汽车发动机控制技术实验指导书doc.docx
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汽车发动机控制技术实验指导书doc
实验一:
汽油机电子控制系统总体认识
一、实验目的和要求:
1.了解发动机电子控制系统总体组成。
2.区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器、执行器。
3.了解发动机电子控制系统的工作原理。
二、实验课时:
2课时
三、实验设备及器材
1.常用工具1套。
2.大众奥迪电喷发动机故障实验台4台。
桑塔纳3000(或奥迪A4、A6)轿车一辆。
四、实验内容及步骤
电控燃油喷射系统都是由空气供给系统、燃油供给系统和控制系统三个子系统组成。
图1电控燃油喷射系统的组成
(1)
图2电控燃油喷射系统的组成
(2)
图3空气供给系统的组成
图4燃油供给系统的组成
图5控制系统的组成
电喷汽车的发动机控制,是由发动机电子控制系统来完成的,其主要功能是
控制进气量与喷油量的空燃比、喷油时刻与点火时刻。
除此之外,还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆震、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功能。
其工作性质是采集发动机各部位的工况信号,根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。
发动机电子控制系统的组成:
由传感器、电控单元和执行器三部分组成。
传感器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
能够识别的电量信号输入电控单元。
电子控制单元(ElectronicControlUnit,
ECU)又称为电子控制器,俗称电脑,简称ECU,是发动机电子控制系统的核心部件。
其功能是:
根据各种传感器和控制开关输入的信号参数,对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。
执行器是控制系统的执行机构,其功能是:
接受电控单元的控制指令,完成具体的控制动作,从而使发动机处于最佳的运行状态。
五、实验注意事项
1.遵守实验室规章制度,未经许可,不得移动和拆卸仪器与设备。
2.注意人身安全和教具完好。
3.严禁未经许可,擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。
六、实验小结
实验二:
传感器与执行器的静态参数测量以及在线动态参数测量
一、实验目的和要求:
1.掌握控制系统各传感器的结构及工作原理。
2.掌握控制系统各传感器的检测方法。
3.掌握喷油器的检测方法。
二、实验课时:
4课时
三、实验设备及器材
1.常用工具1套;数字万用表;温度计,12V~5V电源。
2.博世FSA740汽车综合分析仪2台,大众奥迪电喷发动机故障实验台2
台,轿车2辆,各种传感器及喷油器。
四、实验内容及步骤
(一)空气流量计
空气流量计的功用是检测发动机进气量大小,并将进气量信息转换成电信号输入电控单元(ECU)以供计算确定喷油量。
本次实验选用的是桑塔纳3000轿车使用的空气流量计,属“L”型热膜式空气
流量计,安装在空气滤清器壳体与进气软管之间。
其核心部件是流量传感元件和热电阻(均为铂膜式电阻)组合在一起构成热膜电阻。
在传感器内部的进气通道上设有一个矩形护套,相当于取样管,热膜电阻设在护套中。
为了防止污物沉积到热膜电阻上而影响测量精度,在护套的空气入口一侧设有空气过滤层,用以过滤空气中的污物。
为了防止进气温度变化使测量精度受到影响,在护套内还设有一个铂膜式温度补偿电阻,温补电阻设置在热膜电阻前面靠近空气入口一侧。
温度补偿电阻和热膜电阻与传感器内部控制电路连接,控制电路与线束连接器插座连接,线束插座设在传感器壳体中部,如图1所示。
电路接线图如图2所示。
图1热膜式空气流量计
图2热膜式空气流量计电路图
1脚空;2脚为12V;3脚为ECU内搭铁;4脚为5V参考电压;5脚为传感器
信号
在怠速5脚电压为1.4V;急加速时为2.8V
1、电阻测试
本项目电阻测试为辅助性测试,主要是检测线束的导通性,以确认线束通畅,无断路短路,插接器牢靠,各信号传递无干扰。
(1)线束导通性测试:
将数字万用表设置在电阻200Ω档,按电路图找到
空气流量计图形下面的针脚号与ECU信号测试端口图相应的针脚号,分别测试
空气流量计3、4、5号针脚对应至电控单元12、11、13号针脚的电阻,所有电阻都应低于1Ω。
(2)线束短路性测试:
将数字万用表设置在电阻200KΩ档,测量空气流量计针脚2与电控单元针脚11、12、13之间电阻应为∞。
测量空气流量计针脚与电控单元针脚:
3—11、13;4—12、13;5—11、12之间电阻均应为∞。
注意:
在实际维修中,欲测试各条线束的导通性,应关闭点火开关,拔下传感器插头与电控单元插接器,使用数字万用表分别测量各线束间的电阻,相连导线电阻应当小于1Ω,不相连导线电阻应∞为正常。
在实际测量中,由于测量手法、万用表本身的误差以及被测物体表面的氧化与灰尘等因素,发生几个欧姆的误差属正常现象,不必拘泥于具体数字。
2、电压测试
本项目电压测试有电源电压测试和信号电压测试两部分,其中信号电压测试是确定空气流量计是否失效的主要依据。
(1)电源电压测试:
打开点火开关,将数字万用表设置在直流电压20V档,
红色表针置于空气流量计针脚2,黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳
体,打起动机时应显示12V;红色表针置于空气流量计针脚4,黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体,应显示5V。
注意:
在实际维修中,应拔下传感器插头,打开点火开关,测量2号端子与接地间电压,打起动机时应显示12V。
此时电控单元会记录空气流量计的故障码,测试完毕后要使用诊断仪清除故障码。
(2)信号电压测试:
分单件测试和就车测试两部分。
A.单件测试:
取一空气流量计总成部件,将12V/5V变压器12V电压或电瓶电压施加在空气流量计电器插座针脚2上,将5V电压施加在空气流量计电器插座针脚4上,将数字万用表设置在直流电压20V档,测量空气流量计电
器插座针脚3和针脚5,应有1.5V左右电压;使用吹风机从空气流量计隔珊一端向空气流量计吹入冷空气或加热的空气,测量空气流量计电器插座针脚3和针脚5,电压应瞬时上升至2.8V回落。
不能满足上述条件,可以判定空气流量计有故障。
B.就车测试:
起动发动机至工作温度,将数字万用表设置在直流电压20V档,测量空气流量计针脚5的反馈信号,红色表针置于空气流量计针脚5,黑色表针置于空气流量计针脚3、电瓶负极或进气歧管壳体,怠速时应显示电压
1.5V左右;急踩加速踏板应显示2.8V变化。
若不符合上述变化,或电压反而下降,在电源电压与参考电压完好的前提下,可以断定空气流量计损坏,必须更换。
注意:
在实际维修中,反馈信号电压的就车测试应在传感器插头尾部,挑开防水胶堵或刺破导线外皮,接万用表后踩动油门踏板,观察电压变化。
而在发动机实验台上,进行本项测试不用挑开防水胶堵或刺破导线外皮。
(二)节气门位置传感器
1、观察节气门控制器的结构、理解其外部构造和结构特点。
2、识图,观察节气门控制器,理解节气门控制器8针插座端子的名称和含义。
端子名称含义
1
2
3
4
5
6
7
8
3、拆卸节气门控制器外盖。
识别节气门位置传感器、节气门怠速位置传感器、怠速开
关、怠速直流电机、应急弹簧等零件。
4、检查怠速开关。
用万用表的Ω档检测节气门控制器的3端子与7端子的之间电阻,
并填入下表中:
3——7端子之间的电阻值(Ω)
节气门开度
标准值测量值
关闭0.40
开启任一位置∞
5、直流电动机的检测
用万用表的Ω档检测节气门控制器的1端子与2端子之间的电阻,并填入下表中。
1——2之间的电阻(Ω)
标准值测量值
48.8
6、节气门位置传感器的静态检测:
用万用表检测节气门控制器的5端子与7端子之间的
电阻,并填入下表中:
节气门5端与7端之间的电阻值(Ω)
开度标准值测量值
全闭1350
全开640
7、节气门位置传感器的动态检测:
如下图:
用导线将5V电源的“+”极与节气门4端子相连,“-”极与7端子相连,接通
电源,改变节气门开度,用万用表电压档测量5端子输出电压变化情况,并填入下表:
5端与7端之间的电阻值(V)
节气门开度
标准值测量值
全闭4.35
全开0.60
8、怠速节气门位置传感器的动态检测
用导线将5V电源的“+”极与节气门4端子相连,“-”极与7端子相连,接通电源,
改变节气门开度,用万用表电压档测量8端子的输出电压值为V,改变节气门开
度,观察此时电压的变化情况。
(三)进气温度传感器
进气温度传感器的功能是检测进气温度,并将温度信号转换为电信号输入发动机电控单元。
进气温度信号是多种控制功能的修正信号,包括燃油脉宽、点火正时、怠速控制和尾气排放等,若进气温度传感器信号中断,将导致发动机热起动困难,燃油脉宽增加,尾气排放恶化。
在汽车上常采用负温度系数热敏电阻的进气温度传感器,进气温度传感器与
ECU的连接电路如图5所示。
进气温度传感器内的热敏电阻随着进气温度变化
时,ECU通过THA端子测得的分压值随之变化,ECU根据分压值来判断进气温度。
电路图如图6所示。
图5进气温度传感器
图6进气温度传感器电路图
1、进气温度传感器的电阻检测
单件检查时,点火开关置于“OFF”,拔下进气温度传感器导线连接器,并将传感器拆下,用电热吹风器、红外线灯或热水加热进气温度传感器;用万用表Ω档测量在不同温度下两端子间的电阻值,将测得的电阻值与标准数值进行比较,如果与标准值不符,则应更换。
2、进气温度传感器的输出信号电压值检测
当点火开关置于“ON”位置时,ECU的THA
度传感器连接器THA和E2端子间的电压值在
3.4V。
端子与E2端子间或进气温
20℃时应为0.5~
(四)冷却液温度传感器
冷却液温度传感器的功用是给ECU提供发动机冷却液温度信号,作为燃油
喷射和点火正时控制修正信号。
一般安装在气缸体水道或冷却水出口处。
冷却液温度传感器下图7所示。
冷却液温度传感器内的热敏电阻随着冷却液温度变化
时,ECU通过THW端子测得的分压值随之变化,ECU根据分压值来判断冷却液温度。
冷却液温度传感器与ECU的连接电路如图8所示。
图7冷却液温度传感器
图8冷却液温度传感器电路图
1、冷却液温度传感器的电阻检测
A.就车检查
点火开关置于“OFF”位置,拆卸冷却液温度传感器导线连接器,用数字式高阻抗万用表Ω档,按图所示测试传感器两端子间的电阻值。
其电阻值与温度的高低成反比,在热机时应小于1kΩ。
B.单件检查
拔下冷却液温度传感器导线连接器,然后从发动机上拆下传感器;将该传感器置于烧杯内的水中,加热杯中的水,同时用万用表Ω档测量在不同水温条件下冷却液温度传感器两接线端子间的电阻值,如图所示。
将测得的值与标准值相比较。
如果不符合标准,则应更换冷却液温度传感器。
冷却液温度电阻检测值
温度(℃)电阻值(kΩ)
0
20
40
60
80
2、冷却液温度传感器输出信号电压的检测
装好冷却液温度传感器,将此传感器的导线连接器插好,当点火开关置
于“ON”位置时,从冷却液温度传感器导线连接器“THW”端子或从ECU连接器
“THW”端子与E2间测试传感器输出电压信号(对北京切诺基是从传感器导线连接器“B”端子或从ECM导线连接器“2”端子上测量与接地端子间电压)。
丰田车THW与E2端子间电压在80℃时应为0.25~1.0V。
所测得的电压值应随冷却液温成反比变化。
(五)凸轮轴/曲轴位置传感器
1、凸轮轴
/曲轴位置传感器的电阻检查
点火开关置于“OFF”位置,拔开凸轮轴/曲轴位置传感器的导线连接器,用万用表的电阻档测量凸轮轴/曲轴位置传感器上各端子间的电阻值。
如果阻值不在规定的范围内,必须更换凸轮轴/曲轴位置传感器。
端子
凸轮轴
/曲轴位置传感器的电阻值
条件
冷态
电阻值(Ω)
凸轮轴位置传感器
热态
曲轴位置传感器
冷态
热态
2.曲轴传感器信号测量
双通道分别测取曲轴传感器与一缸点火控制信号之间的相位
0
720
A.精确根据示波器画出两信号的相互确切位置(必须画全一工作循环
720度),由图可得
曲轴位置传感器每一齿为
度。
由一缸点火信号结合
VAG1552
数据流的点火提前角
得出曲轴位置传感器的缺口信号固定与一缸上止点
度。
B.画出发动机各缸的上止点相位在上图中正确的位置。
(在上方的横向上画,并编上缸号)
3.凸轮轴位置传感器信号测量
双通道分别测取凸轮轴位置传感器与一缸点火控制信号之间的相位
720
A.精确根据示波器画出两信号的相互确切位置(必须画全一工作循环
720度)。
B.由一缸点火信号结合VAG1552数据流的点火提前角,画出发动机各缸的上止点相位在
上图中正确的位置。
C.把曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器在下面同一坐标中画出,精确布置相位关系(画
出720度范围内图形)。
D.实际测量并画出曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器波形图,验证C做的工作的正确性。
720
自己画出(曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器)
720
实际测量(曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器)
(六)喷油器
喷油器的作用是根据ECU指令,控制燃油喷射量。
按喷油口的结构不同,喷油器可分为轴针式和孔式两种。
喷油器主要由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成,针阀和衔铁制成一体。
如图11所示。
图11喷油器的构造
1、简单检查方法
发动机工作时,用手触试或用听诊器检查喷油器开闭时的振动或声响,如果感觉无振动或听不到声响,说明喷油器或电路有问题。
发动机热车后怠速运转时,用旋具(螺丝刀)或听诊器(触杆式)接触喷油器,通过测听各缸喷油器工作的声音(如图所示)来判断喷油器是否工作。
在发动机运转时应能听到喷油器有节奏的“嗒嗒”声——这是喷油器在
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