【摘要】電控發(fā)動機在結(jié)構(gòu)和功能上均有了較大的改進。主要有:

(1)結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性從系統(tǒng)論的觀點,電控發(fā)動機是由有限個“元素”通過各種“聯(lián)系”構(gòu)成的多層次系統(tǒng)。

(2)功能控制的集中性。電控發(fā)動機系統(tǒng)主要由電控燃油噴射系統(tǒng)、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(tǒng)等子系統(tǒng)組成,電控燃油噴射系統(tǒng)又包括了燃油系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng)三個組成部分。其中電控系統(tǒng)作為整個發(fā)動機系統(tǒng)的控制核心,用來協(xié)調(diào)各平行和上級系統(tǒng)的工作。發(fā)動機電控系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性,其控制功能的集中性,導(dǎo)致其故障表現(xiàn)形式的多樣性、復(fù)雜性。

【關(guān)鍵詞】電控發(fā)動機 故障分析

電控發(fā)動機系統(tǒng)主要由電控燃油噴射系統(tǒng)、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(tǒng)等子系統(tǒng)組成。其中電控系統(tǒng)作為整個發(fā)動機系統(tǒng)的控制核心,用來協(xié)調(diào)各平行和上級系統(tǒng)的工作。

1發(fā)動機電控系統(tǒng)的組成

電控燃油噴射系統(tǒng)由三個系統(tǒng)組成:燃油系統(tǒng)、進氣系統(tǒng)和電控系統(tǒng)。

1.1燃油系統(tǒng)

燃油系統(tǒng)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(nèi)由電動汽油泵吸出,經(jīng)汽油濾清器后,再由壓力調(diào)節(jié)器加壓,將壓力調(diào)節(jié)到比進氣管壓力高出約250Kpa(2.55kgf/cm2)壓力,然后經(jīng)輸油管配送給噴油器和冷起動噴油器,噴油器根據(jù)電控單元ECU發(fā)來的脈沖信號,把適量燃油噴射到氣缸內(nèi)。

1.2進氣系統(tǒng)

進氣系統(tǒng)為發(fā)動機可燃混合氣的形成提供必須的空氣。空氣經(jīng)過空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門體、進氣總管、進氣岐管進入氣缸。節(jié)氣門全閉,發(fā)動機在怠速工況下運行時,空氣經(jīng)旁通氣道直接進入進氣岐管。

1.3電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)是電控單元根據(jù)傳感器檢測到的發(fā)動機運行工況和汽車運行工況來確定噴油量及點火提前角,從而控制發(fā)動機在最佳工況下的運轉(zhuǎn)。

與傳統(tǒng)的化油器式發(fā)動機相比,電控發(fā)動機在結(jié)構(gòu)和功能上均有了較大的改進。主要有:

(1)結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性從系統(tǒng)論的觀點,電控發(fā)動機是由有限個“元素”通過各種“聯(lián)系”構(gòu)成的多層次系統(tǒng)。“聯(lián)系”可分為:結(jié)構(gòu)類、功能類、傳感器測點類,各自均有一定的層次性,包括頂級即電控發(fā)動機本身,分系統(tǒng)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(xié)調(diào)各子系統(tǒng),完成發(fā)動機總體功能,各子系統(tǒng)的功能又是由各自部件的功能相協(xié)調(diào)來實現(xiàn)的,各部件的功能又需要通過各元件的協(xié)調(diào)來實現(xiàn)。

(2)功能控制的集中性隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子控制單元采用了數(shù)字電路及大規(guī)模集成電路,同時微機處理速度的不斷提高和存儲容量的增加使其控制功能大大增加,并具有備用功能。另外,與汽油噴射控制、點火控制及其它控制系統(tǒng)相關(guān)的各種控制器,由于所用的傳感器均可通用,如水溫傳感器、進氣溫度傳感器等,因此,利用控制功能集中化就可以不必按功能不同設(shè)置傳感器和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傳感器也就只設(shè)一個,這就是集中控制系統(tǒng)。

汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的主要部件有:電子控制單元(ECU)、空氣流量計、節(jié)流閥體、發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器等,其中節(jié)流閥體又包括:節(jié)氣門電位計、怠速節(jié)氣門電位計、怠速開關(guān)、怠速調(diào)節(jié)電機等。從控制原理來看,發(fā)動機電子控制系統(tǒng)可以簡化為傳感器、電子控制單元(ECU)和執(zhí)行器三大組成部分。傳感器是感知信息的部件,功用是采集控制系統(tǒng)的信號并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU,以提供汽車運行狀況和發(fā)動機工況等相關(guān)信息。ECU接收來自傳感器的信息,進行存儲、計算和分析處理后發(fā)出響應(yīng)的控制指令給執(zhí)行器。執(zhí)行器即執(zhí)行元件,其功用是執(zhí)行ECU的專項指令,從而完成控制目的。

2發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障分析

發(fā)動機電控系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性,其控制功能的集中性,導(dǎo)致其故障表現(xiàn)形式的多樣性、復(fù)雜性。主要表現(xiàn)有:

(1)多維層次性對電控發(fā)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(tǒng),子系統(tǒng)又由各部件與元件構(gòu)成。同樣,其按功能也可劃分為若干個層級。因而發(fā)動機電控系統(tǒng)的故障原因與故障征兆也相應(yīng)與不同的結(jié)構(gòu)層級、功能層級以及傳感器測點類相關(guān)聯(lián)。

(2)傳播性發(fā)動機電控系統(tǒng)故障傳播方式有兩種:橫向傳播,例如電控系系統(tǒng)內(nèi)某一傳感器故障可引起電控系內(nèi)其它傳感器功能失常或失效;縱向傳播,即由元件的故障相繼引起部件故障—子系統(tǒng)故障—系統(tǒng)故障。因此微小的故障如不及時發(fā)現(xiàn)和排除會造成嚴重的后果。

(3)相關(guān)性某一故障可能對應(yīng)若干征兆;某一征兆也可能對應(yīng)若干故障。它們之間存在著錯綜復(fù)雜的關(guān)系。

(4)時間性發(fā)動機電控系統(tǒng)故障產(chǎn)生與表現(xiàn)常常與時間有關(guān),這是由于發(fā)動機運轉(zhuǎn)的動態(tài)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(xiàn)異常,例如發(fā)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(dǎo)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)故障和征兆信息的隨機性,模糊性及某些信息的不確定性,組成了故障信息的不確定性。

針對電控發(fā)動機的特點及對發(fā)動機電控系統(tǒng)的常見故障分析,如怠速不穩(wěn)、起動困難、動力不足等,使我們明確了如果要進行汽車故障診斷專家系統(tǒng)開發(fā),就要建立基于汽車故障碼診斷和故障現(xiàn)象診斷的故障診斷專家系統(tǒng)。