（图纸+论文）汽油机电控系统模拟教学演示台设计（全套完整）

所以，未来几年，来自国际知名品牌垄断企业的打压以及国内大批厂商的涌进也是自主开发汽车发动机电子产品目前所面临的现状。

汽车市场发展的焦点是围绕安全节能环保舒适方便的功能般来说，具有以下功能接收传感器和其他装置输入的信息，将输入的信息转变为微型计算机所能接受的信号给传感器提供参考电压。

存储计算分析处理信息，存储该车型的特点参数，存储运算中的数据，存储故障信息。

运算分析。

根据信息参数求出执行命令数值，将输出的信息与标准值对比，查出故障。

输出执行命令。

自我修正功能。

的组成主要由输入回路模数转换器微型计算机和输出回路组成。

执行器电控燃油喷射系统的执行器主要为喷油器，另外还要完成对电动汽油泵的控制。

喷油器控制即汽油喷射控制主要包括两个方面喷射正时控制和喷油量控制。

喷油正时控制是控制喷油器喷油开始时刻。

可分为同步喷射和异步喷射两类。

同步喷射又可分为同时喷射分组喷射顺序喷射三种基本类型。

电动汽油泵控制般符合以下要求只有在发动机处于运转状态时，电动汽油泵才工作发动机不运转时，即使点火开关接通，电动汽油泵也不工作。

.本章小结本章主要介绍了汽油机电控系统的组成及汽油机电控系统中的燃油喷射控制工作原理，除此之外，发动机电控系统中还包括怠速控制排放控制自我诊断与报警系统控制失效保护控制等，由于实验台条件所限，这些控制内容在实验台上都不能进行工作模拟。

理解和掌握发动机电控系统的组成和工作原理，为下面的模拟实验平台的设计和建立奠定了理论基础。

第章教学演示实验台设计汽油机电控系统模拟教学演示台通常由发动机电控系统传感器等构件演示台架显示面板和控制部分所组成。

发动机电控系统不能模拟实车的燃烧等工况，只能模拟实车的发动机计算机控制系统的部分工况进行工作，故其些信号和实车不完全样。

通过仿真系统的试验，可以学习和研究电子控制单元传感器和执行器的结构功用原理和检测方法以及零部件在实车中的连接方式，掌握发动机冷却水温度负荷转速等工况变化时系统的运行情况和输入输出信号的检查方法，进行故障设定，研究当输入的信号电路开路或短路时端子电压的变化情况。

学习计算机控制系统的诊断功能，并可使用各种汽车发动机检测仪进行检测。

此外，可进行零部件研究，通过单片机开发系统对发动机计算机控制系统进行研究。

实验台作为电控系统零部件的载体，除了要满足强度要求，零部件布置合理之外，还要方便使用，具有易于操作如图.所示。

氧传感器由可产生电动势的多孔二氧化锆陶瓷管具有导线作用的套管以及为防止氧化锆管破损的防护罩与导入排气的通气窗等构成。

在试管状氧化锆元素的内外两侧，设置了白金电极，为了保护白金电极，用陶瓷包覆电极外侧，内侧输入氧浓度高的大气，外侧输入氧浓度低的汽车排出气体。

图.氧化锆式氧传感器的结构结构图局部放大图防护置氧化锆体壳体输出接头外套导线电动势大气侧的白金电极固态电解质氧化锆元素排气侧的白金电极涂层陶瓷排气大气爆震传感器爆震是指燃烧室中本应逐渐燃烧的部分混合气突然自燃的现象。

爆震使发动机部件受高温高压，会使燃烧室和冷却系过热，严重的可使活塞顶部熔化，爆震还会使发动机功率下降，燃油消耗率上升。

如图.为爆震控制处理时间图，因为爆震仅在燃烧期间发生，所以为了避免干扰引起的误检测，只在爆震判定期间进行判定处理。

由微机程序完成的爆震控制，在检测到爆震时，立即把点火时刻变成滞后角，在无爆震时，则采用提前角反馈控制形式。

图.为爆震控制处理时间图爆震传感器检测发则发动机爆震时，般安装在发动机的缸体上。

比较常用的是压电式爆震传感器。

压电式爆震传感器是利用压电晶体的压电效应制成的爆震传感器，把爆震传到缸体上的机械振动转变成电信号，这种爆震传感器有共振型和非共振型两种。

共振型爆震传感器，是由与爆震几乎具有相同共振频率的振子和能够检测振动压力并将其转换成电信号的压电元件构成，非共振型爆震传感器是用压电元件直接检测爆震信息。

除此之外，还有在火花塞的热圈部位装上压电元件，根据燃烧压力检测爆震信息，如图.所示。

图.各种压电式爆震传感器电器连接装置共振型火花塞座金属模型电器连接装置平衡块压电元件外壳安装螺纹部压电元件圆盘火花塞爆震传感器图.所示为非共振型压电式爆震传感器的结构，该传感器由压电元件平衡块及导线等构成。

图.压电式爆震传感器结构导线压电元件平衡块当发动机缸体的振动传到爆震传感器壳体时，壳体与平衡块之间产生相对运动，从而使夹在中间的压电元件所承受的推压力变化。

于是，随着压电元件承受推压作用力而产生电压。

在控制组件上只检出频率达到左右时爆震所产生的电压，通过该电压值的大小可判定爆震强度。

电子控制单元是以单片微型计算机为核心所组成的电子控制装置，具有强大的数学运算逻辑判断数据处理与数据管理功能。

是发动机电子控制系统的控制中心，其功用是分析处理传感器采集到的各种信息，并向受控装置发出控制指令。

发动机爆震控制系统可有效控制点火提前角，以使发动机工作在爆震临界状态。

废气再循环控制系统根据发动机的转速负荷温度进气流量排气温度控制电磁阀适时地打开，进气管真空度经电磁阀进入阀真空膜室，膜片拉杆将阀门打开，排气中的少部分废气经阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。

当发动机在怠速低速小负荷及冷机时，控制废气不参与再循环，避免发动机性能受影响当发动机超过定的转速负荷并达到定的温度时，控制小部分废气参与再循环，参与再循环的废气量根据发动机转速负荷温度及废气温度的不同而异，从而降低废气中的含量。

电子控制发动机燃油喷射系统汽车发动机电子控制燃油喷射技术是借鉴飞机发动机汽油喷射技术而诞生的，汽车发动机采用燃油喷射技术的主要目的是降低燃油消耗量和减少有害气体的排放。

汽车发动机电子控制系统跟其它电子控制系统样，也是由传感器开关信号电子控制单元和执行器执行元件组成，如图.所示。

图.汽车发动机电子控制系统基本结构.电子控制燃油喷射系统的组成与工作原理尽管电控燃油喷射系统类型丰富种类繁多，但它们都具有相同的控制原则即以电控单元为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器等为控制对象，保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳混合气成分。

发动机电子控制燃油喷射系统主要由空气供给系统燃油供给系统和控制系统组成。

空气供给系统空气供给系统的功能是测量和控制发动机不同工况下所需的空气量，为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气。

根据检测进气量方式的不同，可以分为质量流量型型和压力速度型进气系统。

丰田卡罗拉轿车发动机的系统属于型系统。

空气经空气滤清器过滤后，由空气流量计测量吸入的空气量，空气通过节气门体进入进气总管，再分配到发动机各进气歧管。

其主要部件包括空气滤清器节气门体空气阀空气流量计进气管等。

燃油供给系统燃油供给系统的功能是向气缸内供给燃烧所需的汽油。

发动机工作时，电动汽油泵将汽油从油箱泵出，经过燃油滤清器后再经压力调节器调压，然后经输油管配送给各个喷油器和冷起动喷油器，喷油器根据发来的喷射信号，把适量汽油喷射到进气歧管中。

当将开启针阀的电信号通过驱动电路作用于电磁阀线圈时，柱塞和针阀在电磁线圈吸力作用下向右移动，当其凸缘部被吸引碰到调整垫片时，针阀全开，燃油通过沿箭头的通路喷射出去。

喷射结束后，电磁圈断电，回位弹簧将针阀关闭，喷油器停止喷油。

喷射量的大小除与针阀行程，喷口面积以及喷射环境压力与燃油压力的压差等因素有关以外，主要与针阀的开启时间，即电磁线圈的通电时间有关。

控制系统控制系统的功能是根汽油，机电，电机，系统，模拟，摹拟，教学，演示，设计，毕业设计，全套，图纸本科学生毕业设计汽油机电控系统模拟教学演示台设计院系名称汽车与交通工程学院专业班级车辆工程班学生姓名指导教师职称实验师摘要随着我国汽车保有量的大幅度上升，高新技术产品和装置在汽车上的不断引入和普及与汽车维修业高素质从业人员不足之间的矛盾显得日益突出。

发动机电控技术是汽车专业的门核心技术，理论性与实践性很强。

开发发动机电控系统模拟教学实验台，能便于学生认识和学习发动机电控系统的工作原理。

发动机电控系统模拟实验台可以广泛应用于科研教学等方面，通过对发动机工作过程的模拟显示，可以提高汽车从业人员的知识掌握水平及实际操作能力，增强对汽车电控系统的认识和掌握，为学生学习和掌握发动机电控系统的工作原理提供帮助。

本设计是以教学展示为前提，主要介绍了发动机电控系统的控制内容发展简史与前景组成与工作原理，并在此基础上设计电控系统模拟实验台的相关内容。

主要包括实验台架的设计电控系统的零部件布置电动机转速控制等内容。

这个教学实验台能够演示发动机的起动和正常工作过程，并且设置了测量点。

通过完成对实验台的设计，可以深刻理解和掌握发动机电控系统的组成和工作原理机械设计与机械制图的相关知识，最终设计出款及机械电控于体化的产品。

关键词发动机电控系统电动机控制实验台单片机摘要第章绪论.汽油机电子控制系统概述汽油机电控系统发展简史汽油机电子控制系统开发现状及趋势.汽油机电控系统模拟演示台设计概述设计的背景与意义总体设计功能要求本次设计的主要研究内容第章汽车发动机电子控制技术.概述.汽油机电子控制系统的功能与组成.电子控制燃油喷射系统的组成与工作原理空气供给系统燃油供给系统控制系统.本章小结第章教学演示实验台设计.实验台面板的布置设计.教学演示实验台台架设计实验台架的设计实验台面板操作台设计.模拟教学实验台尺寸的确定.实验台材料的选择与强度校核实验台架材料的选择实验台强度校核.滑动螺旋副传动滑动螺旋传动滑动螺旋的特点螺旋传动的应用.本章小结第章实验台电路设计与电机控制原理.实验台电路优化设计.电动机的选择与转速控制原理电动机的选择实验台电动机的转速控制原理.调速控制的优点.本章小结第章电动机控制系统设计.概述节气门位置传感器与电机转速控制水温传感器与电机转速控制.硬件装置的选择单片机的选择电动机驱动芯片的选择转速传感器的选择.控制原理电动机控制器原理发动机控制电路图软件程序设计.本章小结结论参考文献致谢附录第章绪论.汽油机电子控制系统概述近年来，随着电子技术计算机技术和信息技术的应用，汽车电子控制技术得到了迅猛的发展，尤其在控制精度控制范围智能化和网络化等多方面有了较大突破。

汽车电子控制技术已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。

发动机电子控制系统的综合应用大大改善了发动机的性能提高了发动机的充气效率及动力性提高了发动机的燃油经济性降低了排放污染等等，使发动机的性能更加完善。

汽车电子控制系统基本由传感器电子控制器驱动器和控制程序软件等部分组成，与车上的机械系统配合使用通常与动力系统底盘系统和车身系统中的子系统融合，并利用电缆或无线电波互相传输讯息，即所谓的“机电整合”，发动机电子控制系统的综合应用大大改善了发动机的性能提高了发动机的充气效率及动力性提高了发动机的燃油经济性降低了排放污染等等，使发动机的性能更加完善。

汽油机电子控制系统发展简史电子技术的迅速发展，促进了汽车发动机电子控制系统技术的发展。

汽车发动机电子控制系统的技术是逐步完善的过程，从最初的电控汽油喷射技术发展到如今集汽油喷射控制点火控制怠速控制进气控制排放控制增压控制等于身的发动机综合电子控制系统。

从年发明晶体管，到世纪年代硅二极管应用于交流发动机并第次在汽车上采用，继而出现点火系统和调节器后来集成电路模拟计算机和数字计算机等相继出现，使电子技术在汽车上的应用越来越广泛，改善了汽车的各种性能，起到了机械装置不可替代的作用。

世界汽车电子技术的发展过