机电毕业论文-发动机电控系统检测与维修

1.概述

1.1发动机电控系统的基本概念

发动机电控系统主要由电控单元ECU，各类传感器和执行器组成。其中电控单元由微型计算机和各种辅助电路造成，它是整个电控系统的核心，用来接受传感器的信息，并储存，计算，处理信息，输出执行命令以控制执行器；传感器是一种转换器，用它来感知发电机的外部条件与自身性能的变化，并及时将这些信息传送给ECU；执行器则根据ECU发出的指令完成某项操作，对发动机进行控制。汽车运行时，发动机电控系统的工作过程是：各类传感器将空气进气量或进气压力，进气温度，冷却液温度，发动机负荷，发动机转速，排放中的氧含量等运转参数输入ECU，而ECU则按设定的程序进行分析，判断和计算，并根据计算结果，向各种执行器发出指令信号，其执行器则控制最佳喷油量和点火时刻，使发动机在各种工况都处于优化的状态下工作。发动机电控系统一旦出现故障，发动机将会偏离其最佳工作状态甚至停机，则发动机的动力性，经济性将会下降。为保证发动机工作正常，应对发动机电控系统的故障进行检测与诊断。

1.2发动机电控系统的发展过程

人们说汽车也与电子业是世界工业的两大金子塔。近年来，汽车与电子也的联系日趋密切。

汽车上最早采用的电子仪器是收音机。在20世纪50年代，汽车上装有电子管收音机。1955年晶体体管收音机问世后，采用晶体管收音机的汽车迅速增加。

1960年，美国通用汽车公司采用IC调节器。所闻IC，几我们现在说的集成电路，是在硅半导体的表面和内部，把晶体管，电阻和电容封装在一起，即把固体电路集聚在半导体硅切片上制成。这种电路结构紧促，可靠性高，成本低，好点少，不需冷却，响应敏捷。

1973年，美国通用汽车公司开始采用IC点火装置，此后逐渐普及。

1974年，美国通用汽车公司开始装备加大火花塞电极间隙，增加点火能量的HEI高能点火系统。同时在分电器内装上点火线圈和电子控制电路，力图将点火系统做成一体。

1976年，美国克莱斯勒汽车公司首创电子控制点火系统。1977年通用公司开始使用数字式点火时刻控制系统。同年，福特公司将这种发动机上的电子控制系统扩展到同时控制排气再循环和二次空气喷射上。

此后，化油器空燃比反馈，后备电路，自诊断功能相继被开发出来。

1.3发动机电控技术的应用概况与趋势

随着世界汽车保有量的迅猛增长，日趋严重的环境污染和接连不断的石油危机，迫使人们对越造越多的汽车进行严格的排放控制和提出更高的节能要求；每天人们都在世界各地频频发生的交通肇事，给人们的生命和财产带来极大的威胁，这不但要求人们提高自身否认安全意识，更对汽车行驶的安全性能提出了高要求。计算机技术的迅速发展为汽车技术的改善提供了条件，在人们对提高汽车综合性能的渴望中，各种车用电控系统应运而生，并逐步发展成为微机集中控制系统。

1．由单独控制到集中控制系统

（1）单独控制

20世纪60年代到70年代，汽车电控系统采用模拟电路的ECU（电子控制单元），单独

对汽车某一系统，如燃油喷射系统，点火系统等进行控制。由于在采用模拟电路的ECU控制系统中，如果要增加控制功能，就必须增加与实现该项功能控制逻辑相应电路，这样必然会使ECU的尺寸增加很大，对于安装空间的有限的汽车来讲很不适用。所以这一时期的汽车电控系统多采用一个ECU控制汽车的一个系统的单独控制方式。

（2）集中控制系统

随着电子技术的飞速发展，用于汽车电控的ECU由于采用了数字电路几大规模集成电路，其集成度越来越高，微处理速度的不断提高和存储容量的增加使其控制功能大大增加，并具有各种备用功能。另外，与汽油喷射，点火控制及其他控制功能相关的各种控制器，由于所有的传感器很多都可通用，如水温传感器，进气温度传感器、复合、车速（转速）传感器等，因此利用控制功能集中化，就可以不必按功能不同设置传感器和ECU，而是将多种控制功能集中到一个ECU上，不同控制功能所共同需要的传感器也就只设置一个。这种控制方式就叫做集中控制系统，也就是汽车微机控制系统。

2．集中控制系统在现代汽车中的应用

在现代汽车中，集中控制系统得到了广泛的应用。汽车微机控制系统大致可分为七部分，包括发动机控制，传动系控制，行驶、制动、转向系控制，安全保证及仪表警报，舒适性以及娱乐通讯。

在不同的车型上，其组成形式和控制项目各有异同。如有的车型将发动机控制系统与自动变速控制项目各有异同。如有的车型将发动机系统与自动变速控制系统共有一个ECU控制，有的车型则各自用一个ECU控制；大多数车型点火控制均由发动机ECU控制，但有的车型则单独有点火ECU控制；大多数车型怠速控制是由发动机ECU控制，但有的车型则定速/怠速/加速控制共由一个ECU控制；控制项目不同车型则也各有取舍。

发动机ECU往往集中了较多的控制功能，故又称主ECU。

一个控制系统，既独立的执行相应的控制功能，相互间又必须在极短时间内交换大量信息资料，如转速、负荷、车速等。所以现代汽车微机控制系统是一个十分复杂的综合控制系统，其配线以极其复杂。近年来有的厂家已开发出一种总线系统，它仅有一根导线就可使信息交换迅速进行，其传递速度相当高，信息量也极大，并可同时提供与所有系统有关的许多信息，配线也大大简化。

2.电控燃油喷射系统

2.1电控燃油喷射系统的组成及工作原理

电控燃油喷射尽管形式多样，但它们都具有相同的控制原则，即以电子控制单元（ECU）为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器为控制对象，保证发动机在各种工况下获得最佳的混合气浓度，以满足发动机动力性，经济性和排放要求。相同的控制原则决定了各类电控燃油喷射系统具有相同的组成和类似的结构。电控燃油喷射系统都由以下三个子系统组成：空气供给系统，燃油供给系统和电子控制系统。

空气供给系统的作用是向发动机提供与负荷相适应的清洁的空气，同时测量和控制进入发动机汽缸的空气量，使它们在系统中与喷油器喷出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合气。

燃油供给系统的功用是用电动汽油泵向喷油器提供足够压力的汽油，喷油器根据来自ECU的控制信号，向进气歧管内进气门上方喷射定量的汽油。

电子控制系统的主要作用是根据发动机和汽车不同的运行工况，对喷油时刻，喷油量以及点火时刻等进行确定和修正，检测各传感器的工作，并将工作参数储存和输出。