发动机辅助电控系统
汽车发动机电控系统教案
汽车发动机电控系统教案教案目标：通过本节课的学习，学生将能够：1. 了解汽车发动机电控系统的基本原理和功能；2. 熟悉常见的发动机故障诊断方法；3. 掌握发动机电控系统的常见故障处理技巧。
教学步骤：一、导入（10分钟）1. 引入本节课的主题，让学生了解本节课的学习目标。
二、理论讲解（30分钟）1. 简要介绍汽车发动机电控系统的基本原理，包括传感器、执行器、控制单元等组成部分；2. 详细讲解发动机电控系统的主要功能，如点火控制、燃油喷射控制等；3. 引导学生了解常见的发动机故障，如点火系统故障、燃油系统故障等；4. 讲解发动机故障诊断的基本流程和方法，如故障码读取、传感器检测等。
三、实例分析（30分钟）1. 呈现一些实际的发动机故障案例，让学生进行分析和诊断；2. 引导学生利用故障码读取和传感器检测工具对故障进行定位；3. 分组进行小组讨论，互相交流不同故障案例的处理思路和方法。
四、实践操作（30分钟）1. 利用模拟车辆和故障模拟器等实训设备，让学生进行实际的故障处理操作；2. 鼓励学生根据实际故障情况进行独立思考和解决。
五、总结（10分钟）1. 学生进行本节课的总结，总结学习到的发动机电控系统知识和故障处理技巧；2. 教师进行总结性讲解，强调发动机电控系统在汽车维修中的重要性和应用。
教学过程中的注意事项：1. 强调学生的参与性，鼓励学生提问和互动；2. 提供丰富的案例和实践操作环节，加强学生的动手能力；3. 教学语言清晰简明，避免使用难以理解的专业术语；4. 提供适当的教学辅助材料，如故障码手册、电路图等；5. 鼓励学生进行小组讨论和合作，促进学生之间的互相学习和交流。
教案评价与调整：根据学生的表现和反馈情况，及时调整教学进度和内容，确保学生的学习效果和兴趣。
可结合期中期末考试、课堂测验等方式进行评估。
同时，根据学生掌握情况进行复习和巩固知识点。
发动机电控系统的组成
发动机电控系统的组成
发动机电控系统由电控单元( ECU)、传感器和执行器三大部分组成。
三个组成部分分别有不同的功能，它是从普通电子控制演变为微型电脑控制，集成为综合功能控制系统。
电控汽油喷射系统具有一个电子控制单元（ECU），它是系统的核心控制元素。
一方面，ECU从传感器接收信号；另一方面，ECU接收来自传感器的信号。
另一方面，它完成了信息的处理，并同时发出相应的控制指令来控制执行器的正确动作。
传感器负责为电子控制单元提供汽车的运行状况和发动机的工作状况。
主要传感器为：进气歧管绝对压力传感器，冷却液温度传感器，进气温度传感器，空气流量传感器，节气门位置传感器，油门踏板位置传感器，曲轴位置和速度传感器，凸轮轴位置传感器，燃烧传感器和氧气传输传感器。
执行器负责执行电子控制单元发出的指令。
主要执行器是：电动燃油泵，喷油器，点火线圈，怠速执行器，碳罐控制阀，电子节气门，可变进气管长度控制电磁阀，正时控制执行器和发动机上的其他辅助设备。
5章发动机电控技术- 辅助控制系统29
授人以鱼不如授人以渔
4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.1 谐波增压控制系统（ACIS）
1．压力波的产生
当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但 由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升。当气 体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。 膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。 2．压力波的利用方法 一般而言，进气管长度长时，压力波长，可使发动机中低转速区功率增大；进气管 长度短时，压力波波长短，可使发动机高速区功率增大。
授人以鱼不如授人以渔
4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.2 动力阀控制系统
朱明工作室 zhubob@
功用：根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。
工作原理：受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。 发动机小负荷运转时，受ECU控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不 能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小 功率。当发动机负荷增大时，ECU根据转速、温度、空气流量信号将真空 电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力 阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率。
朱明工作室 zhubob@
（4-2-1）
授人以鱼不如授人以渔
发动机电控系统的组成及作用
发动机电控系统的组成及作用发动机电控系统是现代内燃机车辆中的重要部分，它由多个组件组成，包括传感器、执行器、控制器等，这些组件通过电子信号的传输和处理，协调发动机的工作状态，以提高发动机的效率、可靠性和环保性能。
以下将详细介绍发动机电控系统的组成及作用。
1.传感器：传感器是发动机电控系统的重要组成部分，它们可以感知发动机各种物理量的变化，并将其转化为电信号输入到控制器中。
常见的发动机传感器包括进气压力传感器、进气温度传感器、曲轴位置传感器、氧传感器等。
通过传感器提供的实时数据，控制器可以实时监控发动机的运行状态，并根据需要进行调整。
2.执行器：执行器是发动机电控系统的另一个重要组成部分，它们通过控制流体或电力等方式，调整发动机的工作参数，以实现对发动机的控制。
常见的发动机执行器包括喷油器、进气门控制器、点火线圈等。
通过执行器的控制，可以实现对发动机的点火时间、燃油喷射量以及气缸进气门的开闭时间等参数的精确控制。
3.控制器：控制器是发动机电控系统的核心部件，它接收传感器的输入信号，根据事先编程好的逻辑和算法进行信号处理和控制决策，然后输出控制信号给执行器，以调整发动机的工作状态。
控制器通常采用微处理器或单片机等集成电路实现。
现代的发动机电控系统一般使用专用的电控单元（ECU）作为控制器，它可以实现高速、高精度的信号处理和控制功能。
4.电源系统：电源系统为发动机电控系统提供电力供应，确保各个组件正常工作。
其中主要包括蓄电池和发电机。
蓄电池负责提供电力给发动机电控系统，在发动机熄火时，蓄电池为电控系统提供电力供应；发电机则在发动机运行时，向蓄电池充电，并维持系统的电力供应稳定。
5.诊断系统：诊断系统是发动机电控系统中的重要组成部分，它通过对发动机工作状态的监测和故障码的记录，能够帮助技师准确定位和排除故障。
现代发动机电控系统通常配备了OBD（On-board Diagnostic）接口，可以通过连接诊断仪器，实现故障码的读取和系统参数的实时监测，以提供技术支持和便捷的维修服务。
汽车发动机电控技术
3）电子控制式（EFI型）
组成：空气供给系统、燃油供给系、控制系统
电喷发动机的工作原理及组成
一、进气系统流程图
空气滤清器
空气流量计
进气歧管压力传感器
节气门位置传感器
进气管
怠速空气控制阀
发动机
空气滤清器
节气门位置传感器
怠速空气控制阀
进气管
发动机
D型
L型
燃油系统
燃油泵的控制
（4/5）
开路 继电器
EFI继电器
燃油泵
IG
ST
点火 开关
FC
E1
STA
NE
NE信号
发动机ECU
微处理器
GSFC
GSW
空气囊中央传感器总成
3. 燃油泵关闭系统 有些汽车有这样的机械装置，在遇到下述情况时，燃油泵控制系统能使燃油泵停止运转，以保证安全。 当空气囊充气胀开时
汽车发动机电控技术
一、发动机上常用的电控系统有： 电控燃油喷射系统EFI、 电控点火系统ESA、 怠速控制系统ISC、 排放控制系统、 增压控制系统、 自我诊断与报警系统、 失效保护系统和应急备用系统。
提高发动机的动力性； 提高发动机的燃油经济性； 降低排放污染； 改善发动机的加速和减速性能； 改善发动机的起动性能； 发动机故障发生率大大降低。
喷油时间控制
各种矫正
（2/11）
大
2. 预热加浓
校正期间 的喷油量
小
低
冷却液温度（C）
高
0
发动机ECU在冷机时，因为此时燃油不容易雾化，所以，燃油的喷射量就需增加。 从而达到较好的行车性。 最大校正量是常温下的两倍。
维修提示: 如果温度传感器失灵时，可考虑这是引起发动机的行车性较差的原因之一。
简述发动机电控系统的组成
简述发动机电控系统的组成发动机电控系统是现代汽车中不可或缺的一个部分，它负责控制发动机的运行状态，以确保其正常工作。
本文将详细介绍发动机电控系统的组成。
一、发动机电控系统的概述发动机电控系统是指由一系列传感器、执行器和控制器组成的系统，它可以监测和调节发动机的燃油供应、点火时间、排放和其他参数，以确保发动机始终处于最佳状态。
该系统通过计算机来实现对发动机的精确控制。
二、传感器1. 气流传感器气流传感器是用于测量进气量的传感器。
它通常安装在空气滤清器后面，可以检测到进入发动机的空气量，并将这些信息发送到计算机中进行处理。
2. 进气温度传感器进气温度传感器用于测量进入发动机的空气温度。
这个信息对于计算燃油供应量非常重要，因为冷空气需要更多燃料才能达到理想的混合比。
3. 位置传感器位置传感器通常安装在油门阀上，用于监测油门踏板的位置。
这个信息可以用来计算油门开度，以便调整燃油供应量。
4. 氧气传感器氧气传感器用于测量排放物中的氧气含量，并将这些信息发送到计算机中进行处理。
根据这个信息，计算机可以调整燃油供应量以确保发动机正常工作。
5. 曲轴位置传感器曲轴位置传感器用于测量曲轴的转速和相位。
这个信息对于计算点火时间和燃油喷射时间非常重要。
6. 冷却液温度传感器冷却液温度传感器用于测量冷却液的温度。
这个信息可以用来控制冷却系统，确保发动机不会过热。
三、执行器1. 燃油喷射器燃油喷射器是一种执行器，它通过控制燃油的喷射时间和数量来调整发动机的工作状态。
当计算机接收到来自各种传感器的数据后，它会向喷射器发送指令，以便按需释放适当数量的燃料。
2. 点火线圈点火线圈是一种执行器，它负责在正确的时机点燃混合气。
它通过接收来自计算机的信号来控制点火时间。
3. 油门阀油门阀是一种执行器，它负责控制发动机的油门开度。
当计算机接收到来自各种传感器的数据后，它会向油门阀发送指令，以便按需调整油门开度。
四、控制器发动机电控系统中最重要的部分是控制器。
简述发动机电控系统的功能和组成
简述发动机电控系统的功能和组成发动机电控系统是现代汽车中非常重要的一个系统，它负责控制发动机的运行，保证发动机能够高效、稳定地工作。
本文将从功能和组成两个方面来介绍发动机电控系统。
功能：1. 点火控制：发动机电控系统通过控制点火时机和点火能量，确保发动机在每个气缸的最佳点火时刻点火，以提高燃烧效率和动力输出。
2. 燃油供给控制：根据发动机工况和驾驶员的需求，发动机电控系统可以精确控制燃油的供给量，以满足发动机的动力需求，并同时保证燃油经济性和排放要求。
3. 怠速控制：发动机电控系统通过控制气门和燃油喷射量，使发动机在怠速工况下保持稳定的转速，以确保供电系统和辅助设备正常工作。
4. 过热保护：发动机电控系统通过监测冷却液温度和油温等参数，当温度过高时会触发警告或保护措施，以防止发动机过热造成损坏。
5. 故障诊断：发动机电控系统具有故障自诊断功能，能够实时监测发动机各个传感器和执行器的工作状态，并通过故障码诊断出具体故障原因，方便技师进行维修和故障排除。
组成：1. 传感器：发动机电控系统依靠各种传感器来获取发动机运行的实时数据，如气流传感器、氧气传感器、水温传感器等。
这些传感器将采集到的数据传输给电控单元，供其进行处理和判断。
2. 电控单元：电控单元是发动机电控系统的核心部件，它接收传感器传来的数据，并根据预设的程序和策略进行处理，控制点火和燃油喷射等操作。
电控单元还具备自我学习和故障诊断功能，能够根据运行状况和环境变化进行实时调整和优化。
3. 执行器：发动机电控系统通过执行器来实现控制命令的执行，常见的执行器包括点火线圈、喷油嘴和节气门等。
这些执行器受到电控单元的控制，按照指令进行工作，以保证发动机的正常运行。
4. 供电系统：发动机电控系统需要稳定的电源供应，以保证电控单元和执行器的正常工作。
供电系统由电瓶、发电机和各种线束组成，能够提供足够的电能供给发动机电控系统使用。
总结：发动机电控系统的功能和组成十分复杂，它通过精确的控制和调节，使发动机能够高效、稳定地运行。
汽车电控系统介绍
以电控单元（ecu）为控制中心的发动机系统
汽车电控系统介绍
二、发动机电控系统
电控燃油喷射（EFI）：因其性能优越而逐渐取代了机械式或机电混合式燃油喷射 系统。当发动机工作时，该装置根据各传感器测得的空气流量、进气温度、发动机转 速及工作温度等参数，按预先编制的程序进行运算后与内存中预先存储的最佳工况时 的供油控制参数进行比较和判断，适时调整供油量，保证发动机始终在最佳状态下工 作，使其在输出一定功率的条件下，发动机的综合性能得到提高。
柴油机控制系统
汽车电控系统介绍
五、底盘电控系统
随着电子技术特别是大规模集成电路和微型电子计算机技术的高速发展，汽车的电 子化程度越来越高。汽车底盘系统也改变了以往那种完全依靠液压或气压执行机构 来传递力的机械式结构，开始步入电子伺服控制阶段，甚至底盘综合控制系统也已 初现端倪。
汽车电控系统介绍
五、底盘电控系统
汽车电控系统介绍
二、发动机电控系统
系统组成： 电控点火装置、电控燃油喷射、废气
再循环控制等控制装置构成。 电控点火装置（ESA）：由微处理机、 传感器及其接口、执行器等构成。该装置根 据传感器测得的发动机参数进行运算、判断， 然后进行点火时刻的调节，可使发动机在不 同转速和进气量等条件下，保证在最佳点火 提前角下工作，使发动机输出最大的功率和 转矩，降低油耗和排放，节约燃料，减少空 气污染。
汽车电控系统介绍
四、柴油发动机电子控制系统
优点： ①提供更大的控制自由度； ②控制功能齐全； ③控制精度高，动态响应快； ④可以提高发动机动力性、经济性及排放 性能； ⑤提供故障诊断功能，使可靠性得以提高。 难点： ①系统执行器要求高； ②控制策略需要仔细研究； ③系统优化标定工作难度高、工作量大。
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电磁线圈 至进气管
发动机辅助电控系统
1.2怠速进气量的控制
（d）开关控制型（VSV）
ECU输出控制信号只有高电平和低电平两种状态，控
制电磁阀的通电或断电，开关控制方式的电磁阀式怠速控
制阀只有打开（高怠速）和关闭（正常怠速）两种工作方
式
自空气滤清器
阀门
至进气管
电磁线圈发动机辅助电控系统
815℃，TWC转换效率下降。
发动机辅助电控系统
2.1三元催化转换与空燃比控制
EFI系统的闭环控制过程:
进气
氧浓度增加
改改 变变
喷油器 短 长
排气
压缩
膨胀
氧浓度减少
电 动
发动机
势 大
电 动 势 小
O2S
ECU
浓
稀
加长
判定为空燃比稀
缩短
判定为空燃比浓
决定基本喷射时间
在带氧传感器的EFI系统中，并不是所有工况都进行闭环控制。 在起动、怠速、暖机、加速、全负荷、加速断油等工况下，发动机
执行元件
发动机辅助电控系统
进
1.2怠速进气量的控制
2）旁通空气式：旁通空气控制机构是通过改变旁通 道的流通面积来控制怠速进气量，以达到怠速控 制的目的。 (a) 步进电机式怠速控制机构
1—阀座； 2—阀轴； 3—定子线圈； 4—轴承； 5—进给丝杠机构； 6—旁通空气进口； 7—阀
发动机辅助电控系统
1.2怠速进气量的控制
步进电机式怠速控制机构
发动机辅助电控系统
1—怠速控制阀； 2—稳压箱； 3—节气门体； 4—空气流量计
1.2怠速进气量的控制
b）旋转电磁阀式怠速控制机构 旋转电磁阀装在节气门体上，通过永久磁铁及周
围的磁化线圈控制机构来控制阀门的旋转角度，从
而改变怠速空气通道的截面积。
丰 自空气滤清器
1.3怠速控制过程
A
125
级
B
数
C
D
20 80 冷却液温度
怠速稳定控制：ECU将接受的转速信号与确定的目标转速进行比 较，其差值超过一定值时，ECU通过步进电机控制怠速控制阀以 调节空气进气量。又称为反馈控制。 怠速提速控制：在怠速时，出现以下情况，ECU控制步进电机将 怠速提升。
开空调； 转方向盘（带动力转向的车）； 电器负荷增大（如开大灯，风窗加热器，尾灯等）； 挂前进档（自动变速器汽发动车机辅）助电。控系统
发动机辅助电控系统
2.1三元催化转换与空燃比控制
只有在最佳空燃比附近， 对废气中的有害气体的转换效 率才最佳。在装用TWC的汽 车，一般装用氧传感器检测废 气中的氧浓度，并将此信号送 给ECU后，对空燃比进行反馈 闭环控制。
影响最大的是混合气的浓 度和排气温度。 装用TWC后，发动机的排气 温度须在300℃～815℃之间。 低于300℃，氧传感器将不能 产生正确信号，因此部分氧传 感器内有加热线圈；高于
怠速控制(ISC) 是ECU通过调节空气通路面积以控制空气流量的方 法来实现的。
发动机辅助电控系统
1.2怠速进气量的控制
1）节气门直动式：通过执行元件改变节气门的最
小开度来控制怠速进气量。 组成：直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机
构和传动轴等。
节气门直动式
空气 执行元件
节气门
进 气 管
节气门操纵臂 油门踏板钢丝绳
1.3怠速控制过程
1.步进电动机式
控制内容： 起动初始位置的 设定 起动控制 暖机控制 怠速稳定控制 怠速预测控制 电器负荷增多时 的怠速控制 学习控制
发动机辅助电控系统
1.3怠速控制过程
起动初始位置的设定：关闭点火开关发动机熄火后，电子控制单元 ECU的M-REL端子向主继电器延续供电2～3s，ECU控制步进电机 ISCV全部打开，以利于下次起动。 起动控制：起动时，怠速控制阀全开，起动顺利。起动后，ECU根据 水温的高低控制步进电机，调节控制阀的开度。 暖机控制：又称为快怠速控制。暖机时，ECU根据水温的高低控制怠 速控制阀的开度。随着水温上发升动机，辅助怠电控速系统控制阀开度逐渐减小。
田
车
旋
转
电 磁
线圈
阀
型
永久磁铁 阀
双金属片
自空气滤清器 阀体 阀
至进发气动机总辅助管电控系统
至进气总管
1.2怠速进气量的控制
工作原理：
占空比：脉冲信号的通电时间与通电周期的比值。
占空比A＝ 发动机1辅0助% 电0控系统 AB
通
断
AB 一个周期
1.2怠速进气量的控制
(c) 占空比型电磁阀怠速控制机构 占空比控制型电磁阀工作时，由ECU确定控制脉冲信号的占 空比，磁化线圈中平均电流的大小取决于占空比。
发动机辅助电控系统
1 怠速控制 2 排放控制 3 进气控制 4 其他辅助控制
发动机辅助电控系统
1.1 怠速控制控制原理
燃油喷射发动机怠速时，节气门处于全关闭状态，空气通过节气 门缝隙及旁通节气门的怠速调节通路进入发动机，由空气流量计(或 进气歧管压力传感器)检测该进气量，并根据转速及其他修正信号控 制喷油量，使输出扭矩与发动机本身内部阻力矩相平衡，保证发动机 在怠速下稳定运转。
1.2怠速进气量的控制
步进电机的内部结构 1—线圈A；2—线圈B； 3—爪极； 4—定子；5—转子；6—定子A
发动机辅助电控系统
1.2怠速进气量的控制
ECU控制S1通电，转子顺时针转动90度；ECU继续 给S2通电，转子再顺时针转动90度；依此类推。当 ECU按照S4、S3、S2、S1的顺序通电时，转子逆 时针转动。 线圈通电一次，转子转发动动机辅一助电次控系的统 角度称为步进角。
1.3怠速控制过程
2.旋转电磁阀式
3.占空比控制性（ACV）
4.开关控制型（VSV）
只有接通和断开
发动机辅助电控系统
2 排放控制
汽车排放污染来源： 发动机排出的废气（约占65％以上） 曲轴箱窜气（约占20％） 燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占10％～20％）
汽油机的主要污染物： 一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOx
汽车排放控制系统（排污治理方法）： 三元催化转换与空燃比反馈控制系统 废气再循环EGR系统 二次空气供给系统 汽油蒸汽排放EVAP控制系统
发动机辅助电控系统
2.1三元催化转换与空燃比控制
三元催化转换器 功能：利用转换器中的三元催 化剂，将发动机排出废气中的 有害气体CO、HC和NOx变成 无害气体。 构造：安装在排气消声器前面， 由转换芯子和外壳等构成。转 换芯子常用蜂窝状陶瓷作为承 载催化剂的载体，在陶瓷载体 上浸渍铂（或钯）与铑贵重金 属的混合物作为催化剂。