教学情境金杯海狮汽车发动机维护与检修ppt汽车动力

教学情境教学情境1:金杯海狮金杯海狮(hi sh)汽车发动机维护与汽车发动机维护与检修检修第一页，共59页。学习目的：学习目的：能够对金杯海狮发动机总体及控制系统进行正确的外观认知。能够对金杯海狮发动机总体及控制系统进行正确的外观认知。学习要求：学习要求：1、掌握金杯海狮发动机的功能和组成。、掌握金杯海狮发动机的功能和组成。2、掌握金杯海狮发动机电控系统组成及电路的特点。、掌握金杯海狮发动机电控系统组成及电路的特点。3、理解、理解(lji)金杯海狮传感器、执行器、金杯海狮传感器、执行器、ECU的功能，掌握其安装位置。的功能，掌握其安装位置。学习内容：学习内容：1、发动机基本知识发动机基本知识 2、发动机电控系统发动机电控系统 3、传感器传感器 4、执行器执行器 5、发动机控制单元发动机控制单元ECU第二页，共59页。发动机基本知识发动机基本知识一、一、概概 述述1、发动机的定义、发动机的定义(dngy)：发动机是将某一种发动机是将某一种(y zhn)形式的能量转变成机械形式的能量转变成机械能的机器。能的机器。现代汽车(qch)大多使用往复活塞式内燃机。它将燃料在 发动机气缸内部进行燃烧，把产生的热能转变成机械能。2 2、发动机的分类、发动机的分类：（1 1）按燃料的使用不同分按燃料的使用不同分汽油机汽油机柴油机柴油机第三页，共59页。（2 2）按完成一个）按完成一个(y)(y)工作循环所需行工作循环所需行程数程数四行程发动机四行程发动机二行程发动机二行程发动机（3 3）按冷却）按冷却(lngqu)(lngqu)方方式不同式不同水冷发动机水冷发动机风冷发动机风冷发动机第四页，共59页。（4 4）按气缸数及排列）按气缸数及排列(pili)(pili)方式方式单缸发动机单缸发动机多缸发动机多缸发动机直列式直列式型型对置式对置式W W型型第五页，共59页。单列式单列式型型对置式对置式第六页，共59页。二、二、四行程发动机工作四行程发动机工作(gngzu)(gngzu)原理原理 1 1、发动机结构、发动机结构(jigu)(jigu)基本基本术语术语 第七页，共59页。动态动态(dngti)(dngti)演演示示 第八页，共59页。压缩比压缩比 气缸气缸(q n)(q n)总容积与燃烧室容积之比总容积与燃烧室容积之比称为压缩比，用称为压缩比，用表示。表示。Va Va 气缸气缸(q n)(q n)总容积；总容积；Vh Vh 气缸气缸(q n)(q n)工作容积；工作容积；Vc Vc 燃烧室容积；燃烧室容积；例如：现代例如：现代(xindi)(xindi)化油器式发动机压缩比一般为化油器式发动机压缩比一般为8 811(11(轿车有的达轿车有的达1010以上以上)。柴油机压缩比一般为为。柴油机压缩比一般为为16162222。第九页，共59页。工作工作(gngzu)(gngzu)循环循环 对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进对于往复活塞式发动机，每进行一次能量转换，均要经过进气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称气、压缩、作功、排气四个过程。这种周而复始的连续过程，称为发动机的一个工作为发动机的一个工作(gngzu)(gngzu)循环。循环。多缸发动机各气缸工作容积多缸发动机各气缸工作容积(rngj)(rngj)的总和，称为发动的总和，称为发动机排量机排量 ，用表示，用表示VL VL。发动机排量发动机排量VL=V h i V Vh h气缸工作容积气缸工作容积 （气缸排量）（气缸排量）i i 气缸数目气缸数目第十页，共59页。2 2、四行程四行程(xngchng)(xngchng)发动机工作原理发动机工作原理观观看看(gu(gunknkn)n)演演示示 （1 1）进气）进气(jn q)(jn q)行程行程 （2 2）压缩行程）压缩行程（3 3）作功行程）作功行程（4 4）排气行程）排气行程 第十一页，共59页。汽油(qyu)发动机四个行程的图示1.1.进气进气(jn(jn q)q)行程行程.压缩压缩(y(y su)su)行程行程.作功行程作功行程4.4.排气行程排气行程每一行程工作的具体分析如下每一行程工作的具体分析如下 第十二页，共59页。进气进气(jn(jn q)q)行程行程排气门关闭排气门关闭(gunb)进气门开启进气门开启(kiq)大气压力线大气压力线PVra上止点上止点下止点下止点进气终了时气缸内进气终了时气缸内压强压强为为0.0740.0740.093Mpa0.093Mpa，温度温度上升至上升至353353403K403K 活活塞塞下下行行示功图示功图：表示活塞在表示活塞在不同位置时气缸内气不同位置时气缸内气体压力的变化情况。体压力的变化情况。第十三页，共59页。压缩压缩(y su)(y su)行程行程进气门关闭进气门关闭(gunb)排气门关闭排气门关闭(gunb)PVra示功图示功图大气压力线大气压力线c上止点上止点下止点下止点压缩终了时气缸内压缩终了时气缸内压强压强上升至上升至0.60.61.5Mpa1.5Mpa，温度温度继续上升至继续上升至600600700K 700K。活活塞塞上上行行第十四页，共59页。作功行程作功行程(xngchng)(xngchng)进气门关闭进气门关闭(gunb)排气门关闭排气门关闭(gunb)PVra示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点作功中气缸内作功中气缸内最高压强最高压强可达可达3 35Mpa5Mpa，最高最高温度温度可达可达220022002800K2800K；作功终了时气缸内；作功终了时气缸内压强压强下降至下降至0.30.30.5Mpa0.5Mpa，温度温度下降至下降至130013001600K1600K。活活塞塞下下行行第十五页，共59页。排气行程排气行程(xngchn(xngchng)g)进气门关闭进气门关闭(gunb)排气门打开排气门打开(d ki)PVr示功图示功图大气压力线大气压力线cZb上止点上止点下止点下止点残余废气残余废气排气终了时气缸内排气终了时气缸内压强压强下降至下降至0.1020.1020.120Mpa0.120Mpa，温度温度下降至下降至9009001200K1200K a 活活塞塞上上行行第十六页，共59页。发动机组成发动机组成(z chn)（动态（动态演示）演示）第十七页，共59页。四、四、发动机电控系统发动机电控系统1、发动机电控系统的组成、发动机电控系统的组成 发动机电控系统：又称发动机管理系统发动机电控系统：又称发动机管理系统EMS（Engine Management System）、发动机集中控制系统，就是将多项目）、发动机集中控制系统，就是将多项目(xingm)控制集中在一控制集中在一个动力控制模块个动力控制模块PCM（Power Control Module）或发动机控制单元）或发动机控制单元ECU（Engine Control Unit）上完成，共用传感器。）上完成，共用传感器。主要组成：传感器、主要组成：传感器、PCM和执行器。和执行器。第十八页，共59页。传感器数量传感器数量(shling)越多，检测越精确；执行器数越多，检测越精确；执行器数量量(shling)越多，功能越强。越多，功能越强。传感器：检测发动机运行参数，并送至控传感器：检测发动机运行参数，并送至控制单制单 元。元。PCM：接受传感器的输入信号，分析计：接受传感器的输入信号，分析计算后算后 产生产生(chnshng)输出信号送至执行输出信号送至执行器。器。执行器：接收控制单元的输出信号，产生执行器：接收控制单元的输出信号，产生(chnshng)执行动作，实现各种控制。执行动作，实现各种控制。第十九页，共59页。第二十页，共59页。2、应用发动机上的电子控制系统、应用发动机上的电子控制系统(kn zh x tn)（1）电子燃油喷射系统（）电子燃油喷射系统（2）电控点火系统）电控点火系统（3）怠速控制系统）怠速控制系统(kn zh x tn)（4）排放控制）排放控制系统系统(kn zh x tn)（5）进气控制系统）进气控制系统(kn zh x tn)（6）增压控制）增压控制系统系统(kn zh x tn)（7）巡航控制系统）巡航控制系统(kn zh x tn)（8）警告系统）警告系统（9）自诊断与报警系统（）自诊断与报警系统（10）失效保护系统）失效保护系统（11）应急备用系统）应急备用系统第二十一页，共59页。（1）电子燃油喷射）电子燃油喷射(pnsh)系统系统（EFI）功用：根据进气量确定基本喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号等对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气，从而提高(t go)发动机的动力性、经济性和排放性。第二十二页，共59页。（2）电控点火）电控点火(din hu)系统系统（ESA）功用：是点火提前角控制。根据各相关传感器信号，判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想(lxing)的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。第二十三页，共59页。（3）怠速控制系统）怠速控制系统(kn zh x tn)（ISC）功用：是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调(kn dio)压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。第二十四页，共59页。（4）排放）排放(pi fn)控制系统控制系统功用：主要是对发动机排放控制装置(zhungzh)的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包括：废气再循环（EGR）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。第二十五页，共59页。（5）进气）进气(jn q)控制控制系统系统功用：主要是根据发动机转速和负荷的变化(binhu)，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机动力性。第二十六页，共59页。（6）增压）增压(zn y)控制控制系统系统 功用：是对发动机进气增压装置的工作进行控功用：是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上，制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上，ECU根根据据(gnj)检测到的进气管压力，对增加装置进行检测到的进气管压力，对增加装置进行控制，从而控制增压装置对进气增压的强度。控制，从而控制增压装置对进气增压的强度。第二十七页，共59页。第二十八页，共59页。（7）巡航）巡航(xnhng)控控制系统制系统 功用：设定巡航控制模式后，功用：设定巡航控制模式后，ECU根据根据(gnj)汽车运行工况和运行环境信息，自动控汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持一定车速行驶。制发动机工作，使汽车自动维持一定车速行驶。第二十九页，共59页。（8）警告）警告(jnggo)提提示示 功用：由功用：由ECU控制控制(kngzh)各种指示和报各种指示和报警装置，一旦控制警装置，一旦控制(kngzh)系统出现故障，该系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告提示系统能及时发出信号以警告提示。第三十页，共59页。（9）自诊断与报警）自诊断与报警(bo jng)系统系统 功用：用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数码(shm)（故障码）形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围。第三十一页，共59页。（10）失效）失效(sh xio)保护系保护系统统 功用：主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑(dinno)中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。第三十二页，共59页。（11）应急）应急(yng j)备用系备用系统统 功用：是当控制系统电脑发生功用：是当控制系统电脑发生(fshng)故故障时，自动启用备用系统（备用集成电路），障时，自动启用备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防车辆停驶在路途中。以防车辆停驶在路途中。第三十三页，共59页。3 传感器传感器（1）空气流量传感空气流量传感器器作用：检测进气流量，作用：检测进气流量，计算进气量，决定计算进气量，决定(judng)基本喷油基本喷油量和基本点火提前量和基本点火提前角。角。安装：节气门前安装：节气门前第三十四页，共59页。（2）进气压力传感器进气压力传感器作用：检测节气门后方进气管内作用：检测节气门后方进气管内的进气压力，计算进气量，决的进气压力，计算进气量，决定基本喷油量和基本点火提前定基本喷油量和基本点火提前角。角。反映废气循环反映废气循环(xnhun)量。量。同时安装进气流量，提高检测精同时安装进气流量，提高检测精度。度。安装：节气门后方的进气管上安装：节气门后方的进气管上第三十五页，共59页。（3）节气门位置传感器节气门位置传感器作用：反映节气门开度（负荷）的大小，判定发动机怠速、部分负荷、作用：反映节气门开度（负荷）的大小，判定发动机怠速、部分负荷、全负荷工况，实现不同的控制模式；全负荷工况，实现不同的控制模式；反映节气门变化快慢（加速、减速反映节气门变化快慢（加速、减速(jin s)），实现加速加浓和减速），实现加速加浓和减速(jin s)减油或断油控制。减油或断油控制。安装：节气门拉线对面安装：节气门拉线对面第三十六页，共59页。（4）进气温度传感器进气温度传感器作用：检测进气温度作用：检测进气温度安装安装(nzhung)：进气温：进气温度传感器可独立装于气路，度传感器可独立装于气路，或与进气流量传感器、进或与进气流量传感器、进气压力传感器组成为一体；气压力传感器组成为一体；可以在节气门前或节气门可以在节气门前或节气门后。后。第三十七页，共59页。（5）发动机转速和发动机转速和曲轴位置传感器曲轴位置传感器作用：产生发动机曲作用：产生发动机曲轴转速信号，决定基轴转速信号，决定基本本(jbn)喷油量和基喷油量和基本本(jbn)点火提前角；点火提前角；产生曲轴基准位置信产生曲轴基准位置信号（一缸上止点信号（一缸上止点信号），计算曲轴转角；号），计算曲轴转角；产生发动机曲轴转角产生发动机曲轴转角信号，判定曲轴（或信号，判定曲轴（或活塞）位置。活塞）位置。曲轴曲轴(qzhu)位置传感位置传感器器第三十八页，共59页。金杯金杯(jn bi)(jn bi)海狮发动机的曲轴位置传感器海狮发动机的曲轴位置传感器曲轴位置传感器曲轴位置传感器第三十九页，共59页。（6）凸轮轴位置凸轮轴位置(wi zhi)传传感器感器作用：判定凸轮轴位置作用：判定凸轮轴位置(wi zhi)（一缸压缩上止点位置（一缸压缩上止点位置(wi zhi)）安装：分电器、凸轮轴安装：分电器、凸轮轴第四十页，共59页。（7）冷却液温度传冷却液温度传感器感器作用作用(zuyng)：检测：检测进气温度进气温度安装：冷却液温度传感安装：冷却液温度传感器装于缸体、缸盖器装于缸体、缸盖的水套或节温器。的水套或节温器。第四十一页，共59页。（8）爆震传感器爆震传感器作用：检测作用：检测(jin c)发动机是否发动机是否爆震爆震安装：缸体、火花塞安装：缸体、火花塞缸体缸体火花塞火花塞第四十二页，共59页。（9）氧传感器氧传感器 Oxygen Sensor（O2S）作用：检测作用：检测(jin c)排气中氧排气中氧安装：排气管安装：排气管第四十三页，共59页。4 执行器执行器燃油泵、喷油器、点火线圈燃油泵、喷油器、点火线圈(xinqun)或点火控制器、怠速阀、或点火控制器、怠速阀、EGR阀、阀、EVAP阀等。阀等。（1）燃油泵燃油泵安装：内置油箱安装：内置油箱作用作用(zuyng)：泵油，：泵油，建立油压。建立油压。第四十四页，共59页。（2）喷油器喷油器作用：将燃油以一定作用：将燃油以一定(ydng)压力喷出并雾化。压力喷出并雾化。安装：进气歧管上和进气道附近的缸盖上。安装：进气歧管上和进气道附近的缸盖上。第四十五页，共59页。（3）怠速阀（怠速阀（ISCV、ISC、IAC阀）阀）作用：控制怠速进气量作用：控制怠速进气量安装安装(nzhung)：节气门并排的气道上：节气门并排的气道上第四十六页，共59页。（4）点火器、点火线圈点火器、点火线圈点火线圈：高压线点火线圈：高压线点火器：连点火线圈的模块，或与点火线圈一体点火器：连点火线圈的模块，或与点火线圈一体（5）废气废气(fiq)循环阀（循环阀（EGR阀）阀）作用：控制废气作用：控制废气(fiq)循环量，降低排放中的氮气。循环量，降低排放中的氮气。安装：排气和节气门后方进气之间的管道上安装：排气和节气门后方进气之间的管道上（6）油箱蒸汽回收电磁阀（油箱蒸汽回收电磁阀（EVAP阀）阀）作用：控制油箱蒸汽回收量，降低油箱蒸汽的排放。作用：控制油箱蒸汽回收量，降低油箱蒸汽的排放。安装：炭罐和节气门后方进气之间的管道上安装：炭罐和节气门后方进气之间的管道上第四十七页，共59页。第四十八页，共59页。5、发动机控制模块、发动机控制模块ECU作用：控制单元作用：控制单元安装：注意安装：注意(zh y)ECU防水、防水、防振、防热、防过电压、防防振、防热、防过电压、防磁保护。一般安装在仪表板、磁保护。一般安装在仪表板、杂物箱或控制台中其它零部杂物箱或控制台中其它零部件、座椅、滤清器的下面或件、座椅、滤清器的下面或后面后面第四十九页，共59页。金杯(jn bi)海狮德尔福发动机控制系统第五十页，共59页。案例(n l)2002款金杯海狮发动机控制(kngzh)单元损坏故障的判定车型：发动机车型：发动机491Q-E，意大利，意大利MARELI公司的公司的I.A.W.16C4型电型电控单点间歇式燃油喷射（控单点间歇式燃油喷射（SPI）系统。）系统。行驶里程：行驶里程：98000km。故障现象：此车空负荷怠速运转故障现象：此车空负荷怠速运转(ynzhun)正常，急加速熄火，熄正常，急加速熄火，熄火后可马上启动。在行驶时，加速无力。火后可马上启动。在行驶时，加速无力。第五十一页，共59页。第五十二页，共59页。故障诊断：对故障进行验证确认，故障的情况被证实。对维修人员及驾驶员进行问诊，此车已更换过发动机控制单元、节气门体，检测过燃油压力正常，诊断仪检测无故障码。接车后做基本(jbn)检查，怠速时未见明显异常，但急加速熄火。根据其现象判定为混合气过稀，用清洗剂代替燃油，在加速时喷入进气管，故障现象消失，确认为混合气过稀导致急加速熄火。目前情况下造成混合气过稀只有两个原因：喷油器故障或发动机控制单元控制喷油器的信号不良。采集喷油器控制信号波形，检测信号采集位置是节气门体处喷油器插头的发动机控制单元控制线，怠速时波形数据如图1 所示,为正常;但急加速时如图2所示，发动机控制单元控制喷油脉宽信号无明显加速加浓，判定为发动机控制单元故障。第五十三页，共59页。图1 怠速时控制(kngzh)波形 图2 加速时控制(kngzh)波形(一)第五十四页，共59页。更换发动机控制单元后再次(zi c)采集急加速时喷油器控制信号波形，如图3 所示，为正常，确认故障排除。图3 加速(ji s)时控制波形(二)第五十五页，共59页。故障总结：单点喷射系统发动机控制单元损坏的故障实测波形(b xn)举例1 如图4、图5 所示。图4 故障(gzhng)波形(一)图5 故障(gzhng)波形(二)第五十六页，共59页。此车故障现象是加速不良，急加速熄火，有时回火，也是发动机控制单元损坏导致单点喷射系统(xtng)发动机控制单元损坏的故障实测波形举例2 如图6所示。示波器可检测到发动机控制单元 图6 故障(gzhng)波形(三)第五十七页，共59页。示波器可检测到发动机控制(kngzh)单元的喷油器驱动模块损坏，此车故障现象也为加速不良，急加速时喷油脉宽过小，说明发动机控制(kngzh)单元损坏。正常的波形如图7、图8 所示。图7 正常(zhngchng)波形(一)图8 正常(zhngchng)波形(二)第五十八页，共59页。课后作业：1.什么是发动机的排量、燃烧室容积和压缩比？1.金杯海狮汽车发动机常用的传感器有哪些？其功能(gngnng)是什么？一般安装在何位置？2.金杯海狮汽车发动机电控系统常用的执行器有哪些？其功能(gngnng)是什么？一般安装在何位置？第五十九页，共59页。