花冠轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)實驗臺設計畢業(yè)論文

PAGEPAGE31第1章緒論1.1電器實驗臺設計的目的和意義1.1.1目的隨著轎車產量和保有量日益增大，相關的使用與維修問題也接踵而來，而現代轎車是以廣泛采用電子技術為標志的,其結構比較復雜,且汽車運行中電器故障所占的比重遠遠高于其他故障,約占40%～60%,這對從事汽車工程相關專業(yè)的人員提出了更高的要求[1]。先進的汽車實驗臺可以培養(yǎng)學生實踐動手能力，分析處理問題能力，工程實踐能力和創(chuàng)新能力及商品意識，很好的滿足專業(yè)技術人才培養(yǎng)的要求。因此，設計出的汽車電器系統(tǒng)實驗臺作為實驗設備，在教學的過程中可以為學生及汽車專業(yè)技術人才營造良好的學習氛圍，起到理論聯系實際的一個紐帶，為實驗教學提供了有利的條件，在滿足教學實驗的基礎上提高了學生及汽車故障診斷、維修能力。學生掌握汽車電器的故障診斷這項技能，對學生未來的發(fā)展是有很大幫助的。如何設計一個使學生容易理解、操作簡單、經濟、方便維修的實驗臺是這次設計的主要目的。1.1.2實驗臺設計的意義１、先進的汽車實驗、實訓臺設計與制作可以培養(yǎng)學生實踐動手能力、分析處理問題的能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力及商品意識,滿足專業(yè)技術人才培養(yǎng)的要求?？梢蕴岣咂嚨氖褂脡勖徒洕б?推動汽車工業(yè)及國民經濟的發(fā)展。２、與實踐相結合,提高學生的實際操作能力。３、伴隨汽車電器技術的進步,實驗臺還可以進行更新換代,節(jié)約研制經費。４、對實驗臺的開發(fā)和設計,可以建立一種科研環(huán)境,給學生營造良好的學習氛圍。在設計過程中,需要對以往學過的知識進行復習,還有很多的理論需要深入的研究,以便同實際操作結合。汽車新技術發(fā)展十分迅速，在汽車工程上的應用越來越普遍．而相關高校及社會技術培訓機構在汽車新技術教學中大多以理論為主，相應新技術、新結構為主的實踐教學手段嚴重滯后，不僅不能與汽車領域廣泛推出的汽車新技術同步，更跟不上汽車新技術的快速發(fā)展．為此，研制了豐田1ZZ—FE型電控發(fā)動機仿真實驗臺，希望能夠為相關教學機構提供有益的幫助結合我校豐田技術人才培養(yǎng)的要求，本設計以豐田花冠1ZZ-FE發(fā)動機為藍本，設計制造出具有故障診斷以及教學功能演示的綜合實驗臺，可以結合實驗臺可以進行故障設置，診斷并且進行信號測試，數據流分析等。目的是通過理論與實踐相結合的方式，培養(yǎng)和加強學生的汽車故障診斷分析能力。1.2研究和發(fā)展現狀隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車作為一種代步工具，已經進入普及時代。目前，平均每輛汽車上的電子裝備已經占到整車成本的20%—30%，一些高檔轎車上電器產品所占比重更高，電器產品的費用已經占到整車成本的50%以上。據美國汽車工業(yè)界的預測，2003年全球汽車電器產品的總銷售額將達800億美元。汽車電器是汽車的重要組成部分，其自身的性能對汽車的動力性、經濟性、可靠性、安全性、操縱性、舒適性、娛樂性等各種性能都會產生直接而重要的影響。現代汽車已不再是傳統(tǒng)的機電產品，其中汽車機械部分的發(fā)展已經達到了極致，汽車電器還有廣泛的發(fā)展空間，汽車上70%的革新來自汽車電子技術及產品。汽車電子屬于典型的高技術、高附加值、高增長的新興產業(yè)，具有巨大的市場容量和很強的技術滲透性與產業(yè)帶動性，是我國占領產業(yè)技術制高點、大力推進高新技術產業(yè)化的良好機遇。在發(fā)達國家，汽車已經進入電子時代，汽車電器技術已經成為當代汽車技術領域關注和研究的重點問題。近20多年來，隨著計算機和電子技術的發(fā)展，汽車工業(yè)和汽車技術取得了長足進步。采用電子技術已經成為解決汽車質量與性能諸多問題中的最佳方案。應用微機控制發(fā)動機的噴油與點火就是為了適應社會對汽車排放法規(guī)與節(jié)能的要求。目前，多數轎車都已裝用發(fā)動機管理系統(tǒng)，對發(fā)動機各個系統(tǒng)進行綜合控制發(fā)動機的控制已由早期的模擬裝置發(fā)展成為微機控制的數字控制系統(tǒng)。在發(fā)動機管理系統(tǒng)中，微機不僅控制點火定時與噴油系統(tǒng)的空然比，還控制怠速轉速，爆燃，增壓壓力，近期和廢棄再循環(huán)以及變速器傳動諸多方面，還增加了自診斷系統(tǒng)，后備系統(tǒng)與保護裝置，提高了整個控制系統(tǒng)的可靠性?，F代汽車工業(yè)已經進入成熟的發(fā)展階段，世界各大汽車制造商為進一步地爭奪汽車銷售市場，不斷加強開發(fā)投資力度，試圖以提高汽車安全性、降低能耗、改善舒適性和增加功能等來推動汽車工業(yè)向高附加值方向發(fā)展。汽車電子技術是汽車技術與電子技術相結合的產物，汽車電子化被認為是汽車技術發(fā)展進程中的一次革命。在現代汽車上，電子技術的應用越來越廣泛，汽車已經由單純的機械產品發(fā)展為高級的機電一體化產品，成為所謂的“電子汽車”。汽車電子化是現代汽車發(fā)展的重要標志。隨著電子信息技術的飛速發(fā)展,現代汽車技術與電子技術、信息技術融合在一起,汽車已成為現代科技的載體和結晶。據核計，目前平均每輛車上的電子裝備已經占到整車成本的20%-30%，在一些豪華轎車上，使用單片微型計算機的數量已經達到50個，電子產品費用占到整車成本的50%以上?？梢哉f,目前電子技術的應用已經深入到汽車所有的系統(tǒng)并在提高汽車的操縱性能、燃油經濟性、可靠性和自動化程度等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。在發(fā)達國家，汽車已經進入電子時代，汽車電子控制技術已經成為當代汽車技術領域關注和研究的重點問題。由此可以看出，現代汽車已不再是傳統(tǒng)的機電產品，其中汽車的機械部分的發(fā)展已經達到了極致，汽車繼續(xù)改進的空間將集中在傳統(tǒng)汽車技術和電子技術的的結合上，汽車上70%的革新來自汽車電子技術及產品。然而，由于汽車運行的環(huán)境多變，特別是發(fā)動機所處的環(huán)境惡劣，因此，由發(fā)動機電子控制系統(tǒng)引起的故障也相應增多。據相關從事汽車維修多年的人員表示，現代汽車由于電控系統(tǒng)引起的故障大約占全車故障的70%，特別是新車。發(fā)動機電子燃油噴射是一項涉及面很廣的技術，它包括了傳感器技術、微處理技術、控制工程等多方面知識。并且，在汽車修理過程中，由于車系、車型的差別，維修人員判定傳感器元件信號及電子控制單元導致的故障很困難。這就給汽車維修和汽車教學帶來了很大的障礙。而現有的教學試驗臺架絕大部分仍然基于傳統(tǒng)的發(fā)動機，這是制約學生理論學習和提高實踐能力的一個重要原因。本設計通過對發(fā)動機電子控制部分實施改制，使之形成可以脫離發(fā)動機本體試驗的系統(tǒng)設計，應用相應傳感器來模擬實際運行工況，實現故障診斷，通過故障代碼的分析，查找并排除故障。研制出一套對汽車電子控制系統(tǒng)診斷準確、操作方便、快速經濟的故障診斷系統(tǒng)，從而把理論教學與實踐過程有機地結合起來，使理論教學更直觀，實踐過程更容易。在國外主要開發(fā)的是發(fā)動機電子控制故障診斷系統(tǒng)，代表產品有美國通用汽車公司和福特汽車公司推出的稱之為CAMS和SBDS的故障診斷咨詢系統(tǒng)。日本豐田汽車公司的維修、信息及技術部門聯合開發(fā)了“維修技術咨詢系統(tǒng)”和豐田發(fā)動機集中電子控制TCCS的診斷系統(tǒng)。汽車電子控制實驗臺的發(fā)展趨勢是朝著人工控制智能化的方向發(fā)展，實現故障診斷檢測、工作狀況的演示等功能。我國仿真技術的研究與應用開展得比較早，發(fā)展迅速。80年代就建設了一批水平高、規(guī)模大的半實物仿真系統(tǒng)，如射頻制導導彈半實物仿真系統(tǒng)、工程飛行模擬等等，主要應用于軍事用途。目前半實物仿真在工業(yè)、交通優(yōu)化逐步開始應用，同時，半實物仿真技術已成為國內汽車工程師研究的熱點，已滿足應用設計周期的縮短、產品質量要求的提高、開發(fā)及設計費用的減少的要求。在國外，汽車公司的工程師感到他們需要一種替代傳統(tǒng)設計的新途徑。他們曾經嘗試過的方法所遇到的主要問題還是硬件原型的不完備，整個設計在工程化時需要重新設計和重新編程。因此汽車公司的工程師開始尋找一種新的方法來填補傳統(tǒng)與現代的汽車電子控制系統(tǒng)開發(fā)之間的空白，使得需求定義者控制器設計人員有一個共同的堅實基礎。1.3設計的要主內容由以上論述可知，花冠電控實驗臺主要由臺架和臺面組成。主要內容如下：1、完成實驗臺布局設計（臺架、展板）、演示裝置設計、2、實現車用傳感器的信號輸入、盡可能解決信號之間匹配（轉速與負荷）。3、面板設計及選擇原件定位。4、演示裝置及檢測裝置設計。5、實現故障設置，故障演示。6、研究方法:實驗室調研，借鑒參考臺架。1.4故障診斷技術的發(fā)展趨勢近年來，一些新的科學分支的出現和發(fā)展及其在設備故障診斷中的成功應用，為汽車故障診斷技術的發(fā)展開拓了新的途徑。由于汽車電子化的趨勢是從整體上來設計全車的控制系統(tǒng)，因此，現代故障診斷系統(tǒng)的技術正向著故障專家系統(tǒng)、人工智能故障診斷系統(tǒng)方面發(fā)展，開發(fā)要求是：具有在線更新自診斷功能、故障預測功能、自我保護功能，并且還可以實現在線信息資源的交流與共想。第2章花冠1ZZ-FE發(fā)動機結構特點2.1發(fā)動機相關資料2.1.11、發(fā)動機的作用：是使輸進氣缸內的燃料燃燒而發(fā)出動力。2、發(fā)動機的組成：機體、曲柄連桿機構、配氣機構、燃油供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點火系統(tǒng)(汽油發(fā)動機采用)、起動系統(tǒng)等部分組成。（如圖2.1）發(fā)動機總體構造發(fā)動機總體構造曲柄連桿機構：曲軸箱組；活塞連桿組；曲軸飛輪組。配氣機構：氣門組；氣門傳動組。燃料供給系：汽油機；柴油機。點火系冷卻系潤滑系圖2.1發(fā)動機組成示意圖2.1.2汽油發(fā)動機工作須經過進氣，把可燃混合氣(或新鮮空氣)引入氣缸；然后將進入氣缸的可燃混合氣壓縮，壓縮接近終點時點燃可燃混合氣；可燃混合氣著火燃燒，膨脹推動活塞下行實現對外作功；最后排出燃燒后的廢氣。進氣、壓縮、作功、排氣四個過程。把這四個過程叫做發(fā)動機的一個工作循環(huán)，工作循環(huán)不斷地重復，就實現了能量轉換，使發(fā)動機能夠連續(xù)運轉。1、進氣行程活塞在曲軸帶動下從上止點向下止點運動，這時排氣門關閉，進氣門打開。隨著活塞下移，氣缸內容積增大，壓力減小，在氣缸內形成一定的真空度，空氣和汽油混合物通過進氣門被吸入氣缸，并在氣缸內進一步形成可燃混合氣2、壓縮行程：進氣結束終了，曲軸繼續(xù)旋轉，帶動活塞從下止點向上止點運動，這時進、排氣門均關閉，氣缸內成為封閉容積，隨著活塞移動，氣缸容積不斷減小，可燃混合氣受到壓縮，壓力和溫度不斷升高，當活塞到達上止點時壓縮行程結束。3、做功行程;

做功行程包括燃燒過程和膨脹過程，在這一行程中，進氣門和排氣門仍然保持關閉。當活塞位于壓縮行程接近上止點(即點火提前角)位置時，安裝在氣缸蓋上的火花塞產生電火花，點燃可燃混合氣，火焰迅速傳遍整個燃燒室，同時放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，溫度和壓力急劇升高，最高壓力可達3.0～6.5MPa，最高溫度可達2200～2800K，高溫高壓氣體膨脹，推動活塞從上止點向下止點移動，通過連桿使曲軸旋轉并輸出機械能，除了用于維持發(fā)動機本身繼續(xù)運轉外，其余用于對外做功。隨著活塞向下運動，氣缸內容積增加，氣體壓力和溫度逐漸降低，當活塞運動到下止點時，做功行程結束，氣體壓力降低到0.35～0.5MPa，氣體溫度降低到1200～1500K。4、排氣行程：可燃混合氣在氣缸內燃燒后生成的廢氣必須從氣缸中排出去以便進行下一個進氣行程。排氣行程開始時，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，曲軸通過連桿帶動活塞由下止點向上止點運動時，此時廢氣在自身生剩余壓力和在活塞的推動下，經排氣門排出氣缸之外?；钊竭^上止點后，排氣門關閉，排氣行程結束。受排氣阻力的影響，排氣終止時，氣體壓力仍高于大氣壓力，約為0.105～0.12MPa，溫度約為900～1100K。曲軸繼續(xù)旋轉，活塞從上止點向下止點運動，又開始了下一個新的循環(huán)過程?？梢娝男谐唐蜋C經過進氣、壓縮、作功、排氣四個行程完成一個工作循環(huán)，這期間活塞在上、下止點往復運動了四個行程，相應地曲軸旋轉了兩圈。實際汽油機的進氣過程中，進氣門打開。在排氣行程中，是排氣門早于下止點開啟，遲于上止點關閉。進氣門早開晚關的目的是為了增加進入氣缸的混合氣量，排氣門早開晚關的目的是為了減少氣缸內的殘余廢氣量。減少殘余廢氣量，會相應增加進氣量。

二行程汽油機的工作循環(huán)也是由進氣、壓縮、燃燒膨脹、排氣過程組成，但它是在曲軸旋轉一圈(360°)，活塞上下往復運動的兩個行程內完成的。因此，二行程發(fā)動機與四行程發(fā)動機工作原理不同，結構也不一樣。（如圖2.2）圖2.2汽油機工作原理示意圖例如曲軸箱換氣式二行程汽油機，氣缸上有三排孔，利用這三排孔分別在一定時刻被活塞打開或關閉進行進氣、換氣和排氣的。工作原理如下：活塞向上運動，將三排孔都關閉，活塞上部開始壓縮，當活塞繼續(xù)上行時，活塞下方打開了進氣孔，可燃混合氣進入曲軸箱，活塞接近上止點時，火花塞點燃混合氣，氣體燃燒膨脹，推動活塞向下運動，進氣孔關閉，曲軸箱內的混合氣受到壓縮，當活塞接近下止點時，排氣孔打開，排出廢氣，活塞再向下運動，換氣孔打開，受到壓縮的混合氣便從曲軸箱經進氣孔流入氣缸內，并掃除廢氣。

第一行程：活塞從下止點向上止點運動，事先已充滿活塞上方氣缸內的混合氣被壓縮，新的可燃混合氣又從化油器被吸入活塞下方的曲軸箱內。

第二行程：活塞從上止點向下止點運動，活塞上方進行作功過程和換氣過程，而活塞下方則進行可燃混合氣的預壓縮。

二行程柴油機的工作原理

二行程柴油機和二行程汽油機工作類似，所不同的是，柴油機進入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。例如帶有掃氣泵的二行程柴油機工作過程如下：

第一行程：活塞從下止點向上止點運動，行程開始前不久，進氣孔和排氣門均以開啟，利用從掃氣泵流出的空氣使氣缸換氣。當活塞繼續(xù)向上運動進氣孔被關閉，排氣門也關閉，空氣受到壓縮，當活塞接近上止點時，噴油器將高壓柴油以霧狀噴入燃燒室，燃油和空氣混合后燃燒，使氣缸內壓力增大。

第二行程：活塞從上止點向下止點運動，開始時氣體膨脹，推動活塞向下運動，對外作功，當活塞下行到大約2/3行程時，排氣門開啟，排出廢氣，氣缸內壓力降低，進氣孔開啟，進行換氣，換氣一直延續(xù)到活塞向上運動1/3行程進氣孔關閉結束。2.21ZZ-FE發(fā)機動的相關材料豐田花冠1ZZ-FE引擎的缸徑為79mm，行程91.5mm；壓縮比在某些國家中所公布的數字高達10：1。而在臺灣所公布的最大馬力有136

PS/6000rpm，最大扭力則達到17.4kgm/4200rpm，排量為1.8L，汽缸最大平面卷曲度0.05，氣門坐寬度1.0-1.4，氣門錐角45°。氣門間隙為0.75，氣門彈簧為38.74，活塞環(huán)間隙為0.045，活塞環(huán)開口間隙為0.25-0.45。該發(fā)動機應用在卡羅拉第六代車型中，目前該發(fā)動機已被替代為，新發(fā)動機1.8升2ZR-FE將替代目前車型的1ZZ-FE。發(fā)動機外型（如圖2.3）圖2.3發(fā)動機外型示意圖1ZZ-FE發(fā)動機采用四缸20氣門配氣機構，閉環(huán)電子控制汽油噴射系統(tǒng)。其最大特點是實施了集中控制，即汽油噴射和點火由同一控制單元控制，噴射系統(tǒng)為多點順序噴射，點火系統(tǒng)采用高能無分電器點火系統(tǒng)。電控汽油噴射系統(tǒng)根據其作用不同可分為四個系統(tǒng)，即空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。1.空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)的作用是測量、控制汽油燃燒所需的空氣量。主要由空氣濾清器、空氣流量計、節(jié)氣門控制單元、穩(wěn)壓箱及進氣管下體等組成。2.燃油供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)的作用是將燃油從油箱中吸出，加壓濾清后經噴嘴供給發(fā)動機。它由汽油箱、汽油濾清器、電動汽油泵、壓力調節(jié)器、噴嘴等組成。電動汽油泵從油箱中將汽油泵出。經汽油濾清器過濾及壓力調節(jié)器調節(jié)后使油壓始終高于進氣管壓力約0.3Mpa,并經汽油分配管送給各缸噴嘴，噴嘴根據發(fā)動機控制單元的指令將汽油適時地噴入進氣管中。3.點火系統(tǒng)花冠轎車采用無分電器點火系統(tǒng)。它主要由點火能量終端輸出極、點火線圈、高壓導線、火花塞以及各種傳感器組成，由發(fā)動機控制單元實施集中控制。點火時兩缸同時串聯點火，點火順序為1-3-4-2。一個氣缸在排氣行程末期，另一個氣缸在壓縮行程末期。在排氣行程的氣缸內壓力較低，火花塞擊穿電壓較低，點火能量消耗較少，對處于壓縮行程中的另一個氣缸的點火影響不大。這種無分電器點火系統(tǒng)的優(yōu)點是：無旋轉件，無機械磨損，高壓導線數少，對無線電干擾小。該點火系中主要部件是點火線圈及終端能量輸出極（末級功率）。點火線圈及終端能量輸出極裝在一個殼體里，固定在氣缸體上，火線圈的殼體上有各缸排序標識A、B、C、D，分別對應的缸號為1、2、3、4。1、4缸共用一個點火線圈，2、3缸共用一個點火線圈。終端能量輸出極根據控制單元指令控制點火線圈初級繞組的通電斷電。從而在點火線圈次級產生點火高壓。2.31ZZ-FE發(fā)動機的技術特點首先，這具引擎搭載了TOYOTA的可變閥門正時技術VVT-i。這項技術相當為人所熟知，并常被拿來與HONDA

Ferio所使用的VTEC作比較。如果純粹就性能面或燃油的節(jié)省來看，VTEC對引擎的效果是要勝過于VVT-i的；然而VTEC是分段切換，VVT-i則為無段變化，想要在各種運轉狀況之下都能調整出理想的閥門正時，VVT-i則較居上風。多年前的NISSAN

Sentra便已經使用類似VVT-i這種改變凸輪相位角的機構，但是僅為兩段變化，控制策略也相當簡單，不像TOYOTA的VVT-i能作精確的調整與控制。比較不為人所注意的，TOYATA特意將Altis引擎的行程設計得很長，是一具長行程引擎。長行程引擎的中低速扭力充沛，駕駛性良好，燃燒也完全，能降低HC的污染，也能節(jié)省燃油。對定位在主流產品的乘用車來說是相當有利的。但是長行程引擎的高轉速性能較差，為了能提升這具長行程引擎在高轉速時的性能，TOYOTA破天荒的在這個級距的引擎里摒棄了使用傳統(tǒng)氣門座的制造方法，而以雷射在汽缸頭鍍上一層較薄的耐磨耗合金來取代氣門座的功能。

這是因為燃燒室的空間很有限，使用傳統(tǒng)氣門座的引擎，因為必須在燃燒室里擠出空間來讓給又厚又大的氣門座，很難搭配較大的氣門，高速時的性能會受到相當的局限。如果采用這樣的新技術，這層薄薄的耐磨耗金屬可以把珍貴的空間給讓出來，而能使用較大的氣門，讓進排氣量更大，高速性能得以充分提升。從廠方公布的馬力數字可以明顯看出來這項技術的效果，這具長行程引擎的高轉速性能比起同級車來毫不遜色。而事實上，不只是在這個等級，即便在更高等級的豪華房車或是跑車上，也很少有使用這項技術的。另外，這具引擎的進氣道比一般的引擎要稍高，進排氣閥的夾角小，能有效的增加進氣的滾流，加上緊致的燃燒室與燃燒室混合氣擠壓區(qū)的設置，不管這些東西到底是怎么運作的，結果呢？是使得這具引擎有較好的燃燒效率，并且有優(yōu)良的抗爆震性。所以，盡管這具引擎的壓縮比高達十，卻只需要使用辛烷值91（RON）的汽油即可。也就是說可以用低辛烷值的汽油來享受高壓縮比所帶來的各項利益。在其它的機械構造上，也相當的有意思。盡管許多同級車還在使用鑄鐵汽缸體，這具引擎卻采用了鋁合金來制作汽缸體。也就是俗稱的全鋁合金引擎。但是用鋁合金作汽缸體不算什么，值得注意的是，TOYOTA舍棄了一般傳統(tǒng)引擎慣用的鑄鐵引擎蓋，或是鋁鑄造的衍架式引擎蓋，而采用了上下曲軸箱的強固結構。以一個整體式的下曲軸箱來固定波司與曲軸，剛性是十分的優(yōu)異。這樣的結構特別適合于高轉速運轉，慣用在大排氣量的機車上，而有一款并非主流乘用車定位的名車--HONDA

S2000，也采用了相同的結構來達到跑車引擎高轉速運轉的剛性要求。目前各車廠均紛紛開始要在平價的乘用車上使用這樣的設計，而TOYOTA硬是比人家搶先了好幾年甚至是十年以上的時間。而引擎的輔機，像發(fā)電機，冷氣壓縮機等等都舍棄了以往常用的支架，而直接鎖附在引擎上，提高了這些零件與引擎之間結合的剛性，能抑制振動噪音的發(fā)生。有人抱怨Altis的隔音材料似乎太過單薄，如果真的是這樣，其實一點也不令人意外；因為這具引擎本身的剛性還及與變速箱結合的剛性都好，在NVH，也就是在振動噪音方面的特性天生就比同級車優(yōu)異許多，所以省下些隔音材料似乎也不是件不合理的事。氣門機構當然也有可觀之處。這具引擎采用正時鏈條來驅動氣門。正時鏈條的壽命長，在正常的使用狀況下，一具引擎用到報廢都不需要調整與更換，信賴度跟正時皮帶比起來是要高得多了。但是整個系統(tǒng)較為復雜，成本也高，車廠在過去并不太喜歡。然而最近因應引擎壽命的增長，正時鏈條又逐漸受到車廠的重視。Altis的引擎在這方面又搶先了同級車一步。不過使用正時鏈條也不算什么了不起，雖然是新流行，但畢竟也不是新技術。比較新的技術是在這具引擎的氣門挺桿上（valve

lifter），TOYOTA在這里不使用俗稱西姆的氣門調隙片，而以直接選配的方法來控制氣門間隙。這有什么好處呢？那就是低成本與輕量化。輕量化的結果就是使得這具引擎能使用彈簧系數較低的氣門彈簧，進而降低摩擦損失，行駛起來就更加的省油了。根據臺灣能源會的公布資料，Altis的省油是同級車中的第一名，測試結果跟March相差無幾，當然，很多車廠都準備跟進，在這方面又是TOYOTA領先了別人一步。

這具引擎還經過了日本式的輕量化，包括了使用塑料制的進氣岐管，不銹鋼制的排氣岐管等等各式各樣的輕量化零件，東省西扣的結果，TOYOTA得意的宣布這是世界上同排氣量引擎中最輕的一具，而且輕得很驚人，減重了百分之二十以上。一般認為這具引擎比別人輕得很多是無可置疑的，但這么驚人的數字也許有點取樣不公的嫌疑。

這具引擎向后方排氣，主要的原因是希望能縮短引擎與觸媒轉換器的距離，盡快提升在冷車激活時的觸媒溫度，使得觸媒轉換器能早點開始處理有害的廢氣。根據國外的報導，Corolla的消音器里還有個有趣的小玩意兒，是一個小小的以彈簧控制的閥，當轉速低時，背壓較低，這個閥會關閉讓排氣走比較遠的路以取得較好的消音效果。但是一旦轉速提高，這個閥會打開讓排氣抄個快捷方式以降低背壓。

2.4本章小結本章主要介紹了發(fā)動機的工作原理以及1ZZ-FE發(fā)動機的技術資料，根基該設計的要求對1ZZ-FE發(fā)動機的功能、結構及工作原理有了進一步的了解，對設計的展開提供基本的保障。第3章花冠汽車電控系統(tǒng)工作原理及電路特點3.1花冠汽車電控系統(tǒng)結構原理3.1.1電控系統(tǒng)結構１、電源包括蓄電池、發(fā)電機及其調節(jié)器，二者并聯，提供汽車用電設備所需的電能。2、啟動系主要由起動機及其控制電路組成。3、點火系是指在噴油器和點火器，是在點火器噴出高壓電火花，以點燃混合氣，來實現點火。4、儀表和報警系統(tǒng)包括各種儀表和報警裝置，用來檢測汽車、發(fā)動機的工作情況。6、電子控制系統(tǒng)包括發(fā)動機電子控制系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)等，主要由相應的傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器組成，完成相應對象或過程的控制。3.1.2工作原理1、導線汽車電氣系統(tǒng)的導線采用低壓導線，采用銅質多心軟線[2]。（１）低壓導線導線的截面積主要根據其工作電流選擇，但是對于一些工作電流較小的電器，為保證具有一定的力學強度，汽車電器中導線截面積一般不小于0.5mm2。各種低壓導線標稱截面積所允許的負載電流見表2.1。表3.1低壓導線截面積允許負載電流值導線標稱截面積/mm21.04.06.01013允許電流/A1114202225355060所謂標稱截面積是經過換算而統(tǒng)一規(guī)定的線心截面積，不是實際線心的幾何面積，也不是各股線心幾何面積之和。電氣系統(tǒng)主要線路導線標稱截面積。導線顏色：汽車線路所用的低電壓導線用顏色加以標識。在使用單色線的基礎上，為了區(qū)分多種低電壓導線，采用雙色線的顏色由兩種顏色配合組成，雙色線的主色所占比例大些，輔助色所占比例小些。輔助色條紋占主色條紋沿周圍表面的比例為1：3至1：5，雙色線的標注第一色為主色，第二色為輔助色。導線顏色用字母代號表示，字母代號的含義見表2.3。表3.3導線顏色B-黑L-藍R-紅BR-棕LG-淺綠V-紫G-綠O-橙W-白GR-灰P-粉紅Y-黃例如，線路圖中導線顏色編號為R，則說明在實際電路中，導線顏色為紅色。如果導線為雙色，則第一個字母表示配線基本顏色，第二個字母表示配線的條紋顏色。例如導線顏色編號為L-Y，則在實際電路中，導線的基本顏色為藍色，條紋顏色為黃色。線束-汽車用低電壓導線除蓄電池導線外，都用絕緣材料如薄聚氯乙烯帶纏繞包扎成束，避免水、油的侵蝕及磨損。（２）高壓導線汽車點火線圈至火花塞之間的電路使用高壓點火線，簡稱高壓線。高壓導線的耐壓一般應在1.5kV以上，因電流較小，其截面積很小，但絕緣層很厚，多采用橡膠絕緣。高壓導線分為普通銅芯高壓線及高壓阻尼點火線。帶阻尼的高壓線可抑制和衰減點火系產生的高頻電磁波，降低對無線電設備及電控裝置的干擾，２、熔斷器熔斷器俗稱保險管，在電路中起保護作用。當電路中流過超過規(guī)定的過大電流時，熔斷器的熔絲自身發(fā)熱而熔斷，切斷電路，以防止燒壞電路連接導線和用電設備，并把故障限制在最小范圍內。通常情況下，將很多熔斷器組合在一起安裝字熔斷器盒內，并在熔斷器盒蓋上注明熔斷器的名稱、額定容量和位置。一般情況下，環(huán)境溫度在180～320C時，當流過熔斷器的電流為額定電流的1.1倍時，熔斷器不熔斷；達到1.35倍時，熔絲在60s內熔斷；達到1.5倍時，20A以內的熔絲在15s內熔斷，30A以內的熔絲在30s內熔斷。熔斷器在使用中應注意一下幾點：（１）熔斷器熔斷后，必須真正找到故障原因，徹底排除故障。（２）更換熔斷器時，一定要與原規(guī)格相同。（３）熔斷器支架與熔斷器接觸不良會產生電壓降和發(fā)熱現象，安裝時要保證良好接觸。３、連接器連接器就是通常所說的連接插頭和插座，用于線束或導線與導線間的相互連接。為了防止連接器在汽車行駛中脫開，所有的連接器均采用了閉鎖裝置。要拆開連接器時，不允許在未解除閉鎖的情況下用力拉導線，這樣會損壞閉鎖或連接導線。正確的拆卸方法是先壓下閉鎖，再把連接器拉開。本次設計用到的連接器如圖3.1[3]. C9、組合開關J1、J2、J22、J28、J29、J34、J35、J37、J38、J39、中繼接線器圖3.1連接器圖４、繼電器一般用于操縱開關的觸點電容量較小，不能直接控制工作電流較大的用電設備，常采用繼電器來控制它的接通和斷開[4]。汽車上的繼電器有很多，常見的有三類：常開繼電器、常閉繼電器和常開、常閉混合型繼電器。常開繼電器平時觸點是斷開的，繼電器動作后觸點才接通；常閉繼電器平時觸點是閉合的，繼電器動作后觸點斷開；混合型繼電器平時常閉觸點接通，常開觸點斷開，如果繼電器線圈通電，則變成相反狀態(tài)。５、電源及起動系統(tǒng)電路電源及起動系統(tǒng)由蓄電池電路、發(fā)電機工作電路、儀表板中的發(fā)電機警報燈電路及起動機工作電路組成。發(fā)電機是汽車上的主要供電設備，它與蓄電池并聯。其作用是：在汽車正常行使時，向各用電設備供電，并及時對蓄電池進行補充充電。８、儀表花冠轎車采用的組合儀表主要包括：車速里程表、水溫表、燃油表、轉速表等，在實驗臺上有一些儀表不能工作，如車速里程表，但為了保持系統(tǒng)的完整性，在這里也未做刪減。（１）車速里程表[5]車速里程表由三部分組成，即車速表、里程表和單程里程計。車速表用來指示汽車行駛的瞬時速度；里程表是一個累計計數器，可記錄汽車行駛過的總里程；單程里程計是用來記錄某次行車所駛過的里程，在所記錄數據不需要時，可用按鈕清零。（２）水溫表水溫表指示的是發(fā)動機冷卻水的溫度。點火開關打至點火檔，水溫表便開始工作。表盤上有兩個指示區(qū)域，一個是低溫區(qū)，一個是正常溫度區(qū)，在低溫區(qū)應避免發(fā)動機高速或大負荷工作。（３）時鐘時鐘用來表示時間。通過按動表中的按鈕來對表。（４）燃油表燃油表指示的是油箱中燃油量。點火開關在點火檔，燃油表便開始工作。表盤上有一個備用油量區(qū)，指針指到該位置時，油箱內大約還有10L左右的燃油。（５）指示燈指示燈可分為信號指示燈和警報指示燈。警報指示燈一般采用紅色，信號指示燈則采用綠、黃、藍等不同顏色。指示燈在儀表上是用符號來表示的。在行車過程中，當表中標有stop項的燈亮時，必須立即停車并讓發(fā)動機熄火，檢查故障所在。（６）轉向信號燈轉向信號燈工作時，該指示燈閃亮。如果某側有一個轉向信號燈不亮時，指示燈的頻率將明顯加快。（７）遠光指示燈打開前照燈遠光或使用前大燈閃光發(fā)出超車信號時，遠光指示燈亮。（８）發(fā)動機警報燈發(fā)動機警報燈也就是所說的電源警報燈。在發(fā)動機打開點火開關時，該燈亮，發(fā)動機起動后熄滅，屬于正常。如果在行車中此燈亮起來，說明發(fā)電機不發(fā)電，應停車檢查。（９）機油壓力警報燈等（或在允許范圍內近似相等），說明器件無故障。（２）測量值為無窮大，說明斷路（測量值比正常值明顯增大，說明接觸不良)。（３）測量值為0，說明短路(測量值比正常值明顯小，說明局部短路)。5.4.2電壓檢測法電壓檢測法又稱測電壓法，它適用于對整體電路(全電路)斷路故障部位的判斷，具體操作如下：１、開關閉合，讓電路通電(帶電)。２、把萬用表檔位選擇開關置于直流50V檔。３、把萬用表黑表筆搭鐵，紅表筆從電源正極開始，按電流的流經電路的先后順序依次移動。凡指針指示12V的部位都無故障。若表筆移動到某處時，．指針指示值忽然變?yōu)?或明顯減小，則此處即為故障所在，指示值為0，說明斷路；指示值明顯減小，說明接觸不良。5.5汽車電路檢修方法5.5.1直觀診斷法汽車電路發(fā)生故障時，有時會出現冒煙、火花、異響、焦臭、發(fā)熱等異?，F象。這些現象可通過人的眼、耳、鼻、身感覺到，從而可以直接判斷出故障所在部位。例如汽車行駛中，突然發(fā)現轉向燈和轉向指示燈均不亮故障，用手一摸，發(fā)現閃光器發(fā)熱燙手，說明閃光器以被燒壞[11]。5.5.2斷路法汽車電路設備發(fā)生搭鐵(短路)故障時，可以用斷路法判斷，即將懷疑有的搭鐵故障的電路段斷路后，根據電器設備中搭鐵故障是否還存在，判斷電路搭鐵的部位和原因。如行駛時，聽到電喇叭長嗚，則可以將繼電器“按鈕”接線柱上的導線拆開，此時如果喇叭停鳴，則說明喇叭按鈕至繼電器這段電路中有搭鐵現象。5.5.3短路法汽車電路中出現斷路故障，還可以用短路法判斷，即用起子或導線將被懷疑有斷踏故障的電路短接，觀察儀表指針變化或電器設備工作狀況，從而判斷出該電路中是否存在斷路故障。例如懷疑汽車電路中的各種開關有故障，可用導線短接來判斷開關是好還是壞。5.5.4試燈法試燈法就是用一只車用燈泡作為試燈，檢查電路中有無電路故障。例如用試燈的一端和交流發(fā)電機的“電樞”接線柱連接，另一端搭鐵。如果燈不亮，說明蓄電池至交流發(fā)電機“電樞”接線柱間有斷路現象；若燈亮，說明該段線路良好。5.5.5儀表法觀察汽車儀表板上的電流表、水溫表、燃油表、機油壓力表等的指示情況，判斷電路中有無故障。5.6花冠電控系統(tǒng)實驗臺的前景作為有一定使用年限的教學設備，實驗臺的后續(xù)功能開發(fā)是很有必要的。本設計主要是從以下幾方面入手。１、設備本身進行升級前面我們已經對汽車電子技術的發(fā)展有了較為詳細的認識，看見未來電子設備的發(fā)明創(chuàng)造會越來越快，隨之更替的速度也會加速，這對已經完成制作的實驗臺無疑是難以跟上其步伐的。這時只有對其升級，在其原有設備的基礎上對淘汰較快的進行更換，以達到充分利用設備潛能的目的，不斷的延續(xù)實驗臺的使用壽命，減少不必要的資金投入。２、通過預留外界端口或是對其控制線路進行可行范圍內的改造這樣做可以對一些原本不能在實驗臺實現的功能進行演示，讓同一個實驗臺可以完成多個實驗項目，就好象又為此購置了一個實驗臺一樣，符合經濟性的要求。例如，在實驗臺接有自診斷端口接頭，一旦接上轉用的診斷設備就能實現模擬的診斷過程，充分展示數據流功能。如果有相應的發(fā)動機實驗臺架，將其進行連接，便能真正的演示汽車的大部分使用工況，這實際上是對已有臺架的功能進行的很大的擴充。３、實驗臺的控制功能升級根據汽車電器系統(tǒng)中使用的傳感器的工作特性,利用單片機編程模擬信號,同時實現相應的演示功能。并且在信號調試過程中了解車用電器系統(tǒng)信號的特征,完善實驗臺電器系統(tǒng)裝備,實現電器系統(tǒng),電控系統(tǒng)功能合一。同時在故障診斷能力提出更高的要求,能夠在更大程度加強對于學生工程實踐應用能力的培養(yǎng)。汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展,汽車控制裝備的廣泛應用,勢必對汽車相關專業(yè)從業(yè)人員的素質要求越來越高。為更好的適應電子技術的更新,豐田花冠轎車實驗臺對于提升學生的工程實踐能力會將起到巨大的作用。5.7本章小結本章主要介紹了該發(fā)動機實驗臺是如何實現發(fā)動機工況演示及如何設置故障。開發(fā)此功能主要針對教學演示功能的開發(fā)。在試驗中對實車的故障診斷有了更進一部的了解，同時對發(fā)動機的各種故障及故障的排除也有了初步的認識。結論本文首先對發(fā)動機系統(tǒng)的歷史、發(fā)展趨勢及分類、結構和基本原理等做了一番概述，從中也著重說明了發(fā)動機系統(tǒng)目前在汽車安全配置方面的重要性，另一方面，這也意味著發(fā)動機在汽車專業(yè)教學的不可忽略性，而對比自動發(fā)動機性能實驗的多種實驗方法，室內實驗臺無非是最佳的選擇。接著論文分析了國內外自動變速器實驗臺研制現狀，隨后提出了豐田1ZZ-FE發(fā)動機電控系統(tǒng)教學實驗臺總體方案，完成了實驗臺的結構設計。豐田1ZZ-FE發(fā)動機電控實驗臺能形象地模擬和實時演示發(fā)動機工作過程及設置各種故障。該實驗臺架通過儀表盤、傳感器裝置，可直觀反應發(fā)動機作用原理，使汽車的發(fā)動機工作過程更真實易懂。實驗臺操作簡單，結構明了，設計時充分考慮了和實踐教學相結合，可實現故障模擬及檢測。隨著發(fā)動機系統(tǒng)向復合化、集成化、低成本化發(fā)展，發(fā)動機實驗臺也必將在技術上有大的突破。在認真總結前面工作的基礎上，得出以下結論：1、本實驗系統(tǒng)能夠模擬發(fā)動機工作過程。2、可以作為發(fā)動機工作教學演示平臺。3、本課題創(chuàng)新點如下：（1）可動態(tài)設置發(fā)動機系統(tǒng)故障。符合教學對發(fā)動機系統(tǒng)實驗臺的要求；（2）設置了和實驗臺原理圖相融合的檢測端子，更便于教學過程實際故障排除操作的方便性；

參考文獻[1]、黃銀娣，閔永軍，萬茂松編.新型汽車電控系統(tǒng)及其檢修[D].北京：中國林業(yè)出版社，2001.10.[2]、姚國平，舒華，姚建軍主編，汽車電控系統(tǒng)結構原理檢修[J].北京：人民交通出版社，2002.06.[3]、邯鄲北方學校編，怎樣維修電控發(fā)動[G].北京：機械工業(yè)出版社，2003.03[4]、李振榕，唐運程，吳國廣.豐田佳美3VZ-EFI電控發(fā)動機各傳感器的檢測[J];廣西職業(yè)技術學院學報;2008年.[5]、呂傳章主編，汽車維修與檢測診斷[M]。北京:人民交通出版社，2001.

[6]、沈樹盛主編，汽車電器維修經驗集[M].成都:四川科學技術出版社.

[7]、嚴烈主編，AutoCAI)2000機械工程繪圖實例寶典[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2001.

[8]、劉瑞新，趙淑萍，朱世同主編，Aut以二AD2000應用教程[M]北京:機械工業(yè)出版社，2000.[9]、劉劍冰.汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)元件測試試驗臺研究[D];吉林大學;2007年.[10]、鄭家驤，陳桂英.機械制圖及計算機繪圖[J];機械工業(yè)出版社2001年.[11]、黃麗雯，陳渝光.高精度汽車電子點火控制系統(tǒng)[J];微計算機信息;2008年.[12]、張翠平.電控汽油機燃油噴射及點火控制系統(tǒng)的設計與實驗研究[D];太原理工大學;2007年.[13]、揚勝強.現代工程制圖[D];，國防工業(yè)出版社，2001年.[14]、戴少度.材料力學，國防工業(yè)出版社，2000年.[15]、李鴿鵬.電噴發(fā)動機試驗臺架的研發(fā)[D];華中科技大學;2006年.[16]、張金龍，龔元明，唐航波，卓斌.電噴柴油機ECU智能判缸單元電路的設計[J];車用發(fā)動機;2005年01期.[17]、邢忠文，張學仁.金屬工藝學[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社.[18]、于春鵬，李涵武，鮑宇.豐田5A-FE型電控發(fā)動機實驗臺設計[J].應用科技;2008年02期.[19]、王世剛，苗淑杰.機械設計實踐[R].哈爾濱工程大學出版社2003年.[20]、黃麗雯.陳渝光，高精度汽車電子點火控制系統(tǒng)[J].2008年.[21]、濮良貴.機械設計，高等教育出版社2002年。[22]、Deroit.Michigan,DevelopmentofToyata1ZZ-FEEngine[J]NewEngineDesignandAutomotiveFiltration,1998.[23]、Deroit.DevelopmentofToyota1ZZ-FEEngine[J]NewEngineDesignandAutomotiveFiltration,1998.致謝三個多月的畢業(yè)設計結束了，在這三個多月里，經過數次的嘗試和修改，在指導老師鮑宇的精心指導下，我的畢業(yè)設計即將順利完成。在本文即將完成之際，首先感謝我的指導老師鮑宇老師，本論文是在鮑老師的精心指導和嚴格要求下完成的。通過本設計使我對汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)原理及豐田花冠汽車有了更深一步的認識，在這三個多月里遇到了很多的困難，但是最后都在鮑老師的指導下成功解決。通過本次設計使我在今后的學習和工作中無論遇到什么困難，都能勤奮努力、奮發(fā)向上。最后衷心感謝鮑老師在學業(yè)上對我的諄諄教誨。師恩難忘，希望有一天能以工作上的優(yōu)異成績回報老師的教導之情。同時也要感謝所有幫助過我的同學感謝他們對我的關心和支持。感謝車輛工程專業(yè)所有同學對我的幫助和勉勵，同窗之誼，終生難忘！最后，衷心感謝各位專家學者為論文審閱工作付出的辛勤勞動。附錄1EngineOperatingPrinciplesMostautomobileenginesareinternalcombustion,reciprocating4-strokegasolineengines,butothertypeshavebeenused,includingthediesel,therotary(wankel),the2-srtoke,andstratifiedcharge.Reciprocatingmeansupanddowmorbanckandforth,Itistheupanddownactionofapistoninthecylinderblick,orengineblock.Thebilckisanironoraluminumcastingthatcontainsenginecylindersandpassgescalledwaterjacketsforcoolantcirculation.Thetopoftheblockisconveredwiththecylinderhead.Whichformsthecombustionchanber.Thebottomoftheblockiscoveredwithanoilpanoroilsump.Poweriaproducedbythelinearmotionofapistoninacylinder.However,thislinearmotionmustbechangedintorotarymotiontoturnthewheelsofcarsoftrucks.Thepistonisattachedtothetopofaconnectingrodbyapin,calledapistonpinorwristpin.Thebottomoftheconnectingrodisattachedtothecrankshaft.Theconnectingrodtransmitstheup-and-downmotionofthepistontothecrankshaft,whichchangesitintorotarymotion.Term:strokeisusedtoindicatethemovementwithinthecylinderpiston,pistonstrokeisthedistancefromtheenginetypeaccordingtoneedtwo-strokeorfour-strokecycletofinishajobandfourstrokeenginesarealsocalledottoengine,inordertocommemorateGermanengineersotto,heisthefirstapplicationin1876,theprincipleofinfourstrokeengines,cylinderpistonrequiredtocompleteafour-strokecycle,eachstrokeworkaccordingtotheirbehaviornamedrespectively:intakestroke,compressionstroke,functionandexhauststroke.1.IntakestrokeWhenthepistonmovesdown,spraythemixturethroughopenafterenteringtheinletvalve,inordertoachievemaximumcylinderamountofinletinDetroit,arrivebeforeBDC10°,openandexhausthas20°toopentheinletvalveoverlap,hasbeenopenedtothepistonstocomefullyintothemixtureafterabout50°.2.CompressionstrokeThepistonstartmovinguphugeinletvalveclosed,andthemixtureinthecombustionchamber,accordingtothedifferentfactorsincludingcompressioncompressionratio,thethrottlevalve,pressurerevsuptoabout1mpa,closetothetop,thesparkplugstrokeproducesthesparkgapinthebreakdownignitionmixturelighting.3.DoingworkBurninggaspressureofinflationroseto3.5mpa,promotethepistonmovestothecylinder,andexhaustdooropen.4gasstrokeWithexhaustbeforemoreopenabout50°,piston,makeupintheairpressuredropsinexhauststroke,reducebackpressure,dischargewastepistonstroke,forthenextintake,normally,inletinexhaustbeforeopening.Onlytheenginekeeprunning,eachcylinderwithinfourfour-strokecyclecontinuously.Twostrokeenginealsothroughthefour-strokecycletocompleteajobbutintakestroke,compressionstrokeforastroke,doworkscheduleanotherstroke,thefour-strokecycleandtwotermstwotravelitineraryiscalledthetermtwo-cyclebutactuallynotsoaccurate.However,theintakeandthecompressionactionsarecombinedinoneseroke,andthepowerandexhaustactionsarecombinedintheotherstroke.Theterm2-strokecydeor2-strokeispreferredtotheterm2-cyde,whichisreallynotaccurate.Inautomobileengines,allpistonsareattachedtoasinglecrankshaft.themorecylindersanenginehas,themorepowerstrokesproducedforcachrevolution.Thismeansthatan8-cylinderenginerunsmoresmoothlybacausethepoweratrokesareclosertogtherintimeandindegreesofenginerotation.Thecylindersofmulti-cylinderautomotiveenginesarrangedinoneofthreeways.1.Inlineenginesuseasingleblockofcylinder.Most4-cylinderandany6-cylinderenginesareofthisdesign.Thecylindersdonothavetobevertical.Theycanbeinclinedeitherside.2.V-typeenginesusetwoequalbandsofcylinders,usuallyinclined60degreesor90degreesfromthecachother.MostV-typeengineshave6or8cylinders,althoughv-4andv-12engineshavebeenbuilt.3.Horizontallyopposed,orpancakeengineshavetwoequalbanksofcylinders180degreesapart.Thesespacesavingenginedesignsareoftenair-cooled,andarefoundintheChevroletCarvair,Porsches,Subaus,andVolkswagens.Subausdesignisliquidcooled.areoftenair-cooled,andarefoundintheChevroletCarvair,Porsches,Subaus,andVolkswagens.Subausdesignisliquidcooled.Late-modelVolkswagenvansusealiquid-cooledversionoftheaircooledVWhorizontallyopposedengine.發(fā)動機工作原理大多數汽車的發(fā)動機是內燃機，往復四沖程汽油機，但是也有使用其它類型的發(fā)動機，包括柴油機，轉子發(fā)動機，二沖程發(fā)動機和分成燃燒發(fā)動機。往復的意思就是上下運動或前后運動，在往復發(fā)動機中，汽缸中活塞的上下運動產生發(fā)動機的動力，這種那個類型幾乎所有的發(fā)動機都是依賴汽缸體即發(fā)動機缸體，缸體是鑄鐵或鑄鋁制的，它包括發(fā)動機氣缸和冷卻液循環(huán)用的水套。缸體的頂部是汽缸蓋，它組成了燃燒室，缸體地步是油底殼。氣缸內活塞的直線運動產生動力，然而，必須將直線運動轉化成旋轉運動，使汽車車輪轉動，活塞銷將活塞連接在連桿頂部，連桿底部與曲軸連接，使汽車車輪轉動，活塞銷將活塞連桿頂部，連桿底部與曲軸連接，連桿將活塞的往復運動傳遞給曲軸，曲軸將其轉化為旋轉運動，連桿式用連桿曲軸安裝在曲軸上的，用類似的軸承即主軸承將曲軸固定在缸體內。氣缸的直徑稱為發(fā)動機的內徑，排量和壓縮比是兩個常用的發(fā)動機參數，排量是指發(fā)動機的大小，壓縮比試氣缸總容積與燃燒室壓縮容積之比。術語：沖程是用來說明活塞在氣缸內的運動，也就是活塞行程的距離根據發(fā)動機類型的需要二沖程或四沖程來完成一個工作循環(huán)四沖程發(fā)動機也叫做奧托發(fā)動機，為了紀念德國工程師奧托，他是在1876年第一個應用該原理的，在四沖程發(fā)動機中，要求氣缸活塞四沖程來完成一個工作循環(huán)，每個沖程根據其行為命名分別為：進氣沖程，壓縮沖程，作功沖程和排氣沖程。1.進氣沖程當活塞下移時，霧化后的可燃混合氣通過打開的進氣門進入氣缸，為了達到最大的進氣量，進氣門在活塞到達上止點前10°打開，使進、排氣門有20°打開重疊角，進氣門一直打開到活塞到達下止點充分進入混合氣之后50°左右。2.壓縮沖程活塞開始向上移動是時，進氣門關閉，混合氣在燃燒室中壓縮，根據不同因素包括壓縮比，節(jié)氣門開度，發(fā)動機轉速壓力上升到約1兆帕，接近沖程頂部時，火花塞產生的電火花在擊穿點火間隙點燃可燃混合氣。3.作功沖程燃燒膨脹的氣體產生的壓力上升到3.5個兆帕時，推動活塞下移，接近汽缸底時，排氣門打開。4.燃氣沖程隨著排氣門開啟約不止點前50°，活塞回升，使氣缸內壓力下降在排氣沖程，減少對活塞回壓，排出廢氣，為下一個進氣沖程作準備，通常情況下，進氣門在排氣沖程完成前打開。只有發(fā)動機保持運轉，每個氣缸內四個沖程循環(huán)連續(xù)不斷地重復下去。兩沖程發(fā)動機也同樣通過四行程來完成，一個工作循環(huán)但是進氣沖程，壓縮沖程合為一個沖程，作功沖程行程另一個沖程，術語兩行程循環(huán)和兩行程就是所謂的術語雙循環(huán)但實際上并不太準確。在所用的汽車發(fā)動機中，所有的活塞都是固定在一個曲軸上的，汽缸中發(fā)動機越多，每轉為發(fā)動機的作功沖程產生越多的動力，這就意味著八缸發(fā)動機運轉的越平順，因為發(fā)動機在作功沖程中運轉時間和旋轉角度緊密。多氣缸發(fā)動機有三種排列形式，任其一種1.直列式發(fā)動機用一個氣缸體，大多數四缸發(fā)動機和一些六缸發(fā)動機都采用這種型式，這種氣缸不必垂直分布，它們可以向任一方向傾斜。2.V-型發(fā)動機用兩排同樣的氣缸，通常家教為60°或90°，大多數有六缸或八缸，盡管四缸和十二缸也有采用V型的。3.臥式或者對置式發(fā)動機有兩排互為180°的氣缸，這些節(jié)省式發(fā)動機設計通常采用風冷式，在雪佛蘭、富士、大眾車采用這種型式，富士汽車采用水冷式，在頂置式風冷發(fā)動機中，大眾的新型廂式汽車采用水冷式。附錄21ZZ-FE發(fā)動機實驗臺使用說明及注意事項在使用本實驗臺前，請仔細閱讀實驗臺使用說明及注意事項，按照規(guī)范操作，防止損壞實驗臺或對實驗人員人身傷害。一、實驗臺使用說明1.電源連接將電瓶正負極線分別連接，先負后正。將開關鑰匙打到ON位置，整臺教具實驗臺啟動。2.點火開關將開關鑰匙打到ON位置，將檔桿撥到P或N檔。整臺教具實驗臺啟動。開關旋至OFF位置時，實驗臺停轉。3.換檔桿用于選擇變速器的檔位，當選檔桿置于D位置時，變速器會發(fā)動機轉速的變化在1、2、3、4檔之間變換。當換檔桿置于2位置時，變速器能在1和2檔之間變換。當檔位掛不動時，查看換擋桿拉索線路有無問題。4.節(jié)氣門傳感器開度控制旋鈕實驗時旋轉該旋鈕，能改變節(jié)氣門開度大小，并將此時的開度信號傳給ECU，使變速器能夠順利換擋。5.組合儀表為便于監(jiān)測發(fā)動機在不同工況和各個檔位下運行時的狀態(tài)，在實驗臺顯示面板的正下方安裝主油路壓力表；水溫表；節(jié)氣門位置傳感器表等。6.電腦檢測端子面板布置了電腦檢測端子，配合萬用表檢測如節(jié)氣門位置傳感器、車速傳感器、O/D檔速度傳感器、電磁閥等各種傳感器和執(zhí)行器的電壓及電阻值，這樣就可以檢測出發(fā)動機是否正常。7.OBD-Ⅱ自診斷接口配合使用豐田自診斷接口專用解碼儀來檢測發(fā)動機的故障并進行維修。二、注意事項1.實驗臺使用的電源有12V蓄電池直流電源，請勿使用不同規(guī)格電源，以防止損壞元器件。2.因為該設備采用12V電源，故使用該設備前為了防止漏電、靜電和損壞電器元件，設備本身一定要接地。設備用完后請及時斷電。3.設備運轉時，請與發(fā)動機旋轉部件保持足夠的安全距離，以防對人體造成傷害。4.進行故障模擬實驗時，請勿破壞別的線路的連接。5.使用結束后，請關閉點火開關，斷開蓄電池連線。6.其他相關事項請聽從專業(yè)人員指導。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器HYPERL