5. 电控汽油机的排放控制系统

《内燃机电控技术》课程教学大纲一、课程目标《内燃机电子控制技术》是是能源与动力工程的一门专业选修课程。

它侧重于理论角度，系统地阐述了内燃机电子控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了内燃机电控技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。

通过电控系统理论的教学，应使学生全面系统地掌握内燃机电控技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关内燃机控制实际问题的能力。

通过本课程的理论学习，使学生具备如下知识和能力：1.了解内燃机电控技术的主要内容；2.熟练掌握汽油机电子燃油喷射系统的作用、组成、控制方式及原理；3.熟练掌握汽油机微机控制点火系统的作用、组成、控制方式及原理；4.掌握发动机怠速控制系统的作用、组成、控制方式及原理；5.掌握汽车发动机电子喷射、点火、怠速控制等控制策略；6.掌握发动机辅助控制系统的作用、组成、控制方式及原理；7.掌握柴油机电子控制系统的作用、组成、控制方式及原理。

二、课程教学的内容及学时分配1、课程理论教学内容及要求《内燃机电控技术》课程主要以讲授、讨论、分析为主，以作业为辅。

本课程目标、知识单元与学时分配见表1。

表1 课程目标、知识单元与学时分配2、课程实验教学内容及要求内燃机电控技术课程实验注重基础知识、基本技能的培养，着重于实验操作和实践技能的训练，以期达到用所学理论知识解决实际问题的能力，为学生适应社会各方面工程实际需要打下良好的基础。

通过实验，使学生具备如下知识和能力：1）、学会设备操作、报告撰写基础知识，培养学生在实验中提出问题、分析问题、解决问题的能力和对实验数据的综合处理、归纳分析、得出实验结论的能力。

2）、通过该实验课的基本训练，使学生学会正确使用各种常规的仪器仪表，训练学生的实际动手能力。

本课程实验学时共2学时，设1个实验，如表2所示。

三、课程教学方法课程教学以课堂讲授为主，结合实验、作业、微课，MOOC课，Multisim应用软件与相应的资源，配合多媒体课件等共同完成课堂授课内容。

一、填空题1、汽车排放的污染物主要有_一氧化碳_、氮氧化合物_、_碳氢化合物__和__微粒____。

2、柴油机氮氧化物的生成主要受三个要素的影响,分别是_喷油定时_、放热规律___和负荷与转速的影响_。

3、三元催化转化器的起燃特性有两种评价方法,对于催化剂常用__起燃温度__来评价,而对于整个催化转化系统则用__起燃时间_来评价。

4、微粒捕集器的过滤机理存在四种,即_扩散机理、拦截机理_、惯性碰撞机理_、重力沉积机理_。

5、电控柴油喷射系统已开展了三代，第一代是位置控制_系统，第二代是_时间控制__系统，第三代是电控高压共轨系统。

6、目前控制汽油机氮氧化物排放最主要的措施是_废气再循环技术_。

7、常用排放污染物取样系统有直接取样系统___、_稀释取样系统_和_定容取样系统_。

8、汽油发动机中未燃HC 的生成主要来源于_燃烧室未燃燃料、窜入曲轴箱的未燃燃料和燃油系统蒸发的燃油蒸汽_三种途径。

9、缸内直接喷射汽油机与其它汽油机相比，最大区别是_汽油喷射的位置_。

10、EGR 率是指×100%+返回废气量进气量返回废气量11、为使三元催化转化器的净化效率到达80%以上，其过量空气系数(Φa) "窗口〞应到达的要求是"窗口〞很窄，宽度只有。

12、生成氮氧化物的三个要素是_混合气浓度_、温度_和氧浓度_。

13、目前微粒捕集器被动再生的方法主要有化学催化的方法_。

14、排气成分分析中，CO 和CO2用_不分光红外线气体分析仪_测量，NO *用_化学发光分析仪_测量，HC 用_氢火焰离子型分析仪_测量，氧多用顺磁分析仪_测量。

15、烟度的测量方法主要有两类：滤纸法__和消光度法__。

16、目前,各国正纷纷开发各种代用燃料以解决未来石油能源枯竭的问题,其中最主要的代用燃料是天然气__、液化石油气_、醇类燃料__和植物油__。

发动机排出的废气。

微粒_ 、氮氧化物 和碳氢化合物 _。

*量主要与负荷、转速_有关。

汽车电控技术期末考试复习资料二一、判断题1 汽车电子化（即自动化、智能化和网络化）是21 世纪汽车发展的必由之路。

○对○错答案：对2. 在汽车电控系统中，执行器又称为执行元件，其功用是接收电控单元（ECU）发出的指令，完成具体的执行动作。

○对○错答案：对3. 电子控制式燃油喷射系统是指由电控单元（ECU）根据各种传感器信号，经过数学计算和逻辑判断处理后，直接控制执行器（喷油器）喷射燃油的系统。

○对○错答案：对4. 在汽油发动机电控喷油系统中，进气量信号是电控单元ECU 计算喷油时间和点火时间的主要依据。

○对○错答案：对5. 压力传感器检测压力的方法大都是测量压差。

○对○错答案：对6. 当节气门位置传感器的怠速触点闭合，车速传感器输入ECU 的信号表示车速不为零时，ECU 将判定发动机处于为怠速状态。

○对○错答案：错7. 在采用直接控制节气门来控制发动机怠速转速的汽车上，没有设置旁通空气道，由ECU 控制怠速控制阀（或电动机）直接改变节气门的开度来控制怠速转速。

○对○错答案：对8. 在发动机空燃比反馈控制系统中，氧传感器是实现空燃比反馈控制必不可少的关键部件。

○对○错答案：对9. 在发动机空燃比反馈控制系统中，当电控单元ECU 判定氧传感器失效时，就会对空燃比实施闭环控制。

○对○错答案：错10. 高压共轨式电控柴油喷射技术的基本原理与电控汽油喷射技术相似。

○对○错答案：对11. 高压共轨式柴油喷射系统的喷油压力由ECU 控制油压调节器进行调节。

○对○错答案：错12. 在汽车装备的安全装置中，主动安全装置的功用是避免车辆发生交通事故。

○对○错答案：对13. 当常规制动装置发生故障时，防抱死制动系统ABS 也能发挥制动作用。

○对○错答案：错14. 汽车驱动轮加速滑移调节系统ASR防止驱动轮滑转，都是通过调节驱动轮的驱动力（即牵引力）来实现的，故又称为牵引力控制系统TCS或TRC。

○对○错答案：对15. 汽车电控自动变速是指电子控制系统根据道路条件和负载变化，自动改变驱动轮的转速与转矩来满足汽车行驶要求的控制过程。

汽油机电控系统工作原理分析汽油机电控系统是指通过电子技术、传感器和控制算法来实现对汽油机运行状态和性能的监测、调节和控制的系统。

其工作原理主要包括以下几个方面：1. 传感器检测：汽油机电控系统会安装各种传感器来检测发动机的运行状态，如氧气传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、曲轴位置传感器等。

这些传感器将发动机运行状态转化为电信号，并发送给控制单元（ECU）进行处理。

2. 数据处理：控制单元（ECU）接收到传感器传来的电信号后，会将这些信号进行处理和分析。

它会根据这些数据来判断发动机当前的工作状态，如氧气传感器数据可以用来计算燃烧效率，进气温度传感器数据可以用来调节进气量等。

同时，ECU还会根据预设好的控制算法来处理这些数据，生成相应的控制策略。

3. 控制策略生成：ECU根据传感器数据和控制算法生成控制策略，包括点火时机、燃油喷射量、排气调节等。

通过调整这些参数，ECU可以实现对发动机的精确控制，以提高燃烧效率、降低排放污染物、提升动力性能等。

4. 执行输出：ECU将生成的控制策略通过输出接口发送给执行机构，如点火线圈、喷油嘴、气门调节器等。

这些执行机构会根据ECU发送的指令来执行相应的动作，如点火线圈点火、喷油嘴喷油、气门开启和关闭等。

5. 反馈检测：电控系统还配备了反馈检测机制，用于监测执行机构的实际执行情况。

例如，点火系统可以通过曲轴位置传感器和火花塞传感器检测点火状态，喷油系统可以通过燃油压力传感器和喷油嘴压力传感器检测喷油量等。

ECU会实时监测这些反馈信号，如果发现与期望结果不符，会及时进行调整和修正。

总结起来，汽油机电控系统通过传感器对发动机运行状态进行检测，并将这些数据传输给控制单元（ECU）。

ECU根据预设的控制算法生成相应的控制策略，并通过输出接口发送给执行机构。

执行机构根据ECU的指令实施相应的动作，完成对发动机运行状态的精确控制。

通过这一系列的控制和反馈机制，汽油机电控系统能够提高发动机的燃烧效率、降低排放污染物、提升动力性能等。

一、实训目的通过本次实训，使学生了解汽油机电控系统的基本组成、工作原理及故障诊断方法，掌握汽油机电控系统的操作与维护技巧，提高学生对汽车电控技术的实际应用能力。

二、实训时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实训地点XX汽车技术学院汽车实训中心四、实训内容1. 汽油机电控系统概述汽油机电控系统主要由空气供给系统、燃油供给系统、点火系统、电子控制系统和排放控制系统等组成。

本次实训主要对空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统进行实训。

2. 空气供给系统实训（1）空气滤清器：了解空气滤清器的结构、工作原理及更换方法。

（2）进气歧管：观察进气歧管的结构，了解进气歧管对进气量的影响。

（3）进气压力传感器：学习进气压力传感器的检测方法及故障诊断。

3. 燃油供给系统实训（1）燃油泵：了解燃油泵的结构、工作原理及检测方法。

（2）燃油滤清器：学习燃油滤清器的更换方法及故障诊断。

（3）喷油器：观察喷油器的结构，了解喷油器的喷射原理及故障诊断。

4. 电子控制系统实训（1）发动机控制单元（ECU）：学习ECU的结构、工作原理及故障诊断方法。

（2）传感器检测：了解各种传感器的检测方法及故障诊断。

（3）执行器检测：观察执行器的结构，了解执行器的工作原理及故障诊断。

5. 故障诊断与排除实训（1）故障现象分析：通过观察故障现象，分析故障原因。

（2）故障诊断方法：学习故障诊断的基本方法，如故障代码读取、数据流分析等。

（3）故障排除：根据故障诊断结果，进行故障排除。

五、实训过程1. 理论学习：了解汽油机电控系统的基本原理、组成及工作过程。

2. 实物观察：观察汽油机电控系统的各个部件，了解其结构和工作原理。

3. 拆装实训：进行汽油机电控系统的拆装实训，掌握拆装技巧。

4. 故障诊断与排除实训：根据故障现象，进行故障诊断与排除。

六、实训总结1. 通过本次实训，学生对汽油机电控系统的基本原理、组成及工作过程有了更深入的了解。

2. 学生掌握了汽油机电控系统的拆装、故障诊断与排除方法，提高了实际操作能力。

电控技术复习题（仅供参考）一．名词解释。

1. 空燃比:可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比.2. 缸外喷射：喷油器将燃油喷射在进气门或进气门附近进气管道内的燃油喷射系统。

3. 占空比:占空比是指高电平在一个周期之内所占的时间比率（高电平所占周期时间与整个周期时间的比值）4. 多点喷射:指在每一个气缸的进气门前均安装一只喷油器，喷油器适时喷油的燃油喷射系统.。

5. 连续喷射：指发动机运转期间，喷油器连续不断地喷射燃油的控制系统6. 闭环控制：(发动机排气管上加装上氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入气缸的混合气空燃比。

再通过电脑与设定的目标空燃比进行比较，并根据误差修正喷油量.)（闭环控制系统——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU。

）7. 开环控制：（采集控制系统所需的信息，并将其转换成电信号通过线路输送给ＥＣＵ）开环控制是指控制装置与被控对象之间只有按顺序工作，没有反向联系的控制过程,按这种方式组成的系统称为开环控制系统8. 分组喷射:指把发动机所有气缸分成2～3组，ECU用两个或三个控制电路控制各组喷油器。

（将喷油器按发动机每工作循环分成若干组交替进行喷射）9. 顺序喷射：发动机运行期间，喷油器按各缸的工作顺序，依次把汽油喷入各缸的进气歧管，发动机曲轴每转两转，各缸喷油器轮流喷油一次。

喷油器按发动机各缸的工作顺序依次喷射（喷油器按发动机各缸的工作顺序依次喷射）10.低选控制：如果以保证附着系数较小的车轮不发生抱死为原则来调节制动压力，这两个车轮就是按低选原则进行控制，简称“低选控制。

11.高选控制：如果以保证附着系数较大的车轮不发生抱死为原则来调节制动压力这两个车轮就是按高选原则进行控制简称“高悬控制。

12.控制通道13.数字信号：指幅度的取值是离散的，幅值表示被限制在有限个数值之内。

14.模拟信号：模拟信号是指用连续变化的物理量表示的信息，其信号的幅度，或频率，或相位随时间作连续变化，如目前广播的声音信号，或图像信号等。

模块一汽车发动机电子控制装置课题一汽油发动机电子控制燃油喷射系统一、填空题（将正确答案填写在横线上）1、空气供给系统燃油供给系统2、单点喷射多点喷射3、进气压力感应式空气流量感应式空气体积流量式二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）1、√2、×三、选择题1、A2、A3、B四、名词解释1、单点喷射：又称节气门体喷射，几个缸共用一个或两个喷油器，喷油器外型较大，多安装在节气门的上方。

2、连续喷射：指在发动机运转期间，汽油连续不断地喷射在进气道内，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的一种方式。

五、问答题：汽油发动机电子控制燃油喷射系统的优点有：（1）、良好的使用性能包括了：提高冷起动性能、改善加速性能、提高动力性能和工作稳定性能等。

（2）良好的经济性能（3）环保性能充分改善课题1-1 空气供给系统的组成及检修一、填空题（将正确答案填写在横线上）1、空气滤清器节气门体2、翼片式(叶片式)空气流量传感器到卡门旋涡式空气流量传感器热线式（热丝式）空气流量传感器热膜式空气流量传感器3、主流测量方式旁通测量方式4、开关式节气门位置传感器滑动电阻式节气门位置传感器综合式切气门位置传感器5、发动机缸体缸盖的水套节温器6、开度进气量二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）1、×2、√3、×4、×5、×三、选择题1、B2、A3、C四、问答题1、答：空气供给系统的作用是为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气，并检测进入气缸的空气量。

2、答：怠速空气控制阀是怠速控制系统的执行器，通常安装在节气门体上，其作用是自动调整发动机怠速转速。

它的功能是控制节气门旁通空气道的空气量，通过调节空气通道面积来控制空气流量。

课题1-2 燃油供给系统的组成及检修一、填空题（将正确答案填写在横线上）1、滤清器压力调节器喷油器喷油器2、向发动机供给各种工况下所需要的3、长宽多二、判断题（对的打“√”，错的打“×”）1、√2、×3、√4、√5、√三、选择题1、B2、C3、A4、B四、问答题答：汽油泵工作时，电动机内部充满燃油，没有氧气存在，不会引起燃烧。

电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统的基本任务是以减少发动机机有害物排放为主要目标，尽可能兼顾发动机的其它性能要求。

为了实现这一基本任务，空燃比的精确控制是关键，因此现代电子控制汽油喷射系统都遵守以空气流量和发动机转速为基本控制参数，以电控单元（ ECU）为控制核心，以喷油器为控制对象的控制原则。

一个完整的电控汽油喷射系统通常由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统三个子系统构成。

如图1-0.图1-01.空气供给系统空气供给系统任务是向汽油机提供清洁的、与发动机负荷相适应的、经过计量的新鲜空气，使它们在进气管或气缸内与喷油器喷出的汽油形成质量好的可燃混合气。

空气供给系统由空气滤清器、空气量计量装置、节气门体和节气门位置传感器、进气总管和进气歧管等组成。

如图1-1图1-11.1空气量计量装置空气量计量装置的作用是对发动机吸入的新鲜空气量进行直接或间接的测量, 并把测量结果转换成电压或频率信号输送到 ECU, ECU 根据输入信号及其它参数计算出每一工作循环吸入的新鲜空气质量直接测量方式采用空气流量计测量空气的体积流量或质量流量，间接测量方式大都采用进气歧管绝对压力传感器测量进气歧管的绝对压力。

1.2空气流量计电控汽油喷射发动机中使用的空气流量计主要有翼片式空气流量计、卡门旋涡式空气流量计、热线式空气流量计和热膜式空气流量计四种。

1.3节气门体和节气门位置传感器1.3.1 节气门体节气门体安装在空气流量计和发动机进气总管之间的进气管上（对于采用空气流量计进气和电控汽油机），或者安装在空气滤清器与进气总管之间（对于使用进气歧管绝对压力传感器的汽油机）。

节气门体一般由节气门、怠速旁通气、怠速调整螺钉、辅助空气阀等组成。

节气门通过拉索与油门踏板相连，驾驶员通过油门踏板控制节气门开度，使发动机的输出扭矩与所需的牵引力相适应。

对于设置怠速旁通气道的节气门体，怠速旁通气道布置在主进气通道一侧，发动机怠速运转时，节气门完全关闭，怠速所需要的空气经旁通气道布置在气道进入总管。

复习思考题一1．判断题( ) (1)同时喷射是指在发动机运转期间，由电子控制单元的同一个指令控制所有喷油器同时开启．同时关闭。

( ) (2)顺序喷射是将喷油器分成两组或三组交替喷射，ECU依次发出各组喷油指令，每组指令控制一组喷油器。

( ) (3)根据进气量的检测方式不同，燃油喷射系统分为流量型和压力型两大类。

( ) (4)热线式或热膜式空气流量传感器用于计量发动机进气的体积流量。

( ) (5)压力型燃油喷射系统根据进气管内绝对压力间接计量发动机进气量。

2．选择题(1)下列零部件中，不属于传感器的是( )。

A．空气流量传感器B．曲轴位置传感器C．油泵继电器D．动力转向开关(2)下列零部件中，不属于执行器的是( )。

A．喷油器B．制动开关C．电磁阀D．电动燃油泵(3)发动机工作过程中，向ECU提供活塞上止点位置信号的传感器是( )A．凸轮轴位置传感器B．曲轴位置传感器C．节气门位置传感器D．车速传感器(4)发动机工作过程中，向ECU提供发动机负荷信号的传感器是( )。

A．凸轮轴位置传感器B．曲轴位置传感器C．节气门位置传感器D．车速传感器(5)发动机工作过程中，向ECU提供发动机可燃混合气浓度信号的传感器是( )。

A．空气流量传感器B．曲轴位置传感器C．节气门位置传感器D．氧传感器3．问答题(1)与化油器发动机相比，电控汽油喷射发动机具有哪些优点?(2)汽油发动机电控系统由哪些子系统组成?(3)燃油供给系统的功用是什么?(4)空气供给系统的功用是什么?(5)排放控制系统主要包括哪些控制项目?复习思考题二1．判断题( ) (1)给发动机控制模块反馈信号的传感器主要有氧传感器和爆震传感器。

( ) (2）节气门位置传感器用来检测节气门开度的大小。

( ) (3)进气歧管绝对压力传感器是一种直接测量空气流量的传感器。

( ) (4)光电式传感器是应用光电原理来检测曲轴转角的一种传感器。

( ) (5)目前汽车上的温度传感器较多采用热敏电阻式温度传感器。

汽车发动机电控技术概述习题一、填空题1.电控燃油喷射系统用英文表示为 EFI ，怠速控制系统用英文表示为 ISC 。

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、电控点火系统和其他辅助控制系统。

3.在电控燃油喷射系统中，除喷油量控制外，还包括喷油正时控制、_断油控制和_燃油泵_控制。

4.电控点火系统最基本的功能是_点火提前角__。

此外，该系统还具有_通电时间__控制和_爆燃__控制功能。

5.排放控制的项目主要包括废气再循环控制、活性炭罐电磁阀控制、氧传感器和_ 空燃比闭环控制、_二次空气喷射_控制等。

6.传感器的功用是_采集控制系统所需的信息，并将其转换成电信号通过线路输送给ECU_。

7.凸轮轴位置传感器作为喷油正时控制和点火正时控制的主控制信号。

8.爆燃传感器是作为点火正时控制的修正信号。

9.电子控制单元主要是根据__进气量_确定基本的喷油量。

10.执行元件受__ECU__控制，其作用是__ 具执行某项控制功能的装置___。

11.电控系统由信号输入装置、电子控制单元、执行元件三大部分组成。

12.电控系统有开环控制系统、闭环控制系统两种基本类型。

13.应用在发动机上的电子控制技术有：电控燃油喷射系统、电子点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、进气控制系统、进气控制系统、增压控制系统、巡航控制系统、警告提示、自诊断与报警系统、失效保护系统、应急备用系统。

14.__传感器_是采集并向ECU输送信息的装置。

15.__ECU_是发动机控制系统核心。

16.汽车电控系统的执行元件主要有喷油器、点火器、怠速控制阀、巡航控制电磁阀、_节气门控制电动机__元件。

17.STA信号主要作用是__用来判断发动机是否在起动状态__。

18.STA信号和起动机的电源连在一起，由__空档启动开关_控制。

19.动力转向开关信号表示__动力转向开关闭合将使发动机负荷增加的信息__的信息。

20.空挡起动开关信号的作用是_ ECU利用这个信号区别变速器是处于“P”或“N”，还是处于“L”、“2”、“D”或“R”状态__。