试卷代号 : 2 5 1 4 座位号I I I 中央广播电视大学 20 1 0-20 1 1学年度第二学期"开放专科"期末考试(开卷) 汽车发动机电控系统的结构与维修 ( A )试题 2011 年7 月 |题号 I - I 二|三|四|五|总分||分数 I I I I I I I 得分|评卷人 一、判断题(每题 2分,共10分.对的划~,错的划 X ) 1. 采用电压驱动电路时,低电阻喷油器线圈串接一个附加 电阻,是为了限制通过线圈的电流,防止线圈因过热而损坏.( ) 2. 相对于电压驱动电路,用电流驱动方式 降低 喷油器的动态响应性 能.()3. 在发 动机尚未运转的情况下,不管安 装在什么位置的绝对 压力 传感器测出的气压都是环境压力.( ) 4. 空燃比闭环控制的目标值是 服从 于三效催化转 化器能够发挥 最 大转 化效率,有利降低排气中的有害成分的空燃比"窗口"中心值的.( ) 5. 在催化转 化 器前后 各 安装 一个氧传感器,称为双氧传感器,当催化转化器的转化能力很强时,两个氧传感器输出的信号非常接近.( ) 得分|评卷人 二、填空题(每空 1分,共10分) 1. 合适 的点火时间的选择,就是要使爆发压力的最高点在压缩上止点之后曲轴转角,这样才能推动曲轴正向旋转. 2. 由排气管向大气中排放的气体物质取决于三效催化转化器的转化效率,而和是影 日向转化效率的最主要因素 o 2314 3. 作为车用冷却水温传 感器和进气 温度 传感器的大多是传感器. 4. 若保 持喷嘴内(油轨内)和喷嘴外(进气管内或汽缸内)的压力差恒定,只需要改变就可以改变喷泊流量. 5. 闭环控制燃油供给量的目的是保证 的正常高效率工作. 6. 能够被点燃着火的混合 气的浓和稀的界限,被称为7. 一般发动机的运行设计 了 至少3 种有控制目标值的闭环控制模式,它们是;一为以爆震为边界的闭环控制;二为以固定的几个转速为目标的 闭环控制;三为以某一个空燃比值为目标的'闭环控制. 得分|评卷人 三、名词解释题(每题 5分,共20分) 1. 初始点火提前角:2. 时间恒定的压力调节方式 : 3. 废气 再循 环控制:4. 顺序 喷射方 式:得分|评卷人 四、简答题(每题 5分,共30分) 1. 请简单阐述电动真空泵的作用.2. 单点和多点汽油喷射的发动机和油路系统有 什么相同点,有什么不同点,为什么?3. 如 何选择 多点电喷系统的喷油时序?4. 化油器式供油与喷射式供油(单点和多点)比较,在分配均匀性、雾化和响应方面有何异同? 5. 轴针式喷油器和孔式喷油器在 结构 上各有哪些特点 ? 6. 车 载诊 断系统(OBD) 的功能和任务应该是什么?如何设置它才能真正完成它应该完成的任务? 2315 得分|评卷人 五、分析题(每题 1 0分,共30分) 1. 近 年来 的一些研究 发现,闭环控制 空燃比时会发生空燃比随负荷升高而变稀的现象 , 为什么?解决措施是什么? 2. 现代汽车上为什么使用双氧传感器?双氧传感器在判断催化 器是否失效及 精确控制空燃比方面有怎样的作用? 3. 这是典型的电控系统图(参见教材54 页).请回答以下问题o4町、;11 k f' lug ~ 1 门·人i巳生ιAI .'1 、 1 们~芒丁丁 f口2- 礼A:; 百F.:币XτJ斗.~ 川 :门w L λ ! 叭」俨牛俨>\.I, J~ 工ι-,叫 飞4ι八川' \ 川 川川 川』一上l.r-i 卜--V' l.1 川rll 川!川川1ο飞n 1 口2·.-~ 叫:i lr?瓦E 百了→一一 →二二 立J'"川川 4 付刷"Jt-C4悍3 II (ιμ 咱三主- - I E~';l 高II (也"1←一斗,一-一 -一 LST\\ ii·f) ; " ←-一f:Cl\1 飞飞 t~,,',川st 飞C.'f';;(:n" l 止1 1 ~币1飞川.... -..J""'--...r- ..,-'之门:-,~~'R:; 川卜、 I ,一月一←一'一+…命、 ikkfudLJ i 1川;mjl W ~iL 1-:.1:. 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X 二、填空题(每空 1分,共10分) 1. 5°-"'10 . 2. 混合气的浓度(空燃比)温度3. 热敏电阻式 4. 喷嘴开启时间的长短5. 三 效催化 转化器6. 着火界限7. 点火提前 角闭环怠速混合 气浓度三、名词解释题(每题 5分,共20分) 1. 初始点火提前角:在有些电控点火系中,ECU 把判缸信号出现后的第一个转速信号过零点定为压缩行程上止点前 1 0° ,并以这个角度作为点火提前角计算基准点,称之为初始点火 提前角 o 2. 时间恒定的压力调节方式 : 如果量孔是常开的,可通过改变量孔内外的压力差来调节燃油流量,压力差大则燃油流量大;压力差小,则燃油流量小.这种调节方式称为"时间恒定的 压力调节方式". 3. 废气 再循环 控制:在采用废气再循环的发动机中,ECU 根据发动机的运行工况,通过真空电磁阀对废气再循环过程及再循环废气量进行控制,以降低 N O的生成量 O 4. 顺序喷射方式 , 也称独立喷射方式 . 发动机运 行期间,喷油器按各缸的工作顺序,依次把汽油喷人各缸的进气歧管,发动机曲轴每转二转,各缸喷油器轮流喷油一次. 2317 四、简答题(每题 5分,共30分) 1. 答:电动真空泵由电动马达和叶轮泵 组成O电动马达给叶轮泵 提供 动力.在离心力的作用下,在套圈的环形内壁处的叶轮被推出.偏心安装的套圈导致进口通道真空增加和出口 通道真空降低,因此空气流入吸气室并由叶轮推到泵出口,从而在制动伺服装置的连接管处存 在真空. 2. 答:单点喷射的喷油器.安装在进气总管上o喷射时要求油束锥角要大.所以,只能使用多孔喷嘴或轴针式喷嘴.而多点喷射,每个气缸进气管安装一个喷油器.并选用油束锥 角较小的轴针式喷嘴,或单孔喷嘴 o将汽油射向进气门盘的中央.对于四门发动机,采用双孔 式喷油器,向两个进气门各喷出一股燃油. 3. 答:只要给电脑提供 曲轴基准位置、转角和转速信号 o 电脑中的单片机,就能根据当前的喷泊脉宽和转速.用内存软件计算出,应在何时对那个气缸的喷油器驱动电路,发出喷油控 制信号. 4. 答:单点式喷射与化油器供 油方式,在分配均匀性上基本相同.但雾化性和响应性要优于化油器.多点喷射供油在分配均匀性、雾化性尤其是响应性都要优于单点式喷射供泊. 5. 答:根据喷油器针阀的结构特点,可分为轴针式喷油器和孔式 喷油器.(1) 轴针式喷油器轴针式喷油器针阀的前端有一段轴针,喷油器关闭时轴针稍稍露出喷孔.喷油器工作时, 轴针在喷孔内上下运动,因此喷孔不会堵塞 O但由于使用轴针的缘故,喷孔直径比孔式喷油器 大,所以汽油的雾化质量稍逊于孔式喷油器.另外,由于针阀的质量较大,因此动态响应特性 不如采用球阀式的孔式喷油器. (2) 孔式喷油器孔式喷油器的针阀端部有锥形或球形两种形状,采用球形端部的喷油器,通常称为 球阀式喷油器.孔式喷油器一般采用 1 -2个喷孔,喷孔直径 O . 15-0.30 mm . 孔式喷油器由于喷孔较小,因此汽油的雾化质量较好,有利于提高汽油汽化速度,但由此带来的 不足是喷孔容易堵塞.另外,球形端部针阀的质量仅为轴针式针阀的一半左右,因此具 有很好的动态响应特性. 6. 答:车载故障诊 断系统的主要任务就是,发现电路系统中出现的问题.为了能够发现问题,就必须有能够反映问题的信息,而这些信息必须是可以被计算机接受的模拟量或数字 量 o通常给这些信息设定一个边界值,工作中只要超过这个边界值,报警系统就可以发出报警 信号,同时,把故障码以某种形式触存在电脑中 O 2318 五、分析题(每题 1 0分,共30分) 1. 答:原因在于氧传感 器只能感受排气 中的自由氧,不能感受存在于NOx 中的氧,而负荷升高时 NOx 生 成量增 多,结果 使同一φa 在发动机负荷高时排气中的氧气分压较低,氧传感器就会输出一个较高的电压,使正常的混合气被 ECU 误判为偏浓而通过指令减少喷泊,导致实际空燃比偏稀而催化剂对 N Ox 的转化率降低 o 对于这种现象,若氧传感器输出特性呈陡直阶跃就无法纠正,而有一条斜线段的输出特性 则可以通过相应适当地改变闭环控制的比较电压值的办法加以解决(负荷升高时相应适当加 大比较电压 ) ,即进行所谓"氧传感器中值电压修正". 显然,只要电控系统能进行这种中值电压修正,不同工况下因排气温度不同而引起的氧传 感器输出特性改变,以及不同工况下通过催化转化器的排气体积流量不同所引起的催化剂空 燃比特性上的高效转化窗口的改变,也都可以利用中值修正予以补偿或获得相应的改变. 2. 答:双氧传 感器最初是为判断三效催化转化器的故障而设置的o后来,利用其自动寻优做到精确控制空燃比 o 双氧传感器在判断催化器是否失效方面的作用. 当在汽车排气管上三效催化转化器的前面和后面各安装一令氧传感器时,传感器的信号 输出将随着混合气空燃比的变化呈现出同样趋势的电压变化.也就是说,前、后氧传感器都将 因测量点氧浓度的不同而波动 o 前氧传感器信号输出的幅值是比较大的,而后氧传感器信号输出的幅值则与三效催化转 化器的转化能力有密切的关系.新鲜的催化剂转化能力还很强,排气中的剩余氧含量很少,后 氧传感器的输出信号电压变化的幅值就非常小.当然,一旦后氧传感器的输出信号电压变化 幅值变大,则说明三效催化转化器的转化能力劣化了.可以设定前、后氧传感器输出信号电压 变化的幅值差缩小到什么程度,就必须报告催化器必须更换.而氧传感器自身输出信号幅值 韵缩小则说明氧传感器出了故障,需要更换. 双氧传感器在精确控制空燃比,以达到催化器最高转化效率方面的作用. 在前面我们看到了装在催化器前面和后面的两个氧传感器输出的不同,输出信号幅值差 越大,说明催化剂的转化效率越高.为达到 GB183 5 2. 3排放法规必须充分利用三效催化转化 器的转化能力,几乎会要求混合气的浓度保持在催化器的空燃比"窗口中, b "浓度,而不是理 论空燃比浓度,转化效率也要保持在 9 5 %以上.而催化剂的"窗口中心"在催化剂新鲜和使用 后是不一样的,一般会向混合气偏浓(空燃比数值减小)方向偏移 o此时,就要随时调整闭环控 制时的目标空燃比,使之与催化剂的"窗口中心"始终保持重合.因此,在发动机和催化器的精 2319 确匹配中以及法规要求的使用寿命里程之内(欧洲 m号要求 10万英里,即16万千米; GB18352. 3-2005 要求8 万千米〉都会很 好地 利用 双 氧传感 器的特性 , 随 时微 量改变空燃比中值,寻找前后氧传感器输出信号的幅值差最大的点,由自学习系统记录下来并予以实施.具有 此项自动寻优功能的 ECU系统就可以在前后氧传感器输出信号的幅值差不再能够大于某一 个设定值时报告"必须维修,更换催化器". 3. 答:(1)1342; (2) 多点;(3) 传感 器:节气门传感器、进气 压力 传感器、冷却水温度传感 器、进气温度 传感器、氧传感器、车速传感器; 执行器:怠速执行器、喷油器; (4) 平动电磁式 怠速执行 器.2320
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试卷代号 : 2 5 1 4 座位号I I I 中央广播电视大学 20 1 0-20 1 1学年度第二学期"开放专科"期末考试(开卷) 汽车发动机电控系统的结构与维修 ( A )试题 2011 年7 月 |题号 I - I 二|三|四|五|总分||分数 I I I I I I I 得分|评卷人 一、判断题(每题 2分,共10分.对的划~,错的划 X ) 1. 采用电压驱动电路时,低电阻喷油器线圈串接一个附加 电阻,是为了限制通过线圈的电流,防止线圈因过热而损坏.( ) 2. 相对于电压驱动电路,用电流驱动方式 降低 喷油器的动态响应性 能.()3. 在发 动机尚未运转的情况下,不管安 装在什么位置的绝对 压力 传感器测出的气压都是环境压力.( ) 4. 空燃比闭环控制的目标值是 服从 于三效催化转 化器能够发挥 最 大转 化效率,有利降低排气中的有害成分的空燃比"窗口"中心值的.( ) 5. 在催化转 化 器前后 各 安装 一个氧传感器,称为双氧传感器,当催化转化器的转化能力很强时,两个氧传感器输出的信号非常接近.( ) 得分|评卷人 二、填空题(每空 1分,共10分) 1. 合适 的点火时间的选择,就是要使爆发压力的最高点在压缩上止点之后曲轴转角,这样才能推动曲轴正向旋转. 2. 由排气管向大气中排放的气体物质取决于三效催化转化器的转化效率,而和是影 日向转化效率的最主要因素 o 2314 3. 作为车用冷却水温传 感器和进气 温度 传感器的大多是传感器. 4. 若保 持喷嘴内(油轨内)和喷嘴外(进气管内或汽缸内)的压力差恒定,只需要改变就可以改变喷泊流量. 5. 闭环控制燃油供给量的目的是保证 的正常高效率工作. 6. 能够被点燃着火的混合 气的浓和稀的界限,被称为7. 一般发动机的运行设计 了 至少3 种有控制目标值的闭环控制模式,它们是;一为以爆震为边界的闭环控制;二为以固定的几个转速为目标的 闭环控制;三为以某一个空燃比值为目标的'闭环控制. 得分|评卷人 三、名词解释题(每题 5分,共20分) 1. 初始点火提前角:2. 时间恒定的压力调节方式 : 3. 废气 再循 环控制:4. 顺序 喷射方 式:得分|评卷人 四、简答题(每题 5分,共30分) 1. 请简单阐述电动真空泵的作用.2. 单点和多点汽油喷射的发动机和油路系统有 什么相同点,有什么不同点,为什么?3. 如 何选择 多点电喷系统的喷油时序?4. 化油器式供油与喷射式供油(单点和多点)比较,在分配均匀性、雾化和响应方面有何异同? 5. 轴针式喷油器和孔式喷油器在 结构 上各有哪些特点 ? 6. 车 载诊 断系统(OBD) 的功能和任务应该是什么?如何设置它才能真正完成它应该完成的任务? 2315 得分|评卷人 五、分析题(每题 1 0分,共30分) 1. 近 年来 的一些研究 发现,闭环控制 空燃比时会发生空燃比随负荷升高而变稀的现象 , 为什么?解决措施是什么? 2. 现代汽车上为什么使用双氧传感器?双氧传感器在判断催化 器是否失效及 精确控制空燃比方面有怎样的作用? 3. 这是典型的电控系统图(参见教材54 页).请回答以下问题o4町、;11 k f' lug ~ 1 门·人i巳生ιAI .'1 、 1 们~芒丁丁 f口2- 礼A:; 百F.:币XτJ斗.~ 川 :门w L λ ! 叭」俨牛俨>\.I, J~ 工ι-,叫 飞4ι八川' \ 川 川川 川』一上l.r-i 卜--V' l.1 川rll 川!川川1ο飞n 1 口2·.-~ 叫:i lr?瓦E 百了→一一 →二二 立J'"川川 4 付刷"Jt-C4悍3 II (ιμ 咱三主- - I E~';l 高II (也"1←一斗,一-一 -一 LST\\ ii·f) ; " ←-一f:Cl\1 飞飞 t~,,',川st 飞C.'f';;(:n" l 止1 1 ~币1飞川.... -..J""'--...r- ..,-'之门:-,~~'R:; 川卜、 I ,一月一←一'一+…命、 ikkfudLJ i 1川;mjl W ~iL 1-:.1:. 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X 二、填空题(每空 1分,共10分) 1. 5°-"'10 . 2. 混合气的浓度(空燃比)温度3. 热敏电阻式 4. 喷嘴开启时间的长短5. 三 效催化 转化器6. 着火界限7. 点火提前 角闭环怠速混合 气浓度三、名词解释题(每题 5分,共20分) 1. 初始点火提前角:在有些电控点火系中,ECU 把判缸信号出现后的第一个转速信号过零点定为压缩行程上止点前 1 0° ,并以这个角度作为点火提前角计算基准点,称之为初始点火 提前角 o 2. 时间恒定的压力调节方式 : 如果量孔是常开的,可通过改变量孔内外的压力差来调节燃油流量,压力差大则燃油流量大;压力差小,则燃油流量小.这种调节方式称为"时间恒定的 压力调节方式". 3. 废气 再循环 控制:在采用废气再循环的发动机中,ECU 根据发动机的运行工况,通过真空电磁阀对废气再循环过程及再循环废气量进行控制,以降低 N O的生成量 O 4. 顺序喷射方式 , 也称独立喷射方式 . 发动机运 行期间,喷油器按各缸的工作顺序,依次把汽油喷人各缸的进气歧管,发动机曲轴每转二转,各缸喷油器轮流喷油一次. 2317 四、简答题(每题 5分,共30分) 1. 答:电动真空泵由电动马达和叶轮泵 组成O电动马达给叶轮泵 提供 动力.在离心力的作用下,在套圈的环形内壁处的叶轮被推出.偏心安装的套圈导致进口通道真空增加和出口 通道真空降低,因此空气流入吸气室并由叶轮推到泵出口,从而在制动伺服装置的连接管处存 在真空. 2. 答:单点喷射的喷油器.安装在进气总管上o喷射时要求油束锥角要大.所以,只能使用多孔喷嘴或轴针式喷嘴.而多点喷射,每个气缸进气管安装一个喷油器.并选用油束锥 角较小的轴针式喷嘴,或单孔喷嘴 o将汽油射向进气门盘的中央.对于四门发动机,采用双孔 式喷油器,向两个进气门各喷出一股燃油. 3. 答:只要给电脑提供 曲轴基准位置、转角和转速信号 o 电脑中的单片机,就能根据当前的喷泊脉宽和转速.用内存软件计算出,应在何时对那个气缸的喷油器驱动电路,发出喷油控 制信号. 4. 答:单点式喷射与化油器供 油方式,在分配均匀性上基本相同.但雾化性和响应性要优于化油器.多点喷射供油在分配均匀性、雾化性尤其是响应性都要优于单点式喷射供泊. 5. 答:根据喷油器针阀的结构特点,可分为轴针式喷油器和孔式 喷油器.(1) 轴针式喷油器轴针式喷油器针阀的前端有一段轴针,喷油器关闭时轴针稍稍露出喷孔.喷油器工作时, 轴针在喷孔内上下运动,因此喷孔不会堵塞 O但由于使用轴针的缘故,喷孔直径比孔式喷油器 大,所以汽油的雾化质量稍逊于孔式喷油器.另外,由于针阀的质量较大,因此动态响应特性 不如采用球阀式的孔式喷油器. (2) 孔式喷油器孔式喷油器的针阀端部有锥形或球形两种形状,采用球形端部的喷油器,通常称为 球阀式喷油器.孔式喷油器一般采用 1 -2个喷孔,喷孔直径 O . 15-0.30 mm . 孔式喷油器由于喷孔较小,因此汽油的雾化质量较好,有利于提高汽油汽化速度,但由此带来的 不足是喷孔容易堵塞.另外,球形端部针阀的质量仅为轴针式针阀的一半左右,因此具 有很好的动态响应特性. 6. 答:车载故障诊 断系统的主要任务就是,发现电路系统中出现的问题.为了能够发现问题,就必须有能够反映问题的信息,而这些信息必须是可以被计算机接受的模拟量或数字 量 o通常给这些信息设定一个边界值,工作中只要超过这个边界值,报警系统就可以发出报警 信号,同时,把故障码以某种形式触存在电脑中 O 2318 五、分析题(每题 1 0分,共30分) 1. 答:原因在于氧传感 器只能感受排气 中的自由氧,不能感受存在于NOx 中的氧,而负荷升高时 NOx 生 成量增 多,结果 使同一φa 在发动机负荷高时排气中的氧气分压较低,氧传感器就会输出一个较高的电压,使正常的混合气被 ECU 误判为偏浓而通过指令减少喷泊,导致实际空燃比偏稀而催化剂对 N Ox 的转化率降低 o 对于这种现象,若氧传感器输出特性呈陡直阶跃就无法纠正,而有一条斜线段的输出特性 则可以通过相应适当地改变闭环控制的比较电压值的办法加以解决(负荷升高时相应适当加 大比较电压 ) ,即进行所谓"氧传感器中值电压修正". 显然,只要电控系统能进行这种中值电压修正,不同工况下因排气温度不同而引起的氧传 感器输出特性改变,以及不同工况下通过催化转化器的排气体积流量不同所引起的催化剂空 燃比特性上的高效转化窗口的改变,也都可以利用中值修正予以补偿或获得相应的改变. 2. 答:双氧传 感器最初是为判断三效催化转化器的故障而设置的o后来,利用其自动寻优做到精确控制空燃比 o 双氧传感器在判断催化器是否失效方面的作用. 当在汽车排气管上三效催化转化器的前面和后面各安装一令氧传感器时,传感器的信号 输出将随着混合气空燃比的变化呈现出同样趋势的电压变化.也就是说,前、后氧传感器都将 因测量点氧浓度的不同而波动 o 前氧传感器信号输出的幅值是比较大的,而后氧传感器信号输出的幅值则与三效催化转 化器的转化能力有密切的关系.新鲜的催化剂转化能力还很强,排气中的剩余氧含量很少,后 氧传感器的输出信号电压变化的幅值就非常小.当然,一旦后氧传感器的输出信号电压变化 幅值变大,则说明三效催化转化器的转化能力劣化了.可以设定前、后氧传感器输出信号电压 变化的幅值差缩小到什么程度,就必须报告催化器必须更换.而氧传感器自身输出信号幅值 韵缩小则说明氧传感器出了故障,需要更换. 双氧传感器在精确控制空燃比,以达到催化器最高转化效率方面的作用. 在前面我们看到了装在催化器前面和后面的两个氧传感器输出的不同,输出信号幅值差 越大,说明催化剂的转化效率越高.为达到 GB183 5 2. 3排放法规必须充分利用三效催化转化 器的转化能力,几乎会要求混合气的浓度保持在催化器的空燃比"窗口中, b "浓度,而不是理 论空燃比浓度,转化效率也要保持在 9 5 %以上.而催化剂的"窗口中心"在催化剂新鲜和使用 后是不一样的,一般会向混合气偏浓(空燃比数值减小)方向偏移 o此时,就要随时调整闭环控 制时的目标空燃比,使之与催化剂的"窗口中心"始终保持重合.因此,在发动机和催化器的精 2319 确匹配中以及法规要求的使用寿命里程之内(欧洲 m号要求 10万英里,即16万千米; GB18352. 3-2005 要求8 万千米〉都会很 好地 利用 双 氧传感 器的特性 , 随 时微 量改变空燃比中值,寻找前后氧传感器输出信号的幅值差最大的点,由自学习系统记录下来并予以实施.具有 此项自动寻优功能的 ECU系统就可以在前后氧传感器输出信号的幅值差不再能够大于某一 个设定值时报告"必须维修,更换催化器". 3. 答:(1)1342; (2) 多点;(3) 传感 器:节气门传感器、进气 压力 传感器、冷却水温度传感 器、进气温度 传感器、氧传感器、车速传感器; 执行器:怠速执行器、喷油器; (4) 平动电磁式 怠速执行 器.2320