電控汽油噴射系統(tǒng)結構

1、第一章 發(fā)動機電控汽油噴射系統(tǒng)的結構與維修第一節(jié) 電控汽油噴射系統(tǒng)的結構一 電控汽油噴射系統(tǒng)的組成圖1-1所示為常見電控汽油噴射系統(tǒng)在汽車上的安裝情況及零件分配圖，圖1-2所示為電控汽油噴射系統(tǒng)的操作原理圖。圖1-1 電控汽油噴射系統(tǒng)在汽車上的安裝情況及零件分配圖1-噴油器 2-燃油壓力調節(jié)器 3-輔助空氣閥 4-汽油濾清器 5-溫度時間開關 6-水溫傳感器 7-冷起動噴油器 8-空氣流量計 9-節(jié)氣門室 10-進行溫度傳感器 11-節(jié)氣門位置傳感器 12-電控單元 13-降壓電阻 14-電動汽油泵 15-汽油緩沖器圖1-2 電控汽油噴射系統(tǒng)操作原理圖1-油箱 2-汽油濾清器 3-電動汽油泵

2、4-輔助空氣閥 5-汽油緩沖器 6-燃油壓力調節(jié)器 7-冷起動噴油器 8-水溫傳感器 7-冷起動噴油器 8-水溫傳感器 9-噴油器 10-溫度時間開關 11-節(jié)氣門位置傳感器 12-怠速調整螺釘 13-空氣流量計 14-進氣溫度傳感器 15-旁通氣道調整螺釘 16-空氣濾清器 17-電控單元 18-點火線圈 19-點火開關 20-EFI繼電器 21-電動汽油泵繼電器按其控制原理完成方式來看，電控汽油噴射系統(tǒng)由電控單元（ECU）、傳感器和執(zhí)行器三個部分組成，如圖1-3所示。執(zhí)行器Z執(zhí)行器Y執(zhí)行器X傳感器C傳感器AECU傳感器B圖1-3 電控汽油噴射系統(tǒng)的組成電控汽油噴射系統(tǒng)均有一個電控單元（EC

3、U），它是系統(tǒng)的核心控制元件。ECU一方面接收來自傳感器的信號；另一方面完成對信息的處理工作，同時發(fā)出相應的控制指令來控制執(zhí)行元件的正確動作。ECU接收的信息主要有發(fā)動機轉速、空氣流量、節(jié)氣門位置、進氣溫度、冷卻液溫度、曲軸位置、負荷和氧傳感器信息等。傳感器是電控汽油噴射系統(tǒng)的“觸角”，是感知信息的部件，它負責向電控單元提供汽車的運行狀況和發(fā)動機的工況。傳感器主要有空氣流量傳感器（空氣流量計）、節(jié)氣門位置傳感器（節(jié)氣門開關）、氧傳感器（測定空燃比）、爆震傳感器、曲軸轉角傳感器、發(fā)動機轉速傳感器及各種溫度傳感器等。執(zhí)行器負責執(zhí)行電控單元發(fā)出的各項指令，執(zhí)行器主要有噴油器、怠速步進電動機、電動汽油

4、泵、繼電器和點火線圈等。從部件的功能來講，電控汽油噴射系統(tǒng)一般由進氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成。在點火與燃油噴射相結合的電控汽油噴射系統(tǒng)中還包含有一個點火子系統(tǒng)。進氣系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動機的工況提供適量的空氣，并根據(jù)電控單元的指令完成空氣量的調節(jié)。進氣系統(tǒng)主要由空氣流量計或進氣歧管絕對壓力傳感器、進行溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進氣歧管、輔助空氣閥及空氣濾清器等組成。燃油供給系統(tǒng)是根據(jù)電控單元的驅動信號，以恒定的壓差將一定數(shù)量的汽油噴入進氣管。燃油供給系統(tǒng)主要由電動汽油泵、汽油濾清器、燃油壓力調節(jié)器、噴油器及冷起動噴油器等組成。電子控制系統(tǒng)由電控單元、各類傳感器、驅動器及

5、繼電器等組成。該系統(tǒng)還具有故障診斷功能，可保存故障代碼，并通過故障指示燈輸出故障代碼。二 進氣系統(tǒng)（一）進氣系統(tǒng)的組成與型式進氣系統(tǒng)是測量和控制汽油燃燒時所需要的空氣量的。其組成是由測量空氣流量的方式決定的，根據(jù)測量空氣流量的方式不同，進氣系統(tǒng)有質量流量式的進氣系統(tǒng)（用于L型EFI系統(tǒng)）、速度密度式的進氣系統(tǒng)（用于D型EFI系統(tǒng)）和節(jié)流速度式的進氣系統(tǒng)三種。1、質量流量式進氣系統(tǒng)圖1-4所示為質量流量式進氣系統(tǒng)，該進氣系統(tǒng)利用空氣流量計直接測量吸入的空氣量，通常用測得的空氣流量與發(fā)動機轉速的比值作為計算噴油量的標準?？諝饨涍^空氣濾清器過濾后，用空氣流量計進行測量，然后通過節(jié)氣體到達穩(wěn)壓箱，再分

6、配給各缸進氣管。在進氣管內，由噴油器中噴出的汽油與空氣混合后被吸入氣缸內進行燃燒。圖1-4 質量流量式進氣系統(tǒng)結構圖a）系統(tǒng)圖 b）剖視圖1-空氣濾清器 2-空氣流量計 3-節(jié)氣門體 4-節(jié)氣門 5-進氣總管（穩(wěn)壓箱） 6-噴油器 7-進氣歧管 8-輔助空氣閥節(jié)氣門裝在節(jié)氣門體上，控制進入各缸的空氣量，在該總成上還裝有空氣閥。當溫度低時空氣閥打開，部分附加空氣進入進氣總管，以提高怠速轉速，加快暖機過程（亦稱快怠速）。在裝有怠速控制閥（ISCV）的發(fā)動機上，由ISCV來完成空氣閥的作用。2、速度密度式進氣系統(tǒng)速度密度式進氣系統(tǒng)，利用進氣歧管絕對壓力傳感器測得進氣歧管中的絕對壓力，然后根據(jù)絕對壓力

7、值和發(fā)動機轉速推算出每一循環(huán)發(fā)動機吸入的空氣量。由于進氣歧管中的空氣壓力是變化的，因此速度密度方式不容易精確檢測吸入的空氣量。速度密度方式的進氣系統(tǒng)組成如圖1-5所示，它與質量流量方式進氣系統(tǒng)的主要差別是用進氣歧管絕對壓力傳感器代替了空氣流量計。圖1-5 速度密度方式進氣系統(tǒng)a）系統(tǒng)框圖 b）系統(tǒng)構成圖1-進氣歧管絕對壓力傳感器 2-發(fā)動機 3-穩(wěn)壓箱 4-節(jié)流閥體 5-空氣濾清器 6-空氣閥 7-噴油器經過空氣濾清器過濾的空氣，經節(jié)氣門體流入穩(wěn)壓箱，分配給各缸進氣管，然后與噴油器噴射的汽油混合形成可燃混合氣，再吸入氣缸內。3、節(jié)流速度式進氣系統(tǒng)節(jié)流速度式進氣系統(tǒng)是利用節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉速來

8、間接計算進氣質量的。由于此種控制方式在轎車上使用極少，故本書不作介紹。（二）進氣系統(tǒng)主要零部件的結構1、空氣濾清器電控汽油噴射發(fā)動機的空氣濾清器與一般發(fā)動機的空氣濾清器相同，在此不再作詳細介紹。2、空氣流量計空氣流量計安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門之間，用來測量進入氣缸內空氣量的多少，然后，將進氣量信號轉換成電氣信號輸入電控單元，從而由電控制單元計算出噴油量，控制噴油器向節(jié)氣門室（進氣管）噴入與進氣量成最佳比例的燃油。目前汽車上所用的空氣流量計主要有葉片式空氣流量計、卡門渦旋式空氣流量計、真空度-轉速（壓感式）空氣流量計（進氣歧管壓力傳感器）、熱線式空氣流量計和熱膜式空氣流量計等五種。其中真空度-轉

9、速空氣流量計僅為一只進氣歧管壓力傳感器。（1）葉片式空氣流量計圖1-6所示是葉片式空氣流量計的結構，圖1-7所示是葉片式空氣流量計的空氣通道，圖1-8所示是葉片式空氣流量計的電位計部分結構。圖1-6 葉片式空氣流量計的結構1-電位計 2-電動汽油泵觸點（可動）3-進氣溫度傳感器 4-電動汽油泵固定觸點 5-測量板（葉片）6-怠速調整螺釘圖1-7 葉片式空氣流量計的空氣通道1-旁通氣道 2-進氣溫度傳感器 3-閥門 4-阻尼室 5-緩沖板 6-主空氣通道 7-測量板（葉片）圖1-8 葉片式空氣流量計的電位計部分結構圖1-空氣進口 2-電動汽油泵接點 3-平衡塊 4-回位彈簧 5-電位計部分 6-

10、空氣出口 葉片式空氣流量計由測量板（葉片）、緩沖板、阻尼室、旁通氣道、怠速調整螺釘、回位彈簧等組成，此外內部還設有電動汽油開關及進氣溫度傳感器等。在有的葉片式空氣流量計中，還有一電動汽油泵開關，其作用是當點火接通而發(fā)動機不轉動時，控制電動汽油泵不工作。一旦空氣流量計中有空氣流過時，此開關閉合，電動汽車油泵開始工作。這種有電動汽油泵開關的空氣流量計的電插座一般為7腳。葉片式空氣流量計電位器是以電位變化檢測空氣量的裝置，它與空氣流量計測量板同軸安裝，能把因測量板開度而產生的滑動電阻變化轉換為電壓信號，并送給電控單元（圖1-9 a）。圖1-9 b）所示是其工作原理圖，在測量板的回轉軸上，裝有一根螺旋

11、回位彈簧，當吸入空氣推開測量板的力與彈簧變形后的回位力相平衡時，測量板即停止轉動。用電位計檢測出測量板的轉動角度，即可得知空氣流量。葉片式空氣流量計電位器的內部電路如圖1-10所示，電位計檢測空氣量有電壓比與電壓值兩種方式。圖1-9 電位計與測量板的安裝關系及葉片式空氣流量計的工作原理a）電位計與測量板的安裝關系 b）葉片式空氣流量計的工作原理1-電位計 2-自空氣濾清器來的空氣 3-到發(fā)動機的空氣 4-測量板 5-電位計滑動觸頭 6-旁通氣道圖1-10 電位計內部電路1-電動汽油泵開關 2-電位計在VB端子上加有蓄電池電壓而形成電壓VC，那么，檢測出來的是VB-E2與VC-VS的電壓比。如表

12、1-1中的圖所示。電壓值的檢測方法為：吸入空氣量隨電位計動作變化的電壓值。當在VC點加上一定的電壓（+5V）時，電位計滑動觸頭的動作隨吸入空氣量變化，VS-E2間的電壓變化直接作為吸入空氣量信息，把滑動觸頭電壓值送入電控單元并進行A/D變換，即可以數(shù)字信號輸出檢測結果?；瑒佑|頭電壓與吸入空氣量成正比，呈線性關系。表1-1為以電壓比與電壓值兩種檢測方式的對比表。由于電路設計上的不同，葉片式空氣流量計的電壓輸出形式有兩種，一種是電壓值Us隨進氣量的增加而升高；另一種則是電壓值Us隨進氣量的增加而降低，如圖1-11所示。圖1-11 葉片式空氣流量計的電壓輸出形式a）電壓值Us隨進氣量增加而降低 b）

13、電壓值Us 隨進氣量增加而升高表1-1 兩種檢測方式對比表項目電壓比方式電壓值方法電路原理圖檢測方法為向VB點加上蓄電池電壓（12V），而設置中間接點VC，即可以VB-E2、VC-VS之間的電壓比方式檢測，隨電壓的變化，其誤差為零由于在VC點加上一定電壓（+15V），故可右使VS點電壓隨吸入空氣量變化，該點電壓值即可作為吸入空氣量值如把VS點電壓值輸入ECU，經過A/D轉換，可在ECU中轉換為數(shù)字信號結構特點通過測量板直接測量吸入空氣量使用進氣溫度傳感器、電動汽油泵開關等通過測量板直接測量吸入空氣量使用進氣溫度傳感器、電動汽油泵開關等特性吸入空氣量Q1吸入空氣量Q1電壓比（Us/UB）Us（2

14、）卡門旋渦式空氣流量計卡門旋渦式空氣流量計與葉片式空氣流量計相比，具有體積小、重量輕、進氣道結構簡單、進氣阻力小等優(yōu)點?？ㄩT旋渦式空氣流量計的結構按照旋渦數(shù)的檢測方式不同，可以分為反光鏡檢測方式卡門旋渦式空氣流量計和超聲波檢出方式卡門旋渦式空氣流量計兩種。圖1-12所示為反光鏡檢測方式卡門旋渦式空氣流量計，這種卡門旋渦式空氣流量計是把卡門旋渦發(fā)生器兩側的壓力變化，通過導壓孔而引向薄金屬制成的反光鏡表面，使反光鏡產生振動，反光鏡一邊振動，一邊將發(fā)光二極管射來的光反射給光電晶體管這樣旋渦的頻率在壓力作用下轉換成鏡面的振動頻率，鏡面的振動頻率通過光電耦合器轉換成脈沖信號，進氣量愈大，脈沖信號的頻率愈

15、高，進氣量愈小，脈沖信號頻率愈低。ECU根據(jù)該脈沖信號的頻率，檢測進氣量（當然也要經過進氣溫度修正）和基準點火提前角，如圖1-12c所示。圖1-12 反光鏡檢測式卡門渦旋空氣流量計結構 a）結構圖 b）結構簡圖 c）輸出脈沖信號波形1-反光鏡 2-發(fā)光二極管 3-鋼板彈簧 4-空氣流 5-卡門旋渦 6-旋渦發(fā)生體 7-壓力導向孔 8-光電晶體管 9-進氣管路 10-支承板圖1-13所示為超聲波檢出式卡門旋渦式空氣流量計結構圖，這種空氣流量計是利用卡門旋渦引起的空氣疏密度變化進行測量的，用接收器接收連續(xù)發(fā)射的超聲波信號，因接收到的信號空氣疏密度的變化而變化，由此即可測得旋渦頻率，從而測得空氣流量

16、。其具體方法是在卡門旋渦發(fā)生區(qū)空氣通道的兩側，分別裝上超聲波發(fā)射頭5和超聲波接收器9，發(fā)射頭4沿渦列的垂直方向發(fā)射超聲波，由于旋渦使超聲波的傳播速度發(fā)生變化，超聲波受到周期性的調制，使其振幅、相位、頻率發(fā)生變化。這種被調制后的超聲波，被超聲接收器9接收后，變換成相應的電壓，再經整形、放大電路，形成與旋渦數(shù)目相應的矩形脈沖信號，然后送入電控單元作為空氣流量信號。圖1-13 超聲波檢出式卡門旋渦式空氣流量計1-整流柵 2-旋渦發(fā)生體 3-旋渦穩(wěn)定板 4-信號發(fā)生器（超聲波發(fā)射頭） 5-超聲波發(fā)生器 6-通往發(fā)動機 7-卡門旋渦 8-超聲波接收器 9-與旋渦數(shù)對應的疏密聲波 10-整形放大電路 11

17、-旁通通路 12-通往計算機 13-整形成矩形波（脈沖）由于卡門旋渦式空氣流量計，沒有可動部件，反應靈敏，測量精度高，所以現(xiàn)在被廣泛采用。卡門旋渦式空氣流量計與葉片式空氣流量計直接測得的均是空氣的體積流量，因此在空氣流量計內均裝有進氣溫度傳感器，以便對隨氣溫而變化的空氣密度進行修正，從而正確計算出進氣的質量流量。（3）熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計有三種形式：一種是把熱線和進氣溫度傳感器都放在進氣主通路的取樣管內，稱為主流測量式，其結構如圖1-14a所示；另一種是把熱線纏在繞線管上和進氣溫度傳感器都放在旁通氣路內，稱為旁通測量式，其結構如圖1-14b所示。這兩種熱線式空氣流量計為了將熱線溫度

18、與進氣溫度的溫差維持恒定，都設有控制回路，如果熱線因吸入的空氣而變冷，則控制回路可以增加供給熱線的電流，以使熱線與進氣的溫度差恢復到原來恒定的狀態(tài)。第三種是發(fā)熱體不是熱線而是熱膜，即在熱線位置放上熱膜，發(fā)熱金屬膜固定在薄的樹脂膜上，這種結構可使發(fā)熱體不直接承受空氣流動所產生的作用力，以延長使用壽命，其結構如圖1-14c所示。圖1-14 熱線式空氣流量計a）主流測量式熱線式空氣流量計 b）旁通測量式熱線空氣流量計 c）熱膜式空氣流量計1-防回火網 2-取樣管 3-白金熱線 4-上游溫度傳感器 5-控制回路 6-連接器7-熱金屬線和冷金屬線 8-陶瓷螺線管 9-接控制回路 10-進氣溫度傳感器（冷

19、金屬線）11-旁通氣路 12-主通氣路 13-通往發(fā)動機 14-熱膜 15-金屬網熱線式空氣流量計長期使用后，會在熱線上積累雜質，為了消除使用中電熱線上附著的膠質積炭對測量精度的影響，為此在流量計上采用燒凈措施解決這個問題。每當發(fā)動機熄火時（或起動時），ECU自動接通空氣流量計殼體內的電子電路，加熱熱線，使其溫度在1s內升高1000。由于燒凈溫度必須非常精確，因此在發(fā)動機熄火4s后，該電路才被接通。由于熱線式空氣流量計測量的是進氣質量流量，它已把空氣密度、海拔高度等影響考慮在內，因此可以得到非常精確的空氣流量信號。（4）真空度-轉速式（壓感式）空氣流量計（進氣歧管壓力傳感器）真空度-轉速式（壓

20、感式）空氣流量計，從某種角度上講，它并不是空氣流量計，僅為一只進氣歧管壓力傳感器，但由于其功用仍是測量進入發(fā)動機氣缸的進氣量，故我們仍作為一種空氣流量計來討論。在電控汽油噴射系統(tǒng)中常用的進氣歧管壓力傳感器有真空膜盒式和半導體式兩種。圖1-15所示為真空膜盒式進氣歧管壓力傳感器的結構圖，該傳感器由真空膜盒（兩個）、隨著膜盒膨脹和收縮可左右移動的鐵心、與鐵心連動的差動變壓器，以及在大氣壓力差作用下，可在膜盒工作區(qū)間進行功率檔與經濟檔轉換的膜片構成，傳感器被膜片分為左右兩個氣室。圖1-15 真空膜盒式進氣歧管壓力傳感器1-大氣壓力側 2-歧管負壓側 3-印刷線路板 4-回位彈簧 5-差動變壓器 6-

21、鐵心 7-中空膜盒 8-膜片 9-膜盒支點圖1-16所示為半導體式進氣歧管壓力傳感器的結構圖，它由半導體壓力轉換元件（硅片）與過濾器組成。圖1-16 半導體式進氣歧管壓力傳感器1-真空室 2-硅片 3-輸出端子 4-過濾體該傳感器的主要元件是一片很薄的硅片，外圍較厚，中間最薄，硅片上下兩面各有一層二氧化硅膜。在膜層中，沿硅片四邊，有四個應變電阻。在硅片四角、各有一個金屬塊，通過導線和電阻相連。在硅片底面粘接了一塊硼硅酸玻璃片，使硅膜片中部形成一個真空窗以感傳感壓力，如圖1-17a所示。傳感器通常用一根橡膠管和需要測量其中壓力的部位相聯(lián)。硅片中的四個電阻連接成惠斯登電橋形式，如圖1-17b所示，

22、由穩(wěn)定電源供電，電橋應在硅片無變形時調到平衡狀態(tài)。當空氣壓力增加時，硅膜片彎由，引起電阻值的變化，其中R1和R4的電阻增加，而R2、R3的電阻則等量減少。這使電橋失去平衡而在AB端形成電位差，從而輸出正比于壓力的電壓信號。圖1-17 半導體式壓力傳感器硅膜片的結構及電路a）硅膜片的結構 b）硅膜片的橋形電路1-硅片 2-硅 3-真空管 4-硼硅酸玻璃片 5-二氧化硅膜 6-應變電阻 7-金屬塊 8-穩(wěn)壓電源 9-差動放大器3、節(jié)氣門體（1）多點式（MPI）節(jié)氣門體節(jié)氣門體位于空氣流量計和發(fā)動機之間的進氣管上，與駕駛員的加速踏板聯(lián)動，是使進氣通道變化，從而控制發(fā)動機運轉工況的裝置，圖1-18所示

23、為節(jié)氣門體的外觀和結構原理圖。節(jié)氣門體包括控制進氣量的節(jié)氣門通道和怠速運行的空氣旁通道，節(jié)氣門位置傳感器也裝在節(jié)氣門軸上，用來檢測節(jié)氣門開度。有的節(jié)氣門體上裝有石蠟式空氣閥或節(jié)氣門回位緩沖器。為避免冬季空氣中的水分在節(jié)氣門體上結冰，有的還將發(fā)動機冷卻水流經該總成，如圖1-18a所示。有些發(fā)動機在怠速時節(jié)氣門是全閉的，空氣經旁通氣道進入進氣總管。在怠速時對發(fā)動機進行轉速調整的方法是；順時針旋轉怠速調整螺釘，減少旁通空氣量，使發(fā)動機怠速轉速降低；反時針旋松怠速調整螺釘，增加旁通氣量，則發(fā)動機轉速增高。發(fā)動機怠速時，節(jié)氣門處于全關閉位置。怠速運轉所需的空氣量流經旁通通路，在旁通通路中，安裝了能改變通

24、路面積的旁通螺釘（怠速調整螺釘）。但一些裝有怠速控制閥的發(fā)動機中，沒有此螺釘，而靠ECU控制怠速控制閥來實現(xiàn)怠速控制。節(jié)氣門的開度大小由發(fā)動機輸出功率來決定，在發(fā)動機輸出功率最大時，要求節(jié)氣門具有不會使發(fā)動機輸出功率下降的通道面積，節(jié)氣門通路面積和輸出功率的關系，如圖1-19所示。圖1-18 節(jié)氣門的外觀和結構圖a）節(jié)氣門體的外觀 b）結構原理圖1-怠速調速螺釘 2-旁通通路 3-節(jié)氣門 4-節(jié)氣門軸 5-穩(wěn)壓箱（緩沖室）6-加速踏板 7-加速踏板金屬絲 8-操縱臂 9-回位彈簧 10-節(jié)氣門位置傳感器 11-輔助空氣閥 12-通冷卻水管路 13-緩沖器圖1-19 節(jié)氣門通路面積與輸出功率的關

25、系及節(jié)氣門開度特性a）節(jié)氣門通路面積與輸出功率的關系 b）節(jié)氣門開度特性1-線性 2-非線性節(jié)氣門開度隨加速踏板踏下量的變化特性，與傳動系統(tǒng)有關，應由發(fā)動機的輸出功率和車輛匹配的最佳特性來決定。圖1-19b中的特性曲線1表示節(jié)氣門的開度與加速踏板的踏板量成正比例。但是，這種開度特性使空氣閥的通路面積變化量較大，特別是在大功率發(fā)動機上，即使是加速踏板很小的變動量，也會使車輛產生急驟的加速或減速。為解決這一問題，可采用以下結構形式的節(jié)氣門體，一種是改變操縱臂的形狀和構造，使節(jié)氣門的開度與加速踏板的踏下量不成比例（見圖1-19b所示的特性曲線2）。還有一種是在節(jié)流閥體內把進氣通道分成兩路，每路各有一

26、個閥。當踏板下加速踏板時，主閥首先打開，繼續(xù)踏下加速踏板，同主閥聯(lián)結的輔助閥接著打開，利用兩個閥的非同步動作，也可得到同前一種形式同樣的節(jié)氣門非線性開度特性，上述各種節(jié)流閥體的特性，見表1-2。檢測節(jié)氣門開度的節(jié)氣門位置傳感器，安裝在節(jié)氣門軸的一端。節(jié)氣門位置傳感器的輸出信號用于各種控制。（2）單點式（SPI）節(jié)氣門體SPI式節(jié)氣門體較MPI式節(jié)氣門體結構復雜，主要是在SPI式節(jié)氣門體內還裝有集中供油用的主噴油器、壓力調節(jié)器和節(jié)氣門位置傳感器。主噴油器只有一個，它裝在節(jié)氣門殼體的上部，所噴出的燃油要供給發(fā)動機各缸使用，圖1-20所示是SPI式節(jié)氣門體結構圖。圖1-20 SPI式節(jié)氣門體結構圖1

27、-空氣閥 2-壓力調節(jié)器 3-節(jié)氣門 4-通汽油箱 5-自空氣濾清器來的空氣 6-噴油器 7-從電動汽油泵來 8-調節(jié)螺釘 9-通往發(fā)動機表1-2 節(jié)流閥體特性表方式構造特性線性型同基本構成型加速踏板踏下量成比例，一個操縱臂工作非線性型（1閥型）非線性型（2閥型）注：表中圖注的含意：1-閥工作凸輪 2-非線性凸輪 3-同加速踏板聯(lián)動操縱臂 4-輔助閥 5-主閥。4、空氣閥發(fā)動機冷車起動時，溫度低，摩擦阻力大，暖機時間長?？諝忾y的作用是在發(fā)動機低溫起動時，可通過空氣閥為發(fā)動機提供額外的空氣（此部分空氣也由空氣流量計計量），保持發(fā)動機怠速穩(wěn)定運轉，使發(fā)動機起動后迅速暖車，從而縮短暖車時間。空氣閥一

28、打開，發(fā)動機吸入的空氣量就能被空氣流量計測出，把該信號傳給ECU，從而使噴油器的噴油量也增加，做到在低溫下順利起動發(fā)動機。發(fā)動機完成暖機運轉之后，流經空氣閥的空氣即被切斷，發(fā)動機吸入的空氣改由節(jié)氣門體的旁通通路供給，使發(fā)動機在通常的怠速工況下穩(wěn)定運轉，由空氣閥構成的空氣通道如圖1-21所示。圖1-21 由空氣閥構成的空氣通道1-去發(fā)動機的空氣 2-進氣歧管 3-空氣閥 4-怠速調節(jié)螺釘 5-自空氣濾清器來的空氣 6-節(jié)氣門 7-緩沖罐（穩(wěn)壓箱）空氣閥按其結構和動作方式可分為兩種：一種是利用加熱線圈引起的變位原理，使閥工作的雙金屬片調節(jié)式；另一種是利用發(fā)動機冷卻水熱量引起的石蠟脹縮原理，使閥工作

29、的石蠟型。（1）雙金屬片式空氣閥雙金屬片式空氣閥的結構及工作如圖1-22所示，它由雙金屬元件、加熱線圈和空氣閘閥等組成，旁通空氣管路截面積的大小由雙金屬片控制回轉控制閥門來決定。當溫度低或無電流通過加熱線圈時，閥門總是打開的，在發(fā)動機冷起動時，旁通空氣道全開，管路截面積最大。發(fā)動機起動后，空氣通過節(jié)氣門的旁通氣道經空氣閥進入進氣總管。此時雖然節(jié)氣門是關閉的，但進氣量較大，怠速轉速較高。在發(fā)動機起動的同時，加熱線圈上就有電流流過，隨著發(fā)動機溫度的升高和加熱線圈加熱時間的增長，雙金屬片逐漸彎曲變形，帶動回轉控制閥門旋轉，逐漸關閉旁通氣道，從而降低發(fā)動機的怠速轉速。暖機后，雙金屬片不僅受電加熱，還受

30、發(fā)動機的熱量加熱，使閥門保持關閉，發(fā)動機處于正常怠速工作，當熱機再起動時，閥門保持關閉，以免發(fā)動機快怠速運行。所以該空氣閥應安裝在能代表并感受發(fā)動機溫度的部位，不但能保證在發(fā)動機暖機時雙金屬片同時受加熱線圈和發(fā)動機熱量的加熱，而且能在熱機起動時，機體的熱量仍能使閥門關閉，避免發(fā)動機怠速轉速過高。圖1-22 空氣閥的結構和工作a）在低溫時 b ）暖機后1-加熱線圈 2-接空氣進氣歧管 3-閥門 4-接空氣濾清器 5-銷 6-雙金屬片圖1-23所示是雙金屬片式空氣閥的空氣量調節(jié)范圍曲線，當環(huán)境溫度為20時，發(fā)動機起動后3min6min，空氣閥即可受雙金屬片推動而關閉。圖1-23 空氣閥空氣量調節(jié)范

31、圍曲線（環(huán)境溫度為20時）（2）石蠟調節(jié)式空氣閥石蠟調節(jié)式空氣閥，根據(jù)發(fā)動機冷卻水溫度，控制空氣通路面積?？刂屏碜院銣厥灥臒崦浝淇s，而熱脹冷縮的值隨周圍溫度而變化。采用這種形式的空氣閥，導入發(fā)動機冷卻水是必要的，為了簡化結構，大多采用與節(jié)氣門體加熱共用的冷卻水管路一體化結構，圖1-24a所示是這種一體化結構的總體構成。當發(fā)動機處于低溫狀態(tài)時，冷卻水溫度低，石蠟體積收縮，閥門在外彈簧作用下打開，如圖1-24b所示，空氣流經閥門從旁通氣道進入進氣管。發(fā)動機暖車后，冷卻水溫度升高，石蠟體積膨脹變大，推動空氣閥克服內彈簧向左移動，將空氣閥關閉，截斷空氣通道，如圖1-24c所示。由于內彈簧比外彈簧硬

32、，所以閥門是逐漸關閉的，從而使發(fā)動機轉速也平穩(wěn)過渡到正常怠速狀態(tài)。當冷卻水溫度高于80時，閥門是緊閉的，這可使熱機再起動時，避免發(fā)動機快怠速運行。圖1-24 石蠟型空氣閥的結構與工作a）石蠟式空氣閥的結構 b）低溫時空氣閥開啟狀態(tài) c）高溫度時空氣閥的關閉狀態(tài)1-怠速調整螺釘 2-自空氣濾清器 3-節(jié)氣門 4-至進氣總管 5-感溫器 6-閥門 7-冷卻水流 8-彈簧 9-空氣閥柱塞5、怠速控制閥（ISCV）怠速控制閥不僅集中了節(jié)氣門和由怠速調整螺釘控制的旁通通道的功能，而且還能在ECU控制下，根據(jù)發(fā)動機實際工況來改變怠速時流入發(fā)動機的空氣量?？刂频∷倏諝饬康膱?zhí)行機構，可大致分為兩種，一種是控制

33、節(jié)氣門全關閉位置的節(jié)氣門直動式；另一種是控制節(jié)氣門旁通路中空氣量的旁通空氣式，圖1-25為這兩種執(zhí)行機構的組成原理圖。大多數(shù)的空氣流量控制機構選用旁通空氣式，而旁通空氣式驅動閥門的型式又有步進電動機型、旋轉滑閥式、占空比控制真空開關閥和開關控制型真空開關閥等。圖1-25 控制怠速空氣量的執(zhí)行機構a）節(jié)氣門直動式 b）旁通空氣式1-節(jié)氣門 2-發(fā)動機 3-節(jié)氣門操縱臂 4-執(zhí)行元件 5-加速踏板金屬絲（1）步進電動機型怠速控制裝置此控制方式是通過控制步進電動機正反轉來帶動旁通空氣閥的運動。閥的運動可以使旁通孔的流通面積發(fā)生變化，用來控制旁通空氣流量，由此達到控制怠速轉速的止的。控制機構簡圖如圖1

34、-26a所示，閥心固定在閥軸上，閥軸的另一端有螺紋，旋入步進電動機的轉子中。當步進電動機通電時，轉子旋轉，通過絲桿來帶動閥一起轉動。由圖中可以看出，閥心與閥座之間的流通面積靠閥的前進與后退來調整。流通面積越大，流入進氣歧管中的空氣越多，怠速轉速也就越高，反之，轉速減小。所以，只需控制步進電動機的旋轉方向及旋轉量就能控制怠速轉速。步進電動機的特點是它本身有幾組勵磁線圈，用改變勵磁線圈的通電順序，來改變電機的旋轉方向。線圈每通一次電，轉子就轉過一定量（一般為幾度到十幾度）。因此，可以很精確地調整流通面積，可以把怠速轉速控制在很精確的范圍內，圖1-26b所示為步進電動機控制電路。圖1-26 步進電動

35、機控制機構簡圖及控制電路a）步進電動機控制機構簡圖 b）步進電動機控制電路1-閥座 2-閥軸 3-定子 4-軸承 5-進給絲桿 6-轉子 7-閥心（2）旋轉滑閥式怠速控制裝置同步進電動機相類似，怠速轉速的調整也是通過調整旁通空氣閥孔的流通面積進行調整的，閥孔的結構如圖1-27a所示，從圖中可見，旋轉滑閥依靠不同的轉動角度來控制閥孔流通面積；從而控制流入進氣總管的空氣量。閥與閥軸固定在一體，閥軸可帶動閥轉動來控制轉動來控制閥孔的面積，使流入進氣總管的空氣量變化。閥軸上還固定著一個圓柱形磁鐵，此磁鐵放在一個磁場強度及方向可變的磁場中，磁場強度變化，可使圓柱形磁鐵旋轉，帶動閥旋轉。磁場是靠通電的螺線

36、管形成的。如圖1-27b所示，線圈W1與線圈W2分別由ECU控制通斷。當I1=I2時，W1、W2產生的磁場強度相同，作用在永久磁鐵上的力相等，使磁鐵及閥軸處于平衡狀態(tài)。當I1增加、I2減小時，閥軸逆時針旋轉，反之順序針旋轉。圖1-27 閥孔的結構簡圖、工作原理及控制電路a）閥孔的結構 b）磁場的工作原理 c）控制電路1-自空氣濾清器來空氣 2-至進氣總管空氣 3-旁通口 4-閥 5-至P/S高怠速控制空氣旋轉電磁閥控制電路如圖1-27c所示，兩組線圈的通斷由一條控制線控制，控制信號為脈沖信號，控制信號波形如圖1-28a所示?？刂菩盘柕恼伎毡葹門1/（T1+T2），通過控制脈沖信號的占空比，就能達到控制的目的。當占