项目一 电控燃油喷射系统的检修 任务一 发动机电控技术概述

1、任务一发动机电控技术概述汽车电控发动机构造与维修【学习目标学习目标】u 了解发动机电控技术的发展了解发动机电控技术的发展u 了解发动机电控系统的优点了解发动机电控系统的优点u 掌握发动机电控系统的基本组成结构掌握发动机电控系统的基本组成结构u 能参阅维修手册找到电控系统各元器件的位置能参阅维修手册找到电控系统各元器件的位置u 遵守课堂纪律，认真听讲，养成遵守课堂纪律，认真听讲，养成勤于思考的好习惯勤于思考的好习惯u 课堂勇于发言，积极主动，提高课堂勇于发言，积极主动，提高创新思维创新思维知识知识目标目标技能技能目标目标 素养素养目标目标 【任务描述】【任务描述】一、发动机电控技术的发展一、发动

2、机电控技术的发展汽车电子技术发展始于汽车电子技术发展始于2020世纪世纪6060年代，分为下面四个阶段。年代，分为下面四个阶段。第一阶段第一阶段从从2020世纪世纪6060年代中期到年代中期到2020世纪世纪7070年代中期，年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行技主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行技术改造，如在汽车上装用了第一个电子装置术改造，如在汽车上装用了第一个电子装置一晶体管收音机。一晶体管收音机。【任务描述】【任务描述】一、发动机电控技术的发展一、发动机电控技术的发展汽车电子技术发展始于汽车电子技术发展始于2020世纪世纪6060年代，分为下面四个阶段。年代，分为下面四

3、个阶段。从从2020世纪世纪7070年代末期到年代末期到2020世纪世纪9090年代中期，年代中期，为解决安全、污染和节能三大问题，人们研制出为解决安全、污染和节能三大问题，人们研制出电控燃油喷射系统、电子控制防滑（电控燃油喷射系统、电子控制防滑（ABSABS防抱死）防抱死）制动装置和集成电路制动装置和集成电路(IC)(IC)点火装置。点火装置。第二阶段第二阶段【任务描述】【任务描述】一、发动机电控技术的发展一、发动机电控技术的发展汽车电子技术发展始于汽车电子技术发展始于2020世纪世纪6060年代，分为下面四个阶段。年代，分为下面四个阶段。2020世纪世纪9090年代中期到年代中期到2020

4、世纪世纪9090年代后期，年代后期，电子技术在汽车上的应用已逐步扩展到除车用电子技术在汽车上的应用已逐步扩展到除车用汽油发动机以外的底盘、车身和车用柴油发动汽油发动机以外的底盘、车身和车用柴油发动机多个领域。机多个领域。第三阶段第三阶段【任务描述】【任务描述】一、发动机电控技术的发展一、发动机电控技术的发展汽车电子技术发展始于汽车电子技术发展始于2020世纪世纪6060年代，分为下面四个阶段。年代，分为下面四个阶段。2020世纪世纪9090年代后期至今，其标志年代后期至今，其标志是是CAN-BUSCAN-BUS技术（控制器局域网络）技术（控制器局域网络）的普遍应用。的普遍应用。第四阶段第四阶段

5、一、发动机电控技术的发展一、发动机电控技术的发展集成电路及计算机的发展，使汽车电子技术得到了快速集成电路及计算机的发展，使汽车电子技术得到了快速发展。发动机的电控技术是从控制点火时刻开始的，进发展。发动机的电控技术是从控制点火时刻开始的，进而从单一地控制点火正时、点火提前角、汽油喷射或排而从单一地控制点火正时、点火提前角、汽油喷射或排放控制等辅助控制，发展到汽油喷射、点火控制、排放放控制等辅助控制，发展到汽油喷射、点火控制、排放控制等多项内容复合的发动机集中控制系统。控制等多项内容复合的发动机集中控制系统。2020世纪世纪6060年代，由德国博世年代，由德国博世(Bosch)(Bosch)公司

6、成功研制了发动公司成功研制了发动机燃油喷射系统。机燃油喷射系统。2020世纪世纪7070年代美国通用（年代美国通用（GMGM）汽车公）汽车公司采用了司采用了ICIC点火装置、高能点火（点火装置、高能点火（HEIHEI）系统，计算出最）系统，计算出最佳点火时刻。美国克莱斯勒公司创立了模拟计算机对发佳点火时刻。美国克莱斯勒公司创立了模拟计算机对发动机点火时刻进行控制的控制系统。动机点火时刻进行控制的控制系统。二、发动机电控系统的优点二、发动机电控系统的优点采用电控多点喷射，燃油喷射在各缸进气门附近使各缸混合采用电控多点喷射，燃油喷射在各缸进气门附近使各缸混合气的浓度基本一致。这样不但有利于提高发动

7、机的经济性。而且气的浓度基本一致。这样不但有利于提高发动机的经济性。而且也有利于降低一氧化碳也有利于降低一氧化碳(CO)(CO)和碳氢化合物和碳氢化合物(HC)(HC)的排放量。的排放量。改善了各缸混合气的均匀性改善了各缸混合气的均匀性由于电控燃油喷射系统的进气阻力和进气压力损失较小，充由于电控燃油喷射系统的进气阻力和进气压力损失较小，充气效率较高，因此，发动机具有较好的动力性和经济性。另外，气效率较高，因此，发动机具有较好的动力性和经济性。另外，电控燃油喷射系统不对进气进行预热，这样提高了进气的密度，电控燃油喷射系统不对进气进行预热，这样提高了进气的密度，对提高发动机动力性有利。对提高发动机

8、动力性有利。提高发动机的动力性和经济性提高发动机的动力性和经济性二、发动机电控系统的优点二、发动机电控系统的优点电控燃油喷射系统采用氧传感器反馈控制时，能精确地控制电控燃油喷射系统采用氧传感器反馈控制时，能精确地控制过量空气系数过量空气系数1(1(空燃比空燃比A/F=14.7)A/F=14.7)，使三元催化净化装置具有，使三元催化净化装置具有最高的催化净化效率，从而大大减少最高的催化净化效率，从而大大减少COCO、HCHC和和NOxNOx等有害物的排放等有害物的排放量。另外，现代汽油机电控系统还包括废气再循环、二次空气喷量。另外，现代汽油机电控系统还包括废气再循环、二次空气喷射、最佳点火提前角

9、等控制功能，从而可使汽油机有害物的排放射、最佳点火提前角等控制功能，从而可使汽油机有害物的排放量进一步减少。量进一步减少。减少排放污染减少排放污染二、发动机电控系统的优点二、发动机电控系统的优点当发动机运行工况发生变化时，电控燃油喷射系统能根据当发动机运行工况发生变化时，电控燃油喷射系统能根据传感器的输入信号迅速调整喷油量或喷射正时，提供与该工况传感器的输入信号迅速调整喷油量或喷射正时，提供与该工况相适应的最佳空燃比，从而提高了发动机对加、减速工况的响相适应的最佳空燃比，从而提高了发动机对加、减速工况的响应速度及工况过渡的平稳性。另外，采用电控燃油喷射方式，应速度及工况过渡的平稳性。另外，采用

10、电控燃油喷射方式，汽油的雾化质量好，蒸发速度快，在各种工况下混合气都具有汽油的雾化质量好，蒸发速度快，在各种工况下混合气都具有良好的品质，有利于提高汽油机非稳定工况的性能。良好的品质，有利于提高汽油机非稳定工况的性能。工况过渡圆滑工况过渡圆滑二、发动机电控系统的优点二、发动机电控系统的优点当汽车在不同地理环境或不同气候条件的地区行驶时，对当汽车在不同地理环境或不同气候条件的地区行驶时，对于采用体积流量方式测量进气量的电控燃油喷射系统，电控系于采用体积流量方式测量进气量的电控燃油喷射系统，电控系统能根据大气压力、环境温度及时对空燃比进行修正，从而使统能根据大气压力、环境温度及时对空燃比进行修正，

11、从而使汽车在行种地理环境及气候条件下运行时，无须调整都能保持汽车在行种地理环境及气候条件下运行时，无须调整都能保持良好的综合性能。良好的综合性能。改善了汽油机对地理及气候环境的适应性改善了汽油机对地理及气候环境的适应性二、发动机电控系统的优点二、发动机电控系统的优点发动机在高温或低温条件下起动时，电控燃油喷射系统能发动机在高温或低温条件下起动时，电控燃油喷射系统能根据起动时发动机冷却水的温度，提供与起动条件相适应的喷根据起动时发动机冷却水的温度，提供与起动条件相适应的喷油量，使汽油机在高温和低温条件下都能顺利起动；低温起动油量，使汽油机在高温和低温条件下都能顺利起动；低温起动后，电控燃油喷射系

12、统又能根据发动机冷却水温度自动调整喷后，电控燃油喷射系统又能根据发动机冷却水温度自动调整喷油量和空气供给量。加快汽油机暖车过程，使发动机很快就能油量和空气供给量。加快汽油机暖车过程，使发动机很快就能进入正常运行状态。进入正常运行状态。提高了汽油机高、低温起动性能和暖机性能提高了汽油机高、低温起动性能和暖机性能三、应用在发动机上的电控系统三、应用在发动机上的电控系统电控单元（电控单元（Electrical Control UnitElectrical Control Unit，ECUECU）主要根据）主要根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温进气量确定基本的喷油量，再根据其他传

13、感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器）信号对喷油量进行修正，使度传感器、节气门位置传感器）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气；同时发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气；同时还包括喷油正时控制、断油控制和燃油泵控制。还包括喷油正时控制、断油控制和燃油泵控制。1 1电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统三、应用在发动机上的电控系统三、应用在发动机上的电控系统电控点火系统的功能是点火提前角控制。同时根据各相关电控点火系统的功能是点火提前角控制。同时根据各相关传感器信号判断发动机的运行工况和运行条件，选择最佳的点传感器信号判断发动机的运行工况和运行条件，选

14、择最佳的点火提前角。火提前角。2 2电控点火系统电控点火系统发动机在汽车运转、空调压缩机工作、发动机负荷加大等发动机在汽车运转、空调压缩机工作、发动机负荷加大等不同怠速运转工况下，由不同怠速运转工况下，由ECUECU控制怠速控制阀，使发动机怠速始控制怠速控制阀，使发动机怠速始终处于最佳转速。终处于最佳转速。3 3怠速控制系统怠速控制系统三、应用在发动机上的电控系统三、应用在发动机上的电控系统排放控制系统对发动机排放控制装置实行电子控制。排排放控制系统对发动机排放控制装置实行电子控制。排放控制的项目主要有废气再循环放控制的项目主要有废气再循环(EGR)(EGR)控制、活性炭罐电磁阀控制、活性炭罐

15、电磁阀控制、氧传惑器和空燃比闭环控制、二次空气喷射控制、曲轴控制、氧传惑器和空燃比闭环控制、二次空气喷射控制、曲轴箱通风控制等。箱通风控制等。4 4排放控制系统排放控制系统电控系统根据发动机工况的变化控制进气量和气流，提高电控系统根据发动机工况的变化控制进气量和气流，提高充气效率和改善雾化条件，从而提高发动机的动力性。充气效率和改善雾化条件，从而提高发动机的动力性。5 5进气控制系统进气控制系统三、应用在发动机上的电控系统三、应用在发动机上的电控系统对装备涡轮增压器的发动机，电控系统通过控制增压强对装备涡轮增压器的发动机，电控系统通过控制增压强度使进气管的压力适合发动机各种工况。度使进气管的压

16、力适合发动机各种工况。6 6增压控制系统增压控制系统在巡航操作模式下，电控系统自动调整节气门开度，使车在巡航操作模式下，电控系统自动调整节气门开度，使车辆维持设定的车速运行，从而提高了驾驶的舒适性。辆维持设定的车速运行，从而提高了驾驶的舒适性。7 7巡航控制系统巡航控制系统三、应用在发动机上的电控系统三、应用在发动机上的电控系统ECUECU控制各种指示和警告装置，显示有关控制系统的工作控制各种指示和警告装置，显示有关控制系统的工作状况，当控制系统出现故障时，能及时发出警告信号。状况，当控制系统出现故障时，能及时发出警告信号。8.8.警告提示系统警告提示系统当控制系统出现故障时，当控制系统出现故

17、障时，ECUECU将会点亮仪表板上的将会点亮仪表板上的“检查检查发动机发动机”(Check Engine)(Check Engine)灯，提理驾驶员注意，发动机已经出灯，提理驾驶员注意，发动机已经出现故障，并将故障信息储存到现故障，并将故障信息储存到ECUECU中，通过一定的程序，可以将中，通过一定的程序，可以将故障码调出，供修理人员参考。故障码调出，供修理人员参考。9 9自诊断与报警系统自诊断与报警系统三、应用在发动机上的电控系统三、应用在发动机上的电控系统在发动机电控系统中，当某传感器失效或线路断路在发动机电控系统中，当某传感器失效或线路断路时，电控系统会按预定的程序设定一个参考信号使发动

18、机时，电控系统会按预定的程序设定一个参考信号使发动机继续运转，维持车辆行驶，同时通过报警系统提示驾驶员继续运转，维持车辆行驶，同时通过报警系统提示驾驶员及时维修。及时维修。1010失效保护系统失效保护系统四、发动机电控系统基本组成四、发动机电控系统基本组成就其结构而言，电控系统主要由传感器、就其结构而言，电控系统主要由传感器、ECUECU和执行器三个部分组成。和执行器三个部分组成。传感器作为输入部分，用传感器作为输入部分，用于测量物理信号（温度、压力于测量物理信号（温度、压力等），将其转换为电信号；等），将其转换为电信号；ECUECU的作用是接收传感器的的作用是接收传感器的输入信号，并按设定的

19、程序进输入信号，并按设定的程序进行计算处理，输出处理结果；行计算处理，输出处理结果；执行器则根据执行器则根据ECUECU输出的电信号输出的电信号驱动执行机构，使之按要求工作。驱动执行机构，使之按要求工作。四、发动机电控系统基本组成四、发动机电控系统基本组成指指ECU根据传感器的信根据传感器的信号对执行器进行控制，而控号对执行器进行控制，而控制的结果是否达到预期目标制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。对其控制过程没有影响。也叫反馈控制，在开也叫反馈控制，在开环的基础上，对控制结果环的基础上，对控制结果进行检测，并反馈给进行检测，并反馈给ECU，对原先的控制进行修正。对原先的控制进行修正

20、。开环开环控制控制闭环闭环控制控制控制的方式分为控制的方式分为四、发动机电控系统基本组成四、发动机电控系统基本组成发动机电控系统由以下三部分组成（见图发动机电控系统由以下三部分组成（见图1-1-11-1-1）。）。信号输入装置。各种传感器信号输入装置。各种传感器采集控制系统的信号，并将采集控制系统的信号，并将其转换成电信号输送给其转换成电信号输送给ECUECU。ECUECU。给各传感器提供参考。给各传感器提供参考电压，接收传感器信号，并电压，接收传感器信号，并进行存储、计算和分析处理进行存储、计算和分析处理后向执行器发出指令。后向执行器发出指令。执行元件。由执行元件。由ECUECU控制，控制，

21、执行某项控制功能。执行某项控制功能。四、发动机电控系统基本组成四、发动机电控系统基本组成发动机电控系统由以下三部分组成（见图发动机电控系统由以下三部分组成（见图1-1-11-1-1）。）。图图1-1-1 1-1-1 发动机电控系统的组成发动机电控系统的组成四、发动机电控系统基本组成四、发动机电控系统基本组成图图1-1-21-1-2所示为捷达所示为捷达GTGT、GTXGTX型轿车发动电控系统组成元件。型轿车发动电控系统组成元件。图图1-1-2 1-1-2 捷达捷达GTGT、GTXGTX型轿车发动电控系统组成型轿车发动电控系统组成四、发动机电控系统基本组成四、发动机电控系统基本组成在发动机工作时，

22、节气在发动机工作时，节气门位置传感器检测节气门的门位置传感器检测节气门的开度信号，空气流量计检测开度信号，空气流量计检测进入气缸的空气量；进入气缸的空气量；曲轴位置传感器检测发曲轴位置传感器检测发动机的转速信号，这三个信动机的转速信号，这三个信号输入号输入ECUECU，由，由ECUECU计算并确计算并确定基本喷油量。定基本喷油量。四、发动机电控系统基本组成四、发动机电控系统基本组成ECUECU还要根据水温传感器、进气温度传感器和氧传感器等还要根据水温传感器、进气温度传感器和氧传感器等输入的信号修正，最终确定实际喷油量，当实际喷油量确定输入的信号修正，最终确定实际喷油量，当实际喷油量确定后，后，

23、ECUECU再根据曲轴位置传感器输入的曲轴转速和转角信号、再根据曲轴位置传感器输入的曲轴转速和转角信号、凸轮轴位置传感器输入的一缸活塞上止点位置信号，确定最凸轮轴位置传感器输入的一缸活塞上止点位置信号，确定最佳喷油时刻和最佳的点火时刻，控制喷油器、点火线圈、怠佳喷油时刻和最佳的点火时刻，控制喷油器、点火线圈、怠速控制阀工作。速控制阀工作。【任务分析】【任务分析】发动机的电控技术是从控制点火时刻开始的，进发动机的电控技术是从控制点火时刻开始的，进而从单一地控制点火正时、点火提前角、汽油喷射或而从单一地控制点火正时、点火提前角、汽油喷射或排放控制等辅助控制，发展到汽油喷射、点火控制、排放控制等辅助

24、控制，发展到汽油喷射、点火控制、排放控制等多项内容复合的发动机集中控制系统。排放控制等多项内容复合的发动机集中控制系统。【任务分析】【任务分析】发动机电控系统的优越性表发动机电控系统的优越性表现在：现在：改善了各缸混合气的改善了各缸混合气的均匀性；提高发动机的动力均匀性；提高发动机的动力性和经济性；减少排放污染；性和经济性；减少排放污染；工况过渡圆滑；改善了汽油工况过渡圆滑；改善了汽油机对地理及气候环境的适应机对地理及气候环境的适应性；提高了汽油机高、低温性；提高了汽油机高、低温起动性能和暖机性能。起动性能和暖机性能。应用在发动机上的电控系统应用在发动机上的电控系统主要有：主要有：电控燃油喷射

25、系统、电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、进气控统、排放控制系统、进气控制系统、增压控制系统、巡制系统、增压控制系统、巡航控制系统、警告提示系统、航控制系统、警告提示系统、自诊断与报警系统、失效保自诊断与报警系统、失效保护系统。护系统。【任务分析】【任务分析】执行器执行器传感传感器器ECUECU发动机电控发动机电控系统主要三系统主要三个部分组成个部分组成【任务准备】【任务准备】1汽车维修多媒体教室汽车维修多媒体教室2完好的发动机电控系统完好的发动机电控系统【任务实施】【任务实施】发动机电控系统的认识发动机电控系统的认识 操作一操作一 发动机电控系

26、统部件识别及安装位置观察发动机电控系统部件识别及安装位置观察根据所提供车型的资根据所提供车型的资料，用万用表检查电控系料，用万用表检查电控系统的电路连接情况。统的电路连接情况。开启轿车发动机罩（引开启轿车发动机罩（引擎）盖，识别发动机电控系擎）盖，识别发动机电控系统部件，观察部件安装的位统部件，观察部件安装的位置并记录。置并记录。【任务实施】【任务实施】操作二操作二 发动机电控系统部件的认识和拆装发动机电控系统部件的认识和拆装1.1.电控燃油喷射系统的认识和结构分析电控燃油喷射系统的认识和结构分析掌握进气量对喷油掌握进气量对喷油量的影响。量的影响。认识电控燃油喷射系认识电控燃油喷射系统的外形和

27、结构。统的外形和结构。【任务实施】【任务实施】操作二操作二 发动机电控系统部件的认识和拆装发动机电控系统部件的认识和拆装2.2.电控点火系统的认识和结构分析电控点火系统的认识和结构分析1 12 2认识电控点火系统的外形和结构。认识电控点火系统的外形和结构。掌握进点火提前角对点火系统的影响，并根据相关掌握进点火提前角对点火系统的影响，并根据相关传感信号判断发动机的运行工况和运行条件。传感信号判断发动机的运行工况和运行条件。【任务实施】【任务实施】操作二操作二 发动机电控系统部件的认识和拆装发动机电控系统部件的认识和拆装3.3.发动机怠速控制系统的认识和结构分析发动机怠速控制系统的认识和结构分析掌握发动机在汽车运转、掌握发动机在汽车运转、空调压缩机工作、发动机负空调压缩机工作、发动机负荷加大等不同怠速运转工况荷加大等不同怠速运转工况下，下，ECUECU对控制怠速阀的影对控制怠速阀的影响。响。认识怠速控制系统的认识怠速控制系统的外形和结构。外形和结构。【任务实施】【任务