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

(1)結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性從系統(tǒng)論的觀點(diǎn),電控發(fā)動機(jī)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(jī)系統(tǒng)主要由電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火裝置、怠速控制、排放控制、進(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī) 故障分析

電控發(fā)動機(jī)系統(tǒng)主要由電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點(diǎn)火裝置、怠速控制、排放控制、進(jìn)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)氣系統(tǒng)

進(jìn)氣系統(tǒng)為發(fā)動機(jī)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(jìn)氣總管、進(jìn)氣岐管進(jìn)入氣缸。節(jié)氣門全閉,發(fā)動機(jī)在怠速工況下運(yùn)行時,空氣經(jīng)旁通氣道直接進(jìn)入進(jìn)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(jī)運(yùn)行工況和汽車運(yùn)行工況來確定噴油量及點(diǎn)火提前角,從而控制發(fā)動機(jī)在最佳工況下的運(yùn)轉(zhuǎn)。

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

(1)結(jié)構(gòu)的層次性、復(fù)雜性從系統(tǒng)論的觀點(diǎn),電控發(fā)動機(jī)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(diǎn)類,各自均有一定的層次性,包括頂級即電控發(fā)動機(jī)本身,分系統(tǒng)級由電控系、冷卻系、啟動系、機(jī)械系等組成。各類與各層次間既有各自獨(dú)立的功能,又相互影響、相互牽制。整個機(jī)體通過ECU的控制來協(xié)調(diào)各子系統(tǒng),完成發(fā)動機(jī)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(shí)現(xiàn)的,各部件的功能又需要通過各元件的協(xié)調(diào)來實(shí)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(jī)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(diǎn)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)等。從控制原理來看,發(fā)動機(jī)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(yùn)行狀況和發(fā)動機(jī)工況等相關(guān)信息。ECU接收來自傳感器的信息,進(jìn)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(xiàng)指令,從而完成控制目的。

2發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)的故障分析

發(fā)動機(jī)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(jī)而言,其故障可劃分為電控系、起動系、點(diǎn)火系、冷卻系及機(jī)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(jī)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(diǎn)類相關(guān)聯(lián)。

(2)傳播性發(fā)動機(jī)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(yán)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(jī)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(jī)運(yùn)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(jī)抖動的故障中有時僅因?yàn)橐粋€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(jī)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(jī)的特點(diǎn)及對發(fā)動機(jī)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(jìn)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)。