。
(2)结合多种控制方法进行综合控制。
采取多种控制策略相结合,可以提高ETC的控制精度及反应速度。
目前的发展方向是从线性控制发展到非线性控制,从单一模式控制发展到多模式控制以及从传统的PID控制发展到采用PID与现代控制理论相结合的控制。
由于传统PID控制受到参数整定方法繁杂的困扰,参数往往整定不良、性能欠佳,对运行工况的适应性很差。
因此,多模态控制、神经网络控制及滑模变结构控制等方法被引入到电子节气门控制中。
滑模变结构控制有良好的鲁棒性和很强的非线性,该方法与系统的参数和扰动无关,也体现了今后电子节气门控制方式的发展方向。
神经网络控制方法与PID控制相结合,可以提高电子节气门控制系统的自适应能力。
但这些理论自身还有待完善和进一步的发展,因此需要更深入的研究才能将这些综合控制策略成熟的应用到电子节气门控制系统中。
(3)车载网络、总线技术在汽车电子节气门控制系统的应用。
随着ETC等电控系统在汽车上越来越多的应用,各种传感器和电子控制单元急剧增多,造成了整车控制电路复杂、车辆上导线的数量增加。
此外,各个系统的信息资源要能够共享。
这些都对汽车的综合布线和信息共享提出了更高要求。
现在国际上普遍采用的车载网络技术是CAN总线控制器局域网,它能够满足汽车上电子系统数据传输安全可靠、数据共享及系统集成等需要,并且大大降低了布线的复杂度,提高了汽车电子系统的运行可靠性。
所以,CAN总线技术在汽车电子节气门控制系统上的应用也将是一个重要趋势。
3电子节气门的分类
(1)电液式节气门电液式节气门,大多数应用在有液压系统的工程机械中。
它具有结构简单、成本低、驱动力大、功耗低等特点,其电液控制的转换主要通过高速开关数字阀实现,控制精度高,对液压油没有太高的要求。
但是由于液压系统存在供油压力波动,液压执行机构之间的摩擦力以及阀所具有的启闭特性等方面的影响,致使其位置响应不精确,速度响应慢。
因此,电液式节气门很少应用在汽车上。
(2)线性电磁铁式节气门电磁铁式节气门用比例电磁铁作为控制器。
它用电磁力作为驱动力,其中控制信号为电流信号,具有结构简单、体积小、控制方便、响应速度快、稳态精度好,但它的最大作用力受到线圈匝数和最大工作电流的限制,而且在一定的工作负荷下所需的电功耗相对较大。
因此,线性电磁式节气门很少在汽车上应用。
(3)步进电机式节气门步进电机式节气门通过步进电机直接驱动节气门轴实现油门的开度控制。
驱动步进电机通常采用桥式电路结构,控制单元通过发出的脉冲个数、频率和方向控制电平对步进电机进行控制。
步进电机具有结构简单、可靠性高和成本低的优点,但它的控制精度不高。
因此,步进电机式节气门也较少在汽车上应用。
(4)直流伺服电机式节气门直流伺服电机采用脉冲宽度调制(PWM)技术,其特点是频率高,效率高,功率密度高,可靠性高。
控制单元通过调节脉宽调制信号的占空比来控制直流电机转角的大小。
此外,电机输出转矩和脉宽调制信号的占空比成正比。
由于以上的优点,直流伺服电机广泛应用于电子节气门的控制。
4电子节气门系统的组成与工作原理
4.1电子节气门的基本结构
1、发动机2、转速传感器3、节气门位置传感器4、节气门执行器5、节气门6、加速踏板位置传感器7、车速传感器8、变速器9、加速踏板10、节气门电子控制单元(ECU)
图4-1电子节气门的系统结构图
电子节气门系统的基本结构有以下几个部分组成:
1、发动机2、转速传感器3、节气门位置传感器4、节气门执行器5、节气门6、加速踏板位置传感器7、车速传感器8、变速器9、加速踏板
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