电子控制技术在汽车发动机中的应用.doc

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1、电子控制技术在汽车发动机中的应用1．引言1）汽车发动机基本原理和构造当今世界上的汽车发动机工作过程基本上都由四个冲程组成，即进气、压缩、膨胀和排气。利用燃料和空气的混合气在气缸内燃烧产生的高温高压气体的膨胀，发动机借助于曲柄连杆机构通过曲轴对外输出扭矩而作功。发动机按照所用燃料可分成汽油机、柴油机和燃气发动机；按照点火方式可分成点燃式和压燃式；汽油机按照空气和燃油的比例可分成理论当量燃烧和稀薄燃烧；按照汽油喷射地点可分成中央喷射、进气口喷射和缸内喷射。发动机的各个部分按其功能可分成燃油供应系统、进气排气系统、点火系统、曲柄连杆传动机构、润滑系统、冷却系

2、统和辅助系统如发电机、起动机、空调压缩机和各种泵等。发动机工况可分成冷起动、起动后、暖机、怠速、部分负荷、全负荷、加速、减速和倒拖滑行等。这些工况主要根据负荷与转速，结合发动机温度（即冷却液温度）来区分。2）电子控制在发动机中的重要意义汽车电子控制始于发动机电子控制。电子控制之于1957年引入发动机以及于1967年商品化，其初衷是为了满足越来越严格的排放法规要求，同时提高汽车的动力性、燃油经济性和舒适性。现代汽车和发动机技术离开了电子控制是不可思议的。电子产品的产值在整个汽车中所占的比例随着汽车级别的提升而升高，可达30%以上。3）发动机电子控制的核心

3、问题汽油机电子控制的核心问题是燃油定量和点火定时。柴油机电子控制的核心问题是燃油定量和喷油定时。2．汽车和发动机电子控制系统的组成汽车和发动机电子控制系统跟其它电子控制系统一样，也是由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器组成。1）传感器（1）目前汽油机电子控制系统常用的传感器有：进气岐管绝对压力传感器（提供进气岐管绝对压力信息供计算负荷等）燃油压力传感器（提供油轨燃油压力信息）燃油箱压力传感器（提供燃油箱压力信息）机油压力传感器（提供机油压力信息）冷却液温度传感器提供（提供发动机温度信息）进气温度传感器（提供进气温度信息供计算空气密度等）空调蒸发器温

4、度传感器（提供空调蒸发器温度信息）空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）空气流量传感器（提供空气流量信息供计算负荷等）节气门位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息）油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信息等）霍尔传感器（提供转速信息、曲轴位置和相位信息）感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）爆震传感器（提供发动机机体接收到的振动信息）排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）氧传感器（提供过量空气系数l是大于1还是小于1的信息）（2）目前柴油机电

5、子控制系统常用的传感器有：增压压力传感器（提供增压压力信息）燃油压力传感器（提供共轨燃油压力信息）机油压力传感器（提供机油压力信息）冷却液温度传感器（提供发动机温度信息）燃油温度传感器（提供燃油温度信息）进气温度传感器（提供进气温度信息）排气温度传感器（提供排气口和排气管的温度信息）空调蒸发器温度传感器（提供空调蒸发器温度信息）空调冷凝器温度传感器（提供空调冷凝器温度信息）空气流量传感器（提供空气流量信息）节气门位置传感器（提供节气门位置信息用于排气再循环控制）转角传感器（提供分配泵轴转角信息）油门踏板位置传感器（提供负荷信息、负荷范围信息、加速减速信

6、息）霍尔传感器（提供转速和曲轴相位信息）海拔高度传感器（提供海拔高度信息）车速传感器（提供车速信息）感应式转速传感器（提供转速信息和曲轴位置信息）燃油箱液面位置传感器（提供燃油箱液面位置信息）排气再循环阀阀杆位移传感器（提供排气再循环阀开度信息）氧传感器（提供过量空气系数l的具体数值）压差传感器（提供微粒物捕集器的压差信息）NOX传感器（提供排气后处理系统的NOX浓度信息）2）电子控制单元电子控制单元（ECU）接受传感器提供的各种信息并加以处理，根据处理向执行器发出指令给，对发动机实施控制。电子控制单元由微型计算机和模拟电路组成。随着发动机技术的不断发

7、展，电子控制单元的信息处理量越来越大，现在所用的芯片已经达到32位，晶体管数量可超过700万个，匹配参数可超过6000个，针脚数目可超过150个。3）执行器（1）目前汽油机电子控制系统常用的执行器有：电动燃油泵电磁喷油器点火线圈各种怠速执行器炭罐控制阀排气再循环控制阀电动节气门（又称电子油门）液压回路电磁阀（用于可变气门定时控制等）气动回路电磁阀（用于可变进气管长度控制等）全可变气门电子控制执行器涡轮增压废气放空控制阀电动二次空气泵三效催化转化器加热执行元件冷却风扇空调压缩机电磁离合器发动机上的其他辅助设备（2）目前柴油机电子控制系统常用的执行器有：电

8、动输油泵各种燃油喷射泵喷油量执行器（集成于燃油喷射泵内）喷油提前角执行器（集成于燃油喷射泵内）