发动机管理系统.
航空发动机健康管理系统研究与应用
航空发动机健康管理系统研究与应用近年来，随着民航业的快速发展，航空安全问题越来越受到社会和政府的严肃关注。
其中，航空发动机是飞机能否安全起降的关键因素之一。
因此，发动机健康管理系统的研究和应用变得至关重要。
一、发动机健康管理系统的定义和意义发动机健康管理系统指的是一种管理和监测发动机状态的技术系统，它可以通过收集、处理、分析发动机运行数据，评估发动机的健康状况并提供预警信息，从而实现对发动机的全生命周期管理。
发动机健康管理系统的应用可以提高发动机可靠性、延长使用寿命、降低维护成本和提升安全性能。
二、发动机健康管理系统的研究和发展现状目前，国内外航空公司和机构已经开展了大量的研究和应用实践，形成了较为完善的技术体系和管理模式。
其中，美国航空航天局（NASA）和欧洲航空防务集团（EADS）是全球发动机健康管理技术的先进单位，其开发的健康管理软件已被广泛应用于各种类型的航空发动机。
国内也有多家企业投入研发，如汉阳航空发动机有限责任公司、中航工业测控技术研究所等。
三、发动机健康管理系统的研究方法和技术手段发动机健康管理系统的研究主要包括以下几个方面：1、发动机运行数据的收集和分析：通过安装传感器记录发动机运行数据，并采用信号处理技术提取信息。
2、故障检测和诊断：通过建立故障模型和运用机器学习算法实现故障诊断和预测，从而提高发动机的可靠性。
3、健康评估和预警：通过实时分析发动机数据，判断其健康状态，并预测未来可能的故障情况，提供预警信息。
4、维修保养管理：通过发动机健康管理系统提供的健康状态信息，制定针对性的维修保养计划，延长发动机寿命并降低维修成本。
四、发动机健康管理系统的应用情况目前，发动机健康管理系统已经在国内外多家航空公司、机构和发动机制造商得到广泛应用，具有重要的经济效益和安全保障意义。
以航空工业集团旗下的歼-20战斗机为例，其使用的国产涡扇-10C发动机就采用了自主研发的健康管理系统，保证了歼-20战斗机飞行安全和维修保养的高效性。
发动机管理系统
发动机管理系统发动机管理系统是指用来控制和管理发动机运行的一种系统。
它通过计算机控制系统，对发动机的供油、点火、排气等工作进行精确的控制和调节，以实现发动机的稳定运行，提高燃油利用率，减少对环境的污染，从而达到降低车辆能耗、延长发动机寿命的目的。
发动机管理系统主要由发动机控制单元(ECU)、传感器和执行器三大部分组成。
ECU是发动机管理系统的核心，它负责对所有传感器的信号进行处理，结合已经编程的控制策略，对发动机的各种参数进行控制。
传感器则可以感测发动机运行时的一系列参数，如进气量、排气量、火花塞点火时间、氧气含量等等。
执行器则是接受ECU指令，对发动机的各种参数进行控制，如喷油器、点火器、排气液化催化器等。
发动机管理系统的优点主要有以下几个方面：一、提高发动机性能。
发动机管理系统是目前最先进的汽车发动机控制技术，它可以根据车辆的不同行驶情况对发动机进行精确的控制和调节，以达到无差别的顺畅加速效果，让驾驶更为舒适、顺畅。
二、节约燃油。
由于发动机管理系统具有强大的控制能力，可以对全车所有系统进行优化控制，从而达到更好的燃油经济性，提高驾驶者的实现经济效益。
三、降低车辆排放。
发动机管理系统可以监测和控制车辆的排放，遵循绿色环保的设计理念，无论是国内还是国外的环保标准，都可以得到满足，让驾驶者的出行更加环保。
四、延长发动机寿命。
发动机管理系统可以减少发动机因长时间工作而受到的损耗和磨损，让驾驶者的车辆自然保养周期地减少，更加省时省力。
五、降低故障发生率。
现代发动机管理系统具有各种自我诊断功能，一旦发现车辆出现了问题，系统会自动进行诊断并及时提示驾驶者进行处理，从而降低了车辆故障发生率，为驾驶者避免因车辆故障造成的经济和时间损失。
总之，现代汽车越来越智能化，发动机管理系统作为汽车的核心控制系统，不仅可以提高车辆的性能，同时也可以降低车辆的能耗，减少对环境的污染，实现环保和节能。
未来，随着技术的不断进步和发展，汽车行业将会越来越智慧化和智能化，发动机管理系统也将会得到不断的升级和改进，为我们的出行带来更高的便捷性和舒适性。
德尔福发动机管理系统(一)
德尔福发动机管理系统（一）引言概述：德尔福发动机管理系统是一种先进的汽车电子控制系统，旨在优化发动机性能、提高燃烧效率，并实现更低的尾气排放。
本文将介绍德尔福发动机管理系统的基本原理和主要功能，以及其在汽车行业中的应用。
正文内容：一、传感器技术1. 发动机转速传感器：监测发动机转速，为系统提供实时数据。
2. 节气门位置传感器：检测节气门位置，调节进气量，以实现最佳燃烧效果。
3. 氧传感器：测量排气中的氧含量，帮助系统控制燃烧过程。
4. 进气温度传感器：监测进气温度，并根据温度变化调整燃油喷射量。
5. 压力传感器：测量油压、进气压力等参数，优化发动机性能。
二、控制单元和算法1. 内部控制单元：处理传感器数据，执行复杂的算法，实时优化发动机工作状态。
2. 燃油喷射控制算法：根据各种传感器数据，计算最佳燃油喷射量和喷射时间。
3. 点火控制算法：精确控制点火时机，提高燃烧效率和发动机输出功率。
4. 进气控制算法：根据节气门位置和进气温度等参数，优化进气量和气体组成。
5. 故障诊断算法：检测系统故障，并采取相应措施，保证发动机安全可靠运行。
三、排放控制技术1. NOx排放控制：通过优化燃油喷射和点火时机，降低氮氧化物（NOx）的生成。
2. HC和CO排放控制：控制燃料混合物的浓度和点火时机，减少碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）的生成。
3. 防护监测系统：监测排气中的颗粒物浓度，以满足更严格的环保法规要求。
4. OBD系统：实时监测发动机工作状态，检测故障，确保车辆排放符合法规要求。
5. 传感器和控制算法的综合应用：通过传感器技术和控制算法的协同作用，实现更好的排放控制效果。
四、性能提升技术1. 动力增强：通过提高燃烧效率和最佳点火时机，增加发动机输出功率。
2. 燃油经济性优化：通过精确控制燃油喷射量和点火时机，降低燃油消耗。
3. 排挡逻辑优化：根据驾驶条件和转速等参数，优化排挡逻辑，提高驾驶舒适性和燃油经济性。
发动机管理系统
1、发动机管理系统概述
1.1 发动机管理系统的组成与作用
发动机的管理系统组成如图9-1所示。
图9-1 发动机管理系统 1-活性炭罐；2-空气流量计；3-节气门体；4-炭罐电磁阀；5-进气压力传感器；6-涡流控制阀；7-高压油泵；
8-高压喷油器；9-凸轮轴调节器；10-点火模块与火花塞；11-凸轮轴位置传感器；12-前氧传感器； 13-发动机控制模块；14-EGR阀；15-转速传感器；16-爆震传感器；17-发动机温度传感器；
位置信号1的输出电压均为位置信号2的2倍。如果，测量信号有偏差，则更 换加速踏板位置传感器。
3、发动机进气控制
3.2 控制进气量的传感器
3.2.2空气流量计
3.2.2.1空气流量计的作用 空气流量计安装在进气道上（图9-12），靠近空气滤清器，用于测量通过进 气管的空气质量并输入ECM，ECM由此确定需要喷射的燃油量，以控制发动机正 确运转和尾气催化剂正确反应的空气／燃油比。
图9-3 发动机控制模块
2、发动机控制模块（ECM）
2.2 发动机的控制系统
为使得发动机获得符合要求的动力性能和更低的排放污染，发动机ECM需 要对以下六个主要部分进行控制： （1）外部控制。发动机外部控制主要包括： ①主继电器。 ②点火开关。 ③蓄电池。 ④CAN通信。 ⑤防盗供电。
2、发动机控制模块（ECM）
3、发动机进气控制
3.2 控制进气量的传感器
3.2.2空气流量计
3.2.2.3空气流量计的检测 （3）空气流量计的检测。
图9-5 分层充气模式的喷油过程
3、发动机进气控制
3.1 混合气的形成
3.1.1低速时的分层燃烧模式
3.1.1.3混合气形成 混合气形成只发生在40°~50°曲轴角之间（如果曲轴角小于这个范围无法 点燃混合气；如果曲轴角大于这个范围混合气就变成均质充气了，如图9-6所 示）。分层充气模式的空燃比λ为1.6~3.0。
博世最新发动机管理系统课件
要点二
详细描述
博世最新发动机管理系统采用了可变气门正时技术，可以 根据发动机的转速和负荷等因素，对气门开度和气门关闭 时间进行调节。在低转速时，系统会延迟气门关闭时间， 增加进气量，提高燃烧效率；在高转速时，系统会提前关 闭气门，减少进气量，增加发动机的动力输出。此外，可 变气门正时技术还能够改善发动机的噪音和振动性能。
减少排放污染
1 2 3
高效三元催化器
博世最新的发动机管理系统配备了高效的三元催 化器，可以有效地将有害气体转化为无害气体， 从而减少排放污染。
先进后处理系统
该系统采用了先进的后处理系统，可以进一步减 少尾气中的有害物质，从而达到更严格的排放标 准。
空燃比控制
博世发动机管理系统通过精确的空燃比控制，使 发动机在燃烧过程中产生更少的有害物质，从而 减少排放污染。
未来
未来随着智能化和电动化的发展，发动机管理系统将会更 加智能化和高效化，以满足更高的环保和节能需求。
03
CATALOGUE
博世最新发动机管理系统的技 术特点
燃油喷射技术
总结词
精确控制燃油喷射是发动机管理系统中的核心技术，博世最新发动机管理系统采用了高压燃油喷射技术，能够更 加精确地控制燃油喷射的时间和量，从而提高发动机的燃烧效率。
ECU控制系统
总结词
ECU控制系统实现智能化控制和管理，提高发动机综合性能 。
详细描述
博世最新发动机管理系统采用先进的ECU控制系统，实现智 能化控制和管理，对发动机的各项参数进行实时监测和控制 ，提高发动机的综合性能和可靠性。
05
发动机健康管理系统设计方案及流程
发动机健康管理系统设计方案及流程As an essential component of a vehicle, the engine plays a criticalrole in ensuring the smooth operation and performance of the automobile. In recent years, there has been a growing demand for advanced engine health management systems to monitor the health and performance of the engine in real-time, thereby optimizing its efficiency and preventing potential issues. 作为汽车的重要组成部分，发动机在确保汽车平稳运行和性能方面发挥着至关重要的作用。
近年来，对于先进的发动机健康管理系统的需求越来越大，以实时监测发动机的健康状况和性能，从而优化其效率并预防潜在问题。
The design and implementation of an efficient engine health management system require a comprehensive understanding of the various factors that can impact the engine's performance and health. This includes factors such as temperature, pressure, fuel quality, and lubrication, among others. Therefore, the first step in the design process is to conduct a thorough analysis of these factors and their potential impact on the engine. 高效的发动机健康管理系统的设计和实施需要全面了解可能影响发动机性能和健康的各种因素。
汽油发动机管理系统原理概述
汽油发动机管理系统原理概述摘要本文主要对汽油发动机的管理系统设计进行阐述，主要介绍了发动机管理系统的各个组成部分包括：进气系统、供油系统及電子控制系统。
关键词汽油发动机；管理系统；控制策略发动机管理系统简称EMS（Engine Management System），传统也称作电喷系统，其类型繁多但其基本原理大致相同：以电子控制单元为控制核心，以空气流量（或进气压力）和发动机曲轴转速为控制基础，以喷油器和点火器为控制对象，确保获得与发动机各种运行工况相匹配的最佳混合成分、最佳喷油时刻和最佳点火提前角，发动机管理系统一般均由进气系统、供油系统和电子控制系统三部分构成，下面主要介绍非缸内直喷发动机管理系统的基本结构、工作原理及发展动向。
1 进气系统进气系统为发动机可燃混合气提供必需的空气，空气经过空气滤清器、空气流量计、节气门和进气歧管进入发动机气缸内。
一般工作时，空气的流量由通道中的节气门来控制，节气门开度越大进入的空气量就越多，当节气门关闭时空气由旁通通道通过，怠速转速的控制是由怠速调整螺钉和怠速空气调节器调整经过怠速旁通阀的空气量来实现的。
怠速空气调节器由电脑ECU控制，在气温低时启动发动机，怠速空气调节器的通路打开，将暖机必需的空气量送进进气歧管，此时，发动机转速校正怠速较高，随着发动机温度的升高，怠速空气调节器使旁通阀开度逐渐减小，旁通空气量逐渐减小，使发动机转速逐渐低至正常怠速。
进气通道中的空气流量是由空气流量计或绝对压力传感器来采集的，将采集的信号转换成为相应大小的电压脉冲信号输入到ECU（电子控制单元），由ECU 来计算出所需要的喷油量。
一般的节流阀体上均装有进气温度传感器，以测定进气温度，进气温度不同，空气密度不同，从而导致空燃比发生变化，ECU可以根据进气温度采集的信号适时修正喷油量，以达到更精确的空燃比[1]。
2 供油系统供油系统为发动机提供燃烧所必需的燃油，燃油系统由燃油箱、油管、燃油滤芯、燃油泵、喷油器及压力调节器组成，不同厂家的结构有所差别，比如有些厂家的燃油泵、喷油器与压力调节器集成在一个部件中，但其基本结构基本一致。
发动机管理系统故障产生的原因
发动机管理系统故障产生的原因
发动机管理系统故障是汽车发动机在正常运行过程中常见的问题
之一。
故障原因主要有：
一是电子系统故障。
近年来，随着汽车发动机的不断进化，发动
机管理系统也越来越复杂，发动机的激活、智能控制、检验监测和信
号的输入、预处理等都需要靠电子系统完成。
如果电子系统出现故障，将会影响到发动机的正常运行，容易产生故障。
二是传感器和实施器故障。
传感器是发动机管理系统的核心部件，用于监测发动机的运行参数，如气缸内压力、气体流量、气体压力、
温度等。
如果传感器出现故障，将会影响发动机运行参数的采集，并
导致发动机管理系统故障。
三是电子控制单元故障。
电子控制单元是发动机管理系统的控制
中心，主要用于接收传感器的信号，控制电子泵的运行，控制发动机
的进气量、燃油量等。
如果电子控制单元出现故障，也会导致发动机
管理系统故障。
四是燃油压力及喷油量不足。
由于国内汽车的燃油质量不足，燃
料压力不稳定，或者燃油系统中的管路堵塞或喷油器故障，都会导致
燃油和喷油量不足，造成发动机管理系统故障。
最后，发动机故障也是发动机故障的原因之一，在发动机管理系
统中，若发动机出现熄火、气缸压力不均、发动机冷却水温度过高，
会导致发动机管理系统故障。
以上是发动机管理系统故障最常见的几种原因。
要避免发动机出
现故障，车主不仅要定期检查发动机管理系统，还要定期维护汽车，
确保汽车性能良好，降低故障发生率。
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进气歧管压力传感器
概述 该传感器用于监测进气歧管的压力(或 压力与温度)，ECU利用其输出信号结合转 速信号确定进气空气密度与质量。 进气压力与温度传感器，同时可监测 进气温度。
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进气歧管压力传感器
原理 进气歧管压力传感 元件由一个厚度仅几个 微米的硅芯片组成。硅 芯片上蚀刻出一片含有 4 个压电电阻的压力膜 片，这 4 个压电电阻组 成惠斯顿电桥。 硅芯片的一侧为一 个封闭的接近真空的参 考空间，背面承受着通 过接管引入的进气歧管 绝对压力。
频率 f
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爆震传感器
引脚 爆震传感器有3个引脚： 1,2－信号输出，接ECU； 3－接屏蔽。 特点 － － － － 监测元件少，更便于安装； 特性曲线兼容性好； 测量灵敏度高； 结构紧凑、牢固。
注意 － － － － － 传感器安装金属表面须与测量部位直接接触，不能使用任何类型的垫圈； 应按规定的扭矩(20±5Nm)拧紧螺栓； 不要让机油、冷却液、制动液、水等液体长时间接触传感器； 传感器电缆布线时应注意不让电缆发生共振，以免断裂； 避免在传感器1、2引脚间接通高压电，以免损坏压电元件。
检测提示 － 空气流量计正常工作时，借助转接器用万用表测量输出电压应为一个0~ 5V 范围内的连续变化的值。 － 利用一个电吹风向空气流量计吹风，通过由远及近或由近及远地移动电吹 风改变通过流量计的风量，应观察到输出电压由小到大或由大到小的变化。
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爆震传感器
概述 本传感器可用于向电子 控制器提供发动机的爆震 信息，进行爆震控制。 供货产品可根据客户需 求选择插头型和电缆型连 接方式。
热膜式空气流量传感器
概述
空气流量传感器负责 测量发动机进气空气质 量流量。 通过测量该流量，可 以对发动机的排放和输 出功率的工作点进行优 化。
Байду номын сангаас
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热膜式空气流量传感器
原理 在空气质量流量计工作时，若无气流通过，加热区 域两侧温度梯度呈对称分布，两个测量点温度一致。 当气流单向流过时，由于气流通过中心的加热区时 被加热，从而与两侧热膜的热交换情况不同，使流量 计中的两个传感元件测量点温度发生不同变化，产生 温差。温度差随着流量增大而增大。温度差的大小和 正负反映了空气质量流的流量和方向。 内置的评估电路响应地将温差转化为电压信号输出。
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发动机管理系统的构成
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发动机管理系统结构
控制单元
传感器
发动机
执行器
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传感器部分 热膜式空气流量传感器 爆震传感器 进气歧管压力传感器
温度传感器
转速传感器
凸轮轴相位传感器
氧传感器 加速踏板位置传感器 售后服务培训
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爆震传感器
原理
这是一种宽频带的振动加速度传感器， 装在发动机气缸体上。其传感元件的工作是 基于陶瓷的压电特性。 发动机气缸体的振动产生的压力通过传 感器内的质量块传递到压电晶体上。 压电晶体由于受质量块振动产生的压力， 在两个极面上产生交变电压信号输出。
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爆震传感器
说明 爆震传感器监测的最佳位置是通过发动 机机体的模态分析与发动机实验来确定的。 通常，在四缸发动机中爆震传感器安装 在第2和第3缸之间；如果安装两个传感器， 则分别位于第1和第2缸、第3和第4缸之间。 在三缸机中则安装在第2缸的中央。
爆震传感器在四缸机的安装位置 1-爆震传感器位于第2和第3缸之间， 2-如果安装两个传感器，则分别位于 第1和第2缸、第3和第4缸之间。
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爆震传感器
检测提示 － 爆震传感器正常工作时，通过转接器引出信号，利用示波器观察输出波 形应是一个快速交变的曲线；由于受发动机管理系统的控制，其信号输 出可能不明显。 － 当用一定的力量敲击缸体时，应观察到明显的交变信号曲线。
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尽管如此，同样为三缸或四缸机，不同 发动机的爆震传感器安装位置依然可能不 同。
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爆震传感器
特性曲线
特性参数 频率范围： 3~22kHz 5kHz时灵敏度: 26±8mV/g 3~15kHz之间的线形度：5kHz值的±15% 主谐振频率： ＞20kHz 共振时的线性度： 15~39mV/g 电 阻： ＞1MΩ 电 容： 1200±400 pF 灵敏度的温度系数：≤0.06mV/(g.℃) 工作温度范围： -40~130℃ 其中g=9.8m/s2(重力加速度)
HFM5插入型传感器
1－电气接头， 2－电气接头内 部引出端， 3－评估电路， 4－空气进口， 5－传感元件， 6－空气出口， 7－外壳。
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热膜式空气流量传感器
引脚 传感器有5只引脚： 1－附加温度传感器(部分车型悬 空不用)； 2－+12V加热电源； 3－接地； 4－+5V参考电压； 5－信号输出。
特性曲线
信号电压与空气质量流量关系
反向气流 正向气流
特点 — 系统误差低； — 可以进行气流方向的辨识； — 反应时间短； — 功率小、重量轻。
信号电压
空气质量流量
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热膜式空气流量传感器
注意 － 空气流量传感器须安装在空气滤清器之后，应保证滤清器在其寿命范围内 效率达到99%，以减少污染。 － 安装时，连接进出空气管前摸上油脂以利于密封和润滑，油脂不能涂在保 护栅上，以免被吸入将传感部分覆盖。 － 安装时，内部插入件接口应斜向上，避免空气冷凝水进入电路部分； － 流量计是精密传感器件，应尽量远离电磁阀、点火线圈等电磁元件，以减 少对电路部分的干扰。
1－无流量时温度分布，2－有流量时温度分布，3－传感元件，4 －加热区， 5－无流量时温度分布热膜，6－带测量外套管的HFM5， 7－空气流。M1、M2－测量点，T1、T2－对应点的温度， ΔT－用以产生信号的两点间温度差。
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热膜式空气流量传感器
结构
1－测量通道外套， 2－传感元件， 3－安装平面， 4－电路外套， 5－混合评估电路， 6－引出端， 7－O形圈， 8－辅助的温度传 感器。