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发动机电控技术多媒体课件发动机电控技术多媒体课件引言： 乘坐汽车： 安全、舒适、快速 汽车的组成: 发动机 底 盘 车 身 电气设备 电子控制技术 第一篇电子控制技术在汽车发动机上的应用 第一章 概述一、电控燃油喷射系统（EFI）的优点（一） EFI与化油器供油系统的比较 1、化油器供油系统 * 工作机理：节气门开度控制化油器喉管处的真空度吸油和空气混合 * 冷起动：手控阻风门加浓混合气 * 热机后：手控阻风门逐渐打开 * 突然加速：机械加浓 * 大负荷：机械、真空同时加浓 2、EFI供油系统 * 工作机理：节气门开度控制进气量，经空气流量计计量，ECU根据进气量确定喷油量。 * 冷起动：ECU根据冷却液温度控制延长喷油时间。 * 热机后：ECU根据冷却液温度的变化控制修正喷油时间。 * 突然加速： ECU根据发动机转速及节气门开度控制增加喷油时间。 * 大负荷： ECU根据发动机转速及节气门开度控制增加喷油量。 （ 二）EFI优点 1、混合气分配及燃油雾化好 提高功率50%；节油5-10% 2、减少排放污染 空燃比适宜，混合气完全燃烧： HC+O2H2O+CO2 空燃比不适宜，混合气燃烧不完全： HC+O2燃烧后： 一部分生成H2O、CO2； 一部分生成HC（冷激）； 一部分生成CO（缺氧）； 一部分生成O2 （富氧）； 空气中的氮气（N2）与燃烧后排出的高温氧（O2）将产生多氧化氮（NOx ） HC、CO、 NOx 是汽车排放的三害 3、充气效率高、发动机功率大、加速性能及起动性能好 二、电控燃油喷射系统的分类 （一）按喷油部位不同 1、缸内喷射直接向缸内喷油（难） 2、进气歧管喷射向进气歧管喷油 单点喷射；多点喷射 （二）按系统控制方式不同 1、机械控制式（K型） 博世公司1967年研制上吸式和下吸式 2、机电混合式（KE型） 1993年研制设置电液压差调节器 3、电控燃油喷射 70年代单一控制 80年代开始综合控制 （三）按喷油方式不同 1、连续喷射（K型、KE型） 2、间歇喷射 同时喷射；顺序喷射；分组喷射（四）按空气流量检测方式不同 1、直接测量空气流量 体积流量；质量流量 2、间接测量空气流量 第二章 电控燃油喷射系统组成 进气系统；燃油供给系统；点火系统； 电控系统；故障自诊断系统； 安全功能和后备系统 第一节 进气系统 功用：为可燃混合气的形成提供必须的空气。 组成：空气滤清器空气流量传感器怠速调整、节气门及位置传感器、怠速控制阀动力腔进气歧管 一、空气流量传感器（空气流量计） 作用：检测发动机工作中的进气量，并转换成电信号送给ECU确定控制喷油量。 型式： （一）直接测量空气流量传感器 安装在进气道中 1、体积流量型测量进气量为体积流量 （1）翼片式（量板式、叶片式） 结构：翼片、电位计及内部电路 翼片：测量叶片进气道 阻尼叶片阻尼室 两叶片铸成一体，以轴为支点转动。轴顶端驱动滑片在镀膜电阻上滑动，同时设有盘形弹簧，用于平衡叶片转动。 电位计及内部电路： 检测原理： 节气门开度增大进气量增多翼片转动角度增大镀膜电阻值减小电压US减小US/UB减小ECU控制喷油量增加。 反之则反。 说明： 1、内设油泵控制开关，翼片静止，开关断开油泵不工作；翼片转动后，开关闭合油泵工作。 2、内设进气温度传感器，对喷油量进行修正。 （2）卡门旋涡式 检测机理： 在进气道中设置旋涡发生器，进气中将产生旋涡，其频率f与进气流速v存在如下关系： f = St .v/d St -系数（0.2） d-旋涡发生器直经 通过测知f可求出v，v乘以进气通道截面便可求出进气体积流量。 *反光镜检测方式（振动检测方式） 原理： 利用进气产生旋涡时，引起压力变化来测知频率。 节气门开度增大进气量增多旋涡频率增高气体压力变化频率增大膜片振动频率高脉冲信号频率高ECU控制喷油量增加。 反之则反。 *超声波检测方式 原理 利用进气产生旋涡时，引起气体密度的变化来测知频率。 进气密度均匀，接收波密度均匀； 进气密度改变，接收波密度改变。 节气门开度增大进气量增多旋涡频率增高气体密度增大接收波密度增加脉冲电压信号频率增高ECU控制喷油量增加。 反之则反。 2、质量流量型测量进气量为质量流量 检测机理 在进气道中设置一通电发热体，使其温度与进气温度维持温度差为100。 节气门开度增大-进气量增多-发热体被带走的热量多-发热体通过电流增大-信号电压升高（1）热线式空气流量计 白金热线，直径70um。固装取样管内。取样管安装在进气道中。 热线RH与温度补偿电阻RK、电桥平衡电阻RB、及信号电阻RS组成电桥平衡电路。 工作条件：热线通电产生温度与进入空气温度之差维持在100。 工作过程：进气量增加- RH失热（温差低于100）-集成电路A使通过RH电流增大- RS电流增大-信号电压US增大-ECU控制增加喷油量。 说明： 1、设置自净电路：发动机熄火4S，ECU控制使热线在1S内被加热至1000-除掉杂质。 2、 RH通过电流大小取决于进气量，其变化范围一般在50mA-120mA。 3、因为热线通过电流是进气流量的单一函数，则对进气温度无需进行修正。 （2 2）热膜式空气流量计）热膜式空气流量计 将铂丝、温度补将铂丝、温度补偿电阻偿电阻R RK K、电桥平衡、电桥平衡电阻电阻R RB B、及信号电阻、及信号电阻R RS S镀在树脂膜上，在镀在树脂膜上，在其上覆盖玻璃膜。其上覆盖玻璃膜。 发热体用铂丝取发热体用铂丝取代白金。代白金。 精度高、强度精度高、强度好、价钱高。好、价钱高。（二）间接测量空气流量传感器 （进气歧管绝对压力传感器） 安装：振动较小的车身处或动力腔上 功用：将进气管的气体压力变化，转变成电信号送给ECU，间接反映进气量。 型式： 1、压敏电阻式 传感器壳体被硅膜片分割成两个互不相通的腔室。一腔室预置真空，另一腔室导入进气压力。 硅膜片为压力转换元件：正方形、厚3mm，中部光刻形成直径为2mm、厚50um的薄膜； 4个应变电阻分别预置在薄膜的两侧。 硅膜片受压拱曲时，两个电阻受拉伸长-阻值增大；两个电阻受压缩短-阻值减小。 四个电阻以电桥方式连接。 工作原理：工作原理： 硅膜片不受压时，电阻R1=R2、R3=R4，输出信号电压V0=0 硅膜片受压拱曲时，两个电阻受拉伸长-阻值增大；两个电阻受压缩短-阻值减小；电阻R1R2、R3R4，输出信号电压V00 节气门开度增大-进气量增多-膜片拱曲变形大-应变电阻阻值改变量大-输出信号电压值升高 压敏电阻式空气流量传感器与ECU之间的连接； 进气压力与输出信号电压之间的关系 2 2、膜盒式、膜盒式 膜盒由薄金属片膜盒由薄金属片焊接而成，其内部被焊接而成，其内部被抽成真空，外部与进抽成真空，外部与进气歧管相通，膜盒外气歧管相通，膜盒外表压力变化将使其产表压力变化将使其产生膨胀和收缩，从而生膨胀和收缩，从而驱动连杆带动滑片在驱动连杆带动滑片在信号电阻上滑动，产信号电阻上滑动，产生随进气压力变化的生随进气压力变化的信号电压送给信号电压送给ECUECU，控，控制喷油量。制喷油量。 3、可变电容式 两块氧化铝薄膜，用绝两块氧化铝薄膜，用绝缘垫隔开，内表面均贴有金缘垫隔开，内表面均贴有金属膜作电极，中部形成真空。属膜作电极，中部形成真空。电容膜盒装在容器中，容器电容膜盒装在容器中，容器与进气歧管相通。与进气歧管相通。 当进气歧管压力变化时，当进气歧管压力变化时，氧化铝薄膜发生弯曲变形，氧化铝薄膜发生弯曲变形，使金属膜电极间距离发生改使金属膜电极间距离发生改变，从而引起电容量的改变。变，从而引起电容量的改变。 检测原理：检测原理： 将随进气压力变化的电容值连接到传感器混合集成电将随进气压力变化的电容值连接到传感器混合集成电路的振荡器电路中，则传感器产生与进气歧管压力成反比的路的振荡器电路中，则传感器产生与进气歧管压力成反比的可变频率信号（可变频率信号（80-128Hz80-128Hz），），ECUECU根据输入信号的频率便可根据输入信号的频率便可感知进气歧管的压力。感知进气歧管的压力。 节气门开度增大节气门开度增大- -进气量增多进气量增多- -进气压力增大进气压力增大- -两电极间两电极间距离减小距离减小- -电容量增大电容量增大- -振荡电路振荡频率降低振荡电路振荡频率降低-ECU-ECU控制增加控制增加喷油量喷油量 * * 检测检测 用示波器（或频率计）测频率用示波器（或频率计）测频率 发动机怠速：发动机怠速：f=80Hzf=80Hz，且随转速升高而增高；，且随转速升高而增高； 发动机高速：发动机高速：f=120Hzf=120Hz 二、节气门位置传感器 作用：检测节气门开度并转换成电信号送给ECU，用于控制喷油量。 安装：节气门轴一端，受节气门轴驱动。 型式：滑动电阻式、触点开关式 （一）滑动电阻式（线性输出型） 结构 滑片 镀膜电阻怠速触点接线端子 传感器与传感器与ECUECU连接电路连接电路传感器工作电压Vc=5V 节气门开度信号VTA 怠速触点信号IDL 搭铁端子E 传感器输出特性传感器输出特性 检测原理：检测原理：*怠速触点信号端子怠速触点信号端子IDL输出输出U=0；节气门开度信号端子节气门开度信号端子VTA输出输出Us=0.5V；节气门全闭，节气门全闭，ECU则判定为怠速。则判定为怠速。*怠速触点信号端子怠速触点信号端子IDL输出输出U=+BV；节气门开度信号端子节气门开度信号端子VTA输出输出Us略略0.5V；节气门部分打开，节气门部分打开，ECU则判定为部分负荷。则判定为部分负荷。*怠速触点信号端子怠速触点信号端子IDL输出输出U=+BV；节气门开度信号端子节气门开度信号端子VTA输出输出Us=+5V；节气门全开，节气门全开，ECU则判定为大负荷。则判定为大负荷。 （二）触点开关式（开关量输出型） 结构 导向凸轮 节气门轴 控制杆 可动触点 怠速触点 大功率触点 接线端子 导向槽 传感器与传感器与ECUECU连接电路连接电路 传感器工作电压+B=14V 大功率触点信号PSW 怠速触点信号IDL 传感器输出特性传感器输出特性 检测原理：检测原理： * *怠速触点信号端子怠速触点信号端子IDLIDL输出为高电平输出为高电平+BV +BV ； 大功率触点信号端子大功率触点信号端子PSWPSW输出为低电平输出为低电平0V0V； ECUECU根据车速判定：根据车速判定： 若车速为若车速为0 0，ECUECU确定发动机怠速运转，适当控制喷油量。确定发动机怠速运转，适当控制喷油量。若车速不为若车速不为0 0，ECUECU确定发动机减速运转，适当控制减少喷油量。确定发动机减速运转，适当控制减少喷油量。 * *怠速触点信号端子怠速触点信号端子IDLIDL输出输出为低电平输出输出为低电平0V 0V ； 大功率触点信号端子大功率触点信号端子PSWPSW输出为低电平输出为低电平0V 0V ； ECUECU确定发动机部分负荷运转，将根据转速、进气量信号确确定发动机部分负荷运转，将根据转速、进气量信号确定控制喷油量。定控制喷油量。 * *怠速触点信号端子怠速触点信号端子IDLIDL输出输出为低电平输出输出为低电平0V 0V ； 大功率触点信号端子大功率触点信号端子PSWPSW输出为高电平输出为高电平+BV +BV ； ECUECU确定发动机大负荷运转，控制增加喷油量。确定发动机大负荷运转，控制增加喷油量。 三、怠速控制阀三、怠速控制阀 作用：作用：控制发动机怠速运转进气量，使发动机怠速稳控制发动机怠速运转进气量，使发动机怠速稳定运转或实现快怠速。定运转或实现快怠速。 控制方式：控制方式： * * 控制旁通进气道进气量：控制旁通进气道进气量： 不受不受ECUECU控制的怠速控制阀；控制的怠速控制阀； 受受ECUECU控制的怠速控制阀；控制的怠速控制阀； * * 控制节气门开度改变进气量；控制节气门开度改变进气量； （一）不受（一）不受ECUECU控制的怠速控制阀控制的怠速控制阀 特点：特点：只能用于暖机，不能实现快怠速。只能用于暖机，不能实现快怠速。 型式：型式： 1 1、双金属片式、双金属片式 双金属片：双金属片： 上绕电热线圈；上绕电热线圈； 一端驱动遮门一端驱动遮门控制旁通进气道开控制旁通进气道开度。度。 发动机温度低，遮门打发动机温度低，遮门打开，旁通进气量多，怠速高开，旁通进气量多，怠速高- -暖机。暖机。 发动机温度升高，遮门发动机温度升高，遮门逐渐关闭，旁通进气量少，逐渐关闭，旁通进气量少，怠速转速逐渐降低。怠速转速逐渐降低。 发动机温度发动机温度-20-20以下时，以下时，旁通进气道旁通进气道 完全关闭，而在完全关闭，而在6060以上时，旁通进气道以上时，旁通进气道 完完全打开。全打开。 进气量与温度之间关系进气量与温度之间关系如图所示。如图所示。 2、石蜡式 感温体内充注石蜡-热账、冷缩，控制旁通进气道的开度。 发动机冷却液温度低，石蜡收缩，旁通进气道开度大，旁通进气量多，怠速高。 （二）受（二）受ECUECU控制的怠速控制阀控制的怠速控制阀 特点：特点：不仅用于暖机，而且还能根据发动机负荷不仅用于暖机，而且还能根据发动机负荷的增加自动提高怠速。的增加自动提高怠速。 型式：型式： 1 1、步进电机式、步进电机式 结构：结构： 步进电机步进电机 控制阀控制阀步进电机转动原理 1 1、按、按A AA1 B1A1 B1B B A1 A1A BA BB1B1 顺序对定子绕组输入顺序对定子绕组输入4 4个个脉冲电压，转子将逆时脉冲电压，转子将逆时针转动。针转动。 2 2、按、按A1A1A BA BB1B1 A AA1 B1A1 B1B B 顺序对定子绕组输入顺序对定子绕组输入4 4个个脉冲电压，转子将顺时脉冲电压，转子将顺时针转动。针转动。 说明： 1、定子绕组每输入一个脉冲电压，转子将转动一个角度（步进角）。 2、步进角的大小取决于转子和定子的磁极数目。 3、转子磁极极性不变，定子磁极极性不定。定子磁极极性取决于定子绕组通电时机和相位。ECU通过控制定子绕组通电时机和相位，便可控制步进电机的转动方向。 常用步进电机性能特点 丰田丰田 日产日产 三菱三菱转子磁极数转子磁极数 16 24 1216 24 12定子磁极数定子磁极数 32 48 2432 48 24转动步数转动步数 125 128 120125 128 120（开（开- -闭）闭）转子转速转子转速 4 3 54 3 5（开（开- -闭）闭） 每一转步数每一转步数 32 48 2432 48 24每一步转角每一步转角 11.25 7.5 15 11.25 7.5 15 （度）（度） 丰田：步进电机结构 转子-永久磁铁，N、S极相间排列。 定子-铁芯和线圈，由A、B两个定子组成。丰田：步进电机结构特点 永磁转子永磁转子- -具有具有8 8对磁极。对磁极。 定子定子- -由由A A、B B两个两个定子组成，每个定子各定子组成，每个定子各有有8 8对爪极，爪与爪间距对爪极，爪与爪间距为一个爪宽度。为一个爪宽度。A A、B B两两定子爪极相差一个爪的定子爪极相差一个爪的差位。差位。 爪的极性变换由爪的极性变换由ECUECU控制定子相线绕组的电控制定子相线绕组的电压脉冲决定压脉冲决定。丰田：步进电机控制电路丰田：步进电机控制电路控制过程控制过程 按按1-2-3-41-2-3-4相序依次滞相序依次滞后后9090相位差对定子绕组通相位差对定子绕组通电，定子铁芯产生的电，定子铁芯产生的N N极将极将顺时针转动，从而驱动转子顺时针转动，从而驱动转子旋转旋转控制阀门打开。控制阀门打开。 按按4-3-2-14-3-2-1相序依次滞相序依次滞后后9090相位差对定子绕组通相位差对定子绕组通电，定子铁芯产生的电，定子铁芯产生的N N极将极将逆时针转动，从而驱动转子逆时针转动，从而驱动转子旋转旋转控制阀门关闭。控制阀门关闭。 2、旋转滑阀式 组成 永磁电机 控制阀-滑阀 永磁电机永磁电机 结构：结构： 两块永久磁铁两块永久磁铁作磁场；作磁场； 转子转子 尼龙骨尼龙骨架上绕有两个绕向架上绕有两个绕向相反的线圈；相反的线圈； 转子轴的一端转子轴的一端固装有三块滑片，固装有三块滑片，其上压装三只电刷，其上压装三只电刷，另一端固装有遮板另一端固装有遮板和弹簧和弹簧。控制阀控制阀- -滑阀滑阀 结构：结构： 滑阀滑阀- -扇形，扇形，固装在转子轴上随固装在转子轴上随其转动，调节旁通其转动，调节旁通气道的开度。气道的开度。 控制电路控制电路控制电路 线圈L1一端接于滑片1，另一端接于滑片2； 线圈L2一端接于滑片3，另一端接于滑片2； 两线圈通电时机受控于ECU。控制过程 Rc=50%，L1、L2通电时间相同，滑阀静止不动。 Rc 50%，L2通电时间长， L1通电时间短，滑阀顺时针转动-怠速高。 Rc 50%，L1通电时间长， L2通电时间短，滑阀逆时针转动-怠速低。 说明： 1、ECU通过控制占空比Rc，控制怠速。 2、设计结构保证： 占空比Rc 约为18%时，L1通电时间长，L2通电时间短，滑阀将旁通进气道完全关闭； 占空比Rc 约为82%时，L2通电时间长，L1通电时间短，滑阀将旁通进气道完全打开； *滑阀偏转角度限定在900 3、直动式比例控制阀 结构： 电磁线圈、铁芯、衔铁、弹簧、控制阀。 工作： ECU根据传感器提供的信号，输出控制占空比信号，使电磁线圈通电产生吸力，提起阀门轴向移动，控制旁通气道开度，稳定或提高怠速。节气门直动式怠速控制阀节气门直动式怠速控制阀 特点： 直接控制节气门开度。 控制过程： 永磁直流电动机通电使其正转或反转直接驱动节气门打开或关闭。 丰田公司生产并应用的节气门直动式怠速控制阀 桑塔纳2000GSi、捷达王轿车上应用的节气门直动式怠速控制阀 四、曲轴位置传感器（CPS） 作用：向ECU提供三个信号： 曲轴转速信号（n）、曲轴转角信号（1） 、活塞上止点信号（120） ，用于确定喷油时刻和点火时刻。 说明：各公司对其信号称呼不同。 通用公司：将1信号称之为18X信号，将120信号称之为3X信号； 丰田公司：将1信号称之为Ne信号，将120信号称之为G信号； 型式 （一）光电式 安装： 分电器内（或凸轮轴前端） 组成： 信号盘 信号发生器 信号盘： 固装在分电器轴上，随轴转动。 外缘均匀地刻有360个漏光缝（每缝占1= 曲轴转角2） 内侧均匀地刻有与气缸相等的漏光缝（6个），其中一个较宽的漏光缝为1缸上止点信号，其余窄缝由点火顺序决定缸的上止点。 信号发生器： 固装在分电器外壳内。 两组发光二极管和光敏三极管。 其中一组产生曲轴转角信号，另一组产生活塞上止点信号，经脉冲整形放大电路输出数字信号送至ECU。 信号产生过程 信号盘转动： 漏光时，光敏三极管导通，控制电路输出低电平； 遮光时，光敏三极管截止，控制电路输出高电平。 说明： 1、信号盘转动时，便可同时获取转速、转角和上止点信号。 2、由于信号发生器设置要求及安装位置关系保证，当上止点信号产生时，该缸活塞还处于压缩上止点前70。 (二) 磁感应式 1、桑塔纳2000GLi、Gsi，捷达轿车CPS 组成： 信号轮、传感器头 安装： 信号轮安装在曲轴飞轮的前端-转动； 传感器头固定在左侧缸体上。 信号轮：信号轮： 均匀加工均匀加工6060个凸齿个凸齿后在剃去后在剃去2 2个相邻的凸齿，个相邻的凸齿，形成：形成： 5858个凸齿，个凸齿，5757个小个小齿缺，一个大齿缺。齿缺，一个大齿缺。 每个凸齿占每个凸齿占3 3，共，共占占174174；每个小齿缺占；每个小齿缺占3 3，共占，共占171171；一个；一个大齿缺占大齿缺占1515。信号产生过程 （1）转速信号的产生 信号轮转一转，传感器头产生58个交变信号，经整形、放大形成58个脉冲信号。当ECU每收到58个脉冲信号时，则计为曲轴转一转。 （2）上止点信号的产生 （判缸信号） 大齿缺低电平信号为1、4缸上止点信号。 曲轴转一转，则产生一个大齿缺低电平信号，当ECU收到大齿缺低电平信号时，则确定为1、4缸上止点。 说明：设计保证1、4缸活塞还距上止点前60曲轴转角。 （3 3）曲轴转角信号的产生）曲轴转角信号的产生 举例说明：举例说明： 发动机转速发动机转速n = 2000r/minn = 2000r/min 曲轴转一转，所用时间为：曲轴转一转，所用时间为： 60000ms/2000=30ms60000ms/2000=30ms 曲轴每转曲轴每转1 1所用时间为：所用时间为： 30ms/360=030ms/360=0083ms083ms 说明：说明：ECUECU每计时每计时0 0083ms083ms，则为曲轴转，则为曲轴转1 1。 举例：根据发动机转速、负荷及其它参数确定为点火提前角为20，当ECU收到大齿缺信号时，还要经过多长时间才能向点火控制器输出指令，使点火线圈产生高压电？ 已知ECU收到大齿缺低电平信号时，1、4缸活塞还距上止点前60曲轴转角，当需要ECU输出指令时，曲轴还需要转40曲轴转角，需要的时间为： 083ms40 = 333ms 即：ECU收到大齿缺低电平信号时，还需计时333ms，才能向点火控制器输出指令，使点火线圈产生高压电。从而保证点火提前角为20。 2、日产公司CPS 组成： 信号轮、信号发生器 安装：信号轮-曲轴前端，皮带轮后，随曲轴转动。信号发生器固装在发动机缸体的前端 信号轮： 外缘圆周每隔4均匀加工一个凸齿，共计90个凸齿-产生转速、转角信号。 表平面每隔120加工一个凸台，共计3个凸台-产生活塞上止点信号。 信号发生器 *设置三个磁头： 磁头1、3相隔3安装，对应信号轮凸齿； 磁头2对应信号轮凸台。 *脉冲整形放大电路 *4孔插座 磁头1、3与信号轮位置关系 信号产生过程 信号轮随曲轴转动，凸齿和凸台在各自的磁头下掠过，感应线圈产生交变感应电动势，经滤波、整形、放大，将模拟信号转换成数字信号送至ECU。 （1 1）转速、转角信号的产生）转速、转角信号的产生 因为磁头因为磁头1 1、3 3相隔曲轴转角相隔曲轴转角3 3安装，且又都是每安装，且又都是每隔隔4 4产生一个脉冲信号，所占电角度为产生一个脉冲信号，所占电角度为360360 ，信号轮，信号轮转动转动1 1产生电动势所占电角度则为产生电动势所占电角度则为9090 。所以磁头。所以磁头1 1、3 3产生的电动势脉冲信号相位差则为产生的电动势脉冲信号相位差则为9090。 将两信号同时送入整形、合成电路，即可获得曲轴转将两信号同时送入整形、合成电路，即可获得曲轴转角角1 1信号。信号。 转速信号可通过计数转速信号可通过计数1 1信号获得。信号获得。 （2）上止点信号的产生 磁头2产生的信号经整形、放大，则为活塞上止点信号。 由于传感器安装位置保证，当ECU收到磁头2产生脉冲信号时，活塞还距上止点前70。 3、丰田公司CPS 安装：分电器内。 组成：传感器分成上、下两部分：上部分由G转子和G1、G2线圈组成-产生活塞上止点信号；下部分由Ne转子和Ne线圈组成-产生曲轴转速、转角信号。 信号产生过程 （1 1）NeNe信号的产生信号的产生 NeNe转子均匀加工转子均匀加工2424个凸齿，个凸齿， NeNe转子转一转（曲轴转转子转一转（曲轴转720720，感应线圈将产生感应线圈将产生2424个交变信号，个交变信号，一个交变信号周期相当于曲轴一个交变信号周期相当于曲轴转角转角3030（ 720720/24/24）。）。ECUECU将一个交变信号所占时间均分将一个交变信号所占时间均分成成3030等份，等份，1 1等份即为曲轴转角等份即为曲轴转角1 1。ECUECU计数计数4848个交变信号即个交变信号即为曲轴转一转。为曲轴转一转。 （2 2）G G信号的产生信号的产生 G G 信号由带一个凸信号由带一个凸齿的转子和两个感应线齿的转子和两个感应线圈产生。圈产生。G1G1信号信号-6-6缸上缸上止点信号；止点信号；G2G2信号信号-1-1缸缸上止点信号。上止点信号。 由于感应线圈安装由于感应线圈安装位置关系，当位置关系，当G1G1、G2G2信信号产生时，活塞还位于号产生时，活塞还位于上止点前上止点前1010位置。位置。 （三）霍尔式CPS 1 1、霍尔效应、霍尔效应 硅半导体基片硅半导体基片 永久磁铁永久磁铁 磁场方向与基片通磁场方向与基片通入电流方向垂直，基片入电流方向垂直，基片两侧将产生霍尔电压两侧将产生霍尔电压。 2 2、霍尔传感器工作原理、霍尔传感器工作原理 叶片在永久磁铁与叶片在永久磁铁与半导体基片的气隙间转半导体基片的气隙间转动：动： 叶片进入气隙叶片进入气隙- -磁场磁场被旁路；被旁路； 叶片离开气隙叶片离开气隙- -磁场磁场穿过半导体基片；穿过半导体基片； 磁通未穿过半导体基磁通未穿过半导体基片时片时- -不产生霍尔电压，传不产生霍尔电压，传感器输出信号电压为高电感器输出信号电压为高电平（平（4V4V）；）； 磁通穿过半导体基片磁通穿过半导体基片时时- -产生霍尔电压为，传感产生霍尔电压为，传感器输出信号电压为低电平器输出信号电压为低电平（0.1V0.1V）。）。 3 3、桑塔纳、桑塔纳2000GLi2000GLi车用霍尔式车用霍尔式CPSCPS 安装：安装：分电器外壳内分电器外壳内 结构：结构： 触发叶轮：叶片（触发叶轮：叶片（4 4）数数= =气缸数；每个叶片宽度约气缸数；每个叶片宽度约占占5050，每个窗口约占，每个窗口约占4040； 信号发生器：永久磁铁、信号发生器：永久磁铁、集成电路；集成电路； 工作电压工作电压5V5V； 信号的产生：信号的产生： （1 1）转速信号的产生）转速信号的产生 将触发叶轮展开在一个平面上，其所占曲轴转角即为将触发叶轮展开在一个平面上，其所占曲轴转角即为所产生的信号高、低电平所占曲轴转角。所产生的信号高、低电平所占曲轴转角。 叶片在空气隙叶片在空气隙U UH H =0=0，传感器输出信号为高电平；，传感器输出信号为高电平； 叶片不在空气隙叶片不在空气隙U UH H 00，传感器输出信号为低电平；，传感器输出信号为低电平； ECUECU每收到每收到2 2个高电平信号即为曲轴转一转个高电平信号即为曲轴转一转。 （2）转角信号的产生 因为一个矩形波周期：高电平100，低电平80，所占曲轴转角则为180。所以ECU分频电路将180均分成180等份，每一等份所占曲轴转角即为1。 又因为ECU控制曲轴转角则是通过控制时间进行，所以控制方法是：已知n=2000r/min，传感器输入ECU脉冲信号则为4000个，每一个信号周期所占时间为： 60000ms/4000=15ms 每 1曲轴转角所占时间为： 15ms/180=008ms ECU每计时008ms，则计为曲轴转角1。 （3）上止点位置的确定 桑塔纳2000GLi轿车一缸上止点位置的确定与普通桑塔纳相同，只要校正点火正时将标记对准即可。 4、通用公司霍尔式CPS 组成：触发叶轮、信号发生器； 安装：触发叶轮与皮带盘制成一体，安装在曲轴前端，随曲轴转动。信号发生器固装在发动机前端缸体上。 信号轮： 信号轮制有两个叶轮： 外侧叶轮均匀加工成18个叶片和18个窗口，各占10曲轴转角； 内侧叶轮加工成3个叶片和3 个窗口，叶片宽度分别为90、 100、 110；窗口宽度分别为30、 20、 10。 信号发生器 信号发生器信号发生器由永久磁铁、霍由永久磁铁、霍尔集成电路组成。尔集成电路组成。 内、外信号内、外信号轮侧面各设置轮侧面各设置1 1个霍尔信号发生个霍尔信号发生器。器。 信号产生过程信号产生过程（1 1）曲轴转角、转速信号的产生）曲轴转角、转速信号的产生 曲轴转角（曲轴转角（ 1 1）信号的产生）信号的产生 曲轴转一转，外侧叶轮及信号发生器产生曲轴转一转，外侧叶轮及信号发生器产生1818个脉冲电个脉冲电压信号（压信号（18X18X信号），一个脉冲周期所占曲轴转角信号），一个脉冲周期所占曲轴转角2020。ECUECU将一个脉冲周期所占用的时间均分成将一个脉冲周期所占用的时间均分成2020等份，每一等份等份，每一等份对应曲轴转角对应曲轴转角1 1。 曲轴转速信号的产生曲轴转速信号的产生 ECUECU每计每计1818个脉冲信号，则计为曲轴转个脉冲信号，则计为曲轴转1 1转。转。 活塞上止点信号的产生 曲轴转一转，内侧叶轮及信号发生器产生3个不同宽度的脉冲电压信号（3X信号），由于叶轮安装位置关系确定： ECU收到10低电平信号（高电平信号 100），侧判定1、4缸位于上止点； ECU收到20低电平信号（高电平信号 90），侧判定3、6缸位于上止点； ECU收到30低电平信号（高电平信号 110），侧判定2、5缸位于上止点； 说明：当ECU收到上止点信号时，活塞还位于上止点前75。 五、凸轮轴位置传感器（CIS） 作用：给ECU提供判缸信号，以便确定各缸喷油时机。 霍尔式CIS的组成（桑塔纳2000GSi）： 触发叶轮、信号发生器 安装：触发叶轮安装在进气凸轮轴一端，并随其转动。信号发生器固装在缸体前端。 组成组成 触发叶轮只有一个触发叶轮只有一个叶片和一个窗口，各占叶片和一个窗口，各占180180。 信号发生器由永久信号发生器由永久磁铁和霍尔集成电路组磁铁和霍尔集成电路组成。成。 信号产生过程：信号产生过程： 曲轴转两转，凸轮轴位置传感器产生一个低电平曲轴转两转，凸轮轴位置传感器产生一个低电平信号。信号。 当当ECUECU同时收到曲轴位置传感器大齿缺低电平信号同时收到曲轴位置传感器大齿缺低电平信号和凸轮轴位置传感器低电平信号时，侧判定为和凸轮轴位置传感器低电平信号时，侧判定为1 1缸活塞缸活塞位于压缩行程上止点前位于压缩行程上止点前6060。 其余各缸的判别按配气相位进行。其余各缸的判别按配气相位进行。 六、氧传感器（六、氧传感器（EGOSEGOS） 作用：作用：根据排气中的氧浓度测定空燃比，向根据排气中的氧浓度测定空燃比，向ECUECU发出发出反馈信号，以便对空燃比进行修正。反馈信号，以便对空燃比进行修正。 目的：目的：让空燃比收敛于理论值（让空燃比收敛于理论值（A/F=14.7A/F=14.7），提高排），提高排气净化率。气净化率。 安装：安装：排气一侧（距排气管接口排气一侧（距排气管接口1m1m处或消声器后端谐处或消声器后端谐振腔上）。振腔上）。 型式：型式： （一）氧化锆式（一）氧化锆式 结构：结构： 将氧化锆固体电解将氧化锆固体电解质制成管状质制成管状- -锆管。锆管。 在锆管内外表面涂在锆管内外表面涂一层铂膜作电极。一层铂膜作电极。 内表面接触大气，内表面接触大气，外表面接触排气。外表面接触排气。 最外表面再覆盖一最外表面再覆盖一层多孔陶瓷。层多孔陶瓷。 工作原理： 渗入锆管内的大气中的氧在高温下被电离。 排气中氧离子含量取决于混合气浓度。 若锆管内外表面氧离子含量不一致，将因扩散作用，在铂电极间产生电压信号。 其电压值，取决于混合气浓度。 混合气浓度与信号电压之间的关系。 若混合气稀： Us=0.1V 若混合气浓： Us=0.9V （ 二）氧化钛式二）氧化钛式 结构：结构： 核心元件：核心元件： 二氧二氧化钛（化钛（N N型半导体），型半导体），常温下呈现高电阻值。常温下呈现高电阻值。 特点：特点：其电阻值随其电阻值随排气中氧离子含量的减排气中氧离子含量的减少而减小少而减小。 工作原理：工作原理： 混合气浓，排气中混合气浓，排气中氧离子含量少，二氧化钛氧离子含量少，二氧化钛呈现低电阻值，但信号电呈现低电阻值，但信号电压值高，压值高，Us=0.9VUs=0.9V。 若混合气稀，排气中若混合气稀，排气中氧离子含量多，二氧化钛氧离子含量多，二氧化钛呈现高电阻值，但信号电呈现高电阻值，但信号电压值低，压值低，Us=0.1VUs=0.1V。二氧化钛式氧传感器与二氧化钛式氧传感器与ECUECU连接连接 说明： 1、为使氧传感器尽快进入灵敏工作状态（600），外绕电热丝冷态加热。 2、定期更换（80000Km）。 3、两种氧传感器不能互换使用。 六、温度传感器（CTS） 电喷发动机一般设置三个温度传感器： 冷却液温度传感器； 进气温度传感器； 排气温度传感器； 作用：提供温度信息，对喷油量进行修正。 安装部位： 常用型式常用型式 采用负温度系数采用负温度系数的热敏电阻的热敏电阻其电阻其电阻值随温度的升高而减值随温度的升高而减小小。 工作原理：工作原理： 温度升高，温度升高，阻值减小，信号电压阻值减小，信号电压升高升高。 七、爆震传感器（DS） 功用：将发动机爆震时，传到缸体上的机械振动转换成电信号送至ECU，实施点火时刻的闭环控制。 爆震检测方式：机体振动检测式； 安装部位：缸体侧面或缸盖上（1只或2只）； 型式： （一）压电式（一）压电式DSDS 1 1、非共振型、非共振型 结构：结构： 压电元件压电元件- -二氧化二氧化硅。交界面受压将产硅。交界面受压将产生电压，其值大小取生电压，其值大小取决于受压面积及所受决于受压面积及所受压力。压力。 工作原理：工作原理： 机体振动，配重块振动产生加速度作用压电元件。压机体振动，配重块振动产生加速度作用压电元件。压电元件将产生一个与振动频率和振动强度有关的电压信电元件将产生一个与振动频率和振动强度有关的电压信号，当其电压信号频率与特征频率一致时，号，当其电压信号频率与特征频率一致时，ECUECU判定为爆判定为爆震震- -推迟点火时机。推迟点火时机。 2、共振型 结构： 压电元件 振荡片 基座 工作原理： 机体振动，振荡片振动。当发动机产生爆震时，机体振动频率与振荡片固有振动频率相等产生共振。 共振时，压电元件承受压力最大，产生信号电压值最高。 （二）磁致伸缩式DS 结构： 铁芯、线圈、永久磁铁、振荡片 工作原理： 机体振动，永久磁铁随振荡片振动。当发动机产生爆震时，机体振动频率与振荡片固有振动频率相等产生共振。 共振时，传感器感应线圈产生的信号电压值最高。 八、车速传感器 功用：检测汽车的行驶速度，用于发动机怠速、汽车加减速期间的空燃比控制。 型式： （一）舌簧开关型 设置在组合仪表内。 结构： 一个舌簧开关，两块永久磁铁。 工作原理： 磁铁由转速表软磁铁由转速表软轴驱动，软轴转一转，轴驱动，软轴转一转，磁铁极性相对于舌簧磁铁极性相对于舌簧开关变换开关变换4 4次，舌簧开次，舌簧开关将开闭关将开闭4 4次。次。ECUECU根根据舌簧开关的开闭次据舌簧开关的开闭次数确知车速。数确知车速。舌簧开关于ECU连接 （二）光电耦合型（二）光电耦合型 设置在组合仪表内。设置在组合仪表内。 结构：结构： 齿扇转子（齿扇转子（20齿）齿）-软轴驱动。软轴驱动。 光电耦合器：发光光电耦合器：发光二极管、光电三极管。二极管、光电三极管。 控制电路控制电路控制电路 工作原理工作原理 齿扇转子被转速表软轴驱动，齿扇遮光、齿扇转子被转速表软轴驱动，齿扇遮光、漏光使光敏三极管截止、导通。漏光使光敏三极管截止、导通。 齿扇转子转一转，光电耦合器输出齿扇转子转一转，光电耦合器输出2020个个脉冲信号，经分频器分频后转换成脉冲信号，经分频器分频后转换成4 4个脉冲送个脉冲送至至ECUECU，ECUECU通过记录脉冲数检测转速。通过记录脉冲数检测转速。 第二节 燃油供给系统 功用：为可燃混合气的形成提供必须的燃油。 组成：燃油箱电动油泵滤清器供油架及油压调节器电磁喷油器进气歧管。 一、电动燃油泵 功用：为燃油供给系统提供足够压力（250300Kpa）的燃油。 安装：油箱内 组成：永磁电机、泵体、单向安全阀。 型式：滚柱泵、齿轮泵、涡轮泵、侧槽泵。 滚柱泵 结构： 泵套：设置进出油口。 泵转子：偏心安装在泵套内，被电机驱动。 滚柱：位于泵转子凹槽内，沿泵套内表面滑动。 泵油过程：泵油过程： 电机转动泵转子转动滚柱外甩紧贴泵套内表面滑动腔室容积改变。 容积增大产生吸力吸油，此处设置进油口。 容积减小油压增加，设置出油口。 二、电磁喷油器二、电磁喷油器 功用：功用：接收接收ECUECU控制指令，控制喷油量