汽车电子控制系统的组成:信号输入装置、ECU、执行器。
一.可燃混合气:燃油与空气按一定比例混合、雾化而成的混合物。表征混合气浓度的参数有两个:空燃比,即空气质量和燃料质量的比值,理论值为14.7;过量空气系数,即实际所需空气质量与理论所需空气质量的比值,理论值为1。
空燃比对发动机性能的影响:A/F=12.5,功率空燃比;A/F=16,经济空燃比。
稳定工况:发动机已经完全预热,进入正常运转,且在一定时间内转速和负荷没有突变。
怠速工况:发动机对外无输出功率,且以最低稳定转速运行。
在节气门全开之前,所有的部分负荷工况都应该按经济混合气配制,因为如果想获得更大转矩,只要把节气门进一步开大就能实现,没必要使用功率空燃比来提高功率,也可省油。
过渡工况主要分为:冷起动、暖机、加速和减速。(具体内容见教材P13~14)
电控燃油喷射:采用电动喷油器,由电子控制单元根据发动机运行工况和使用条件,将适量的燃油喷入进气道或气缸内,实现对发动机供油量的精确控制。
燃油喷射系统分类:
1)按喷油器的布置:单点喷射(位于进气总管中)、多点喷射(进气歧管喷射、缸内直喷);
2)按喷射装置控制方式:机械式(K)、机电结合式(KE汽车制动原理)、电控式(EFI)(开环、闭环);
3)按喷油方式:连续喷射、间歇喷射(同时喷射、分组喷射、顺序喷射);
4)按进气量检测方式:直接测量(叶片式、卡门涡旋式测体积流量、热线式、热膜式测质量流量)、间接测量(速度-密度测量进气管绝对压力和发动机转速、节气门-速度测量节气门开度和发动机转速),目前常用直接测量式(也称质量-流量方式)和速度-密度方式测量进气量。
三. 电控燃油喷射系统的组成:空气供给系统、燃油供给系统、电子控制系统。
空气供给系统:向发动机提供新鲜空气,并测量进入气缸的空气量;
燃油供给系统:向发动机提供混合气燃烧所需的燃油;
电子控制系统:根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量;
电控汽油喷射系统的控制原则:以电控单元(ECU)为控制核心,以空气流量和发动机转速为控制基础,以喷油器、怠速空气调整器等为控制对象,保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳混合气成分和点火时刻。
喷油压差:指燃油分配管内燃油压力与进气管内气体压力的差值,一般为300KPa左右。
燃油压力调节器(安装在燃油分配管的一端):调节系统油压,保持喷油压差恒定。
燃油压力脉动阻尼器(安装在油泵内):降低喷油器喷油时引起的燃油压力波动,降低噪声。
P25~P26电控系统中,各种传感器的作用。
卡门涡旋式空气流量传感器原理:1)所谓卡门旋涡,是指在流体中放置一个柱状物体时,在这一柱状物体的下游就会产生两列旋转方向相反,并交替出现的旋涡;2)涡旋发生的频率f和空气的流速v及柱体直径d之间的关系是f=0.2v/d;3)根据这种关系,可以通过测量涡旋发生的频率,计算空气流动速度,而将空气通路的有效截面积与空气流速相乘即可知空气的体积流量。
曲轴、凸轮轴位置传感器作用:采集发动机曲轴转速和转角的信号,并输入ECU,以便精确控制喷油提前角和点火提前角。
氧传感器作用:安装在发动机排气管上,通过监测排气中氧离子的含量获得混合气的A/F信号,并将A/F信号转变为电信号输入发动机ECU。
喷油器结构:轴针式、球阀式、片阀式。工作原理(见教材P47)。
电动汽油泵的作用:向喷油器提供油压高于进气歧管压力250~300KPa的燃油。
电控燃油喷射系统的功能:1)实现喷油正时;2)控制喷油量;3)实现减速和超速时的燃油停供;4)控制燃油泵。
喷油器控制的原理P50;超速、减速断油控制P55;
四.电火花点火基本要求:1)能够产生足以击穿火花塞电极间隙的高电压;2)电火花有足够高的能量;3)点火时间跟发动机工作情况相适应。
电控点火系统功能:1)点火提前角的控制;2)通电时间的控制;3)爆燃控制。
点火提前角对发动机的影响:提高发动机的动力性,降低燃油消耗量和有害气体的排放。
最佳点火提前角的确定依据:发动机转速,发动机负荷,燃料性质。
MCI控制原理P66;辅助控制(怠速控制P73,进气控制P80);电控节气门系统P94
三元催化转换器:安装在排气管中,其作用是通过三元催化剂与HC、CO的NOx发生反应,把废气中的有害气体转换成无害气体。催化剂常用的是铂(或钯)和铑的混合物。
废气再循环:在发动机的工作过程中,将一部分废气引入新鲜空气(或混合气)中重返气缸进行再循环。
第三章 电子控制自动变速器
1. 自动变速器:指汽车驾驶中离合器和变速器的操纵都实现了自动化,即可以实现自动换挡的变速器。
优点:1)操作简化、省力;(取消了离合器踏板和变速杆,只有油门和刹车踏板——双踏板汽车);2)提高了行车安全性; 3)乘坐舒适性好;4)机件使用寿命长;5)改善了车辆的动力性能;6)改善了车辆通过性 ; 7)空气污染减轻。
缺点:1)结构较复杂,制造精度要求较高、重量稍大,因而成本较高,试制费用高;2)传动效率低只有86%-90% 。
控制目标:根据行驶路况和驾驶员意图实现发动机工况与传动系统性能的有效匹配,以达到动力性、经济性最佳,实现换挡时机、锁止时机的控制和自诊断、失效保护等功能。
2. 液力变矩器组成:泵轮、导轮、涡轮;功用:传递力矩、无级变速、自动离合、驱动油泵。
3. 无级变速器:指传动比可以在一定范围内连续变化的变速器。
金属带式无级变速器的变速原理:1)变速部分由主动带轮、金属带、从动带轮组成;2)两个带轮的中心距是固定的;3)每个带轮都由两个带有斜面的半带轮组成一体,其中一个半轮是固定的,另一个半轮可以通过液压系统控制其沿轴线方向移动,通过这种移动,改变金属带绕主动轮和从动轮旋转的半径,从而改变传动比,实现无级变速。(结合书上图3.76)
其 它
一. 防抱死系统(ABS):由车轮速度传感器、ECU、制动压力调节器和制动控制电路组成。
基本原理:汽车紧急制动时,在控制器的作用下,通过制动压力调节器对各制动轮缸的压力进行调节,将各车轮的滑移率控制在理想滑移率附近,获得最佳制动效能和制动时的方向稳定性。工作过程要经历常规制动、轮缸保压过程、轮缸减压过程、轮缸增压过程几个阶段。
作用:防止汽车在常规制动过程中由于车轮完全抱死而出现的后轴侧滑、前轮丧失转向能
力等现象,从而充分发挥轮胎与路面间的潜在附着力,最大限度地改善汽车的制动性能,以提高在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力,从而满足安全行车的需要。
二. 主动悬架:一种带有动力源的悬架,在悬架系统中附加一个可控制作用力的装置。
基本原理:通过控制器,实时改变悬架的刚度、阻尼系数和车身的高度。
空气主动悬架的基本原理:通过控制进气阀和排气阀的开闭,改变空气悬架室的充气量,从而改变车身高度;通过步进电机调节空气悬架主报室与副气室之间的气阀开度,可调节空气悬架的刚度;通过步进电机调节空气悬架中减振器的阻尼孔大小可调节悬架的阻尼。
电控悬架系统的功能:车身高度调整,提高操纵稳定性;阻尼力控制,抑制车身姿态的变化;弹簧刚度的控制,满足运动和舒适性的要求。
三. 四轮转向:指前轮、后轮都具有一定的转向功能,后轮不仅可以与前轮同方向转向,也可以与前轮反方向转向。
工作原理:当车速较低(<35km/h)时,后轮被置于与前轮转向相反的逆相位,获得更小
的转弯半径;当车速较高时,后轮与前轮的转向相位相同,以减小车身的横摆角速度和侧倾角。
功能:使汽车可以高速变换行进路线,确保车辆良好的操纵性和稳定性。
四. 巡航系统的执行器:真空驱动型(有真空泵、无真空泵)、电动机驱动型。
原理:见P243 图7.7
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