編者按：本論文主要從發動機電控系統的組成;發動機電控系統的故障分析等進行講述，包括了燃油系統、進氣系統、電控系統、結構的層次性、複雜性、功能控制的集中性隨著電子技術的飛速發展、多維層次性、傳播性、相關性、時間性、針對電控發動機的特點及對發動機電控系統的常見故障分析等，具體資料請見：
【摘要】電控發動機在結構和功能上均有了較大的改進。主要有:(1)結構的層次性、複雜性從系統論的觀點,電控發動機是由有限個“元素”通過各種“聯絡”構成的多層次系統。(2)功能控制的集中性。電控發動機系統主要由電控燃油噴射系統、電控點火裝置、怠速控制、排放控制、進氣控制、增壓控制、警告提示、自我診斷與報警系統等子系統組成,電控燃油噴射系統又包括了燃油系統、進氣系統和電控系統三個組成部分。其中電控系統作為整個發動機系統的控制核心,用來協調各平行和上級系統的工作。發動機電控系統其結構的層次性、複雜性,其控制功能的集中性,導致其故障表現形式的多樣性、複雜性。
【關鍵詞】電控發動機故障分析
電控發動機系統主要由電控燃油噴射系統、電控點火裝置、怠速控制、排放控制、進氣控制、增壓控制、警告提示、自我診斷與報警系統等子系統組成。其中電控系統作為整個發動機系統的控制核心,用來協調各平行和上級系統的工作。
1發動機電控系統的組成
電控燃油噴射系統由三個系統組成:燃油系統、進氣系統和電控系統。
1.1燃油系統
燃油系統的功能是向汽缸或進氣管噴射燃燒時所需的燃油量。燃油從燃油箱內由電動汽油泵吸出,經汽油濾清器後,再由壓力調節器加壓,將壓力調節到比進氣管壓力高出約250Kpa(2.55kgf/cm2)壓力,然後經輸油管配送給噴油器和冷起動噴油器,噴油器根據電控單元ECU發來的脈衝訊號,把適量燃油噴射到氣缸內。
1.2進氣系統
進氣系統為發動機可燃混合氣的形成提供必須的空氣。空氣經過空氣濾清器、空氣流量計、節氣門體、進氣總管、進氣岐管進入氣缸。節氣門全閉,發動機在怠速工況下執行時,空氣經旁通氣道直接進入進氣岐管。
1.3電控系統
電控系統是電控單元根據感測器檢測到的發動機執行工況和汽車執行工況來確定噴油量及點火提前角,從而控制發動機在最佳工況下的運轉。
與傳統的化油器式發動機相比,電控發動機在結構和功能上均有了較大的改進。主要有:
(1)結構的層次性、複雜性從系統論的觀點,電控發動機是由有限個“元素”通過各種“聯絡”構成的多層次系統。“聯絡”可分為:結構類、功能類、感測器測點類,各自均有一定的層次性,包括頂級即電控發動機本身,分系統級由電控系、冷卻系、啟動系、機械系等組成。各類與各層次間既有各自獨立的功能,又相互影響、相互牽制。整個機體通過ECU的控制來協調各子系統,完成發動機總體功能,各子系統的功能又是由各自部件的功能相協調來實現的,各部件的.功能又需要通過各元件的協調來實現。
(2)功能控制的集中性隨著電子技術的飛速發展,電子控制單元採用了數位電路及大規模積體電路,同時微機處理速度的不斷提高和儲存容量的增加使其控制功能大大增加,並具有備用功能。另外,與汽油噴射控制、點火控制及其它控制系統相關的各種控制器,由於所用的感測器均可通用,如水溫感測器、進氣溫度感測器等,因此,利用控制功能集中化就可以不必按功能不同設定感測器和ECU,而將多種控制功能集中到一個ECU上,不同控制功能所共同需要的感測器也就只設一個,這就是集中控制系統。
汽車發動機電控系統的主要部件有:電子控制單元(ECU)、空氣流量計、節流閥體、發動機轉速感測器等,其中節流閥體又包括:節氣門電位計、怠速節氣門電位計、怠速開關、怠速調節電機等。從控制原理來看,發動機電子控制系統可以簡化為感測器、電子控制單元(ECU)和執行器三大組成部分。感測器是感知資訊的部件,功用是採集控制系統的訊號並轉換成電訊號輸送給ECU,以提供汽車執行狀況和發動機工況等相關資訊。ECU接收來自感測器的資訊,進行儲存、計算和分析處理後發出響應的控制指令給執行器。執行器即執行元件,其功用是執行ECU的專項指令,從而完成控制目的。
2發動機電控系統的故障分析
發動機電控系統其結構的層次性、複雜性,其控制功能的集中性,導致其故障表現形式的多樣性、複雜性。主要表現有:
(1)多維層次性對電控發動機而言,其故障可劃分為電控系、起動系、點火系、冷卻系及機械系等子系統,子系統又由各部件與元件構成。同樣,其按功能也可劃分為若干個層級。因而發動機電控系統的故障原因與故障徵兆也相應與不同的結構層級、功能層級以及感測器測點類相關聯。
(2)傳播性發動機電控系統故障傳播方式有兩種:橫向傳播,例如電控繫系統內某一感測器故障可引起電控系內其它感測器功能失常或失效;縱向傳播,即由元件的故障相繼引起部件故障—子系統故障—系統故障。因此微小的故障如不及時發現和排除會造成嚴重的後果。
(3)相關性某一故障可能對應若干徵兆;某一徵兆也可能對應若干故障。它們之間存在著錯綜複雜的關係。
(4)時間性發動機電控系統故障產生與表現常常與時間有關,這是由於發動機運轉的動態性所決定的,如間歇性故障。
(5)放射性某一部位的故障可能引起其它部件出現異常,例如發動機抖動的故障中有時僅因為一個軸承的故障引起,而該軸承的故障導致其它軸承的震動增大,而該軸承本身變化反而不明顯。
(6)不確定性(模糊性)故障和徵兆資訊的隨機性,模糊性及某些資訊的不確定性,組成了故障資訊的不確定性。
針對電控發動機的特點及對發動機電控系統的常見故障分析,如怠速不穩、起動困難、動力不足等,使我們明確瞭如果要進行汽車故障診斷專家系統開發,就要建立基於汽車故障碼診斷和故障現象診斷的故障診斷專家系統。