华北水利水电学院
毕业设计任务书
氢燃料发动机电控系统设计
——喷氢硬件设计
专业：机械设计制造及其自动化
学号： 200706122
姓名：程书伟
指导教师：秦朝举郭朋彦
设计时间：2011年2月21日至2011年5月27日
机械学院
二零一一年二月二十一日
一、设计的目的和意义
毕业设计题目--氢燃料发动机电控系统设计是主要针对机自专业车辆工程
方向毕业生设置的。设置本选题有以下目的和意义：
1）通过进行氢燃料发动机电控系统设计，可以加深学生对发动机电控系统的理解；提高学生的总体素质，为进入社会后的工作奠定坚实的基础。
2）在进行电控系统设计时，需要学生查阅发动机电控系统设计方面的资料，确定控制目标与控制策略，完成软硬件设计，通过这个过程，可以使学生了解研发流程，在进入工作岗位后很快适应研发工作。
3）本次设计用Protel电路设计和仿真软件进行软硬件的开发与调试，可以缩短设计周期，提高设计质量。提高我院学生运用电路设计软件工作的能力。
二、毕业设计内容
本毕业设计主要是氢燃料发动机电控系统设计。
具体要求：
1）对发动机电控系统进行总体设计；
2）对电控系统的硬件电路部分进行详细设计；
3）对电控系统的软件部分进行简要设计；
4）对所设计电路和模块进行抗干扰问题分析。
三、设计方法
本次设计的基本流程为：提出电控系统的控制要求：喷氢控制、点火控制、怠速控制等。然后根据发动机电控系统的开发流程，实现硬件和软件的设计。详细过程如下：
1）硬件设计：提出整体设计要求；首先进行输出信号的处理，其次进行单片机的选型、功能分析以及单片机本身电路设计，在输出电路进行执行器驱动电路分析与设计，最后设计集成电路图。
2）软件设计：首先确定了控制策略，阐述编制控制软件的具体方法和注意事项，编写了电控系统工作的程序流程和控制程序，包括主控程序、喷氢控制程序、点火控制程序、A/D转换子程序、数据处理程序等。
3）抗干扰设计：在硬件和软件设计完成后，运用Protel软件进行软硬件调试，然后做出实际的电控单元，最后进行抗干扰分析。
四、设计成果要求
1）在设计初期阶段进行认真调研。在调研和充分理解课题内容和要求的基础上，写出3000字左右的开题报告(其中包括文献综述)。要求查阅文献在10篇以上，开题报告中引用的文献资料在5篇以上。
2）在设计初期进行毕业实习，实习时间为2周左右。实习过程应听从指导教师的指挥，写出实习日记。实习结束后，对实习过程进行总结，提交实习报告（不少于2000字）。
3）在设计过程中，能运用一门外语翻译与课题有关的外文资料。要求译文准确、通顺，字数在3000汉字以上。
4）在毕业设计后期，提交毕业设计论文一本。要求内容完整，含中外文摘要，条理清楚，文字通顺，书写规范。要求中文摘要字数在400字左右，关键词3～5个，论文正文字数应在10000字以上。
氢燃料发动机电控系统设计
毕业设计组进程表
时间：第1—14周（含2周实习）、14周答辩
2月21号—5月27号
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华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告2011年03 月28 日
摘要
随着世界范围内能源危机及各国对汽车尾气排放要求的不断提高，传统的汽油内燃机越来越面临着严峻的挑战。传统的燃油供给方式和点火系统发动机远不能满足汽车发动机的动力性、经济性及排放性等方面的要求而被淘汰。用来提炼汽油的石油等化石能源也因资源短缺而不得不面临这新的选择。在新形势下，氢燃料内燃机呼之欲出。
电控喷氢技术是世界上诸多厂商都在研究的新课题，有眼光的厂家都把视线放在未来的这块大蛋糕上。电控喷氢内燃机将极大提高燃料经济性，提高汽车安全性和驾驶舒适性。氢燃料内燃机将完全解决排放、污染的问题。也在解决未来能源短缺问题上起到不可替代的作用。
本文就ECU设计中对电控喷氢内燃机的控制进行了深入的讨论，阐述了电控系统喷氢原理，分析了ECU设计中所需的关键技术。也给出了系统硬件设计方案，并对电控喷氢系统可能出现的问题进行了剖析与研究。
关键词：氢燃料电控系统喷氢硬件设计
ABSTRACT
With the worldwide energy crisis and countries to car emissions requirements unceasing enhancement, the traditional gasoline internal-combustion increasingly faced with severe challenges. The traditional fuel supply mode and ignition system engine far cannot satisfy the automobile engine power, economy and emission sex requirements and be eliminated. Used for refining gasoline oil fossil energy also because resources shortage and have to face the new choice. In the new situation, hydrogen fuel internal-combustion be vividly portrayed.Hydrogen technology is electronic-controlled gush in many manufacturers in the world of new research topic, had vision factories are leaned on the future of the big cake. Hydrogen internal combustion engine control injection will significantly increase fuel economy, improve the car safety and driving comfort. Hydrogen fuel internal combustion engine will completely solve emissions, the problem of pollution. Also in solving future energy shortage problem play an irreplaceable role.
This paper control design of ECU hydrogen internal combustion engine spray the control of the in-depth discussion, this paper expounds the principle of electric control system, analyzes the spray hydrogen in the key design needed ECU technology. Also gives the system hardware design schemes of electric spraying the possible problem of hydrogen system are analyzed and research.
Keywords: Hydrogen fuel Electric system Gush hydrogen Hardware design
目录
摘要.................................................................................................................................................. I ABSTRACT................................................................................................................................... II 第一章绪论.. (1)
1.1氢燃料一２１世纪的汽车新能源 (1)
1.2发动机电控系统 (2)
1.3电控喷氢发动机的发展 (3)
1.4电控喷氢优缺点 (5)
1.5本课题的研究内容 (7)
第二章电控喷氢发动机系统方案研究 (8)
2.1 氢气供给系统组成 (8)
2.2氢燃料发动机燃烧分析 (9)
2.2.1氢燃料发动机的异常燃烧 (9)
2.2.2氢燃料发动机排放 (11)
2.3 燃烧参数对氢燃料发动机性能的影响 (12)
2.3.1喷射压力对缸内直喷氢燃料发动机性能的影响 (12)
2.3.2喷射正时对氢发动机性能的影响 (13)
2.3.3点火正时和喷射正时的关系对氢发动机性能的影响 (14)
2.3.4喷氢脉宽对发动机性能的影响 (15)
2.4 小结 (17)
第三章电控燃氢喷射系统工作原理 (18)
3.1 电控喷氢系统的组成 (18)
3.1.1传感器 (19)
3.1.2电控单元(ECU) (19)
3.1.3执行器 (20)
3.2电控喷氢系统工作原理 (20)
3.3电控喷氢系统的控制方案 (21)
3.3.1喷氢喷射位置 (23)
3.3.2控制喷射量的基本原理 (23)
3.4 ECU的功能与电路分析 (25)
第四章电控喷氢系统硬件设计 (27)
4.1单片机概述 (27)
4.2 ECU总体设计 (28)
4.2.1Ｉ/Ｏ端口定义 (30)
4.3 信号处理电路设计 (31)
4.3.1 A/D转换电路 (31)
4.3.2电源电路设计 (31)
4.3.3曲轴位置传感器电路 (32)
4.3.4氧传感器电路 (33)
4.3.5冷却水温度传感器和进气温度传感器电路 (34)
4.3.6 节气门位置测量电路 (35)
4.3.6爆震检测传感器 (36)
4.4 喷氢信号驱动电路 (37)
4.5多路模拟开关电路 (38)
第五章电子燃氢喷射系统的软件设计 (40)
5.1软件的总体结构 (40)
5.2软件各功能模块的实现方法 (41)
5.2.1起动模块 (42)
5.2.2加减速模块 (43)
5.3发动机喷氢控制 (44)
5.3.1发动机启动时喷氢控制 (44)
5.3.2启动后各工况下喷氢修正 (44)
第六章电控喷氢系统的抗干扰问题 (46)
6.1对电源信号的处理 (46)
6.2对电磁干扰的处理 (46)
6.3软件消除干扰 (47)
6.4.布线规则 (48)
第七章全文总结与展望 (49)
7．1全文总结 (49)
7．2展望 (49)
致谢 (51)
参考文献 (52)
附录：外文文献 (53)
Machinery and mould (53)
文献翻译 (61)
机械和模具 (61)
第一章绪论
1.1氢燃料一２１世纪的汽车新能源
当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均为不可再生资源，再地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。
氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢，水是取之不尽，用之不竭的原料，又十分低廉，地球的表面有是水，储量很大。氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，1kg氢燃烧产生的热量相当于3kg汽油或4.5 kg焦炭的发热量。
汽车内燃机技术的发展与排放法规的日益严格和能源短缺问题的日益严重有着直接的关系，尤其是近年来的能源危机以及“欧VⅠ”乃至将来的“欧VⅡ”法规，对现有内燃机技术提出更为严峻的挑战。2003年我国石油消耗量已高达2亿5000万吨，其中进口石油9112万吨，成为仅次于美国的世界第二大石油消费国和进口国。未来20年汽车消费增长将成为我国石油消耗增长的主要动力，预计2010年和2020年全国机动车燃油需求将分别为1.38亿吨和2.56亿吨，是当年全国石油总需求的43%和57%。而按目前石油的探明储量和消耗速度，世界石油的平稳供应仅能维持40多年，石油枯竭是必然趋势，开发可替代能源己成为全球性紧迫课题。造成大气污染的气体主要由非C1-14有机物、NOx、CO 和PM（烟尘颗粒）等组成【据测量，在美国城区43%的非CH4有机物，57%NOx 和82%Fi自CO都是来自于汽车废气的排放】。我国各大城市的空气污染也日趋严重，1998年全世界十大空气污染城市我国占其七。北京、广州、上海等城市空气中NOx的40%以上部分，CO的60%以上部分，CH的70%以上部分，是由燃油车辆的尾气排放造成的。汽车尾气被市民评为“最不可忍受的污染物”。解决以石油为燃料的汽车废气污染己成为目前环保工作中的重中之重。要降低汽车废气污染物的排放量，一方面要对发动机采用一系列清洁燃烧技术，如废气再循环技术，三元催化器技术等；另一方面要进一步提高汽油和柴油的油品：再
就是采用清洁排放的代用燃料。在汽车工业的“十五”计划中明确提出，“积极推进代用燃料汽车的应用”。发展代用燃料汽车是解决环境污染和石油短缺问题的一项重要措施。现在各工业发达国家政府及各大汽车公司都己把代用燃料汽车作为重大项目列入发展规划，投入巨大的人力、财力来研究和开发。目前研究开发的代用燃料汽车和混合动力汽车主要有以下几种：天然气汽车（NGV）、液化石油气汽车（LPGV）；其他，如甲醇汽车（Mv）、氢气汽车（Hv）、太阳能汽车（Sv）、植物油汽车、复合燃料汽车等。从经济性、动力性和排放性等因素综合考虑，氢能是未来最有可能替代石油的动力燃料，是一种理想的能量载体。作为清洁能源，开发氢能还将带动各种可再生能源的发展，引发新的能源革命，成为21世纪的一种重要能源，使人类进入“氢经济时代”。
1.2发动机电控系统
发动机电控一直是汽车电子控制系统的核心内容。随着电子技术和计算机技术的飞速发展，各种高性能和高可靠性的传感器及高速大容量的微处理器的广泛运用，使得传统的发动机逐步向电子控制发动机转变。另外，新一代发动机的发展正面临着燃料消耗、废气排放和动力性两方面性能不断提高的挑战。为了满足日益严格的排放法规，发动机电控技术应用也已成为当今汽车行业发展的趋势。
汽油喷射技术最早用于飞机发动机上，早在20世纪初，为了满足飞机发动机高性能要求和为了防止化油器主喷口结冰，德国Wright兄弟首先在飞机发动机上采用了将燃油连续喷入进气管的混合气制备技术。美国也于二战后期，在轰炸机上采用机械式喷射泵向气缸内直喷汽油的技术。
1952年，德国Dimaler-Benz 300L型赛车装上了Bosch公司生产的第一台机械式汽油喷射装置。1967年，德国Bosch公司在Bendix专利基础上率先开发出一套D-Jetronic全电子汽油喷射系统，并于70年代批量生产，应用于汽车上，率先达到了当时美国加州废气排放规定的要求，开创了汽油喷射系统电子控制的新时代。
目前，发动机电子控制系统的内容一般包括喷氢量控制、电子点火控制、进气控制、怠速控制、爆震控制、废气再循环控制以及故障自诊断等。控
制项目的多少因不同的技术水平和各个公司考虑的侧重点以及发动机类型而异。
基于电控喷射的突出优点，美国已于1990年率先在汽车上全部采用了电控燃油喷射系统。德国也于1993年10月停止生产化油器式发动机轿车，全部采用电控燃油喷射系统。目前，美国市场上的汽车，几乎百分之百的采用了电控汽油喷射技术，日本和欧洲市场上的轿车基本上全部采用了电控汽油喷射的供油方式。
我国发动机电子控制技术的研究与应用起步较晚，但改革开放以来尤其是近年来电控技术得到了较快发展。上个世纪90年代末，中国生产的桑塔纳2006,捷达土、新型富康和小红旗等都已采用电子喷射系统。环发【2001】97号文件第五条已经明确规定，从2000年1月1口起，新生产的轿车必须采用电控燃油喷射装置并安装排气净化装置。我国即将实施的欧Ⅲ排放标准也对发动机电控系统做出了具体的要求。
然而，目前国内装车的电控系统绝大部分是直接购买国外公司及其在华企业生产的系统，国产系统基本没有市场。虽然国内企业和大专院校、科研院所在发动机电子控制方面已经做了许多有意义的探索，取得了宝贵的经验，但要真正形成产品化、占领市场，国产发动机电控系统还有很长的路要走。
1.3电控喷氢发动机的发展
氢发动机与汽油机的燃烧过程和速度有很大差别：氢发动机的燃烧速度较汽油机快，燃烧持续时间较汽油机短，使得氢发动机燃烧过程中缸内压力升高较汽油机快。与加速性能令人满意的汽油机相比，氢发动机的加速性能毫不逊色。而且由于氢燃料特有的高热值和良好的燃烧性能，使氢发动机的过渡过程特性尤为优良，可在更短的时间内完成怠速到额定转速的变换。氢发动机在与汽油机的性能对比中，表现出了卓越的性能。氢发动机的机械损失和热损失比汽油机高，其充气系数也有待提升。在燃烧和膨胀过程中，氢发动机缸内压力和温度较汽油机高，但排气压力较汽油机低。喷射式汽油发动机不需做很大改动，只需去除油泵和燃油滤清器，换上储氢罐，即可改装成为氢燃料发动机。氢气虽然易燃易爆，且燃烧速度极快，但其密度小，扩散速度极高，其危险性
持续的时间也就较汽油机短。另外，氢气燃烧也不象汽油燃烧那样会产生有毒烟雾。使用氢作为交通工具的燃料，将结束因交通而引起的温室气体等污染物排放的历史。氢燃料以其自身的燃烧特性，要求对混合气形成和燃烧过程进行更精确的控制，因此对电控系统提出了更高的要求。
氢内燃车和氢燃料电池车不同。氢内燃机直接燃烧氢，而非燃料电池的原理。载满氢气的油缸只能行驶数英里，很快便没能量。日本武藏工业大学1990年在第八届世界氢能会议上展出了一部使用液氢储罐的燃氢轿车。它由NISSAN 车改装，使用一个容积100L，总重60kg的液氢罐，可以100km/h行驶，排放废气中无CO2。中国研制的燃用氢、汽油混合燃料的城市节能公共汽车正进行试验。其他重要汽车生产商如通用汽车和DaimlerChrysler公司，投资在较慢较弱但较有效的氢燃料电池。
BMW氢能7系采用的一种燃氢系列发动机，与普通发动机不同的是，宝马发动机专家按照双模驱动的要求对发动机进行了改进，即，在汽油模式下燃油通过直接喷射供应，同时在发动机进气系统中集成了氢供应管路。通过一个按键，可以实现氢气和汽油之间无障碍的切换。此外，该发动机还拥有宝马最先进、最成熟的技术亮点，例如可变电子气门控制和可变双凸轮轴可变气门正时系统，用以发挥氢气燃烧速度快的潜能。发动机完全可以在行驶中完成两种动力模式的切换，中间没有任何顿挫、噪音以及震动，平滑得就像换挡一样，只是后排的乘客会感觉底下的氢燃料罐有轻微的动静。踩下油门，发动机反应很活跃，任何阶段都有充足的力量涌现，即使逼近6000转的红灯区时，仍是有明显的后劲。变速器配合也很紧密。但是，氢气模式始终与汽油模式有差别，4000转以前，发动机是安静的，但是超过4000转以后，氢气模式的噪音明显要比汽油模式来得大，并显得有点高亢；再者，氢气模式的加速性要略逊一筹，在它身上体验不到强烈的推背感；估计这和车重的增加和氢气燃烧效率不如汽油有关。
与其它燃料相比，氢空气混合气具有特别广的可燃范围，通过调节供氢量，可以使发动机在整个负荷范围内工作，并且在用贫氢的混合气工作时，得到的指示效率比汽油要高些。氢发动机的燃烧速度较汽油机快，燃烧持续时间较汽油机短，使得氢发动机燃烧过程中缸内压力升高较汽油机快，当缸内温度过高或过量空气系数不适当时，易于发生早燃、爆燃、回火等异常燃烧现象，在重
《发动机电控系统检修》实训指导书
实训一汽车电子控制系统认识 一、目的和要求： 1．掌握发动机电子控制系统总体组成； 2．区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器、执行器； 3．掌握发动机电子控制系统的工作原理。 二、实训课时： 2课时 三、实训器材 1、工具：常用工具1套。 2、设备：桑塔纳2000轿车AJR型发动机、别克电喷发动机故障实训台各一台，桑塔纳2000和丰田皇冠轿车整车各一辆。 四、原理与应用 发动机电子控制系统示意图 1.电动燃油泵 2.燃油滤清器 3.活性炭罐电磁阀 4.活性炭罐 5.带输出驱动级的点火线圈 6.凸轮轴位置传感器 7.喷油器 8.燃油压力调节器 9.节气门控制组件10.空气流量计11.氧传感器12.冷却液温度传感器13.爆震传感器14.曲轴位置传感器15.进气温度传感器16.发动机控制单元 电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统来完成的，其主要功能
是控制进气量与喷油量的空燃比、喷油时刻与点火时刻。除此之外，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆震、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功能。其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。发动机电子控制系统的组成：由传感器、电控单元和执行器三部分组成。传感器是一种信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是：检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等，并将这些参量转换成计算机能够识别的电量信号输入电控单元。电子控制单元俗称电脑，简称ECU，是发动机电子控制系统的核心部件，其功能是：根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。执行器是控制系统的执行机构，其功能是：接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。
《汽油发动机电控系统检修》 工学结合课程标准（试用） 一、适用对象 三年制高职汽车检测与维修技术专业 二、课程性质 《汽油发动机电控系统检修》是汽车检测与维修技术专业面向汽车售后服务岗位能力培养的一门专业核心课程。本课程构建于《汽车机械基础》、《汽车液压传动》、《汽车电工电子基础》、《汽车发动机机械系统检修》、《汽车电路与电气系统检修》等课程的基础上，以培养学生综合职业能力为目标，以轿车发动机管理系统检修为主要内容，采用基于工作过程的课程方案设计，以行动导向组织教学过程，使学生能够对发动机管理系统进行故障诊断，利用检测设备和维修工具对发动机管理系统零部件检修，同时注重培养学生的社会能力和方法能力。 本课程为学生获取汽车维修中级式职业证书提供理论知识和实践技能支持。 三、参考课时。
四、总学分 5学分 五、课程目标 通过学习情境教学及任务驱动的项目教学活动，重点培养学生“汽油发动机电控系统检测与维修”的核心职业能力。使学生能够进行汽油发动机电控系统的维护、故障诊断、故障部件的拆卸与更换、安装与调试。对学生汽车检修技术、汽车技术服务的职业素质养成起到明显的促进作用，承接前修课程的能力培养，并为后续课程的综合能力奠定基础。 通过本课程的学习，使学生掌握汽油发动机电控系统基本结构和工作原理，能进行汽油发动机电控系统的维护及典型故障的诊断与排除，并注重培养爱岗敬业、沟通与协调的职业素质。 职业知识： 1．掌握汽油发动机电控系统的结构及工作原理； 2．能进行汽油发动机电控系统的保养、维护作业； 3．能进行汽油发动机电控系统的拆装、检测、零部件检验与调试； 4．能进行汽油发动机电控系统电路图的识读和分析； 5．能进行汽油发动机电控系统的故障诊断与排除； 6．依据行业规范、利用相关资源制定维修工作计划，并组织实施与评估，撰写维修质量报告； 7．与客户进行有效沟通； 8．遵守安全、环保等法规。 职业技能： 1．能够完成一般汽油发动机电控系统故障的检查作业； 2．能够按照4S要求对汽油发动机电控系统进行检测、故障诊断、维修以及检查验收； 3．能够掌握现代轿车汽油发动机电控系统的工作原理及相关
发动机电控点火系统 一、点火提前角的控制 1．1点火提前角对发动机性能的影响 点火时刻对发动机的影响很大。从火花出现到混合气大部分燃烧完毕而使汽缸压力上升到最大值，是需要一定时间的。虽然这段时间很短，不过千分之几秒，但发动机转速很高，在这么短的时间内，曲轴转过的角度却达到了相当大的数值。若恰好在活塞到达上止点时点火，则可燃气体一面燃烧，活塞一面下移而使汽缸容积增大，这将导致燃烧压力下降，发动机功率也随之减小。若点火过早，则活塞还在向上止点移动过程中，气体压力已达到很大数值。这时气体压力作用的方向与活塞运动的方向相反，此时有效功减小，发动机功率也将减小。因此，应当在活塞到达上止点之前点火，使气体压力在活塞位置相当于曲轴转到上止点后10°～15°时达到最高值。点火时曲轴的曲拐位置与压缩行程结束活塞在上止点时曲拐位置之间的夹角，称为点火提前角。通常把发动机发出功率最大和油耗率最小的点火提前角称为最佳点火提前角。最佳点火提前角除了保证发动机的动力性和燃料的经济性外，还必须保证排放污染最小。发动机工况不同，需要的最佳点火提前角也不相同。怠速时的最佳点火提前角是为了使怠速运转平稳、降低有害气体排放量和减少燃油消耗量;部分负荷时的最佳点火提前角是为了减少燃油消耗量和有害气体排放量，提高经济性和排放性能;大负荷时的最佳点火提前角是为了增大输出扭矩、提高动力性能。在传统的点火系统中，无法使发动机的实际点火提前角达到最理想的状态，实验表明，只有采用电控点火系统时才能使实际点火提前角更接近于理想的点火提前角。 1.2前角的计算 在电控点火系统中，各种工况及运行条件下最理想的点火提前角首先存储记忆在ECU中，微机控制的点火提前角由初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角组成。 （1）初始点火提前角初始点火提前角又称为固定点火提前角，其值的大小取决于发动机的形式，并由曲轴位置传感器的初始位置决定，一般为上止点前
项目一发动机电控系统认识 【项目描述】 现代汽车技术是现代高科技迅速发展的集中体现，它实际是机械、电子、计算机、控制工程、材料工程、生物工程和信息技术等多学科技术交叉的产物。随着电子技术、计算机技术和控制技术的发展和人们对汽车的要求日益提高，现代汽车正在向电子化、智能化方向发展。目前汽车上，特别是轿车上的电子控制部件越来越多，基本上占汽车总成本的1/3还多。现代汽车实际上已经成为以计算机为控制核心的计算机控制系统，汽车电子控制系统的性能好坏直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排放净化级舒适性。 学习目标 1.知识目标 （1）了解发动机电控系统的发展历程； （2）掌握发动机电控系统的控制容及功能； （3）了掌握发动机电控系统的基本组成及控制原理。 2.技能目标 （1）能够按照维修手册查找发动机各电子元器件的名称及安装位置； （2）能够独立完成发动机电子元器件的识别任务。 任务认知发动机电控系统结构 【任务目标】 1．了解发动机电控系统的发展历程； 2．掌握发动机电控系统的控制容及功能； 3．掌握发动机电控系统的基本组成、控制原理、各电子元器件的名称及安装位置。
【必备知识】 一、发动机电子控制技术的发展 1.汽车电子控制技术的发展 汽车电子技术发展始于20世纪60年代，分为三个阶段： 第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代中期，主要是为了改善部分性能而对汽车产品进行的技术改造，如在车上装了晶体管收音机。 侧重于开发单独性的电子零部件，从而改善单个机械部件的性能。如整流器、调节器、晶体管无触点点火系统、电子时钟等。设计上是局部的，没有系统的观念。 第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期，为解决安全、污染、和节能三大问题，研制出电控汽油喷射系统、电子控制防滑制动装置和电控点火系统。 侧重于一些独立的控制系统，如发动机控制系统、ABS控制系统、安全气囊、巡航控制系统等。该阶段是汽车电子化快速发展的时期，各个单独系统的控制技术逐渐成熟 第三阶段，20世纪90年代中期以后，电子技术广泛的应用在底盘、车身、和车用柴油发动机多个领域。 汽车电子系统的设计更加从整体的角度来考虑，开始广泛应用计算机网络技术与信息技术，使汽车更加自动化、智能化，并向汽车与社会环境的联结方向转移。 2. 发动机电子控制技术的发展 汽车发动机电子控制技术的发展历程大致如下： 1934年，德用莱特兄弟（Wright brothers）发明的向发动机进气管连续喷射汽油来配制混合气的技术，研制成功世界第一架采用燃油喷射式发动机的军用战斗机。 1952年，德国博世（Bosch）公司研制成功世界第一台机械控制汽油喷射式发动机，汽油直接喷入气缸，利用气动式混合气调节器调节空燃比（A/F），配装在梅赛德斯-奔驰（Mercedes-Benz）300L型赛车上。
课程结业论文 题目：氢气发动机的发展和现状 学生姓名： 学生学号： 专业班级： 课程名称：现代汽车新技术概论 所属院部： 指导教师： 2013——2014学年第 1 学期
目录 第一章绪论 (1) 1.1氢气发动机的历史 (1) 1.2 氢动力汽车的现状 (2) 1.3氢动力汽车的研究发展方向 (3) 1.4发展氢动力汽车的必要性 (3) 第二章氢气能源性质 (4) 2.1 氢的特征 (4) 2.2氢气与传统燃料的性质对比 (5) 2.3 氢能的开发和利用 (6) 2.3.1 氢能的开发 (6) 2.3.2氢能的应用 (8) 第三章氢气的存储 (10) 3.1高压气瓶储氢 (10) 3.2液氢储氢 (11) 3.3金属氢化物储氢 (11) 3.4 浆液储氢技术 (12) 第四章氢气发动机的发展前景 (13)
现代汽车新技术概论 氢气发动机的发展和现状 第一章绪论 1.1氢气发动机的历史 随着“汽车社会”的逐渐形成，汽车保有量不断地上升，而石油等资源却捉襟见肘，同时，消耗大量汽油的车辆不断排放有害气体和污染物质，对环境造成严重的危害。这一问题的解决之道当然不是限制汽车产业的发展，而是开发替代石油的新能源—氢能。氢作为内燃机的燃料并是人类最近的发明。在内燃机中使用氢气已有相当长的历史。 人类历史上第一款氢气内燃机的历史可以上溯到 1807 年，瑞士人伊萨克·代·李瓦茨制成了单缸氢气内燃机。他把氢气充进气缸，氢气在气缸内燃烧，最终推动活塞往复运动。该项发明在 1807 年 1 月 30 日获得法国专利，这是第一个关于汽车产品的专利。但由于受当时的技术水平所限，制造和使用氢气远比使用蒸汽和汽油等资源复杂，氢气内燃机于是被蒸汽机、柴油机以及汽油机“淹没”。 早在十九世纪中期，人们就开始对使用氢气作为内燃机燃料产生了兴趣。1841 年英国颁发了第一个用氢气和氧气的混合气体工作的内燃机专利证。1852 年，慕尼黑的宫廷钟表技师制成一台用氢气-空气混合气体工作的内燃机。 在氢内燃机的历史上，德国一直占有很重要的地位。德国的 Rudolph Erren 尝试在氢内燃机中采用内部混气的方式。在他的研究工作中，穿过内燃机的冷水套的管道，氢气被一些小喷嘴直接喷入气缸内进行混合。氢喷入的质量和时间由燃料分配器控制，这种方案可以用任何燃料或是采用双燃料的方式让发动机工作。他还提出氢氧内燃机构想，并据此设计了实验，用到潜艇上。德国的奔驰公司开发组建的氢动力车队是世界首个用氢气作为内燃机燃料的车队，该车队在柏林已经试运行多年。氢气输送管道，加氢站也是最先在德国兴建的。现在，空中客车公司德国分部，奔驰航空公司也都正在努力开发装备氢动力内燃机的空中飞机。德国的其他汽车公司如宝马等都在大力发展氢动力汽车。 1.2 氢动力汽车的现状 日本自 1984 年实施“阳光计划”，投入示范运行氢动力车，仅日本武藏工业大学就有多达九辆的氢动力车投入试验，且型号各不相同；日本各大汽车公司，如马自达，本田等，也都在积极加入氢动力车行列；马自达公司推出了第一款氢动力概念车 HR-X，金属氢化物储氢罐储氢，
《汽车发动机电控系统维修》课程单元教学设计 授课教师：沙颂NO:1 单元标题发动机电控系统主要元件识别课时 2 授课班级授课时间授课地点致远206 教学目标能力目标（1）能够正确识别AJR发动机上电控系统的主要元件 知识目标 （1）熟悉电控发动机包含的控制系统； （2）了解每个控制系统的控制内容； （3）熟悉AJR发动机电控系统组成及主要电控元件安装位置 素质目标 （1）形成良好的纪律观念，遵守行业法律法规； （2）树立工具、设备使用的安全意识； （3）形成良好的团队协作精神； （4）锻炼组织沟通能力，能够与团队其他成员协同解决问题； （5）培养良好的5S习惯：①SEIRI（整理）；②SEITON（整顿）； ③SEISO（清扫）；④SEIKETSU（清洁）；⑤SHITSUKE（自律） 任务与案例任务1电控发动机包含的控制系统及每个控制系统的控制内容；任务2电控燃油喷射系统的类型； 任务3发动机电控系统组成； 任务4在发动机台架上找出发动机电控系统组成元件的安装位置；任务5发动机上主要电控元件的功用 教学重点难点及解决方法 重点 （1）熟悉AJR发动机电控系统组成； （2）能够正确识别AJR发动机上电控系统的主要元件难点发动机上主要电控元件的功用 解决办法 通过多媒体课件对重点和难点知识进行讲解，通过引导的方式 让学生动手在发动机台架上找出电控系统的主要元件，增强学 生的认知能力 教学准备（1）多媒体教学设备； （2）教学课件； （3）将学生分组，每组准备一台完好的发动机台架；（4）学习工作单
一、任务描述（5′） 1、告知：课程性质、目标、总体安排、考核方式等； 2、告知：本单元的能力目标、知识目标和素质目标 二、任务实施（70′） 1、设置情境，布置任务 （1）设置情境 学生为新进员工，初次对汽车发动机电控系统进行定期维护，需要完成如下工作： ①检查汽车发动机主要电控元件安装与线束连接情况； ②拆装电控元件线束插接器，并进行线束通断性测量； 教师为该项目负责人，负责员工的管理、培训、考核；实训室为维修车间。 （2）布置任务 任务1电控发动机包含的控制系统及每个控制系统的控制内容； 任务2电控燃油喷射系统的类型； 任务3 发动机电控系统组成 任务4在发动机台架上找出发动机电控系统组成元件的安装位置； 任务5发动机上主要电控元件的功用 2、学生知识和技能准备（教师讲授） （1）电控发动机的控制系统 主要有电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、进气控制系统、 故障自诊断系统等。 （2）控制系统的控制内容 电控燃油喷射系统主要包括喷油量控制、喷油时刻控制、断油控制和燃油泵控制； 电控点火系统主要包括点火提前角控制（点火时刻控制）、点火能量控制和爆震控制； 怠速控制系统主要包括怠速稳定性控制和学习控制等； 排放控制系统主要包括废气再循环系统（EGR）、活性炭罐蒸发控制系统（EVAP）、三元催化转换器（TWC）和二次空气喷射系统等； 进气控制系统主要包括进气通道可变系统、谐波进气增压控制系统（ACIS）和废气涡轮增压系统等； 故障自诊断系统利用电控单元不断的监测发动机传感器信号及执行器的电路，当发现故障 时，会将故障信息以故障码的形式储存在存储器里，同时点亮仪表盘上的故障指示灯进行警示。 维修人员可以通过读取故障码来查找发动机故障信息。 （3）电控燃油喷射系统的类型 L型和D型；单点喷射和多点喷射；连续喷射和间歇喷射； 间歇喷射分为同步和异步喷射；同步喷射又分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射。 (4)发动机电控系统组成和主要电控元件的功用 电控燃油喷射系统分为燃油供给系统、空气供给系统和电子控制系统三部分； 燃油供给系统主要由汽油箱、电动汽油泵，汽油滤清器、汽油分配管、油压调节器、喷油 器等组成。 空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量传感器（进气压力传感器）、节气门体、稳压箱
电控发动机点火系统 一、填空题 1. 爆燃传感器有________和________两种类型。 答案：电感式；压电式 2. 无分电器独立点火方式其特点是每缸有________个点火线圈。 答案：1 3. 电感式爆燃传感器利用________原理检测发动机爆燃。压电式爆燃传感器利用________原理检测发动机爆燃。 答案：电磁感应；压电效应 4. 水温修正可分为________、________修正。 答案：暖机修正；过热修正 5. 点火提前角的修正方法有________和________两种方法。 答案：修正系数法；修正点火提前角法 6. 电控点火系统一般由________、________、_______、________、点火线圈、分电器、火花塞等组成。 答案：电源；传感器；ECU；点火器 7. 点火提前角的控制包括________、________两种基本工况控制。 答案：起动时点火提前角的控制；起动后点火提前角的控制 8. 电控点火系点火线圈初级电路的通电时间由________控制。 答案：ECU 9. 汽油机点火系统有________和________两大类。 答案：传统点火系统；计算机控制的点火系统 10. 无分电器电控点火系统分为________、________、________三种类型。 答案：独立点火；同时点火；二极管配电点火方式 11. IGt为________信号，IGf为________信号。 答案：点火控制；点火确认 12. 点火提前角的主要修正项目有________、________、________等。 答案：水温修正；怠速稳定修正；空燃比反馈修正 13. 爆燃传感器向ECU输入爆燃信号时，电控点火系统采用________模式。 答案：闭环控制 14. 消除爆燃的有效措施为________。 答案：推迟点火 15. 同时点火方式的点火线圈数量是气缸数的________。 答案：一半 16. DLI系统即为________。 答案：无分电器的电子点火系统 17. ________是爆燃控制系统的主要元件，其功能是________。 答案：爆燃传感器；用来检测发动机有无爆燃发生及爆燃强度 18. 发动机正常运转时，主ECU根据发动机________和________信号确定基本点火提前角。 答案：转速；负荷 19. 电感式爆燃传感器主要由_______、________、________及外壳等组成。 答案：铁心；永久磁铁；线圈
汽车发动机电控系统维修Array 课程标 准 吉林机电工程学校 二○一二年 《汽车发动机电控系统维修》课程标准 一、课程定位与设计思路 1、课程定位 本课程是汽车运用与维修专业的一门专业核心课、专业必修课。课程采用理论讲解和实践活动相结合的方法，培养学生对汽车发动机电控系统维修知识的掌握和运用能力，提高学生分析和解决问题的能力。本课程与前修课程《汽车发动机检修》、《汽车电源系、起动系、点火系检修》、《汽车照明、仪表、信号系检修》等课程的部分内容相衔接，共同培养学生对汽车发动机电控系统维修知识的掌握和运用能力、汽车发动机电控系统维修方面典型汽车故障的检查与维修，从而更好的适应未来岗位的需要。
2、设计思路 通过对汽车维修工的岗位分析，并参照汽车维修中级工、高级工鉴定要点，确定了本课程设计思路为：将《汽车发动机》和《汽车电器》两门课程的相关内容相融合，配备捷达轿车、夏利轿车及汽车故障诊断仪和相应检修工具，按照汽车维修工的基本技能要求，分为发动机电控系统识别、电控燃油喷射系统检修、发动机电控系统综合故障检修、怠速控制系统检修、排放控制系统检修、柴油机电控共轨系统检修、点火控制系统检修等7个情境，采用情境引领任务驱动，按照认知的规律，由简到繁、由易到难，对学生实施一体化教学，将实际工作中典型故障的诊断与维修以案例形式融入教学内容中，突出实用性，并为学生可持续发展奠定良好的基础。 二、课程学习目标 《汽车发动机电控系统维修》课程主要培养汽车维修工的技能型人才。使学生具备汽车故障检查与维修的基本专业技能，以适应市场对技术人才的需求。具体学习目标如下： 1、能力目标 （1）能够正确使用各种汽车检测检修工具、仪器和设备； （2）能够熟练掌握汽车发动机电控系统各零部件、元器件拆装步骤和方法； （3）能够熟练掌握汽车发动机电控系统各零部件、元器件行检验检测、调整和修理； （4）会诊断并排除汽车发动机电控系统常见故障。 2、知识目标 （1）理解汽车发动机电控系统各零部件的功用、组成和结构； （2）了解汽车发动机电控系统各零部件的工作原理、控制原理； （3）掌握汽车发动机电控系统各零部件检修的技术要求。 3、素质目标 （1）培养学生谦虚、好学的态度； （2）培养学生勤于思考、做事认真的良好作风；
氢能在燃烧发动机上利用的研究综述 黄佐华 王金华 黄印玉 张勇 刘亮欣 刘兵 蒋德明 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室 摘要：氢气是未来燃烧发动机最有前途的燃料，氢能在燃烧发动机上的规模利用将取决于氢能的规模化制备。燃氢发动机升功率下降，燃烧控制比较困难，目前燃料成本仍然较高，距离规模化使用还有一定的距离。天然气掺氢燃烧发动机将是氢能在燃烧发动机上应用最有前途和最具可行性的方式。天然气掺氢发动机虽开展了一些研究工作，但距离发动机推广使用还有很多研究工作要做，特别是天然气-氢气-空气混合气燃烧基础研究方面和发动机燃烧与控制的基础性研究方面。 主题词：氢能；燃烧发动机；利用 Utilization of Hydrogen in Combustion Engine-A Review Huang Zuo-hua, Wang Jin-hua, Huang Yin-yu, Zhang Yong, Liu Liang-xin, Liu Bing, Jiang De-ming State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China Abstract: Hydrogen is regarded as the most promising fuel for combustion engine while the large scale application of such engine will depend on the large scale production of hydrogen. Pure hydrogen engine will bring power loss of engine and has difficulty in engine controlling besides high cost of the fuel, and those make it still to have a long time before being widely utilized. Addition of hydrogen into natural gas is the most promising and feasible approach for hydrogen utilization in combustion engine, although some preliminary work had been done in natural gas/hydrogen combustion engine, there still has more work needed to be conducted especially in the aspects of fundamental study such as combustion characteristics of natural gas-hydrogen-air mixture as well as the combustion and controlling of the engine. Keywords: Hydrogen; Combustion engine; Utilization 前言 化石燃料的短缺已成为世界各国面临的主要问题，化石燃料的储藏量有限，预计到本世纪中叶地球上的化石燃料将被消耗完，届时石油替代燃料如天然气、氢气和生物质燃料等将成为燃烧发动机的主要燃料。今后地球上的能源增长将主要依靠清洁能源和可再生能源。据联合国预测，到2050年全球60%的电力和40%的能源消费将由可再生能源提供。化石燃料的燃烧会产生有害排放物，如NOx, CO, HC, Smoke, PM 以及温室气体CO 2，燃烧发动机解决这一问题的一个有效途径是采用清洁燃料。氢能是一种清洁燃料，可以利用生物质热解制氢和太阳能光解水制氢，随着规模化制氢技术的成熟和大规模氢气的制备，氢能在发动机上的黄佐华，男，，教授，主要研究方向是内燃机燃烧和清洁燃料发动机1963- https://www.doczj.com/doc/7014153986.html,
《汽车发动机新结构》课程质量标准 专业名称：汽车运用与维修 专业代码： 学制年限：初中毕业生起点三年 一、课程性质 《汽车发动机新结构》是汽车运用与维修专业的一门专业课程。本课程构建于电工电子技术,机械基础,发动机构造等专业课程的基础之上，主要针对汽车机电维修工岗位,培养学生对电控系统结构、原理的认识,并能够利用现代诊断和检测设备进行综合故障诊断、分析，零部件检测及维修更换等专业能力，为汽车故障诊断与检测课程打下良好的基础,在整个课程体系中起到起到承上启下的作用。同时注重培养学生的社会能力和方法能力等，更好的适应将来的工作岗位。 二、课程目标 通过发动机新结构（电控系统）的学习，能够对该系统各总成进行故障分析、性能检测、零部件维修,并进一步使学生掌握以下专业能力、社会能力和方法能力。具体目标如下： 1.专业能力目标 （1）具备与客户的交流与协商能力，能够向车主咨询车况，独立查询车辆技术档案，初步评定车辆技术状况； （2）能根据故障情况独立制定维修计划，并能选择正确检测设备和仪器对发动机电控系统进行检测和维修; （3）能对电控燃油喷射系统进行故障诊断并对零部件进行检修;
（4）能对点火控制系统进行故障诊断并对零部件进行检修; （5）能对辅助控制系统进行故障诊断并对零部件进行检修; （6）能对发动机综合故障进行诊断和分析; （7）能正确使用万用表,故障诊断仪,示波器及发动机综合分析仪等常用检测和诊断设备; （8）能够对传感器或相关部件的技术参数及波形信号进行分析; （9）能遵守相关法律,技术规定,按照正确规范进行操作,保证维修质量; （10）能检查修复后的发动机系统工作情况,并在汽车移交过程中向客户介绍已完成的工作; （11）维修结束后能根据环境保护要求处理使用过的辅料、废气、废液以及已损坏零部件。 2.社会能力目标 （1）具有较强的口头与书面表达能力、组织协调能力； （2）能与客户建立良好持久的关系； （3）具有团队协作精神； （4）具有良好的心理素质和克服困难的能力。 3.方法能力目标 （1）能自主学习新知识、新技术； （2）能通过各种媒体资源查找所需信息； （3）能独立制定工作计划并实施；
20 -20 学年第二学期汽修 XXX 班 《发动机电控系统检测与维修》试卷 A （闭卷） （考试时间：120分钟） 一、填空题（每空1分，共18分）。 1、电控燃油喷射系统用英文表示为____________ 。 2、目前，应用在发动机上的子控制系统主要包括电控燃油喷射系统、____________系统和其他辅助控制系统。 3、电控点火系统最基本的功能是________________控制。此外，该系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。 4、凸轮轴位置传感器作为喷油正时控制和__________正时控制的主控制信号。 5、电子控制单元主要是根据__________ 确定基本的喷油量。 6、电控燃油喷射系统按喷射方式不同可分为__________喷射方式和间歇喷射方式两种方式。 7、在目前应用广泛采用间歇喷射方式的多点电控燃油喷射系统中，按各缸喷油器的喷射顺序又可分为_________喷射、分组喷射和顺序喷射。 8、电控燃油喷射系统按进气量的计算方式不同可分为_______型和L 型两种。 9、单点电控燃油喷射系统又称独立喷射方式，是在每个气缸进气行程开始的时候喷油，采用的是_____________喷射方式。 10、电控燃油喷射系统按有无反馈信号可分为__________控制系统和闭环控制系统。 11、一般在_________ 、暖机、加速、怠速、满负荷等特殊工况需采用开环控制。 12、电控燃油喷射系统的功能是对喷射正时、___________、燃油停供及燃油泵进行控制。 13、单点喷射是在 上方装有一个中央喷射装置。 14、在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中，电脑必须控制喷油器 的开始时刻。 15、喷油器的喷油可分为 喷油和异步喷油两种类型。 16、点火提前角的修正方法有______________法和修正点火提前角法两种方法。 （ ）2、在电控燃油喷射系统中，喷油量控制是最基本也是最重要的控制内容。 （ ）3、电子控制系统中的信号输入装置是各种传感器。 （ ）4、闭环控制系统的控制方式比开环控制系统要简单。 （ ）5、空气流量计可应用在L 型和D 型电控燃油喷射系统中。 （ ）6、发动机冷车起动后的暖机过程中，随冷却水温的提高，点火提前角也应适当的加大。 （ ）7、发动机集中控制系统中，一个传感器信号输入ECU 可以作为几个子控制系统的控制信号。 （ ）8、点火控制系统还具有通电时间控制和爆燃控制功能。 （ ）9、ECU 收不到点火控制器返回的点火确认信号时，失效保护系统会停止燃油喷射。 （ ）10、在发动机集中控制系统中，同一传感器信号可应用于不同子控制系统中。 （ ）11、空气流量计是作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。 （ ）12、发动机集中控制系统中，各子控制系统所需要的信息是不相同的。 （ ）13、随着控制功能的增加，执行元件将会适当的减少。 （ ）14、电流驱动方式只适用于低阻值喷油器。 （ ）15、在喷油器的驱动方式中，电压驱动高阻抗喷油器的喷油滞后时间最短。 （ ）16、点火提前角过大，会造成发动机温度升高。 （ ）17、发动机起动时，按ECU 内存储的初始点火提前角对点火提前角进行控制。 （ ）18、发动机怠速工况下，空调工作时的基本点火提前角比空调不工作时小。 （ ）19、专用故障诊断仪一般只适合在特约维修站配备，以便提供良好的售后服务。 （ ）20、通过示波器可以看到电流如何在电路中流动，并观察到电路中发生的变化。 （ ） 21、自诊断系统只能根据传感器输入信号来判定有无故障，但不能确定故障的具体部位。 （ ）22、当点火系统发生故障造成不能点火时，失效保护系统使ECU 立即切断燃油喷射。 （ ）23、在点火开关接通时，不允许拆开任何12 V 的连接线路。 （ ）24、对电控系统电路或元件进行检查时，必须使用低阻抗万用表检查电压、或电流。 （ ）25、专用故障诊断仪一般只适合在特约维修站配备，以便提供良好的售后服务。 三、单项选择题（每题1分，共20分）。 （ ）1、闭环控制系统将输出信号通过反馈环节在（ ）信号进行比较，从而修正输出信号的 控制系统称为闭环控制。 A.输入与输入 B.输入与输出 C.输出与输出 D ．输出与输入 （ ）2、检测电控汽车电子元件要使用数字式万用表，这是因为数字式万用表（ ）。 A.具有高阻抗 B.具有低阻抗 C.测量精确 D ．测量方便 （ ）3、当结构确定后，电磁喷油器的喷油量主要决定于（ ）。 A.喷油脉宽 B.点火提前角 C.工作温度 D ．工作压力 （ ）4、发动机水温高于（ ）oC ，冷起动喷油器不工作。 A.20～30 B.30～40 C.40～50 D.20～40 （ ）5、启动发动机前如果点火开关位于“ON ”位置，电动汽油泵（ ）。 A ．持续运转 B ．不运转 C ．运转10s 后停止 D ．运转2s 后停止 （ ）6、当过气歧管内真空度降低时，真空式汽油压力调节器将汽油压力（ ）。 A ．提高 B ．降低 C ．保持不变 D ．以上都不正确 （ ）7、某汽油喷射系统的汽油压力过高，以下哪项正确。（ ） A ．电动汽油泵的电刷接触不良 B ．回油管堵塞 C.汽油压力调节器密封不严 D. A+B+C 都正确 （ ）8、汽油喷射发动机的怠速通常是由（ ）控制的。 A ．自动阻风门 B ．怠速调整螺钉 C ．步进电机 D ．继电器 （ ）9、单点喷射系统采用下列哪种喷射方式（ ）。 A ．同时喷射 B.分组喷射 C.顺序喷射 D.上述都不对
当今世界开发新能源迫在眉睫，原因是目前所用的能源如石油、天然气、煤，均属不可再生资源，地球上存量有限，而人类生存又时刻离不开能源，所以必须寻找新的能源。 氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢，水是取之不尽，用之不竭的原料，又十分低廉，地球的表面有是水，储量很大。氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，1kg氢燃烧产生的热量相当于3kg汽油或4.5 kg焦炭的发热量。 氢内燃车和氢燃料电池车不同。氢内燃机直接燃烧氢，而非燃料电池的原理。载满氢气的油缸只能行驶数英里，很快便没能量。1807年Isaac de Rivas制造了首辆氢内燃车。可惜该设计甚不成功。宝马的氢内燃车有更多的力量，比氢燃料电池车更快。宝马的氢汽车以三百公里每小时创下了氢汽车的最高速记录。万事达已在开发烧氢的转子引擎。该转子引擎反覆转动，故氢从开口在引擎内的不同部分燃烧，减少突然爆炸这个氢燃料活塞引擎的问题。日本武藏工业大学1990年在第八届世界氢能会议上展出了一部使用液氢储罐的燃氢轿车。它由NISSAN车改装，使用一个容积100L，总重60kg的液氢罐，可以100km/h行驶，排放废气中无CO2。中国研制的燃用氢、汽油混合燃料的城市节能公共汽车正进行试验。其他重要汽车生产商如通用汽车和DaimlerChrysler公司，投资在较慢较弱但较有效的氢燃料电池。 将氢技术作为未来最适宜的能源形式并且坚持不懈地进行促进与开发，是宝马集团清洁能源策略的一个核心内容。宝马早在1978年就已开始氢动力单元的研究，在此后的几十年内，通过几代的氢动力汽车使这项技术得到不断的发展和改进。2006年11月22日，BMW 氢能7系亮相柏林，标志着世界上第一款供日常使用、几近零排放的、氢动力驱动豪华高性能轿车的诞生。这不仅是宝马集团，也是整个汽车与能源行业向不依赖矿物燃料的可持续机动化产业时代迈进的一个里程碑。 BMW氢能7系装备了能够使用液氢燃料和汽油的6.0升V12发动机，最大输出功率为191千瓦/260马力，在4,300转/分钟的转速下，最大扭矩可达390牛顿米，在9.5秒内即可从0加速到100公里/小时，最高电子限速为230公里/小时。除配有一个容量为74升的普通油箱外，BMW氢能7系还装备一个额外的燃料罐，可容纳约8千克的液态氢。双模驱动为BMW 氢能7系提供了超过700公里的总行驶里程：氢驱动，200公里以上；汽油驱动，500公里。驾驶者可以通过多功能方向盘上一个单独的按钮手动完成从氢动力到汽油动力模式的转换，完全不会对BMW氢能7系的行驶状态和性能造成影响。如果一种燃料用尽，系统将会自动切换到另一种燃料形式，保证燃料的供应持续而可靠。 这台发动机的技术规格非常高，与普通发动机不同的是，宝马发动机专家按照双模驱动的要求对发动机进行了改进，即，在汽油模式下燃油通过直接喷射供应，同时在发动机进气系统中集成了氢供应管路。通过一个按键，可以实现氢气和汽油之间无障碍的切换。此外，该发动机还拥有宝马最先进、最成熟的技术亮点，例如可变电子气门控制和可变双凸轮轴可变气门正时系统，用以发挥氢气燃烧速度快的潜能。 氢气是以液态的形式储藏在氢燃料罐里，氢燃料罐重250公斤，体积也很大，被安放在后行李厢内，同时也牺牲了一些后排的空间性。氢能7系的行李厢空间只有225升，只有普通7系的二分之一不到，后排坐椅也向前移动了115毫米，坐椅高度也被提高，加上高高凸起的地台，后排显得有点拥挤，豪华和舒适感被削减不少。 完全可以在行驶中完成两种动力模式的切换，中间没有任何顿挫、噪音以及震动，平滑得就像换挡一样，只是后排的乘客会感觉底下的氢燃料罐有轻微的动静。踩下油门，发动机反应很活跃，任何阶段都有充足的力量涌现，即使逼近6000转的红灯区时，仍是有明显的后劲。变速器配合也很紧密。但是，氢气模式始终与汽油模式有差别，4000转以前，发动机是安静的，但是超过4000转以后，氢气模式的噪音明显要比汽油模式来得大，并显得有
【关键字】开题报告 一、立题依据 随着社会发展，汽车保有量的不断增多，由汽车导致的环境污染和能源危机的问题日益严重。为汽车寻找清洁而且丰富的替代燃料，从而提高发动机的经济性和排放性，已成为相关研究技术人员迫切需要解决的问题。天然气继煤碳、石油之后，作为三大能源之一。在煤碳、石油大量开采和耗尽下，天然气的储量显得比较丰富。同时它具有使用、储存方便，热效率高，燃烧清洁等优点，对天然气的开发和使用受到各国重视。 用天然气替代常规的汽油或柴油作为汽车燃料具有很多优点。最大的好处在于环保方面，不但排放性能优，而且汽车噪音也低；同时把传统汽车改装成天然气汽车只需要在原发动机上加装一套天然气供给系统，改装方便、成本低；此外，天然气汽车安全性高。天然气是一种高燃点的轻量气体，在通常的温度和压力下比汽油更安全。天然气本身无毒、无腐蚀性和非致癌的，即使泄漏也不会对土地或水形成威胁。在我国天然气储量相当丰富。据统计我国天然气总资源量约为５４万亿立方米，天然气可采资源总量为14 ~ 22万亿立方米。天然气资源总量列世界第五位、亚洲第一位。所以在我国发展天然气汽车，开发天然气发动机前景广阔。 天然气发动机发展大致经历了三个阶段：第一代产品是机械式，第二代属于简单闭环控制，第三代是采用电控喷射CNG技术。具体来说，天然气发动机经历了从最先汽油机改装到柴油机改装，最后到专门根据天然气特性设计发动机阶段。同时燃料也经历了从双用燃料、双燃料到单用燃料过程。在这发展过程中，产生了许多技术，如：增压中冷技术、燃烧稀燃技术、天然气缸内喷射技术、天然气发动机闭环电控技术、天然气零部件开发可靠性技术、天然气催化器应用技术等。 就目前我国天然气发动机发展上看，大多是在原汽油发动机的基础上加装一套天然气供给系统，开发成汽油-天然气双用发动机。控制形式多为机械式的，天然气供给方式多为混合器预混合式。我们知道汽油—天然气双用发动机天然气替代率低，同时机械式控制不精确的自身缺陷，混合器预混合式天然气-空气混合不均等原因，实际发动机排放性改善并不大。 鉴于以上情况和对城市环境造成很大污染的公交车大多很用柴油机，在柴油机的基础上开发一款电控天然气/柴油双燃料发动机。电控天然气/柴油双燃料发动机是在原电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，用少量柴油引燃天然气来工作。充分利用柴油机上的电控系统，来精确控制柴油引燃量和天然气的供给量。达到提高天然气替代率，提高原发动机的经济性和排放性的目的。 二、设计内容 本设计是在原YC6108电控柴油机的基础上，设计安装一套天然气供给系统，并充分利用原柴油机上的电控系统，通过加装相关传感器，精确控制柴油引燃量和天然气的供给量，来提高原发动机的经济性和排放性。具体来说，一方面分析了电控天然气发动机燃料供给策略，对天然气供给系统进行了整体设计；另一方面重点设计了天然气供给系统的一些主要专用装置，如：气瓶、瓶口阀、手动关闭阀、充气阀、燃气压力调节器、加温器等，对其它所需部件按国家标准进行了选用；同时还根据公交车车架，对天然气供给系统布置与安装进行了分析与设计。 三、设计方案 由电控柴油机改装的柴油/天然气电控发动机原理图如下： 天然气由气瓶通过高压管流入压力调节器。其间设置有充气阀、手动关闭阀、压力表等。然后，天然气通过电磁阀进入气体流量阀，由燃气喷射器喷入进气道。在进气道内天然气与空气混合后流
汽车发动机电子控制系统开发现状及趋势 丁志盛叶挺宁 摘要：介绍了汽车发动机电子控制系统相关技术背景、开发现状及发展趋势。 关键词：EECS,ECU汽车发动机电喷 一、汽车发动机电子控制系统概述 汽车发动机电子控制系统(Engine Electronic Control System，简称EECS)通过电子控制手段对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行优化控制，使发动机工作在最佳工况，达到提高性能、安全、节能、降低废气排放的目的。汽车发动机电子控制系统主要包括： - 燃油喷射控制； - 点火系统控制； - 怠速控制； - 尾气排放控制； - 进气控制； - 增压控制； - 失效保护； - 后备系统； - 诊断系统等功能。 另外，随着网络、集成控制技术的广泛应用，作为汽车控制主要单元的EMS系统通过 CAN(Controllers Area Network)总线与其他控制系统，例如：安全系统(如ABS、牵引力电子稳定装置ESP (Electronic Stability Program))、底盘系统（如主动悬挂ABC(Active Body Control)）、巡航控制系统（Speed Control System或Cruse Control System）以及空调、防盗、音响等系统实现网络互联，实现信息共享并实施集成优化统一控制。在不久的将来，车载通讯平台将利用现有无线通讯网络为汽车驾驶提供更广泛的咨询、娱乐等增值服务（如GPS全球定位系统的应用）。 汽车发动机电子控制系统的开发主要涉及以下技术内容： - 传感器
主要包括空气流量传感器、空气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、转速传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、车速传感器、氧传感器等。 - 执行器 主要包括喷油器、点火控制模块、怠速空气控制阀以及各种电磁阀等。 - 电控单元ECU(Electronic Control Unit) 和控制算法程序软件其作用是通过采集各种传感器输入信号并将信号进行调理，根据发动机管理控制算法进行运算，然后输出控制信号并进行功率放大给执行器。同时检测传感器信号正常状态，出现故障时报警。 图1描述了汽车发动机电子控制系统示意图。 图1 另外，为了应对汽车产业产品作为多种产品链状集成开发的特点以及快速更新的市场需求，高性能的发动机试验台架、集成开发环境工具以及测试产品耐环境性能的设备为快速开发高质量面向不同汽车发动机的管理系统产品提供保障：
燃料电池及燃料电池发动机研究 原作者：宋珂同济大学中德学院 燃料电池主要由阳极、阴极、电解质组成是一种将氢、氧的化学能通过催化反应直接转化成电能的装置。其最大特点是清洁、高效，被视为石油等生化能源的替代品。燃料电池种类较多，其中质子交换膜燃料电池在电动汽车上用运最广泛。燃料电池发动机是电动汽车的关键部件，具有自身的比较优势及缺点。 燃料电池（FuelCell）是一种将氢，氧的化学能通过催化反应直接转换成电能的装置。其最大特点在于反应过程不涉及燃烧和热机（日eatengine），不受卡诺循环（Carnotcycle）的限制，因此能量转换效率可高达60％～70％实际使用效率是普通内燃机的2倍左右。质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell PEMFC）是燃料电池的一种因为具备了低温快速启动，无电解液腐蚀溢漏问题等运输动力所必须具备的特点，而被认为是今后燃料电池汽车上最理想的。 一、燃料电池的历史 燃料电池的起源可以追溯到19世纪初，欧洲的两位科学家CFSchbnbein教授与WilliamRGrove 爵士，他们分别是燃料电池原理的发现者和燃料电池的发明者。 一般认为燃料电池最早是诞生于1839年Grove的气体电池（Gas voltaic cbattery）实验，然而比较严谨的说法是Schdnbein在1838年首度发现了燃料电池的电化学效应，而第二年Grove 发明了燃料电池。Schonbein发现氢气与铂电极上的氯气或氧气所进行的化学反应过程中能够产生电流，Schonbein将这种现象解释为极化效应（Polarisationeffect），这便是后来被称做燃料电池的起源。Grove的气体电池基本构想源自于水的电解实验。水电解过程是用电将水分解成为氢气和氧气，反过来，Grove认为将氧气和氢气反应就有可能逆转电解过程而产生电。为了验证这一理论，他将两条铂分别放入两个密封的瓶中，一个瓶中充满氢气，另一个瓶中充满氧气，当这两个密封的瓶浸入稀硫酸溶液时，电流便开始在两个电极之间流动，装有氧气的瓶中产生了水，而为了提高整个装置所产生的电压，Grove将四组这种装置串联起来，他将这种电池称做“气体电池”，这个装置就是后来被公认的全世界第一个燃料电池。而“燃料电池”（FuelCell）一词直到1889年才由LMond和https://www.doczj.com/doc/7014153986.html,nger两位化学家所提出。然而在19世纪，要将燃料电池商业化存在着很多无法克服的障碍如铂的来源，氢气的制备等等。因此Grove的发明并未引起大家的关注。到了19世纪末，更由于内燃机技术的崛起与快速发展，同时配合大规模化石燃料的开发与利用，使得燃料电池应用变得遥遥无期。