柴油发动机的检测与故障诊断本科毕业论文(25页).doc

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1、-柴油发动机的检测与故障诊断本科毕业论文-第 20 页甘 肃 省 高 等 教 育 自 学 考 试毕 业 论 文柴油发动机的检测与故障诊断 专 业： 汽车运用工程 主考学校： 甘肃农业大学 准考证号： 442312117044 指导教师姓名职称：万芳新 教授 学生姓名: 张茂生 2014年10月25 日 目 录摘要0Abstract：1Key word：1前言2第一章 我国汽车发动机节能技术研发现状2第二章 电控喷射发动机节能技术22.1电控汽油喷射系统概述22.2 汽油发动机电控系统的基本组成及分类22.3空气供给系统22.3.1空气供给系的作用及组成22.3.2空气供给系统的主要零件22.4

2、汽油供给系统22.4.1电动汽油泵的工作原理22.4.2汽油压力调节器的工作原理22.4.3汽油过滤器22.4.4电磁喷油器22.4.5冷起动喷油器和热限时开关22.5 汽油喷射系统的传感器22.5.1温度传感器22.5.2空气流量计22.5.3进气压力传感器22.5.4曲轴与凸轮轴位置传感器22.5.5节气门位置传感器的结构原理和作用22.5.6氧传感器22.6汽油喷射控制22.6.1汽油泵控制22.6.2 喷油量的控制2第三章 电喷发动机未来的发展预测2参考文献2结论2致谢2摘要世界上能源越来越稀缺，汽油价格也逐年攀升，汽车尾气排放更是令人深恶痛绝，这些都妨碍着汽车工业的发展，汽车行业研究

3、者不断通过高新的技术去克服这些问题。随着汽车工业的发展，各种领先科技都汇集在一部汽车上。对汽车的动力性，舒适性，经济性，操纵稳定性，安全性等的要求越来越高。发动机作为汽车的主要动力源，发动机对燃油的消耗已成为国际关注的问题，而发动机节能技术是汽车节能的核心途径。本文根据汽车发动机节能技术的发展浅谈了电控汽油喷射的节能技术。电喷发动机就是为了解决这些问题的新技术之一。电喷发动机技术是提高汽油机燃油经济性和降低排放的重要手段。【关键词】： 能源稀缺 经济性 发动机节能 电控汽油喷射 AbstractThe world energy more scarce, and rising gasoline

4、prices, emissions from automobiles is similarly, these are hindering the development of the car industry, automobile industry unceasingly through the high and new technology to overcome these problems. Along with the development of the car industry, leading technology are collected in a car. The per

5、formance of automobile, comfort, safety, economy, steering stability are increasingly demanding, etc. As the main source of automobile engine, engine fuel consumption has become to international concern, and energy saving technology car engine is the core. Based on the development of automobile engi

6、ne energy-saving technology to discuss the petrol injection control of energy saving technology. Efi engine is to solve these problems of the new technology. Efi engine technology is improving gasoline fuel efficiency and reduce emissions.Key word：energy saving electric gasoline engine scarce econom

7、ic injection前言随着能源问题的日益紧张，节能这一课题将是未来汽车工业发展的重要主题。目前发动机节能的主要措施有:电控喷射技术，提高压缩比,稀燃技术,直喷技术,增压,中冷技术,可变进气技术等。随着汽车电子技术的应用和发展，汽车的电子化、智能化程度越来越高，其中电控燃油喷射发动机在现代汽车中的应用越来越多，现在电喷发动机(电子控制汽油喷射式发动机)的使用在轿车中越来越普遍。电子控制燃油喷射系统由微型集成电路根据汽车和发动机各种运行工况来控制喷油量，促使燃油在发动机内完全燃烧，从而大大降低了尾气污染。一般来说，电喷车相对于化油器车具有功率高、省油、噪音低、一次点火率高等性能优点。电喷发动

8、机最大优点是各缸喷油量均匀,可燃用较稀的混合气,因此,动力性、经济性较好。因此，电喷车是既经济实用、又绿色环保的首选。有消息称化油器式发动机轿车在我国各大城市将很快被“消灭”。因此车主对电喷发动机的了解变得越来越重要，只有了解了电喷发动机的“脾气”，您才能更好地使用和养护爱车。第一章 我国汽车发动机节能技术研发现状我国汽车发动机研发的主要形式：企业自行研发独立的发动机生产企业；委托或与国外技术公司合作研发多是自主品牌的整车企业或发动机企业；引进先进技术，消化、吸收、改进合资企业为主。研发汽车节能发动机的必要性：我国车用能源消耗日益紧迫，从2000年至今，我国汽车保有量以年均10%以上的速度递增

9、，2008年的汽车保有量达到4975万辆，车用燃油消费占石油消耗的比例逐年增加，2007年末达到34.12%。我国汽车发动机的质量及可靠性取得了较大的进步，但是发动机的节能减排技术远低于国外先进水平，平均油耗高于国外发动机10%以上。汽车节能发动机研发存在的问题：我国汽车及发动机企业对节能汽车发动机的研发还没有形成有效的开发模式，相应的经验积累也较少；由于我国汽车发动机新的节能减排技术研发滞后，每到新的节能减排标准实施时，自主品牌企业不得不依靠国外技术，并因此支付过多的费用；对先进、前沿的节能减排技术，国内企业由于能力限制，目前只能是模仿；政策层面也缺少行之有效的支持措施。国家提出的发动机节能

10、宏观技术措施：将节能与新能源汽车的关键技术和零部件研发列入国家科技计划，给予重点支持。建立节能与新能源汽车产业联盟，集中力量攻克关键技术，促进产业化发展建立符合中国实际的行驶工况以及特定地区、特定车型的行驶工况，促进燃料经济性水平提高。尽快制定和完善节能与新能源汽车技术标准和法规。随着能源问题的日益紧张，节能这一课题将是未来汽车工业发展的重要主题，汽车企业、发动机企业及上游零部件企业应充分认识到这一课题的重要性，重视汽车节能发动机的研发，并要有相应的技术储备；汽车节能发动机技术的研发关系到我国汽车工业的发展，应以自主开发为主。发动机通用节能技术研发目标：2012年通过推动燃油消耗率标准的提高，

11、促进企业在发动机摩擦降低方面的研发，推动发动机企业采用低能耗附件。2020年全面采用低能耗附件，降低发动机内部摩擦，使发动机燃油消耗率降低5%。汽车发动机节能减排技术的研发也是国内汽车企业参与国际竞争、走向国际市场的需要。我国汽车燃油经济性标准和排放法规日益严格，汽车及发动机技术有必要在节能减排上做一些技术储备。提高发动机热效率的主要措施有:电控喷射技术，提高压缩比,稀燃技术,直喷技术,增压,中冷技术,可变进气技术,改善进排气过程,改善混合气在气缸中的流动方式,改进点火配置提高点火能量,优化燃烧过程,高压共轨技术,绝热发动机技术等。现在电喷发动机(电子控制汽油喷射式发动机)的使用在轿车中越来越

12、普遍，有消息称化油器式发动机轿车在我国各大城市将很快被“消灭”。因此车主对电喷发动机的了解变得越来越重要，只有了解了电喷发动机的“脾气”，您才能更好地使用和养护爱车。 第二章 电控喷射发动机节能技术2.1电控汽油喷射系统概述电喷发动机是采用电子控制装置.取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比.油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制装置.电子控制装置根据这些信号参数.计算并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化。并与进入的空气气流混合,进入燃烧

13、室燃烧,从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。 电喷发动机按喷油器数量可分为多点喷射和单点喷射。发动机每一个气缸有一个喷油咀,英文缩写为MPI,称多点喷射。发动机几个气缸共用一个喷油咀英文缩写SPI.称单点喷射。汽油喷射发动机与化油器式发动机相比,突出的优点是能准确控制混合气的质量,保证气缸内的燃料燃烧完全,使废气排放物和燃油消耗都能够降得下来,同时它还提高了发动机的充气效率,增加了发动机的功率和扭矩。电子控制燃油喷射装置的缺点就是成本比化油器高一点,因此价格也就贵一些,故障率虽低,一旦坏了就难以修复(电脑件只

14、能整件更换),但是与它的运行经济性和环保性相比,这些缺点就微不足道了。电喷发动机与化油器式发动机有很大的区别，在使用操作方法上也颇有不同。起动电喷发动机时(包括冷车起动)，一般无需踩油门。因为电喷发动机都有冷起动加浓、自动冷车快怠速功能，能保证发动机不论在冷车或热车状态下顺利起动；在起动发动机之前和起动过程中，像起动化油器式发动机那样反复快速踩油门踏板的方法来增加喷油量的做法是无效的。因为电喷发动机的油门踏板只操纵节气门的开度，它的喷油量完全是电脑根据进气量参数来决定；在油箱缺油状态下，电喷发动机不应较长时间运转。因为电动汽油泵是靠流过汽油泵的燃油来进行冷却的。在油箱缺油状态下长时间运转发动机

15、，会使电动汽油泵因过热而烧坏，所以如果您的爱车是电喷车，当仪表盘上的燃油警告灯亮时，应尽快加油；在发动机运转时不能拔下任何传感器插头，否则会在电脑中显现人为的故障代码，影响维修人员正确地判断和排除故障。汽油喷射型式分为机械式和电子控制式两种。机械式汽油喷射装置是一种以机械液力控制的喷射技术,早在30年代就应用在飞机发动机,50年代开始应用在德国奔驰300BL轿车发动机上。集成电路的出现使电子技术能在发动机上得到应用,一种更好的汽油喷射装置电子控制汽油喷射技术也就应运而生了。任何一种电子控制汽油喷射装置,都是由喷油油路,传感器组和电子控制单元(微型电脑)三大部分组成。当喷射器安装在原来化油器位置

16、上,称为单点电控燃油喷射装置；当喷射器安装在每个气缸的进气管上,称为多点电控燃油喷射装置。喷油油路由电动油泵,燃油滤清器,油压调节器,喷射器等组成,电控单元发出的指令信号可将喷射器头部的针阀打开,将燃油喷出。传感器好似人的眼耳鼻等器官,专门接受温度,混合气浓度,空气流量和压力,曲轴转速等数值并传送给“中枢神经”的电子控制单元。电子控制单元是一个微计算机,内有集成电路以及其它精密的电子元件。它汇集了发动机上各个传感器采集的信号和点火分电器的信号,在千分之几十秒内分析和计算出下一个循环所需供给的油量,并及时向喷射器发出喷油的指令,使燃油和空气形成理想的混合气进入气缸燃烧产生动力。电喷发动机工作时，

17、需要随时从各种传感器中获取数据，然后由行车电脑运算后，送到各执行部件进行调整来实现对发动机的控制的。使用电控喷射发动机还具有以下特点：(1) 在进气系统中，由于没有象化油器供油那样的吼管部位，进气压力损失较小。只要合理设计进气管道，就能充分利用吸入空气的惯性增压作用，增大充气量，提高输出功率，增加发动机的动力性。(2) 在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，空燃比控制系统能够迅速响应，使汽车加减速反应灵敏。(3) 当汽车在不同地区行驶时，对大气压力或外界环境温度变化引起的空气密度变化，可以进行适量的空燃比修正。(4) 在发动机启动时，可以用ECU计算出起动供油量，并且能使发动机顺利经过暖机运转。使发

18、动机起动更容易，且暖机性能提高。(5) 能提供各种工况下最适当的混合气空燃比，且汽油雾化好，各缸分配均匀，使燃烧效率提高。因此，能有效的降低排放，节省汽油。(6) 减速断油功能，亦能降低排放，节省汽油。减速时，节气门关闭，发动机仍以高速运转，进入汽缸的空气量减少，进气歧管内的真空度增大。在化油器中，此时会使粘附于进气歧管壁面的汽油由于歧管内的真空度急骤升高而蒸发后进入汽缸，使混合气变浓，燃烧不完全，排气中HC的含量增加。而在电控汽油喷射发动机中，当节气门关闭而发动机转速超过预定转速时，喷油就会停止，使排气中的HC减少，并可降低汽油消耗。可见，从中可以看出，电控汽油喷射发动机能很好的适应减少排放

19、、降低油耗、提高输出功率及改善驾驶性能等使用要求，因此，电控喷射发动机已成为现代汽油发动机的主流。2.2 汽油发动机电控系统的基本组成及分类1. 汽油发动机电控系统主要由空气供给系统、汽油供给系统和ECU组成。2. 汽油喷射系统的分类a.按喷油器安装部位分类电子控制汽油喷射系统可分为单点汽油喷射系统和多点汽油喷射系统。b.按汽油的喷射方式分类(1) 缸内喷射(2) 进气管喷射c.按空气量的检测方式分类电控汽油喷射系统按空气量的检测方式可分为歧管压力计量式、叶片式、卡门旋涡式、热线式和热膜式等。d.按喷射时序分类汽油喷射系统按喷射时序可分为同时喷射、顺序喷射和分组喷射。2.3空气供给系统2.3.

20、1空气供给系的作用及组成空气供给系统为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。空气供给系统的作用是测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。空气经空气过滤器、空气流量计（D系统无此装置）、节气门、进气总管、进气歧管进入各缸。图1一般行驶时，空气的流量由通道中的节气门来控制（节气门由油门踏板操作）。踩下油门踏板时，节气门打开，进入的空气量多。怠速时，节气门关闭，空气由旁通道通过。怠速转速的控制是由怠速调整螺钉和怠速空气调整器调整流经旁通道的空气量来实现的。怠速空气调整器一般由ECU控制。在气温低发动机暖机时，怠速空气调整器的通路打开，以供给暖机时必须的空气量给进气歧管，此时，发动机转速较正常怠速高，称为

21、快怠速。随着发动机冷却液温度升高，怠速空气调整器使旁通道开度逐渐减小，旁通空气量亦逐渐减小，发动机转速逐渐降低至正常怠速。2.3.2空气供给系统的主要零件1节气门体与怠速调整螺钉节气门用来控制发动机正常运行工况下的进气量。由于EFI系统在发动机怠速时通常将节气门全关，故设一旁通气道，在发动机怠速时供给少量空气。节气门位置传感器装在节气门轴上，用以检测节气门开启的角度。有的节气门体上装有节气门缓冲器。为防止寒冷季节流经节气门体的空气中水分在节气门体上冻结，有些节气门体上设有使发动机冷却水流经的管路。发动机怠速运转的转速由此时供给的空气量决定，由于怠速时空气走旁通气道，故旁通气道开口的大小决定了空

22、气量，该开口的大小可以通过调节怠速调整螺钉调整。当螺钉顺时针方向旋入时，旁通气道开口减小，发动机怠速转速降低；逆时针旋转调节螺钉，旁通气道开口加大，发动机怠速转速升高。2怠速空气调整器（空气阀）怠速空气调整器的功用：一是稳定发动机的怠速转速，从而降低汽车怠速行速时的汽油消耗量；二是发动机在怠速运行时，若负荷增大，如接通空调、动力转向和液力变矩器等，则提高怠速转速（快怠速），以防止发动机熄火。它是通过控制节气门旁通道的方式来实现怠速调整的。3进气管进气管包括进气总管和进气歧管。2.4汽油供给系统如图2汽油供给系统由汽油泵、汽油过滤器、汽油压力脉动减振器、喷油器、汽油压力调节器及供油总管等组成。汽

23、油由汽油泵从油箱中泵出，经过汽油过滤器，除去杂质及水分后，再送至汽油脉动减振器，以减少其脉动。这样具有一定压力的汽油流至供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油器。喷油器根据ECU的喷油指令，开启喷油阀，将适量的汽油喷于进气门前，待进气行程时，再将可燃混合气吸入气缸中。装在供油总管上的汽油压力调节器是用以调节系统油压的，目的在于保持喷油器内与进气歧管内的压力差为250kPa。图2此外，有些车辆在进气歧管上安装了一个冷起动喷油器，用于改善发动机低温起动性能，冷起动喷油器的喷油时间由热限时开关或者ECU控制。有些车型还在输油管的一端设有脉动阻尼器，以消除喷油时油压产生的微小波动。2.4.1电动汽油泵的

24、工作原理电动汽油泵的功用是从油箱中吸入汽油，将油压提高到规定值，然后通过供给系统送到喷油器。一般汽油泵装在汽油箱内，汽油穿过汽油泵马达内部。安全阀的开启压力大约在343 kPa至441 kPa。电动汽油泵装有止回阀以改善发动机起动性，并保持合适的汽油供给系统剩余压力防止产生气阻。电动汽油泵为了能利用汽油进行冷却，通常做成永磁式驱动电动机、泵体和外壳三部分。内装式电动汽油泵安装在油箱内部，优点是不易产生气阻和泄漏，有利于热油输送，且工作噪声小；外装式电动汽油泵串接在油箱外部的输油管路中，容易布置，但噪声大，且易产生气泡形成气阻，外装式一般采用滚柱式电动汽油泵。2.4.2汽油压力调节器的工作原理汽

25、油压力调节器的主要功用是：使系统油压（即供油总管内油压）与进气歧管压力之差保持常数，一般为250kPa。这样，从喷油器喷出的汽油量便唯一地取定于喷油器的开启时间。ECU提供给电磁喷油器通电信号的时间长度，专业术语称为喷油脉冲宽度，简称喷油脉宽（单位ms）。因为发动机所要求的汽油喷射量，是根据ECU加给喷油器的通电时间长短来控制的，如果不控制汽油压力，即使加给喷油器的通电时间相同，当汽油压力高时，汽油喷射量会增加；当汽油压力低时，汽油喷射量会减少。为了使系统油压与进气歧管压力差保持稳定，故汽油压力调节器所控制的系统油压，应随进气歧管压力变化作相应的变化。系统油压一般在0.25kPa 0.3kPa

26、的范围内。2.4.3汽油过滤器汽油过滤器的作用是把含在发动机汽油中的氧化铁、粉尘等固体杂物除去，防止汽油供给系统堵塞，减小机械磨损，确保发动机稳定行驶，提高可靠性。由于汽油供给系统发生故障，会严重影响车辆的行驶性能，所以为使汽油供给系统部件保持正常工作状态，汽油过滤器起着重要作用。2.4.4电磁喷油器电磁喷油器是发动机电控汽油喷射系统的一个关键的执行器，它接受ECU送来的喷油脉冲信号，精确地计算汽油喷射量。因此，它是一种加工精度非常高的精密器件。要求其动态流量范围大、抗堵塞抗污染能力强以及雾化性能好，为了满足这些性能要求，先后开发研制了各种不同结构型式的电磁喷油器，主要有：轴针式、球阀式和片阀

27、式等。电磁喷油器的磁化线圈可按任何特性值绕制，但典型的一种是低电阻型喷油器，阻值为23；另一种是高电阻型喷油器，其阻值为1317。喷油器用专门的支座安装，支座为橡胶成型件。从而形成隔热作用，防止喷油器中的汽油产生气泡，有助于提高发动机的高温起动性能。另外，橡胶成形件可保护喷油器不受过高振动应力的作用。视发动机结构型式的不同，喷油器或是经汽油管或经带保险夹头的连接插座与汽油分配管连接。电磁喷油器因是电控汽油喷射系统精确计量汽油的关键部件，在汽油喷射技术的发展过程中，一直倍受关注，从结构和性能上作了多方面的改进和完善。如通过改进磁路设计和减少针阀质量而扩大了动态流量范围。同时还采取各种措施提高其抗

28、堵塞的能力，其中最有效的结构改进是采用多孔计量板。有些采用底部供油冷却喷油器，改善了高温环境条件下的热车起动性能。2.4.5冷起动喷油器和热限时开关在低温下发动机冷起动时，吸入的混合气中有一部分汽油冷凝，为了补偿这部份汽油的损失，必须在冷起动时附加地喷入一定量的汽油。上世纪九十年代中期以前的电控系统，这部分附加的喷油量是由冷起喷油器喷入进气管的。冷起动喷油器的开启持续时间取决于发动机的温度，由热限时开关控制。随着电子技术的发展，现代发动机通常采用增加喷油脉冲宽度来补偿。冷起动喷油器是一个电磁阀，装在充满压力油的阀体内腔中的阀门是一个衔铁，它被弹簧紧压在阀座上，阀门上还绕有磁化线圈。当点火开关和

29、热限时开关接通后，磁化线圈被励磁产生磁场，将阀门吸离座，汽油就通过旋流式喷嘴，喷散成细油雾，进入节气门后的进气管道内，以加浓混合气。冷起动喷油器安装在进气岐管主管道内上，在此把汽油与空气的混合气均匀地分配给各个气缸。热限时开关的功用是控制冷起动喷油器的喷油时间。热限时开关的功用是控制冷起动喷油器的喷油时间。它是一个中空的螺钉，旋装在能表征发动机热状态的位置上。其中有一个外绕电热线圈的双金属片，它可根据本身的温度控制触点的开闭，来控制冷起动喷油器的开启持续时间。2.5 汽油喷射系统的传感器2.5.1温度传感器温度传感器热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：测量精度高。因温度传感器热电

30、偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。测量范围广。构造简单，使用方便。温度传感器热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。温度传感器热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。温度传感器热电偶就是利用这一效应来工作的。2.5.2空气流量计空气流量计是用来计算发动机进气量的传感器，在汽车电子燃油喷射系统中，把空气流量信号和发动机转速信号一起作为喷油时间的基准信号。空气流量计一般有以下几种

31、。(1) 叶片式空气流量计空气流量计的结构简单，可靠性高；但进气阻力大，响应较慢且体积较大(2) 卡门旋涡式空气流量计所谓卡门旋涡，是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时，在这一物体的下游就会产生的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡(3) 光学式卡门旋涡空气流量计在产生卡门旋涡的过程中，旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化，通过导孔作用在金属箔上，从而使其振动，发光二极管的光照在振动的金属箔上时，光敏三极管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光，其输出经解调得到代表空气流量的频率信号。(4) 超声波式卡门旋涡空气流量计在卡门涡流发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和接收探头。因卡门涡流对

32、空气密度的影响，就会使超声波从发射探头到接收探头的时间较无旋涡变晚而产生相位差。对此相位信号进行处理，就可得到旋涡脉冲信号。2.5.3进气压力传感器电喷发动机中采用进气压力传感器来检测进气量的称为D型喷射系统（速度密度型）。进气压力传感器检测进气量不是像进气流量传感器那样直接检测，而是采用间接检测，同时它还受诸多因素的影响，因而在检测和维修中就有许多不同于量传感器进气流的地方，所产生的故障也有它的特殊性。进气压力传感器检测的是节、气门后方的进气歧管的绝对压力，它根据发动机转速和负荷的大小检测出歧管内绝对压力的变化，然后转换成信号电压送至电子控制器（ECU），ECU依据此信号电压的大小，控制基本

33、喷油量的大小。进气压力传感器种类较多，有压敏电阻式、电容式等。由于压敏电阻式具有响应时间快、检测精度高、尺寸小且安装灵活等优点，因而被广泛用于D型喷射系统中。压敏电阻式进气压力传感器的应变电阻R1、R2、R3、R4,它们构成惠斯顿电桥并与硅膜片粘接在一起。硅膜片在歧管内的绝对压力作用下可以变形，从而引起应变电阻R阻值的变化，歧管内的绝对压力越高，硅膜片的变形越大，从而电阻R的阻值变化也越大。即把硅膜片机械式的变化转变成了电信号，再由集成电路放大后输出至ECU。2.5.4曲轴与凸轮轴位置传感器利用霍尔元件制成的传感器称为霍尔式传感器。利用霍尔效应不仅可以通过接通和切断磁场来检测电压，而且可以检测

34、导线中流过的电流，因为导线周围的磁场强弱与流过导线的电流成正比关系。20世纪80年代以来，汽车上应用的霍尔式传感器与日剧增，主要原因在于霍尔式传感器有两个突出优点：一是输出电压信号近似于方波信号；二是输出电压高低与被测物体的转速无关。霍尔式传感器与磁感应式传感器不同的是需要外加电源。霍尔式传感器基本结构：霍尔式传感器主要由触发叶轮、霍尔集成电路、导磁钢片(磁轭)与永久磁铁等组成。触发叶轮安装在转子轴上，叶轮上制有叶片(在霍尔式点火系统中，叶片数与发动机气缸数相等)。当触发叶轮随转子轴一同转动时，叶片便在霍尔集成电路与永久磁铁之间转动。霍尔集成电路由霍尔元件、放大电路、稳压电路、温度补偿电路、信

35、号变换电路和输出电路等组成。霍尔式传感器工作原理：当传感器轴转动时，触发叶轮的叶片便从霍尔集成电路与永久磁铁之间的气隙中转过：当叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便经霍尔集成电路和导磁钢片构成回路，此时霍尔元件产生电压(U=1920V)，霍尔集成电路输出级的晶体管导通，传感器输出的信号电压U为低电平(实测表明：当电源电压Ucc=144V或5V时，信号电压U=0103 V)。 当叶片进入气隙时，霍尔集成电路中的磁场被叶片旁路，霍尔电压UH为零，集成电路输出级的晶体管截止，传感器输出的信号电压U为高电平(实测表明：当电源电压Ucc=144V时，信号电压U=98 V；当电源电压Ucc=5V时，信号电压U

36、=48 V)。2.5.5节气门位置传感器的结构原理和作用 主节气门位置传感器主要包括一个滑动变阻器和一对活动触点。滑动变阻器的滑动片随节气门同轴转动，其输出电压与节气门开度成正比，另外电压数值变化的快慢反映了节气门开闭的快慢。发动机ECU(电脑)接收到节气门位置传感器输入的电压信号，即可判知节气门开度大小及节气门开闭的快慢，进而确定喷油量的多少。活动触点也叫怠速触点，其通断信号输入电脑，使电脑控制异步喷射、急减速断油和怠速空气电磁阀投入工作等。副节气门用于牵引力控制装置TRC，其执行器根据来自TRC的ECU信号来打开或关闭副节气门，从而达到控制发动机输出功率，防止汽车车轮出现滑转的目的。副节气

37、门位置传感器将副节气门开度以电压信号形式给TRC的ECU，使ECU具有逻辑分析功能。2.5.6氧传感器目前氧传感器的技术已经相当成熟，世界各地有很多的厂家都可以生产。氧传感器的作用是测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息，即氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到发动机计算机，使发动机能够实现以过量空气因数为目标的闭环控制；确保三效催化转化器对排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（）三种污染物都有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。氧传感器装在汽车排气管道内，用它来检测废气口的氧含量。因而可根据氧传感器所得到的信号，把它反馈到控制系统，来微调燃料的喷射

38、量，使A/F控制在最佳状态，既大大地降低了排污量，又节省了能源。实际应用的氧传感器有氧化锆式氧传感器和氧化钛式氧传感器两种。而常见的氧传感器又有单引线、双引线和三根引线之分，；单引线的为氧化锆式氧传感器；双引线的为氧化钛式氧传感器；三根引线的为加热型氧化锆式氧传感器，原则上三种引线方式的氧传感器是不能替代使用的。其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。氧传感器位于排气管的第一节，在催化转化器的前面。氧传感器有个二氧化锆（一种陶瓷）制造的元件，其里外都镀有一层很薄的白金。陶瓷化锆体在一端用镀薄铂层来封闭。后者被插到保护套中，并安装在一个金属体内。保护套起到进一步保护作用并使传感器得以安装到排气歧管上。

39、陶瓷体外部暴露在排气中，而内部与环境大气相通。这个元件低温时有很高的电阻，所以温度低时不允许电流通过。但高温时，由于空气中和废气中氧的浓度差异，氧离子却能通过这个元件。这就产生了电位差，白金将其放大。这样，空燃比低于理论空燃比（较浓）时，在氧传感器元件内（废气）外（大气）之间有较大的氧气浓度差。于是，传感器产生一相对较强的电压。另一方面，如果混合气稀，大气和废气之间氧浓度差很小，传感器也就只产生一相对较弱的电压（接近0伏）。氧传感器安装在排气歧管上，它可以检测废气中的氧气浓度，据此计算空燃比，并将结果传送到ECU。由于混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比，三元催化剂对CO、HC和的净化能力将急剧下

40、降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增减，从而将混合气的空燃比控制在理论值附近。2.6汽油喷射控制电控汽油喷射系统最突出的优点是能实现空燃比的高精度控制。其一：采用多点喷射（MPI）方式独立向各缸喷油、使各缸空燃比偏差减少；其二：在闭环控制系统中，由氧传感器反馈控制可进一步精确控制空燃比；其三：在汽车运行地区气压、气温、空气密度变化，加速减速行驶过渡运转阶段，空燃比均可及时得到适当的修正。另外点火控制、怠速控制等辅助系统的采用，使各种工况都有最佳空燃比。电控汽油喷射主要控制项目包括：汽油泵控制、喷油器控制。喷油量控制和喷油时

41、间控制。2.6.1汽油泵控制 电控汽油喷射系统汽油泵控制的基本要求是：当点火开关打开后，ECU将控制汽油泵工作2S5S，以建立必须的油压。此时若不起动发动机，ECU将切断汽油泵的控制电路，汽油泵停止工作。在发动机起动过程和运转过程中，ECU控制汽油泵保持正常运转。 汽油泵的转速由外加电压决定。通常汽油泵总是在一定的转速下运转，因而输出油量不变。但在发动机高速、大负荷工况下需油量大，有必要提高汽油泵转速以增加泵油量。当发动机工作在低速、中小负荷工况时，应使汽油泵低速运转以减少泵的磨损及不必要的电能消耗，故在一些发动机中对汽油泵设置了转速控制机构。随着发动机功率的增大，汽油泵的泵油量也必然增大，因

42、而导致汽油泵消耗的电功率和汽油泵的噪声都比较大。为了尽可能减少电能的消耗和噪声污染，近年来研制成功一种发动机ECU直接控制式，由发动机ECU直接控制汽油泵的工作电压（驱动电压），汽油泵工作电压与发动机负荷成正比变化。发动机ECU在进行实际控制时，汽油泵的工作电压主要随发动机转速和喷油脉宽变化。2.6.2 喷油量的控制电磁喷油器的喷油量取决于电磁阀打开的时间（喷油器喷射持续时间），也就取决于ECU提供的喷油脉冲信号宽度（简称为喷油脉宽）。喷油量的控制亦即喷油脉宽的控制，目的是使发动机可燃混合气的空燃比符合要求。喷油量的控制实际上是由ECU根据发动机运转的工况及影响因素，输出控制信号进行控制的，使

43、发动机具有良好的经济性和动力性，排放污染大为降低。ECU通过进气压力传感器信号（D型）或空气流量计信号（L型）计量进气量，并根据计算出的进气量与目标空燃比比较，即可确定每次燃烧必须的燃料质量。（一）起动工况起动时的喷油脉宽通常不采用根据进气量（或进气压力）和发动机转速计算确定，这与起动机起动后的控制不同。在发动机起动时，转速波动大，无论D型系统中的进气压力传感器还是L型系统中的空气流量计，都不能精确地确定进气量，进而影响合适的喷油脉宽的确定。因此，在起动时，ECU根据当时的发动机冷却液温度，由存储器中的冷却液温度喷油时间图找出相应的喷油脉宽图，然后用进气温度和蓄电池电压等参数进行修正，得到起动

44、时的喷油脉宽。发动机转速低于规定值或点火开关接通STA时，由冷却液温度传感器信号ECU查出冷却液温度喷油脉宽图的基本喷油脉宽；根据进气温度信号对喷油脉宽作修正（延长或减短）；根据蓄电池电压相应延长喷油脉宽信号，以实现喷油量的进一步修正，即电压修正。喷油器打开的实际时间较ECU计算出的需要打开的时间短，此时间差称为无效喷射时间。蓄电池电压越低，滞后时间越长。因此ECU根据蓄电池电压延长喷油脉宽信号，修正喷油量，使实际喷油时间更接近于ECU计算值。（二）起动后喷油控制发动机转速超过预定值时，ECU确定的喷油脉宽信号满足下式： 喷油脉宽基本喷油脉宽喷油修正系数十电压修正值式中，喷油修正系数是修正系数

45、的总和；L型电控汽油喷射系统的基本喷油脉宽根据空气质量和发动机转速确定。这个基本喷油脉宽是实现既定空燃比的喷油时间。(1) 起动后加浓发动机完成起动后，点火开关由“STA”位置转到“ON”位置，或发动机转速已达到或超过预定值，ECU额外增加喷油量，使发动机保持稳定运行。喷油量的初始修正值根据冷却液温度确定，然后随温度升高按某一固定速度下降，逐步达到正常。(2) 暖机加浓冷机时汽油蒸发性差，为使发动机迅速进入最佳工作状态，必须供给浓混合气。在冷却液温度低时，ECU根据冷却液温度传感器信号相应增加喷油量，冷却液温度在40时加浓量约为基本喷射量的两倍。暖机加浓还出现在怠速触点信号接通或断开时。当节气

46、门位置传感器中的怠速触点接通或断开时，根据发动机转速，喷油量有少量变化。(3) 进气温度修正进气密度随发动机的进气温度而变化，ECU根据进气温度传感器提供的信号，修正喷油持续时间，使空燃比满足需求。通常以20为进气温度信息的标准温度，进气温度低，空气密度增大。低于20时，ECU增加喷油量，使混合气不致过稀；进气温度高，空气密度减少，高于20时，ECU使喷油量减少，以防混合气偏浓。增加或减少的最大修正量约为10。由进气温度修正曲线可见，修正约在进气温度2060之间。(4) 大负荷加浓发动机在大负荷工况下运转时，要求使用浓混合气体获得大功率。ECU根据发动机负荷增加喷油量。发动机负荷状况可以根据节

47、气门开度或进气量的大小确定，故ECU可根据进气压力传感器、空气流量计、节气门位置传感器输送的信号判断发动机负荷状况，决定相应增加的喷油量。大负荷的加浓量约为正常喷油量的1030。有些发动机的大负荷加浓量还与冷却液温度信号有关。(5) 过渡工况空燃比控制。发动机在过渡工况下运行时（汽车加速或减速行驶），为获得良好的动力性、经济性，空燃比应作相应变化，即需要适量调整喷油量。(6) 怠速稳定性修正（D型）。在D型系统中，决定基本喷油脉宽的进气管压力，在过渡工况时，进气管压力信号相对滞后于发动机转速，造成发动机转速上升时，输出转矩不足。为了提高发动机怠速运转时的稳定性，ECU根据进气管绝对压力信号（P

48、IM）和发动机转速信号（Ne）对喷油量作修正。即随压力增大或转速降低，增加喷油量；反之，则减少喷油量。（三）断油控制（1）减速断油 发动机在高速下运行急减速时，节气门完全关闭，为避免混合气过浓以及燃料经济性、排放性能变差，ECU发出信号使喷油器停止喷油。当发动机转速降到某预定转速之下或节气门重新打开时，喷油器再投入工作，冷却液温度低或空调机工作需要增加输出功率时，断油或重新恢复喷油的转速较高。（2）发动机超速断油 为避免发动机超速运行，当发动机转速超过额定转速时，ECU控制喷油器停喷。（3）汽车超速行驶断油 某些汽车在汽车运行速度超过限定值时，停止喷油。由ECU根据节气门位置、发动机转速、冷却液温度、空调开关、