汽車電子控制技術教學課件編制:賈波項目一汽車電子控制技術概況項目四

汽油發動機輔助控制系統項目三電控點火系統項目二電控汽油噴射系統項目五柴油機電控噴射系統汽車電子控制技術課件首頁項目六電子控制自動變速器項目七電子控制自動防抱死系統

項目八電子控制驅動防滑轉系統

項目九電子控制懸架系統

項目十

電子控制動力轉向系統項目十一巡航控制系統項目十二

電子控制安全氣囊系統項目十三

汽車電子防盜系統項目十四車載網絡系統知識目標：

1．了解汽車電子控制技術的發展情況。2．了解汽車電子控制系統的幾種不同的控制方式。3．熟悉汽車電子控制技術的發展趨勢。項目一汽車電子控制技術概況汽車電子控制技術概況活動一汽車電子控制技術的發展情況活動二汽車電子控制系統的控制方式活動三汽車電子控制技術的發展趨勢項目一汽車電子控制技術概況汽車電子控制技術概況一、汽車電子技術的發展

在世界上第一輛汽車中，所謂的“電氣系統”僅僅是由卡爾.本茨設計的由點火線圈和蓄電池所組成的點火裝置。在隨后生產的汽車中又增設了前燈和發動機起動電機這類的電器設備。汽車電子技術的第一次出現是本世紀30年代早期安裝在轎車內的真空電子管收音機。由于電子管收音機有不抗震、體積大、耗電多等弊病，成為在汽車上推廣應用的主要障礙，但是在汽車中安裝收音機的設想始終沒有消失。1948年晶體管的發明及1958年第一塊集成電路（IC）的出現才真正開創了汽車電子技術的新紀元。1955年晶體管收音機問世后，采用晶體管收音機的汽車迅速增加，并作為標準部件安裝在德國大眾汽車上。從20世紀60年代起，轎車中開始使用半導體元器件。在汽車中首先使用的半導體元件是硅二極管，作為功率晶體管來替代原有的像電壓調節器之類的電磁接觸器等元器件。功率晶體管元件的應用極大地改善了汽車的性能和可靠性。20世紀60年代是汽車電子化的活躍時代。活動一汽車電子控制技術的發展情況項目一汽車電子控制技術概況

標志著汽車電子技術真正發展的是在1967年首次將集成電路元件應用到汽車中，其結果是電子技術與汽車發動機電氣系統相結合，開發出如車用發電機集成電路調壓器、集成電路點火器等汽車電子產品。在同一時期，電子技術也有了長足的進展，導致一系列利用模擬電路的汽車電子產品的研制與開發。如發動機噴油系統控制、車輛行駛控制、防鎖死剎車系統和變速控制系統均已成功地應用于實際。由于當時集成電路元器件的價格昂貴，對汽車用戶而言，采用電子控制技術所能得到的收益并不是很大，從而使得所開發的這些電子控制系統不能廣泛地在汽車中得到應用。活動一汽車電子控制技術的發展過程項目一汽車電子控制技術概況

二、發動機電子控制技術的發展1960年，克萊斯勒和日產汽車公司開始采用二極管整流的交流發電機，此后開始采用晶體管電壓調節器和晶體管點火裝置，接著又逐步實現其集成化。1973年，通用汽車公司采用了集成電路（IC）點火裝置。1974年，通用汽車公司開始裝備加大火花塞電極間隙、增強點火能量的高能點火系統(HEI)。1976年，克萊斯勒公司首先創立了模擬計算機對發動機點火時刻進行控制的控制系統。1977年，通用汽車公司開始采用數字點火時刻控制系統。同年，福特汽車公司開發了能同時控制點火時刻、廢氣再循環和二次空氣噴射的電子控制系統。隨后，日本、歐洲一些國家也相繼開發了自己的發動機電子控制系統。1967年，博世公司研制成功了K-Jetronic機械式汽油機燃油噴射系統，并相繼開發了D型和L型電子控制燃油噴射系統。隨著電子技術的發展，燃油噴射技術得到不斷的改進和完善，從20世紀60年代后半期開始，電控燃油噴射技術經歷了從晶體管、集成電路到微處理器控制，從模擬計算機到數字計算機控制的發展過程。20世紀70年代，逐步發展了以微機為基礎的電子控制燃油噴射系統。隨著計算機技術的飛速發展，發動機的進氣控制、排氣控制、后備電路、自診斷系統等電子控制功能相繼開發和成熟。

活動一汽車電子控制技術的發展過程項目一汽車電子控制技術概況

現代汽車電子控制已從單一項目的控制，發展到多項內容復合的集中控制。始于20世紀60年代，分為三個階段：第一階段：20世紀60年代中期到70年代中期，主要是為改善部分性能而對汽車電器產品進行的技術改造，如在車上裝了晶體管收音機；第二階段：20世紀70年代末期到90年代中期，為解決汽車安全、污染和節能三大問題，研制出電控汽油噴射系統、電子控制防滑制動裝置和電控點火系統；第三階段：20世紀90年代中期以后，電子技術從發動機擴展到底盤、車身及柴油機多個領域，各種電控系統日趨完善，汽車電子化已達到相當高的程度。活動一汽車電子控制技術的發展過程項目一汽車電子控制技術概況

三、變速器電子控制技術的發展自動變速器自從1939年由美國通用汽車公司首先在奧茲莫比爾(Oldsmobile)轎車上應用以來(這種變速器被認為是現代自動變速器的雛形)，發展速度很快，尤其是電子技術和微處理機應用于換檔變速之后，自動變速技術進入了迅速發展的嶄新時期。自動變速器正朝著省油、降低排放污染、操縱方便、行駛舒適等方向發展。目前世界上使用最多的汽車自動變速器主要有3種類型：液力自動變速器(AT)、電控機械式自動變速器(AMT)和機械無級自動變速器(CVT)。液力自動變速器是最早的自動變速器，是根據車速和負荷(油門踏板的行程)來進行雙參數控制，檔位根據這兩個參數來自動升降。AT的結構與手動變速器(MT)相比，液力自動變速器在結構和使用上有很大的不同。MT主要由齒輪和軸組成，通過不同的齒輪組合產生變速變矩；而AT是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱系統組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變矩器是AT最重要的部件，它是由泵輪、渦輪和導輪等構件組成，通過液體動量矩的變化來改變轉矩的一種傳動元件，它除了起離合器的作用外，還具有無級連續變速和改變轉矩的能力，對外負載有良好的自動調節和適應性。AT的技術已相對成熟，是目前汽車裝備自動變速器的主流。項目一汽車電子控制技術概況活動一汽車電子控制技術的發展過程課后練習1、通過學習本活動內容，能夠了解汽車電子控制技術的發展歷史。

2、通過課外閱讀等方式，進一步了解汽車采用電子控制技術的發展情況。活動一汽車電子控制技術的發展過程項目一汽車電子控制技術概況

一、開環控制系統開環控制系統的控制方式比較簡單，ECU只根據傳感器信號對執行元件進行控制，而控制的結果是否達到預期目標對其控制過程沒有影響。開環控制——ECU根據傳感器的信號對執行器進行控制，但不去檢測控制結果。在汽車電子控制系統中，燃油噴射式發動機的啟動工況和加速工況以及汽車前照燈光束的控制就采用了開環控制方式。為了滿足實際應用需要，開環控制系統必須精確校準，并在工作過程中設法保持該校準值不發生變化。在系統存在擾動的情況下，當被控制的輸出量偏離給定量時，開環系統就沒有糾正的能力了,即控制就會降低。

活動二汽車電子控制系統的控制方式項目一汽車電子控制技術概況

二、閉環控制系統閉環控制——也叫反饋控制，在開環的基礎上，它對控制結果進行檢測，并反饋給ECU。閉環控制系統的突出優點是精度較高。無論什么干擾，只要被控制量的實際值偏離給定值，由于采用了反饋，對外界擾動和系統內部參數變化引起的偏差，系統就會產生調節作用來減少這一偏差，因此，可以采用精度不太高而成本比較低的元件組成一個比較精確的控制系統。在汽車電子控制系統中，空燃比反饋控制、發動機爆震控制、排氣再循環（EGR）控制、制動防抱死制動控制等都采用了閉環控制方式。空燃比(A/F)和點火提前角反饋控制，所采用的傳感器分別是氧傳感器和爆震傳感器。氧傳感器安裝在發動機排氣管上，用來檢測排氣中氧離子的濃度；爆震傳感器安裝在發動機缸體上，用來檢測發動機是否產生爆震。項目一汽車電子控制技術概況活動二汽車電子控制系統的控制方式

空燃比反饋控制系統有氧傳感器測量排氣中剩余氧離子的含量，間接測量出每一瞬間進入發動機的混合氣的濃度，并檢測結果轉變為電信號輸入電控單元ECU與設定的目標空燃比進行比較，電控單元再根據比較結果控制噴油量增加或減少。從而將空燃比（A/F）控制在設定的目標值附近。當混合氣過稀時，排氣中氧離子含量多，電控單元就控制噴油器增加噴油量;反之，當混合氣過濃時，排氣中氧離子含量少，電控單元就控制噴油器減少噴油量，如此不斷循環進行控制。為使三元催化裝置對排氣凈化處理得到最佳效果，閉環控制的空燃比應當控制在理論空燃比（A/F=14.7）附近的狹窄范圍內。因此對起動、加速及全負荷等需要加濃混合氣的工況，則需采用開環控制。項目一汽車電子控制技術概況活動二汽車電子控制系統的控制方式課后練習1、通過學習能夠知道電子控制系統的兩種不同的控制方式及其具體控制方法。

2、分析比較開環控制系統和閉環控制系統的區別。項目一汽車電子控制技術概況活動二汽車電子控制系統的控制方式

一、集成化近年來嵌入式系統、局域網控制和數據總線技術的成熟，使汽車電子控制系統的集成成為汽車技術發展的必然趨勢。將發動機管理系統和自動變速器控制系統，集成為動力傳動系統的綜合控制；將制動防抱死控制系統、牽引力控制系統和驅動防滑控制系統綜合在一起進行制動控制；通過中央底盤控制器，將制動、懸架、轉向、動力傳動等控制系統通過總線進行連接，控制器通過復雜的控制運算，對各子系統進行協調，將車輛行駛性能控制到最佳水平，形成一體化底盤控制系統。二、智能化智能化傳感技術和計算機技術的發展，加快了汽車的智能化進程。汽車智能化相關的技術問題已受到汽車制造商的高度重視。其主要技術中“自動駕駛儀”的構想必將依賴于電子技術實現。智能交通系統（ITS）的開發將與電子、衛星定位等多個交叉學科相結合，它能根據駕駛員提供的目標資料，向駕駛員提供距離最短而且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線。它裝有電子地圖，可以顯示出前方道路、并采用衛星導航。從全球定位衛星獲取沿途天氣、車流量、交通事故、交通堵塞等各種情況，自動篩選出最佳行車路線。活動三汽車電子控制技術的發展趨勢項目一汽車電子控制技術概況

三、網絡化隨著電控器件在汽車上越來越多的應用，車載電子設備間的數據通信變得越來越重要。以分布式控制系統為基礎構造汽車車載電子網絡系統是十分必要的。大量數據的快速交換、高可靠性及低成本是對汽車電子網絡系統的要求。在該系統中，各子處理機獨立運行，控制改善汽車某一方面的性能，同時在其它處理機需要時提供數據服務。主處理機收集整理各子處理機的數據，并生成車況顯示。項目一汽車電子控制技術概況活動三汽車電子控制技術的發展趨勢實踐活動1、汽車電子控制技術的發展趨勢是什么？

2、什么是汽車電子控制技術的網絡化？活動三汽車電子控制技術的發展趨勢項目一汽車電子控制技術概況知識目標：

1．了解電控發動機的優點。2．掌握電控汽油噴射系統的結構組成與工作原理。3．掌握空氣供給系統的構造與維修。4．掌握燃油供給系統的構造與維修。

5．掌握電子控制系統的構造與維修。技能目標：

1.

熟悉電控汽油噴射系統的工作過程及原理。2.掌握電控汽油噴射傳感器的檢測。3.掌握電控汽油噴射系統的檢修。項目二電控汽油噴射系統電控汽油噴射系統項目二電控汽油噴射系統活動一概述活動二電控汽油噴射系統組成與基本原理活動三空氣供給系統的構造與檢修活動四燃油供給系統的構造與檢修活動五控制系統的構造與檢修電控汽油噴射系統

一、電控汽油噴射系統的發展1、1912年由于航空發動機在飛行中化油器結冰，開始了電控燃油噴射系統的研究。2、1937年德國Bosch公司將燃油噴射系統應用在軍用飛機上。3、1952年Bosch公司將燃油噴射系統裝在BENZ300SL車上，采用機械式缸內噴射；1958年BENZ200SE采用機械式進氣管噴射。4、1953年美國BENDIX公司開始研究電控汽油噴射系統，1957年開發出產品，采用晶體管電路，體積龐大，實用性不高。5、1962年Bosch購買專利，改進后于1967年推出BoschD型電噴系統，這為第一套實用型系統，并用在VW-1600車上，采用機械式MAP。6、1972年Bosch推出L型電噴系統，采用翼板式空氣流量計。7、1972年Bosch推出K型機械控制連續汽油噴射系統，1976年開始采用閉環控制，并加裝氧傳感器；1982年開發機電聯合噴射系統即KE系統，增加電子差壓閥調節噴油量。8、電噴系統進氣量檢測方式改進：1981年Bosch公司和日本日立公司共同開發出熱線式空氣流量計LH系統；1980年三菱采用超聲波渦流式流量計；1984年豐田采用光學渦流式流量計。9、1980年采用單點噴射系統，應用于小型車上。活動一概述項目二電控汽油噴射系統

二、電控汽油噴射系統的分類1、按噴油器安裝部位分類（1）單點汽油噴射系統。在節流閥體上安裝一只或兩只噴油器，向進氣歧管中噴油形成可燃混合氣。如通用公司TBI系統；福特公司CFI系統。（2）多點汽油噴射系統。在每一個氣缸的進氣門前均安裝一只噴油器。項目二電控汽油噴射系統活動一概述圖2-1單點汽油噴射系統圖2-2多點汽油噴

射系統

2、按噴油方式分類（1）連續噴射系統。多用于機械式或機電結合式汽油噴射系統中，在發動機運轉時連續不斷地噴射。（2）間歇噴射系統。廣泛應用于現代電控汽油噴射系統中。3、按噴射時序分類（1）同時噴射。發動機工作時，各噴油器同開同閉，由同一噴油指令控制。（2）分組噴射。將噴油器分成兩組交替噴射，ECU發出兩組指令，每路指令控制一組噴油器。

（3）次序噴射。噴油器按發動機各缸進氣行程的順序輪流噴射，它具有噴油正時，由曲軸位置傳感器提供信號辨別各缸的進氣行程，適時發出各缸的噴油脈沖信號從而實現次序噴射項目二電控汽油噴射系統活動一概述項目二電控汽油噴射系統活動一概述圖2-3同時噴射圖2-4次序噴射圖2-5分組噴射

二、電控汽油噴射系統的優點1、進氣壓力損失小，提高輸出功率，增加發動機的動力性。2、汽車加減速行駛時反映靈敏，空燃比控制響應迅速，適應發動機的各種工況。3、對大氣壓力或外界濕度變化引起的空氣密度變化，可以進行適量的空燃比修正。4、起動容易，暖機性能提高。5、低排放，節省燃油。6、具有減速斷油功能。7、可均勻分配各缸燃油，減少了爆震現象，提高了發動機工作的穩定性，同時，也降低了噪聲污染。

8、提高了汽車駕駛性能。課后練習1、電控汽油噴射有哪幾種類型？2、電控汽油噴射系統的優點？活動一概述項目二電控汽油噴射系統

一、電控汽油噴射系統的組成電控汽油噴射系統大致可分為進氣系統、燃油系統和電子控制系統三個部分。1、空氣供給系統

空氣供給系統，其功能是提供、測量和控制燃油燃燒時所需要的空氣量，如圖2-6所示(以L型系統為例)。

空氣經空氣濾清器過濾后，由空氣流量計(在D型系統中為進氣歧管絕對壓力傳感器，如圖2-7所示)計量，通過節氣門體進入進氣總管，再分配到各進氣歧管。在進氣歧管內，從噴油器噴出的燃油與空氣混合后被吸入氣缸內燃燒。一般行駛時，空氣的流量由進氣系統中的節氣門來控制。踩下加速踏板時，節氣門打開，進入的空氣量多。怠速時，節氣門關閉，空氣由旁通氣道通過。怠速轉速的控制是由怠速調整螺釘和怠速空氣調整器調整流經旁通氣道的空氣量來實現的。活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統活動二

電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統圖2-6L型空氣供給系統活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統

圖2-7D型空氣供給系統活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統

怠速空氣調整器一般由電控單元(ECU)控制，在氣溫較低發動機暖機時，怠速空氣調整器的通路打開，以供給暖機時必須給進氣歧管的空氣量，此時發動機轉速較正常怠速高，稱為快怠速。隨著發動機冷卻水溫升高，怠速空氣調整器使旁通氣道開度逐漸減小，旁通空氣量亦逐漸減小，發動機轉速逐漸降低至正常怠速。

2、燃油供給系統燃油供給系統的功能是向發動機精確提供各種工況下所需要的燃油量。燃油系統一般由油箱、電動燃油泵、過濾器、燃油壓力調節器、噴油器、冷啟動噴油器及供油總管等組成，如圖2-8所示。活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統

圖2-8燃油供給系活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統

燃油由電動燃油泵從油箱中泵出，經過燃油濾清器，除去雜質及水分后被送到燃油壓力調節器，這樣具有一定壓力的燃油流至供油總管，再經各供油歧管送至各缸噴油器。噴油器根據ECU的噴油指令，開啟噴油閥，將適量的燃油噴于進氣門前，待進氣行程時，再將燃油混合氣吸入氣缸中。裝在供油總管上的燃油壓力調節器是用以調節系統油壓的，目的在于保持油路內的油壓約高于進氣管負壓300kPa。此外，為了改善發動機低溫啟動性能，有些車輛在進氣歧管上安裝了一個冷啟動噴油器，冷啟動噴油器的噴油時間由熱限時開關或者ECU控制。活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統

3、電子控制系統

電子控制系統的功能是根據發動機運轉狀況和車輛運行狀況確定燃油的最佳噴射量。該系統由傳感器、電控單元(ECU)和執行器三部分組成，如圖2-9所示。圖2-9電子控制系統

ECU根據空氣流量計信號和發動機轉速信號確定基本噴油時間，在根據其他傳感器對噴油時間進行修正，并按最后確定的總噴油時間向噴油器發出指令，使噴油器噴油或斷油。

二、電控汽油噴射系統的工作原理傳感器將發動機各種非電量的工況參數(如轉速、負荷、發動機冷卻水及進氣溫度、空氣流量、曲軸轉角、節氣門開度等)轉變為電信號，并把這些信號以信息形式送入電控單元(ECU)，再經電控單元轉化為長短不一的電脈沖信號傳到噴油器，控制噴油器打開時刻及延續時間長短，使之準確地工作。EFI系統的工作過程即是對噴油時間的控制過程。裝用EFI系統的發動機具有良好的動力性、經濟性，排放污染大為降低，這都緣于空燃比的精確控制。而這種空燃比的控制是通過對汽油噴射時間的控制實現的。ECU通過絕對壓力傳感器(D型EFI)或空氣流量計(L型EFI)的信號計量空氣質量，并根據計算出的空氣質量與目標空燃比比較即可確定每次燃燒所必需的燃料質量。目標空燃比即實際充入氣缸的空氣質量與燃燒所需要的燃料量的比值。根據空氣質量和發動機轉速計算出的噴油時間稱為基本噴油持續時間。目標空燃比是在考慮了發動機的動力性、經濟性、響應性、排氣凈化等之后決定的，它所要求的噴油時間與基本噴油時間有差異，各種傳感器檢測冷卻水溫度、進氣溫度、節氣門開度等與發動機工況有關的參數后，對基本噴油持續時間進行修正，確定最佳噴油持續時間，使實際噴油持續時間接近由目標空燃比確定的噴油持續時間。活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統

圖2-10電控汽油噴射系統活動二電控汽油噴射系統的組成與基本原理項目二電控汽油噴射系統課后練習：

1、電控汽油噴射系統是由哪幾部分組成的，各部分所起到的作用是什么？2、電控汽油噴射系統的工作原理？活動三

空氣供給系統的構造與維修項目二電控汽油噴射系統

一、空氣供給系統元件位置電控燃油噴射發動機空氣供給系統基本相同，主要組成元件包括空氣濾清器、節氣門體和進氣管。D型EFI空氣供給系統D型噴射系統由于沒有空氣流量計，其進氣系統結構簡單，應用比較廣泛。L型EFI空氣供給系統L型噴射系統對空氣量的測量更精確，應用也比較廣泛。圖2-12L型EFI空氣供給系統示意圖活動三

空氣供給系統的構造與維修項目二電控汽油噴射系統一、基本元件的構造及原理1、空氣濾清器空氣濾清器的作用是防止空氣中的灰塵、雜物等隨空氣吸入氣缸，同時還可防止發動機回火時火焰傳到外面。電控汽油噴射發動機的空氣濾清器的結構、原理與一般發動機的空氣濾清器相同，在此不作介紹。

圖2-13空氣濾清器2、節氣門體節氣門體安裝在進氣管中，來控制發動機正常工況下的進氣量。（如圖2-14）主要由節氣門和怠速空氣道等組成。節氣門位置傳感器裝在節氣門軸上，來檢測節氣門的開度。有的車上還設有副節氣門和副節氣門位置傳感器

活動三

空氣供給系統的構造與維修項目二電控汽油噴射系統

為防止在寒冷地區使用時節氣門轉動部位結冰，有些節氣門體的外圍設有發動機冷卻液通道，用以對節氣門體加溫。有些車型還將怠速控制閥和附加空氣閥等也安裝在節氣門體上。

3、進氣管進氣管包括進氣總管和進氣歧管。單點電控燃油噴射系統發動機采用中央噴射法，進氣管形狀與化油器式發動機基本一致，如圖2-16所示。在多點電控燃油噴射式發動機上，為了消除進氣波動和保證各缸進氣均勻，對進氣總管和進氣歧管的形狀、容積都有嚴格的要求，每個氣缸必須一個單獨的進氣歧管，如圖2-17所示。有些發動機的進氣總管與進氣歧管制成一體，有些則是分開制造再用螺栓連接，如圖2-18所示。

二、空氣供給系統的檢修空氣供給系統的基本組成元件工作可靠性都比較高，一般很少發生故障。但在汽車維修時，應注意進行以下檢查：1、檢查空氣濾清器濾芯是否臟污，必要時用壓縮空氣吹凈或更換。2、進氣系統漏氣對電控燃油噴射發動機的影響比對化油器式發動機的影響更大。檢查各連接部位應連接可靠，密封墊應完好。3、檢查節氣門體內腔的積垢和結膠情況，必要時用清洗劑進行清洗。注意：絕對不允許用砂紙或刮刀等清理積垢和結膠，以免損傷節氣門體內腔，導致節氣門關閉不嚴或改變怠速空氣道尺寸，影響發動機正常工作。活動三

空氣供給系統的構造與維修項目二電控汽油噴射系統

圖2-14節氣門體活動三

空氣供給系統的構造與維修項目二電控汽油噴射系統圖2-16單點式進氣管圖2-17多點式整體型進氣管活動三

空氣供給系統的構造與維修項目二電控汽油噴射系統

圖2-18多點式分開型進氣管課后練習：

1、通過本活動的學習，能夠對D型和L型的空氣供給系統的結構和特征有基本的認識。2、通過兩種不同空氣供給結構拆裝,比較其區別所在。活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統

一、燃油供給系統元件位置燃油供給系統的作用是向發動機及時地供應各種工況下所需要的燃油量，一般包括燃油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、汽油壓力調節器、噴油器和冷啟動噴油器等裝置。

圖2-19燃油供給系統總體位置活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統圖2-20發動機上燃油供給系統元件位置活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統

圖2-21燃油供給系統結構原理圖活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統

二、基本元件的構造與原理1、電動燃油泵電動燃油泵的功能是從油箱中吸入汽油，將油壓提高到規定值，然后通過供給系統送到噴油器。電動燃油泵的電動機和燃油泵制成一體，密封在同一殼體內。按安裝位置的不同，電動汽油泵又可分為內裝式和外裝式。按泵體結構的不同，電動汽油泵可分為滾柱式、渦輪式、齒輪式和葉片式等。內裝式電動汽油泵安裝在油箱內部，優點是不易產生氣阻和泄漏，有利于熱油輸送，且工作噪聲小；外裝式電動汽油泵串聯在油箱外部的輸油管路中，容易布置，但噪聲大，且易產生氣泡形成氣阻，外裝式一般采用滾柱式電動汽油泵。

（1）渦輪式電動燃油泵結構：主要由燃油泵電動機、渦輪泵、出油閥、卸壓閥組成。活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統

原理：油泵電動機通電時，電動機驅動渦輪泵葉片旋轉，由于離心力的作用，使葉輪周圍小槽內的葉片貼緊泵殼，將燃油從進油室帶往出油室。由于進油室的燃油不斷增多，形成一定的真空度，將燃油從進油口吸入；而出油室燃油不斷增多，燃油壓力升高，當達到一定值時，頂開出油閥出油口輸出。出油閥在油泵不工作時阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的壓力，便于下次起動。如圖2-22所示優點：泵油量大、泵油壓力較高、供油壓力穩定、運轉噪聲小、使用壽命長等優點。此外，由于不需要消聲器所以可以小型化，因此廣泛的應用在轎車上。如捷達、本田雅閣

圖2-22渦輪式電動燃油泵活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統

（2）滾柱式電動燃油泵結構：主要由燃油泵電動機、滾柱式燃油泵、出油閥、卸壓閥等組成，如圖2-24所示。原理：如圖2-25所示，當轉子旋轉時，位于轉子槽內的滾柱在離心力的作用下，緊壓在泵體內表面上，對周圍起密封作用，在相鄰兩個滾柱之間形成工作腔。在燃油泵運轉過程中，工作腔轉過出油口后，其容積不斷增大，形成一定的真空度,當轉到與進油口連通時，將燃油吸入；而吸滿燃油的工作腔轉過進油口后，容積不斷減小，使燃油壓力提高，受壓燃油流過電動機，從出油口輸出。

圖2-23雙級渦輪式電動汽油泵活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統圖2-24滾柱式電動汽油泵結構示意圖1—安全閥；2—滾柱泵；3—驅動電動機；4—單向閥；A—進油口；B—出油口圖2-25滾柱泵工作原理圖1—泵體；2—滾柱；3—軸；4—轉子活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統（3）電動燃油泵控制電路①ECU控制的燃油泵控制電路發動機高速、大負荷時，FPC端子向燃油泵ECU發出指令，FP輸出12V電壓，燃油泵高速運轉。發動機低速、小負荷工作時，DI端子向燃油泵ECU發出指令，FP輸出9V電壓，燃油泵低速運轉。②燃油泵繼電器控制的燃油泵控制電路發動機高速、大負荷時，FPR端子高電位，燃油泵繼電器觸點B閉合，燃油泵高速運轉。發動機低速、小負荷工作時，FPR端子低電位，燃油泵繼電器觸點A閉合，燃油泵低速運轉。（4）燃油泵的拆裝與檢測拆裝燃油泵時注意：應釋放燃油系統壓力，并關閉用電設備。拆下燃油泵后，測量燃油泵兩端子之間電阻，應為2～3Ω。用蓄電池直接給燃油泵通電，應能聽到油泵電機高速旋轉的聲音，注意：通電時間不能太長。活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統圖2-26ECU控制的燃油泵控

制電路圖2-27燃油泵繼電器控制的燃油泵控制電路活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統2、燃油濾清器汽油濾清器的作用是濾除汽油中的雜質，防止污物堵塞噴油器針閥等精密機件。它裝在電動汽油泵之后的輸油管路中。它由紙質濾芯再串聯一個棉纖維過濾網制成，其結構如圖2-28所示。燃油從入口進入濾清器，經過殼體內的濾芯過濾后，清潔的燃油從出口流出。

汽油濾清器過濾能力較大，有很好的濾清效果，能濾去直徑大于0.01mm的雜質。每行駛20000～40000㎞或1到2年應更換，安裝時應注意燃油流動方向的箭頭，不能裝反。圖2-28汽油濾清器活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統3、汽油壓力調節器汽油壓力調節器的作用是根據進氣歧管壓力的變化來調節進入噴油器的汽油壓力，使兩者保持恒定的壓力差，它可使汽油壓力調節在250kPa到300kPa范圍內。這樣，從噴油器噴出的汽油量便惟一地取決于噴油器的持續開啟時間，使電控單元能通過控制噴油時間的長短來精確地控制噴油量。汽油壓力調節器一般位于分配油管的一端，主要由閥片、膜片、膜片彈簧和外殼組成。汽油壓力調節器的膜片，把由金屬殼體組成的內腔分為彈簧室和燃油室，如圖2-29所示。

圖2-29燃油壓力調節器活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統彈簧室內有一根通氣管與進氣歧管相連，使供油系統中的油壓不僅取決于彈簧預緊力，而且取決于進氣歧管內的氣體壓力。當輸入的汽油壓力高于彈簧預緊力與進氣歧管壓力之和時，汽油推動膜片，向上壓縮彈簧，打開回油閥，使部分汽油流回油箱，油路中的油壓降低；當汽油壓力低于彈簧預緊力和進氣歧管壓力之和時，回油閥關閉，油壓升高。這樣，就使噴油壓力隨進氣歧管的壓力變化而變化，從而使噴油壓力與進氣歧管壓力之差值保持不變。4、噴油器汽油噴射系統采用的噴油器是由發動機ECU直接控制的電磁控制式噴油器。電磁噴油器的功能是根據ECU的控制信號向進氣歧管、進氣總管內噴射定量的霧化汽油。（1)噴油器的組成與工作原理噴油器的組成如圖2-30所示，噴油器主要由濾網、線束連接器、電磁線圈、回位彈簧、銜鐵和針閥等組成，針閥與銜鐵制成一體。軸針式噴油器的針閥下部有軸針伸入噴口。活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統其工作原理是，電磁噴油器通過絕緣墊圈安裝在進氣歧管或進氣道附近的缸蓋上，根據ECU發出的噴油脈沖信號將磁化線圈接通，在磁化線圈磁場的作用下，針閥克服彈簧力而升起，向進氣歧管或總管噴射汽油。當ECU將電路切斷時，吸力消失，彈簧使針閥復位關閉噴油口，停止噴射。噴油量的多少取決于柱塞升起高度、噴口截面積、噴射壓差和噴油脈寬等。當結構確定后，噴油量主要決定于噴油脈寬信號，即磁化線圈通電時間。

圖2-30噴油器

（2)電磁噴油器的分類電磁噴油器按用途和工作條件的需要，有很多種形式，但大致可分為如下幾類。活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統

①按噴油器用途分有多點噴射用和單點噴射用兩種。多點噴射用噴油器一般是細長的。單點噴射用噴油器由于供給量大，一般直徑比較大，且為了裝在節氣門體上，因而比較短。②按供油方式分有上部供油和下部供油兩種。上部供油方式的進油口在噴油器上部，結構簡單，成本低，為多點噴射系統采用。下部供油方式的進油口在噴油器的下部，從供油分配器來的汽油直接流向噴油器下部，其壓力損失較小。同時，下部供油方式采用循環供油，壓力油從下部進來，上部回油，即使高溫環境下產生蒸汽也可以通過上部排出，因而可以防止氣阻現象的發生。③按結構形式分有軸針式和孔式兩種。軸針式的優點是不易堵塞，但噴射霧化效果差；孔式噴油器的最大優點是霧化質量高。孔式噴油器的使用越來越多，且隨著多氣門發動機的使用，向雙孔和多孔式方向發展。④按磁化線圈阻值分有高阻值和低阻值兩種。高阻值噴油器的磁化線圈電阻為12Ω到17Ω不等。低阻值噴油器的磁化線圈電阻為0.6Ω到3Ω不等。高阻值磁化線圈的電感較大，對控制信號的響應較慢。為了提高響應速度，一般減少線圈匝數以降低電感，即產生了低阻值噴油器。活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統

（3）噴油器的檢修簡單檢查方法檢查噴油器針閥開啟時的振動和聲響。噴油器電阻檢查低阻為2～3Ω，高阻為13～16Ω。噴油器滴漏檢查用專用設備檢查，在1min內噴油器應無滴油現象。噴油量檢查用專用設備檢查，檢查15s內的噴油量應為50～70mL。

(4)噴油器控制電路各車型噴油器控制電路基本相同，一般都是通過點火開關和主繼電器（或熔絲）給噴油器供電，ECU控制噴油器搭鐵。只是不同發動機噴油器數量、噴射方式、分組方式不同，ECU控制端子數量不同。

課后練習

1、通過本活動的學習，能夠對燃油供給系統有基本的結構認識和原理了解。

2、電動燃油泵的結構和工作原理。

3、電磁噴油器的結構和工作原理。活動四

燃油供給系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統一、電子控制系統組成與功用電子控制系統的功用主要是根據發動機運轉狀況和車輛運行狀況確定燃油的最佳噴射量。電子控制系統由傳感器、ECU、執行器三部分組成，如圖2-9所示。傳感器：是信號檢測與轉換裝置。如圖2-9左側所示，安裝在發動機的各個部位，其功用是檢測發動機運行狀態的電量參數、物理參數和化學參數等，并轉換成ECU能夠識別的電信號輸入ECU。ECU：發動機控制系統的核心部件。如圖2-9中間所示，ECU中保存了發動機各種工況的最佳噴油持續時間，在接收了各種傳感器傳來的信號后，經過計算確定滿足發動機運轉狀態的噴油量和噴油時間。執行器：是控制系統的執行機構。如圖2-9右側所示，它接受ECU發出的各種控制指令，完成具體的控制動作，從而使發動機處于最佳工作狀態。二、傳感器的構造與檢修項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

1、空氣流量計空氣流量計是將吸入的空氣量轉換成電信號送至電控單元ECU，作為決定噴油量的基本信號之一，安裝于空氣濾清器與節氣門體之間。其結構型式可分為冀片式、卡門旋渦式、熱線式和熱膜式空氣流量計4種型式。（1）翼片式空氣流量計翼片式空氣流量計又稱活門式或葉片式空氣流量計，它由翼片部分、電位計部分和接線插頭三部分組成，如圖2-31示。

翼片主要由測量葉片和緩沖葉片構成，兩者鑄成一體，如圖2-33所示。翼片轉軸安裝在空氣流量計的殼體上，轉軸一端有螺旋回位彈簧(安裝在電位計部分內)。回位彈簧的彈力與吸入空氣氣流對測量葉片的推力平衡時，翼片即處于穩定位置。測量葉片隨空氣流量的變化在空氣主通道內偏轉，同時，緩沖葉片在緩沖室內偏轉，緩沖室對翼片起阻尼作用。項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

圖2-31翼片式空氣流量計結構圖2-32翼片式空氣流量計

圖2-33翼片部分結構項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

電位計在空氣流量計殼體上方，如圖2-34所示，它起著信號轉換的作用。空氣流量計工作時當空氣通過空氣流量計推動測量板（翼片）打開一個角度，這時與測量板同軸轉動的電位計檢測出葉片轉動的角度并將進氣量轉換成電壓信號VS送給ECU。如果進氣量增加，則給ECU的電壓信號變大，如圖2-35所示。

圖2-34電位計項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修在使用中，翼片式空氣流量計的檢測方法包括就車檢測和單件檢測。就車檢測如圖2-36所示，將點火開關置于“OFF”檔，拆開翼片式空氣流量計的線束插接器，用萬用表Ω檔測量插接器相應端子(Vc與E2、Vs與E2、THA與E2)之間的電阻，其電阻值應符合標準(見表2-1)，否則應更換空氣流量計。也可在發動機工作時，檢測電源電壓和信號電壓，以確定空氣流量計是否正常。

圖2-35內部電路圖圖2-36翼片式空氣流量計的就車檢測項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

單件檢測翼片式空氣流量計時，將點火開關置于“OFF”檔，拆開空氣流量計的線束插接器，拆下與空氣流量計進氣口連接的空氣濾清器，拆開空氣流量計出口處空氣軟管卡箍，拆除固定螺栓，取下空氣流量計，然后進行以下檢測：①用萬用表Ω檔測量Fc與E1端子之間的電阻：當空氣流量計測量翼片全閉時，電阻值應為∞(燃油泵開關不導通)；當空氣流量計測量翼片在任一開啟位置時，電阻均應為0(燃油泵開關導通)。

②如圖2-37所示，用旋具推動測量片，同時用萬用表Ω檔測量Vs與E2端子之間的電阻，在測量翼片由全閉至全開的過程中，電阻值應逐漸變小，且符合標準（見表2-2），否則應更換空氣流量計。圖2-37翼片式空氣流量計的單件檢測端子標準電阻/千歐溫度/℃Vs-E20.2～0.60～Vc-E20.2～0.60～10.00～20.00-204.00～7.000THA-E22.00～3.00200.9～1.30200.40～0.7060Fc-E1不定～端子標準電阻/千歐測量片位置Fc-E1∞測量片全關閉0測量片開啟Vs-E220～600全關閉20～1200從全關到全開項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

表2-1翼片式空氣流量計的就車檢測標準

表2-2翼片式空氣流量計的單件檢測標準項目二電控汽油噴射系統活動五

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（2）卡門渦旋式空氣流量計卡門旋渦式空氣流量計通常與空氣濾清器外殼安裝一體，在其空氣通道中央設置一椎體狀的渦流發生器，在渦流發生器后部將會不斷產生稱之為卡門旋渦的頻率即可感知空氣流量的大小，該型空氣流量計有分為反光鏡檢測方式和超聲波檢測方式兩種，與葉片式空氣流量計相比，卡門渦旋式空氣流量計具有體積小、質量輕、進氣道結構簡單、進氣阻力小等優點。

①光學式卡門旋渦空氣流量計光學式卡門旋渦空氣流量計的工作原理如圖2-39所示。由圖可知，這種空氣流量計主要由管路、旋渦發生器、整流柵、導孔、金屬箔板彈簧、發光二極管(LED)、光敏晶體管等部分組成。它是利用光電效應原理進行信號檢測與轉換的。光敏管是一種半導體器件，可分為光敏二極管、光敏晶體管和光敏晶閘管等。光敏二極管與光敏晶體管不同之處在于，其PN結面積較大、距表面較淺、上電極較小，而光敏晶體管的發射區較小、基極無引出線，兩者均開有接收光照的窗口。當受到光照時，它們都會產生內光電效應的光生伏特現象，從而產生電流。發光二極管作為光源使用，而光敏晶體管為光電轉換元件。圖2-38卡門渦旋式空氣流量計項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修光學式卡門旋轉渦空氣流量計的工作原理是：在產生卡門旋渦的過程中，旋渦發生器兩側的空氣壓力會發生變化，通過導孔作用在金屬箔上，從而使其振動。發光二極管的光照在振動的金屬箔上時，光敏晶體管接收到的金屬箔上的反射光是被旋渦調制的光，其輸出經解調得到代表空氣流量的頻率信號。

圖2-39光學式卡門旋渦空氣流量計1—空氣進口；2—管路；3—光敏晶體管；4—板彈簧；5—導孔；6—旋渦發生器；7—整流柵項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

②超聲波式卡門旋渦空氣流量計超聲波式卡門旋渦空氣流量計的原理如圖2-40所示。由圖可知，該空氣流量計中使用了超聲波傳感器。所謂超聲波，是指頻率高于20kHz，人耳聽不到的機械波。超聲波的方向性好，穿透力強，遇到雜質或物體分界面會產生顯著的反射。利用這些物理性質，可把一些非電量轉換成聲學參數，通過壓電元件轉換成電量。超聲波探頭即超聲波換能器，亦即超聲波傳感器，有發射探頭和接收探頭兩種。圖2-40超聲波式卡門旋渦空氣流量計1—超聲波信號發生器；2—超聲波發射探頭；3—渦流穩定板；4—渦流發生器；5—整流器；6—空氣輔助通道；7—超聲波接收探頭；8—轉換電器項目二電控汽油噴射系統活動五

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利用壓電材料的逆壓電效應(即當對其通以超聲電信號時，它會產生機械波)制成的探頭為發射探頭，而利用壓電材料的壓電效應制成的探頭為接收探頭。在卡門旋渦發生器下游管路兩側相對安裝超聲波發射探頭和接收探頭。因卡門旋渦對空氣密度的影響，就會使超聲波從發射探頭到接收探頭的時間較無旋渦變晚，而產生相位差。對此相位信號進行處理，就可得到旋渦脈沖信號，即代表體積流量的電信號輸出。

以光學式卡門旋渦空氣流量計(帶進氣溫度傳感器)為例，檢測方法如下：用吹風機模擬進氣，測量在不同進氣量條件下，傳感器的輸出信號的頻率，看傳感器的信號輸出頻率是否滿足要求。點火開關轉至ON位置，檢測VC與E2間電壓應為5V，KS與E2間電壓應為2～4V。項目二電控汽油噴射系統活動五

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（3）熱式空氣流量計①熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計的基本構成包括：感知空氣流量的白金熱線、根據進氣溫度進行修正的溫度補償電阻(冷線)、控制熱線電流的控制電路及殼體等。

根據白金熱線在殼體內安裝的部位不同，可分為安裝在空氣主通道內的主流測量方式和安裝在空氣旁通道內的旁通測量方式。圖2-43所示為采用主流測量方式的熱線空氣流量計結構和工作原理圖。在其進氣道內的取樣管中有一根白金熱線RH，經通電后發熱。當發動機啟動后，空氣流過白金熱線周圍，使其熱量散失，溫度下降，引起RH值的變化，橋式電路失去平衡，其輸出電位差發生變化；控制電路根據電橋輸出電位差的變化調整加熱電流IA，使電橋處于新的穩定狀態，并且在RA上得到代表空氣流量的新的電壓輸出。

圖2-42熱線式空氣流量計

圖2-41卡門渦旋空氣流量計檢測項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修在這種流量計的前后端均裝有保護網。前面的用于進氣整流，后面的用于防止發動機回火時把白金熱線燒壞。這種流量計的白金熱線和進氣溫度傳感器都安裝在主氣道中的取樣管內，故稱為主流式熱線空氣流量計。

圖2-43主流測量方式熱線式空氣流量計項目二電控汽油噴射系統活動五

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另一種是將白金熱線繞在陶瓷芯管上，并置于旁通氣道內，故稱為旁通式熱線空氣流量計，如圖2-44所示。這兩種流量計均具有污物自潔功能。前者在發動機熄火后，電控單元能自動將熱線加熱至1000℃，時間約為1s，從而燒掉沾附在熱線上的塵埃；后者工作時，其控制電路能始終保持熱線的溫度比大氣溫度高出20℃，以防止污物沾附。圖2-44旁通測量方式熱線式空氣流量計圖2-45熱膜式空氣流量計項目二電控汽油噴射系統活動五

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②熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計的工作原理與熱線式空氣流量計類似，都是用惠斯登電橋工作的。所不同的是：熱膜式不使用白金絲作為熱線，而是將熱線電阻、補償電阻及橋路電阻用厚膜工藝制作在同一陶瓷基片上構成的。這種結構可使發熱體不直接承受空氣流動所產生的作用力，增加了發熱體的強度，提高了空氣流量計的可靠性，誤差也較小。

2、進氣管絕對壓力傳感器采用速度密度（D型）方式檢測進氣量的電控汽油噴射系統，是利用進氣歧管壓力傳感器來間接地測量發動機吸入空氣量的。

圖2-46熱膜式空氣流量計項目二電控汽油噴射系統活動五

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（1）壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器該傳感器主要由絕對真空室、硅片和IC放大電路組成，如圖2-48所示。硅片的一側是絕對真空室，而另一側承受進氣管內的壓力，在此壓力作用下使硅片產生變形；由于絕對真空室的壓力是固定的(絕對壓力為0)，進氣管絕對壓力變化時，硅片的變形量不同；硅片是一個壓力轉換元件(壓敏電阻)，其電阻值隨其變形量而變化，導致硅片所處的電橋電路輸出電壓發生變化，電橋電路輸出的電壓(很小)經IC放大電路放大后輸送給ECU。壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器與ECU的連接電路如圖2-49所示。ECU通過VCC端子給傳感器提供標準的5V電壓，傳感器信號經PIM端子輸送給ECU，E2為搭鐵端子。對壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器的檢測內容和方法如下圖2-47進氣管絕對壓力傳感器圖2-48壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器項目二電控汽油噴射系統活動五

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電源電壓檢測，點火開關置于“OFF”位置，拆開進氣歧管絕對壓力傳感器的線束插接器，然后將點火開關置于“ON”位置(不起動發動機)，在線束側用萬用表電壓檔測量線束插接器電源端子VCC和搭鐵端子E2之間的電壓，其電壓值應為4.5～5.5V。如有異常，應檢查進氣歧管絕對壓力傳感器與ECU之間的線路是否導通。若斷路，應更換或修理線束。輸出信號電壓檢測將點火開關置于“ON”位置(不起動發動機)，拆下連接進氣歧管絕對壓力傳感器與進氣歧管的真空軟管，然后用真空泵向進氣歧管絕對壓力傳感器內施加真空，同時在ECU側用萬用表電壓檔測量端子PIM與E2之間的傳感器輸出信號電壓，標準輸出信號電壓值見表2-3，檢測結果如不符合標準，應更換進氣歧管絕對壓力傳感器。（2）電容式進氣歧管絕對壓力傳感器該傳感器利用電容效應檢測進氣歧管絕對壓力，其結構如圖2-50所示。該傳感器的壓力轉換元件由可產生電容效應的厚膜電極構成，電極被附在氧化鋁膜片上。項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修發動機工作時，進氣管內的空氣壓力作用于氧化鋁膜片上，使氧化鋁膜片產生位移，上、下兩個厚膜電極之間的距離發生變化，導致由兩個厚膜電極形成的電容也產生相應的變化，電容的變化量與進氣管內空氣的絕對壓力成正比，電容的變化量可經過測量電路（電容電橋電路和諧振電路等）轉換成電壓信號或頻率信號，ECU則根據傳感器輸出的電壓信號或頻率信號確定進氣管絕對壓力。電容式與壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器的電路基本相同，其線束插接器上也是有3個端子，分別為電源端子、信號端子和搭鐵端子。其輸出信號可分為電壓信號和頻率信號，檢測方法是不同的。

圖2-49連接電路圖2-50電容式進氣歧管絕對壓力傳感器項目二電控汽油噴射系統活動五

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輸出信號為電壓信號的電容式進氣歧管絕對壓力傳感器。其檢測方法與壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器基本相同，其電源電壓一般為5V，隨進氣管壓力(或給傳感器施加真空度)的變化，其輸出的信號電壓一般為2～4V。輸出信號為頻率信號的電容式進氣歧管絕對壓力傳感器，又稱數字式進氣歧管絕對壓力傳感器。其檢測項目和方法如下：①電源電壓檢測。ECU給傳感器提供標準的5V電源電壓，其檢測方法與前述壓敏電阻式進氣歧管絕對壓力傳感器基本相同。②輸出信號頻率檢測。打開點火開關，但不起動發動機，用手動真空泵給進氣歧管絕對壓力傳感器施加不同的真空度，同時用示波器測量傳感器輸出波形。波形的幅值應該是滿5v的脈沖，同時形狀正確，例如波形穩定、矩形方角正確、上升沿垂直，頻率與對應的真空度應符合標準。項目二電控汽油噴射系統活動五

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3、節氣門位置傳感器節氣門位置傳感器安裝在節氣門體上，它將節氣門開度轉換成電壓信號輸出，以便ECU控制噴油量。節氣門位置傳感器有開關量輸出和線性輸出兩種類型。

(1)開關式節氣門位置傳感器這種節氣門位置傳感器實質上是一種轉換開關，又稱為節氣門開關。它的結構如圖2-52所示。這種節氣門位置傳感器由與節氣門軸聯動的凸輪、動觸點、怠速觸點(IDL)、滿負荷觸點(PSW)等組成。

圖2-51節氣門位置傳感器項目二電控汽油噴射系統活動五

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動觸點接計算機電源，當節氣門全關閉時，怠速觸點與動觸點接通；當節氣門開度達50°以上時，滿負荷觸點與動觸點接通；而當節氣門開度在全閉至50°之間時，動觸點懸空。這樣，計算機就可以根據怠速觸點和滿負荷觸點提供的信號判斷節氣門位置，以便對發動機進行噴油控制，或對自動變速器進行控制。這種節氣門位置傳感器結構比較簡單，價格低廉，但其輸出是非連續的，檢測性差。

(2)線性節氣門位置傳感器線性節氣門位置傳感器裝在節氣門上，它可以連續檢測節氣門的開度。線性節氣門位置傳感器是一種電位計，如圖2-55所示。它有兩個同節氣門軸聯動的可動電刷觸點：一個觸點可在位于基板處的電阻體上滑動，滑動觸點由節氣門軸帶動，在不同的節氣門開度下，電位計的電阻也不同，利用變化的電阻值，測得與節氣門開度相對應的線性輸出電壓，即可得到節氣門的開度；為了能夠準確檢測節氣門的全關閉狀態，還設有一個怠速觸點，它只在節氣門全關閉狀態時才被接通。圖2-52開關式節氣門位置傳感器項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修圖2-53節氣門全關閉圖2-54節氣門開度大于50%圖2-55線性節氣門位置傳感器項目二電控汽油噴射系統活動五

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4、發動機轉速和曲軸位置傳感器發動機轉速傳感器和曲軸位置傳感器是發動機控制系統中最重要的傳感器之一。發動機轉速傳感器的作用是檢測發動機轉速，以確定基本噴油量和基本點火提前角；曲軸位置傳感器用來檢測活塞上止點的位置，以確定各缸噴油器的噴油時刻和點火系的點火提前角，并提供判缸信號。常用的發動機轉速傳感器和曲軸位置傳感器有電磁感應式、霍爾效應式和光電式三種。其安裝位置通常在曲軸前端(飛輪上)、凸輪軸前端或分電器內。（1）電磁感應式轉速和曲軸位置傳感器電磁感應式轉速和曲軸位置傳感器的結構主要由外緣帶齒的觸發盤(信號盤)和信號發生器兩部分組成，如圖2-57所示。信號發生器中主要有磁頭和傳感器殼兩部分，其中磁頭由永久磁鐵、鐵芯和感應線圈構成。項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修圖2-56本田電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器圖2-57電磁感應式轉速和曲軸位置傳感器的結構項目二電控汽油噴射系統活動五

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觸發盤通常安裝在曲軸前端，或凸輪軸前端，或在分電器軸上，隨著曲軸的轉動而轉動。當發動機轉動時，觸發盤外緣上的齒使磁頭與觸發盤之間的間隙發生周期性變化，從而使兩者之間的磁通發生變化，在磁頭上的感應線圈中便產生與發動機轉速相關的周期信號，將這些信號進行放大、濾波和整形后，便可得到標準的矩形波(圖2-58)。ECU通過檢測矩形波的周期，就可以獲得發動機的轉速。安裝于曲軸前端的電磁感應式轉速和曲軸位置傳感器結構和原理如圖2-59所示。該傳感器的觸發盤安裝在曲軸前端的皮帶輪之后，與皮帶輪一起隨曲軸旋轉。在觸發盤的外緣，沿著圓周每隔40加工一個齒，共有90個齒，用來產生轉速信號—Ne信號。此外，在觸發盤上每隔1200布置一個凸緣，共3個，用來產生曲軸位置信號—G信號。信號發生器內有3個磁頭，其中磁頭①和③與觸發盤外緣的90個齒共同產生曲軸轉速信號(10信號)，磁頭②與觸發盤上的3個凸緣產生曲軸位置信號(1200信號)。項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

圖2-58電磁感應式轉速和曲軸位置傳感器的基本原理

圖2-59曲軸前端的電磁感應式轉速和曲軸位置傳感器(日產公司)項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

發動機轉動時，觸發盤的齒和凸緣切割磁頭，使感應線圈內的磁場發生變化，從而在感應線圈里產生交變的電動勢，再將它濾波整形后，即變成脈沖信號(圖2-59)。發動機旋轉一圈，在磁頭②上產生3個1200脈沖信號，在磁頭①和③上交替產生90個脈沖信號。由于磁頭①和③相隔40安裝，而磁頭①和③都是每隔40產生一個脈沖信號。所以，磁頭①和③所產生的脈沖信號實際上正好為900相位差，將這兩個脈沖信號送入信號放大與整形電路，經信號合成，即可產生曲軸10轉角的信號，如圖2-60所示。產生1200信號的磁頭②安裝在上止點前700的位置，如圖2-63所示，故其信號亦可稱為上止點前700信號，即發動機在運轉過程中。當曲軸運轉到各缸上止點前700的位置時，均由磁頭②產生一個脈沖信號。安裝于分電器內的電磁式轉速和曲軸位置傳感器的結構和原理如圖2-61所示。該傳感器分成上、下兩部分：上部分產生曲軸位置G信號；下部分產生轉速Ne信號。都是利用帶有輪齒的轉子旋轉時，使信號發生器感應線圈內的磁通量變化，從而在感應線圈里產生交變的感應電動勢信號，將此信號放大后，送入ECU。項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修圖2-60產生曲軸10轉角信號的原理圖2-61位于分電器內的轉速和曲軸位置傳感器(豐田公司)項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修

Ne信號：Ne信號是檢測曲軸轉角及發動機轉速的信號，相當于日產公司磁脈沖式曲軸位置傳感器的10信號，由固定在下半部等間隔24個輪齒的轉子(2號正時轉子)及固定于其對面的感應線圈組合而成，如圖2-63所示。就轉子上的一個輪齒來說，當轉子旋轉時，輪齒與感應線圈的凸緣部(磁頭)的空氣間隙變化時，則導致通過感應線圈的磁場變化而產生感應電動勢。因為輪齒靠近及遠離磁頭時，將產生一次增減磁通的變化，所以，每一個輪齒通過磁頭時，都將在感應線圈中產生一個完整的交流電壓信號。2號正時轉子上有24個齒，故轉子旋轉一圈，即曲軸旋轉7200時，感應線圈產生24個交流信號。Ne信號如圖2-62所示，其一個周期的脈沖相當于300曲軸轉角(7200÷24=300)。ECU便根據Ne信號的脈沖周期來計算發動機的轉速。項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修G信號：G信號用于辨別汽缸及檢測活塞上止點位置，相當于日產公司磁脈沖式曲軸位置傳感器的1200信號。G信號是由位于Ne信號發生器上方的凸緣轉輪及其對面對稱的兩個感應線圈產生的。其產生信號的原理與Ne信號相同，G信號也用來作為利用Ne信號計算曲軸轉角的基準信號。

G1、G2信號分別檢測第六缸及第一缸的上止點。由于G1、G2信號發生器設置位置的關系，當產生G1、G2信號時，實際上活塞并不是正好達到上止點(BTDC)，而是在上止點前100的位置。圖2-69為曲軸位置傳感器G1、G2、Ne信號與曲軸轉角的關系。圖2-62位于分電器內的轉速和曲軸位置傳感器的磁頭和觸發盤項目二電控汽油噴射系統活動五

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（2）霍爾式轉速和曲軸位置傳感器霍爾式傳感器的基本原理是：當電流通過放在磁場中的半導體基片，且電流方向與磁場方向垂直時，在垂直于電流與磁場的半導體基片的橫向側面上，即產生一個與電流和磁場強度成正比的霍爾電壓。

圖2-63G信號、Ne信號項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修霍爾式轉速和曲軸位置傳感器就是利用觸發葉片或輪齒改變通過霍爾元件的磁場強度，從而使霍爾元件產生脈沖的霍爾電壓信號，經放大整形后即為轉速和曲軸位置傳感器的輸出信號。其工作原理如圖2-64所示，信號盤轉動時，每當葉片進入永久磁鐵與霍爾元件之間的氣隙中時，永久磁鐵的磁場即被觸發葉片所旁路(或稱隔磁)，霍爾元件上沒有磁場作用，因而不產生霍爾電壓。當觸發葉片離開氣隙時，永久磁鐵的磁通便作用在霍爾元件上，這時產生霍爾電壓。這樣，信號盤轉動一圈，霍爾元件便會輸出與葉片數相同的脈沖個數。霍爾曲軸位置傳感器的檢測方法如下所述：首先拔下傳感器插頭，打開點火開關，檢查插頭上電源端子與搭鐵之間的電壓應為8V或12V(根據車型不同而不一樣)。若無電壓，則應檢查霍爾式傳感器到ECU之間的線路及ECU上相應端子上的電壓。ECU相應端子上如有電壓，則為傳感器至ECU之間線路斷路；如ECU相應端子上無電壓，則為ECU有故障。項目二電控汽油噴射系統活動五

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其次，將拔下的傳感器插頭重新插好，啟動發動機，測量霍爾曲軸位置傳感器輸出端子的信號電壓，正常值約為3～6V。若無電壓，則為傳感器本身有問題，應修理或檢查更換。再次，可通過檢查傳感器信號輸出端電壓的波形，來確認傳感器本身是否損壞。如無信號或信號異常，均說明傳感器有問題。

圖2-64霍爾傳感器的工作原理項目二電控汽油噴射系統活動五

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（3）光電式轉速和曲軸位置傳感器光電式轉速和曲軸位置傳感器是利用光電效應的原理如圖2-65所示。發光二極管和光敏二極管分別位于信號盤的上、下兩側。當發光二極管的光束照射到光敏二極管上時，光敏二極管感光產生電壓；當發光二極管的光束被信號盤的葉片遮檔時，光敏二極管產生電壓為零。因此，在信號盤轉動過程中，光敏二極管會產生連續的脈沖信號，對脈沖信號進行放大整形后，根據脈沖信號的周期和信號盤的葉片數(或間隙數)即可檢測信號盤的轉速。圖2-65光電式轉速和曲軸位置傳感器的基本原理項目二電控汽油噴射系統活動五

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光電式曲軸位置傳感器的檢測方法如下：拔下傳感器插頭，打開點火開關，檢查插頭上電源端子與搭鐵端子之間的電壓應為5V或12V(根據車型不同而不一樣)。若無電壓，則應檢查傳感器至ECU的導線和ECU上相應端子上的電壓。若ECU端子上有電壓，則為ECU至傳感器之間的導線斷路；否則，則可能為電控單元(ECU)本身有問題。插回傳感器插頭，啟動發動機，使其轉速保持在2500r/min左右，測量傳感器輸出端子上的電壓，正常值一般為2～3V左右，如電壓不對，則為光電式曲軸位置傳感器損壞。

5、冷卻液溫度傳感器冷卻液溫度傳感器也就是水溫傳感器，冷卻液溫度傳感器的典型結構如圖2-67所示，通常采用熱敏電阻RT來檢測水溫。項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修冷卻液溫度傳感器安裝在發動機冷卻水通路上，水溫的變化將引起電阻值的變化。由于采用的是負溫度系數的熱敏電阻，所以當水溫升高時，RT電阻值將會下降。冷卻液溫度傳感器用于將冷卻液溫度的變化轉換成電信號，并提供給電控單元(ECU)，作為控制系統根據發動機溫度修正噴油量、點火時刻及其他控制參數的主要依據。

冷卻液溫度傳感器的檢測如下（1）開路檢測斷開點火開關，拔下冷卻液溫度傳感器線束連接器插頭，從發動機上拆下傳感器。用萬用表電阻檔測量冷卻液溫度傳感器THW、E2兩端子與傳感器外殼之間的電阻，其電阻值均應為無窮大。將冷卻液溫度傳感器放在盛有水的燒杯內。如圖2-69所示，用電熱器加熱燒杯中的水。圖2-66冷卻液溫度傳感器項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修用萬用表電阻檔測量傳感器兩端子間的電阻，其電阻值隨溫度變化的規律，應符合特性曲線相應溫度下的電阻值(參見圖2-77所示，車型不同時會有一些差別)。圖2-67結構原理圖圖2-68傳感器內部電路項目二電控汽油噴射系統活動五

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(2)在路檢測拔下傳感器插頭，打開點火開關，測量插頭上THW與E2之間的電壓應為5V。若無電壓，則應檢查ECU連接器上THW端子與地間的電壓，若電壓為5V，則為ECU與傳感器之間線路接觸不良，若仍無5V電壓，則為ECU有故障。

7、進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器安裝在空氣濾清器之后的進氣軟管上或空氣流量計上，其作用是測量進氣的溫度，并輸送給電腦作為修正噴油量的參考依據。與冷卻水溫傳感器一樣，進氣溫度傳感器也是一個具有負熱敏系數的熱敏電阻，外部以環氧樹脂密封，可參照冷卻液溫度傳感器，在此不再重述。

圖2-69冷卻液溫度傳感器檢測項目二電控汽油噴射系統活動五

控制系統的構造與檢修三、電子控制單元ECU的構造與檢修1、ECU的組成ECU是電控汽油噴射發動機的控制和指揮中心。電子控制系統的內部結構、工作程序如圖2-70所示

（1）輸入信號的形式傳感器送來的信號(已轉變為電信號)有兩種形式：一種是模擬信號；另一種是脈沖數字信號。由于ECU內的CPU(中央處理器)不能直接處理模擬信號，所以輸入的模擬信號必須先經過模/數(A/D)轉換電路，使之轉變為脈沖數字信號。而對于脈沖數字信號，則可以直接輸入。圖2-70中的輸入電路主要用于對輸入的信號進行濾波、整形等。

圖2-70電子控制單元項目二電控汽油噴射系統活動五

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（2）基本單元電路①輸入/輸出(I/O)接口電路是ECU與外部通信的樞紐，起著(CPU)對外部進行信息接收和發送的橋梁和紐帶作用。同時，在信息傳輸過程中，它還起著電平緩沖、時序匹配的作用。②中央處理器中央處理器(CPU)是ECU的核心，由運算器以及暫時存儲數據的寄存器組成。它通過數據、地址、控制總線進行數據處理運算，然后進行邏輯程序判斷及向外發布指令等。③輸出電路輸出電路接收CP