电控发动机基本原理

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• 空气流量计
• 进气量信号用于计算基本喷射持续时间和基本的 点火提前角。
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1、翼板式空气流量计
• 工作原理：当空气从空气 虑清器流经空气流量计， 就推开计量板，与计量板 同轴连接的电位计将进气 量转换为电压信号，也就 是计量板的开度。
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• 二氧化钛型氧传感器
• 工作原理：二氧化钛氧传 感器是利用半导体材料二 氧化钛的电阻值，随排气 中氧含量的变化而改变的 特性制成的，是一种电阻 型氧传感器。二氧化钛在 表面缺氧时，氧分子将脱 离表面，使内部出现空穴， 电子移动填补空穴形成电 流，导致材料的电阻值降 低。
• 元件检测
• 用欧姆表测量插接器各引脚间的电阻。规定的 电阻值一般应在120~500Ω。 • 用交流电压表测量传感器输出电压：起动时应 高于0.1V，运转时应为0.4~0.8V。 • 用频率表测其工作频率。
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• 凸轮轴位臵传感器
• 发动机点火的主信号。 • 工作原理：利用霍尔晶 体感应产生方波电压信 号。
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电控系统的组成
• 传感器——将发动机的相关非电物理量信 号转变成电信号传送给电脑。 • 执行器——接受发动机电脑的控制信号。 • 发动机控制单元——接受传感器信号后， 通过计算发出指令。
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发动机电控系统的功能
• 元件检测
• 接通点火开关，不起动发动机，Vc：电源4.5～5.5V。 • 发动机运转时，完用表的频率档位，怠速时为20～30Hz， 全负荷时为800Hz， KS与E2端子之间电压应为2.0~4.0之 间。
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(1)超声波卡门涡流型
• 工作原理：在旋涡发生 器下游管路两侧相对安 装超声波发射探头和超 声波接收探头，超声波 发射探头一定频率（一 般为40KHZ）的超声波， 当超声波通过漩涡时， 其频率和相位就会发生 变化，电脑根据变化可 测得空气流量和流速。
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凸轮轴位置传感器线路图
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凸轮轴位置传感器线路图 凸轮轴位置传感器波形图
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• 元件检测
• 拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上 电 源 端 子 与 搭 铁 之 间 的 电 压 ， 应 为 5V 或 8V （视车型而异）。 • 插回传感器插头，起动发动机，测量传感器输 出端子信号电压，应为3~6V 。
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• 元件检测
• 接通点火开关，但不要起动发动机。 测量端子的电压应 符合下表。
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2、卡门涡流式空气流量计
• 工作原理：当均匀的空气流过涡源体时，在涡源体的下游气 流中会产生一系列不对称却十分规则的空气漩涡，其移动速 度与空气流速成正比。因此，通过测量单位时间内流过的漩 涡数量，就可计算出空气的流速和流量。
电控发动机技术
主讲人：兰文奎
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电控发动机概述
• 电控发动机的发展背景
• 汽车的安全、环保和节能是当今汽车技术发展的主 要方向，而解决环保和节能两大难题是现代发动机 的主要目标。 • 传统的化油器等发动机部件虽然有了很大的改进， 仍然不能满足排放和油耗两大法规的要求。
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3、热膜式空气流量计
• 工作原理：与热线式空气 流量计相同。
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• 元件检测 • 检测信号线电压。怠 速时为1.1～1.5v， 全开时为4.0v。
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• 进气压力传感器
• 工作原理：在传感器元件 内有一内臵的与真空室构 成整体的硅芯片，真空室 保持预定的真空度，芯片 的一面受到进气歧管压力， 另一面与内真空室接触。 进气歧管压力的变化使硅 芯片形状改变，硅芯片阻 值随之改变。
• 水温传感器
• 工作原理：传感器内 部为温度系数热敏电 阻，一般为负温度系 数热敏电阻，其电阻 随温度的升高而降低。
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冷却液温度传感器电路图
电阻与温度关系图
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水温传感器电阻、电压与温度的关系
温度 电阻（Ω）电压（V） 温度 （℃） ℃ 20℃ 80℃ 3100Ω 315Ω 3.4V左右 50℃ 电阻 (Ω) 900Ω 170Ω 电压 (V) 1.9V 0.5V
• • • • • 闭环控制功能 执行器控制功能 诊断功能 失效保护功能 跛行功能
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OBD(随车电脑诊断)系统
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(1)光学卡门涡流型
• 工作原理：使一薄金属 箔（称为镜）的表面承 受涡流压力，光敏晶体 管接收到的金属箔上的 反射光是被旋涡调制的 光，再由光敏晶体管输 出调制过的频率信号， 这种频率信号就代表了 空气的流量信号。
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• 曲轴位臵传感器
• 发动机点火的主信号。 • 工作原理：利用多角的 感应转子在转动时使线 圈产生交流电压。 • 一般采用58+2信号。
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曲轴位置传感器线路图
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曲轴位置传感器信号图
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• OBD-I（1985年加利福尼亚大气资源局） • OBD-II（1994～1995美国汽车工程师学会） • M-OBD（2000年后CAN系统）
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• OBD-II
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汽车电子元件信号种类
• 汽车控制系统中存在五种基本类型的电子 信号，把这五种基本的汽车电子信号称为 “五要素”。 • 五要素可以看作控制系统中各个传感器， 控制电脑和其它设备之间相互通讯的基本 语言。
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发动机电控系统
• 电控发动机管理系统的供应商 博世（Bosch）、西门子威迪欧 （Siemens VDO）、德尔福（Delphi）、 马瑞利（Magneti Marelli）、电装 （Denso）、京滨（Keihin ）、Melco、 伟世通（Viston ） 、比亚迪（BYD）、锐 意泰克（Troitec）
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• 爆震传感器
工作原理：爆震传感器有个压电元件，由于爆燃使发动机汽缸 体振动，导致压电元件变形时，压电元件就产生一个电压。
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爆震传感器波形图
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• 元件检测
• 拆下爆震传感器的导线接线器，接通发动机点 火开关。在拆下的两条导线之间电压值应该在 4～6V之间。 • 在爆震传感器与地线间接一个欧姆表，传感器 应该有3300~4500Ω的电阻。
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• 节气门位臵传感器
• 工作原理：线性节气门位臵传感器采用线性电位计，由 节气门轴带动电位计的滑动触点，在不同的节气门开度 下，接入回路的电阻是不同的。
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节气门位置传感器电路图
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• 元件检测
• 在传感器的两个接线端上连接好测试仪器，电 压读数应接近5V。 • 保持点火开关接通，慢慢地开大节气门，检查 节气门位臵传感器输出电压信号。电压表的读 数应该平稳、逐渐地增大。怠速位臵正常的节 气门位臵传感器上测出的读数应为0.5~1v，全 开节气门应为4~5V。
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五要素
• • • • • 直流信号（DC） 交流信号（AC） 固定脉冲信号 调变脉冲式信号 序列式信号
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交流信号（AC）
固定脉冲信号
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调变脉冲信号
序列式信号
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传感器原理与检测
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• 新型氧传感器（宽带型λ氧传感器）
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• 混合气过浓
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• 混合气过稀
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二氧化钛氧传感器波形图
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• 二氧化锆型氧传感器
• 工作原理：锆管内表面与 大气相通 ，锆管内外表面 的氧气含量不同，从而形 成氧离子由高浓度侧向低 浓度侧的扩散,当扩散处于 平衡状态时，两电极间便 形成电动势。所以二氧化 锆氧传感器的本质是化学 电池，亦称氧浓差电池。
• 电控发动机的优点 • 降低排放污染 • 提高发动机的输出功率 • 提高燃料经济性
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• 电控发动机的组成
• • • • • 燃油供给控制系统 进气系统 点火系统 废气排放控制系统 发动机电控系统
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电控发动机分类
• 单点喷射和多点喷射 • 进气管喷射和缸内喷射 • 同时喷射、分组喷射和顺序喷射
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• 元件检测
• 拔下传感器插头，打开点火开关，测量插头上 VC 端子与 E2 端子之间的电压，应为 4.5~5.5v 。 • 插回插头，拆下传感器上的软管，打开点火开 关，测量ECU连接器上PIM与E2端子间在大气 压下输出的电压，读数应符合上图所示。
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• 元件检测
• 3＃：空气流量计的信号线，怠速时22～48，2000r/min为 60～100Hz。 • 4＃：电源4.5～5.5V。
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3、热线式空气流量计
• 工作原理：电流流至热电 阻丝，使其发热。当空气 流经热电阻丝，热电阻丝 相应与进气质量而冷却。 控制流至热电阻丝的电流， 使热电阻丝保持恒温，电 流就与进气质量成正比。
1.2V左右 100℃
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• 进气温度传感器
• 工作原理：传感器内部为温度系数 热敏电阻，一般为负温度系数热敏 电阻，其电阻随温度的升高而降低。 • 作用：测出发动机进气温度，修正 进气量。 • 检测：万用表测电阻/电压 、读数 据流
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进气温度传感器电路图