汽车基础电路-汽油机喷油器工作电路(第一遍)
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燃油喷射系统电器设备一、保险丝接近保险丝:-倾斜盖子(1)-拉起两个锁扣(2)倾斜杂物盒。
保险丝分配条目安培发动机电控单元(EECU)F7 10 发动机电控单元(EECU)F38 25 整车电控单元(VECU)F57 10 仪表板F1 10 仪表板F16 10ECU线束接插件针脚分配(连接面视图)示意图如何读示意图注意:以下电器设备示意图仅代表电器线束包含于燃油喷射功能。
为更多的细节,参考电器工作手册章节。
图解示意图2196 -点火后,正极电源供应继电器N。
12200 -防盗电器盒2211 -启动器(欧3)2261 -驾驶锁和启动控制2266 -发动机停止控制(驾驶室倾斜)2400 -燃油过滤器阻塞(欧3)5266 -加速踏板位置传感器6167 -操纵杆控制(巡航控制)7362 -发动机冷却循环温度传感器7368 -发动机机油压力传感器7519 -诊断接口7614 -主要仪表板7615 -第二仪表板7940 -排气制动电磁阀N。
17941 -排气制动电磁阀N。
28003 -液压减速器ECU8059 -减速控制8150 -排气制动电阀8228 -风扇离合器8272 -发动机冷却液位传感器8275 -发动机机油液位传感器8300 -功率输出开关8360 -功率输出爪形离合器啮合开关8466 -空挡开关8644 -离合开关9200 -进气压力和温度传感器9201 -整车电控单元(VECU)9202 -发动机电控单元(EECU)9208 -燃油高压传感器9210 -“VECU/EECU”电源供电继电器9212 -燃油流量调节电磁阀N。
29213 -燃油流量调节电磁阀N。
19220 -燃油喷油器N。
1电磁阀9221 -燃油喷油器N。
2电磁阀9222 -燃油喷油器N。
3电磁阀9223 -燃油喷油器N。
4电磁阀9224 -燃油喷油器N。
5电磁阀9225 -燃油喷油器N。
6电磁阀9226 -发动机机油温度传感器9228 -飞轮速度传感器9262 -油泵(喷射或高压)速度传感器45142 -三能级空气条件作用压力控制器电路图。
喷油器电路检修对汽车平稳运行和低排放的严格要求使得每一个工作循环都需要提供完全精确的混合气配制。
喷射的燃油量必须精确计量以匹配吸入的空气量,因此,每个气缸都配有一个电磁喷油器。
喷油器由发动机ECU控制,在准确的时间点将精确的燃油量直接喷向气缸进气门。
这样大大避免了沿进气管壁的凝结现象。
多点喷射系统的喷油器安装在各缸进气歧管或汽缸盖上的各缸进气道处。
一、喷油器组成与工作原理1.喷油器的分类按喷油口的结构不同,喷油器可分为轴针式和孔式两种,如图1所示为轴针式喷油器结构原理图。
目前主要采用球阀式喷油器。
按喷油器电磁线圈阻值大小的不同,喷油器可分为低阻型(1-3 Ω)和高阻型(13-18 Ω)两种。
图1 轴针式喷油器结构原理图2.喷油器的结构及工作原理喷油器主要由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成,针阀与衔铁制成一体。
燃油供给管路中的滤网防止污物进入喷油器,同时,两个O形圈分别对油轨和进气歧管与喷油器连接处进行密封。
线圈中不通电时,弹簧和燃油压力将针阀紧压在阀座上,使燃油轨道与进气歧管分隔开来。
当喷油器电磁阀绕组通电时,线圈即产生电磁场。
电磁场使衔铁升起,针阀随之离开阀座,燃油从喷油器喷出。
系统压力和喷油嘴量孔开度是单位时间内喷油量的决定因素。
触发电流中止,针阀立即关闭。
喷油器通常采用顺序燃油喷射,即曲轴每转两圈,各缸的喷油器按照发动机的点火顺序,依次在最合适的曲轴转角位置进行燃油喷射。
发动机的喷油量通过电控单元控制喷油器的通电时间(喷油脉冲宽度)来确定。
发动机电脑根据发动机运转工况及各种影响因素进行计算,最后确定喷油器通电时间。
二、喷油器的检测使发动机转速达到2500r/min以上.听喷油器的工作声音.发动机工作时用手指或听诊器(触杆式)接触喷油器,通过声音来判断喷油器是否动作。
1.喷油器的电阻检查拨开喷油器的导线连接器,用万用表欧姆挡测量喷油器上两个接线端子间的电阻,阻值应为12~17Ω,如果阻值不符,则应更换喷油器。
缸内直喷汽油机高压喷油器驱动电路的设计简介:为了实现缸内直喷汽油机(GDI)喷油量、喷油正时和喷油速率的精确控制,对喷油器驱动电路提出更高的要求。
设计了一种GDI 发动机喷油器驱动电路,该电路由BOOST升压、高端自举驱动和电流分段控制电路等模块组成,采用双电源供电,以硬件控制方式实现三段驱动反馈电流控制,节省了软件资源。
实验表明,该电路可以有效减小喷油器的开启时间和关闭时间,满足喷油器对驱动性能的要求。
关键词:喷油器驱动电路;BOOST升压;高端自举驱动;电流分段控制缸内直喷汽油机(GDI)燃油喷射系统将燃油以喷雾形式直接送入气缸中,在缸内实现油气混合。
通过改善喷雾特性,在缸内形成理想混合气是GDI能够实现其在燃油经济性和排放特性方面优势的关健。
喷雾特性除与喷油器本身的特性有关外,还需要一个高效的喷油器驱动电路,实现对喷油量、喷油正时和喷油速率的精确控制。
北京航空航天大学开发了基于GDI喷油器专用驱动芯片L9707的喷油器驱动电路,但目前该芯片在国内市场上无法买到。
为此,笔者设计了一种缸内直喷汽油机喷油器驱动电路,采用运用芯片以硬件方式实现喷油器驱动所需的三段驱动电流,减少对软件资源的占用,满足GDI发动机对复杂喷射的要求。
1 驱动电路总体设计方案如图1所示,理想的喷油器驱动电流要求分为3个阶段:上升阶段(T0—T1)、拾波阶段(T1—12)和保持阶段(T2—T3)。
在上升阶段,需要一个高电压直接作用在喷油器电磁阀线圈上,加快驱动电流上升速度,以缩短喷油器开启时间;在拾波阶段,仍需提供较大保持电流,以防止电流突变导致喷油器针阀意外落座;在保持阶段,驱动电流下降到一个较小的值,保证喷油器处于打开状态且功耗降低。
喷油器驱动电路结构如图2所示,由升压电路、高端自举驱动电路、电流分段控制电路等组成,工作原理如下:发动机喷油时,ECU同时产生选缸信号和高压触发信号,其中,选缸信号通过低端驱动电路控制相应缸号的低端MOSFET导通,其脉宽决定了喷油时间;高压触发信号通过高端自举驱动电路控制高端MOSFET管M1导通,其脉宽决定了高电压通电时长。
汽油机喷油器工作电路
一、可以满足的教学功能
本电路板模拟发动机控制模块根据各种传感器的信号控制喷油器喷油时刻和喷油脉冲宽度的控制过程,重点在于执行器的驱动电路上。
通过该电路板的学习,可以:
1、掌握汽油机喷油器工作电路的组成和工作原理;
2、掌握电路构成主要部件的作用和工作原理;
3、学会电路板工作性能的检测方法;
4、学会电路板常见故障的诊断和维修方法;
5、掌握万用表、数字存储示波器的使用方法。
二、电路板工作原理
电路原理图如下:
元器件参数表:
元件编号元件类型参数
R1、R2、R3、R4 电阻10K
R5、R6 电阻5W/10Ω
R7 电阻470Ω
R8 电阻1K
CT1、CT2 电解电容22uf
CT3 电解电容10uf
C1、C2 瓷片电容0.1uf
D1 二极管1N4007
Q1 场效应晶体管IRF540
Q2 集成稳压电源7805
U1 单片机STC12C5204AD
U2 光耦TLP521-1
S1、S2、S3、S4 不自锁按键SW-PB
Y1 晶振2M
C3、C4 瓷片电容10pf
本电路模拟汽油机喷油器工作的基本原理。
在本电路中使用单片机模拟汽车中的ECU控制单元,在按动按键S2、S3、S4时,ECU 产生相关的频率方波信号,信号通过光耦由5V方波信号转为12V的方波信号,12V的方波信号使场效应功率管(IRF540)处于不停的导通(12V)和断开(0V)状态,使汽油机喷油器处于工作状态。
在本电路板中,按动开关S2、S3、S4可使汽油机喷油器工作在不同的工作频率状态。
通过按动开关可使汽油机喷油器在不同工作频率下切换,观察工作状态的变化。
电路同时提供端子AD、AC、AC2。
学生可使用信号发生器调节产生不同脉宽的数字、模拟信号来驱动汽油机喷油器在不同信号下工作。
三、主要组成元件的作用和工作原理
1、汽油机喷油器
喷油器接受ECU送来的喷油脉冲信号,精确的控制燃油喷射量。
喷油器是一种加工精度非常高的精密器件,要求其动态流量范围大,抗堵塞和抗污染能力强以及雾化性能好。
2、STC12C5204AD单片机
STC12C5204AD单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期
(1T)、高速/超强抗干扰的新一代增强型8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。
内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速8位A/D转换,针对电机控制,强干扰场合。
STC12C5204AD单片机几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块,可称得上一个片上系统。
由于集成8路高速8位A/D
转换,使用STC12C5204AD单片机比使用AT89C51和ADC芯片的实际电路简单。
STC12C5204AD单片机引脚图
STC12C5204AD单片机引脚说明
P1.0/ADC0:复用端口,标准I/O口,PORT1[0] /ADC输入通道-0,模拟量通过
该端口进入即可进行A/D转换,无需另接A/D转换电路。
P1.1/ADC1:同P1.0/ADC0。
P1.2/ADC2/EX_LVD/RST2:标准I/O口,PORT1[2] /ADC输入通道-2,EX_LVD是外部低压检测中断/比较器端口,RST2是第二复位功能脚。
P2.0~P2.7:Port2口,即可作为输入/输出口,也可作为高8位地址总线使用(A8~A15)。
P3.2/INT0:Port3口,标准IO口,第二功能是外部中断0的输入端,下降沿或低电平中断。
P3.3/INT1:功能同P3.2/INT0。
P3.5 /T1 /CCP1:标准IO口,定时器计数器的外部输入,也可为外部信号捕获(可做为频率测量),高速脉冲输出及脉宽调制输出。
P3.7 /CCP0:标准IO口,也可为外部信号捕获(可做为频率测量),高速脉冲输出及脉宽调制输出。
XTAL1:内部时钟电路反相放大器输入端,接外部晶振的一个引脚。
当直接使用外部时钟源时,此引脚是外部时钟源的输入端。
XTAL2:内部时钟电路反相放大器输出端,接外部晶振的另一个端。
3、7805引脚介绍及常用电路
7805引脚图及常用电路
7805三端稳压集成电路,最大输出电流为1.5A。
电子产品中,常见的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。
顾名思义,三端IC是指这种稳压用的集成电路,只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。
它的样子象是普通
的三极管、TO-220 的标准封装。
用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。
该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。
4、IRF540引脚功能及常用电路
IRF540引脚及常用电路
IRF540是一种沟渠工艺封装的N通道增强型场效应
功率晶体管。
其主要应用于:DC到DC转换器、开关电
源、电视及电脑显示器电源等。
上图电路中,控制信号
如果接TTL信号,可以控制电磁阀等负载;控制信号如
果接PWM占空比信号,可以调节电机的转速或者灯泡的
亮度。
5、电阻
电阻(通常用“R”表示),在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种特性。
电阻将会导致电
子流通量的变化,电阻越小,电子流通量越大,反之亦然。
电阻元件的电阻值大小一般与温度、材料、长度、还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。
电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。
电阻在电路中通常起分压、分流的作用。
对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。
6、电容
电容器是一种能储存电能的元件,在电路中,当有电压加到电容器两端的时候,便对电容器充电,把电能储存在电容器中;当外加电压失去(或降低)之后,电容器将把储存的电能再放出来。
7、二极管
二极管又称晶体二极管,简称二极管,它是一种具有单向传导电流的电子器件。
整流二极管主要用于整流电路,即把交流电变换成脉动的直流电。
二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。
外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。
8、按键
常用的按键分为自锁按键和不自锁按键。
自锁按键:在开关按钮第一次按时,开关接通并保持,即自锁,在开关按钮第二次按时,开关断开,同时开关按钮弹出来。
不自锁按键:开关每按动一次,使电路导通一次,随即断开,常用来产生一个脉冲信号,或者发送一次命令。
9、晶体振荡器
石英晶体振荡器结构及外观
石英晶体振荡器简称晶振,它是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体振荡器,简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。
其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
四、故障诊断流程
如果按下S2、S3、S4三个按键,喷油器不能正常工作,需要用示波器检查单片机的驱动信号是否正常输出,按下按键时,正常情况下可以在示波器上看到一个幅值为5V左右的方波信号。
如果该信号
正常,再用示波器检查场效应管IRF540的G极上是否有12V左右的方波信号,以此判断光耦电路是否正常工作。
有12V方波信号说明光耦工作正常,反之说明光耦电路故障。
如果光耦电路工作正常,则可以判断场效应管IRF540驱动电路出现故障。