发动机电控技术论文
发动机电控技术论文
随着微机、电子技术的日臻完善以及材料工艺的蓬勃发展，发动机电控技术取得了更大的突破。 下面是小编为大家精心推荐的发动机电控技术论文，希望能够对您有所帮助。
发动机电控技术论文篇一
现代轿车发动机电控技术的探讨
摘 要： 随着现代电子技术的飞速发展,特别是微机技术在汽车上的广泛应用,使得汽车的内涵和功能不断拓展和延伸,汽车机电一体化―汽车电子化正逐渐成为现代汽车(特别是轿车)的基本特征。
关键词： 轿车; 电控技术
中图分类号： U464 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631(2011)03-0062-01
一、概述
现代轿车电控技术的理论基础就是现代控制理论。从早期的经典控制到目前的智能控制，控制理论在汽车电控中得到了广泛的应用。主要有PID控制、最优控制、自适应控制、滑模控制、模糊控制、神经网络控制以及预测控制等。现代控制理论的发展使得电控系统更能适应复杂的多变量系统、时变系统和非线性系统，甚至对于数学模型不甚精确的系统也能实施精确有效的控制。而这正是发动机电控得以实现的前提。就其结构而言，电控系统主要由传感器、电子控制组件(ECU)、执行器 3个部分组成。传感器作为输入部分，用于测量物理信号(温度、压力等)，将其转换为电信号;ECU的作用是接收传感器的输入信号，并按设定的程序进行计算处理，输出处理结果;执行器则根据ECU输出的电信号驱动执行机构，使之按要求变化。
1.电子控制组件(ECU)
ECU以微机为中心。还包括前置的A/D转换器、数字信号缓冲器以及后置的信号放大器等。微机运算速度快、精度高，能实时控制，并具备多中断响应等功能。目前，汽车电控系统采用计算机网络技术，把发动机电控系统、车身电控系统、底盘电控系统及信息与通信系统等各系统的ECU相联结，形成机内分布式计算机网络，实现汽车电子综合控制。
2.传感器
汽车传感器的工作条件极为恶劣，因此，传感器能否精确可靠地工作至关重要。
3.执行器
执行器用来精确无误地执行 ECU发出的命令信号。因此 ，执行器工作的精确与否将最终影响电控的成败，正因如此，其工作可靠性和精确性一直作为研究重点而倍受关注。
二、发动机电控技术及应用
发动机电控技术可分为电控汽油喷射、电子点火、怠速控制、排气再循环控制、增压控制、故障自诊断、故障保险、备用控制以及其它控制技术。
1.电控汽油喷射(EFI)系统
电控汽油喷射系统(简称电喷系统)是60年代末开始发展起来的，其突出优点在于空燃比的控制更为精确，可实现最佳空燃比，而且电喷技术提高了汽油的雾化、蒸发性能，加速性能更好，发动机功率和扭矩显著升高。
目前，电喷系统主要采用开环与闭环控制(反馈控制)相结合的方式。对诸如暖机、怠速等需要供给浓混合气的工况采取开环控制，此外则通过排气管中设置的氧传感器，测量实际空燃比来进行反馈控制。
2.电子点火控制系统
微机控制电子点火系统可控制并维持发动机点火提前角(ESA)在最佳范围以内，使汽油机的点火时刻更接近于理想状态。
在微机控制点火系统中，目前出现了一种无分电器点火(DLI)系统，它取消了普通微机控制点火系统中的分电器，改由ECU内部控制各缸配电。这样点火线圈产生的高压电，不需经过分电器分配，直接就送至火花塞发生点火。无分电器点火系统可消除分火头与分电器盖边电极的火花放电现象，减少电磁干扰。
在发动机的点火控制中，同样采用了开环和闭环相结合的控制形式。起动阶段的点火时刻由ECU中的专门信号进行开环控制;正常运行期间，则通过增设爆震传感器进行爆震反馈控制，根据爆震传感器的反馈信号调整点火时刻使发动机在临界爆震状态。
3.怠速控制 (ISC)系统
怠速控制的基本原理是ECU根据冷却水温、空调负荷、空档信号等计算目标转速，并与实际转速相比较，同时检测节气门全关信号及车速信号，判断是否处于怠速状态，确认后则按目标转速与实际转速之间的差值来驱动执行器调整控制进气量。
目前，除了怠速转速的稳定性控制之外，怠速控制还可以实现起动控制、暖机控制以及负荷变化控制等功能，这样多种功能的集中，不仅简化了机构，而且也提高了怠速控制的精确性。
4.排气再循环 (EGR)电控系统
国外的早期研究发现，将少量的排气(5%～20%)再次循环进入气缸与新鲜可燃混合气混合后燃烧，可有效抑制NOx的产生。常用的措施是用专门的管道将部分排气引至进气管，由ECU控制EGR阀改变流通截面来调节排气量，实现再循环排气率的变化。通常在发动机暖机、怠速、低负荷、高负荷等工况不需进行EGR控制。
5.增压电控系统
发动机中增压系统的安装日渐增多，其目的是为了提高进气效率。电控增压系统的研制开发使增压技术又跨上了一个新台阶。目前，应用较普遍的是电控废气涡轮增压系统。通常增压器是为与发动机低速小负荷工况相匹配而设计的，当发动机大负荷运行时容易导致增压器超速运行而损坏，为此，电控废气涡轮增压系统专门在排气管中废气涡轮室处增加了一旁通气道，由ECU控制切换阀的开度大小进行调整。通常情况下切换阀闭合，废气通过涡轮气室排出，一旦发动机大负荷运行将导致废气涡轮转速升高，当进气压力超过限值时，ECU便会通过相应机构开启切换阀，使旁通气道导通，废气不经涡轮室而直接由旁通气道排出，增压器停止工作。
6.故障自诊断系统
现代轿车发动机的电控系统中，ECU一般都带有故障自诊断系统，自行监测、诊断发动机控制系统各部分的故障。对于传感器，可通过检测其信号是否超出规定范围来直接进行判断，对于执行器，则在其初始电路中增设专门回路来实现监测，对于ECU本身，也有专用程序进行诊断。
故障自诊断系统时刻监测各控制系统的工作情况，当出现故障时，一般轿车仪表板上的故障指示灯可闪烁报警，同时将故障信息以代码的形式保存在微机的存储器中，维修时不仅可以通过故障指示灯间断闪烁来显示，也可以通过专用的检测仪器以数字的形式显示故障代码，以便进一步通过手册查出故障原因。
7.故障保险系统及故障备用控制系统
当自诊断系统检测出传感器及其电路故障后，ECU中的故障保险系统随之自动启动发挥作用。故障保险系统会用程序设定的数据取代故障部分输入的非正常信号，进行直接控制。故障保险系统一般通过软件编程来实现。
8.其他电控系统
(1)进气涡流电控系统
进气涡流可以促进汽油蒸发以及与空气的均匀混合，提高燃烧效率。其结构是在进气口附近增设一―涡流控制阀，通过ECU采集转速、节气门开度、冷却水温等信号，并加以处理后控制其旋转角度，引导气流偏转产生涡流，调节涡流比，实现涡流控制。
(2)可变进气控制系统
可变进气控制系统是从增加进气量、提高进气效率的角度出发来改善发动机动力性能的，该系统有两种类型:一种是可变流通面积控制方式，它通过ECU控制安装在进气管道中的控制阀的旋转角度来改变其进气流通截面，满足不同工况对进气量的需求;另一种是可变流通长度控制方式，由ECU控制进气管道中的控制阀来调整进气管的长度。
(3)进气温度预热控制系统
进气温度预热控制系统通过调节低温起动时的进气温度来促进汽油蒸发，改善排放性能。
三、结语
从上述发动机电控系统的应用技术中不难看出，轿车汽油发动机的微机控制时代已经来临，并且随着微机、电子技术的日臻完善以及材料工艺的蓬勃发展，再加上控制理论的不断成熟完善，发动机电控技术有望取得更大的突破。
发动机电控技术论文篇二
汽车电控发动机故障诊断技术
[摘要]近年来，随着电子技术在汽车制造领域内的广泛应用，汽车的智能化和电子化程度越来越高。对汽车各系统和用电设备的控制基本实现了功能组合化、控制电子化和连接标准化，使汽车的性能更加完善。同时对汽车的故障诊断与维修有了更高层次的要求。因此，在对电子控制发动机的故障诊断与维修方面，不能再延续传统的经验检查方法进行故障判断。为此，必须针对电控发动机的常见故障采取行之有效地排除方法，以此来确保汽车的正常行驶。首先对汽车电控发动机的故障特点进行简介，并在此基础上提出汽车电控发动机常见故障及排除方法。
[关键词]电控发动机;故障;诊断;排除
[中图分类号]F407.471
[文献标识码]A
[文章编号]1672-5158(2013)05-0242-01
1发动机电控系统的组成及作用
1.1燃油系统。燃油系统的功能是向汽缸或进气管喷射燃烧时所需的燃油量。燃油从燃油箱内由电动汽油泵吸出，经汽油滤清器后，再由压力调节器加压，将压力调节到比进气管压力高出约250KPa压力，然后经输油管配送给喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据电控单元ECU发来的脉冲信号，把适量燃油喷射到气缸内。
1.2进气系统。进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气。空气经过空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气岐管进入气缸。
1.3电控系统。电控系统是电控单元根据传感器检测到的发动机运行工况和汽车运行工况来确定喷油量及点火提前角，从而控制发动机在最佳工况下的运转。
2汽车电控发动机的故障特点
汽车电控发动机的电子控制部分通常包括以下部件：ECU、执行器和传感器等，这些部件都是由各种电子电路及电子元器件组成。几乎所有的电子元器件都对温度以及过电压较为敏感，一旦这些电子元器件或是电路出现故障，那么便有可能导致电控部分的某个零件无法正常运转，这样电控发动机也会随之出现相应的故障。汽车电控发动机的故障特点主要有以下几个方面：
2.1元件击穿。电子元件被过电压击穿或在高温、大电流击穿，故障现象表现为短路或断路。例如，电子点火控制器内部的电容或三极管被击穿，就会使点火控制器工作异常，造成点火线圈次级绕组无法产生高压电，高压火线不跳火或火花弱，故障现象表现为发动机无法启动或工作异常。
2.2元件老化或性能退化。电子元件长期在高温、电压、电流变化频繁、灰尘等恶劣条件下工作，就会使其老化或性能退化。
2.3线路故障。主要包括接线松脱、接触不良、潮湿、腐蚀等导致的绝缘不良短路、旁路等。传感器和执行器都是固定在发动机某一位置上，通过导线与电控单元ECU连接，若导线接头插接不良或导线短路等，就会使传感器无法将检测的信号传给电控单元，而电控单元不能控制执行器工作，从而造成发动机工作异常。
3电控发动机故障诊断方法
3.1直观诊断
直观诊断就是通过人的感觉器官对汽车故障现象进行看、问、听、试、嗅等，了解和掌握故障现象的特点，通过人的大脑进行分析、判断得出结论的诊断方法。直观诊断方法，也称经验诊断或人工诊断。
直观诊断的主要内容有：(1)看(即目测检查)，其目的是了解电控发动机的电控系统类型、车型，在进入更为细致的测试和诊断之前，能消除一些一般性的故障原因。(2)问(即询问客户)，为了迅速地检查故障源，首先必须了解出现的情形、条件、如何发生及是否已检修过等与故障有关的情况和信息。(3)听，主要是听发动机工作时的声音;有无爆燃、有无敲缸、有无失速、有无进气管或排气管放炮等现象。(4)试，主要是维修人员根据前述检查，有针对性地试车，以便进一步确认故障。
3.2利用随车故障自诊断系统诊断
随车诊断是利用汽车上电控系统所提供的故障自诊断功能对电控发动机故障进行诊断的方法，即利用故障自诊断系统调取发动机电控系统的有关故障代码，然后根据故障代码表的故障提示，找出故障所在。
3.3利用仪器进行诊断
3.3.1利用简单仪表诊断
利用简单仪表诊断，就是利用以万用表和示波器为主的通用仪表，对电控发动机故障进行诊断的方法。因为电控系统的各部件均有一定的电阻值范围，工作时有输出电压信号范围和输出脉冲波形，因此用万用表测量元件的电阻或输出电压，用示波器测试元件工作时的输出电压波形，用万用表测量导通性等可判断元器件或线路是否正常。
3.3.2利用专用诊断仪器诊断
汽车的电子化迫使对汽车故障的诊断手段进行变革，随着汽车电子化的进程，各种汽车专用诊断仪器应运而生。其中包括各种大大小小的电控发动机故障分析仪、发动机控制电脑综合分析仪，尤其以发动机控制电脑分析仪所占比例最大，诊断效果最好。
3.4故障症状模拟诊断法
在对电控发动机故障诊断中，经常会碰到发动机有故障但没有明显故障症状的现象，这为我们诊断工作带来较大困难。在这种『青况下，我们运用上述介绍的各种检查方法，尽可能的缩小故障范围。然后模拟出现故障时相同或相似的条件和环境，找出故障原因，有针对性的维修排除故障。
3.4.1振动法(1)连接器：在垂直和水平方向轻轻摇动连接器。(2)配线：在水平和垂直方向轻轻摆动配线。连接器接头、振动支架和穿过开口的连接器体都是应仔细检查的部位。(3)零件和传感器：用手指轻拍装有传感器的零件，检查是否失灵。不可用力拍打继电器，否则可能会使继电器开路。
3.4.2加热法：用电吹风或类似工具加热可能引起故障的零件，检查是否出现障。加热时不可直接加热ECU中的元件，且加热温度不得高于60℃。
3.4.3水淋法：用水喷淋在车辆上，检查是否发生故障。注意不可将水直接喷在发动机零部件上，而应喷在散热器前面，间接改变温度和湿度，也不可将水直接喷在电子器件上，尤其应防止水渗漏到ECU内部。
3.4.4电器全接通法：接通所有的电器负载，包括加热器、前灯、后窗除雾器等，检查是否发生故障。
4维修人员在检测与维修中需要注意的几个事项
首先，在进行电控发动机故障检修时，不论发动机是否在运转，只要点火开关接通，决不可断开任何正在工作的电气装置。因为在断开这类装置时，由于任何一个线圈的自感作用，都会产生很高的瞬时电压，使电脑及传感器严重受损。
其次，对微机及与之连接的传感器、执行器进行检修时，操作人员须预先消除身上的静电，一定要带上接铁金属带，将其一端缠在手腕上，另一端夹到车身上，避免静电造成微机系统的损坏。
还需要注意的是，对电控系统进行检修时，应避免电控系统由于过载而损坏。为此应特别注意几点：比如不可以用试灯对电控系统的传感器部分和电脑控制单元进行检查;除了某些车辆的测试程序中有特殊说明外，—般不能用指针式万用表检查电控系统部分的电阻，而应该用高阻抗的数字式万用表或是电控系统专用检测仪表。
最后，对电控发动机，由于电脑主要是根据空气流量计测得的空气量来控制喷油器的喷油量的，因此要特别注意进气系统的密封性，不然会造成对电喷系统的极大影响。比如要注意乙烯塑料软管是否脱落，进气系统的零件是否脱开、松动或裂开等等。
参考文献
[1]李哈龙，论汽车电控发动机发生故障后的检测步骤，哈尔滨职业技术学院学报，2010年第2期
[2]刘忠滨，论汽车电控发动机的故障及诊断，民营科技，201 1年第7期
[4]余旭东，论汽车电控发动机故障诊断方法，民营科技，2012年第10期
[5]王建强，汽车电控发动机常见故障排除与检修，科技向导，2013年第05期
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