發(fā)動機(jī)電控技術(shù)論文
發(fā)動機(jī)電控技術(shù)論文
隨著微機(jī)、電子技術(shù)的日臻完善以及材料工藝的蓬勃發(fā)展，發(fā)動機(jī)電控技術(shù)取得了更大的突破。 下面是小編為大家精心推薦的發(fā)動機(jī)電控技術(shù)論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
發(fā)動機(jī)電控技術(shù)論文篇一
現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的探討
摘 要： 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展,特別是微機(jī)技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用,使得汽車的內(nèi)涵和功能不斷拓展和延伸,汽車機(jī)電一體化―汽車電子化正逐漸成為現(xiàn)代汽車(特別是轎車)的基本特征。
關(guān)鍵詞： 轎車; 電控技術(shù)
中圖分類號： U464 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1009-8631(2011)03-0062-01
一、概述
現(xiàn)代轎車電控技術(shù)的理論基礎(chǔ)就是現(xiàn)代控制理論。從早期的經(jīng)典控制到目前的智能控制，控制理論在汽車電控中得到了廣泛的應(yīng)用。主要有PID控制、最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、滑模控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及預(yù)測控制等。現(xiàn)代控制理論的發(fā)展使得電控系統(tǒng)更能適應(yīng)復(fù)雜的多變量系統(tǒng)、時變系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)，甚至對于數(shù)學(xué)模型不甚精確的系統(tǒng)也能實施精確有效的控制。而這正是發(fā)動機(jī)電控得以實現(xiàn)的前提。就其結(jié)構(gòu)而言，電控系統(tǒng)主要由傳感器、電子控制組件(ECU)、執(zhí)行器 3個部分組成。傳感器作為輸入部分，用于測量物理信號(溫度、壓力等)，將其轉(zhuǎn)換為電信號;ECU的作用是接收傳感器的輸入信號，并按設(shè)定的程序進(jìn)行計算處理，輸出處理結(jié)果;執(zhí)行器則根據(jù)ECU輸出的電信號驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使之按要求變化。
1.電子控制組件(ECU)
ECU以微機(jī)為中心。還包括前置的A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)字信號緩沖器以及后置的信號放大器等。微機(jī)運算速度快、精度高，能實時控制，并具備多中斷響應(yīng)等功能。目前，汽車電控系統(tǒng)采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，把發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)、車身電控系統(tǒng)、底盤電控系統(tǒng)及信息與通信系統(tǒng)等各系統(tǒng)的ECU相聯(lián)結(jié)，形成機(jī)內(nèi)分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)汽車電子綜合控制。
2.傳感器
汽車傳感器的工作條件極為惡劣，因此，傳感器能否精確可靠地工作至關(guān)重要。
3.執(zhí)行器
執(zhí)行器用來精確無誤地執(zhí)行 ECU發(fā)出的命令信號。因此 ，執(zhí)行器工作的精確與否將最終影響電控的成敗，正因如此，其工作可靠性和精確性一直作為研究重點而倍受關(guān)注。
二、發(fā)動機(jī)電控技術(shù)及應(yīng)用
發(fā)動機(jī)電控技術(shù)可分為電控汽油噴射、電子點火、怠速控制、排氣再循環(huán)控制、增壓控制、故障自診斷、故障保險、備用控制以及其它控制技術(shù)。
1.電控汽油噴射(EFI)系統(tǒng)
電控汽油噴射系統(tǒng)(簡稱電噴系統(tǒng))是60年代末開始發(fā)展起來的，其突出優(yōu)點在于空燃比的控制更為精確，可實現(xiàn)最佳空燃比，而且電噴技術(shù)提高了汽油的霧化、蒸發(fā)性能，加速性能更好，發(fā)動機(jī)功率和扭矩顯著升高。
目前，電噴系統(tǒng)主要采用開環(huán)與閉環(huán)控制(反饋控制)相結(jié)合的方式。對諸如暖機(jī)、怠速等需要供給濃混合氣的工況采取開環(huán)控制，此外則通過排氣管中設(shè)置的氧傳感器，測量實際空燃比來進(jìn)行反饋控制。
2.電子點火控制系統(tǒng)
微機(jī)控制電子點火系統(tǒng)可控制并維持發(fā)動機(jī)點火提前角(ESA)在最佳范圍以內(nèi)，使汽油機(jī)的點火時刻更接近于理想狀態(tài)。
在微機(jī)控制點火系統(tǒng)中，目前出現(xiàn)了一種無分電器點火(DLI)系統(tǒng)，它取消了普通微機(jī)控制點火系統(tǒng)中的分電器，改由ECU內(nèi)部控制各缸配電。這樣點火線圈產(chǎn)生的高壓電，不需經(jīng)過分電器分配，直接就送至火花塞發(fā)生點火。無分電器點火系統(tǒng)可消除分火頭與分電器蓋邊電極的火花放電現(xiàn)象，減少電磁干擾。
在發(fā)動機(jī)的點火控制中，同樣采用了開環(huán)和閉環(huán)相結(jié)合的控制形式。起動階段的點火時刻由ECU中的專門信號進(jìn)行開環(huán)控制;正常運行期間，則通過增設(shè)爆震傳感器進(jìn)行爆震反饋控制，根據(jù)爆震傳感器的反饋信號調(diào)整點火時刻使發(fā)動機(jī)在臨界爆震狀態(tài)。
3.怠速控制 (ISC)系統(tǒng)
怠速控制的基本原理是ECU根據(jù)冷卻水溫、空調(diào)負(fù)荷、空檔信號等計算目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并與實際轉(zhuǎn)速相比較，同時檢測節(jié)氣門全關(guān)信號及車速信號，判斷是否處于怠速狀態(tài)，確認(rèn)后則按目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速之間的差值來驅(qū)動執(zhí)行器調(diào)整控制進(jìn)氣量。
目前，除了怠速轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性控制之外，怠速控制還可以實現(xiàn)起動控制、暖機(jī)控制以及負(fù)荷變化控制等功能，這樣多種功能的集中，不僅簡化了機(jī)構(gòu)，而且也提高了怠速控制的精確性。
4.排氣再循環(huán) (EGR)電控系統(tǒng)
國外的早期研究發(fā)現(xiàn)，將少量的排氣(5%～20%)再次循環(huán)進(jìn)入氣缸與新鮮可燃混合氣混合后燃燒，可有效抑制NOx的產(chǎn)生。常用的措施是用專門的管道將部分排氣引至進(jìn)氣管，由ECU控制EGR閥改變流通截面來調(diào)節(jié)排氣量，實現(xiàn)再循環(huán)排氣率的變化。通常在發(fā)動機(jī)暖機(jī)、怠速、低負(fù)荷、高負(fù)荷等工況不需進(jìn)行EGR控制。
5.增壓電控系統(tǒng)
發(fā)動機(jī)中增壓系統(tǒng)的安裝日漸增多，其目的是為了提高進(jìn)氣效率。電控增壓系統(tǒng)的研制開發(fā)使增壓技術(shù)又跨上了一個新臺階。目前，應(yīng)用較普遍的是電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)。通常增壓器是為與發(fā)動機(jī)低速小負(fù)荷工況相匹配而設(shè)計的，當(dāng)發(fā)動機(jī)大負(fù)荷運行時容易導(dǎo)致增壓器超速運行而損壞，為此，電控廢氣渦輪增壓系統(tǒng)專門在排氣管中廢氣渦輪室處增加了一旁通氣道，由ECU控制切換閥的開度大小進(jìn)行調(diào)整。通常情況下切換閥閉合，廢氣通過渦輪氣室排出，一旦發(fā)動機(jī)大負(fù)荷運行將導(dǎo)致廢氣渦輪轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)進(jìn)氣壓力超過限值時，ECU便會通過相應(yīng)機(jī)構(gòu)開啟切換閥，使旁通氣道導(dǎo)通，廢氣不經(jīng)渦輪室而直接由旁通氣道排出，增壓器停止工作。
6.故障自診斷系統(tǒng)
現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng)中，ECU一般都帶有故障自診斷系統(tǒng)，自行監(jiān)測、診斷發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)各部分的故障。對于傳感器，可通過檢測其信號是否超出規(guī)定范圍來直接進(jìn)行判斷，對于執(zhí)行器，則在其初始電路中增設(shè)專門回路來實現(xiàn)監(jiān)測，對于ECU本身，也有專用程序進(jìn)行診斷。
故障自診斷系統(tǒng)時刻監(jiān)測各控制系統(tǒng)的工作情況，當(dāng)出現(xiàn)故障時，一般轎車儀表板上的故障指示燈可閃爍報警，同時將故障信息以代碼的形式保存在微機(jī)的存儲器中，維修時不僅可以通過故障指示燈間斷閃爍來顯示，也可以通過專用的檢測儀器以數(shù)字的形式顯示故障代碼，以便進(jìn)一步通過手冊查出故障原因。
7.故障保險系統(tǒng)及故障備用控制系統(tǒng)
當(dāng)自診斷系統(tǒng)檢測出傳感器及其電路故障后，ECU中的故障保險系統(tǒng)隨之自動啟動發(fā)揮作用。故障保險系統(tǒng)會用程序設(shè)定的數(shù)據(jù)取代故障部分輸入的非正常信號，進(jìn)行直接控制。故障保險系統(tǒng)一般通過軟件編程來實現(xiàn)。
8.其他電控系統(tǒng)
(1)進(jìn)氣渦流電控系統(tǒng)
進(jìn)氣渦流可以促進(jìn)汽油蒸發(fā)以及與空氣的均勻混合，提高燃燒效率。其結(jié)構(gòu)是在進(jìn)氣口附近增設(shè)一―渦流控制閥，通過ECU采集轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、冷卻水溫等信號，并加以處理后控制其旋轉(zhuǎn)角度，引導(dǎo)氣流偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生渦流，調(diào)節(jié)渦流比，實現(xiàn)渦流控制。
(2)可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)
可變進(jìn)氣控制系統(tǒng)是從增加進(jìn)氣量、提高進(jìn)氣效率的角度出發(fā)來改善發(fā)動機(jī)動力性能的，該系統(tǒng)有兩種類型:一種是可變流通面積控制方式，它通過ECU控制安裝在進(jìn)氣管道中的控制閥的旋轉(zhuǎn)角度來改變其進(jìn)氣流通截面，滿足不同工況對進(jìn)氣量的需求;另一種是可變流通長度控制方式，由ECU控制進(jìn)氣管道中的控制閥來調(diào)整進(jìn)氣管的長度。
(3)進(jìn)氣溫度預(yù)熱控制系統(tǒng)
進(jìn)氣溫度預(yù)熱控制系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)低溫起動時的進(jìn)氣溫度來促進(jìn)汽油蒸發(fā)，改善排放性能。
三、結(jié)語
從上述發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)中不難看出，轎車汽油發(fā)動機(jī)的微機(jī)控制時代已經(jīng)來臨，并且隨著微機(jī)、電子技術(shù)的日臻完善以及材料工藝的蓬勃發(fā)展，再加上控制理論的不斷成熟完善，發(fā)動機(jī)電控技術(shù)有望取得更大的突破。
發(fā)動機(jī)電控技術(shù)論文篇二
汽車電控發(fā)動機(jī)故障診斷技術(shù)
[摘要]近年來，隨著電子技術(shù)在汽車制造領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，汽車的智能化和電子化程度越來越高。對汽車各系統(tǒng)和用電設(shè)備的控制基本實現(xiàn)了功能組合化、控制電子化和連接標(biāo)準(zhǔn)化，使汽車的性能更加完善。同時對汽車的故障診斷與維修有了更高層次的要求。因此，在對電子控制發(fā)動機(jī)的故障診斷與維修方面，不能再延續(xù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗檢查方法進(jìn)行故障判斷。為此，必須針對電控發(fā)動機(jī)的常見故障采取行之有效地排除方法，以此來確保汽車的正常行駛。首先對汽車電控發(fā)動機(jī)的故障特點進(jìn)行簡介，并在此基礎(chǔ)上提出汽車電控發(fā)動機(jī)常見故障及排除方法。
[關(guān)鍵詞]電控發(fā)動機(jī);故障;診斷;排除
[中圖分類號]F407.471
[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A
[文章編號]1672-5158(2013)05-0242-01
1發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的組成及作用
1.1燃油系統(tǒng)。燃油系統(tǒng)的功能是向汽缸或進(jìn)氣管噴射燃燒時所需的燃油量。燃油從燃油箱內(nèi)由電動汽油泵吸出，經(jīng)汽油濾清器后，再由壓力調(diào)節(jié)器加壓，將壓力調(diào)節(jié)到比進(jìn)氣管壓力高出約250KPa壓力，然后經(jīng)輸油管配送給噴油器和冷起動噴油器，噴油器根據(jù)電控單元ECU發(fā)來的脈沖信號，把適量燃油噴射到氣缸內(nèi)。
1.2進(jìn)氣系統(tǒng)。進(jìn)氣系統(tǒng)為發(fā)動機(jī)可燃混合氣的形成提供必須的空氣?？諝饨?jīng)過空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門體、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣岐管進(jìn)入氣缸。
1.3電控系統(tǒng)。電控系統(tǒng)是電控單元根據(jù)傳感器檢測到的發(fā)動機(jī)運行工況和汽車運行工況來確定噴油量及點火提前角，從而控制發(fā)動機(jī)在最佳工況下的運轉(zhuǎn)。
2汽車電控發(fā)動機(jī)的故障特點
汽車電控發(fā)動機(jī)的電子控制部分通常包括以下部件：ECU、執(zhí)行器和傳感器等，這些部件都是由各種電子電路及電子元器件組成。幾乎所有的電子元器件都對溫度以及過電壓較為敏感，一旦這些電子元器件或是電路出現(xiàn)故障，那么便有可能導(dǎo)致電控部分的某個零件無法正常運轉(zhuǎn)，這樣電控發(fā)動機(jī)也會隨之出現(xiàn)相應(yīng)的故障。汽車電控發(fā)動機(jī)的故障特點主要有以下幾個方面：
2.1元件擊穿。電子元件被過電壓擊穿或在高溫、大電流擊穿，故障現(xiàn)象表現(xiàn)為短路或斷路。例如，電子點火控制器內(nèi)部的電容或三極管被擊穿，就會使點火控制器工作異常，造成點火線圈次級繞組無法產(chǎn)生高壓電，高壓火線不跳火或火花弱，故障現(xiàn)象表現(xiàn)為發(fā)動機(jī)無法啟動或工作異常。
2.2元件老化或性能退化。電子元件長期在高溫、電壓、電流變化頻繁、灰塵等惡劣條件下工作，就會使其老化或性能退化。
2.3線路故障。主要包括接線松脫、接觸不良、潮濕、腐蝕等導(dǎo)致的絕緣不良短路、旁路等。傳感器和執(zhí)行器都是固定在發(fā)動機(jī)某一位置上，通過導(dǎo)線與電控單元ECU連接，若導(dǎo)線接頭插接不良或?qū)Ь€短路等，就會使傳感器無法將檢測的信號傳給電控單元，而電控單元不能控制執(zhí)行器工作，從而造成發(fā)動機(jī)工作異常。
3電控發(fā)動機(jī)故障診斷方法
3.1直觀診斷
直觀診斷就是通過人的感覺器官對汽車故障現(xiàn)象進(jìn)行看、問、聽、試、嗅等，了解和掌握故障現(xiàn)象的特點，通過人的大腦進(jìn)行分析、判斷得出結(jié)論的診斷方法。直觀診斷方法，也稱經(jīng)驗診斷或人工診斷。
直觀診斷的主要內(nèi)容有：(1)看(即目測檢查)，其目的是了解電控發(fā)動機(jī)的電控系統(tǒng)類型、車型，在進(jìn)入更為細(xì)致的測試和診斷之前，能消除一些一般性的故障原因。(2)問(即詢問客戶)，為了迅速地檢查故障源，首先必須了解出現(xiàn)的情形、條件、如何發(fā)生及是否已檢修過等與故障有關(guān)的情況和信息。(3)聽，主要是聽發(fā)動機(jī)工作時的聲音;有無爆燃、有無敲缸、有無失速、有無進(jìn)氣管或排氣管放炮等現(xiàn)象。(4)試，主要是維修人員根據(jù)前述檢查，有針對性地試車，以便進(jìn)一步確認(rèn)故障。
3.2利用隨車故障自診斷系統(tǒng)診斷
隨車診斷是利用汽車上電控系統(tǒng)所提供的故障自診斷功能對電控發(fā)動機(jī)故障進(jìn)行診斷的方法，即利用故障自診斷系統(tǒng)調(diào)取發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的有關(guān)故障代碼，然后根據(jù)故障代碼表的故障提示，找出故障所在。
3.3利用儀器進(jìn)行診斷
3.3.1利用簡單儀表診斷
利用簡單儀表診斷，就是利用以萬用表和示波器為主的通用儀表，對電控發(fā)動機(jī)故障進(jìn)行診斷的方法。因為電控系統(tǒng)的各部件均有一定的電阻值范圍，工作時有輸出電壓信號范圍和輸出脈沖波形，因此用萬用表測量元件的電阻或輸出電壓，用示波器測試元件工作時的輸出電壓波形，用萬用表測量導(dǎo)通性等可判斷元器件或線路是否正常。
3.3.2利用專用診斷儀器診斷
汽車的電子化迫使對汽車故障的診斷手段進(jìn)行變革，隨著汽車電子化的進(jìn)程，各種汽車專用診斷儀器應(yīng)運而生。其中包括各種大大小小的電控發(fā)動機(jī)故障分析儀、發(fā)動機(jī)控制電腦綜合分析儀，尤其以發(fā)動機(jī)控制電腦分析儀所占比例最大，診斷效果最好。
3.4故障癥狀模擬診斷法
在對電控發(fā)動機(jī)故障診斷中，經(jīng)常會碰到發(fā)動機(jī)有故障但沒有明顯故障癥狀的現(xiàn)象，這為我們診斷工作帶來較大困難。在這種『青況下，我們運用上述介紹的各種檢查方法，盡可能的縮小故障范圍。然后模擬出現(xiàn)故障時相同或相似的條件和環(huán)境，找出故障原因，有針對性的維修排除故障。
3.4.1振動法(1)連接器：在垂直和水平方向輕輕搖動連接器。(2)配線：在水平和垂直方向輕輕擺動配線。連接器接頭、振動支架和穿過開口的連接器體都是應(yīng)仔細(xì)檢查的部位。(3)零件和傳感器：用手指輕拍裝有傳感器的零件，檢查是否失靈。不可用力拍打繼電器，否則可能會使繼電器開路。
3.4.2加熱法：用電吹風(fēng)或類似工具加熱可能引起故障的零件，檢查是否出現(xiàn)障。加熱時不可直接加熱ECU中的元件，且加熱溫度不得高于60℃。
3.4.3水淋法：用水噴淋在車輛上，檢查是否發(fā)生故障。注意不可將水直接噴在發(fā)動機(jī)零部件上，而應(yīng)噴在散熱器前面，間接改變溫度和濕度，也不可將水直接噴在電子器件上，尤其應(yīng)防止水滲漏到ECU內(nèi)部。
3.4.4電器全接通法：接通所有的電器負(fù)載，包括加熱器、前燈、后窗除霧器等，檢查是否發(fā)生故障。
4維修人員在檢測與維修中需要注意的幾個事項
首先，在進(jìn)行電控發(fā)動機(jī)故障檢修時，不論發(fā)動機(jī)是否在運轉(zhuǎn)，只要點火開關(guān)接通，決不可斷開任何正在工作的電氣裝置。因為在斷開這類裝置時，由于任何一個線圈的自感作用，都會產(chǎn)生很高的瞬時電壓，使電腦及傳感器嚴(yán)重受損。
其次，對微機(jī)及與之連接的傳感器、執(zhí)行器進(jìn)行檢修時，操作人員須預(yù)先消除身上的靜電，一定要帶上接鐵金屬帶，將其一端纏在手腕上，另一端夾到車身上，避免靜電造成微機(jī)系統(tǒng)的損壞。
還需要注意的是，對電控系統(tǒng)進(jìn)行檢修時，應(yīng)避免電控系統(tǒng)由于過載而損壞。為此應(yīng)特別注意幾點：比如不可以用試燈對電控系統(tǒng)的傳感器部分和電腦控制單元進(jìn)行檢查;除了某些車輛的測試程序中有特殊說明外，—般不能用指針式萬用表檢查電控系統(tǒng)部分的電阻，而應(yīng)該用高阻抗的數(shù)字式萬用表或是電控系統(tǒng)專用檢測儀表。
最后，對電控發(fā)動機(jī)，由于電腦主要是根據(jù)空氣流量計測得的空氣量來控制噴油器的噴油量的，因此要特別注意進(jìn)氣系統(tǒng)的密封性，不然會造成對電噴系統(tǒng)的極大影響。比如要注意乙烯塑料軟管是否脫落，進(jìn)氣系統(tǒng)的零件是否脫開、松動或裂開等等。
參考文獻(xiàn)
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