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1、内燃机测试技术试验实验二十二发动机油门踏板信号采集实验学时：2实验类型：基础型实验对象：本科生一实验目的：1. 了解发动机油门踏板信号在电控系统中的作用。2. 了解发动机油门踏板传感器的类型和特点。3. 掌握发动机油门踏板传感器信号的处理方法。4. 掌握实际发动机踏板信号的测量和故障判定方法。二实验原理及设备说明1.发动机油门踏板在电控系统中的应用汽车发动机油门踏板，一般是靠脚踏板来控制的，也称加速踏板，是车用发动机控制供油的装置。油门踏板信号作为电控系统中最为基础的两个传感器信号，作用非常关键。一般来讲，电控系统中控制数据的 MAP 图制定，均以发动机负荷和发动机转速来确定。其中，发动机负荷
2、的反映就是油门踏板，油门踏板的信号反映了驾驶员的功率需求，表现了发动机的工作状态切换，因此，油门信号是发动机控制系统中非常关键的部件，其性能和可靠性决定了发动机的工作性能，同时油门踏板的响应特性也反映了驾驶的舒适性和加速性。图 1和图 2 是一个典型发动机控制 MAP 数据标定图示。实际发动机运行过程中，对于应注意以下事项：油门踏板的操纵应以右脚跟踏放在驾驶室地板上作为支点，脚掌轻踏在加速踏板上，用踝关节的伸屈动作，踏下或放松。踏放油门踏板时，用力要柔和，做到轻踏缓抬。起动发动机时，油门踏板不要踩到底，略高于怠速油门为好。起步时，加油应略在离合器联动点之前为妥，油门开度取中小程度为佳。放松离合
3、器要与踩油门密切配合，动作敏捷。运行中，应根据道路情况和实际需要增大或减小油门。选择的挡位要适当，使发动机大部分时间运行在中等转速和较大节气门，以节省燃料。换挡时加空油、踩离合器与踩油门踏板的配合要协调。汽车上坡时不得踏死油门踏板，用低速挡时，油门一般应踏下一半为宜。汽车冲坡时，也不得将油门踏板踏到底。汽车行驶中若油门踏板踏下四分之三而发动机仍不能相应增加转速时，应换入低一级挡位，再踩下油门踏板进行加速。汽车停驶、熄火前，应先松油门踏板，不得猛轰空油门。二发动机油门传感器类型和特点发动机油门传感器一般按照接触类型可以分为接触型和非接触型，按照工作原理可以分为滑线变阻器和磁效应方式。接触型的基础
4、原理比较简单，其实基本元件是接触式的滑线变阻器，滑线变阻器的抽头端和油门踏板的转动轴相连，油门踏板转动带动滑线变阻器滑动，改变电阻大小，由分压处理电路得到油门踏板传感器信号。基本的原理图示如图 3 所示：电源正信号地线发动机控制系统图 3 发动机油门传感器处理电路非接触型的油门传感器电路，基本的工作原理是磁电效应。现在使用比较广泛的有霍尔型和磁阻型等。其中霍尔型采用的霍尔原理，原理比较简单，利用霍尔接近开关效应实现，油门传感器的压下和抬起导致霍尔电压的变化，从而导致输出信号的变化，也就反映了油门负荷的变化。磁阻传感器采用的是磁阻效应，也即传感器电阻随磁场的变化，电阻值发生变化，经过电路变换输出
5、变化电压，从而反映油门传感器信号变化。磁阻传感器一般是桥路信号，需要差分放大器处理信号，信号电路复杂。其处理电路如图 4 所示。总体上，接触式传感器信号原理简单，加工也比较容易，但缺点是接触有摩擦，工作次数和阻值稳定性难以保证。非接触型传感器原理稍微复杂一些，但由于采用了非接触式，机械摩擦可以避免，故可靠性和使用寿命得到大大提高。但必须注意的非接触式传感器的处理电路一般比较复杂，元件数目多，整体成本较高，因此必须根据需要来选用。现在，电子油门技术也得到广泛应用。电子油门的原理是，不再是油门踏板信号直接反映了节气门开度，也即节气门开度是由执行器（一般是电机）带动，根据发动机工作状态和控制系统需求打开到合适的角度。发动机控制系统图 4 磁阻式油门传感器处理电路三实验内容1.搭建发动机油门传感器信号处理电路2.对实际油门传感器进行测量。四实验设备和仪器实验电路板焊接工具油门传感器万用表示波器五实验结果分析1.油门传感器行程和输出电压的线性度2.油门的有效工作行程六思考题1.油门传感器信号处理的误差主要有什么因素引起，怎么避免？2.电子油门和机械油门传感器信号的区别是什么？怎么实现电子油门（也可以说是电子节气门）？
