发动机电控系统示教板

当空气气流流经发热元件使其受到冷却时，发热元件温度降低，阻值减小，电桥电压失去平衡，控制电路将增大供给发热元件的电流，使其温度保持高于温度补偿电阻120℃。电流增量的大小取决于发热元件受到冷却的程度，即取决于流过传感器的空气量。当电桥电流增大时，取样电阻上的电压就会升高，从而将空气量的变化转变为电压信号的变化。信号电压输入ECU后，ECU便可根据信号电压的高低计算出空气质量流量的大小。
使
用
说
明
书
发动机电控系统示教板
一．安全警告与注意事项
二．公司简介
三．系统简介
四．常见故障诊断与排除
五．故障设置功能使用
六．产品保养
七．装箱清单
一、安全警告和注意事项
一：在使用本仪器前，请详细阅读使用说明书；
二：操作本仪器需有一定汽车检测维修基础，对汽车电控知识有一定认识。同时在汽车专业指导老师的规范带领下统一操作；
2、系统组成
220V电源开关、点火开关、发动机控制单元、组合仪表、电磁阀、转速信号轮、空气流量计、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器、节气门体总成、氧传感器、霍尔传感器、汽油泵、检测端子、彩色电路原理图、可移动台架等。
3、工作原理
电控系统的结构与原理
发动机电控系统由传感器与控制开关、电子控制单元、执行器三部分组成。
（4）发动机启动时各缸的识别：发动机启动时，发动机电控单元应知道哪缸处于压缩冲程，以便激励相应的喷油电磁阀。发动机电控单元计算由非接触性磁阻产生的信号确定凸轮轴位置。
4、节气门体
（1）信号作用：发动机不同工况需要的进气量有加速踏板传感器、节气门控制模块和电子式气门体组成的进气调节系统进行调节。踏板传感器传感器安装在加速踏板上，电子式气门体有节气门位置传感器、执行机构和节气门组成。电子式加速踏板传感器将加速踏板的位置信号传送到电子控制器ECU内部的节气门控制模块，有节气门控制模块中处理程序计算出节气门开度的大小之后，再驱动直流电机调整节气门进气通道的开启面积来控制进气量，从而满足发动机不同工况对进气量的需求。这种进气调节系统具有进气量控制精度高，能够实现低排放控制的优点。还可通过控制模块驱动节气门来调节发动机怠速时的进气量。因此，不需要旁通进气道和怠速调节器。
7.进气温度传感器
（1）信号作用：将进气温度信号变换为电信号输入发动机电控单元（ECU），以便（ECU）修正喷油量。
（2）信号失效：信号失效时，就会导致热起动困难、废气排放量增大。
8.离合器踏板开关
（1）离合器踏板开关安装在脚踏板上。
（2）信号作用：发动机电控单元利用该信号识别离合器是分离还是结合，若分离，则喷油量短时减少，确保换挡平顺。
（六）点火系统的故障检测
将点火开关转至ON位，用万用表的直流电压档测量发动机ECU的端子IGF与接地之间的电压，标准值为4.5-5.5V；检测发动机ECU的端子IGT与接地之间的电压0.1-2.5V脉动电压，不符合标准值说明有断路故障设置。
（七）曲轴位置传感器的故障检测
将点火开关转至ON位，启动发动机，用万用表的交流电压档检测曲轴位置传感器，如果无输出电压，说明曲轴位置传感器1端子与ECU的端子断路。关闭点火开关，用万用表的电阻挡检测曲轴位置传感器两端子之间的冷态电阻值为1.63-2.74KΩ、热态时为2.06-3.23KΩ,否则说明NE传感器故障。关闭点火开关，检测发动机ECU端子和NE传感器端子1之间的电阻，应不大于1Ω，否则说明有断路故障设置。
2、故障现象分析
（一）点火线路点火信号(IGT)和反馈信号(IGF)断路故障
图2-2点火线圈
原理和作用：点火系统采用无分电器单独点火方式，每个汽缸都配有一个点火线圈，并安装在火花塞上方。在点火控制中，设置有与点火线圈相同数目的大功率三极管，分别控制每个线圈次级绕组电流的接通与切断。点火控制器根据电控单元ECU输出的点火控制信号IGT，按点火顺序轮流触发功率三极管导通与截止，从而控制每个点火线圈轮流产生高压电，再通过高压线截至输送到每缸火花塞电极间隙上跳火点燃混合气。同时点火器也向发动机ECU输送一个作为安全保护措施的点火确认信（IGF）。单独点火的优点是省去了高压线，点火能量损耗进一步减少；此外，所有高压部件都可安装在发动机汽缸盖上的金属屏蔽罩内，点火系对无线电的干扰可大幅度降低。
（2）信号失效：若信号失效，则尾气排放不良。
10.爆震传感器
（1）信号作用：将发动机爆震信号转换为电信号输入发动机ECU，以便ECU通过修正点火提前角来消除爆震。
（2）信号失效:若信号失效，发动机输出功率降低，加速发闷。
任务2、故障的检测方法及现象分析
1、元件的故障检测方法
（一）油门位置传感器的故障检测
三：在良好的通风条件下进行检测，并且周围有足够的通风；
四：严禁在检测过程中抽烟或产生明火；
五：在进行实训操作时不要带手表、戒指，也不要穿宽大的衣服，披散头发，避免产生不必要的伤害；
六：请严格遵守汽车实训场地中各安全规章制度；
七：在启动实验台前，请先检查电源是否连接可靠，在有一项不符合要求的情况下，切勿启动实验台架。人员应避免靠近安全气囊以免气囊爆发时发生意外。
（3）信号失效：若信号失效，则换挡时会出现发动机熄火现象。
9.氧传感器
（1）信号作用：通过检测排气中氧离子的含量来获得混合气的空燃比信号并将空燃比信号转变为电信号输入发动机ECU。ECU根据氧传感器信号对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控制，从而将过量空气系数控制在1.0左右，使发动机获得最佳浓度的混合气，从而达到降低有害气体的排放量和节约燃油的目的。
（八）进气、排气凸轮轴位置传感器的故障检测
将点火开关转至ON位，启动发动机，用万用表的交流电压挡检测凸轮轴位置传感器（也可用示波器检测波形图2-1），若无输出脉冲电压，说明凸轮轴位置传感器1端子与ECU的进气端子断路，或磁阻元件发生故障。
图2-1波形图
（九）氧传感器的故障检测
将点火开关转至ON位置，检测发动机的ECU的HT与E1间的电压，应为9-14V。发动机运转到转速为2500r/min,预热氧传感器约90S，测量氧传感器的输出电压，应在小于0.4和大于0.55V间反复交替变化。关闭点火开关，检测ECU的端子与氧传感器的OX1A间的电阻，应为1Ω或更小。检测氧传感器的连接端子HT与+B间的电阻，20℃时应为11-16Ω。检测氧传感器端子3与发动机ECU的E27-3间的电阻，应为1MΩ或更大。
卡罗拉1ZR-FE发动机电控原理图1-1：
图1-1发动机电控系统
传感器是一种信号转换装置，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电量参数、物理参数和化学参数等，并将这些参数转换成计算机能识别的电信号输入ECU。1ZR-FE发动机的传感器有空气流量传感器，曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门体、油门踏板位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、离合器踏板开关、氧传感器和爆震传感器等。将这些传感器信号输入电控单元，用于在发动机整个工作范围内控制最优燃油喷射量、喷射时间，以减少废气排放并提高发动机功率和燃油经济性。
本公司生产的教学设备是针对各级别的学生学习实训而生产设计的一种实物演示教具，适用于各级别学员的学习和考核，提高学员学习效率，减轻老师教学负担。
三、系统简介
1、系统操作指导
接通220V交流电源并确保电源接地良好，打开示教板左下方红色电源开关（电源指示灯点亮）检查一切系统配件有无破损情况。打开点火开关至START，方可操作教学.
（2）信号作用：采集发动机曲轴转动角度和发动机转速信号，并将信号输入ECU，以便确定和控制喷油时刻与点火时刻。
（3）信号失效：信号失效时，发动机熄火。
（4）快速启动识别：为了让发动机快速启动，发动机电控单元计算来自霍尔传感器的发动机转速传感器信号。并利用来自霍尔传感器的信号识别各缸。曲轴传感器轮上由两个齿缺，当曲轴转过半圈时，发动机电控单元就会获得一个相关信号。通过此方式，发动机电控单元在初期就可识别相关各缸的曲轴位置并控制相应的电磁阀来进行喷射循环。
（2）信号作用：发动机电控单元利用该测量值计算喷油时间和点火时间。
（3）信号失效：信号失效时，发动机电控单元用一个固定值来替代。
2.曲轴位置传感器
（1）曲轴位置传感器又称为发动机转速或曲轴转角传感器，位于缸体上。它是一个电磁感应式，信号盘由36个齿和2个齿轮（两个大齿），齿缺相距180°，作为确定曲轴位置的参考标记。
传感器包括空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门体、油门踏板位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、离合器踏板开关、氧传感器和爆震传感器等。
电子控制单元ECU采集的控制开关信号主要有点火开关信号、起动开关信号、电源电压信号、空调开关信号和空档安全开关信号等。
执行器主要有电动燃油泵（油泵继电器）、电磁喷油器、清污VSV、凸轮轴正时机油阀。
八：实验台运行时，请勿靠近旋转部位，以免发生意外。
二、公司简介
我公司是专业从事现代汽车教学实训设备的科研开发与经营的高新科技实体，并同时生产各类汽车检测维修保养设备，“诚信、专业、高效、规范”是我们的宗旨，“以创新为目标，执行为手段打造一流的生产教学实训器材基地”是我们共同追求的目标。现我公司所生产的系列教学产品已在国内各职业大专院校和科研部门大量投入使用。在此，我们愿与各界同仁们真诚合作、与时俱进、共同发展。在设备使用过程中如有好的建议与意见，欢迎指正，我们将不断努力持续开发出更多更好的教学实训产品奉献给广大用户。
将点火开关转至ON位置，检测发动机ECU的VPA2与EPA2间的电压，节气门全闭时，电压应为0.3-1V；节气门全开时，电压为2.7-5.2V。关闭发动机，检测油门位置传感器端子1与2间的电阻应为4.5-5.9Ω，端子3与5间的电阻应为8-10.2Ω。
（二）空气流量传感器的故障检测
将点火开关转至ON位置，不启动发动机，用万用表的直流电压档检测空气流量计连接器端子VG与E2间的电压，应为9至14V。启动发动机，发动机怠速时，检测发动机和ECT ECU连接器E2G与E2间的电压，应为0.5至3V。关闭点火开关，用万用表的电阻档测量空气流量计5端子与发动机ECU间的电阻，应为1Ω或小于1Ω，检测空气流量计端子4与发动机ECU间的电阻，应为1Ω或小于1Ω，否则说明线路被设置断路的故障。