发动机爆震控制系统.pptx

发动机爆震控制系统 爆震定义爆震定义:汽缸内未燃部分混合气得在火焰前峰到来之前汽缸内未燃部分混合气得在火焰前峰到来之前自行燃烧自行燃烧,在汽缸内形成无方向得爆炸燃烧在汽缸内形成无方向得爆炸燃烧,简称爆燃简称爆燃,又因为又因为爆燃时会引起强烈得振动爆燃时会引起强烈得振动,并伴有强烈得金属敲击声并伴有强烈得金属敲击声,又称为爆又称为爆震震。爆震得危害爆震得危害:一就是爆震破坏发动机得正常燃烧一就是爆震破坏发动机得正常燃烧,从而使发动机动力从而使发动机动力性、性、经济性变差经济性变差,排污加重排污加重;二就是爆震燃烧就是在局部产生强烈得冲击波二就是爆震燃烧就是在局部产生强烈得冲击波,将破坏将破坏发动机汽缸壁上得润滑油膜发动机汽缸壁上得润滑油膜,使发动机工作条件恶化使发动机工作条件恶化;三就是爆震燃烧容易造成发动机过热、使各部机件热负三就是爆震燃烧容易造成发动机过热、使各部机件热负荷增加荷增加,冷却水温度失去控制冷却水温度失去控制,时间长后时间长后,将会造成冷却水沸腾将会造成冷却水沸腾而使发动机无法工作。而使发动机无法工作。影响因素影响因素:点火时刻点火时刻;点火时刻提前角点火时刻提前角预防措施预防措施:减小点火提前角减小点火提前角,可防止爆震可防止爆震,发动机转矩降低。发动机转矩降低。爆震控制爆震控制:使点火时刻到爆震边缘只有一个使点火时刻到爆震边缘只有一个较小余量较小余量,即可控制爆震发生即可控制爆震发生 又可有效得到又可有效得到发动机得输出功率。发动机得输出功率。控制方法控制方法:利用爆震传感器感知发动机有无利用爆震传感器感知发动机有无爆震现象爆震现象,并将信号送至并将信号送至ECU,ECU利用此信利用此信号调整点火提前角。号调整点火提前角。有有:推迟点火推迟点火;无无:提前点火提前点火,以保证点火提前以保证点火提前角都处于接近发生爆震得最佳角度。角都处于接近发生爆震得最佳角度。爆震检测爆震检测:气缸压力检测气缸压力检测;发动机机体振动检发动机机体振动检测测;燃烧噪声检测燃烧噪声检测 爆震传感器得作用爆震传感器得作用 检测发动机得燃烧过程中就是否发生爆震检测发动机得燃烧过程中就是否发生爆震,并把爆并把爆震震 信号输送给发动机信号输送给发动机ECU作为修正点火提前角作为修正点火提前角得重要参考信号。得重要参考信号。v1、爆震传感器、爆震传感器(EGS)爆震传感器得分类爆震传感器得分类v1、磁致伸缩式爆震传感器、磁致伸缩式爆震传感器v2、压电式、压电式:v非共振型压电式爆震传感器非共振型压电式爆震传感器v共振型压电式爆震传感器共振型压电式爆震传感器 爆震传感器得安装位置爆震传感器得安装位置:发动机缸体上发动机缸体上(1)、磁致伸缩式爆震传感器、磁致伸缩式爆震传感器 信号输出特点信号输出特点(2)、非共振型压电式爆震传感器、非共振型压电式爆震传感器大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静传感器得信号输出特点传感器得信号输出特点该爆震传感器得突出优点就是检测频率范围宽该爆震传感器得突出优点就是检测频率范围宽,可设计成由零至数十千赫兹可设计成由零至数十千赫兹,能能检测很宽频带得发动机振动频率。当用于不同得发动机上时检测很宽频带得发动机振动频率。当用于不同得发动机上时,只需将滤波器得只需将滤波器得过滤频率调整即可使用过滤频率调整即可使用,而不需更换传感器。而不需更换传感器。(3)共振型压电式爆震传感器共振型压电式爆震传感器共振型压电式爆震传感器得结构共振型压电式爆震传感器得结构如图所示如图所示,主要由压电元件与振主要由压电元件与振荡片组成。压电元件紧压在振荡荡片组成。压电元件紧压在振荡片上片上,振荡片又固定在传感器得振荡片又固定在传感器得基座上。振荡片随发动机得振动基座上。振荡片随发动机得振动而振荡而振荡,波及压电元件波及压电元件,使其变形使其变形而产生电压信号。当发动机爆震而产生电压信号。当发动机爆震时得振动频率与振荡片得固有频时得振动频率与振荡片得固有频率相等时振动片将产生共振率相等时振动片将产生共振,此此时时,压电元件将产生最大得电压压电元件将产生最大得电压信号。信号。传感器得信号输出特点传感器得信号输出特点 4、爆震传感器得输出信号波形、爆震传感器得输出信号波形 2、爆震控制、爆震控制(1)爆震判别爆震判别:要控制爆震要控制爆震,首先必须判断爆震就是否产生。来自爆震传感器得信号首先必须判断爆震就是否产生。来自爆震传感器得信号,含含有各种频率得电压信号有各种频率得电压信号,先经滤波电路先经滤波电路,将爆震信号与其她振动信号分离将爆震信号与其她振动信号分离,只允许特定范围频率得爆震信号通过滤波电路只允许特定范围频率得爆震信号通过滤波电路,再将此信号得最大值与再将此信号得最大值与爆震强度基准值进行比较爆震强度基准值进行比较,如大于爆震强度得基准值如大于爆震强度得基准值,表示产生爆震表示产生爆震(如如图所示图所示),则将爆震信号输入微机则将爆震信号输入微机,由微机进行处理。由微机进行处理。爆震强度得大小以超过基准值得次数来计量爆震强度得大小以超过基准值得次数来计量,其次数越多其次数越多,则爆震强则爆震强度越大度越大;次数越小次数越小,爆震强度越小爆震强度越小,爆震控制爆震控制 当发动机发生爆震时当发动机发生爆震时,微机微机通过爆震传感器输入信号与通过爆震传感器输入信号与比较电路判断出发动机就是比较电路判断出发动机就是否产生爆震否产生爆震,并根据爆震强并根据爆震强度输入信号度输入信号,由微机控制点由微机控制点火提前角得大小。在检测到火提前角得大小。在检测到发动机爆震时发动机爆震时,微机立即把微机立即把点火提前角逐渐减小点火提前角逐渐减小,直至直至无爆震产生。随后无爆震产生。随后,又逐渐又逐渐地增大点火提前角地增大点火提前角,一直到一直到产生爆震时产生爆震时,又恢复前述得又恢复前述得反馈控制。反馈控制。第四章第四章:汽车发动机电子辅助汽车发动机电子辅助控制技术控制技术v作用作用:提高汽车得动力性、经济性与排放性能 组成成:空燃比反馈控制系统 超速断油控制系统 减速断油控制系统 清除溢出控制系统 怠速控制系统 燃油蒸气回收系统第一第一节 发动机空燃比反机空燃比反馈控制系控制系统 闭环控制系统又称为反馈控制系统,其特点就是加入了反馈传感器,输出反馈信号,反馈给控制器,以随时修正控制信号。闭环控制系统在排气管上加装了氧传感器,可根据排气管中氧含量得变化,测出发动机燃烧室内混合气得空燃比值,并把它输入计算机中再与设定得目标空燃比值进行比较,将偏差信号经功率放大器放大后再驱动电磁喷油器喷油,使空燃比保持在设定得目标值附近。采用闭环控制得燃油喷射系统后采用闭环控制得燃油喷射系统后,可保证发动机可保证发动机在理论空燃比在理论空燃比附近很窄得范围内运行附近很窄得范围内运行,使三元催化转换使三元催化转换装置对排气得净化处理达到最佳效果。装置对排气得净化处理达到最佳效果。氧氧传感器得感器得结构原理构原理 氧传感器作用氧传感器作用 用来检测排气管中氧气得浓度用来检测排气管中氧气得浓度,并将氧气浓度信号转并将氧气浓度信号转变成电子信号输送给发动机变成电子信号输送给发动机ECU,作为判定混合气浓作为判定混合气浓度并对混合气浓度进行修正得重要参考信号。度并对混合气浓度进行修正得重要参考信号。氧传感器分类氧传感器分类v 根据所采用得材料与检测原理根据所采用得材料与检测原理,氧传感器可以分为氧传感器可以分为:(1)氧化锆式氧传感器氧化锆式氧传感器(2)氧化钛式氧传感器氧化钛式氧传感器v(一一)氧化氧化锆式氧式氧传感器感器1、氧传感器得安装位置、氧传感器得安装位置2、氧传感器得安装位置、氧传感器得安装位置3、JETTA氧传感器得外型氧传感器得外型SANTANA氧传感器氧传感器时代超人氧传感器时代超人氧传感器宝来六线式氧传感器宝来六线式氧传感器 4 4、传感器得结构特点、传感器得结构特点 5 5、氧传感器得工作原理、氧传感器得工作原理 6 6、氧传感器得信号输出特点、氧传感器得信号输出特点 7 7、传感器得信号输出波形、传感器得信号输出波形 8 8、带加热线圈得传感器、带加热线圈得传感器(氧化锆式氧传感器只有在温度较高氧化锆式氧传感器只有在温度较高(超过超过600600)才能正才能正常工作常工作)9 9、氧传感器与发动机控制电脑之间得连接电路、氧传感器与发动机控制电脑之间得连接电路v氧传感器有氧传感器有:1 1线线,2 2线线,3 3线线,4 4线线v(二二)氧化氧化钛式氧式氧传感器感器 1、传感器得结构特点、传感器得结构特点 2、传感器得工作原理、传感器得工作原理(电阻型氧传感器电阻型氧传感器)v在排气管中氧气浓度发生变化得时候在排气管中氧气浓度发生变化得时候,氧传感器得电氧传感器得电阻将发生变化阻将发生变化(氧含量少氧含量少,电阻下降电阻下降),),发动机控制模发动机控制模块根据传感器两端得电压降来判定混合气得浓度块根据传感器两端得电压降来判定混合气得浓度,进进而对混合气得浓度进行适当得调整。而对混合气得浓度进行适当得调整。3、氧传感器得信号输出特点、氧传感器得信号输出特点(怠速怠速)4、经济转速时传感器得信号输出特点、经济转速时传感器得信号输出特点 5、传感器得信号特点、传感器得信号特点v浓得混合气对应高得氧传感器输出电压浓得混合气对应高得氧传感器输出电压;v稀得混合气对应较低得氧传感器输出电压。稀得混合气对应较低得氧传感器输出电压。第三节第三节:发动机怠速控制系统发动机怠速控制系统 一、怠速控制系统得功能与组成一、怠速控制系统得功能与组成 1、怠速控制系统得功能怠速控制系统得功能:用高怠速实现发动机起用高怠速实现发动机起动后得快速暖机过程动后得快速暖机过程;自动维自动维持发动机怠速在目标转速下持发动机怠速在目标转速下稳定运转。稳定运转。2、怠速控制系统得组成怠速控制系统得组成:如图如图,主要由传感器、主要由传感器、ECU、与执行元件三部分组、与执行元件三部分组成。成。1、冷却液温度信号、冷却液温度信号;2、A/C开关信号开关信号3、空挡位置开关信号、空挡位置开关信号;4、转速信号、转速信号 5、节气门位置信号、节气门位置信号;6、车速信号、车速信号7、执行元件、执行元件1、节气门、节气门 2、进气管、进气管 3、节气门操纵臂、节气门操纵臂 4、执行元件、执行元件5、怠速空气道、怠速空气道 a)节气门直动式节气门直动式 b)旁通空气式旁通空气式3、怠速控制得方法怠速控制得方法怠速控制也就就是对怠速工怠速控制也就就是对怠速工况下得进气量进行控制。控况下得进气量进行控制。控制基本类型有节气门直接式制基本类型有节气门直接式与旁通空气式。如右图与旁通空气式。如右图节气门直接控制式节气门直接控制式:直接操直接操纵节气门来调节进气量纵节气门来调节进气量,简简称节气门直动式称节气门直动式节气门旁通空气式节气门旁通空气式:通过控通过控制节气门旁通空气道得开度制节气门旁通空气道得开度来调节进气量来调节进气量,简称旁通空简称旁通空气式气式二二、旁通空气控制式怠速控制装置旁通空气控制式怠速控制装置(怠速控制阀怠速控制阀ISCV)控制原理控制原理:ECU控制空气旁通阀实现对怠速进气量得控制控制空气旁通阀实现对怠速进气量得控制,以达以达 到控制怠速得目得到控制怠速得目得1、步进电机型怠速控制阀步进电机型怠速控制阀(1)、结构结构 步进电机与怠速控制阀做成一体,装在进气总管内,电机可顺时针或逆时针旋转,使阀沿轴向移动,改变阀与阀座之间得间隙,以调节流过节气门旁通通道得空气量。典型得步进电机型怠速控制阀结构由永久磁铁构成得转子、激磁线圈构成得定子与把旋转运动变成直线运动得进给杆及阀门等组成。利用步进转换控制,使转子可以正转,也可以反转,从而使阀心上下运动达到调节旁通空气道截面大小得目得。线路连接线路连接 怠速控制阀电路怠速控制阀电路(日本丰田皇冠日本丰田皇冠3、0轿车轿车)如图所示。如图所示。主继电器触点闭合后主继电器触点闭合后,蓄电池电源经主继电器到达怠速控蓄电池电源经主继电器到达怠速控制阀得制阀得B1与与B2端子、端子、ECU得得B与与B1端子端子,B1端子向端子向步进电动机得步进电动机得1、3相两个线圈供电相两个线圈供电,B2端子向端子向2、4相两个相两个线圈供电。线圈供电。4个线圈得分别通过端子个线圈得分别通过端子S1、S2、S3与与S4与与ECU端子端子ISC1、ISC2、ISC3与与ISC4相连相连,ECU控制各线控制各线圈得搭铁回路圈得搭铁回路,以控制怠速控制阀得工作。以控制怠速控制阀得工作。第四节第四节:燃油蒸发排放控制系统燃油蒸发排放控制系统v燃油蒸发控制系统得功用燃油蒸发控制系统得功用:防止燃油蒸气排入大气而污染环境防止燃油蒸气排入大气而污染环境,同时还同时还可节约能源。可节约能源。曲曲轴箱通箱通风 发动机工作时漏到曲轴箱内得汽油,一部分泄漏到曲轴箱内得汽油蒸汽凝结后,将使润滑油粘度变小;废气得高温与酸性物质及水蒸汽将侵蚀零件,使润滑油性能变坏。另外,由于混合气与废气进入曲轴箱,使曲轴箱内得压力增大,温度升高,易使机油从油封、衬垫等处向外渗漏。因此,曲轴箱必须设有通风装置,使漏入得气体排出并加以利用,同时使新鲜气体进入曲轴箱,形成不断地对流。一、曲一、曲轴箱通箱通风原因原因一种就是一种就是自然通自然通风,另一种就是另一种就是强制通制通风。二、通二、通风方式方式1.自然通风（图自然通风（图6-14）从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管，管口处切成斜口，切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流，在出气口处形成一定真空度，将气体从曲轴箱抽出。1.自然通风（图自然通风（图6-14）从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管，管口处切成斜口，切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流，在出气口处形成一定真空度，将气体从曲轴箱抽出。1、自然通自然通风 从曲轴箱抽出得气体直接导入大气中得通风方式称为自然通风。柴油机多柴油机多采用采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通得气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂得出气管,管口处切成斜口,切口得方向与汽车行驶得方向相反。利利用汽用汽车行行驶与冷却与冷却风扇得扇得气流气流,在出气口在出气口处形成一定形成一定真空度真空度,将气体从曲将气体从曲轴箱抽箱抽出。出。2.强制通风（图强制通风（图6-15）从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管，吸入气缸再燃烧。这种通风方式称为强制通风，汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式，这样，可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用，有利于提高发动机的经济性。2、强制通制通风 从曲从曲轴箱抽出得气体箱抽出得气体导入入发动机得机得进气管气管,吸吸入气缸再燃入气缸再燃烧。这种通种通风方式称方式称为强制通制通风,汽汽油机一般都采用油机一般都采用这种曲种曲轴箱箱强制通制通风方式方式,这样,可以将可以将窜入曲入曲轴箱内得箱内得混合气回收使用混合气回收使用,有利于有利于提高提高发动机得机得经济性。性。一汽奥迪一汽奥迪100轿车所所采用得采用得负压通通风方式方式工作机理工作机理:发动机工作机工作时,在在进气管内真空度作用下气管内真空度作用下,窜入曲入曲轴箱内得可燃混箱内得可燃混合气将合气将经通气道通气道连接接软管送入空气管送入空气滤清器清器,最最后由后由进气管吸入气缸燃气管吸入气缸燃烧。V型型发动机曲机曲轴箱箱强制制通通风示意示意图三、三、单向向阀(PVC阀)1、功用、功用:为了防止在了防止在发动机低机低速、小速、小负荷使荷使进气管得真气管得真空度太大而将机油从曲空度太大而将机油从曲轴箱内吸出。箱内吸出。2、构造及工作原理、构造及工作原理见见右右右右图图所示所示所示所示四、曲四、曲轴箱通箱通风演示演示汽油蒸发控制系统得组成与工作原理汽油蒸发控制系统得组成与工作原理 如如下下图图,油油箱箱得得燃燃油油蒸蒸气气通通过过单单向向阀阀进进入入活活性性碳碳罐罐上上部部,空空气气从从碳碳罐罐下下部部进进入入清清洗洗活活性性碳碳,在在碳碳罐罐右右上上方方有有一一定定量量排排放放小小孔孔及及受受真真空空控控制制得得排排放放控控制制阀阀,排排放放控控制制阀阀内内部部得得真真空空度度由碳罐控制电磁阀控制。由碳罐控制电磁阀控制。汽油蒸发控制系统汽油蒸发控制系统1、真空直接控制得汽油蒸发控制系统 2、电子控制汽油蒸发控制系统、电子控制汽油蒸发控制系统 期中考试试题1、旁通空气式供气系统由哪些元件组成？分别写出旁通空气式供气系统由哪些元件组成？分别写出正常转速时与怠速转速时得进气过程。正常转速时与怠速转速时得进气过程。(10分分)2、写出同时喷射、分组喷射与顺序喷射得定义写出同时喷射、分组喷射与顺序喷射得定义,并详并详细比较三种喷射方式得优缺点。细比较三种喷射方式得优缺点。(10分分)3、什么就是压阻效应？进气歧管压力传感器得功用什么就是压阻效应？进气歧管压力传感器得功用就是什么？歧管压力传感器有哪几种类型？就是什么？歧管压力传感器有哪几种类型？(10分分)期中考试试题v4、曲轴位置传感器得功用就是什么？凸轮轴位置传感器得功用就是什么？霍尔凸轮轴位置传感器由哪些元件组成？(20分)v5、图中就是什么传感器？图中得传感器有几种类型？详细叙述图中传感器得工作原理？(20分)