汽車電控發(fā)動機技術設計與實現

熊華+黃睿德

（1廣西二輕高級技工學校 530023 2廣西機電工程學校 廣西南寧 530001）

摘要：隨著基礎工業(yè)的發(fā)展，制造業(yè)技術革新日新月異，與此同時，汽車行業(yè)作為制造業(yè)關鍵行業(yè)之一，其發(fā)展亦是突飛猛進，隨著汽車的普及，其作為代步工具正在逐漸走進千家萬戶，成為必不可少的交通運輸工具，作為汽車的心臟：發(fā)動機的護理則是重中之重?，F代汽車電控系統(tǒng)，具有許多新特性，其中比較重要的是：功能的集約化，并且可以進行電子化控制和標準化連接。電控發(fā)動機的應用非常廣泛，本文就其進行分析和探討，在研究其工作原理和組成的同時，分析常見故障和與傳統(tǒng)發(fā)動機的區(qū)別，分析結果顯示，二者主要區(qū)別在于燃油供給系統(tǒng)，及其分析和檢修的不同特點，最后；結合以上分析，完成選定車型的故障實例分析，并結合分析結論給出建議。

關鍵詞：發(fā)動機電控系統(tǒng)；組成；工作原理；故障；檢修

1 引言

發(fā)動機是汽車的心臟，對汽車來說是非常重要的，決定了汽車的安全及可靠性。如今汽車發(fā)動機的電控系統(tǒng)性能越來越好，自動化程度越來越高，工作環(huán)境比較惡劣，比較容易發(fā)生故障，提高了診斷的難度。

發(fā)動機是電、機、液相結合的復雜產品，其診斷故障有了質的變化。汽車電控系統(tǒng)有著復雜的結構，其電氣線束比較多，增加了故障率，診斷故障的難度比較大，維修汽車工作非常的困難，這就要求汽車維修技術人員較高的技術。

維修帶電控系統(tǒng)的汽車，要知道其工作原理，知道什么情況會產生故障碼。維修發(fā)動機要具備維修技能，熟悉發(fā)動機的構成、原理和技術參數，通過這些參數來簽別性能，只有這樣才能徹底解決問題。因此，研究伊蘭特發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障診斷以及檢修有著非常重要的意義，有助于更好更快地檢查、保養(yǎng)和維修伊蘭特發(fā)動機的電控系統(tǒng)。

2 電控系統(tǒng)

2.1 主要構成

上個世紀七十年代，電控技術開始應用于汽油機上，但是一直面臨著電控系統(tǒng)的安全性、可靠性等問題。以往的機械式控制汽車發(fā)動機系統(tǒng)的可靠性比較高，如果汽車發(fā)動機安裝電控系統(tǒng)，應用傳感器、電控單元（ECU）以及執(zhí)行器的過程中，需要有一樣安全可靠性。盡管可以借助提升元件的可靠性來提升系統(tǒng)的可靠性或者通過設計改善系統(tǒng)的可靠性來完成，然而，這些都不能避免故障的產生，這就需要系統(tǒng)電控單元來保障系統(tǒng)的可靠性。一旦電控系統(tǒng)出現了故障，將會加大維修工作的難度，很難通過詢診、聽診、視診、嗅診等方法來處理。所以研究電控單元能夠保障汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的可靠性；電控系統(tǒng)是維修汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的儀器，可以同用戶有效溝通，有助于用戶應用電控系統(tǒng)。

汽車電控系統(tǒng)的構成包括傳感器、ECU以及執(zhí)行器。傳感器能夠感知信息，主要功能是將汽車的運行情況傳遞給ECU。ECU接受信息以后，處理信息然后把控制指令傳遞給執(zhí)行器。執(zhí)行器也就是執(zhí)行元件，主要功能是執(zhí)行ECU的指令，達到控制目的。

汽車發(fā)動機的電控系統(tǒng)主要包括：電子燃油噴射系統(tǒng)（EFI）、電控點火裝置（ESA）、怠速控制（ISC）、廢氣再循環(huán)控制（EGR）、二次空氣噴射、氣門正時控制、油氣蒸發(fā)控制及系統(tǒng)自診斷等。

2.2 設計電控點火裝置

電控點火系統(tǒng)主要包括：電源、ECU、傳感器、點火線圈及電子組件、分電器及火花塞等。

改革開放以后，汽車發(fā)動機的電控技術被國內引進，尤其是最近今年國內出臺了排放法規(guī)，嚴格的排放標準要求汽車發(fā)動機有自己的電控技術。很多研究機構投入了較多的人力、物力和財力來研制汽車發(fā)動機的電控系統(tǒng)，有了很多經驗。

電子點火電路主要包括：閉合角控制、點火信號發(fā)生、斷電保護以及高頻多火花電路；高頻多火花電路的控制信號輸出端和點火線圈的初級線圈相連。點火信號發(fā)生電路產生了點火信號，進而控制點火電路，高頻多火花電路能夠引起很多高頻火花來確保引燃多缸發(fā)動機；閉合角控制電路改變點火線圈一次線圈的通電時間，進而保護點火線圈和點火裝置。

在發(fā)動機工作的過程中，ECU參照傳感器信號，計算出最佳的點火提前角以及通電時間，進而將指令發(fā)送到點火器。點火器接到指令，控制點火線圈初級電路的導通和截止。一旦電路導通了，點火線圈的初級電路就導通了。一旦初級電路斷開了，次級線圈會感應產生高壓，通過分電器或者直接傳遞給工作氣缸的火花塞。

點火提前角主要從火花塞產生電火花，到這個缸活塞運行到壓縮上止點時曲軸轉過的角度。如果汽油機的節(jié)氣門轉速、開度和混合氣的濃度固定了，汽油機功率以及耗油率會隨著點火提前角的變化而發(fā)生改變。發(fā)動機的每種工況都對應一個最佳的點火提前角。

控制電控點火系統(tǒng)主要有開環(huán)、閉環(huán)兩種方式，閉環(huán)控制系統(tǒng)借助爆震傳感器來反饋控制爆震，使得汽油機的運行工況處在爆震的情況，可以完全發(fā)揮出汽油機的動力性潛力，控制點火時刻的精度要高于開環(huán)，但是排氣凈化相對較差。

電子控制點火系統(tǒng)分為有分電器點火、無分電器點火兩種。

3診斷電控系統(tǒng)

按照診斷儀器的檢測功能，有很多種檢測診斷方法。比較常用的方法如下：儀器讀取故障代碼檢測診斷、萬用表檢測診斷、數據流檢測診斷以及波形分析。

隨車診斷主要是借助汽車上的故障自診斷功能來診斷。很多汽車都具備故障自診斷性能，便于故障檢測和診斷，非常的方便。但是這種診斷系統(tǒng)僅僅提供和這個系統(tǒng)相關的電氣裝置或者線路問題，往往只能做出初步的診斷結論，詳細的故障原因，還應該借助簡單儀表和直觀診斷來深入的診斷。

目前該系統(tǒng)已經更新到第三代了。在1994年之前使用的隨車故障自診斷系統(tǒng)是OBD-Ⅰ。這種系統(tǒng)主要是各個汽車制造廠家參與研發(fā)的。汽車生產廠家不一樣，車牌不一樣，故障代碼的詳細內容和讀取方法、故障檢測的診斷插座等有著非常大的差別，不但能夠通過人工方法檢測，而且能夠通過微機故障檢測儀檢測，數據流的功能不夠強。1994年，第二代的隨車故障自診斷系統(tǒng)被研發(fā)出來，也就是OBD-Ⅱ，該系統(tǒng)統(tǒng)一了故障代碼的詳細內容和讀取方法、故障檢測的診斷插座等內容，而且加上了數據流檢測性能，必須通過微機故障檢測儀獲取故障代碼以及數據流，通過人工無法獲取。截止目前，1996年之后美國研發(fā)的汽車擁有美國技術的汽車、向美國銷售的車輛等僅僅使用OBD-Ⅱ，完全將OBD-I拋棄，別的汽車基本是同時使用OBD-I和OBD-Ⅱ。

1999年之后，第三代隨車故障自診斷系統(tǒng)被研發(fā)出來，也就是OBD-Ⅲ。核心內容是OBD-Ⅱ+I/M，新添了檢測汽車尾氣排放性能，必須通過微機故障檢測儀檢測診斷。

參考文獻：

[1]周大森，潘義剛，李京翔，汽車電控原理與維修[M]，北京：國防工業(yè)出版社，2014.

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