实验一发动机电子控制系统总体结构实验(学生用)

1、实验一发动机电子控制系统总体结构实验一. 实验目的和要求：1. 掌握电控发动机的总体组成及工作原理；2. 认识发动机电控系统中的主要传感器、执行器的结构、原理和特点；3. 掌握电控燃油喷射、电控点火、怠速及排放等系统的控制原理和方法；4. 了解常用汽车测试仪器、仪表的使用方法。二. 实验设备仪器：1. 各种电喷发动机实验台架；2. 电喷发动机解剖模型及传感器实验教具；3. 汽车专用万用表、示波器等；4. 常用工具；三. 实验原理：发动机电子控制系统的组成：系统由信号输入系统（传感器部分）、电子控制系统（ecu）、执行器等三部 分组成。（1）信号输入系统：ecu控制发动机的正常运行需要随时感知发

2、动机的各种数据，这些数据是靠各种 传感器提供给发动机ecu的。发动机控制系统用的传感器和输入信号主要有下列种类：空气流量计、进 气压力传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、水温传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、 氧传感器、爆震传感器、启动信号和空调开关等。（2）电子控制单元（ecu）： ecu是一种电子综合控制装置，它所具备的基本功能如下：接受传感器和其他装置输入的信息，进行信息存储、计算、分析和处理，同时输出执行命令。并通过反馈 信息，进行自我修正。（3）执行器：执行器是接受ecu命令，具体执行某项控制功能的装置。一般是由ecu控制执行器电磁线圈的搭铁回路，或由ecu直接控制某些

3、电子电路。在电控发动机中，执行器主要包括: 燃油喷射器、点火模块、怠速控制阀、怠速马达、egr阀、二次空气喷射阀、活性碳罐排泄电磁阀、燃油 泵继电器、风扇继电器、空调压缩机继电器、自诊断显示及报警装置、故障备用程序启动装置和仪表显示 器等。发动机主要电子控制系统工作原理：电控发动机是以电控单元（ecu）为控制核心，以空气流量、发动机 转速和负荷等信号为控制基础，以喷油器的喷油量、喷油时刻、发动机怠速和点火装置等为控制对彖，保 证获得与发动机各种工况相兀配的最佳空燃比和点火提前角，同时适时调整发动机怠速。电控发动机主要 由电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、自诊断报警及后

4、备系统和电子控制 系统等所组成。1. 电控燃油喷射系统：主要包括喷油量、喷油正时、燃油停供和燃油泵控制等方面。（1）喷油量控制：ecu根据发动机转速、进气量、负荷信号等，确定发动机的基本喷油量。然后再 根据水温、进气温度等有关信号对基本喷油量进行修正，最后确定总的喷油量。（2）喷油正时控制：ecu根据发动机各个气缸的进气顺序，控制燃油喷射的最佳时刻。有同时喷射、 分组喷射、顺序喷射三种形式。（3）燃油停供：包括减速断油和限速断油的控制，汽车在较高速度行驶中，当关闭节气门吋（减速 状态），ecu将切断燃油供应，停止喷油，以节约燃料，降低废气排放。当发动机转速接近一定转速时， 再恢复供油。同样，当

5、发动机的转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ecu会强制断油， 即停止喷油，防止超速。（4）燃油泵控制：当点火开关打开后，ecu控制燃油泵工作，若在23秒内接不到启动信号，ecu 将切断燃油泵电源，停止其工作。当发动机启动和启动后，ecu则控制其正常工作。2. 电控点火系统：主要包括点火提前角、通电时间及爆震控制等方面。（1）点火提前角控制：在ecu屮，储存有发动机在各种工况及运行条件下最理想的点火提前角。 当发动机运行时，ecu就根据各个传感器传冋的信号，判别发动机的状况，在内存屮调出相应的点火提前 角数据，再根据有关信号进行修正，发给点火模块，控制点火时刻。(2) 通电时间控制

6、：通电时间指给点火线圈初级的通电时间。为保证有足够的电流供应给线圈，以 产生足够高的次级电压，同时也要防止通电时间过长使点火线圈过热损坏，ecu可根据转速、蓄电池电压 等控制线圈初级的通电时间。(3) 爆震控制：当ecu接到爆震传感器的爆震信号后，会推迟点火时刻。当无爆震信号时，ecu 则增大点火提前角。3怠速控制：发动机在怠速条件下运转运转时，当空调压缩机、动力转向泵等工作时，发动机负荷加大, 由ecu控制怠速控制阀，使发动机转速始终处于最佳怠速。4. 排放控制：排放控制系统主要有废气再循环、氧传感器、三元催化、活性碳罐等。5. 自诊断报警及后备系统：ecu控制各种指示和警告装置，显示有关控

7、制系统的工作状况，当控制系统 出现故障时，能及时发出警告信号。如氧传感器失效、催化器过热、油箱油温过高等。当控制系统出现故 障时，ecu将会点亮仪表板上的'检查发动机(check enging)灯，提醒驾驶员注意，发动机己经出 现故障，并将故障信息储存到ecu t，通过一定的程序，可以将故障码调出，供修理人员参考。当ecu 检测到传感器或线路故障吋，就会自动按ecu内预设的程序提供预定值，以便发动机能维持基本运转， 以供行驶、维修，但性能会下降。当ecu出现故障时，会自动启用备用系统，使发动机转入强制运转状 态，以便驾驶员将车辆开到检修厂进行修理。四. 实验步骤：1. 熟练掌握实验屮所

8、提供的各种电喷发动机实验台架的燃油供给系统和点火系的主要组成部件的安 装位置。2. 掌握发动机燃油喷射系统的控制原理和控制过程。包括：喷油量、喷油正时、燃油停供、燃油泵 控制及发动机空燃比反馈控制系统等。3. 掌握微机控制点火系统控制原理和控制过程。包括点火提前角、通电时间及爆震控制等。4. 掌握电喷发动机各主要传感器和执行器的结构原理和特征参数。五.实验记录：1.对照某一发动机实验台架仿照下图，标出电喷发动机的主要部件或总成的名称，并分别指岀空气 供给系、燃油供给系和点火系各白的组成元件，并简述上述各系统中主要元件的作用。图1发动机电子控制系统示意图2.根据实验用发动机台架教学设备，利用相关测试仪器和仪表，在学握其结构和工作原理的前提下, 测定部分传感器或执行器的相关参数。并完成下表。元件名称安装位置元件电原理草图信号波形或原理规律描述空气流量计节气门位置 传感器温度传感器曲轴位置传 感器氧传感器测爆震传感器六.回答问题：1. 车电子技术发展经历了哪三个阶段？2. 简述电控发动机的优缺点