桑塔納2000點(diǎn)火系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與檢修【含CAD圖紙+PDF圖】

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1 目錄 第一章 引言 -3 1.1 本課題的意義 -3 1.2 點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展 -5 第二章 點(diǎn)火系統(tǒng)簡(jiǎn)介 -6 2.1 汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)類(lèi)型 -6 2.1.1 磁感應(yīng)式點(diǎn)火系統(tǒng) -6 2.1.2 霍爾效應(yīng)式電子火系 -9 2.2 點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理 -11 第三章 桑塔納 2000 點(diǎn)火系統(tǒng) -13 3.1 桑塔納 2000 簡(jiǎn)介 -13 3.2 桑塔納 2000 點(diǎn)火系統(tǒng)結(jié)構(gòu) -14 3.3 桑塔納轎車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)檢修 -15 第四章 桑塔納 2000 點(diǎn)火系統(tǒng)檢修 -18 4.1 進(jìn)氣壓力傳感器 MAP 的檢修 -19 4.2 霍爾傳感器 TDCS 的檢修 -19 4.3 曲軸位置傳感路 CPS 的檢修 -20 4.4 節(jié)氣門(mén)位置傳感器 TPS 的檢修 -20 4.5 冷卻液溫度傳感器 CTS 的檢修 -21 致 謝 -23 參 考 資 料 -24 附錄 I 外文文獻(xiàn)翻譯 -25 附錄 II 外文文獻(xiàn)原文 -33 2 摘要：上海桑塔納2000型轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)采用了MOTRONIC電子控制燃油噴射點(diǎn)火系 統(tǒng)，不僅能明顯改善動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排氣污染，兩且具有故障的自我診斷功 能。該系統(tǒng)能識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中各部件的故障并編碼儲(chǔ)存以供查詢(xún)，同時(shí)自動(dòng) 進(jìn)行故障應(yīng)急處理，從而大大提高了汽車(chē)的安全性和可維護(hù)性。 關(guān)鍵詞：桑塔納2000，燃油噴射，點(diǎn)火系統(tǒng) ABSTRACT：The MOTRONIC electronic control filel injection and spark system has been adopted in the SANTANA 2000This system not only earl improve engineper form- ance、rueI economy and exhaust emission but also 3 has me function of self-diagnosisThe self-diagnos is system has the ability to detect the electrical faults and store them as fault codes to be interrogated Key Words： SANTANA 2000，F(xiàn)uel Injection，Spark System 第一章 引言 4 1.1 本課題的意義 隨著人們對(duì)汽車(chē)使用的要求不斷提高和計(jì)算機(jī)技術(shù)及控制理論的發(fā)展,汽車(chē)電 子化程度越來(lái)越高。汽車(chē)電子化的發(fā)展過(guò)程基本上可以分為三個(gè)階段:第一階段,從 20 世紀(jì)60 年代中期到70 年代末期,在汽車(chē)產(chǎn)品中采用電子裝置,以改善部分機(jī)械 部件的性能;第二階段,從20 世紀(jì)70 年代末期到90 年代中期,在汽車(chē)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中 形成“機(jī)電一體化”的思想與技術(shù);第三階段,從20 世紀(jì)90 年代中期至今,重點(diǎn)開(kāi) 始廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù),使汽車(chē)更加自動(dòng)化、智能化。作為汽車(chē)電子控 制系統(tǒng)的一部分,點(diǎn)火控制系統(tǒng)也經(jīng)歷了磁電機(jī)點(diǎn)火系傳統(tǒng)觸點(diǎn)點(diǎn)火系晶體管 輔助點(diǎn)火系普通電子式點(diǎn)火系微機(jī)控制式點(diǎn)火系的發(fā)展過(guò)程。 點(diǎn)火系統(tǒng)是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)重要的組成部分,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有著決定性的影響。 電子點(diǎn)火系統(tǒng)取消了機(jī)械式斷電器及觸點(diǎn),從而避免了凸輪、觸點(diǎn)等機(jī)械磨損所造 成的點(diǎn)火正時(shí)變化、觸點(diǎn)燒蝕等缺陷。但是電子點(diǎn)火系統(tǒng)仍沒(méi)有擺脫真空式和離心 式點(diǎn)火提前角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),不能對(duì)點(diǎn)火正時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制。點(diǎn)火時(shí)刻的精確控制對(duì)發(fā) 動(dòng)機(jī)性能有很大影響,顯然對(duì)點(diǎn)火實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制的微機(jī)控制是今后電子點(diǎn)火系統(tǒng)的 發(fā)展趨勢(shì)。 在此基礎(chǔ)上,綜述了現(xiàn)代電子點(diǎn)火系統(tǒng),尤其是點(diǎn)火能量及點(diǎn)火控制系統(tǒng)研究的 現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)向高轉(zhuǎn)速、稀混合氣方向發(fā)展,普通電子點(diǎn)火系統(tǒng)已 不能滿(mǎn)足要求,高能微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)將成為今后點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展方向。 桑塔納 1985 年 12 月以前的采用有觸點(diǎn)的傳統(tǒng)式點(diǎn)火系統(tǒng).自 1985 年 12 月 以后,采用了以霍爾元件為傳感器的無(wú)觸 點(diǎn)晶體管點(diǎn)火系統(tǒng) .它取消了傳統(tǒng)式靠分 電器凸輪來(lái)使斷電器觸點(diǎn)閉合與分離的做法,代之以觸發(fā)器轉(zhuǎn)子 ,堆爾傳感器和晶體 點(diǎn)火控制裝 置. 點(diǎn)火系統(tǒng)主要常見(jiàn)故障表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng).其現(xiàn)象是將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)擰到起動(dòng)位 置,起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),而發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng). 故障原因: 1.導(dǎo)線連接松動(dòng),接觸不良; 2.點(diǎn)火線圈繞組斷路或搭鐵; 3.點(diǎn)火控制器故障; 4.霍爾傳感器損壞; 5 5.分電器蓋,分火間破裂漏電; 6.火花塞間隙增大,燒蝕嚴(yán)重,積油積碳過(guò)多; 7.高壓導(dǎo)線電阻過(guò)大. 點(diǎn)火的故障診斷與排除方法如下.如果起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),表明蓄電池,起動(dòng)機(jī)技術(shù)善良 好,發(fā)動(dòng)機(jī)不能 起動(dòng)的原因在于點(diǎn)火系或供油系.閥門(mén) 進(jìn)口泵 1.目視檢查導(dǎo)線或線束插接器是否松脫.如導(dǎo)線松動(dòng),應(yīng)擰緊或?qū)⒉褰悠鞑謇?使 導(dǎo)線接觸良好.如導(dǎo)線未不松脫,應(yīng)檢查點(diǎn)火線圈產(chǎn)生火花的能力. 2.從分電器蓋上拆下中央高壓線,用絕緣鉗夾住高壓線,使其端部離發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)休 67 毫米.起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),如高壓線端部出現(xiàn)藍(lán)色火花,則表示低壓電路良好,故障在 高壓電路,應(yīng)檢查分電器該及分火頭,高壓導(dǎo)線和火花塞.如高壓線端無(wú)火花,則表示 低壓電路有故障,應(yīng)檢查點(diǎn)火線圈,晶體管控制器和霍爾傳感器. 桑塔納 2000 型轎車(chē)采用的是帶分電器式的電子點(diǎn)火系統(tǒng)，其突出特點(diǎn)是將點(diǎn) 火系統(tǒng)與燃油噴射系統(tǒng)復(fù)合在一起，由一個(gè)電控單元(ECU)來(lái)控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作 可靠。同時(shí)，也存在點(diǎn)火控制器故障、霍爾傳感器損壞分電器蓋、分火間破裂漏電、 火花塞間隙增大，燒蝕嚴(yán)重，積油積碳過(guò)多等問(wèn)題，存在一定的改進(jìn)空間。學(xué)?？?慮到機(jī)械類(lèi)本科畢業(yè)生完全有能力對(duì)汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，故提出 了本課題的研究。 本課題的研究著重于使機(jī)械類(lèi)本科畢業(yè)生以四年來(lái)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，結(jié)合 一些課外參考文獻(xiàn)，獨(dú)立設(shè)計(jì)適用于桑塔納 2000 型轎車(chē)的點(diǎn)火系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú) 立思考、解決問(wèn)題的能力和思維創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力，使其理論結(jié)合實(shí)際，學(xué)以致 用，為以后走上工作崗位打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 1.2 點(diǎn)火系統(tǒng)的發(fā)展 1.2.1 桑塔納 2000 型轎車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng) 桑塔納 2000 型轎車(chē)采用的是帶分電器式的電子點(diǎn)火系統(tǒng)，主要由點(diǎn)火線圈、 分電器、火花塞。帶抗干擾元件的鏈接插座，爆燃傳感器，點(diǎn)火導(dǎo)線等組成，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，工作可靠，使用和維修比較方便。 1.2.2 桑塔納 2000 型轎車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)所要達(dá)到的效果及技術(shù)要求 點(diǎn)火系統(tǒng)的基本功用是在發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況和使用條件下，在氣缸內(nèi)適時(shí)、準(zhǔn)確、 可靠地產(chǎn)生電火花，以點(diǎn)燃可燃混合氣，使發(fā)動(dòng)機(jī)作功。 6 （1）能產(chǎn)生足以擊穿火花塞兩電極間隙的電壓 使火花塞兩電極之間的間隙擊穿并產(chǎn)生電火花所需要的電壓，稱(chēng)為火花塞擊穿 電壓?；鸹ㄈ麚舸╇妷旱拇笮∨c電極之間的距離(火花塞間隙)、氣缸內(nèi)的壓力和溫 度、電極的溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況等因素有關(guān)?；鸹ㄈg隙越大，電極周?chē)鷼怏w 中的電子和離子距離越大，受到電場(chǎng)力的作用越小，越不容易發(fā)生碰撞的電離，一 次要求具有較高的擊穿電壓方能點(diǎn)火；氣缸內(nèi)的壓力越大或者溫度越低，所要求的 火花塞擊穿電壓越高；電極的溫度對(duì)火花塞擊穿電壓也有影響，當(dāng)火花塞的電極溫 度超過(guò)混合氣的溫度時(shí)，擊穿電壓可降低 30%50%。試驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行 時(shí)，火花塞的擊穿電壓為 78kV，發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)達(dá) 19kV。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)在各種 不同的工況下均能可靠地點(diǎn)火，要求火花塞擊穿電壓應(yīng)在 1520kV。 （2）電火花應(yīng)具有足夠的點(diǎn)火能量 為了使混合氣可靠點(diǎn)燃，火花塞產(chǎn)生的火花應(yīng)具備一定的能量。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)， 由于混合氣壓縮時(shí)的溫度接近自燃溫度，因此所需的火花能量較小(15mJ)，傳統(tǒng) 點(diǎn)火系統(tǒng)的火花能量(1550mJ)，足以點(diǎn)燃混合氣。但在起動(dòng)、怠速以及突然加速 時(shí)需要較高的點(diǎn)火能量。為保證可靠點(diǎn)火，一般應(yīng)保證 5080mJ 的點(diǎn)火能量，起 動(dòng)時(shí)應(yīng)能產(chǎn)生大于 100mJ 的點(diǎn)火能量。 （3） 點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)與發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況相適應(yīng) 首先發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)刻應(yīng)滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的要求；其次可燃混合氣在氣缸 內(nèi)從開(kāi)始點(diǎn)火到完全燃燒需要一定的時(shí)間(千分之幾秒)，所以要使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大 的功率，就不應(yīng)在壓縮行程終了(上止點(diǎn))點(diǎn)火，而應(yīng)適當(dāng)?shù)靥崆耙粋€(gè)角度。這樣當(dāng) 活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，混合氣已經(jīng)接近充分燃燒，發(fā)動(dòng)機(jī)才能發(fā)出最大功率。 以上是點(diǎn)火系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足的基本要求，還有一些例如工作可靠、使用壽命長(zhǎng)、 便于拆裝等要求也是應(yīng)該在設(shè)計(jì)中考慮到的。 7 第二章 點(diǎn)火系統(tǒng)簡(jiǎn)介 2.1 汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)類(lèi)型 2.1.1 磁感應(yīng)式點(diǎn)火系統(tǒng) 1. 磁感應(yīng)式無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)組成 磁感應(yīng)式無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)也叫磁脈沖式無(wú)觸點(diǎn)電子點(diǎn)火系統(tǒng)，它主要由磁 感應(yīng)式分電器(內(nèi)裝磁感應(yīng)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器)、點(diǎn)火電子組件、專(zhuān)用點(diǎn)火線圈、火花 塞等組成。 2.磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器的組成 磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器用來(lái)產(chǎn)生點(diǎn)火控制信號(hào)，裝在分電器內(nèi)的底板上，如下圖 所示，它由裝在分電器軸上的信號(hào)轉(zhuǎn)子以及永久磁鐵、鐵心和繞在鐵心上的傳感線 圈等組成。信號(hào)轉(zhuǎn)子由分電器軸驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)子上的凸齒數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)相等。 圖 21 磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器的組成 磁感應(yīng)點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器是利用電磁感應(yīng)原理工作的，當(dāng)通過(guò)傳感線圈的磁通發(fā) 生變化時(shí)，在傳感線圈內(nèi)便產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)，它相當(dāng)于一個(gè)極小的發(fā)電機(jī)。其永久 磁鐵的磁路是；永久磁鐵 N 極一空氣隙一信號(hào)轉(zhuǎn)子一空氣隙一鐵心(通過(guò)傳感線圈) 一永久磁鐵 S 極。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)子不動(dòng)，通過(guò)傳感線圈的磁通未發(fā)生 8 變化，傳感線圈不產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，因而無(wú)信號(hào)輸出。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，信號(hào)轉(zhuǎn)子便由 分電器軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，這時(shí)信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸齒與鐵心間的空氣隙將發(fā)生變化，使通過(guò)傳 感線圈的磁通發(fā)生變化，因此在傳感線圈中便產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 信號(hào)發(fā)生器的具體工作過(guò)程如下： 當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子的兩個(gè)凸齒中央正對(duì)鐵心的中心線時(shí)，如圖 210a 所示，磁路中 凸齒與鐵心間的空氣隙最長(zhǎng)，通過(guò)傳感線圈的磁通量最小，且磁通變化率為零。 圖 22 磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器的具體工作過(guò)程 如果信號(hào)轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸齒逐漸接近鐵心，凸齒與鐵心間的空 氣隙越來(lái)越小，通過(guò)傳感線圈的磁通逐漸增大。當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子凸齒的齒角與鐵心邊線 相對(duì)時(shí)，如圖 22b 所示，通過(guò)傳感線圈的磁通急劇增加，磁通變化率最大；當(dāng)信 號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)圖 4-2后，雖然磁通仍在增加，但磁通變化率降低；當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子凸齒 的中心正對(duì)鐵心的中心線時(shí)，如圖 22c 所示，空氣隙最小，通過(guò)傳感線圈的磁通 最大，但此時(shí)磁通變化率為零。 當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，凸齒與鐵心間的空氣隙逐漸增大，通過(guò)傳感 線圈的磁通逐漸減小；當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子凸齒的齒角正對(duì)鐵心的邊緣時(shí)，如圖 22d 所示， 磁通急劇的減小，通過(guò)傳感線圈的磁通變化率為負(fù)向最大值。 由上述分析可知，信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)傳感線圈的磁通的變化情況如 圖 22a 所示，圖中 a、b、c、d 各點(diǎn)與圖 22 工作過(guò)程中的 a、b、c、d 位置相 對(duì)應(yīng)。 當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周時(shí)，通過(guò)傳感線圈的磁通出現(xiàn)六次最大值和六次最小值。 9 圖 23 傳感線圈的磁通的變化圖 由于傳感線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈磁通變化率成正比，因而當(dāng)圖 22a 中 a、c 點(diǎn)磁通變化為零時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零。圖中 b、d 點(diǎn)磁通變化率為最大 時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為最大，所不同的是 b 點(diǎn)的磁通為增加，d 點(diǎn)的磁通為減小， 致使兩點(diǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性相反，如圖 22b 所示，可見(jiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳 感器線圈兩端產(chǎn)生的信號(hào)是交變電動(dòng)勢(shì)。信號(hào)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生六個(gè)交變信號(hào)，該 交變信號(hào)輸入到點(diǎn)火器，以控制點(diǎn)火系統(tǒng)工作。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)，傳感線圈中的磁通變化率也跟著變化。轉(zhuǎn)速越高、磁通 變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也越高。不同轉(zhuǎn)速時(shí)，傳感線圈內(nèi)的磁通及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的 變化情況如圖 24 所示。 圖 24 傳感線圈內(nèi)的磁通及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的變化情況 10 由于信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸齒和鐵心之間的空氣間隙，直接影響到磁路的磁阻和傳感線 圈輸出信號(hào)電壓的高低，因而使用中空氣間隙的大小不能隨意變動(dòng)。如間隙變化， 應(yīng)進(jìn)行正確調(diào)整。 磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，便于批量生產(chǎn)，耐高溫。 由于次級(jí)電壓和點(diǎn)火能量的提高，使其對(duì)火花塞積炭不敏感，且可以加大火花 塞電極間隙，點(diǎn)燃較稀的混合氣，從而有利于改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排氣 凈化性能。 可以減少觸點(diǎn)火花，避免觸點(diǎn)燒蝕，延長(zhǎng)觸點(diǎn)的使用壽命；有的還可以取消觸 點(diǎn)，因而克服了與觸點(diǎn)相關(guān)的一切缺點(diǎn)，改善了點(diǎn)火性能。 2.1.2 霍爾效應(yīng)式電子火系 以霍爾信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行觸發(fā)的點(diǎn)火系統(tǒng)，稱(chēng)為霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)。 霍爾信 號(hào)發(fā)生器是應(yīng)用霍爾效應(yīng)原理制成的。 在我國(guó)生產(chǎn)的桑塔納、紅旗、捷達(dá)等轎車(chē)及一些進(jìn)口汽車(chē)上廣泛采用霍爾式 電子點(diǎn)火系統(tǒng)。它由內(nèi)裝霍爾信號(hào)發(fā)生器的分電器、點(diǎn)火器、點(diǎn)火線圈和火花塞等 組成。 1.霍爾信號(hào)發(fā)生器的工作原理和基本結(jié)構(gòu) 霍爾效應(yīng)的原理如下圖所示，當(dāng)電流通過(guò)放在磁場(chǎng)中的半導(dǎo)體基片(稱(chēng)霍爾元 件)且電流方向和磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，在垂直于電流和磁通的半導(dǎo)體基片的橫向側(cè)面 上即產(chǎn)生一個(gè)電壓，這個(gè)電壓稱(chēng)為霍爾電壓。 霍爾電壓的高低與通過(guò)的電流 I 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 成正比。 霍爾信號(hào)發(fā)生器是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的，它裝在分電器內(nèi)。霍爾信號(hào)發(fā)生 器的示意圖和基本結(jié)構(gòu)如下圖所示： 11 圖 25 霍爾信號(hào)發(fā)生器的基本結(jié)構(gòu) 霍爾信號(hào)發(fā)生器是一個(gè)有源器件，它需要提供電源才能工作，霍爾信號(hào)集成 塊的電源由點(diǎn)火器提供?；魻柤呻娐份敵黾?jí)的集電極為開(kāi)路輸出形式，其集電極 的負(fù)載電阻設(shè)置在點(diǎn)火器內(nèi)?；魻栃盘?hào)發(fā)生器有三根引出線且與點(diǎn)火器件相連接， 其中一根是電源輸入線，一根是霍爾信號(hào)輸出線，一根是接地線。 2.霍爾信號(hào)發(fā)生器的工作原理圖 圖 26 霍爾信號(hào)發(fā)生器的工作原理圖 3.霍爾信號(hào)發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn) 12 1)工作可靠性高，霍爾信號(hào)發(fā)生器無(wú)磨損部件，不受灰塵、油污的影響，無(wú)調(diào) 整部件，小型堅(jiān)固，壽命長(zhǎng)。 2)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能好，霍爾信號(hào)發(fā)生器的輸出電壓信號(hào)與葉輪葉片的位置有關(guān)， 但與葉輪葉片的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)。 也就是說(shuō)它與磁通變化的速率無(wú)關(guān)，它與磁感應(yīng)信號(hào)發(fā)生器不同，它不受發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，明顯地增強(qiáng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能，有利于低溫或其他惡劣條件下起 動(dòng)。 3）大大減輕了對(duì)無(wú)線電的干擾。 4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，體積小，使用和維修方便 5)可以不受觸點(diǎn)的限制，增大初級(jí)電流，提高次級(jí)電壓，改善發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的 點(diǎn)火性能。一般傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)的低壓電流不超過(guò) 5A，而電子點(diǎn)火系統(tǒng)可提高到 78A，次級(jí)電壓可達(dá) 30kV。 2.2 點(diǎn)火系統(tǒng)工作原理 1、基本工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)電腦綜合各傳感器的輸入信息 ，從存貯器中選出最適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火提前角， 再根據(jù)曲軸位置傳感器判別出曲軸轉(zhuǎn)速、位置及幾缸處于壓縮上止點(diǎn) ，然后控制 大功率晶體管的導(dǎo)通和截止，即控制點(diǎn)火線圈初級(jí)電流的斷續(xù)。 2、主要裝置 (1) 霍爾分電器 霍爾分電器是一種無(wú)觸點(diǎn)分電器，安裝在分電器內(nèi)部，由霍爾觸發(fā)器片和霍爾 電壓產(chǎn)生器集成電路組成?；魻栍|發(fā)器葉片窗口與凸輪軸同速運(yùn)轉(zhuǎn)，按照霍爾原理 凸輪軸帶動(dòng)觸發(fā)器窗口運(yùn)轉(zhuǎn)，改變了霍爾元件的磁場(chǎng)，使霍爾觸發(fā)器產(chǎn)生一個(gè)微弱 電壓，即霍爾電壓。通過(guò)檢測(cè)窗口的出現(xiàn)，判斷出發(fā)動(dòng)機(jī) 1 缸的位置。發(fā)動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn) 兩周，該傳感器發(fā)出一個(gè) 11V0V 的負(fù)脈沖信號(hào)，信號(hào)的下降沿距 1 缸上止點(diǎn)前 92。 ，其上升沿距 1 缸上止點(diǎn)前 52。該信號(hào)送至 ECU，ECU 根據(jù)此信號(hào)確定噴 油器的工作順序、噴油的起始點(diǎn)和爆震控制。若無(wú)霍爾信號(hào)，則發(fā)動(dòng)機(jī)不可能起動(dòng)。 (2) 點(diǎn)火線圈 13 點(diǎn)火線圈是產(chǎn)生點(diǎn)火所需高壓電的一種變壓器。一般發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系所采用的點(diǎn) 火線圈依磁路區(qū)分，可分為開(kāi)磁路式及閉磁路式兩種。 1、開(kāi)路式點(diǎn)火線圈 開(kāi)磁路式點(diǎn)火線圈一般為罐狀結(jié)構(gòu)。它以數(shù)片硅鋼片疊合而成棒狀鐵芯，次級(jí) 線圈和初級(jí)線圈分別繞在鐵芯的外側(cè)。次級(jí)線圈為線徑 0。051mm 漆包線，匝數(shù) 23 萬(wàn)圈臣。初級(jí)線圈的線徑為 0。51。0mm，較次級(jí)線圈粗，且匝數(shù)僅 150300 圈而已。初級(jí)線圈繞在次級(jí)線圈的外側(cè)，故次級(jí)線圈所產(chǎn)生的磁通變化 與初級(jí)線圈完全相同。初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的繞線方向相同次極線圈的始端連接高 壓輸出接頭，其末端則連接于初級(jí)線圈的始端，并連接于外殼的+接柱，初級(jí)線 圈的末端連接于外殼的一接柱，并接于點(diǎn)火器內(nèi)功率晶體管的集電極上，由點(diǎn)火 器控制其初級(jí)線圈電流的通斷。 2、閉磁路式點(diǎn)火線圈 閉磁路點(diǎn)火線圈的鐵芯是封閉的，磁通全部經(jīng)過(guò)鐵芯內(nèi)部鐵芯的導(dǎo)磁能力約為 空氣的一萬(wàn)倍，故開(kāi)磁路點(diǎn)火線圈欲獲得與閉磁路點(diǎn)火線圈相同的磁通，則其初級(jí) 線圈非有較大的磁動(dòng)勢(shì)(安培匝數(shù))不可。因此，必須采用匝數(shù)較多，線徑較大的初 級(jí)線圈；初級(jí)線圈的匝數(shù)多，如欲獲得同樣匝臣數(shù)比，則次級(jí)線圈的匝數(shù)也需增加， 因此，開(kāi)磁路點(diǎn)火線圈的小型化是辦不到的。反之，閉磁路點(diǎn)火線圈，由于磁阻小， 可有效降低線圈的磁動(dòng)勢(shì)，將點(diǎn)火線圈小型化。目前，閉磁路點(diǎn)火線圈已相當(dāng)小型 化，可與點(diǎn)火器合而為一，甚至可與火花塞連體化。經(jīng)火花塞點(diǎn)燃?xì)飧變?nèi)的可燃性 壓縮氣體。 14 第三章 桑塔納 2000 點(diǎn)火系統(tǒng) 3.1 桑塔納 2000 簡(jiǎn)介 Santana 2000 是上海大眾為了不斷適應(yīng)和滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，于 1991 年 10 月 開(kāi)始研制的新一代桑塔納轎車(chē)。1995 年 4 月 20 日，當(dāng)?shù)谝惠v Santana 2000 順利 下線后，它迅速占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)中級(jí)公、商務(wù)用車(chē)的市場(chǎng)。此后的 8 年中，上海大眾不 斷推陳出新，先后推出了“時(shí)代超人”、“自由沸點(diǎn)”、“俊杰”、“時(shí)代驕子”、 “時(shí)代陽(yáng)光”等系列改進(jìn)車(chē)型。 Santana 2000 是 上 海 大 眾 為 了 不 斷 適 應(yīng) 和 滿(mǎn) 足 市 場(chǎng) 的 需 求 ， 于 1991 年 10 月 開(kāi) 始 研 制 的 新 一 代 桑 塔 納 轎 車(chē) 。 1995 年 4 月 20 日 ， 當(dāng) 第 一 輛 Santana 2000 順 利 下 線 后 ， 它 迅 速 占 領(lǐng) 了 國(guó) 內(nèi) 中 級(jí) 公 、 商 務(wù) 用 車(chē) 的 市 場(chǎng) 。 此 后 的 8 年 中 ， 上 海 大 眾 不 斷 推 陳 出 新 ， 先 后 推 出 了 “時(shí) 代 超 人 ”、 “自 由 沸 點(diǎn) ”、 “俊 杰 ”、 “時(shí) 代 驕 子 ”、 “時(shí) 代 陽(yáng) 光 ”等 系 列 改 進(jìn) 車(chē) 型 。 之 后 上 海 大 眾 的 工 程 技 術(shù) 人 員 們 ， 又 根 據(jù) 市 場(chǎng) 的 需 要 ， 在 原 有 Santana 2000 的 基 礎(chǔ) 上 ， 賦 予 其 更 為 時(shí) 尚 的 外 形 和 更 加 人 性 化 的 裝 備 ， 集 合 了 上 海 大 眾 人 智 慧 與 激 情 造 就 了 這 款 Santana 3000。 上 海 桑 塔 納 轎 車(chē) 是 上 海 大 眾 汽 車(chē) 有 限 公 司 于 1987 年 引 進(jìn) 巴 西 大 眾 汽 車(chē) 公 司 的 產(chǎn) 品 。 在 車(chē) 前 仍 使 用 大 眾 公 司 的 商 標(biāo) ； 2006 年 前 在 車(chē) 尾 使 用 文 字 商 標(biāo) “上 海 SANTANA”， 2006 年 10 月 開(kāi) 始 ， 按 照 國(guó) 家 的 相 關(guān) 規(guī) 定 使 用 中 文 “上 海 大 眾 ”和 大 眾 標(biāo) 志 。 目 前 桑 塔 納 已 達(dá) 到 歐 3 排 放 標(biāo) 準(zhǔn) 。 桑 塔 納 （ SANTANA） 牌 轎 車(chē) ， 是 德 國(guó) 大 眾 汽 車(chē) 公 司 在 美 國(guó) 加 利 福 尼 亞 州 生 產(chǎn) 的 品 牌 車(chē) ， 該 廠 坐 落 在 桑 塔 納 山 谷 下 ， 該 山 谷 以 盛 產(chǎn) 名 貴 葡 萄 而 飲 譽(yù) 世 界 ， 并 且 該 山 谷 還 經(jīng) 常 刮 起 一 股 類(lèi) 似 “科 羅 拉 多 ”的 旋 風(fēng) ， 所 以 當(dāng) 地 人 就 把 這 種 旋 風(fēng) 叫 做 “桑 塔 納 ”。 3.2 桑塔納 2000 點(diǎn)火系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 桑塔納 2000 型轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用的足帶分龜器的電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)。它與其他 電子控制點(diǎn)火系統(tǒng)不同的是。在點(diǎn)火系統(tǒng)內(nèi)不另設(shè)點(diǎn)火器大功率子極管設(shè)在 ECU 內(nèi)部，由 ECU 直接掉制點(diǎn)火線周初級(jí)電流的通斷使火花塞跳火。 桑塔納 2000 型轎車(chē)電子點(diǎn)火系統(tǒng)內(nèi)點(diǎn)火線圈、高壓分電器、火花塞、帶抗干 擾元件的連接插座、點(diǎn)火導(dǎo)線等組成，如圖 3-1 所示。高壓分電器用熊板裝在發(fā)動(dòng) 15 機(jī)缸蓋上，分電器轉(zhuǎn)子直接裝在凸輪軸端頭上，內(nèi)凸輪抽驅(qū)動(dòng)。點(diǎn)火線圈裝在蓄電 池正極處點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的上方，當(dāng)初級(jí)電流流通時(shí)，點(diǎn)火線圈的初級(jí)繞組經(jīng)電控單元中 的點(diǎn)火晶體管接地。高壓分電器將點(diǎn)火線圈的高壓電分配到各個(gè)火花塞。點(diǎn)火子系 統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、進(jìn)氣溫度、轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、爆震驚號(hào)，并利用電控單元中 的綜合特仟圖、控制點(diǎn)火時(shí)刻、閉合角以及爆泛，使電子點(diǎn)火系統(tǒng)處于最佳工作狀 態(tài)。 圖 3-1 桑塔納 2000 點(diǎn)火系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 3.3 桑塔納轎車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)檢修 桑塔納轎車(chē)霍爾式電子點(diǎn)火系統(tǒng)主要由霍爾分電器、TCI 點(diǎn)火電子組件、點(diǎn)火 16 線圈等組成。 一、點(diǎn)火系統(tǒng)的檢查 若遇發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，懷疑點(diǎn)火系統(tǒng)有問(wèn)題，可拔出分電器蓋中央高壓線， 使其端部距汽缸 57mm，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，察看線端是否跳火，否則 為點(diǎn)火系統(tǒng)有故障。然后再作下列檢查，以判斷是霍爾傳感器或是點(diǎn)火電子組件的 毛病。 拆下點(diǎn)火電子組件接線盒上的橡膠套。用電壓表測(cè)量接線柱 3 和 6 之間的電 壓，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，當(dāng)觸發(fā)葉輪的葉片位于永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙時(shí)， 不產(chǎn)生霍爾電壓，此時(shí)，霍爾傳感器有輸出電壓，電壓表應(yīng)指示 9V 左右。轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā) 動(dòng)機(jī)。當(dāng)葉片離開(kāi)永久磁鐵與霍爾元件的空氣隙時(shí)，應(yīng)產(chǎn)生霍爾電雎，電壓表上應(yīng) 指示為 O4V 左右。若霍爾傳感器無(wú)輸出電壓，為之有故障，應(yīng)予更換。 撥出分電器的插接器，用電壓表測(cè)量外邊 2 個(gè)接線端之間的電壓 K 應(yīng)為蓄電 池的端電壓(12V 左右)。 若無(wú)讀數(shù)，再檢查通往怠速穩(wěn)定器的導(dǎo)線及怠速穩(wěn)定器至點(diǎn)火電子組件的導(dǎo)線。若 導(dǎo)線良好，再撥出點(diǎn)火電子組件的插接器，接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量接線柱 2 和 4 之間 的電壓應(yīng)為蓄電池端電壓。若在分電器插接器上沒(méi)電壓，為之點(diǎn)火電子組件有故障， 應(yīng)更換新件。 二、點(diǎn)火系統(tǒng)的檢修要點(diǎn) 檢查點(diǎn)火線圈時(shí)，應(yīng)首先拆除其上的所有導(dǎo)線，測(cè)量一次繞組的電阻時(shí)，應(yīng)將 歐姆表接在點(diǎn)火線圈“+”接線柱與“一”接線柱之間，電阻值應(yīng)為 0.52O.76(有觸點(diǎn)點(diǎn)火系為 1.72.1)。測(cè)量二次繞組時(shí)，霍爾分電器歐姆 表接在高壓接頭與“-”接線柱之間，電阻值應(yīng)為 2.43.5(有觸點(diǎn)點(diǎn)火系 為 712)。利用歐姆表測(cè)量分火頭的電阻值，無(wú)屏蔽時(shí)應(yīng)為(1 士 0.4)k，有觸點(diǎn) 點(diǎn)火系為(5 士 1)k，測(cè)量火花塞插頭的電阻值，無(wú)屏蔽時(shí)應(yīng)為(1 土 0.4)k，有 屏蔽時(shí)應(yīng)為(1 土 0.4)(5 土 1)k。檢查防干擾接頭電阻，其值應(yīng)為(1 士 0.4) k。在拆、接系統(tǒng)中的導(dǎo)線(包括高壓導(dǎo)線和測(cè)試儀器)時(shí)，應(yīng)先斷開(kāi)點(diǎn)火系統(tǒng)。 當(dāng)用啟動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)而不啟動(dòng)時(shí)(如檢查汽缸壓力)，應(yīng)先拔下分電器上的中央高 壓線并將其搭鐵。若使用快速充電設(shè)備的啟動(dòng)輔助裝置，僅允許最高電壓在 16.5V 以?xún)?nèi)，使用時(shí)間最多 lmin在清洗發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，首先斷開(kāi)點(diǎn)火系統(tǒng)，在進(jìn)行點(diǎn)焊式 電焊時(shí)，先要拆掉蓄電池的接線。若點(diǎn)火裝置有故障或懷疑其有故障而必須拖動(dòng)汽 17 車(chē)時(shí)，需先拆下點(diǎn)火電子組件上的插頭。電子點(diǎn)火系統(tǒng)中的點(diǎn)火線圈不能用普通點(diǎn) 火線圈代用。 三、點(diǎn)火系統(tǒng)故障的診斷和排除 桑塔納轎車(chē)采用了以霍爾元件為傳感器火花塞。如高壓線端無(wú)火花，則表示低 壓電路有故障，應(yīng)檢查點(diǎn)火線圈、晶體管控制器和霍爾傳感器。無(wú)觸點(diǎn)晶體管點(diǎn)火 系統(tǒng)。它取消了傳統(tǒng)式靠分電器凸輪來(lái)使斷電器觸點(diǎn)閉合與分離的做法，代之以觸 發(fā)器轉(zhuǎn)子、霍爾傳感器和晶體點(diǎn)火控制裝置。是桑塔納 JV 發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)示意圖。 點(diǎn)火系統(tǒng)的主要常見(jiàn)故障表現(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。其現(xiàn)象是將點(diǎn)火開(kāi)關(guān)擰到啟動(dòng)位 置，啟動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，而發(fā)動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。故障原因：導(dǎo)線連接松動(dòng)，接觸不良；點(diǎn)火 線圈繞組斷路或搭鐵；點(diǎn)火控制器故障;霍爾傳感器損壞；分電器盞、分火間破裂 漏電，火花塞間隙增大，燒蝕嚴(yán)重，積油積炭過(guò)多高壓導(dǎo)線電阻過(guò)大等。點(diǎn)火的故 障診斷與排除方法如下：如果啟動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，表明蓄電池、啟動(dòng)機(jī)技術(shù)良好，發(fā)動(dòng)機(jī) 不能啟動(dòng)的原因在于點(diǎn)火系統(tǒng)或供油系統(tǒng)。目視檢查導(dǎo)線或線束插接器是否松脫。 如導(dǎo)線松動(dòng)，應(yīng)擰緊或?qū)⒉褰悠鞑謇?，使?dǎo)線接觸良好。如導(dǎo)線未松脫，應(yīng)檢查點(diǎn) 火線圈產(chǎn)生火花的能力。從分電器盞上拆下中央高壓線，用絕緣鉗夾住高壓線，使 其端部離發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體 67mm。啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，如高壓線端部出現(xiàn)藍(lán)色火花，魁表示 低壓電路良好，故障在高壓電路，應(yīng)檢查分電器蓋及分火頭、高壓導(dǎo)線和點(diǎn)火線圈 的檢測(cè)。目視檢查點(diǎn)火線圈蓋上有無(wú)油污或潮氣。如有潮氣用清潔布擦干，如有油 污用酒精徹底擦凈。測(cè)量點(diǎn)火線圈繞組電壓以前，將點(diǎn)火線圈上的高壓線和正極線 柱的火線拆下，以便準(zhǔn)確地測(cè)量。一次繞組電阻的測(cè)量：將歐姆表的兩個(gè)測(cè)試針 分別與點(diǎn)火線圈正極及高壓線接線柱接觸。如果電阻讀數(shù)無(wú)窮大，則表示一次繞組 斷路，應(yīng)更換點(diǎn)火線圈。二次繞組電阻的測(cè)量。將歐姆表的兩個(gè)測(cè)試針?lè)謩e與點(diǎn) 火線圈正極及高壓線接線柱接觸。如果點(diǎn)火阻讀數(shù)無(wú)窮大，則表示二次繞組斷路， 應(yīng)更換點(diǎn)火線圈。點(diǎn)火線圈搭鐵的測(cè)量。將歐姆表的兩個(gè)測(cè)試針?lè)謩e與點(diǎn)火線圈 正板接線柱及其外殼接觸。如果點(diǎn)火線圈絕緣良好，則電阻讀數(shù)為無(wú)窮大。如果電 阻讀數(shù)小，則表示點(diǎn)火線圈搭鐵，應(yīng)予以更換。若點(diǎn)火線圈技術(shù)狀況良好，應(yīng)檢查 晶體管點(diǎn)火控制器。 晶體管點(diǎn)火控制器的檢測(cè)。點(diǎn)火控制器接線端子 1-接點(diǎn)火線圈負(fù)極接線柱， 綠色導(dǎo)線；端子 2-接蓄電池負(fù)極，棕色導(dǎo)線；端子 3-接霍爾傳感器負(fù)極，棕白 色導(dǎo)線；端子 4-接點(diǎn)火線圈止擻接線柱，黑色導(dǎo)線；端子 5-接霍爾傳感器正極， 18 紅黑色導(dǎo)線；端子 6-接霍爾傳感器信號(hào)輸出，綠白色導(dǎo)線。用歐姆表測(cè)量 1 與 4 之間電阻值，為 O52O76；用電壓表測(cè)量 2 與 4 之間的電壓，其值應(yīng)為電 源電源；在接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)用電壓表測(cè)量 3 與 5 之間的電壓其值在 9V 以上，略 低于電源電壓。接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)電壓讀數(shù)開(kāi)始為 2V 左右，在 12s 內(nèi)能切斷一次電流。如果上述測(cè)量結(jié)泉不符合規(guī)定值，應(yīng)更換點(diǎn)火控制器。 分電器蓋及分火頭的檢查。目視檢查分電器蓋上是否受潮濕，如果潮濕用于 布擦干凈。目視檢查分火頭是否出現(xiàn)裂紋，如有裂紋，必須更換。如分電器蓋和分 火頭良好，應(yīng)檢查高壓導(dǎo)線。 高壓導(dǎo)線的檢查。用歐姆表檢查高壓導(dǎo)線電阻。中央高壓線電阻為 O28k；分高壓線電阻為 0674k，如檢查結(jié)果不在規(guī)定值范圍內(nèi)，應(yīng) 更換高壓導(dǎo)線。如高壓導(dǎo)線外表絕緣層有破裂現(xiàn)象，應(yīng)予更換若高壓導(dǎo)線良好， 應(yīng)檢查火花塞。 火花塞的檢查。檢查火花塞是否燒蝕嚴(yán)重，如其電極燒蝕嚴(yán)重，應(yīng)予以更換： 如果火花塞積炭或積油，可用汽油進(jìn)行清洗，必要時(shí)用銅絲刷子刷凈。對(duì)清洗干凈 的火花塞，應(yīng)檢查和調(diào)整火花塞電極間隙，其規(guī)定值為 O7o9mm。 19 第四章 桑塔納 2000 點(diǎn)火系統(tǒng)檢修 桑塔納 2000 型轎車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)部件中點(diǎn)火線圈、火花塞、分電器蓋、分火頭及 高壓線等的常見(jiàn)故障及檢查方法與其他的點(diǎn)火系統(tǒng)相同在此不再贅述，請(qǐng)參閱前 面有關(guān)內(nèi)容，以下介紹進(jìn)氣斥力傳感器、霍爾傳感器、曲軸位置傳感器、節(jié)氣門(mén)位 置傳感器、冷卻液溫度傳感器等的檢修。 4.1 進(jìn)氣壓力傳感器 MAP 的檢修 桑塔納 2000 型轎車(chē)采用的是電阻應(yīng)變計(jì)式進(jìn)氣壓力力傳感器、其外形如圖 4- 1 所示。 圖 4-1 進(jìn)氣壓力傳感器 在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)進(jìn)氣壓力傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)功機(jī)電控單元能夠檢 測(cè)到，并能使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入故障應(yīng)急狀態(tài)運(yùn)行。 當(dāng)用萬(wàn)用表電阻擋檢測(cè)線柬電阻時(shí)，斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)、拔下控制器線眾插頭 和傳感器線柬活頭，檢測(cè)兩插頭上各端子之間導(dǎo)線電阻，如果阻值過(guò)大或?yàn)闊o(wú)窮大， 說(shuō)明線束與端干接觸不良或斷路，應(yīng)予以修理。 20 4.2 霍爾傳感器 TDCS 的檢修 除電源電壓為 5v 外，霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)、原理，其線束插座及端子連接情況 如圖 4-2 所示。 當(dāng)霍爾傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將立刻熄火而無(wú)邊運(yùn)轉(zhuǎn)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單 ECU 不能檢測(cè)到霍爾傳感器的故障信息。用故障閱讀儀也臣取不列傳感器故障的有 關(guān)信息，因此發(fā)動(dòng)機(jī)災(zāi)然熄火，可用萬(wàn)用友檢測(cè)傳感器的電源電壓和信號(hào)輸出電壓， 其數(shù)值，如果電壓值不符合正常表中規(guī)定，說(shuō)明傳感器失效，應(yīng)予以更換。 圖 4-2 霍爾傳感器的連接 4.3 曲軸位置傳感路 CPS 的檢修 在桑塔納 2000Gsi 型轎車(chē)電控系統(tǒng)中，既配裝有霍爾傳感器，又配裝了磁感應(yīng) 式曲軸位置信感器。 電控系統(tǒng)的陳軸位置傳感器與整形、放大電路為一整體。檢修時(shí)、首先接通點(diǎn) 火開(kāi)關(guān)，檢測(cè)傳感器的電源電壓是否符合標(biāo)準(zhǔn)值(5v)。然后轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，測(cè)量傳感器 信號(hào)輸出端的輸出電壓是否有變化。如果有變化，說(shuō)明傳感器良好；如果天變化， 說(shuō)明傳感器失效。 4.4 節(jié)氣門(mén)位置傳感器 TPS 的檢修 桑塔納 2000 型轎車(chē)電控系統(tǒng)中，節(jié)氣門(mén)位置傳感器采用有觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)式和滑動(dòng) 電阻式 2 種其結(jié)構(gòu)分別如圖 4-3、圖 4-4 所示。 21 當(dāng)節(jié)氣門(mén)位置傳感器 TPS 發(fā)生故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦能夠檢測(cè)到，并能使發(fā)動(dòng)機(jī) 進(jìn)入故障府急狀態(tài)運(yùn)行。利用故障閱讀儀通過(guò)診斷插應(yīng)可以洼取此故障的有關(guān)信息。 檢修滑動(dòng)電阻式 TPS 時(shí)?？捎萌f(wàn)劇表檢測(cè)傳感器的電源電壓和輸出電壓，其阻 值如果與正常值不同。說(shuō)明傳感器失效，應(yīng)予以更換。 圖 4-3 觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)式 TPS 的結(jié)構(gòu)原理 圖 4-4 滑動(dòng)電阻式 TPS 的結(jié)構(gòu)原理 檢修肋點(diǎn)開(kāi)關(guān)式 TPS 時(shí)，可用力用表測(cè)量傳感器信號(hào)輸出端子的輸出電用和觸 點(diǎn)接觸電阻進(jìn)行判斷。觸點(diǎn)接觸電阻值應(yīng)小于 0.5 歐姆，如果阻值過(guò)大，說(shuō)明觸點(diǎn) 22 燒蝕而接觸不良，應(yīng)予以修理或更換傳感器。 4.5 冷卻液溫度傳感器 CTS 的檢修 桑塔納 2000 型轎車(chē)?yán)鋮s液溫度傳感器的外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電路連接如圖 4-5 所示。 冷卻液溫度傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦能夠檢測(cè)到。利用 V.A.G1551 或 V.A.G1551 故障閱讀儀，通過(guò)診斷插座可以讀有關(guān)的故障信息。 圖 4-5 冷卻液溫度傳感器結(jié)構(gòu)與電路 檢測(cè)溫度傳感器時(shí)，可用萬(wàn)用表就車(chē)檢測(cè)傳感器的電源電壓相信號(hào)輸出電壓。 溫度傳感器可用萬(wàn)用表電阻歐姆擋單獨(dú)進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)，斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)拔下溫 度傳感器插頭檢測(cè)傳感器兩端子間的電阻值阻值大小與環(huán)境溫度有關(guān)，具體值 應(yīng)當(dāng)符合規(guī)定。如果阻值過(guò)大、過(guò)小或無(wú)窮大，說(shuō)明傳感器失效，應(yīng)予以更換! 23 致 謝 在這里首先要感謝郟國(guó)中老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)。郟國(guó)中老師作為汽車(chē)系的主要 導(dǎo)師，不僅要為汽車(chē)系的日常事務(wù)操勞，平常還要親自授課，時(shí)間的緊張可見(jiàn)一斑， 但是在這種情況下，他依然沒(méi)有耽誤過(guò)對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)。在設(shè)計(jì)的前期，由于 準(zhǔn)備考研復(fù)試，我一直在外地奔波，未能及時(shí)完成任務(wù)。在這種情況下，郟老師對(duì) 我表示了充分的理解，并給予了巨大幫助。在郟老師的指導(dǎo)下，我不僅完成了本次 設(shè)計(jì)，還學(xué)到了很多東西。作為車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)的一名學(xué)生，在進(jìn)行完電器類(lèi)課程后， 我對(duì)汽車(chē)電器和機(jī)械設(shè)計(jì)等學(xué)科的接觸是很少的，這方面的知識(shí)也不豐富，剛開(kāi)始 設(shè)計(jì)時(shí)完全處于一種無(wú)從下手的狀態(tài)，是郟老師為我指明了方向，還經(jīng)常耐心的為 我講解一些汽車(chē)電器和制造中的常識(shí)，及時(shí)糾正設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的漏洞和錯(cuò)誤，使我的 設(shè)計(jì)更加完善。今天，能完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我首先要感謝郟老師的指導(dǎo)。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)了很多自己的不足，由于平常學(xué)習(xí)的不認(rèn)真 和時(shí)間的遺忘，我對(duì)于汽車(chē)電器知識(shí)的了解可謂少之又少，在本次的設(shè)計(jì)使我重新 又拿起了課本，復(fù)習(xí)了我們以前學(xué)過(guò)的知識(shí)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān) 資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也 經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我 獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有 非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中探 索的艱難和成功時(shí)的喜悅。我覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)真的非常有必要，它是我們畢業(yè)前的一 個(gè)查漏補(bǔ)缺的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程發(fā)生在我們畢業(yè)的前夕，對(duì)于我們以后走向工作崗位 的幫助是不可估量的，謝謝學(xué)校和老師們?yōu)槲覀兲峁┑倪@次機(jī)會(huì)。在畢業(yè)之際，真 切的感謝我的母校，和母校的老師們。 24 參 考 資 料 1.陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造.北京：人民交通出版社，1991 2.劉唯信.汽車(chē)設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2000 3.劉鴻文.材料力學(xué).北京：高等教育出版社，1991 4.張洪欣.汽車(chē)設(shè)計(jì)（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996 5.日汽車(chē)工程全書(shū)編輯委員會(huì).汽車(chē)傳動(dòng)裝置.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1980 6.余志生.汽車(chē)?yán)碚摚ǖ谒陌妫?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 7.徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 8.濮良貴，紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.北京：高等教育出版社 2000 9.日自動(dòng)車(chē)技術(shù)協(xié)會(huì).小林 明.汽車(chē)工程手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1984： 10.杜梅先，朱冬梅，蔣繼賢.畫(huà)法幾何及機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社， 1997 11.王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)（第四版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 12.劉修驥.車(chē)輛傳動(dòng)裝置.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 13.臧新群.汽車(chē)滾動(dòng)軸承應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 14.周允.汽車(chē)百科全書(shū).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989 15.北林學(xué)院中南學(xué)院汽車(chē)拖拉機(jī).北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1982 16.王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，1995 17.曹泗秋，楊巍.機(jī)械原理.武昌：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，1984 18.哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué).北京：高等教育出版社，1998 19.汽車(chē)工程手冊(cè)編 輯 委 員 會(huì) .汽 車(chē) 設(shè) 計(jì) 簡(jiǎn) 明 手 冊(cè) .人 民 交 通 出 版 社 ， 2001 20.孫恒，陳做模，葛文杰. 機(jī) 械 原 理 .北 京 ： 高 等 教 育 出 版 社 ， 2006 25 26 附錄 I 外文文獻(xiàn)翻譯 估計(jì)導(dǎo)致工程幾何分析錯(cuò)誤的一個(gè)正式理論 SankaraHariGopalakrishnan， KrishnanSuresh 機(jī)械工程系，威斯康辛大學(xué)，麥迪遜分校，2006 年 9 月 30 日 摘要：幾何分析是著名的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助工藝簡(jiǎn)化 “小或無(wú)關(guān)特征”在 CAD 模型 中的程序，如有限元分析。然而，幾何分析不可避免地會(huì)產(chǎn)生分析錯(cuò)誤，在目前的理論框架實(shí) 在不容易量化。 本文中，我們對(duì)快速計(jì)算處理這些幾何分析錯(cuò)誤提供了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚?。尤其，我們集中?量解決地方的特點(diǎn)，被簡(jiǎn)化的任意形狀和大小的區(qū)域。提出的理論采用伴隨矩陣制定邊值問(wèn)題 抵達(dá)嚴(yán)格界限幾何分析性分析錯(cuò)誤。該理論通過(guò)數(shù)值例子說(shuō)明。 關(guān)鍵詞:幾何分析;工程分析;誤差估計(jì);計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) 1. 介紹 機(jī)械零件通常包含了許多幾何特征。不過(guò)，在工程分析中并不是所有的特征都是至關(guān)重 要的。以前的分析中無(wú)關(guān)特征往往被忽略，從而提高自動(dòng)化及運(yùn)算速度。 舉例來(lái)說(shuō)，考慮一個(gè)剎車(chē)轉(zhuǎn)子，如圖 1(a)。轉(zhuǎn)子包含 50 多個(gè)不同的特征，但所有這些 特征并不是都是相關(guān)的。就拿一個(gè)幾何化的剎車(chē)轉(zhuǎn)子的熱量分析來(lái)說(shuō)，如圖 1(b)。有限元分析 的全功能的模型如圖 1(a)，需要超過(guò) 150,000 度的自由度，幾何模型圖 1(b)項(xiàng)要求小于 25，000 個(gè)自由度，從而導(dǎo)致非常緩慢的運(yùn)算速度。 圖 1(a)剎車(chē)轉(zhuǎn)子 圖 1(b)其幾何分析版本 除了提高速度，通常還能增加自動(dòng)化水平，這比較容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的有限元網(wǎng)格幾何分 析組成。內(nèi)存要求也跟著降低，而且條件數(shù)離散系統(tǒng)將得以改善;后者起著重要作用迭代線性 系統(tǒng)。 但是，幾何分析還不是很普及。不穩(wěn)定性到底是“小而局部化”還是“大而擴(kuò)展化”， 這取決于各種因素。例如，對(duì)于一個(gè)熱問(wèn)題，想刪除其中的一個(gè)特征，不穩(wěn)定性是一個(gè)局部問(wèn) 題:(1)凈熱通量邊界的特點(diǎn)是零。(2)特征簡(jiǎn)化時(shí)沒(méi)有新的熱源產(chǎn)生; 4對(duì)上述規(guī)則則例外。 展示這些物理特征被稱(chēng)為自我平衡。結(jié)果，同樣存在結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題。 從幾何分析角度看，如果特征遠(yuǎn)離該區(qū)域，則這種自我平衡的特征可以忽略。但是，如 果功能接近該區(qū)域我們必須謹(jǐn)慎，。 從另一個(gè)角度看，非自我平衡的特征應(yīng)值得重視。這些特征的簡(jiǎn)化理論上可以在系統(tǒng)任 27 意位置被施用,但是會(huì)在系統(tǒng)分析上構(gòu)成重大的挑戰(zhàn)。 目前，尚無(wú)任何系統(tǒng)性的程序去估算幾何分析對(duì)上述兩個(gè)案例的潛在影響。這就必須依 靠工程判斷和經(jīng)驗(yàn)。 在這篇文章中，我們制定了理論估計(jì)幾何分析影響工程分析自動(dòng)化的方式。任意形狀和 大小的形體如何被簡(jiǎn)化是本文重點(diǎn)要解決的地方。伴隨矩陣和單調(diào)分析這兩個(gè)數(shù)學(xué)概念被合并 成一個(gè)統(tǒng)一的理論來(lái)解決雙方的自我平衡和非自我平衡的特點(diǎn)。數(shù)值例子涉及二階 scalar 偏 微分方程，以證實(shí)他的理論。 本文還包含以下內(nèi)容。第二節(jié)中，我們就幾何分析總結(jié)以往的工作。在第三節(jié)中，我們 解決幾何分析引起的錯(cuò)誤分析，并討論了擬議的方法。第四部分從數(shù)值試驗(yàn)提供結(jié)果。第五部 分討論如何加快設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)進(jìn)度。 2. 前期工作 幾何分析過(guò)程可分為三個(gè)階段: 識(shí)別:哪些特征應(yīng)該被簡(jiǎn)化； 簡(jiǎn)化：如何在一個(gè)自動(dòng)化和幾何一致的方式中簡(jiǎn)化特征； 分析:簡(jiǎn)化的結(jié)果。 第一個(gè)階段的相關(guān)文獻(xiàn)已經(jīng)很多。例如，企業(yè)的規(guī)模和相對(duì)位置這個(gè)特點(diǎn)，經(jīng)常被用來(lái) 作為度量鑒定。此外，也有人提議以有意義的力學(xué)判據(jù)確定這種特征。 自動(dòng)化幾何分析過(guò)程，事實(shí)上，已成熟到一個(gè)商業(yè)化幾何分析的地步。但我們注意到， 這些商業(yè)軟件包僅提供一個(gè)純粹的幾何解決。因?yàn)闆](méi)有保證隨后進(jìn)行的分析錯(cuò)誤，所以必須十 分小心使用。另外，固有的幾何問(wèn)題依然存在，并且還在研究當(dāng)中。 本文的重點(diǎn)是放在第三階段，即快速幾何分析。建立一個(gè)有系統(tǒng)的方法，通過(guò)幾何分析 引起的誤差是可以計(jì)算出來(lái)的。再分析的目的是迅速估計(jì)改良系統(tǒng)的反應(yīng)。其中最著名的再分 析理論是著名的謝爾曼-Morrison 和 woodbury 公式。對(duì)于兩種有著相似的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和剛度矩陣 設(shè)計(jì)，再分析這種技術(shù)特別有效。然而，過(guò)程幾何分析在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的剛度矩陣會(huì)導(dǎo)致一個(gè)戲劇 性的變化，這與再分析技術(shù)不太相關(guān)。 3. 擬議的方法 3.1 問(wèn)題闡述 我們把注意力放在這個(gè)文件中的工程問(wèn)題，標(biāo)量二階偏微分方程式(pde): .).(fauc 許多工程技術(shù)問(wèn)題，如熱，流體靜磁等問(wèn)題，可能簡(jiǎn)化為上述公式。 作為一個(gè)說(shuō)明性例子，考慮散熱問(wèn)題的二維模塊 如圖 2 所示。 圖 2 二維熱座裝配 熱量 q 從一個(gè)線圈置于下方位置列為 coil。半導(dǎo)體裝置位于 device。這兩個(gè)地方都 屬于 ，有相同的材料屬性，其余 將在后面討論。特別令人感興趣的是數(shù)量，加權(quán)溫度 28 Tdevice 內(nèi) device(見(jiàn)圖 2)。一個(gè)時(shí)段，認(rèn)定為 slot 縮進(jìn)如圖 2，會(huì)受到抑制，其對(duì) Tdevice 將予以研究。邊界的時(shí)段稱(chēng)為 slot 其余的界線將稱(chēng)為 。邊界溫度 假定為零。 兩種可能的邊界條件 slot 被認(rèn)為是:(a)固定熱源，即(-k t)n=q，(b)有一定溫度，即 T=Tslot。兩種情況會(huì)導(dǎo)致兩種不同幾何分析引起的誤差的結(jié)果。 設(shè) T(x，y)是未知的溫度場(chǎng)和 K 導(dǎo)熱。然后，散熱問(wèn)題可以通過(guò)泊松方程式表示: )1()(.0).(slctltltcoilTbrnqhkaiQBCPDE)2(),(devicdyxHomputei 其中 H(x，y)是一些加權(quán)內(nèi)核?，F(xiàn)在考慮的問(wèn)題是幾何分析簡(jiǎn)化的插槽是簡(jiǎn)化之前分析， 如圖 3 所示。 圖 3defeatured 二維熱傳導(dǎo)裝配模塊 現(xiàn)在有一個(gè)不同的邊值問(wèn)題，不同領(lǐng)域 t(x，y):)3(on 0tiQ).(-kBCPDEcoilslt)4(),(deviicyxtHomput 觀察到的插槽的邊界條件為 t(x，y)已經(jīng)消失了，因?yàn)椴垡呀?jīng)不存在了（關(guān)鍵性變化）! 解決的問(wèn)題是: 設(shè)定 tdevice 和 t(x，y)的值，估計(jì) Tdevice。 這是一個(gè)較難的問(wèn)題，是我們尚未解決的。在這篇文章中，我們將從上限和下限分析 Tdevice。這些方向是明確被俘引理 3、4 和 3、6。至于其余的這一節(jié)，我們將發(fā)展基本概念和 理論，建立這兩個(gè)引理。值得注意的是，只要它不重疊，定位槽與相關(guān)的裝置或熱源沒(méi)有任何 限制。上下界的 Tdevice 將取決于它們的相對(duì)位置。 3.2 伴隨矩陣方法 我們需要的第一個(gè)概念是，伴隨矩陣公式表達(dá)法。應(yīng)用伴隨矩陣論點(diǎn)的微分積分方程， 包括其應(yīng)用的控制理論，形狀優(yōu)化，拓?fù)鋬?yōu)化等。我們對(duì)這一概念歸納如下。 相關(guān)的問(wèn)題都可以定義為一個(gè)伴隨矩陣的問(wèn)題，控制伴隨矩陣 t_(x，y)，必須符合下列 29 公式計(jì)算23: ontiHtkdevicslotdevic0 )5().(* 伴隨場(chǎng) t_(x，y)基本上是一個(gè)預(yù)定量，即加權(quán)裝置溫度控制的應(yīng)用熱源?？梢杂^察到， 伴隨問(wèn)題的解決是復(fù)雜的原始問(wèn)題;控制方程是相同的;這些問(wèn)題就是所謂的自身伴隨矩陣。大 部分工程技術(shù)問(wèn)題的實(shí)際利益，是自身伴隨矩陣，就很容易計(jì)算伴隨矩陣。 另一方面，在幾何分析問(wèn)題中，伴隨矩陣發(fā)揮著關(guān)鍵作用。表現(xiàn)為以下引理綜述: 引理 3.1 已知和未知裝置溫度的區(qū)別，即(Tdevice-tdevice)可以歸納為以下的邊界積分 比幾何分析插槽: slotslot dntkTtTdevicevic ).)(* 在上述引理中有兩點(diǎn)值得注意: 1、積分只牽涉到邊界 slot;這是令人鼓舞的?；蛟S，處理剛剛過(guò)去的被簡(jiǎn)化信息特點(diǎn) 可以計(jì)算誤差。 2、右側(cè)牽涉到的未知區(qū)域 T(x，y)的全功能的問(wèn)題。特別是第一周期涉及的差異，在正 常的梯度，即涉及-k(T-t) n;這是一個(gè)已知數(shù)量邊界條件-k tn 所指定的時(shí)段，未知 狄里克萊條件作出規(guī)定-k tn 可以評(píng)估。在另一方面，在第二個(gè)周期內(nèi)涉及的差異，在這 兩個(gè)領(lǐng)域，即 T 管; 因?yàn)?t 可以評(píng)價(jià)，這是一個(gè)已知數(shù)量邊界條件 T 指定的時(shí)段。因此。 引理 3.2、差額(tdevice-tdevice)不等式 dntTkdtTandtTdntknkslotslosltevicdevicslotslotsltdevicevic 22*22*).()(.)().(. 然而，伴隨矩陣技術(shù)不能完全消除未知區(qū)域 T(x，y)。為了消除 T(x，y)我們把重點(diǎn)轉(zhuǎn)向 單調(diào)分析。 3.3 單調(diào)性分析 單調(diào)性分析是由數(shù)學(xué)家在 19 世紀(jì)和 20 世紀(jì)前建立的各種邊值問(wèn)題。例如，一個(gè)單調(diào)定 理: 添加幾何約束到一個(gè)結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，是指在位移(某些)邊界不減少。 觀察發(fā)現(xiàn)，上述理論提供了一個(gè)定性的措施以解決邊值問(wèn)題。 后來(lái)，工程師利用之前的“計(jì)算機(jī)時(shí)代”上限或下限同樣的定理，解決了具有挑戰(zhàn)性的 問(wèn)題。當(dāng)然，隨著計(jì)算機(jī)時(shí)代的到來(lái)，這些相當(dāng)復(fù)雜的直接求解方法已經(jīng)不為人所用。但是， 在當(dāng)前的幾何分析，我們證明這些定理采取更為有力的作用，尤其應(yīng)當(dāng)配合使用伴隨理論。 我們現(xiàn)在利用一些單調(diào)定理，以消除上述引理 T(x，y)。遵守先前規(guī)定，右邊是區(qū)別已 知和未知的領(lǐng)域，即 T(x，y)-t(x，y)。因此，讓我們?cè)诮缍ㄒ粋€(gè)領(lǐng)域 E(x，y)在區(qū)域?yàn)? 30 e(x，y)=t(x，y)-t(x，y)。 據(jù)悉，T(x，y)和 T(x，y)都是明確的界定，所以是 e(x，y)。事實(shí)上，從公式(1)和(3)， 我們可以推斷，e(x，y)的正式滿(mǎn)足邊值問(wèn)題: slotltntTeborqkaieSlv)(.0).( 解決上述問(wèn)題就能解決所有問(wèn)題。但是，如果我們能計(jì)算區(qū)域 e(x，y)與正常的坡度超 過(guò)插槽，以有效的方式，然后(Tdevice-tdevice)，就評(píng)價(jià)表示 e(X，Y)的效率，我們現(xiàn)在考慮 在上述方程兩種可能的情況如(a)及(b)。 例(a)邊界條件較第一插槽，審議本案時(shí)槽原本指定一個(gè)邊界條件。為了估算 e(x，y)， 考慮以下問(wèn)題: )6(,0),(.).(2yxasyxeonqtkniSolvsltlt 因?yàn)橹蝗Q于縫隙，不討論域，以上問(wèn)題計(jì)算較簡(jiǎn)單。經(jīng)典邊界積分/邊界元方法可以引 用。關(guān)鍵是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域 e1(x，y)和未知領(lǐng)域的 e(x，y)透過(guò)引理 3.3。這兩個(gè)領(lǐng)域 e1(x，y)和 e(x，y)滿(mǎn)足以下單調(diào)關(guān)系: 222 )(max)() slotsloteaurdedeslotslot 把它們綜合在一起，我們有以下結(jié)論引理。 引理 3.4 未知的裝置溫度 Tdevice，當(dāng)插槽具有邊界條件，東至以下限額的計(jì)算，只要 求:(1)原始及伴隨場(chǎng) T 和隔熱與幾何分析域(2)解決 e1 的一項(xiàng)問(wèn)題涉及插槽: dntkgdntkqt slotslotdeviclowrevicdevic 2* ).().( )(max)(, ).().(2 2*slotslot slotslotdevicuprevicdevic eaurghttTslot 觀察到兩個(gè)方向的右側(cè)，雙方都是獨(dú)立的未知區(qū)域 T(x，y)。 例(b) 插槽 Dirichlet 邊界條件 我們假定插槽都維持在定溫 Tslot?？紤]任何領(lǐng)域，即包含域和插槽。界定一個(gè)區(qū)域 e(x，y)在滿(mǎn)足: )7(0).(slotslotnTeikSlv 31 現(xiàn)在建立一個(gè)結(jié)果與 e-(x，y)及 e(x，y)。 引理 3.5 slotslot dnekdnek22).().( 注意到，公式(7)的計(jì)算較為簡(jiǎn)單。這是我們最終要的結(jié)果。 引理 3.6 未知的裝置溫度 Tdevice，當(dāng)插槽有 Dirichlet 邊界條件，東至以下限額的計(jì) 算，只要求:(1)原始及伴隨場(chǎng) T 和隔熱與幾何分析。(2) 圍繞插槽解決失敗了的邊界問(wèn)題，:slotslotslotslotdevicuprevicdevic ltsltslotslotdeviclowrevicdevic dnekdTktTdnekdnktT22*22*.)().)(). 再次觀察這兩個(gè)方向都是獨(dú)立的未知領(lǐng)域 T(x，y)。 4. 數(shù)值例子說(shuō)明 我們的理論發(fā)展，在上一節(jié)中，通過(guò)數(shù)值例子。設(shè) k = 5W/mC, Q = 10 W/m3 and H = 。5 devic)Ara( 1 表 1:結(jié)果表 表 1 給出了不同時(shí)段的邊界條件。第一裝置溫度欄的共同溫度為所有幾何分析模式(這不 取決于插槽邊界條件及插槽幾何分析)。接下來(lái)兩欄的上下界說(shuō)明引理 3.4 和 3.6。最后一欄是 實(shí)際的裝置溫度所得的全功能模式(前幾何分析)，是列在這里比較前列的。在全部例子中，我 們可以看到最后一欄則是介于第二和第三列。T Tdevice T lowerdvucuperdvc 對(duì)于絕緣插槽來(lái)說(shuō)，Dirichlet 邊界條件指出，觀察到的各種預(yù)測(cè)為零。不同之處在于 這個(gè)事實(shí):在第一個(gè)例子，一個(gè)零 Neumann 邊界條件的時(shí)段，導(dǎo)致一個(gè)自我平衡的特點(diǎn)，因此， 其對(duì)裝置基本沒(méi)什么影響。另一方面，有 Dirichlet 邊界條件的插槽結(jié)果在一個(gè)非自我平衡的 特點(diǎn)，其缺失可能導(dǎo)致器件溫度的大變化在。 32 不過(guò)，固定非零槽溫度預(yù)測(cè)范圍為 20 度到 0 度。這可以歸因于插槽溫度接近于裝置的溫 度，因此，將其刪除少了影響。 的確，人們不難計(jì)算上限和下限的不同 Dirichlet 條件插槽。圖 4 說(shuō)明了變化的實(shí)際裝 置的溫度和計(jì)算式。 預(yù)測(cè)的上限和下限的實(shí)際溫度裝置表明理論是正確的。另外，跟預(yù)期結(jié)果一樣，限制槽 溫度大約等于裝置的溫度。 5. 快速分析設(shè)計(jì)的情景 我們認(rèn)為對(duì)所提出的理論分析什么-如果的設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)在有著廣泛的影響。研究顯示 設(shè)計(jì)如圖 5，現(xiàn)在由兩個(gè)具有單一熱量能源的器件。如預(yù)期結(jié)果兩設(shè)備將不會(huì)有相同的平均溫 度。由于其相對(duì)靠近熱源，該裝置的左邊將處在一個(gè)較高的溫度，。 圖 4 估計(jì)式 versus 插槽溫度圖 圖 5 雙熱器座 圖 6 正確特征可能性位置 33 為了消除這種不平衡狀況，加上一個(gè)小孔，固定直徑;五個(gè)可能的位置見(jiàn)圖 6。兩者的平 均溫度在這兩個(gè)地區(qū)最低。 強(qiáng)制進(jìn)行有限元分析每個(gè)配置。這是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程。另一種方法是把該孔作為一個(gè)特 征，并研究其影