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造I汽车构造I（9）清华大学汽车工程系赵雨东主要内容和学时安排柴油机燃油供给系统（4学时）汽油机点火系统（2学时）发动机冷却系统（2学时）发动机润滑系统（2学时）发动机起动系统与电源（1学时）发动机管理系统（2学时）汽车发动机基本知识（4学时）发动机机体（2学时）曲柄连杆机构（3学时）气门机构（3学时）进排气、增压系统及排放控制装置（3学时）汽油机燃油供给系统（4学时）汽油机管理系统管理内容系统组成传感器执行器控制器汽油机管理系统－管理内容（1）满足发动机动力性、燃油经济性、排放控制及操纵舒适、安全、方便等要求基本功能燃油喷射电子点火汽油机管理系统－管理内容（2）其它控制功能可变气门驱动控制限制输出转矩、转速巡航控制自适应巡行控制自动变速器换高档位时转矩控制载荷瞬变控制（对驾驶员需求平滑响应）转矩协调（外部转矩干预）其它控制功能怠速转速控制闭环空燃比控制汽油蒸发污染控制（碳罐系统）爆震控制废气再循环（EGR）控制二次空气喷射控制涡轮增压器控制可变进气管长度控制汽油机管理系统－管理内容（3）自诊断功能监测发动机管理系统是否有发生故障的迹象，存储故障信息，以便于故障诊断和修理。监测ECU的输入信号：判断传感器及引线的工作状态、是否断路、对电源或地短路监测传感器的供电电压检查传感器测量值是否在正常范围内（如冷却水温在-40~150°C之间）如有可相互印证的两个传感器的测量值，则进行可信度检查（如比较曲轴和凸轮轴转速）对非常重要的传感器采用冗余设置，以判断和比较相关的信号的可信度（如加速踏板采用两个位置传感器）汽油机管理系统－管理内容（4）监测ECU的输出信号：判断执行器及引线的工作状态，执行器是否发生故障，是否断路、短路通过输出驱动电路监测输出信号，判断是否对电源短路，断路、对地短路，是否信号中断将管理系统中的数据与执行器控制信号进行比较，判断执行结果的真实性。如EGR系统中，要判断进气歧管压力值是否在规定范围内，以及进气歧管压力值对执行器控制的反应是否正确。监测ECU之间的数据通讯、ECU内部工作情况汽油机管理系统－管理内容（5）对故障的处理故障识别故障码存储跛行回家功能——发生故障后，管理系统启动应急功能，用预先设定的喷油、点火值使发动机进入简易控制状态，从而能继续工作，让汽车行驶回家。提供诊断接口，供检修用各厂家自诊断功能大同小异，但无统一标准汽油机管理系统－管理内容（6）车载诊断功能（On-boarddiagnostics）发动机管理系统必须持续监测与排放控制有关的系统和零部件，以使排放符合法规要求；与排放控制有关的系统和零部件发生故障要报警；自诊断功能集成到OBD中，OBD已是发动机管理系统中标准化配置（与厂家无关）OBDI（美国加州，1988）OBDII（美国加州，1994）EPAOBD（美国环保署强制其它州1994施行，与OBDII略有不同）EOBD（欧洲2000施行，基于EPAOBD）汽油机管理系统管理内容系统组成传感器执行器控制器汽油机管理系统－组成（1）发动机管理系统的主要开发商德国BOSCH，世界第二汽车零部件供应商美国Delphi，最大日本Denso（电装），第三德国SiemensVDO意大利Magneti-Marelli各公司开发的系统大同小异汽油机管理系统－组成（2）BoschM-Motronic驾驶员通过加速踏板操纵节气门，控制进气量及输出转矩；怠速执行器控制怠速空气量。确定空气质量流量和每缸循环进气量：用空气质量流量计测量，或根据进气歧管绝对压力、进气温度和发动机转速，用速度密度法计算；根据发动机工况确定基本喷油量和点火提前角，再根据节气门位置、蓄电池电压、变速器档位、冷却液温度、进气温度、爆震倾向等进行修正。电控汽油喷射系统组成.swf汽油箱空气流量计节气门位置传感器油箱泄漏诊断模块碳罐发动机ECU诊断接口故障指示灯变速器接口EGR阀二次空气泵二次空气阀点火线圈凸轮轴相及火花塞位传感器VVT传感器执行器喷油器油箱压力传感器爆震传感器曲轴转速传感器冷却液温度传感器BOSCHM-Mochonic氧传感器氧传感器脱附控制阀进气歧管压力传感器可变进气1：电动汽油泵2：汽油滤清器3：炭罐脱附电磁阀4：炭罐5：点火线圈6：相位传感器7：喷油器8：油压调节器9：节气门控制组件10：空气流量计11：氧传感器12：冷却水温传感器13：爆震传感器14：发动机转速传感器15：进气温度传感器16：ECUMotronic，Santana2000DelphisystemforDong’anengine汽油机管理系统－组成（3）BOSCHME-Motronic采用电动节气门，无怠速执行器。驾驶员通过加速踏板设定发动机的工作状态。根据加速踏板位置信号，将驾驶员的意图转换为发动机转矩；再基于大量的发动机运行的当前数据，将转矩转换为进入气缸的新鲜空气充量（通过电控节气门实现）喷油量（通过燃油喷射系统实现）点火提前角（通过点火系统实现）碳罐脱附控制阀空气流量计诊断接口故障指示灯点火线圈凸轮轴相及火花塞位传感器VVT传感器执行器喷油器进气歧管压力传感器节气门组件氧传感器氧传感器曲轴转速传感器冷却液温度传感器爆震传感器EGR阀发动机ECU加速踏板模块BOSCHME-Mochonic汽油机管理系统－组成（4）BOSCHDI-Motronic基于ME-Motronic，多出一个汽油高压油路；比ME-Motronic复杂需要确定空气充量（电控节气门实现）喷油压力（高压泵实现）喷射时刻－中高速大负荷均质充量（进气冲程喷射）、低速低负荷分层充量（压缩冲程末期，点火之前喷射）喷入燃烧室的油量点火提前角碳罐空气流量计发动机ECU诊断接口故障指示灯点火线圈凸轮轴相及火花塞位传感器VVT传感器执行器曲轴转速传感器冷却液温度传感器喷油器爆震传感器脱附控制阀进气歧管压力传感器氧传感器氧传感器氧传感器废气温度传感器高压泵带油量控制阀节气门组件EGR阀加速踏板模块BOSCHDI-MochonicAudiA3BOSCHDI-Mochonic汽油机管理系统－组成（5）Mono-Motronic与M-Motronic相比，只是再节气门体处安置一个喷油器目前极少应用BoschMono-Jetronic汽油箱电动汽油泵汽油滤清器氧传感器分电器及曲轴位置传感器冷却水温传感器油压调节器怠速控制阀喷油器进气温度传感器ECU节气门及其位置传感器继电器蓄电池点火开关汽油机管理系统－组成（6）发动机管理系统硬件构成传感器、ECU、执行器，传感器、执行器分布在发动机上的具有独立功能的各子系统中空气系统供油系统点火系统排放控制系统附件系统曲轴转速及上止点凸轮轴位置变速器档位车速氧传感器的加热器VVT控制油箱通风可变进气控制二次空气EGR传感器加速踏板位置节气门位置空气质量流量蓄电池电压进气温度冷却液温度爆震强度氧传感器ECU执行器点火线圈及火花塞电控节气门驱动器喷油器主继电器发动机转速表燃油泵继电器ME-Mochonic发动机控制单元自诊断接口节气门控制组件喷油器点火线圈组件炭罐脱附电磁阀辅助信号电动燃油泵氧传感器发动机转速空调器压缩机空气流量计发动机转速传感器相位传感器节气门控制组件进气温度传感器冷却水温传感器氧传感器爆振传感器辅助信号车速空调器SANTANA2000相位传感器节气门控制组件空气流量计炭罐爆振传感器爆振传感器炭罐脱附电磁阀发动机控制单元氧传感器冷却水温传感器传感器插头支架进气温度传感器发动机转速传感器电动燃油泵喷油器油压调节器SANTANA2000Polo1.4L汽油机管理系统－组成（7）测量载荷的传感器翼片式空气流量计热线式空气流量计热膜式空气流量计进气歧管压力传感器（与进气温度传感器、发动机转速一起用于计算空气量）节气门位置传感器空气系统节气门怠速执行器（电动节气门则无怠速执行器）测量载荷的传感器可变进气可变气门驱动废气再循环（EGR）汽油机管理系统－组成（8）供油系统电动汽油泵汽油滤清器油压调节器汽油蒸发污染控制系统油轨喷油器缸内直喷系统不同点火系统点火线圈火花塞汽油机管理系统－组成（9）排放控制一个或两个三效催化转换器（初级催化转换器和主催化转换器）氧传感器，初级催化转换器前、后端各一二次空气喷射装置EGR发动机装废气温度传感器附件系统冷却风扇空调压缩机发动机工作信息传感器曲轴转速凸轮轴相位冷却液温度进气温度爆震强度汽油机管理系统管理内容系统组成传感器执行器控制器汽油机管理系统－传感器空气质量流量传感器温度传感器压力传感器转速和转角位置传感器位置传感器氧传感器汽油机管理系统－传感器－空气质量流量传感器（1）翼片式通过流量计的空气推动翼片（带回位弹簧－卷簧）转动，气流速度（体积流量）越大，由弹簧力和气流推力决定的翼片转角越大。翼片带动的电位计，将翼片角度转换为电信号。缓冲室起阻尼作用，使翼片转动平稳，避免发生摆振。工作可靠，有进气阻力，易磨损。已经基本不用翼片进气温度传感器接到ECU缓冲片缓冲室电位计翼片式空气流量计汽油机管理系统－传感器－空气质量流量传感器（2）铂热丝温度补偿电阻微调电阻混合电路热线式热线－铂金属丝；惠斯通电桥（铂丝为其中一电阻）；混合电路热线工作时通电加热，要求热线表面与周围环境保持固定温差；测量电阻铂热丝精密测量电阻温度补偿电阻汽油机管理系统－传感器－空气质量流量传感器（3）热线式经过热线表面的空气会带走热线散发的一部分热量，铂丝温度及电阻减小，电桥失去平衡；混合电路自动增大通过铂丝的电流，增大其温度和电阻，电桥恢复平衡。流经热线的空气量越大，混合电路供给热线的加热电流也越大。加热电流是空气流量的单值函数。加热电流通过一精密电阻产生的压降作为输出信号。无运动件、无磨损，灵敏度高，响应快。但任何方向运动的空气都会带走热量，故在进气管气流脉动较强的场合（如四缸机）易导致误判；且热线污染时会发生零点飘移。金属防护网测试管控制电路板电接头铂热丝温度补偿电阻壳体热线式空气流量计测量原理与热线式相同；利用热膜与空气的热传递来测量空气流量；热膜：铂金属片固定在树脂薄膜上。与热线式相比，提高了可靠性和耐用性。不会被灰尘污染。汽油机管理系统－传感器－空气质量流量传感器（4）电接头热膜式测管混合电路热膜壳体空气分流通路壳体热膜元件混合电路盒电插头主流热膜式空气流量计金属防护网导流隔栅SANTANA2000上海联合电子（BOSCH）汽油机管理系统－传感器－温度传感器（1）发动机温度传感器（冷却液温度传感器）装在气缸体上，测量冷却液温度；测量范围－40～130°C空气温度传感器装在进气总管或进气质量流量计上；测量范围－40～120°C与进气压力传感器一起，用于计算进气质量用于各种控制（EGR、增压压力）机油温度传感器装在缸体主油道，用于计算维修间隔；测量范围－40～170°C燃油温度传感器装在柴油机低压油路，用于精确计算喷油量；测量范围－40～120°C汽油机管理系统－传感器－温度传感器（2）冷却液测温电阻安装螺纹密封垫圈引线接头壳体大多采用负温度系数（NTC）热敏电阻式，其电阻值随温度升高而降低。将热敏电阻与一标准电阻串连，并提供稳定电压（5V）。温度变化时，标准电阻分压值发生变化。冷却水温传感器：导热的金属套管隔水密封封装。进气温度传感器：贯通的保护套式封装，以直接接触被测气体，提高灵敏度。热敏电阻热敏电阻导热的绝缘填充物进气温度冷却水温Deiphi冷却液温度传感器Deiphi进气温度传感器冷却液温度传感器进气温度传感器上海联合电子（BOSCH）汽油机管理系统－传感器－压力传感器（1）进气歧管压力传感器装在进气总管上，测量进气绝对压力用于计算进气质量，以及用于控制增压压力大气压力传感器装在ECU上或发动机仓内，用于海拔高度修正机油压力传感器装在机油滤清器内或主油道，用于监测润滑系统的工作情况燃油压力传感器装在燃油滤清器上，用于监测滤芯的堵塞程度汽油机管理系统－传感器－压力传感器（2）引线真空室玻璃封装引线端子硅膜片玻璃基座外罩引压管半导体压敏电阻型主要元件——单晶硅材料制成的硅膜片，一侧是真空，一侧是引入的进气管压力。用集成电路加工技术在膜片上制成