第六章电子节气门技术
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节气门是汽车发动机的重要控制部件。
为了提高汽车行驶的动力性、平稳性及经济性,并减少排放污染,世界各大汽车制造商推出了各种控制特性良好的电子节气门及其相应的电子控制系统,组成电子节气门控制系统(ETCS)。
采用电子节气门控制系统,使节气门开度得到精确控制,不但可以提高燃油经济性,减少排放,同时,系统响应迅速,可获得满意的操控性能;另一方面,可实现怠速控制、巡航控制和车辆稳定控制等的集成,简化了控制系统结构。
电子节气门的系统组成和功能1带加速踏板位置传感器的加速踏板模块—用来确定踏板位置并将踏板位置信号传递给控制单元2发动机控制单元(ECU) —接收踏板位置传感器信号,根据输入电压信号计算得知所需动力。
并根据其他如急加速,空调,自动变速器起步的扭矩信号,计算出实际的节气门开度。
同时还监控节气门系统3节气门控制单元—控制所需进气量,根据控制系统提供信号调节节气门开度,反馈节气门信号。
4节气门故障灯(大众车型在仪表上为EPC灯)—提供节气门故障信息给驾驶员5传感器和执行器传感器:带油门踏板传感器G79,G185的加速踏板模块,带节气门开度传感器的G187,G188 ,节气门控制器J338, 离合器踏板开关F36,制动踏板开关F47,制动灯开关F 6执行器:带节气门驱动装置的G186和G338,节气门故障灯K132c(划片变组器,等同与油浮子)控制系统根据两个信号来确定踏板位置。
2个信号值正好相反,形成对比。
2 当一个传感器坏。
系统监测到还有一个节气门信号时,能进入怠速运行,但节气门全开要很慢。
系统还通过制动灯开关和制动踏板开关信号来判别怠速状态,关闭巡航,点亮EPC,在故障存储器存储故障码。
3 节气门角度传感器G187,.G188(滑动变阻器式)向系统反馈节气门位置信号。
装两个传感器是为了精确和备用。
当一个传感器坏。
系统使用另一个传感器信号,对加速踏板响应不变,巡航关闭。
EPC灯亮存储故障码。
当2 个信号中断,发动机在1500转左右运行,踩油门踏板无反应。
汽车电⼦节⽓门的⼯作原理汽车电⼦节⽓门控制(Electronic Throttle Control,ETC)系统是伴随汽车电⼦驱动理念⽽诞⽣的.ETC系统由位于发动机进⽓歧管内的电⼦节⽓门体(ETB)和专门的控制系统组成.它通过传感器、控制器、节⽓门驱动装置实现与发动机管理系统(EMS)的配合:根据驾驶员和发动机转矩需求、汽车⾏驶状态等相关信息快速且精确地控制节⽓门开度,以此来精确调节进⽓量,使发动机在最合适的状态下⼯作;使车辆具有良好的怠速、加速及减速⼯况过渡性能,从⽽有效降低排放和燃油消耗,提⾼汽车的动⼒性、平稳性、安全性和舒适性;同时ETC系统也能按照车辆其他系统,如驱动防滑控制(ASR)系统、巡航控制(CCS)系统、车辆稳定性控制(VSC)系统等的要求,改变节⽓门开度和发动机扭矩输出.ETC系统已成为⾼档轿车的标准配置。
1. 电⼦节⽓门的结构组成及⼯作原理1.1 节⽓门的结构1.1.1 传统节⽓门传统节⽓门的连接⽅式如图1所⽰.传统拉线式机械节⽓门采⽤的是刚性连接⽅式,其结构包括加速踏板、杠杆、拉绳、节⽓门阀体等。
踏板通过拉索或连杆与节⽓门挡板相连,驾驶员以踩下或释放加速踏板的⽅式控制进⼊⽓缸的空⽓流量。
这种刚性连接⽅式的优点在于结构简单、可靠性较⾼、能快速反映驾驶员意图,但节⽓门开度由驾驶员主观控制,即将控制发动机进⽓量的任务完全交给了驾驶员,未考虑车辆⼯况、道路、天⽓等条件。
此时节⽓门开度不⼀定是最佳开度,不能保证发动机的⼯作状态与汽车的运⾏情况实现最佳匹配。
随着EMS的出现,以及对汽车经济性、舒适性和排放指标的要求越来越苛刻,电⼦节⽓门应运⽽⽣。
1.1.2 电⼦节⽓门电⼦节⽓门作为机电⼀体化产品,主要由位置传感器、控制系统和执⾏机构组成,如图2所⽰。
其中执⾏机构由ETB、驱动电机、减速齿轮组和复位弹簧等组成。
(1)电⼦节⽓门阀体节⽓门阀体由节⽓门阀⽚和转轴构成.节⽓门阀⽚具有⼀定厚度,阀门完全关闭会导致阀⽚卡在进⽓管,因此完全关闭⾓(节⽓门阀⽚和空⽓流进⼊阀体的垂直⽅向的夹⾓)并不是0°,⽽是2°。
电子节气门工作原理
电子节气门是一种通过控制电子元件来调节发动机进气量的技术装置。
其工作原理是通过电脉冲信号控制节气门的开启和关闭。
具体来说,电子节气门由电动机驱动,通过与节气门装置相连的齿轮和开关来控制进气量。
当发动机需要增加进气量时,发动机控制单元(ECU)会发送一个电脉冲信号给电子节气门,电动机收到信号后会旋转齿轮,使节气门打开。
随着节气门的打开,进气量随之增加。
当发动机需要减少进气量时,ECU会发送一个相反的电脉冲信号,
使电子节气门关闭。
电子节气门通过控制进气量,可以实现对发动机的精确控制,从而提高燃油效率和减少尾气排放。
此外,电子节气门还可以与其他发动机控制系统,如传感器和喷油系统等进行协同工作,实现更加精确的动力输出和优化的驾驶体验。
总之,电子节气门是一种通过电脉冲信号控制进气量的技术装置,通过精确调节进气量,可以提高发动机的效率和性能。
【知识】什么叫电子节气门?如何工作?出现故障如何解决?
电子节气门如何工作?
如果你的脚踩在加速踏板上,传感器会测量踏板与其原始位置的距离。
然后将其信息发送到发动机ECU。
然后发动机ECU将该信息反馈给电子节气门内的马达,该马达即可调节油门的位置。
根据电动机的指令,节气门可以打开和关闭。
节气门中的传感器称为节气门位置传感器(TPS)然后将与发动机ECU通信,以使其知道它处于正确位置。
电子节气门内部的节流阀体的核心部分控制流入发动机的空气量。
如果驾驶员踩下踏板,节气门位置传感器会收到一个指示踩下踏板位置的信号。
随着节气门位置的不断变化,发动机ECU会发出注入气缸内所需的燃油量。
喷油量的多少决定汽车速度的快慢。
电子节气门出现故障怎么解决?
当电子节气门出现故障时,发动机会出现功率低,发动机无法启动或无法加速。
此时故障指示灯会点亮。
出现问题的原因有:第一个原因可能是节气门内部污垢过多,阻碍了气流和燃油流向发动机。
此时应该对节气门进行清洁。
第二个原因可能是电气故障。
第三个原因是线束插头进水或者腐蚀。
第四个原因可能是节气门本身损坏,此时应该更换。
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电子节气门相关控制研究一.电子节气门介绍节气门的作用是控制进入发动机的空气流量,汽车节气门按照控制方式可分为刚性控制节气门和柔性控制节气门。
柔性控制的电子节气门按照节气门驱动执行器可分为:电液式、线性电磁铁式、真空膜片式、步进电机式和直流电机式。
BOSCH 公司的 DV-E5 型电子节气门,该型号电子节气门采用直流电机控制电子节气门的转动。
该电子节气门由节气门阀体、直流电机、回位弹簧等组成。
其结构示意图如图1:图1 电子节气门二.电子节气门控制系统组成及原理电子节气门系统由加速踏板位置传感器、节气门控制单元、节气门体等组成。
踏板位置传感器将加速踏板的位置信号转换为电压信号输入到电控单元,电控单元同时接受其它系统的控制数据,进行运算处理后输出PWM驱动信号给电机,控制电机的输出力矩。
电机带动节气门克服回位弹簧力转动到相应的开度。
PWM驱动信号占空比与电机输出力矩成正比。
电机的输出力矩与回位弹簧力矩平衡时,节气门开度保持不变;占空比增大时,电机驱动力矩大于回位弹簧阻力矩,节气门开度增加;反之,电子节气门开度减小。
与节气门轴相连的开度传感器将节气门开度信号反馈给电控单元,构成闭环位置控制系统。
直流电动机PWM控制系统中,当开关管MOSFET的栅极输入高电平时,开关管导通,直流电动机电枢绕组两端有电压Us。
t1秒后,栅极输入变为低电平,开关管截止,电动机电枢两端电压为0。
t2秒后,栅极输入重新变为高电平。
开关管的动作重复前面的过程。
这样,对应着输入的电平高低,直流电动机电枢绕组两端的电压波形如下图所示。
电动机的电枢绕组两端的电压平均Uo为:U0=t1U s+0t1+t2=t1TU s=αU s式中,α——占空比,α= t1 T图2 PWM控制原理和电压波形图占空比α表示在一个周期T里,开关管导通的时间与周期的比值。
α的变化范围为0≤α≤1。
由式(7.1)可知,当电源电压Us不变的情况下,电枢的端电压的平均值Uo取决于占空比α的大小,改变α值就可以改变端电压的平均值,从而达到控制转矩的目的,这就是PWM控制的原理。