奇瑞QQ3電噴系統(tǒng)分析汽車工程系畢業(yè)論文

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1、 奇瑞QQ3電噴系統(tǒng)分析 目 錄 摘要-----------------------------------------------------------1 一、簡(jiǎn)述------------------------------------------------1 二、奇瑞QQ3系列電噴系統(tǒng)分析--------------------------2 （一）節(jié)氣門--------------------------------------------------2 （二）曲軸位置傳感器----------------------------------------

2、--------5 （三）凸輪軸位置傳感器----------------------------------------------5 （四）氧傳感器-----------------------------------------------------6 （五）爆震傳感器--------------------------------------------------7 （六）進(jìn)氣岐管絕對(duì)壓力傳感器-------------------------------------- 7 三、結(jié)束語(yǔ)-----------------------------------------

3、-------7 參考資料-----------------------------------------------------8 致謝---------------------------------------------------------9 奇瑞QQ3電噴系統(tǒng)分析 摘要: 本文根據(jù)筆者近期在奇瑞公司的學(xué)習(xí),針對(duì)QQ308發(fā)動(dòng)機(jī)電路中的傳感器構(gòu)造和工作原理作了簡(jiǎn)要說明，如電子節(jié)氣門的構(gòu)造原理，曲軸位置傳感器的原理和作用，凸輪軸位置傳感器的原理說明和作用，氧傳感器的工作原理，爆震傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理，進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力/溫度傳

4、感器的檢測(cè)。 關(guān)鍵字：電噴系統(tǒng)，節(jié)氣門，傳感器 一、簡(jiǎn)述 該款發(fā)動(dòng)機(jī)主要裝配于QQ3系列車型，在上市以來,性能穩(wěn)定,市場(chǎng)保有量很大, 該款發(fā)動(dòng)機(jī)是奇瑞公司自主研發(fā)的一款低功率綠色環(huán)保的微型汽油發(fā)動(dòng)機(jī),采用三缸直列式布置,四沖程0.8排量,配備頂置雙凸輪軸和水冷系統(tǒng),可配備西門子/瑪瑞利/銳意泰克多點(diǎn)電控汽油噴射系統(tǒng)。其參數(shù)如表1： 表1 SQR372發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù) 代號(hào) 型 號(hào) 排 量 壓縮比 測(cè)定功率 最大扭矩 排放標(biāo)準(zhǔn) SQR372 0.8L DOHC 0.812L 9.5 38 /6000 70 /3750 歐Ⅲ 瑪瑞利電噴系統(tǒng)：采用瑪瑞利系

5、統(tǒng)的SQR372QQ轎車又分為手動(dòng)檔和自動(dòng)檔，手動(dòng)檔配備拉索式機(jī)械節(jié)氣門體，排氣系統(tǒng)只安裝了一個(gè)氧傳感器和三元催化轉(zhuǎn)化器。而自動(dòng)檔則使用電子節(jié)氣門，它接受制動(dòng)開關(guān)和自動(dòng)變速器控制單元TCU的信號(hào)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器進(jìn)行協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在ECU和TCU之間還采用CAN-BUS進(jìn)行通信。排氣系統(tǒng)使用前后雙氧傳感器，三元催化轉(zhuǎn)化器也使用兩個(gè)，前氧傳感器后為預(yù)催化轉(zhuǎn)化器，后氧傳感器后再加一個(gè)三元催化轉(zhuǎn)化器使該車排放轉(zhuǎn)換效率最高，排放達(dá)到歐3標(biāo)準(zhǔn)。其他硬件設(shè)備則基本相同，點(diǎn)火系統(tǒng)采用火花塞頂置點(diǎn)火線圈直接點(diǎn)火方式，同時(shí)點(diǎn)火受爆震傳感器閉環(huán)控制，系統(tǒng)還集成了對(duì)散熱風(fēng)扇和空調(diào)壓縮機(jī)的控制。 西門子電控系統(tǒng)：采用進(jìn)

6、氣壓力速度密度法空氣計(jì)量多點(diǎn)順序燃油噴射控制，各缸具有獨(dú)立點(diǎn)火線圈，采用點(diǎn)火高壓線直接點(diǎn)火方式，噴油、點(diǎn)火、怠速閉環(huán)控制，排氣系統(tǒng)無(wú)三元催化轉(zhuǎn)換裝置，具有OBD-Ⅱ接口系統(tǒng)自診斷功能。 筆者根據(jù)近期在奇瑞公司的實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)情況，針對(duì)奇瑞QQ3系列瑪瑞利電噴系統(tǒng)自動(dòng)檔系列電路進(jìn)行一些個(gè)人分析和理解。 二、奇瑞QQ3系列電噴系統(tǒng)分析 （一）節(jié)氣門(如圖1) 圖1 1-截流閥體 2-支架 3-節(jié)氣門轉(zhuǎn)角傳感器 作用：在電子節(jié)氣門系統(tǒng)當(dāng)中,節(jié)氣門不是通過加速踏板的拉索來控制的。節(jié)氣門與加速踏板間無(wú)機(jī)械式連接裝置。加速踏板位置由兩個(gè)加速踏板位置傳感器來

7、通知發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元，加速踏板位置是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的一個(gè)重要參數(shù)。 構(gòu)造：該傳感器是由兩個(gè)電位計(jì)式的傳感器集成在一起，封裝在一個(gè)塑料殼體內(nèi)，固定在踏板上。加速踏板繞一根軸旋轉(zhuǎn)，并且通過支架和車身固定，該機(jī)構(gòu)包含一個(gè)預(yù)緊彈簧和機(jī)械定位機(jī)構(gòu)，用以保證踏板完全松開和全部踏下時(shí)的位置。加速踏板通過連桿機(jī)構(gòu)作用在傳感器軸上，踩加速踏板的時(shí)候，連接在旋轉(zhuǎn)軸上的指針將在兩個(gè)電位計(jì)上滑動(dòng)，指示踏板位置。 節(jié)氣門是由節(jié)氣門控制單元內(nèi)的一個(gè)電動(dòng)機(jī)（即節(jié)氣門控制器如圖2）來控制的，在整個(gè)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷范圍內(nèi)均有效。它是由節(jié)氣門控制單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元指令來控制。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)且點(diǎn)火開關(guān)打開時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)加

8、速踏板位置傳感器的信息來控制節(jié)氣門控制器，也就是當(dāng)加速踏板踏下一半時(shí)，節(jié)氣門也打開一半。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)（有負(fù)荷），那么發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元可不依靠加速踏板位置傳感器來打開或關(guān)閉節(jié)氣門，即加速踏板只踏下一半，但節(jié)氣門可能已完全打開了。這樣不僅可以避免截流損失，還能在一定負(fù)荷狀態(tài)下減少有害物質(zhì)排放并降低油耗。發(fā)動(dòng)機(jī)所需轉(zhuǎn)矩由控制單元通過節(jié)氣門開度及進(jìn)氣量，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等來確定。 圖2 電子節(jié)氣門控制器 節(jié)氣門轉(zhuǎn)角位置傳感器結(jié)構(gòu)原理：轉(zhuǎn)角傳感器主要由定子和轉(zhuǎn)子組成。 定子由多層電路板構(gòu)成。電路板上有勵(lì)磁線圈、三個(gè)接受線圈以及控制/分析電子裝置。這三個(gè)接受線圈分布成多角星型，相位是彼此錯(cuò)開的。勵(lì)磁線

9、圈在電路板的背面。 轉(zhuǎn)子由一個(gè)密閉的線扎構(gòu)成，線扎上連著傳感器臂（線扎與傳感器臂一起轉(zhuǎn)動(dòng)）。線扎的形狀與接受線圈的形狀是一樣的。 工作原理：交變電流流過勵(lì)磁線圈，于是就產(chǎn)生了一個(gè)一次交變磁場(chǎng)，其電磁感應(yīng)會(huì)穿過轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出的電流又會(huì)在線扎（轉(zhuǎn)子）周圍感應(yīng)出一個(gè)二次交變磁場(chǎng)。這兩個(gè)交變磁場(chǎng)（分別由勵(lì)磁線圈和轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的）共同作用在接受線圈上，在接受線圈內(nèi)感應(yīng)出交流電壓(如圖3)。 圖3 節(jié)氣門轉(zhuǎn)角傳感器原理 轉(zhuǎn)子中的感應(yīng)與角度位置無(wú)關(guān)，但接受線圈的感應(yīng)取決于它與轉(zhuǎn)子之間的距離和其角度位置。由于角度位置不同，轉(zhuǎn)子與接受線圈的重合度就不同，因而對(duì)應(yīng)于角度位置的感應(yīng)電壓副值也就

10、不同。電子分析裝置會(huì)對(duì)接受線圈的交變電壓進(jìn)行整流并放大，并使得三個(gè)接受線圈的輸出電壓成比例（相對(duì)于比例測(cè)量）如圖4。 圖4 氣門轉(zhuǎn)角傳感器電壓波形圖 在分析完電壓信號(hào)后，分析結(jié)果轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)角傳感器的輸出信號(hào)，送至控制單元作進(jìn)一步處理。節(jié)氣門轉(zhuǎn)角位置傳感器P1提供工作信號(hào),備用信號(hào)P2提供P1故障時(shí)的替代信號(hào),并作為P1的動(dòng)作檢測(cè)信號(hào)。如圖5 圖5 節(jié)氣門轉(zhuǎn)角信號(hào)圖 轉(zhuǎn)角傳感器:這種轉(zhuǎn)角傳感器的優(yōu)點(diǎn)除了非接觸式（因而也就沒有磨損）外，還有相對(duì)比例測(cè)量這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 由于產(chǎn)生了這個(gè)比例，所以與角度成比例的輸出信號(hào)基本就與機(jī)械公差（如距離變化、軸位移動(dòng)或傾角誤差）無(wú)關(guān)了。同

11、樣，由于這種比例關(guān)系，電磁干擾也基本被抑制了。 由于沒有使用磁性材料，所以溫度及使用壽命因素幾乎不影響測(cè)量值。這種影響是由于永久磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間的推移或溫度變化而減弱造成的。 節(jié)流閥體（電線驅(qū)動(dòng)）的轉(zhuǎn)矩控制基于以下幾點(diǎn)： 輔助補(bǔ)償，空調(diào)和發(fā)電機(jī)負(fù)載；發(fā)動(dòng)機(jī)/變速器整體控制；轉(zhuǎn)矩控制檔位；牽引力控制功能；車輛穩(wěn)定系統(tǒng)控制（ESP）、ASR/MSR功能。 （二）曲軸位置傳感器 1.作用及構(gòu)造 曲軸位置傳感器由一個(gè)磁鐵芯和一個(gè)線圈組成，它安裝在一個(gè)60—2的飛輪齒圈旁（見圖6），缺少的2個(gè)齒用于確定上止點(diǎn)位置，當(dāng)信號(hào)齒旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)變化的磁場(chǎng)（見圖6），因而導(dǎo)致線圈上產(chǎn)生一個(gè)

12、頻率變化的正弦交流信號(hào)。此信號(hào)既輸入給發(fā)動(dòng)機(jī)計(jì)算機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速信號(hào)，還有1缸上止點(diǎn)信號(hào)。（上止點(diǎn)在缺口后第20個(gè)齒），其頻率也與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成比例。 圖6 曲軸位置傳感器原理 2.常見故障現(xiàn)象： 它安裝與離合器飛輪盤上，與飛輪上的58X齒圈共同工作。如果曲軸位置傳感器損壞（屬于自身構(gòu)造損壞只能進(jìn)行更換，不可以維修），或者信號(hào)變形、失真（通常是因?yàn)閭鞲衅髋c飛輪盤距離偏大或偏小，一般要求距離在10.5mm，如果不符合要求，可以通過添加或減少墊片進(jìn)行修正，當(dāng)然，也要對(duì)間隙產(chǎn)生的原因進(jìn)行檢查，看是否是因?yàn)樽兯倨鳉んw有變形等，以對(duì)故障根治性解決），將有可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)斷續(xù)點(diǎn)火、不能啟動(dòng)、油耗增加等故

13、障。同時(shí)，有可能出現(xiàn)加速發(fā)抖、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣發(fā)黑、油耗增加等問題。在檢查是否是其本身故障時(shí)，可以用示波器查看他的波形圖，產(chǎn)生故障時(shí)波形則會(huì)產(chǎn)生混亂或不具規(guī)則性。 （三）凸輪軸位置傳感器 1.作用：凸輪軸位置傳感器為ECU提供凸輪信相位息，此信息與曲軸位置傳感器結(jié)合使用來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)處于工作循環(huán)中的哪個(gè)行程,凸輪軸每轉(zhuǎn)一周霍爾效應(yīng)就產(chǎn)生一個(gè)脈沖,同時(shí)控制噴油器向正確的氣缸噴油. 2.構(gòu)造：內(nèi)部為霍爾傳感器形式,三線式,由ECU提供參考電壓，另外兩根分別是信號(hào)線和搭鐵。 3.故障現(xiàn)象：如果凸輪軸位置傳感器出現(xiàn)故障,ECU將進(jìn)入故障應(yīng)急模式,此時(shí)會(huì)增加噴油量.但排放將會(huì)超標(biāo),故障燈會(huì)亮。這時(shí)，就應(yīng)

14、該對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查維修了，凸輪軸位置傳感器也是只能更換而不可以維修。 （四）氧傳感器 1.作用及構(gòu)造： 氧傳感器傳感元件是一種帶孔隙的陶瓷管，管壁外側(cè)被發(fā)動(dòng)機(jī)排氣包圍，內(nèi)側(cè)通大氣。傳感器根據(jù)內(nèi)外側(cè)的氧濃度差間接測(cè)量混合氣空燃比，該信號(hào)傳送給ECU，由ECU計(jì)算后控制噴油器噴油脈寬。 2.故障現(xiàn)象： 氧傳感器的工作電壓在0.1～0.9V之間波動(dòng)，10S內(nèi)應(yīng)該變化5～8次，低于這個(gè)頻率說明傳感器老化，損壞或者中毒，需要更換（該傳感器無(wú)法修復(fù)）。 氧傳感器探頭正常顏色為淡灰色頂尖，異常情況如下： （1）白色頂尖，硅污染造成，必須更換； （2）棕色頂尖，鉛污染造成，必須更換； （3

15、）黑色頂尖，積炭造成 3．QQ3配置的SQR308發(fā)動(dòng)機(jī)早期不具有三元催化，排放是歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)，后來為滿足更高的排放法規(guī)生產(chǎn)的均配置雙三元催化。且電噴系統(tǒng)裝有兩個(gè)氧傳感器，前氧傳感器為預(yù)催化轉(zhuǎn)化器，進(jìn)行空燃比修正（一般應(yīng)保持LAMDAR在1左右，偏小表示燃油供給少；動(dòng)力性不好，偏大則表示進(jìn)氣量不足，燃燒不完全，排放超標(biāo)。點(diǎn)火系統(tǒng)采用頂置點(diǎn)火線圈直接點(diǎn)火方式，同時(shí)點(diǎn)火受爆燃傳感器閉環(huán)控制，這樣可以間接控制空燃比，并有效的保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)，系統(tǒng)還集成了對(duì)散熱風(fēng)扇和空調(diào)壓縮機(jī)的控制。）后氧傳感器檢測(cè)觸媒的效率，點(diǎn)亮發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈。其中后氧傳感器的加熱線圈受電腦控制，當(dāng)氧傳感器加熱到一定溫度的時(shí)候，發(fā)電機(jī)ECU

16、就會(huì)切斷加熱線圈的電流，停止加熱。加熱線圈短路、斷路的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU檢測(cè)到故障信息，點(diǎn)亮故障燈，在某些特定工況，發(fā)動(dòng)機(jī)以故障模式運(yùn)行。其信號(hào)波形如圖7： 圖7 信號(hào)波形 （五）爆震傳感器 1.構(gòu)造： 爆震傳感器由爆燃?jí)K外殼，壓電陶瓷體，慣性配重，殼體和接線插座等組成。壓電元件由壓電材料石英晶體（二氧化硅SiO2）制成，其承壓能力可達(dá)20～30105kpa慣性配重。 用來傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的慣性力，壓電元件和慣性配重用螺栓固定在殼體上，調(diào)整螺栓的擰緊力矩就可以調(diào)整傳感器的輸出電壓。因?yàn)閭鞲衅?的輸出特性在出廠時(shí)已經(jīng)調(diào)好，所以在使用中 不得隨意調(diào)整。傳感器的殼體與潤(rùn)滑油壓

17、力傳感器的殼體相似，有所不同的是其擰入缸體部分為實(shí)心結(jié)構(gòu)。傳感器插座上有三根引線，其中兩根為信號(hào)線，一根為屏蔽線。 2.安裝注意事項(xiàng)： 不要讓各種液體如機(jī)油，冷卻液，制動(dòng)液和水等長(zhǎng)時(shí)間接觸到傳感器，安裝時(shí)接觸面不允許使用任何類型的墊圈，傳感器必須以其金屬面緊貼在汽缸體上，傳感器的信號(hào)電纜布線時(shí)，應(yīng)該注意不要讓信號(hào)電纜發(fā)生共振，以免斷裂。必須避免在傳感器的1＃，2＃針腳之間接通高壓電，因?yàn)檫@樣一來可能會(huì)損壞壓電元件。 3.故障現(xiàn)象： 當(dāng)爆震傳感器發(fā)生故障時(shí)，車主是一般感覺不到的，但是發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)檢查到這一現(xiàn)象時(shí)，則會(huì)運(yùn)行故障模式，如減小點(diǎn)火提前角進(jìn)行保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)。而只有通過電壓信號(hào)才能對(duì)

18、其進(jìn)行檢測(cè)是否損壞，損壞的爆震傳感器只要通過更換而不能維修，安裝注意事項(xiàng)見上。 （六）進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力/溫度傳感器 1.構(gòu)造 進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感元件由一塊硅芯片組成，進(jìn)氣溫度傳感元件是一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)（NTC）的電阻，電阻隨進(jìn)氣溫度變化，此傳感器輸送給控制器一個(gè)表示進(jìn)氣溫度變化的電壓。 2.故障現(xiàn)象： 1＃，2＃針腳溫度傳感器在20℃時(shí)額定電阻為2.50.125千歐。3＃，4＃針腳壓力傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)下，3＃針腳應(yīng)有5V的參考電壓，4＃針腳電壓應(yīng)為1.3V左右；空載狀態(tài)下，慢慢打開節(jié)氣門，4＃針腳的電壓變化不大；快速打開節(jié)氣門，4＃針腳的電壓可瞬時(shí)達(dá)到4V左右，然后下降1.5V

19、左右。 三、結(jié)束語(yǔ) 奇瑞汽車電路采用有西門子，聯(lián)電，瑪瑞利和北京銳意賽克四大客戶產(chǎn)品，其中傳感器多采用西門子和聯(lián)電，電路線束多采用瑪瑞利和銳意賽克產(chǎn)品，通過對(duì)多家公司產(chǎn)品有效整和，使整車性能在不增加成本的基礎(chǔ)上綜合考慮，發(fā)揮到最佳；同時(shí)，電路布置也參考優(yōu)秀車型，使用壽命較高，甚至有超越的例子，線束本身及相關(guān)車身電器均經(jīng)過內(nèi)部試驗(yàn)部門嚴(yán)格測(cè)試，如線束在零下-50℃保持24H后，檢查測(cè)試性能，并與原來結(jié)果相對(duì)比，查找考核件的功能及使用壽命條件。 從20世紀(jì)90年代開始,汽車已步入了一個(gè)全新的電子時(shí)代,電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛,汽車電子化程度越來越高。發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制不僅從單一項(xiàng)目的控

20、制發(fā)展到多項(xiàng)復(fù)合集中控制，而且覆蓋汽油機(jī)、柴油機(jī)及近年出現(xiàn)的混合動(dòng)力等各種發(fā)動(dòng)機(jī)。 當(dāng)然，汽車的發(fā)展也帶來了一些負(fù)面影響，如隨著汽車保有量的增加，交通條件，安全，環(huán)境污染便成了日益嚴(yán)重的問題。汽車的安全，環(huán)保和節(jié)能是當(dāng)今汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向，而解決環(huán)保和節(jié)能兩大難題是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的主要目標(biāo)。相信中國(guó)自主品牌在新一代汽車人的努力下會(huì)有新的突破。 參考文獻(xiàn)： ①《紅旗、中華、奇瑞、夏利車系維修經(jīng)驗(yàn)集錦》譚本忠主編，機(jī)械工業(yè)出版社2008年版； ②； ③《汽車電器維修》—方瑞學(xué)主編，機(jī)械工業(yè)出版社2006年版； ④《汽車電子控制系統(tǒng)檢測(cè)與維修》樊海林主編，中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社出版； ⑤《汽車電子系統(tǒng)》張鍵譯主編，科學(xué)出版社出版。