汽车电子点火与电控燃油喷射教学系统设计

第一篇：汽车电子点火与电控燃油喷射教学系统设计

目录

0引言...................................................................................................................................................................1 1绪论...................................................................................................................................................................2

1.1选题背景及意义.....................................................................................................................................2 1.2国内外文献综述.....................................................................................................................................2 1.3论文设计的理论依据.............................................................................................................................3 1.4主要设计内容与本文的结构说明.........................................................................................................3 2 虚拟实验仪的总体设计...................................................................................................................................3 3虚拟实验仪的硬件结构....................................................................................................................................4

3.1电子点火与电控燃油喷射系统结构.....................................................................................................4

3.1.1 实验台所用传感器.....................................................................................................................4 3.1.2 实验台所用执行器.....................................................................................................................5 3.2.1 USB6211数据采集卡.................................................................................................................6 4 虚拟实验仪的软件结构设计...........................................................................................................................7

4.1软件基本结构设计.................................................................................................................................7

4.2程序框图的设计.....................................................................................................................................7

4.2.1欢迎界面的设计..........................................................................................................................7 4.2.3动态演示部分的设计..................................................................................................................8 4.2.4数据采集部分的设计..................................................................................................................8 4.2.5数据存储部分的设计..................................................................................................................9 4.3前面板显示界面...................................................................................................................................10 5 系统验证........................................................................................................................................................12 6 发布应用程序................................................................................................................................................14 7 结论................................................................................................................................................................14 8 参考文献........................................................................................................................................................15 9 致谢................................................................................................................................................................15

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汽车电子点火与电控燃油喷射教学系统设计

赵海新

（河北科技师范学院 机电工程学院 农业机械化及其自动化专业0601）

指导教师：李国昉

摘要：在现代汽车上，电子点火和电控燃油喷射装置因其优越性而得到了日益的普及。在实验室中，电子点火与电控燃油喷射系统的模拟实验教学就显得尤为紧迫。基于LabVIEW图形化编程语言和应用DAQ数据采集硬件可大大提高工作效率，减少了测试和测量工作的复杂性，因此得到了广泛的应用。在测试和测量以及工业自动化领域中，绝大多数科研人员和工程师更倾向于使用基于USB总线的数据采集系统。在应用LabVIEW软件和USB6211数据采集卡硬件的基础上开发汽车电子点火与电控燃油喷射系统的虚拟实验仪，该实验仪实现了数据的实时采集和存储，达到了在PC机上检测各个传感器的功能，为教学提供了动态的实验环境，使学生对电子点火与电控燃油喷射系统的实验有了更直观的了解。关键词：电子点火；电控燃油喷射；LabVIEW；DAQ；USB6211

Abstract: In the modern automobile, electronic ignition and electronic controlled fuel injection devices have been growing because of their superiority and popularity.In the laboratory, simulation teaching of electronic ignition and electronically controlled fuel injection system is particularly urgent.Based on the LabVIEW graphical programming language and application of DAQ data acquisition hardware can get more efficiency, reduce the complexity of test and measurement work, therefore it has a wide range application.In measurement and industrial automation, most scientists and engineers tend to use USB-based Data Acquisition System.On the basic of the application of LabVIEW software and the USB6211 data acquisition hardware developed the virtual tester of an electronic ignition and electronically controlled fuel injection system.The tester can achieve a run-time data acquisition,storage, and test the various sensor features on the PC.The design obtained a dynamic experiment teaching environment, students have a more intuitive understanding of experiments electronic ignition and electronic fuel injection systems.Keywords: Electronic ignition;Electronic controlled fuel injection;LabVIEW;DAQ;USB6211 0引言

在现代汽车上，电子点火与电控燃油喷射装置因其性能优越而得到了日益普及。电子喷油装置可以自动地保证发动机始终工作在最佳状态，使其在输出一定功率的条件下最大限度地节油和净化空气。经过实验并修正得到发动机最佳工况时的供油控制规律、事先把这些客观规律编成程序存在微机的存储器中，当发动机工作时，根据各传感器测得的空气流量、排气管中含氧量、进气温度、发动机转速及工作温度等参数，按预先编好的运算程序进行运算、然后和内存中的最佳工况的参数进行比较和判断再调整供油量[1]。这样就能够使发动机一直处于最优工作条件下运行，从而使发动机的综合性能得到提高。点火装置由微机、传感器及其接口、执行机构等几部分构成。该装置可根据传感器送来的发动机各种参数进行运算、判断，然后进行点火时刻的调节，这样可以节约燃料，减少空气污染。此外，新型发动机电子控制装置还有自适应控制、智能控制及自诊断操作等。一般认为，发动机电子控制装置的节能效果在15%以上，而效果更明显的则是在环境保护方面[2]。

LabVIEW（Laboratory Virtual instrument Engineering Workbench）是一种类似于C和BASIC的图形化编程语言的开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，程序的编写是以框图的形式进行的。它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。

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它主要的方便之处在于只有一个硬件的情况下，通过改变软件，就可以实现不同仪器仪表的功能，相当于软件即硬件[3]。

1绪论

1.1选题背景及意义

随着电子及软件技术的快速发展，汽车电子在汽车产业中所占比例越来越大。从汽车的舒适性到稳定性乃至安全性的实现中，汽车电子产品都担任着至关重要的角色，并且正发挥着越来越广泛的作用。汽车电子产品厂商也正面临着巨大的市场挑战——提高产品质量、加快生产周期、降低生产成本等等。在这样的条件下，对汽车电子产品的测试设备的要求日益增高目前汽车厂商推出新车型的周期越来越短，以满足不断发展的市场要求。对于在国外设计，国内生产的汽车电子产品而言，国内厂商需要在短时间内建立完整的测试线；而对于国内自主设计的汽车电子产品，往往要求测试线不但能够进行出厂前测试，还需要承担部分设计验证任务，因而在产品研发阶段就要实现测试系统，同时需要预先考虑由于产品改进而引起的测试设备变动。苛刻的时间要求还体现在提高测试效率上。对于大批量生产的产品，利用功能单

一、需要操作人员手工操作的传统测试设备很难达到时间和质量上的要求。因此使用自动化测试设备成为提高产品质量和产量必不可少的条件。基于虚拟仪器技术的汽车电子测试平台，可以极大地方便各厂商进行汽车电子产品测试。在这样的背景下，应用LabVIEW开发出模拟测试测量实验台的教学系统就显得尤为重要了。

当今社会需要新的工科毕业生具备有协调能力、协作精神、工程项目技能，以便为适应团队工作环境做准备，因此学生教育的重要部分是在实验课中获得实际经验，如关于现代仪器、插件式的数据采集卡和有计算机控制的独立仪器方面的经验。将虚拟仪器及数据设备应用到教学实验中去，使得传统意义上的仪器功能，包括数据采集、数据分析和数据显示，都可以在计算机上通过软件来实现，也即实现了实验室向虚拟实验室的过渡，有利于学生素质的提高[4]。

1.2国内外文献综述

20世纪80年代中期，随着计算机技术与电子技术的飞速发展，在以计算机为平台的测控仪器中软件和总线的作用日益突出，实验仪器的物理功能越来越多，对计算机功能的要求越来越强，传统的硬件化仪器的固有缺点（如封闭性、缺乏灵活性、响应速度慢等）已使它越来越不能满足测试功能日益强大的要求。计算机总线技术、软件技术及相关技术的发展，使得微机在计算机仪器上的作用远远超出了计算机仪器发展初期主要用来完成控制的范围。虚拟仪器通过软件将计算机硬件资源和仪器有机结合产生强大的计算与控制能力，使其在一定的实时性要求下取代许多原来由硬件完成的功能及许多硬件所不能胜任的功能。虚拟仪器由于其功能灵活，很容易构建，应用极为广泛。尤其在科研、开发、测量、计量、测控等领域更是不可多得的好工具。虚拟仪器技术十分符合国际上流行的“硬件软件化”的发展趋势，因而常被称作“软件仪器”。更值得一提的是，基于PC 的数据采集NI-DAQ（National Instrument driver software for DAQ hardware），即美国国家仪器公司的DAQ 硬件驱动软件的出现，彻底改变了工程师和科学家们进行测量的方式．它可以利用计算机的强大功能帮助人们有效地开发测量与控制应用．DAQ 驱动软件的一个优点是软件定时与硬件定时的单点I/O，可在50 kHz 执行．它们的速度与以前的单点I/O 速度相比，分别提高了20 倍和2 倍．从温度与位置测量到过程控制与制造，该驱动软件比以前的版本能更容易更快地进行测量与获取信息，因此用NI-DAQ 可以更方便地构建性能更好的数据采集系统[5]．

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1.3论文设计的理论依据

传统的电子点火与电控燃油喷射系统实验因其缺少动态的实验观察平台和显示界面，难以达到现代化启发式教学的要求，也不能使学生通过实验真正的理解实验原理，得到实验产生的数据从而进行分析[6]。所以应用现代化的教学手段除在硬件方面提高技术含量和性能指标满足使用者要求外，还需在软件发面下功夫开发出更好的以计算机为平台的实验室测试、测量系统。电子点火与电控燃油喷射系统虚拟实验仪的设计是以桑塔纳2000车型的实验台为基础，应用实验台上的传感器插孔，通过导线与USB6211采集卡相连。装有LabVIEW软件的上位机通过USB总线与采集卡进行通信，上位机应用LabVIEW自带的安装程序Measurement & Automation 驱动程序驱动数据采集卡，便可在LabVIEW环境下通过编程调用底层的封装函数实现数据采集任务。虚拟仪器与传统仪器相比具有如下优点：

仪器功能可由用户自己定义，传统仪器的功能是由厂家事先定义好的。虚拟仪器通过提供用户组建自己的仪器可重用源代码库，可以方便地修改仪器的功能和面板，改进仪器的性能和功能。

速度和可靠性高，对于传统仪器，在测试过程中人工干预多、操作容易出错、测试的速度和稳定性也难以保证，这些都大大影响了测试特别是生产性测试的顺利进行，虚拟仪器技术把仪器的部分功能软件化，封装形成模块以供调用，实现了软件的即插即用，这样用户就可以通过友好的用户界面调用不同的软件模块来实现不同的测试功能，减少了人工干预的成分，提高了测试的速度和可靠性。

数据可以进行编辑、存储和打印，普通测试设备需要人工记录测试数据，或者通过仪器自带的驱动器与其它分析仪器交流数据，而采用虚拟仪器技术，测试设备得到的数据将会实时、直接地通过计算机总线，传输到计算机的内存或硬盘，供实时或以后分析使用。

基于软件的结构体系可大大节省开发费用，传统仪器关键是硬件，开发维护费用高，技术更新周期长；虚拟仪器关键是软件，开发维护费用低，技术更新周期短。

性价比高，虚拟仪器把计算机强大的计算处理能力和仪器硬件的测量、控制能力结合在一起，大大缩小了仪器硬件的成本和维护成本；虚拟仪器能够同时对多个参数进行实时高效的测量，信号传输大部分采用数字信号的形式，数据处理也主要依赖软件来实现，大大降低了环境干扰和系统误差的影响；用户可以随时根据需要调整虚拟仪器的功能，实现一机多用。因此，使用虚拟仪器比传统仪器更经济。

利用虚拟仪器技术，可以轻松地仿真各种车用电气设备，开发各种车用电控单元等。利用虚拟仪器技术，可以不必直接对硬件进行设计，而是在之前通过虚拟技术对硬件功能做原理性的开发[7]。这样，不仅可以缩短开发时间，也能降低开发成本。另一方面，现代汽车的电气系统日益复杂化，如果采用传统的硬件测量设备，不仅使设备的数量大量增加，还会加大检测作业的工作量，而且各种硬件设备的灵活性不强，成本过高。利用虚拟仪器技术，可以将各种数据采集设备集成到计算机中，通过软件实现各种数据读取和信号分析处理，最后将结果显示出来。这样，可以大大减少检测作业的工作量，并有效降低成本，还能灵活地开发适合自身车型的检测功能集成。随着计算机技术、仪器技术和网络通信技术的不断完善，采用虚拟仪器技术，将是测量仪器系统的发展趋势[8]。

1.4主要设计内容与本文的结构说明

本文由摘要、英文摘要、引言、绪论、虚拟实验仪的总体设计、虚拟实验仪的硬件结构、虚拟实验仪的软件结构设计、系统验证、发布应用程序、结论、参考文献、致谢。虚拟实验仪的总体设计

电子点火与电控燃油喷射系统虚拟实验仪的整体设计是基于农机实验室电子点火与电控燃油喷射

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实验系统（桑塔纳2000）硬件平台、NI公司的USB6211数据采集卡和LabVIEW软件平台而设计的虚拟实验仪。在装有LabVIEW软件的PC机上用G语言编写程序框图的基础上，应用USB6211数据采集卡实现上位机与传感器的连接，通过USB6211数据采集卡采集由传感器传输的模拟信号，经过数据采集卡处理为数字信号，再通过USB总线与PC机通信。在PC机上应用LabVIEW软件编写程序实现数据的显示与存储。整个设计思路如图 2-1所示。

图2-1 虚拟实验仪的总体设计框图

3虚拟实验仪的硬件结构

3.1电子点火与电控燃油喷射系统结构

本实验系统是由长春G-3技术教育装备有限公司提供，查阅相关资料得知此系统模拟现实中使用的车型为上海桑塔纳2000GSi轿车（时代超人）（电子控制汽油喷射式），发动机型号是AJR型发动机。物理实验仪上的传感器是由旋钮可调和插针两部分组成的。调节可调旋钮使传感器的值改变，同时也会对作为执行器的电子点火和电控喷油系统有影响。所以在对传感器检测的同时，对执行器的检测也是必须的，以此来确定电子点火和电控燃油喷射系统是否工作在正常状态。这些信号都是通过物理实验仪上的传感器测得的，用导线将实验板上的插孔与USB6211数据采集卡的模拟输入端连接。将检测到的数据在虚拟实验仪上以波形和量表的形式显示出来，当转动可调旋钮时，虚拟仪上的波形也会随之发生变化，从而得知传感器的工作正常与否，并判断出电子点火与电控燃油喷射系统故障部位，为修理和更换损坏部件提供依据，也使教学更形象，让学生识别标准和非标准部件工作状态间的差别。传感器组成电控系统的“眼睛”和“耳朵”它将发动机工况及状态、汽车行驶状况和状态的各种物理参量转变为电信号，并输出给电子控制器。3.1.1 实验台所用传感器

（1）节气门位置传感器 安装在节气门体上的线性输出型位置传感器，有两个与节气门联动的可动电刷触点。一个触点在节气门全关时与怠速触点接触。怠速触点的信号主要用于断油控制和点火提前角的修正。另一个触点为可在电阻体上滑动的可动触点，节气门开度的大小与电阻的变化成比例。将节气门开度对应的线性输出电压送给ECU，点火时就会感知节气门位置，对喷油量进行控制，从而获得所需功率。

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（2）进气温度传感器 由一个热敏电阻和金属外壳构成，位于节气门后的进气管上。热敏电阻具有负温度特性，将感知的外界温度变化量转变成电信号送入ECU，用以修正发动机的汽油喷射量。

（3）冷却液温度传感器 安装在发动机冷却液出水管上，其构造与进气温度传感器相似，它的热敏电阻也具有负温度特性。

（4）热膜式空气流量计 当进气管中空气流量增加时，空气带走的热量增加，使热膜的温度降低。为了保持热膜温度恒定，控制电路使通过热膜的电流增多，使热膜的温度上高。反之，则降低。这样通过热膜的电流与空气质量流量成正比，即热膜电流随空气流量的增加而增大，随空气质量流量的减少而减少。监测电桥中精密电阻两端的电压即为热膜式空气流量计的输出电压信号。

（5）氧传感器（氧化锆，ZrO2）安装在排气管上，用来检测废气中氧的含量，维持理想的空燃比14.7:1。它又称为λ传感器，是完成可燃混合气闭环控制的重要元件。用加入少量氧化钇的氧化锆固溶体制成试管状的固体电解质元件、内外表面覆盖一层多孔铂膜作为电极，用多孔氧化铝陶瓷密封。高管内通大气，外侧与废气接触，锆管在温度较高是导电。氧化锆能在氧浓度差作用下导电，氧化以其稳定作用。当=1时，可燃混合气完全燃烧，外侧电极面接触的废气含氧浓度发生变化时，输出电压也随着变化，变化的电信号被送入ECU，从而实现发动机最佳空燃比的闭环控制。

（6）发动机转速和曲轴位置传感器 安装在曲轴端的58齿轮盘和安装在圆盘上的感应线圈组成。沿圆盘每隔6°加工一个齿，其中去掉两个齿作为判缸信号，一个齿发出1、4缸上止点信号，另一个齿发出2、3缸上止点信号，因此圆盘上实际只有58个齿。当曲轴旋转时，圆盘上的齿是感应线圈磁路的磁阻呈脉冲变化，在感应线圈上产生脉冲感应电动势，经整形、滤波后送入ECU。ECU根据送入的脉冲电信号即可计算出曲轴转速、转角和活塞上止点。

（7）爆震传感器 装在二缸与三缸间的气缸壁上，有电压元件、平衡块、外壳等构成。所谓爆震是指燃烧室中的末端可燃混合气在正常燃烧火焰前锋未到达时的一种自燃现象。爆震发动机功率降低、油耗增加、发动机部件受损。点火时间过早是产生爆震的主要原因。爆震传感器将检测到的发动机爆震信号—汽缸体震动的压力波，转变为电信号传给ECU，ECU立即将点火时间推迟，避免爆震。爆震消失后，控制系统使点火提前角逐步恢复。

（8）霍尔传感器 又称霍尔脉冲发生器，利用霍尔效应工作。霍尔元件固定在陶瓷支座上，信号电流由输入端输入，产生霍尔电流输出。在霍尔元件与永久磁铁块间为空气气隙里，带缺口的转子叶轮由分电器轴驱动，并与分火头连为一体，缺口数与气缸数相等[9]。3.1.2 实验台所用执行器

（1）AJR型发动机的点火系，取消了分电器，提高了可靠性，减少了电磁辐射干扰；采用脉冲式曲轴转角信号，精确测定曲轴转角位置；点火正时由电子控制单元ECU控制，不得调整，为上止点前4.5°12°；采用两只点火线圈进行双火花点火，即每个点火线圈给两个缸点火，点火线管和输入极做成一个元件。这使发动机的动力性、经济性更佳。减少废气中有害成分的排放[10]。

（2）AJR 型发动机的汽油喷射系统是德国博世公司更先进的M3.8.2版本顺序多点汽油喷射系统，汽油喷射是在节气门后顺序多点汽油喷射。点火系和汽油喷射共用一个发动机电子控制单元ECU。其结构特点是由热膜式空气流量计检测发动机进气质量流量的多少，精度更高；采用脉冲式曲轴转角信号，精确测定曲轴转角位置；根据进气量信号和曲轴转角信号，准确控制可燃混合气空燃比和点火时刻，提高发动机的动力性和经济性，减少了废气中的有害成分；装有两只爆震传感器，增加了爆震控制能力；去掉怠速稳定法，直接用节气门控制怠速调节，简化了结构；点火系采用两只点火线圈，成为双火花点火，增加了点火的可靠性。在汽油喷射电子控制系统中，空气流量计和发动机转速信号是ECU确定基本喷油量的主控信号，发动机的进气温度、节气门位置等传感器是修正信号[10]。

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3.2 实验仪硬件

3.2.1 USB6211数据采集卡

NI USB-6211是一款USB总线供电M系列多功能DAQ，模块及接线端子如图3-1所示，在高采样率下也能保持高精度。该模块提供了16路模拟输入；250 kS/s单通道采样率；2路模拟输出；4路数字输入线；4路数字输出线；每通道有4个可编程输入范围(±0.2 V-±10 V)；数字触发；2个计数器/定时器[11]。它为移动应用或空间上有限制的应用专门设计。其即插即用的安装最大程度地降低了配置和设置时间，同时它能直接与螺丝端子相连，从而削减了成本并简化了信号的连接。USB总线供电使用户不再需要携带多余的外部电源。在采集卡的16个模拟输入通道与实验台上各传感器和执行器的插针孔连接如表1所示：

图3-1 USB6211模块

图3-2 USB6211卡集采集卡接线端子

实验仪的上位机采用普通台式机或笔记本电脑均可，电脑的基本配置如下：处理器是 AMD Sempron(tm)1.6GHz或类似处理器，内存是512MB，需要1.2G的硬盘空间，屏幕分辨率是1024X768像素。PC机是装有Windows XP系统或Linux系统并且安装了LabVIEW8.6软件，软件中需要安装有数据采集模块，ADO数据库模块并且安装了Microsoft Office Access 2007 数据库。所有的程序都是基于LabVIEW软件编写的。除应用PC机外，还需要十字螺丝刀一把，带针头的导线若干。

河北科技师范学院本科生毕业设计 虚拟实验仪的软件结构设计

虚拟实验仪软件结构的设计分成了实验室真实测试系统和仿真模拟系统两部分。在没有连接采集卡的情况下可以进入仿真模拟系统进行模拟实验，只需打开Measurement & Automation，在设备和接口的树形目录中找到NI-DAQmx设备中，单击NI-DAQmx仿真设备，在选择设备目录中选中M系列DAQ中的NI USB6211，再单击确定便可创建一个仿真的数据采集卡。在没有物理采集卡的情况下，以此来代替真实环境，构建仿真的数据采集程序，体验真实的物理实验环境，加快编写程序的速度。在真实的试验中，只需将上述创建的图形呈橙黄色仿真的NI USB6211数据采集卡删除，再接上真实的数据采集卡，便可以进行真实环境下的采集实验。

4.1软件基本结构设计

软件的基本结构是为了完成整个教学实验的数据采集和存储两方面内容而设计的，整个程序设计结构如图4-1所示。

4-1 程序设计结构

4.2程序框图的设计

4.2.1欢迎界面的设计

欢迎界面的程序如图4-2所示，它是应用子程序特有的属性构建的，其中属性节点用于设置前面板边界含内部区域上下左右的值，这些元素属于全局屏幕坐标。具体说明请看帮助文档。

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图4-2 欢迎界面程序

4.2.2主界面的设计

主界面程序框图如图4-3所示，此部分包括返回欢迎界面部分和进入各个传感器和执行器的采集界面部分，并应用了层叠的顺序结构，进行对返回欢迎界面和主界面进行调用，应用了以传感器和执行器部分作为簇和单个控件的属性节点，初始化然后单击事件结构触发后进入各自所属的执行程序。

图4-3主界面程序框图

4.2.3动态演示部分的设计

此部分是为达到电控燃油喷射系统和燃油蒸发排放控制系统的动态演示而设计的，应用了在以FOR循环中，以i作为判断执行相应程序的依据，应用数组中添加动态显示灯作为一组。应用数组移位作为程序中相应显示灯执行的赋值语句获得0或1的动态移位过程，并应用层叠的顺序结构以使程序按顺序执行。其程序如图4-4所示。4.2.4数据采集部分的设计

数据采集部分是实现信号测试和显示的关键部分，通过对采集参数的设置实现所要的功能。因为

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测量参数为浮地信号，所以采用参考单端共地的接线方式，在采集卡上的连接方式是信号的正端接AI端，信号的搭铁端接AI GND端。数据采集部分的程序是以节气门位置信号为例说明的如图4-5所示。

4-4动态显示程序

4-5数据采集程序

4.2.5数据存储部分的设计

LabVIEW本身并不能直接访问数据库，但是由于LabVIEW提供了丰富的外部程序接口，例如ActiveX和.NET，因此在LabVIEW中可以通过ADO（ActiveX Data Object）、DAO（Data Access Object）或ADO.NET等方法与数据库连接。其中ADO是使用最为广泛的技术，因为Windows操作系统已经包括了ADO组件，而且ADO通过与ODCB连接能访问任何支持ODCB的数据库，例如SOL Server、Oracle、MySQL、FoxPro、Microsoft Access等。

SQL（Structured Query Language，结构化查询语言）是关系型数据库管理系统的标准语言，因此用它可以访问各种支持SQL语言的关系型数据库。

LabSQL VIs 按照ADO对象分为3类，并分别位于不同的文件夹：Command、Connection和Recordset。Command VIs 的功能是完成一系列基本的ADO操作，例如创建或删除一个Command、对数据库中某一个参数进行读或写等。Connection VIs 用于管理LabVIEW与数据库之间的连接。Recordset VIs 用于对数据库中的记录进行各种操作，例如创建或删除一条记录，对记录中的某一个条目进行读写等。最顶层提供了3个VI，其中最常用的就是SQL Execute.vi。它将底层的一些VI封装起来提供了一个最简单的接口，即直接执行SQL语句。通过SQL语句可以执行任何数据库操作。其程序框图如图4-6

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所示。

4-6数据存储程序

4.3前面板显示界面

前面板的界面包含了提供基本信息的欢迎界面，其前面板如图4-7所示。

图4-7 欢迎界面

介绍主要功能的主界面如图4-8所示，此界面包含系统结构、动态演示、采集与测量、帮助、返回系统的单击进入按钮，当进入界面之后可在此界面中单击返回按钮返回主界面，在主界面单击返回系统按钮可返回到欢迎界面，重新选择进入还是退出系统。

电子点火与电控燃油喷射试验系统（桑塔纳2000）试验台是农机试验室老师用来做电子点火与电控燃油喷射系统教学演示的实验设备。其结构界面如图4-9所示。

虚拟实验仪电子点火与电控燃油喷射系统以及ECU对碳罐电磁阀的控制流程的动态演示界面如图4-10所示，当燃油箱中的燃油蒸气压力达到特定值时，就会从油箱的排气阀中排除，造成对大气的HC污染。因此（桑塔纳2000）AJR型发动机安装了活性碳罐，它与燃油箱通气管连接，其作用就是将燃油箱中的燃油蒸气收集于碳罐中，并在发动机工作时通过流经的空气将燃油蒸气送入进气管参与燃

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烧，以免燃油箱中的燃油蒸气直接排放到大气中而造成空气污染。

传感器界面包括采集图形的显示以及暂停采集和继续采集按钮，图形以两种形式显示如图4-11所示，一种是以二维波形显示，另一种是以量表的形式显示，此显示具有直观动态的特点，方便观察和记

4-9 系统结构界面

4-8 主界面

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录信息。本部分仅以节气门为例作简要介绍。

4-10 动态演示实验

4-11节气门位置信号 系统验证

系统的验证实验是5月25日在李国昉老师的指导下完成的，验证时遇到了机箱前面的USB与数据采集卡连接运行暂时失效的情况，在老师的指导下改用机箱后面的USB接口，上述问题就得到了解决。

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此现象说明数据采集卡与USB6211数据采集卡之间的通信是正常的。然后进行了数据采集和存储实验，通过对系统的原来设置的更改，达到了构建虚拟仪器教学系统动态演示的效果，优化了界面使其操作更具人性化。系统实验验证的图片如图5-1,5-2,5-3所示。

5-1 实验系统硬件连

5-2 实验系统测试数据

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图5-3 实验验证数据 发布应用程序

编写完上述应用程序后，作为用户并不希望程序只能在LabVIEW环境中运行。因为开发环境是非常昂贵的，不应该仅仅为了运行LabVIEW程序就花钱另外购买一套LabVIEW开发环境；另外，LabVIEW开发环境的安装与运行都是非常耗费时间和计算机资源的；最后，用户也不希望将一批VI文件发布给最终的用户[12]。因此，程序最后是以安装程序发布的。

要想生成安装程序，必须先生成可执行文件，然后将需要的相关支持软件（例如LabVIEW Run-Time引擎、DAQ仪器驱动和硬件配置）打包在一起作为一个安装程序发布。最后生成的安装程序包含如图6-1所示的文件。

6-1 安装程序文件 结论

在本文中，采用的硬件为农机试验室电子点火与电控燃油喷射系统（桑塔纳2000）的试验台和NI公司的USB6211数据采集卡，在安装有LabVIEW软件平台的PC机上，构建了基于LabVIEW的电子点火与电控燃油喷射系统的虚拟实验仪。该虚拟实验仪实现了将虚拟仪器及数据设备应用到教学实验中

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去，使得传统意义上的仪器功能，包括数据采集、数据分析和数据显示，都可以在计算机上通过软件来实现，也即实现了实验室向虚拟实验室的过渡，为教学提供了动态虚拟的实验环境，使学生对电子点火与电控燃油喷射系统的实验有了更直观的了解，有利于学生素质的提高[12]。参考文献

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本论文是在李国昉老师的悉心指导下完成的。李老师渊博的知识、严谨的治学态度、求实务实的科研精神和对未来方向的准确把握给我留下了深刻的印象，使我在毕业设计期间努力研究自己的课题，努力使自己的本科设计达到老师的要求。农机教研室的老师尤其是陈立东老师对我的程序设计提出了宝贵的修改建议，并给予了耐心的指导，在此表示深深的感谢。

感谢传授我知识和给予我帮助的老师们，感谢在学习和生活上给予我无私帮助的同学们。特别要感谢我的父母和家人，感谢他们一直以来对我的支持和关爱，感谢他们对我无私的付出，他们是我能够不懈地向更高目标迈进的动力。

第二篇：2013-2018年中国汽车电控燃油喷射系统(EFI)行业研究报告

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2013-2018年中国汽车电控燃油喷射系统（EFI）行业研究报告

第一章 电控燃油喷射系统EFI行业概况

第一节 概述

一、燃油喷射技术的发展概况

二、电控燃油喷射系统的优越性 第二节 电喷系统的组成及功能

一、电喷系统的组成

二、燃油系统的作用

三、进气系统的作用

四、电子控制系统的作用 第三节 工系统的分类

一、按燃油供应方式分类

二、按有无反馈信号分类

三、按控制方式分类

第四节 电控燃油喷射系统技术发展 第五节 全球电控燃油喷射系统市场概况 第六节 跨国电子燃油喷射系统企业发展分析

一、柴油机电喷市场 每年超过200万套

二、电喷系统市场规模超过171亿元

第二章 电控燃油喷射系统（EFI）行业影响因素分析

第一节 上游原材料行业的影响分析

一、石油价格上涨对电控燃油喷射系统行业的影响分析

二、钢铁行业现状对电控燃油喷射系统行业的影响分析 第二节 下游汽车及发动机行业发展的影响分析

一、中国汽车工业发展对电控燃油喷射系统行业的影响

二、发动机行业发展对电控燃油喷射系统行业的影响 第三节 其他影响因素

一、国Ⅲ排放标准实施的影响

二、油品特征改进的影响

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三、电子控制技术发展的影响

第三章 电控燃油喷射系统（EFI）的市场分析

第一节 电控燃油喷射系统（EFI）市场需求分析

一、电控燃油喷射系统（EFI）市场总体规模

二、电控燃油喷射系统（EFI）市场需求结构

1、汽油发动机EFI需求情况分析

2、柴油发动机EFI需求情况分析

三、推动电控燃油喷射系统（EFI）市场需求的因素 第二节 电控燃油喷射系统（EFI）市场供给分析

一、电控燃油喷射系统（EFI）市场竞争格局分析

二、电控燃油喷射系统（EFI）市场配套情况分析

三、电控燃油喷射系统（EFI）市场进入分析

四、电控燃油喷射系统（EFI）市场供给现状形成的原因 第三节 汽车电控燃油喷射系统进出口分析

一、汽车电控燃油喷射系统进出口概况分析

1、进出口总量分析

2、进出口价格分析

3、进出口企业分析

二、汽车电控燃油喷射系统进口分析

1、进口需求地分析

2、进口来源地分析

三、汽车电控燃油喷射系统出口分析

1、出口发货地分析

2、出口目的地分析

四、汽车电控燃油喷射系统供需平衡分析

第四章 电控燃油喷射系统应用及技术发展分析

第一节 电子控制汽油喷射的诞生 第二节 电子控制汽油喷射的发展

第三节 柴油机电控燃油喷射的应用及发展

一、电控直列式喷油泵

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二、电控单体泵系统

三、电控分配泵

四、电控泵喷嘴系统

五、机械驱动式电控泵喷嘴系统

六、电控蓄压式泵喷嘴系统 第四节 电控燃油喷射在摩托车上的应用 第五节 商用车柴油机高压燃油喷射系统的发展

一、国Ⅲ、国IV与国Ⅱ排放标准主要区别

二、电控高压燃油喷射系统

1、电控单体泵

2、电控高压共轨燃油喷射系统

2.1.高压共轨燃油喷射系统的优点 2.2.电控高压共轨燃油喷射系统的分类

A、共轨液压式燃油喷射系统 B、高压共轨式燃油喷射系统 C、液力增压式共轨燃油喷射系统

第六节 电控燃油喷射技术决定汽车柴油化进程

一、汽车柴油化进程加快

二、电控燃油喷射技术取得突破

三、“国IV”重型柴油机技术路线待定 第七节 电控燃油喷射技术：外企角逐国内突围

一、德尔福：共轨技术和单体泵技术各有侧重

二、博世：在中国大力推广高压共轨技术

三、电装：欧Ⅲ以上排放普遍采用共轨系统

四、国外：从电控共轨发展到电控液力

五、国内：电控直列泵是目前满足欧Ⅲ排放的低成本解决方案

第五章 部分电控燃油喷射系统企业分析

第一节 *****公司 第二节 *****公司 第三节 *****公司 第四节 *****公司

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第五节 *****公司 第六节 略„„

第六章 我国电控燃油喷射系统行业发展趋势及投资策略分析

第一节 汽车电控燃油喷射系统行业趋势分析

一、中国电控燃油喷射系统行业市场供需趋势分析

二、我国EFI自主品牌成长趋势分析

三、电控燃油喷射系统技术发展趋势 第二节 中国电控燃油喷射系统行业投资分析

一、汽车门锁投资机会分析

二、汽车门锁投资风险与防范

三、汽车门锁投资建议与策略分析

部分图表目录

图表、电控燃油系统结构示意图 图表、空气系统结构示意图 图表、燃油供给系统结构示意图 图表、点火系统结构示意图 图表、供油系统的工作原理图 图表、EFI市场运作模式分析图

图表、2008-2011年我国乘用车各国车系产量份额图 图表、国内企业采用电控燃油喷射系统品牌关系示意图 图表、我国汽油机电控燃油喷射系统市场品牌份额分析 图表、我国柴油机电控燃油喷射系统市场品牌份额分析 图表、2006-2011年我国电控燃油喷射系统出口数量变化 图表、2006-2011年我国电控燃油喷射系统出口数量变化

图表、2013-2018年我国汽油机和柴油机电控燃油喷射系统产量预测 图表、电控燃油喷射装置直喷系统工作原理图 图表、欧盟汽车尾气排放标准

图表、2007-2011年我国乘用车主要品牌产销情况 图表、2007-2011年我国商用车主要品牌产销情况 图表、2007-2011年我国车用发动机生产企业产销情况表

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图表、2011年电控燃油喷射系统与我国德系汽车配套关系一览 图表、2011年电控燃油喷射系统与我国美系汽车配套关系一览 图表、2011年电控燃油喷射系统与我国日韩系汽车配套关系一览 图表、2000-2011年我国进口电控燃油喷射系统数量及金额 图表、2000-2011年我国出口电控燃油喷射系统数量及金额 图表、2008-2011年我国汽油汽车、柴油汽车及其他燃料汽车产量 图表、2013-2018年我国汽油汽车、柴油汽车产量同比增长率预测 图表、2013-2018年我国汽油汽车、柴油汽车产量预测 图表、汽油直喷技术DGI（Direct Gasoline Injection）要点 图表、燃油分层喷射技术FSI（Fuel Stratified Injection）要点 略„„

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第三篇：汽车电控系统的检测与维修实习报告

汽车电控系统的检测与维修实习报告

一、实习目的与要求

（一）实习目的

1.巩固和加强汽车构造和原理课程的理论知识，为后续课程的学习奠定必要的基础。

2.学习正确使用检修设备和工具的方法；

3.锻炼和培养学生的动手能力。

（二）实习要求

1.学会汽车常用检修工具和仪器设备的正确使用

2.学会汽车的主要零部件的检查测量

3.掌握汽车的基本构造与基本工作原理

4.理解汽车各组成系统的结构与工作原理 实习常用工具:

（三）理解汽车各组成系统的结构与工作原理

实习常用工具：

万用表、故障码阅读器、集成电路芯片测试仪、示波器、工具包

二、实习基本内容

（一）入门知识讲授

1．了解检修实习的性质、任务及要求。

2．掌握检修设备和工具正确使用方法。

3．了解检修实习的安全和文明操作的注意事项。

4．讲授汽车电控系统基本构造与工作原理。

（二）汽车电控发动机常见故障及排除方法

当汽车电控发动机工作不正常，而自诊断系统却没有故障码输出时，尤其需要依靠操作人员的检查、判断，以确定故障的性质和产生故障的部位。笔者现将汽车电控发动机常见故障总结为以下：

1.发动机不能发动

(1)故障现象：打开点火开关，将点火开关拨到起动位置，发动机发动不着。(2)故障产生的可能原因：

A.起动系统故障使发动机不能转动或转动太慢：①蓄电池存电不足、电极桩柱夹松动或电极桩柱氧化严重；②电路总保险丝断；③点火开关故障；④起动机

故障；⑤起动线路断路或线路连接器接触不良。

B.点火系统故障：①点火线圈工作不良，造成高压火花弱或没有高压火花；②点火器故障；③点火时间不正确。

C.燃油喷射系统故障：①油箱内没有燃油；②燃油泵不工作或泵油压力过低；③燃油管泄漏变形；④断路继电器断开；⑤燃油压力调节器工作不良；⑥燃油滤清器过脏。

D.进气系统故障：①怠速控制阀或其控制线路故障；②怠速控制发阀空气管破裂或接头漏气；③空气流量计故障。

E.ECU故障。

(3)诊断排除方法和步骤：①打起动档，起动机和发动机均不能转动，应按起动系故障进行检查。首先，检查蓄电池存电情况和极柱连接和接触情况；如果蓄电池正常时，检查起动线路、保险丝及点火开关；②踏下油门到中等开度位置，再打起动机。如果此时，发动机能够发动，则说明故障为怠速控制阀及其线路故障或者是进气管漏气，如果踏下油门到中等开度位置时，仍然发动不着，应进行下一步骤的检查；③进行外观检查。检查进气管路有无漏气之处；检查各软管及其连接处是否完好；检查曲轴箱通风装置软管有无漏气或破裂；④检查高压火花。如果高压火花不正常，应检查高压线、点火线圈、分电器和电子点火器；⑤检查点火顺序是否正确；⑥检查供油系统的供油情况。在确认油箱有泪的情况下，检查燃油管中的供油压力；⑦检查点火正时及各缸的点火顺序；⑧检查装在空气流量计上的燃油泵开关的工作情况；⑨检查各缸火花塞的工作情况；⑩检查点火正时。如点火正时不正确，应进一步检查点火正时的控制系统；检查ECU的供电情况和工作情况，确定是否是ECU的故障。

2.发动机失速故障

(1)故障现象：发动机工作时，转速忽高忽低，这种现象即为发动机失速现象，其故障被称为发动机失速故障。

(2)故障原因：造成发动机转速忽高忽低的原因有燃油喷盘系统的故障，也有点火控制系统的故障，还有进气系统的故障。常见的故障原因有以下几点：

①进气系统存在漏气处。如各软管及连接处漏气，PVC阀漏气，EGR系统漏气，机油尺插口处漏气，机油滤清器盖漏气等；②空气滤清器滤芯过脏；③空气流量计工作不正常；④燃油喷射系统供油压力不稳。如油管变形，系统线路连接接触不良，燃油泵泵油压力不足，燃油压力调节器工作不稳定，燃油滤清器过脏，断路继电器触点抖动等；⑤点火正时不正确；⑥冷起动喷油器和温度正时开关工作不良；⑦ECU故障。

(3)诊断排除方法和步骤：①检查进气管路有无漏气现象。检查各软管及接接头处、PVC阀管子、EGR系统、机油尺插口、机油滤清器盖；②检查供油压力。检查油箱中燃油是否过少，检查燃油管内的压力是否不稳。具体方法与检查发动机

不能发动时相同；③检查空气滤清器滤芯是否过脏；④检查点火提前角；⑤检查各缸火花塞工作情况；⑥检查冷起动喷油器和温度一时间控制开关的工作情况；⑦检查空气流量计的输出电压及与发动机工况的变化关系；⑧检查喷油器的喷油情况；⑨检查ECU的工作情况。

3.发动机怠速不良故障

(1)故障现象：发动机在中等以上转速运行时工作正常，当转速为怠速或接近怠速时，出现怠速不稳甚至熄火的现象，即为怠速不良故障。

(2)故障原因：造成怠速不良通常是由于进气系统和喷油控制系统的原因，个别时候也会因发动机机械故障造成怠速不良。常见引起怠速不良的原因有：①进气系统有漏气处；②冷起动喷油器和温度一时间控制开关工作不正常；③喷油系统供油压力不正常；④喷油器故障引起喷射雾化质量差；⑤ECU故障。

(3)诊断排除方法和步骤：①检查进气管、PVC阀软管、机油尺处是否漏气；②检查空气滤清器滤芯是否过脏；③检查冷起动喷油器和温度一时间控制开关是否正常；④检查燃油系统压力是否过低；⑤检查喷油器喷射情况；⑥必要时检查汽缸压力和气门间隙；⑦检查ECU。

4.混合气稀故障

(1)故障现象：发动机转速不稳，动力明显不足，且有回火现象，则可认为发动机存在混合气过稀的故障。

(2)故障原因：①进气系统存在漏气现象；②冷起动喷油器和温度定时开关有故障；③系统燃油压力过低；④喷油器发卡或堵塞；⑤空气流量计故障；⑥水温传感器故障；⑦节气门位置传感器故障；⑧ECU故障。

(3)诊断排除方法和步骤：①检查进气系统有无漏气现象；②检查冷起动喷油器的定时开关；③检查喷油器有无堵塞、发卡故障；④检查空气流量计工作情况；⑤检查水温传感器；⑥检查节气门位置传感器工作情况；⑦检查ECU各端子输入、输出信号。

5.加速不良故障

(1)故障现象：发动机在油门由低速缓慢加速到高速时，工作完全正常，但在急加速时，发动机转速变化缓慢，有时有喘气或回火现象。

(2)故障原因：①进气系统存在漏气故障；②系统供油压力过低；③点火电压过低；④点火时间过迟；⑤汽缸压力过低或气门间隙过小；⑥节气门位置传感器工作不正常；⑦ECU故障。

(3)诊断排除方法和步骤：①检查进气系统有无漏气现象；②检查高压火花情况；③检查点火提前角是否正常；④检查系统供油压力；⑤检查节气门传感器工作是否正常；⑥检查ECU各端子信号是否正常；⑦必要时检查气门间隙和汽缸工作压力。

（三）电控发动机故障诊断

1.发动机不能起动故障诊断

电控发动机不能转动或转动很慢，其主要原因是蓄电池或起动系统有故障，可检查蓄电池和起动系统进行排除：如果曲轴转动正常而发动机不能起动，其主要原因是燃油喷射系统的传感器、执行器、电控单元及其线路有故障，可按程序进行排除：

2.发动机怠速不良或熄火

怠速不良或熄火的主要原因是怠速控制系统发生故障，可按图3所示程序进行排除：

（四）电控发动机维修要点

(1)控汽油喷射系统对汽油的清洁度要求很高，应使用牌号和质量完全符合要求的去铅汽油。燃油滤清器要定期更换，以防止燃油中的异物堵塞喷油器。(2)严格按照要求使用电源。安装蓄电池时极性必须正确，否则电子元件会烧毁。

(3)尽量避免电脑受到剧烈振动，并要防止水分浸入电控系统各零(部)件内。

(4)在蓄电池亏电导致发动机无法正常起动时，应及时给蓄电池充电或更换新的蓄电池，而尽量不要使用跨接电路的方法来起动发动机。

(5)不可用水冲洗微机控制单元和其他电子装置。发动机存放地点环境的湿度不宜太大，在夏季尽量不用水冲刷地板。

(6)防止微机系统受到剧烈的机械冲击震动。

(7)发动机要远离能发射电磁场的电气设备，避免空间强电磁场对微机系统的干扰。

（五）电控燃油系统检查要点

(1)打开点火开关，而发动机未起动时，警告灯应点亮。发动机正常起动后，警告灯应熄灭，如果不熄灭，则表示电脑自诊断系统检测到故障或异常现象。此时不能将蓄电池从电路中断开，以防微机中存储的故障代码及有关信息丢失。应根据警告灯闪烁的次数或输出的故障编码，判断电子汽油喷射系统的故障，并用专用设备读取故障码。

(2)对供油系统进行检修操作前，应先拆除蓄电池的搭铁线。

(3)电动汽油泵除受点火开关控制外，还受空气流量计内的开关控制。点火开关接通后，只有在发动机处于正常工作或起动状态，且空气流量计检测到空气流量信号或微机检测到转速和点火信号时，汽油泵才连续工作。它的出油压力比一般的供油系高，损坏后，只能使用原型号的电动汽油泵进行更换。

(4)检修时，不论发动机是否运转，只要点火开关接通，决不可断开任何正在工作的电气装置。因为这些装置往往步、有一定的电感，当突然切断其工作电流时，会在电路中产生很高的瞬时电压，会造成电子器件的严重损坏。

(5)如需要进行电弧焊接，应断开电控单元的供电电源线。

(6)对微机及与之连接的传感器、执行器进行检修时，操作人员须预先消除身上的静电，一定要带上接铁金属带，将其一端缠在手腕上，另一端夹到车身上，避免静电造成微机系统的损坏。

三、实习心得体会

通过这次检修实习，让我深刻的体会到做任何事情都必须认真对待，都必须付出汗水和努力。当然这次实习也达到了我预先的目的，让我对汽车电控系统有了一个很深的认识，以前只有在课本上的感观性的认识，这次则是实践中的深入性的认识。通过这次实习使我们学到很多书本上学不到的东西，多多少少的使我们加深了对课本知识的了解。这次检修实习不仅把理论和实践紧密的结合起来，而且还加深了对汽车电控系统工作原理的了解，也初步掌握了电控系统检修的基本要求和一般的方法。通过这次实习我们收获颇丰，不仅是知识方面，而且在我们未来的工作之路上，它让我们学会了如何正确面对未来工作中的困难与挫折，是一次非常有意义的经历。

第四篇：《汽车发动机电控系统原理与维修》教学大纲

模块化教材教学大纲—发动机电控系统原理与维修（116课时）

一、课程性质与任务

汽车发动机是汽车上的重要组成部分，也是核心部分，它的功能相当于人体的心脏。随着电子技术在汽车上的广泛应用，发动机由先前的机械方式工作改为集中控制，即由电子控制单元根据各种反应发动机工作参数的传感器产生的信号以及电子控制单元内存储的理论数据、运行程序对各种执行元件进行控制，实现最佳的工作性能。这里所说的工作性能包括解决能源问题和环保问题的燃油经济性和排放性，以及动力性。所以说电控发动机模块是一门作为维修技术人员必须掌握的模块，当前也有不少维修一线的技术人员步入课堂进修。

它的任务有：使学生理解电控系统的控制理念，并对喷油、点火、进气等方面的控制方案有深刻的认识；认识、理解各种传感器和执行器的结构、工作原理，掌握检测方法及检测参数的范围，并能将所学的知识灵活地应用到学校安排的实操以及今后工作中所面临的实际故障的诊断中去。

二、课程教学目标

学生通过本专业的学习后，对电控系统的控制原理有了深刻认识。对组成电控发动机系统的各种传感器和执行器的工作原理、检测方法与参数有深入了解，应基本达到中等维修工以上的水平，具备汽车维修与检测电器方面的基本知识和基本技能，能应付生产中遇到的实际故障的思维总结与检测诊断等方面的问题。

（一）基本知识教学目标

1、电控发动机模块中的基本概念及理论；

2、各种传感器的安装位置、结构、工作原理及检测方法；

3、各种执行器的安装位置、结构、工作原理及检测方法；

4、主要组成系统的组成、工作过程及原理；

5、辅助系统的组成、结构、工作原理，控制方式及检修方法；

6、传感器参数对控制单元输出信号的影响，执行器故障对控制结果的影响，及故障诊断思路的养成。

（二）基本技能教学目标

1、能分辨电控发动机的结构和控制等方面的特点；

2、能掌握各种传感器应用的原理，输出信号的特征、范围，与发动机温度、转速等参量的关系；

3、能掌握各种执行器的控制方式，控制信号的特征及工作性能对发动机的影响；

4、能判断出故障的范围，具备区分故障在传感器、ECU、执行器或线路的能力；

5、能熟练操作使用万用表、示波器、解码器、LED灯，会合理的选择和运用工具、仪器及检查方式，对电控发动机系统中各种参数进行提取与分析，直到准确的找到故障。

三、实施细则及建议课时分配表

四、说明

（一）本大纲的应用范围和使用方法

1、本大纲适用于中、高等职业技术学校汽车维修与检测专业及相关各专业；

2、由于传感器品种繁多，学生无法逐一实验，所以本大纲列出了各章节涉及到的常用传感器演示内容课时，可根据实际情况，尽量做到每章每节的讲授内容有实物演示，以增强学生的感性认识和理论联系实际的能力，演示及实验所需的课时不得少于本课程教学总课时的20%。

3、大纲列出的课时分配表为建议方案，在具体实施时，可在5%的范围内适当调整。

（二）教学建议

1、教学方法

在教学中要积极改进教学方法，注重理论联系实际，注重传感器、ECU、执行器的应用原理。教师要适当从事本专业的科研和教具及实操设备的研制活动，要经常参观有关的技术展览，阅读有关传感器发展的新知识和文献资料，注意根据电控发动机的新发展，及时将新的知识点补充到课堂教学中去。

根据本课程特点，可以结合各章节教学内容，及时进行相关的实操，在有条件的情况下，组织学生到车间参观电控实操设备制作过程，或适当地安排学生投入到实操设备的制作中去。

2、考核方法

考核应从两方面入手。一是应知：在教与学的过程中，教师应注重课堂提问，激发学生的思维能力，根据学生的表现判断学生对理论知识的掌握程度。另外，在模块结束前，从试题库中任选一套试卷，组织一次系统的测试；二是应会：即是有筹划地安排相关的实操考试，从中判断学生的理解能力，了解学生将理论知识转化为动手操作的能力。

（三）对教师的要求

“积极上进，不断学习补充新知识”是每一位教师必须有的心态。作为职业技术类教师，要使培养的对象能进入车间胜任相关工作，解决生产中所遇到的技术难题，就必须具备以下几点要求：一是要有耐心，对待接受能力差的学生更是如此；二是要有真材实学（丰富且过硬的理论知识，灵活熟练的操作能力），否则被学生问得张嘴结舌就有失身份了；三是要热心帮学生，要对培训出去的学生进行“售后服务”，要在学生中建立一个技术顾问的良好形象；

（四）建议对应本教学大纲应具备的实操设备、仪器和散件

发动机电控系统实验台数台（可选本田、丰田、大众、日产等车系）、传感器示教板、解码仪、数字示波器、万用表、燃油压力表、点火正时枪、缸压表；节气门体、空气流量计、进气压力传感器、节气门位置传感器、进气温度传感器、水温传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、氧传感器、爆震传感器、燃油泵、油压调节器、喷油器、燃油脉动阻尼器、怠速阀、PCV阀、废气再循环阀、VTEC电磁阀、VTEC油压开关、点火线圈、点火模块、合成型点火组件、分电器、ECU数块等。

第五篇：《微机械电子系统》课程教学设计[范文]

《微机械电子系统》课程教学设计

（一）基本描述

课程名称：微机械电子系统

英文译名：Micro Electrom Mechanical System 总学时：16 讲课学时：16

实验学时：0

上机学时：0 适用专业：机电工程学院机械设计制造及其动化专业、其它相关专业 开课教研室：机电工程学院机械制造及自动化系 课程要求：选修 开课时间：第七学期

先修课程：大学数学、大学物理、大学化学、机械制造技术基础、电工电子学

教材与主要参考书：

刘广玉，樊尚春，周浩敏.《微机械电子系其应用》.北京航空航天大学出版社 2003年2月

徐泰然（著），王小浩等（译），周兆英等（较）.《MEMS和微系统-设计与制造》.机械工业出版社 2004年1月

李德胜，王东红，孙金玮，金鹏.《MEMS技术及其应用》.哈尔滨工业大学出版社 2002年3月

（二）课程的性质、研究对象及任务

《微机械电子系统》是一门关于微机械电子系统的概述课程。本课程的主要内容包括：MEMS的组成与应用、MEMS功能材料、微机械制造技术、微机械执行器及微机械传感器等五部分。通过对本课程的学习，学生将了解MEMS的基本概念、基本原理、主要加工工艺及基本的系统设计理念，拓展对机电系统设计制造的认识，并为将来从事MEMS的相关领域的研究打下基础。

（三）教材的选择与分析

针对机械制造及其自动化专业对本科生培养计划的要求，本课程将以现有教材为主，结合当今MEMS领域的最新技术资料，力争使学生在了解MEMS设计和制造方面的基本知识的同时，能了解MEMS技术的最前沿的发展状况及发展趋势。现在关于微机械电子系统的书籍主要有刘广玉等编写的《微机械电子系统及其应用》（北京航空航天大学出版社），（机械工业出版社），（哈尔滨工业大学出版社）等。这三本书分别面向不同的对象，在涵盖了本课程所要求的主要研究内容的基础上，又各有不同的侧重点。其中，1)刘广玉等编写的《微机械电子系统及其应用》一书，介绍了当今微机电系统的核心内容及其发展，重点放在微机电系统和器件的工作原理、结构形式、设计参数、制造技术、输入到输出的微弱信号检测、使用特性及应用场合等方面。这本教材是面向检测与控制等电类专业的，教材用了相当篇幅来讲述各种接口和信号处理电路，不适合作为面向机械制造及其自动化专业本科生课程的主要教材。

2)徐泰然著的《MEMS与微系统 – 设计及制造》一书，在介绍了MEMS的基本概念、组成及工作原理、功能材料、制造方法等内容的基础上，更加侧重于MEMS相关的科学理论的介绍，如物质的分子理论、量子物理、电化学、工程力学、流体力学、尺寸效应等。同时，本书提供了大量的MEMS元器件的设计实例。这是一本理论性和实践性均非常强的优秀的MEMS领域的教材，可以作为本课程首选的参考书籍，但是由于其大部分内容超出了本选修课的教学要求，故不选其作为主要教材。3)李德胜等编著的《MEMS技术及应用》一书，在概述微机电技术(MEMS)的发展背景、现状及应用前景的基础上，介绍了MEMS基本理论，对MEMS相关工艺做了详尽的讲述,作为MEMS应用,分别介绍了数种典型的物理量传感器和化学量传感器的工作原理及制造工艺，对各类微操作器(执行器)、微机械零件及微机电系统也做了比较详细的论述。本教材很好地兼顾了所涵盖内容的深度和广度，适合机械制造及其自动化专业的本科生教学要求。

因此，选用李德胜等编著的《MEMS技术及应用》作为本课程的主要教材。

（四）本课程各章的主要内容与基本要求、重点与难点、学时分配 第一章

微机械电子系统的基本概念及应用（讲课2学时）了解MEMS的概念、发展现状。熟悉几种典型的MEMS产品及其应用

第二章

微机电系统功能材料（讲课2学时）

了解常用的微机械电子系统功能材料的基本物理、化学性质，掌握针对特定功能的微型元器件设计时的功能材料选择方法。第三章 微机械制造技术（讲课4学时）

了解微机械制造技术，包括硅微机械加工技术（化学腐蚀、离子刻蚀、薄膜生成技术等）、LIGA技术（LIGA技术、SLIGA技术）、特种精密加工技术、固相键合技术等。第四章

微机械执行器（讲课3学时）

了解微电机、微泵和微阀以及微驱动器的特点、作用原理、设计制造以及应用前景。

第五章

微传感器（讲课3学时）

了解微传感器的基本物理效应，掌握压力微传感器、加速度微传感器、角速度微传感器（微陀螺）及热式温度微传感器等的基本工作原理及应用。

第六章

微机电系统设计实例（讲课2学时）

了解微系统的设计依据：设计约束、材料选择、制造工艺选择、信号变幻和转换、机电设计及封装。

以微压力传感器硅芯片的设计为例，对微机电系统的设计有初步的认识。

（五）教学环节

教学主要是课堂讲授。

1)根据教学大纲，认真备课，做好教案，熟练掌握课程的基本内容。

2)课堂讲授表达要准确，板书要整齐，书写要符合规范，并注意运用直观形象教学。教学手段要完备，根据教学内容的要求，恰当运用图片、挂图、CAI课件和多媒体等，采用多种形式的教学手段和方法，调动学习积极性。注重提高学生的自学能力。3)教书育人，为人师表，上课精神饱满，以人格的魅力和精神气质激发学生的求知欲和思维活动。

4)讲课思路要清晰，包括：问题的提出、解决问题的条件、建立模型、分析解决问题的思路、解题和总结等；概念要准确，重点要突出。

5)采用启发式教学，引导学生在完成本课程学习的同时，通过互联网等相关渠道，了解MEMS技术的最新进展和发展趋势。注意理论联系实际，教学内容尽量与实际应用背景相结合，使教与学均有更明确的针对性，提高学生的学习兴趣。

（六）信息交流，教学相长 学内容要做到与学生沟通，授课中及时了解到学生的兴趣，并根据学生的掌握情况，把握教学的重点。鼓励并要求学生积极查阅有关文献，及时了解最新技术进展，积极参与课堂教学活动,配合完成教学任务。

（七）考核方法 1．考试方法：

考试成绩评定采用累加式，总成绩由二部分构成：平时测验：开卷，不限时，成绩占30%； 期末考试：开卷，命题，限时，成绩占70%； 2．考核成绩只记“合格”或“不合格”。