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文檔簡介
1汽油機燃油供給系統(tǒng)能力知識目標:能進行汽油機燃油供給系統(tǒng)的拆裝;會簡單使用發(fā)動機的故障診斷儀;汽油機燃油供給系統(tǒng)的作用和類型;電子控制燃油噴射系統(tǒng)的部件結(jié)構(gòu)與工作車用汽油機對可燃混合氣濃度的要求;進、排氣系統(tǒng)主要零部件構(gòu)造與檢修;2汽油機燃油供給系統(tǒng)作用與類型根據(jù)發(fā)動機的不同工況要求,準確地計量空氣和燃油的混合比,將一定數(shù)量的可燃混合氣供給氣缸,并將燃燒后的廢氣排到大氣中。汽油機燃油供給系統(tǒng)目前有兩種類型:
化油器電子控制汽油噴射式(電噴)燃油供給系統(tǒng)1燃油供給系統(tǒng)23汽油的特性汽油的使用性能指標主要是蒸發(fā)性、熱值、抗爆性三個指標;1、蒸發(fā)性:直接影響可燃混合氣質(zhì)量的好壞,可用蒸餾試驗來測定。蒸發(fā)性過強夏天會產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象,冬天會導致結(jié)冰。2、熱值:指1kg燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量。汽油的熱值約為44000kJ/kg。3、抗爆性:指汽油在發(fā)動機氣缸中燃燒時,避免產(chǎn)生爆燃的能力,亦即抗自燃能力。汽油的不同類型是通過辛烷值來區(qū)分的,辛烷值越高,點著燃油所需溫度就越高;普通汽油的標準辛烷值范圍是85~90,高級汽油的辛烷值范圍是90~95。汽油辛烷值越高,爆燃的發(fā)生越少(抗爆性愈好)4汽油牌號的選擇測定辛烷值的方法有馬達法和研究法,相對應的辛烷值分別叫馬達法辛烷值(MON)和研究法辛烷值(RON)。汽油的牌號根據(jù)汽油的辛烷值確定,我國現(xiàn)用研究法辛烷值(RON),如RON-85號汽油指用研究法測定的辛烷值不小于85。選擇汽油牌號的主要根據(jù)是發(fā)動機壓縮比的高低。一般來說,壓縮比愈高,相應選擇的汽油牌號就愈高。5可燃混合氣的濃度汽油必須與空氣混合才能燃燒;可燃混合氣是指汽油與空氣按一定比例的混合物;可燃混合氣的濃度有兩種表示辦法:過量空氣系數(shù)α燃燒1kg燃料實際供給的空氣質(zhì)量與理論上完全燃燒所需的空氣質(zhì)量之比。α=1標準混合氣α>1實際空氣>理論空氣稀混合氣α<1實際空氣<理論空氣濃混合氣6可燃混合氣的濃度空燃比(A/F)空燃比是指空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比理論上,1kg汽油完全燃燒需要14.7kg的空氣。故:空燃比A/F=14.7稱為標準混合氣A/F>14.7稱為稀混合氣A/F<14.7稱為濃混合氣7混合氣濃度的影響經(jīng)濟混合氣由于時間(燃燒速度有限)和空間(不可能氣缸內(nèi)絕對混合均勻)的限制,標準混合氣不可能完全燃燒;由于氣缸中的殘存廢氣阻礙了汽油與空氣的結(jié)合,使空氣不夠,從而影響了火焰的形成和傳播;因此,要想達到完全燃燒,必須是稀混合氣。經(jīng)對發(fā)動機實驗研究,發(fā)現(xiàn)在α=1.1左右,燃料消耗率最低。這即經(jīng)濟混合氣概念。8混合氣濃度的影響9混合氣濃度的影響經(jīng)濟混合氣成分一般為:1.05~1.15稀混合氣(α>1.15)雖然可使燃料完全燃燒,但燃燒速度慢,熱量損失大,平均氣體壓力和功率下降,動力和速度上不去;嚴重者會引起進氣管內(nèi)回火現(xiàn)象;濃混合氣(α<1)從圖中可以看出,=0.88左右時,發(fā)動機輸出功率最大,此時,燃燒速度最快,一則熱效率最高,二則單位體積可燃混合氣燃燒時放出的熱量最大,因而功率最高。
功率混合氣成分:=0.8810混合氣濃度的影響過濃的混合氣(α<
0.88)反而使燃燒速度下降,輸出功率降低;而且,由于燃燒不完全,燃料經(jīng)濟性惡化,嚴重者,由于氣缸中產(chǎn)生大量的CO和游離的碳粒,造成排氣門、火花塞裙部、活塞頂、氣缸蓋底部積碳,排氣管冒黑煙,廢氣中的CO還可能在排氣管中被高溫廢氣點燃,發(fā)生排氣管“放炮”現(xiàn)象。過濃混合氣是造成空氣污染的罪魁禍首;11發(fā)動機對濃度的要求車用汽油機各種工況對可燃混合氣成分的要求:發(fā)動機工況指發(fā)動機的工作情況。是由轉(zhuǎn)速和負荷兩個因素決定;1、穩(wěn)定工況對可燃混合氣成分的要求:穩(wěn)定工況:發(fā)動機已完成預熱,一定時間內(nèi)沒有轉(zhuǎn)速和負荷的突然變化。可分成怠速、小負荷、中等負荷、大負荷和全負荷三個范圍。12發(fā)動機對濃度的要求1、怠速和小負荷工況怠速是指發(fā)動機在對外無功率輸出的情況下以最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下空轉(zhuǎn)。怠速時廢氣稀釋現(xiàn)象嚴重。因此在怠速時要求供給較濃的混合氣=
0.6~0.82、中等負荷工況發(fā)動機大部分時間處于中等負荷工況,因此,要求應供給較稀的經(jīng)濟混合氣成分:
=
0.9~1.113發(fā)動機對濃度的要求3、大負荷和全負荷工況當汽車爬坡或高速時,需發(fā)動機發(fā)出最大功率,此時,節(jié)氣門全開,發(fā)動機處于全負荷工況;大負荷和全負荷工況時要求供給濃混合氣成分:=
0.85~0.952、過渡工況對可燃混合氣成分的要求過渡工況:
發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷發(fā)生一定的變化。14發(fā)動機對濃度的要求1、冷起動:發(fā)動機在冷起動時,轉(zhuǎn)速低,汽油蒸發(fā)和霧化差,大部分油氣混合物形成的是油膜,使氣缸內(nèi)混合物氣過稀而無法引燃;冷起動要求供給極濃混合氣成分
=
0.2~0.62、暖機:發(fā)動機冷起動后開始自動繼續(xù)運轉(zhuǎn),直至穩(wěn)定的怠速運轉(zhuǎn)。這段過渡期間,由于發(fā)動機溫度、轉(zhuǎn)速上升,汽油霧化條件改善,要求供給的混合氣成分由極濃逐漸變換到怠速工況的較濃混合氣成分。15發(fā)動機對濃度的要求3、加速:加速時,節(jié)氣門開度驟然加大,由于燃料慣性大于空氣,氣缸內(nèi)混合氣成分出現(xiàn)瞬間過稀,發(fā)動機功率下降,轉(zhuǎn)速降低,甚至會出現(xiàn)熄火現(xiàn)象;因此,要求供給加濃混合氣成分。16電控噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容介紹電控汽油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理,檢測維修工藝。為后續(xù)課程,及今后的工作打下良好的基礎。17發(fā)動機電噴系統(tǒng)簡介發(fā)展歷程
20世紀30年代首次用于軍用飛機發(fā)動機上,1954年德國奔馳公司首次在奔馳300SL汽車上裝用機械式汽油噴射系統(tǒng)。簡稱K型汽油噴射系統(tǒng)。(連續(xù)噴射)
20世紀60年代末期,在K型的基礎上出現(xiàn)機電組合式汽油噴射系統(tǒng)(比K型:增加了一個由電腦控制的電液式壓差調(diào)節(jié)器),簡稱KE型。如德國奔馳380SE、500SL轎車。18192021發(fā)動機電噴系統(tǒng)簡介20世紀60年代后期,德國BOSCH公司研制成功電控燃油噴射系統(tǒng)EFI,并歷經(jīng)晶體管、集成電路到微機處理三大發(fā)展進程。目前各國汽車上應用的電控燃油噴射系統(tǒng)都是以BOSCH公司產(chǎn)品為原形發(fā)展而來的。目前K型和KE型汽油噴射系統(tǒng)己基本淘汰,EFI系統(tǒng)成為汽油機燃料供給系統(tǒng)的主流22發(fā)動機電噴系統(tǒng)簡介EFI系統(tǒng)(ElectronicFuelInjection)發(fā)動機電控汽油噴射系統(tǒng)(EFI)汽油噴射是用噴油器將一定數(shù)量和壓力的汽油直接噴射到汽缸或進氣歧管中,與進入的空氣混合而形成可燃混合氣。其目的是為了增進汽油的霧化效果,改善燃燒性能,以提高發(fā)動機的功率。利用安裝在不同部位的傳感器所測得的參數(shù),輸入到中央控制單元(ECU);ECU通過對汽油噴射時間控制噴油器的噴油量,從而改變混合氣濃度;使發(fā)動機在各種工況下都能得到最佳空燃比;23E
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的組成24E
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的組成25E
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的類型二.分類
1、按安裝方式分為以下兩種:單點汽油噴射系統(tǒng)多點汽油噴射系統(tǒng)
26單點噴射幾個缸共用一個噴油器,又稱節(jié)氣門體噴射TBI調(diào)壓器噴油器節(jié)氣門體位置傳感器節(jié)氣門27多點噴射氣門噴油器輸油管進氣支管每個氣缸有一個噴油器28氣缸內(nèi)噴射
將燃料直接噴入氣缸內(nèi),需較高的噴射壓力。2930E
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的類型2、按噴油方式分為:連續(xù)噴射系統(tǒng)間歇噴射系統(tǒng)
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的類型3、按噴射時序分為:
同時噴射、分組噴射、順序噴射同時噴射——不考慮發(fā)動機的工作順序,發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)兩周(即每缸完成一個工作循環(huán)),每缸的噴油器噴兩次油。32E
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的類型分組噴射:不考慮發(fā)動機的工作順序,在發(fā)動機的一個工作循環(huán)中,每一組噴油器噴一次油。33E
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的類型分組噴射示意圖:34E
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的類型順序噴射:按發(fā)動機的工作順序噴油,發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)動兩周,每缸噴油器各噴一次油。3536E
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的類型37E
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的類型4、電控汽油噴射系統(tǒng)按對空氣量檢測分:D型和L型D型噴射系統(tǒng):歧管空氣壓力計量式38E
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的類型L型噴射系統(tǒng):歧管空氣流量計量式39E
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的類型L型又可分為質(zhì)量-流量測量方式和體積流量測量方式兩種。404142E
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的類型何種燃油噴射系統(tǒng)比較精確?43E
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的類型按電控系統(tǒng)的控制模式分類
開環(huán)控制:對空燃比不進行反饋控制。閉環(huán)控制:對空燃比進行反饋控制。混合氣濃度的表示:空燃比、過量空氣系數(shù)。汽油機理論空燃比:14.7:1信號輸入裝置(各種傳感器)電子控制單元(ECU)執(zhí)行元件信號輸入裝置(各種傳感器)電子控制單元(ECU)執(zhí)行元件反饋信號4445E
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的類型開環(huán)控制系統(tǒng):對發(fā)動機及控制系統(tǒng)的精度要求高,控制精度低。(無氧傳感器)通過實驗室確定的發(fā)動機各工況的最佳供油參數(shù)預先存入電腦,在發(fā)動機工作時,電腦根據(jù)系統(tǒng)中各傳感器的輸入信號,判斷自身所處的運行工況,并計算出最佳噴油量。其精度直接依賴于所設定的基準數(shù)據(jù)和噴油器調(diào)整標定的精度。當使用工況超出預定范圍時,不能實現(xiàn)最佳控制。閉環(huán)控制系統(tǒng):裝有氧傳感器。可達到較高的空燃比控制精度。(有氧傳感器)在系統(tǒng)中,發(fā)動機排氣管上加裝了氧傳感器,根據(jù)排氣中含氧量的變化,判斷實際進入氣缸的混合氣空燃比,在通過電腦與設定的目標空燃比進行比較,并根據(jù)誤差修正噴油量??杖急瓤刂凭容^高。46E
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的優(yōu)點1、精確控制噴油量,動力性、經(jīng)濟性、排放性好。2、進氣阻力小,不需進氣預熱,充氣效率高。3、多點噴射使各缸混合氣分配均勻,排放降低。4、噴油霧化好,冷起動性好。5、電子控制系統(tǒng)響應迅速,加、減速靈敏性好。6、對空燃比反饋控制,排放更低。47進氣系統(tǒng)
進氣系統(tǒng)的作用是向發(fā)動機提供與負荷相適應的清潔的空氣,同時測量和控制進入發(fā)動機氣缸的空氣量,使它們在系統(tǒng)中與噴油器噴出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合氣;同時于有限的氣缸容積中盡可能多和均勻地供氣。進氣系統(tǒng)由空氣濾清器、空氣流量計或進氣管絕對壓力傳感器、節(jié)氣門體、怠速控制閥、進氣總管、進氣歧管等組成,如圖4-11所示。48491-節(jié)氣門體襯墊2-節(jié)氣門限位螺釘3-螺釘孔護套4-節(jié)氣門體5-加熱水管
6-節(jié)氣門位置傳感器7-螺釘8-怠速控制閥9-O形密封圈10-螺釘50進氣系統(tǒng)空氣濾清器進氣管絕對壓力傳感器節(jié)氣門體進氣總管進氣歧管怠速控制閥空氣濾清器空氣流量計節(jié)氣門體進氣總管進氣歧管怠速控制閥L型空氣供給系統(tǒng)D型空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)功用:為發(fā)動機提供清潔的空氣并控制發(fā)動機正常工作時的供氣量51進氣系統(tǒng)空氣濾清器功用:濾除空氣中的雜質(zhì)或灰塵,以減少氣缸、活塞、活塞環(huán)等有關(guān)零件的磨損,延長發(fā)動機的使用壽命。結(jié)構(gòu):由外殼1、濾清器蓋2、濾芯3、前、后進氣導流管4、5、諧振6組成52紙濾芯重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、安裝及保養(yǎng)容易、濾清效率高,但對油類污染十分敏感。
紙濾芯經(jīng)過浸油處理后即成為濕式濾芯其優(yōu)點是使用壽命長、吸附雜質(zhì)能力強和濾清效果好,但不能反復使用,需定期更換。53油浴式空氣濾清器油浴式空氣濾清器用于多塵條件下工作的發(fā)動機上,濾芯清洗后可重復使用。1—外殼2—濾芯3—密封圈4—濾清器蓋5—蝶形螺母54離心式及復合空氣濾清器離心濾清器多用于大型載貨汽車上;在許多自卸車或礦山用汽車上還使用離心式與紙濾芯式相結(jié)合的復合式空氣濾清器
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的部件蓄電池水溫傳感器節(jié)氣門位置傳感器起動信號空氣流量計(或進氣壓力傳感器)轉(zhuǎn)速傳感器車速傳感器氧傳感器穩(wěn)壓電源輸入接口A/D轉(zhuǎn)換器噴油控制點火控制怠速控制EGR控制蒸發(fā)排放控制故障診斷CPU存儲器輸出接口傳感器ECU執(zhí)行器156發(fā)動機電子控制系統(tǒng)5758空氣流量計MAFS:直接測量發(fā)動機的進氣量。進氣管絕對壓力傳感器MAPS:檢測進氣管內(nèi)氣體的絕對壓力,間接測量進氣量。節(jié)氣門位置傳感器TPS:檢測節(jié)氣門開度及開度變化。凸輪軸位置傳感器CMPS:檢測曲軸轉(zhuǎn)角基準位置。曲軸位置傳感器CKPS:檢測曲軸轉(zhuǎn)角位移。進氣溫度傳感器IATS:檢測進氣溫度。傳感器的類型及功用59傳感器的類型及功用冷卻液溫度傳感器ECTS:檢測冷卻液溫度。車速傳感器VSS:檢測汽車的行駛速度。氧傳感器O2S:檢測排氣中的氧含量。爆燃傳感器KS:檢測汽油機是否爆燃及爆燃強度。空調(diào)開關(guān)A/C:檢測空調(diào)工作狀態(tài)。檔位開關(guān):檢測自動變速器擋位狀態(tài)。起動開關(guān)STA:檢測發(fā)動機是否處于起動工況。制動燈開關(guān):檢測汽車有無制動。動力轉(zhuǎn)向開關(guān):檢測動力轉(zhuǎn)向工作狀態(tài)。巡航控制開關(guān):向ECU輸入來自駕駛員的巡航控制指令。60傳感器的實物圖61傳感器的實物圖62電子控制單元(ECU)的基本功能1、給傳感器提供標準電壓,并接受傳感器信號。2、儲存車型特征參數(shù)和運算中所需信息。3、分析確定故障信息。4、向執(zhí)行元件發(fā)出指令或輸出故障信息。5、自我修正學習63ECU實物圖64執(zhí)行元件的類型
常用的執(zhí)行元件有:噴油器、點火器、怠速控制閥、EGR閥、炭罐電磁閥、油泵繼電器、節(jié)氣門控制電機、二次空氣噴射閥、儀表顯示器等。65執(zhí)行元件實物圖66執(zhí)行元件實物圖67執(zhí)行元件實物圖68E
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的部件一、空氣流量計將空氣流量轉(zhuǎn)換成電信號送給電控單元,該信號作為決定噴油量的基本信號之一。常用型式有翼片式、卡門渦旋式(逐漸淘汰)、熱線式(熱膜式)69翼片式空氣流量計補償擋板緩沖室彈簧測量板溫度傳感器旁通氣道封口調(diào)節(jié)螺釘電位計
測量板打開的角度隨進氣量大小而變化70卡門渦旋式空氣流量計日本豐田公司凌志LS400車1UZ-FE發(fā)動機采用這種空氣流量計在氣流通道中放置一錐體狀渦流發(fā)生器,當氣體通過時,在渦流發(fā)生器下游將產(chǎn)生有規(guī)律交錯的旋渦,這些渦旋稱為卡門渦旋,這個渦流發(fā)生器便稱為卡門渦旋器。71卡門渦旋式流量計當流經(jīng)空氣通道的空氣流速變化時,將影響卡門渦流旋渦的頻率節(jié)氣門取樣管整流器渦流發(fā)生體超聲波發(fā)射器空氣流72卡門渦旋式空氣流量計卡門渦旋式空氣流量計的組成73卡門渦旋式空氣流量計外形圖742、熱式空氣流量計按測量元件分按測量元件位置分主流測量式:測量元件安裝在主進氣道中旁通測量式:測量元件安裝在旁通氣道中熱線式:測量元件為纏繞在陶瓷管上鉑絲熱線熱模式:測量元件為鍍在陶瓷片上的熱膜空氣流量傳感器75熱線式空氣流量計主流測量式旁通測量式76E
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的部件熱線式空氣流量計A:集成電路;RH:熱線電阻RK:溫度補償電阻RA:精密電阻RB:電橋電阻77熱線式空氣流量傳感器A:集成電路;RH:熱線電阻RK:溫度補償電阻RA:精密電阻RB:電橋電阻
工作原理:鉑金屬熱絲和其它幾個電阻組成惠斯通電橋電路。在傳感器工作時,熱絲被控制電路提供的電流加熱到高于冷絲溫度100℃,此時惠斯通電橋處于平衡狀態(tài)。進氣時氣流帶走了熱絲上的熱量使熱絲變冷,熱絲的電阻值隨即也降低,橋形電路平衡被破壞;78熱線式空氣流量傳感器
控制電路加大通過熱絲的電流使熱絲升溫以恢復其原有的電阻值,使電橋重新平衡。進氣量越大,熱絲被帶走的熱量也就越多,控制電路的補償電流也就越大,這樣就把空氣流量的變化轉(zhuǎn)換為電流的變化。電流的變化又使固定電阻RA兩端的電壓發(fā)生變化,此變化的電壓就是熱線式空氣流量計的輸出信號??刂齐娐钒堰@一根據(jù)空氣質(zhì)量流量變化的電壓信號輸入ECU。79熱線式空氣流量傳感器
熱絲長時間暴露在進氣中,會因空氣中灰塵附著在熱絲上而影響測量精度,需增加自潔凈功能:關(guān)閉點火開關(guān)時ECU向空氣流量計發(fā)出一個信號,控制電路立即給熱絲提供較大電流,使熱絲瞬時升溫至1000℃左右,把附著在熱絲上的雜質(zhì)燒掉。自潔凈功能持續(xù)時間約1~2s。80熱線式空氣流量傳感器(3)熱線式空氣流量計的輸出特性由熱線式空氣流量計的工作原理可知,該空氣流量計的輸出特性為:隨著發(fā)動機進氣量的增大,其輸出的信號電壓越高。81熱線式空氣流量傳感器(4)熱線式空氣流量計的檢測以日產(chǎn)MAXIMA車VG30E發(fā)動機熱線式空氣流量計為例介紹其檢測方法。該車熱線式空氣流量計連接電路如圖4-20所示。82熱線式空氣流量傳感器1)檢查電路連接情況檢查空氣流量計與微電腦的連接導線是否正常,以及插接器插接是否可靠。2)檢查外觀檢查空氣流量計的熱絲有無折斷及臟污現(xiàn)象,護網(wǎng)有無堵塞及破損現(xiàn)象。若有,則應更換空氣流量計。83熱線式空氣流量傳感器3)檢查輸出信號①就車檢測(動態(tài)檢測)打開點火開關(guān),發(fā)動機不起動,測量端子E、D之間的電壓應為12V。若無電壓,再測量端子E、C之間的電壓,其值若為12V,則說明D端子搭鐵不良,應檢查D與ECU之間的線路或ECU的搭鐵電路。測量端子B、D之間的信號電壓值,在發(fā)動機不起動時應小于0.5V;發(fā)動機起動,怠速時為1.0~1.3V;發(fā)動機轉(zhuǎn)速達3000r/min時應為1.8~2.0V。若不符合要求,應拆下空氣流量計作進一步檢查。84熱線式空氣流量傳感器②車下檢測拆下空氣流量計,將蓄電池電壓接至空氣流量計插座內(nèi)的D、E端子,然后用萬用表直流電壓檔測量端子B和D之間的電壓,其值應1.6±0.5V,如圖4-21a)所示。用電吹風向空氣流量計吹風,同時測量B、D端子之間的電壓,電壓應上升至2~4V,如圖4-21b)所示。若不符合要求,則應更換空氣流量計。85熱線式空氣流量傳感器4)檢查自清信號自清信號的檢查步驟如下:①啟動發(fā)動機,加速至2500r/min以上。②在發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)條件下,拆下空氣管道和空氣濾清器。③在點火開關(guān)斷開5s后,檢查熱線是否能加熱到發(fā)出紅輝光約1s。④如果看不到紅輝光,應檢查插接器的12號接線端子與空氣流量計線束插接器的接線端子F之間是否導通;正常情況下應導通,若不通,說明自清電路發(fā)生斷路故障,應檢查線束;如果線束正常,則應更換空氣流量計。86熱膜式空氣流量計
熱膜式空氣流量計是熱線式空氣流量計的改進產(chǎn)品,其結(jié)構(gòu)及工作原理與熱線式空氣流量計基本相同,只是將感知元件由熱線改為平面形鉑金屬膜電阻器(簡稱熱膜)87壓力傳感器
進氣歧管絕對壓力傳感器用于D型的發(fā)動機進氣系統(tǒng)中,它所起的作用和空氣流量計相似。進氣歧管絕對壓力傳感器根據(jù)發(fā)動機的負荷狀態(tài)測出進氣歧管內(nèi)絕對壓力的變化,并轉(zhuǎn)換成電壓信號,與轉(zhuǎn)速信號一起輸送到電控單元ECU,作為燃油噴射和點火控制的主控信號。進氣歧管絕對壓力傳感器的安裝位置較靈活,位于節(jié)氣門體的后方,有的車型通過真空軟管與進氣總管連接;有的車型則將進氣歧管絕對壓力傳感器直接安裝在進氣總管上。進氣歧管絕對壓力傳感器按工作原理可分為壓阻效應式、電容式和電感式三種。壓阻效應式傳感器具有靈敏度高、尺寸小、成本低、動態(tài)響應和抗振性好的優(yōu)點。88壓力傳感器
1、壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器單晶硅材料在受到應力作用后,其電阻率發(fā)生明顯變化的現(xiàn)象稱為壓阻效應。(1)壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器的構(gòu)造壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器的結(jié)構(gòu)如圖4-25所示,主要由真空室、硅膜片和IC集成放大電路組成。圖4-25壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器結(jié)構(gòu)壓力轉(zhuǎn)換元件是利用半導體壓阻效應制成的硅膜片,硅膜片為邊長3mm的正方形,其中部采用光刻腐蝕的方法制成一個直徑2mm、厚約50μm的薄膜片;在薄膜片上,采用集成電路加工技術(shù)和臺面擴散層技術(shù)加工出4個阻值相等的應變電阻片,這4個應變電阻片連接成惠斯通橋形電路。硅膜片的一側(cè)是真空室,另一側(cè)導入進氣歧管壓力。89壓力傳感器
外形圖安裝位置圖290壓力傳感器電路圖91壓力傳感器電路圖(2)壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器的工作原理當接通點火開關(guān)時,惠斯通橋形電路便加上電源電壓UCC。發(fā)動機不工作時,惠斯通橋形電路中的4個應變電阻片的電阻值相等,電橋平衡,電橋輸出電壓UO為零。當發(fā)動機工作時,硅膜片在進氣歧管壓力作用下產(chǎn)生機械應變,進而產(chǎn)生應力,應變電阻片的阻值在硅膜片應力的作用下發(fā)生變化,惠斯通電橋失去平衡,在電橋的輸出端即得到輸出電壓UO。92壓力傳感器電路圖(3)壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器的輸出特性由壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器的工作原理可知,該傳感器的輸出特性為:發(fā)動機進氣量越大,進氣歧管內(nèi)絕對壓力越大,硅膜片變形就越大,輸出的信號電壓UO值就越大93壓力傳感器電路圖(4)壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器的檢測以豐田皇冠3.0轎車2JZ-GE發(fā)動機用壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器為例。該傳感器與ECU的連接電路如圖4-28所示。1)檢測電源電壓點火開關(guān)置于“OFF”位置,拔下進氣歧管絕對壓力傳感器的導線連接器,然后將點火開關(guān)置于“ON”位置,不起動發(fā)動機,用萬用表直流電壓檔測量導線連接器中電源端VC和接地端E2之間的電壓,其值應為5V。如有異常,應檢查進氣歧管絕對壓力傳感器與ECU之間的線路是否導通。若斷路,應更換或修理線束。94壓力傳感器電路圖2)檢測輸出信號電壓將點火開關(guān)置于“ON”位置,但不起動發(fā)動機,拆下連接進氣歧管絕對壓力傳感器與進氣歧管的真空軟管。在ECU導線連接器側(cè)用萬用表電壓檔測量進氣歧管絕對壓力傳感器PIM端子與E2端子間在大氣壓力狀態(tài)下的輸出電壓,并記下這一電壓值;然后用真空泵向進氣歧管絕對壓力傳感器內(nèi)施加真空,從13.3kPa(100mmHg)起,每次遞增13.3kPa(100mmHg),一直增加到66.7kPa(500mmHg)為止,然后測量在不同真空度下進氣歧管壓力傳感器PIM端子與E2端子間的輸出電壓。該電壓應能隨真空度的增大而不斷下降。將不同真空度下的輸出電壓下降量與標準值相比較,如不符,應更換進氣歧管壓力傳感器。95壓力傳感器2、電容式進氣歧管絕對壓力傳感器電容式傳感器由一個或幾個具有可變參數(shù)的電容器組成。由電學知識可知,電容器的電容量與組成電容的兩極板間的電介質(zhì)及其相對有效面積成正比,與兩極板間的距離成反比,即:式中:C——電容量;ε——電介質(zhì)的介電常數(shù);
A——兩金屬電極板相對有效面積;
d——兩金屬電極板間的距離。當式中兩個參數(shù)不變,而另一個參數(shù)作為變量時,電容量就會隨此變量而發(fā)生變化。電容式傳感器即利用這一原理,將被測量轉(zhuǎn)換成上述變量,進而轉(zhuǎn)換成電容量而達到檢測目的。96壓力傳感器
圖為電容差動式進氣壓力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。由置于空腔內(nèi)的動片(彈性膜片)、兩個定片(彈性膜片上下凹玻璃上的金屬涂層)、輸出端子、殼體等組成。其動片與兩個定片之間形成兩個串聯(lián)的電容。當進氣壓力作用于彈性膜片時,彈性膜片產(chǎn)生位移,與一個定片距離減小,而與另一個定片的距離加大;則一個電容量增加,另一個電容量減小,從而把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電容量的變化。這種由一個被測量引起兩個傳感元件參數(shù)等量、相反變化的結(jié)構(gòu),稱為差動結(jié)構(gòu)。圖4-29電容差動式進氣歧管絕對壓力傳感感器將電容量的變化接到測量電路中,與電容式壓力傳感器配合使用的測量電路有很多種,如電容電橋、諧振電路等,即可得到相應的電信號輸出。97壓力傳感器3、電感式進氣歧管絕對壓力傳感器電感式進氣歧管絕對壓力傳感器主要由膜盒、鐵心、感應線圈以及電子電路等組成,如圖4-30所示。膜盒由薄金屬片焊接而成,其內(nèi)部被抽成真空,外部與進氣歧管相通。膜盒外表壓力(即進氣歧管壓力)的變化將引起膜盒的膨脹和收縮。膜盒與感應線圈的鐵心聯(lián)動。98壓力傳感器
感應線圈包括一個初級繞組和兩個次級繞組,如圖4-31所示。兩個次級繞組的匝數(shù)相等,且連接成差動形式。當在初級繞組上加上一定頻率的交變電壓e1(由振蕩器產(chǎn)生)時,便在兩個次級繞組中感生出次級電壓e21和e22,輸出端電壓e2等于兩個次級繞組的感應電壓之差,即e2=e21-e22。99壓力傳感器
當鐵心位于中間位置時,由于兩個次級繞組的匝數(shù)、互感系數(shù)相同,因此這兩個次級繞組上感生出的電動勢也相同,此時差動電壓e2等于零。當鐵心向上移動時,e21>e22,e2>0,且向上移動的量越大,差動電壓e2也越大。當鐵心向下移動時,e21<e22,e2<0,且向下移動的量越大,反差電壓e2也越大。圖4-31電感式進氣歧管絕對壓力傳感器工作原理
發(fā)動機工作時,傳感器膜盒外表面受到進氣歧管壓力作用,進氣歧管壓力越大,膜盒的收縮變形量越大。由于膜盒的一端固定,因此膜盒收縮變形時帶動鐵心移動,鐵心的移動又會在次級繞組上產(chǎn)生差動電壓。這樣,就將進氣歧管壓力的變化轉(zhuǎn)換成電壓信號。該信號經(jīng)整形、放大后,作為傳感器的輸出信號送至ECU。100溫度傳感器
電控汽油噴射系統(tǒng)中有兩個溫度傳感器,即冷卻液溫度傳感器和進氣溫度傳感器。它們均采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻作為傳導元件。所謂負溫度系數(shù)的熱敏電阻,就是在允許的溫度范圍內(nèi),其電阻值隨溫度和升高而減?。欢郎囟认禂?shù)的熱敏電阻,其電阻值隨溫度和升高而增大。101溫度傳感器的兩種類型1021、冷卻液溫度傳感器冷卻水溫度傳感器安裝在發(fā)動機缸體或缸蓋的水套上,與冷卻水接觸,用來檢測發(fā)動機的冷卻水溫度。(1)冷卻液溫度傳感器結(jié)構(gòu)和電路冷卻液溫度傳感器的內(nèi)部是一個半導體熱敏電阻,如圖4-59a)所示。它具有負的溫度電阻系數(shù)。水溫越低,電阻越大;反之,水溫越高,電阻越小如圖4-59b)所示。冷卻液溫度傳感器的兩根導線都和電控單元相連接。其中一根為地線,另一根的對地電壓隨熱敏電阻阻值的變化而變化。ECU根據(jù)這一電壓的變化測得發(fā)動機冷卻液的溫度,和其他傳感器產(chǎn)生的信號一起,用來確定噴油脈沖寬度、點火時刻等。103冷卻液溫度傳感器(2)冷卻液溫度傳感器的檢測冷卻液溫度傳感器與ECU的連接電路如圖4-60所示。①檢查冷卻液溫度傳感器的電源電壓:拆開冷卻液溫度傳感器的插接器,接通點火開關(guān),用電壓表測量線束插接器上兩端子之間的電壓(即傳感器的電源電壓)。正常情況下,該電壓值應為5V。若電壓值不正常,則應檢查相關(guān)的線路。②檢查冷卻液溫度傳感器的信號電壓:連接好冷卻液溫度傳感器的插接器,接通點火開關(guān),用電壓表測量線束插接器上兩端子之間的電壓。當水溫為80OC時,該電壓值應為0.2~1.OV。104冷卻液溫度傳感器③檢查冷卻液溫度傳感器的工作特性:首先拆下冷卻液溫度傳感器,然后按圖4-61所示方法對水加熱,用萬用表歐姆檔測量不同水溫下冷卻液溫度傳感器的電阻值,并將其與標準值對比,即可判定冷卻液溫度傳感器是否正常。對桑塔納2000GSi型轎車AJR發(fā)動機冷卻液溫度傳感器來說,其阻值應符合表4-5中所列數(shù)值。否則,應更換冷卻液溫度傳感器。105進氣溫度傳感器主要元件:熱敏電阻1.作用:檢測空氣溫度,修正進氣量和噴油量2.位置:D型在進氣總管內(nèi),L型在空氣流量計內(nèi)106(1)進氣溫度傳感器的結(jié)構(gòu)和電路如圖5.75a)所示,進氣溫度傳感器內(nèi)部也是一個具有負溫度電阻系數(shù)的熱敏電阻,外部用環(huán)氧樹脂密封,其結(jié)構(gòu)如圖4-62所示。(2)進氣溫度傳感器的檢測進氣溫度傳感器和ECU的連接方式與冷卻液溫度傳感器相同。圖4-63所示,為進氣溫度傳感器與ECU的連接電路。如果進氣溫度傳感器本身或其線路故障,將導致發(fā)動機起動困難、怠速不穩(wěn)、廢氣污染物排放量增加,其檢測方法與冷卻水溫度傳感器基本相同。107節(jié)氣門體
節(jié)氣門體安裝在空氣流量計之后的進氣管上,用以控制發(fā)動機正常運行工況下的進氣量。節(jié)氣門體主要由節(jié)氣門和怠速空氣道組成,在節(jié)氣門體上還安裝有節(jié)氣門位置傳感器、怠速控制閥等裝置。如圖4-32所示為韓國大手王子/超級沙龍轎車D型多點噴射系統(tǒng)的節(jié)氣門體。節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門軸上,用來檢測節(jié)氣門的開度。ECU通過怠速控制閥來控制怠速空氣道,以根據(jù)需要調(diào)節(jié)發(fā)動機怠速時的進氣量。節(jié)氣門限位螺釘用來調(diào)節(jié)節(jié)氣門的最小開度。在發(fā)動機工作時,冷卻液通過加熱水管流經(jīng)節(jié)氣門體,以防止寒冷季節(jié)空氣中的水分在節(jié)氣門體上凍結(jié),有些車型的節(jié)氣門體上沒有加熱水管。108節(jié)氣門位置傳感器
節(jié)氣門位置傳感器的作用是把汽油機運轉(zhuǎn)過程中節(jié)氣門的位置及開啟角度的變化轉(zhuǎn)換成電信號輸入發(fā)動機ECU,用于控制燃油噴射及其他輔助控制。節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上節(jié)氣門軸的一端,通過節(jié)氣門軸帶動其內(nèi)部的電刷、觸點轉(zhuǎn)動,從而把節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)化為電信號輸出。常見的節(jié)氣門位置傳感器有觸點開關(guān)式、線性電位計式和綜合式三種類型。109節(jié)氣門位置傳感器開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器110節(jié)氣門位置傳感器(1)觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的構(gòu)造觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器如圖4-33所示,由一個與節(jié)氣門軸聯(lián)動的凸輪、一個活動觸點、兩個固定觸點——怠速觸點IDL和全負荷觸點PSW等組成。凸輪控制觸點的開啟和閉合。(2)觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器工作原理節(jié)氣門轉(zhuǎn)動時,活動觸點隨節(jié)氣門一起轉(zhuǎn)動。當節(jié)氣門處于全關(guān)閉位置時,活動觸點與怠速觸點接通,即怠速觸點閉合,ECU判定發(fā)動機處于怠速工況,從而按怠速工況的要求控制噴油和點火;當節(jié)氣門接近全開時(一般節(jié)氣門開度在50°以上),活動觸點與全負荷觸點接通,即全負荷觸點閉合,ECU進行全負荷加濃控制;當節(jié)氣門在中間位置時,活動觸點與兩固定觸點均斷開,ECU判定發(fā)動機處于部分負荷工況。111節(jié)氣門位置傳感器(3)觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器輸出特性觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器輸出特性如圖4-34所示,ECU根據(jù)觸點的閉合情況確定發(fā)動機工況。當節(jié)氣門關(guān)閉時,怠速觸點IDL閉合、大負荷觸點PSW斷開,怠速觸點IDL輸出端子輸出的信號為低電平“0”,功率觸點PSW輸出端子輸出的信號為高電平“1”。ECU接收到節(jié)氣門位置傳感器輸入的這兩個信號時,如果車速傳感器輸入ECU的信號表示車速為零,那么ECU判定發(fā)動機處于為怠速狀態(tài),并控制噴油器增加噴油量,保證發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速穩(wěn)定而不致熄火。如果此時車速傳感器輸入ECU的信號表示車速不為零,那么ECU判定發(fā)動機處于減速狀態(tài),并控制噴油器停止噴油,以降低排放和提高經(jīng)濟性。112節(jié)氣門位置傳感器(4)觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的檢測①檢查搭鐵電路:斷開點火開關(guān),拆開傳感器插接器,用萬用表歐姆擋測量線束插接器E1端子與車身之間的電阻,其電阻值應為零,否則應檢查ECU的E1端子與搭鐵部位之間是否導通。②檢查工作電壓:接通點火開關(guān),用電壓表分別檢測線束插接器另外兩個端子與車身之間的電壓。電路正常時應有12V左右的電壓,若沒有電壓,則說明傳感器的電源線路有故障。此時應檢測傳感器電源線、微電腦電源線、主繼電器以及保險絲③檢查傳感器:在節(jié)氣門限位螺釘與限位桿之間插入規(guī)定厚度的塞尺,用萬用表歐姆擋檢查各端子之間的導通情況,正常時應符合表4-2的要求。否則應更換節(jié)氣門位置傳感器。113節(jié)氣門位置傳感器2、線性電位計式節(jié)氣門位置傳感器(1)線性電位計式節(jié)氣門位置傳感器的構(gòu)造與原理傳感器內(nèi)部裝有滑動電阻,滑動電阻的滑臂與節(jié)氣門軸一同轉(zhuǎn)動。當節(jié)氣門打開時,滑臂隨節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)動的同時在滑動電阻片上滑動,將節(jié)氣門開度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮璧淖兓?,進而以電壓方式輸出,可以獲得節(jié)氣門從全閉到全開的連續(xù)變化的信號,從而精確地判斷發(fā)動機的運行工況。114節(jié)氣門位置傳感器(2)線性電位計式節(jié)氣門位置傳感器的輸出特性由線性電位計式節(jié)氣門位置傳感器的工作原理可知,隨節(jié)氣門開度增大,輸出電壓升高115節(jié)氣門位置傳感器3、綜合式節(jié)氣門位置傳感器(1)綜合式節(jié)氣門位置傳感器的構(gòu)造和原理綜合式節(jié)氣門位置傳感器是在線性電位計式節(jié)氣門位置傳感器的基礎上加裝了一個怠速觸點,如圖4-39所示。怠速時,怠速觸點閉合,輸出怠速工況信號,其它工況隨節(jié)氣門開度的變化,電位計的電阻也變化,從而將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞斔徒oECU。(2)綜合式節(jié)氣門位置傳感器的輸出特性綜合式節(jié)氣門位置傳感器輸出特性如圖4-40所示。當節(jié)氣門關(guān)閉或開度小于1.2°時,怠速觸點閉合,其輸出端“IDL”輸出低電壓(0V);當節(jié)氣門開度大于1.2°時,怠速觸點斷開,輸出端“IDL”輸出高電壓(5V或12V)。當節(jié)氣門開度變化時,可變電阻的滑臂便隨節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)動,滑臂上的觸點便在滑動電阻片上滑動,傳感器輸出端子“VTA”與“E2”之間的信號電壓隨之發(fā)生變化,節(jié)氣門開度越大,輸出的信號電壓越高。116節(jié)氣門位置傳感器(3)綜合式節(jié)氣門位置傳感器的檢測綜合式節(jié)氣門位置傳感器與發(fā)動機ECU的連接電路如圖4-41所示。其檢測步驟如下:1)檢查搭鐵電路斷開點火開關(guān),拆下傳感器導線連接器。用萬用表歐姆檔檢查節(jié)氣門位置傳感器線束插接器E2端子與ECU的E2端子之間的導線、ECU的E1端子與車身搭鐵部位之間的導線連接情況,應導通。2)檢查電壓插好節(jié)氣門位置傳感器的導線連接器,點火開關(guān)置于“ON”位置但不起動發(fā)動機,轉(zhuǎn)動節(jié)氣門,用萬用表直流電壓檔分別檢測線束插接器上IDL、VC、VTA三個端子與車身之間的電壓,其值應符合表4-3的要求。117節(jié)氣門位置傳感器3)檢查傳感器①怠速觸點導通性檢查:點火開關(guān)置于“OFF”位置,拔去節(jié)氣門位置傳感器的導線連接器,用萬用表歐姆檔在節(jié)氣門位置傳感器連接器上測量怠速觸點IDL的導通情況,如圖4-42所示。當節(jié)氣門全閉時,IDL-E2端子間應導通(電阻為0);當節(jié)氣門打開時,IDL-E2端子間應不導通(電阻為∞)。否則應更換節(jié)氣門位置傳感器。②檢查線性電位計電阻:點火開關(guān)置于“OFF”位置,拔去節(jié)氣門位置傳感器的導線連接器,用萬用表歐姆檔測量線性電位計的電阻(VTA-E2之間的電阻),該電阻應隨節(jié)氣門開度的增大而呈線性增大。在節(jié)氣門限位螺釘和限位桿之間插入適當厚度的厚薄規(guī),用萬用表歐姆檔測量此傳感器導線連接器上各端子間的電阻,其值應符合表4-4的要求。118節(jié)氣門位置傳感器(4)節(jié)氣門位置傳感器的調(diào)整擰松節(jié)氣門位置傳感器的兩個固定螺釘,如圖4-43所示,在節(jié)氣門限位桿和限位螺釘之間插入0.50mm的厚薄規(guī),同時用萬用表歐姆檔測量IDL與E2的導通情況。逆時針轉(zhuǎn)動節(jié)氣門位置傳感器,使怠速觸點斷開,然后順時針方向慢慢轉(zhuǎn)動節(jié)氣門位置傳感器,直至怠速觸點閉合為止(萬用表有讀數(shù)顯示),擰緊節(jié)氣門位置傳感器的兩個固定螺釘。再先后用0.45mm和0.55mm的厚薄規(guī)插入節(jié)氣門限位螺釘和限位桿之間,測量怠速觸點IDL和E2之間的導通情況。當厚薄規(guī)為0.45mm時,IDL和E2之間應導通;當厚薄規(guī)為0.55mm時,IDL和E2之間應不導通。否則應重新調(diào)整節(jié)氣門位置傳感器。119凸輪軸曲軸位置傳感器傳感器—凸輪軸/曲軸位置傳感器(CPS)凸輪軸位置傳感器(CMPS)功用:給ECU提供曲軸轉(zhuǎn)角基準位置(第一缸壓縮上止點)信號。曲軸位置位置傳感器(CKPS)功用:又稱轉(zhuǎn)速傳感器,給ECU提供發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號。安裝位置:與曲軸有精確傳動關(guān)系的位置,如曲軸、凸輪軸、飛輪或分電器處。類型:電磁式、霍爾式和光電式三種。
120凸輪軸曲軸位置傳感器電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器1-G1感應線圈2-Ne轉(zhuǎn)子3-G轉(zhuǎn)子4-G2感應線圈5-Ne感應線圈121凸輪軸曲軸位置傳感器電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器1、結(jié)構(gòu):安裝在分電器內(nèi)的電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器。上部分為凸輪軸位置傳感器,由1個齒的G轉(zhuǎn)子和2個感應線圈G1和G2組成,用以產(chǎn)生第1缸上止點基準信號;下部分為曲軸位置傳感器,由1個24齒的Ne轉(zhuǎn)子和1個Ne感應線圈組成,用以產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角信號2、工作原理電磁式凸輪軸/曲軸位置傳感器都是利用電磁感應原理產(chǎn)生的脈沖信號的。發(fā)動機工作時,轉(zhuǎn)子隨分電器軸一起轉(zhuǎn)動,當轉(zhuǎn)子上的凸齒與感應線圈靠近時,引起通過線圈的磁通變化,便會在線圈兩端產(chǎn)生感應電壓,ECU即根據(jù)感應線圈產(chǎn)生的脈沖信號確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和各缸工作位置。122凸輪軸曲軸位置傳感器霍爾式凸輪軸/曲軸位置傳感器—原理a)觸發(fā)葉片進入空氣隙b)觸發(fā)葉片離開空氣隙1-觸發(fā)葉片2-霍爾元件3-永久磁鐵4-底板5-導磁板123霍爾效應式傳感器
工作原理:傳感器由帶觸發(fā)葉片的轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、導磁板和霍爾元件等組成,永久磁鐵與霍爾元件分別固定在觸發(fā)葉片的兩側(cè)。帶觸發(fā)葉片的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,每當葉片進入永久磁鐵與霍爾元件之間的空氣隙,霍爾元件的磁場即被觸發(fā)葉片所旁路(或稱為隔磁),這是不產(chǎn)生霍爾電壓;當觸發(fā)葉片離開空氣隙時,永久磁鐵的磁通便通過導磁板穿過霍爾元件,這時產(chǎn)生霍爾電壓。將霍爾元件間歇產(chǎn)生的霍爾電壓經(jīng)霍爾集成電路放大整形后,即可向ECU輸送電壓脈沖信號。
霍爾效應:當電流通過放在磁場中的半導體基片(霍爾元件),且電流方向與磁場方向垂直時,在垂直于電流與磁場方向的霍爾元件橫向側(cè)面上,產(chǎn)生一個與電流和磁場強度成正比的電壓(霍爾電壓)124光電式傳感器
光電式凸輪軸/曲軸位置傳感器a)外形圖b)結(jié)構(gòu)圖1-光敏二極管2-發(fā)光二極管3-分火頭4-密封蓋5-信號盤6-放大電路125光電式傳感器
工作原理:此種傳感器通常安裝在分電器內(nèi),它主要由信號盤、發(fā)光二極管、光敏二極管和放大電路等組成。信號盤安裝在分電器軸上,其外圍有360條縫隙,產(chǎn)生1°曲軸轉(zhuǎn)角信號(Ne信號);外圍稍靠內(nèi)側(cè)分布著與發(fā)動機氣缸數(shù)相等的透光孔,產(chǎn)生各缸活塞上止點位置信號(G信號),其中1個較寬的透光孔用于產(chǎn)生確定第1缸活塞上止點的信號。兩個發(fā)光二極管與兩個光敏二極管分別固定在信號盤透光孔兩側(cè)相對的位置,當發(fā)動機工作時,隨信號盤轉(zhuǎn)動,發(fā)光二極管的光束照射到光敏二極管上則使光敏二極管感光而導通,發(fā)光二極管的光束被遮擋則光敏二極管截止,光敏二極管產(chǎn)生脈沖信號經(jīng)放大電路放大后即形成向ECU輸送的G信號和Ne信號126其他傳感器7.爆震傳感器安裝在發(fā)動機缸體上,檢測發(fā)動機的爆震狀況。8.車速傳感器用于發(fā)動機怠速及汽車加速、減速時空燃比的控制。9.起動及空擋開關(guān)信號用來判斷發(fā)動機是否處于起動狀態(tài)。127怠速控制1、怠速控制系統(tǒng)的組成怠速控制系統(tǒng)的組成如圖所示,由各種傳感器與信號控制開關(guān)、電子控制器(ECU)、怠速控制閥和旁通空氣道等組成。也有采用節(jié)氣門直接控制怠速的方式,無需設置旁通空氣道128怠速控制①怠速是指節(jié)氣門關(guān)閉,油門踏板完全松開,發(fā)動機對外無功率輸出并保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的工況。②ISC(idlespeedcontrol
)系統(tǒng)的功能是怠速轉(zhuǎn)速控制。③怠速起作用的范圍:ECU根據(jù)節(jié)氣門位置信號和車速信號確認怠速工況,只有在節(jié)氣門全關(guān);車速為零時,才進行怠速控制。129怠速控制2、怠速控制的實質(zhì)怠速控制內(nèi)容主要是發(fā)動機負荷變化控制和電器負荷變化控制。怠速控制的實質(zhì)是控制怠速時的充氣量(進氣量)。當發(fā)動機怠速負荷增大時,ECU控制怠速控制閥使進氣量增大,從而使怠速轉(zhuǎn)速提高,防止發(fā)動機運轉(zhuǎn)不穩(wěn)或熄火;當發(fā)動機怠速負荷減小時,ECU控制怠速控制閥使進氣量減少,從而使怠速轉(zhuǎn)速降低,以免怠速轉(zhuǎn)速過高。怠速時的噴油量則由ECU根據(jù)預先設定的怠速空燃比和實際充氣量計算確定。130怠速控制3、怠速控制過程怠速轉(zhuǎn)速控制過程如圖所示。
ECU首先根據(jù)怠速觸點IDL信號和車速信號,判斷發(fā)動機是否處于怠速狀態(tài)。當判定為怠速工況時,再根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度傳感器信號、空調(diào)開關(guān)、動力轉(zhuǎn)向開關(guān)等信號,從存儲器存儲的怠速轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)中查詢相應的目標轉(zhuǎn)速ng,然后將目標轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器檢測的發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速n進行比較。131怠速控制
當發(fā)動機負荷增大,目標轉(zhuǎn)速高于實際轉(zhuǎn)速(ng>n)時,ECU將控制怠速控制閥增大旁通進氣量來提高怠速轉(zhuǎn)速;反之,當發(fā)動機負荷減小,目標轉(zhuǎn)速低于實際轉(zhuǎn)速時,ECU將控制怠速控制閥減小旁通進氣量來調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速。例如,當接通空調(diào)(發(fā)動機負荷增大)時,ECU使怠速控制閥的閥門開大,增大旁通進氣量。當旁通進氣量增大時,因怠速空燃比已由試驗確定為一定值(一般為12:1),所以ECU將控制噴油器增大噴油量,發(fā)動機轉(zhuǎn)速隨之提高。同理,當斷開空調(diào)(發(fā)動機負荷減小),需要降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速,ECU將使怠速控制閥的閥門關(guān)小,減小旁通進氣量進行調(diào)節(jié)。132怠速控制4、怠速控制項目(1)起動初始位置的設定為了改善發(fā)動機再起動時的起動性能,在發(fā)動機點火開關(guān)關(guān)閉后,ECU將控制怠速控制閥全部打開,以便為下次起動做好準備。為了保證怠速控制閥在發(fā)動機下次再起動時處于全開位置,在點火開關(guān)關(guān)閉后,必須繼續(xù)給ECU和怠速控制閥供電。此時主繼電器由ECU的M-REL端子供電,使主繼電器繼續(xù)保持接通狀態(tài),直到怠速控制閥起動初始位置(全開)設定后,繼電器才斷電。133怠速控制(2)起動控制發(fā)動機起動時,由于怠速控制閥預先設定在全開位置,在起動期間流經(jīng)怠速控制閥的旁通空氣量最大,有利于發(fā)動機起動。發(fā)動機起動后,若怠速控制閥仍保持在全開位置,發(fā)動機轉(zhuǎn)速將升得過高。故在起動期間或起動后,當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到規(guī)定值時(此值由冷卻液溫度確定),ECU開始控制怠速控制閥,將閥門關(guān)小到由冷卻液溫度所確定的閥門開度位置。134怠速控制(3)暖機控制(快怠速)在暖機過程中,怠速控制閥從起動后根據(jù)冷卻液溫度所確定的位置開始逐漸關(guān)閉閥門,當冷卻液溫達到70℃時,暖機控制(快怠速)結(jié)束。目標轉(zhuǎn)速值根據(jù)發(fā)動機工況而定,如空擋起動開關(guān)是否接通、空調(diào)開關(guān)是否接通等。(4)反饋控制當發(fā)動機處于怠速工況運轉(zhuǎn)時,如果發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速與ECU存儲器中所存放的目標轉(zhuǎn)速差超過規(guī)定值(如20r/min),則ECU即控制怠速控制閥增減旁通空氣量,使發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速與目標轉(zhuǎn)速差小于規(guī)定值。目標轉(zhuǎn)速與發(fā)動機怠速工況時的負荷有關(guān),對應空擋起動開關(guān)是否接通、是否使用空調(diào)、用電器增加等不同情況,都有確定的目標轉(zhuǎn)速。135怠速控制(5)發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的預控制發(fā)動機處于怠速工況時,空調(diào)開關(guān)、空擋起動開關(guān)等接通或斷開時,都會引起發(fā)動機怠速負荷變化,產(chǎn)生較大的怠速轉(zhuǎn)速波動。為了減小負荷變化對怠速轉(zhuǎn)速的影響,ECU在收到以上開關(guān)量信號(發(fā)動機負荷變化)時、不待發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化,就控制怠速控制閥預先把閥門開大或關(guān)小一個固定的距離。(6)電器負載增大時的怠速控制當汽車上使用的電器增多時,將引起電源系供電電壓降低,同時發(fā)動機的負荷也要增大。為保證ECU的+B端有正常的供電電壓,需要相應地增加進氣量,提高發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速。(7)學習控制
ECU通過控制怠速控制閥的位置,調(diào)整發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速。由于發(fā)動機在使用過程中其性能會發(fā)生變化,因此這時怠速控制閥的位置雖然沒有變化,但實際的怠速轉(zhuǎn)速也會偏離初始值。出現(xiàn)這種情況時,ECU除了用反饋控制使怠速轉(zhuǎn)速仍達到目標值外,還將此時步進電機轉(zhuǎn)過的步數(shù)儲存在備用存儲器中,供以后的怠速控制用。136怠速控制
閥
怠速控制閥是通過控制進入氣缸的空氣量來調(diào)整發(fā)動機怠速的。按照其控制方式可將怠速控制分為直接控制節(jié)氣門最小開度的節(jié)氣門直動式和控制節(jié)氣門旁通氣道截面積的旁通氣道式兩種類型137怠速控制
閥1、節(jié)氣門直動式怠速控制機構(gòu)(單點噴射中有應用)
節(jié)氣門直動式怠速控制機構(gòu)是通過控制節(jié)氣門的開度調(diào)節(jié)空氣流通面積來控制進氣量,從而實現(xiàn)怠速控制的。(1)節(jié)氣門控制組件的構(gòu)造節(jié)氣門控制組件的結(jié)構(gòu)如圖所示,主要由怠速開關(guān)、節(jié)氣門定位電位計(怠速節(jié)氣門位置傳感器)、節(jié)氣門電位計(節(jié)氣門位置傳感器)、節(jié)氣門定位器(怠速控制電動機)組成。138怠速控制
閥(2)節(jié)氣門控制組件的怠速控制過程當發(fā)動機怠速工作時,節(jié)氣門定位電位計將其阻值變化轉(zhuǎn)化為電信號輸入ECU,ECU根據(jù)該傳感器信號確定節(jié)氣門的位置,控制節(jié)氣門定位器,通過電機微量調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度來調(diào)節(jié)發(fā)動機的怠速轉(zhuǎn)速。139怠速控制
閥
旁通空氣式-控制旁通氣道的進氣量,執(zhí)行元件為怠速控制閥,應用較廣泛。怠速控制閥類型:步進電機型、旋轉(zhuǎn)電磁閥型、占空比控制電磁閥型、開關(guān)型等。140怠速控制
閥步進電機型怠速控制閥1-控制閥2-前軸承3-后軸承4-密封圈5-絲杠機構(gòu)6-線束連接器7-定子8-轉(zhuǎn)子
141怠速控制
閥步進電動機的結(jié)構(gòu)圖1、2-線圈3-爪極4、6-定子5-轉(zhuǎn)子
142怠速控制
閥步進電動機的工作原理步進電動機由轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成,絲桿機構(gòu)將步進電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)殚y桿的直線運動,控制閥與閥桿制成一體。
步進電動機怠速控制閥安裝在節(jié)氣門體上,控制閥伸入到設在怠速空氣道內(nèi)的閥座處,發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時,ECU根據(jù)各傳感器的信號,控制步進電動機的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動量,以調(diào)節(jié)控制閥與閥座之間的間隙,從而改變怠速空氣道的流通截面,控制發(fā)動機怠速工況下的空氣供給量143怠速控制
閥
課外練習:了解旋轉(zhuǎn)電磁閥型、占空比控制電磁閥型、開關(guān)型怠速控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理144燃油供給系統(tǒng)
汽油發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)的作用是儲存并濾清汽油,根據(jù)發(fā)動機各工況的要求向發(fā)動機供給清潔的、具有適當壓力并經(jīng)精確計量的汽油。汽油發(fā)動機燃油供給系統(tǒng)由汽油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、燃油分配管、噴油器等組成145燃油供給系統(tǒng)
電動汽油泵將汽油從汽油箱中吸出并加壓后,經(jīng)汽油濾清器、燃油分配管輸送到各噴油器,在ECU的控制下向各進氣管中噴射,多余的汽油經(jīng)燃油壓力調(diào)節(jié)器流回油箱。146燃油供給系統(tǒng)
有些發(fā)動機的燃油供給系統(tǒng)采用了無回油管系統(tǒng)來減少燃油蒸發(fā)排放,將汽油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器與汽油泵一體裝入油箱,形成了單管路燃油系統(tǒng)。147燃油供給系統(tǒng)
無回油管系統(tǒng)的特點①將回油管和燃油壓力調(diào)節(jié)器與燃油泵一起組合安裝在燃油箱內(nèi)。②燃油泵供給的多余燃油在油箱完成回流,從而避免了回油吸熱導致油箱內(nèi)油溫升高的現(xiàn)象。③燃油壓力調(diào)節(jié)器相當于一個限壓閥,發(fā)動機工作時輸油管內(nèi)的油壓也是不變的,所以該系統(tǒng)又稱恒壓燃油系統(tǒng)。148
汽油箱的作用是貯存汽油。其數(shù)目、容量、外形及安裝位置都隨車型而異,一般汽油箱的容量能使汽油行駛300~600km。油箱上面裝有油面指示表傳感器和出油開關(guān)。出油開關(guān)經(jīng)輸油管與汽油濾清器相通。油箱底部設有放油螺栓,用以排除油箱內(nèi)的積水和污物。箱內(nèi)裝有隔板,用以減輕汽車行駛時燃料的激烈振蕩。燃油供給系統(tǒng)149
汽油泵的作用是將汽油從油箱中吸出,并以足夠的泵油量和泵油壓力向燃油系統(tǒng)供油。曾經(jīng)在貨車上采用過機械膜片式汽油泵,現(xiàn)代轎車則廣泛采用電動汽油泵。
電動汽油泵常見的安裝位置有兩種,即油箱外置型和油箱內(nèi)置型。油箱外置型電動燃油泵安裝在油箱外,串連在輸油管上;油箱內(nèi)置型電動燃油泵安在油箱內(nèi)部,浸泡在燃油里,這樣可以防止產(chǎn)生氣阻和燃油泄露,且噪音小。此外內(nèi)置式還在油箱中設一個小油箱,將燃油泵放在小油箱中,這樣可以防止在燃油不足而汽車轉(zhuǎn)彎或傾斜時,燃油泵吸入空氣而產(chǎn)生氣阻。目前大多數(shù)電控燃油噴射系統(tǒng)均采用油箱內(nèi)置型電動燃油泵。
電動汽油泵常見的結(jié)構(gòu)型式有4種,即滾柱式、渦輪式、轉(zhuǎn)子式和側(cè)槽式,目前應用較多的是滾柱式和渦輪式兩種。150電動汽油泵
151電動汽油泵
電動汽油泵的基本結(jié)構(gòu)和工作原理無論是哪種型式的電動燃油泵,其結(jié)構(gòu)基本上是相同的,都是由直流電動機、油泵、限壓閥、單向閥和外殼等組成,所不同的只是所采用的油泵的型式各異。油泵安裝于直流電動機的一端,由直流電動機的電樞軸帶動旋轉(zhuǎn),直流電動機則由ECU控制。當點火開關(guān)打開時,直流電動機的電路接通,電樞受到電磁力的作用轉(zhuǎn)動,帶動油泵一起轉(zhuǎn)動,將汽油從汽油箱中吸出經(jīng)進油口進入汽油泵,當汽油泵內(nèi)油壓超過單向閥的彈簧壓力時,汽油經(jīng)出油口泵入燃油分配管,再分配到各個噴油器。當油泵內(nèi)的油壓超過規(guī)定值時(一般為320kPa),油壓將克服限壓閥彈簧的彈力,使限壓閥打開,部分汽油經(jīng)限壓閥返回到進油口一側(cè),使泵內(nèi)壓力不致過高而損壞油泵。152滾柱式電動汽油泵
電刷電樞磁極滾柱泵泵殼單向閥卸壓閥濾網(wǎng)泵蓋153滾柱式電動汽油泵
154滾柱式電動汽油泵
滾柱式電動汽油泵的構(gòu)造,由直流電動機、滾柱式油泵、單向閥、限壓閥等組成。其中滾柱泵結(jié)構(gòu),由滾柱、泵轉(zhuǎn)子、泵殼體等組成。
裝有滾柱的泵轉(zhuǎn)子偏心安裝在電動機的電樞軸上,隨電動機一起旋轉(zhuǎn)。滾柱安裝在泵轉(zhuǎn)子的凹槽內(nèi),可以自由移動,泵殼體側(cè)面制有進油口和出油口。155滾柱式電動汽油泵
工作原理:轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,位于轉(zhuǎn)子凹槽內(nèi)的滾柱在離心力的作用下,壓靠在泵殼體的內(nèi)表面上,兩個相鄰的滾柱之間形成一個封閉的空腔。由于轉(zhuǎn)子被偏心安裝,腔室的容積在轉(zhuǎn)動過程中不斷變化,在腔室容積增大的一側(cè)設有進油口,而在腔室容積變小有一側(cè)設有出油口。當腔室容積變大時,其內(nèi)部形成低壓,將燃油吸入;當腔室容積變小時,其內(nèi)部壓力增大,將燃油壓出,這樣就可以將燃油從油箱吸出并加壓后供到供油管路中。156滾柱式電動汽油泵
滾柱式電動汽油泵有如下特點:①滾柱泵是利用容積變化對汽油壓縮來提升油壓的,油泵出口端輸油壓力脈動較大,在出口端必須安裝阻尼減振器,以減輕油泵后方燃油管內(nèi)的壓力脈動,這使得燃油泵體積增大,故一般都安裝在油箱外面,屬外置式。②由于外置安裝,安裝自由度大,容易布置③滾柱泵依靠滾柱與泵殼體內(nèi)壁的緊密貼合構(gòu)成泵油室,故滾柱和泵殼體易磨損,運轉(zhuǎn)中噪聲較大,使用壽命不長。157渦輪式電動汽油泵
渦輪式電動汽油泵的結(jié)構(gòu),由直流電動機、渦輪泵、單向閥、限壓閥等組成,其中渦輪泵由葉輪、葉片和泵體組成。158渦輪式電動汽油泵
工作原理渦輪泵的葉輪安裝在電動機的電樞軸上,葉輪的圓周上制有小槽,葉片安裝在小槽內(nèi)部。電動機旋轉(zhuǎn)時帶動葉輪一起轉(zhuǎn)動,由于離心力的作用,使葉輪周圍小槽內(nèi)的葉片緊貼泵殼,并將燃油從進油腔帶往出油腔。由于進油腔的燃油被動不斷帶走,故產(chǎn)生一定的真空度,油箱內(nèi)的燃油經(jīng)進油口吸入,而出油腔燃油不斷增多,燃油壓力升高。當油壓升到一定值時,頂開出油口的單向閥輸出。159渦輪式電動汽油泵
渦輪式電動汽油泵有如下特點:①與滾柱泵相比,渦輪泵工作時,渦輪與泵殼不直接接觸,故工作時噪聲低、振動小、磨損小、可靠性高。②不存在因容積變化而產(chǎn)生對汽油的壓縮,出口端燃油壓力脈動小,可取消阻尼減振器,便于直接裝入油箱,使用壽命長,應用廣泛160齒輪式油泵161電動汽油泵
的控制
電動汽油泵的控制包括以下功能:①預運轉(zhuǎn)功能。即當點火開關(guān)打開而不起動發(fā)動機時,油泵能預先運轉(zhuǎn)3-5s,向油管中預防充壓力燃油,保證順利起動。②起動運轉(zhuǎn)功能。即在發(fā)動機起動過程中,油泵能同時運轉(zhuǎn),保證起動供油。③恒速運轉(zhuǎn)功能。即在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)過程中,油泵能始終恒速運轉(zhuǎn),保證正常的泵油壓力和泵油量。④變速運轉(zhuǎn)功能。即根據(jù)發(fā)動機工況的變化控制油泵高、低速運轉(zhuǎn)變換。發(fā)動機高速、大負荷工況下耗油較多時,燃油泵以高速運轉(zhuǎn);發(fā)動機在低速、中小負荷工況工作時,使燃油泵以低速運轉(zhuǎn),以減少不必要的燃油泵磨損和電能消耗。⑤自動停轉(zhuǎn)保護功能。發(fā)動機熄火后,即使點火開關(guān)仍處于接通狀態(tài),油泵也能自動停轉(zhuǎn)。這一功能可防止汽車因碰撞等事故造成油管破裂時的燃油大量外溢,而避免因點火開關(guān)處于接通位置引起火災。162E
C
U
控制的油泵控制電路①起動發(fā)動機時,點火開關(guān)處于起動擋,點火開關(guān)ST端子通電,電路斷開繼電器L2線圈通電,使電路斷開繼電器觸點閉合,電源向油泵供電,油泵工作,處于起動供油狀態(tài)。②發(fā)動機起動后進入正常運轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)速傳感器將發(fā)動機轉(zhuǎn)速Ne信號輸入ECU,ECU控制晶體管VT導通,L1線圈通電,電路斷開繼電器觸點繼續(xù)保持閉合狀態(tài),油泵繼續(xù)工作。③發(fā)動機停止運轉(zhuǎn)時,ECU接收不到轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的Ne信號而使晶體管VT截止,線圈L1斷電,電路斷開繼電器觸點打開,油泵供電線路中斷,油泵停止工作。163電阻器式油泵轉(zhuǎn)速控制電路①發(fā)動機在低速或中小負荷下工作時,ECU控制晶體管VT2導通,燃油泵控制繼電器線圈通電,使觸點A閉合,電阻器被串入到油泵電路中,燃油泵兩端的電壓低于蓄電池電壓,燃油泵低速運轉(zhuǎn)。②發(fā)動機在高速或大負荷下工作時,ECU控制晶體管VT2截止,燃油泵控制繼電器觸點B閉合,電阻器被隔除,蓄電池電壓直接加在燃油泵兩端,燃油泵高速運轉(zhuǎn)。164專用ECU
控制式油泵轉(zhuǎn)速控制電路①發(fā)動機在起動或高速、大負荷下工作時,發(fā)動機ECU向燃油泵ECU的FPC端輸入一個高電位信號,此時燃油泵ECU的FP端向油泵供給較高的電壓(約12~14V),使油泵高速運轉(zhuǎn)。②發(fā)動機起動后,在低速或小負荷下工作時,發(fā)動機ECU向燃油泵ECU的FPC端輸入一個低電位信號,此時燃油泵ECU的FP端向油泵供給低于蓄電池電壓(約9V),使油泵低速運轉(zhuǎn)。③當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于規(guī)定的最低轉(zhuǎn)速(如120r/min)時,燃油泵ECU斷開油泵電路,使油泵停止工作,此時盡管點火開關(guān)處于接通狀態(tài),油泵也不工作。165汽油濾清器
汽油濾清器的作用是濾除汽油中的水分和雜質(zhì),防止燃油系統(tǒng)堵塞,減小機械磨損,確保發(fā)動機穩(wěn)定運行,提高可靠性。汽油濾清器一般安裝在電動汽油泵出油管與燃油分配管之間的供油管路上,也有些車型(如豐田威馳、花冠、銳志)采用無回油管系統(tǒng),將燃油壓力調(diào)節(jié)器、汽油濾清器與汽油泵一體裝入汽油箱安裝時注意汽油濾清器殼體上的箭頭標記為汽油流動方向。汽油濾清器為一次性使用零件,一般每行駛30000~40000km166燃油壓力調(diào)節(jié)器
燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)進氣歧管壓力的變化來調(diào)節(jié)系統(tǒng)油壓(即燃油分配管內(nèi)油壓),使兩者的壓力差保持恒定,一般為250kPa~300kPa。
噴油器的噴油量取決于噴油器的噴孔截面、噴油時間和噴油壓差(即燃油分配管內(nèi)的油壓與進氣歧管內(nèi)的氣體壓力之差)。在EFI系統(tǒng)中,ECU通過控制噴油器的噴油時間來實現(xiàn)對噴油量的控制。要保證燃油噴射量的精確控制,在噴油器的結(jié)構(gòu)尺寸一定時,必須保持恒定的噴油壓差,才能使噴油器噴出的燃油量唯一地取決于噴油器的開啟時間。167燃油壓力調(diào)節(jié)器
燃油壓力調(diào)節(jié)器位于燃油分配管的一端或與汽油泵一體安裝于油箱內(nèi),主要由膜片、彈簧和回油閥等組成,膜片將調(diào)節(jié)器殼體內(nèi)部分成兩個室,即彈簧室和燃油室。膜片上方的彈簧室通過軟管與進氣歧管相通,膜片與回油閥相連,回油閥控制回油量。這樣,膜片上方承受的壓力為彈簧的彈力和進氣歧管內(nèi)氣體的壓力之和,膜片下方承受油壓。168燃油壓力調(diào)節(jié)器燃油壓力調(diào)節(jié)器的工作原理發(fā)動機工作時,由于電動汽油泵泵送的油量遠大于噴射所需的油量,故在油壓作用下膜片移向彈簧室一側(cè),閥門打開,部分燃油流回油箱,燃油分配管內(nèi)保持一定的油壓,此時膜片上、下壓力處于平衡狀態(tài)。當進氣歧管內(nèi)氣體壓力下降(真空度增大)時,膜片向上移動,使回油閥開度增大,回油量增加,從而使燃油分配管內(nèi)油壓下降,保持與變化了的歧管壓力差值恒定;反之,當進氣歧管內(nèi)的壓力升高(真空度降低)時,膜片帶動回油閥向下移動,回油閥開度減小,回油量減少,使燃油分配管內(nèi)油壓升高。燃油分配管內(nèi)的油壓與進氣歧管內(nèi)的氣體壓力之間的關(guān)系如圖所示。發(fā)動機停止工作時,燃油分配管內(nèi)壓力下降,回油閥在彈簧作用下逐漸關(guān)閉,使汽油泵單向閥與燃油壓力調(diào)節(jié)器駕回油閥之間的油路內(nèi)保持一定的保持壓力。169燃油分配管
燃油分配管的作用是固定噴油器和燃油壓力調(diào)節(jié)器,并將高壓燃油輸送給各個噴油器。它安裝在進氣歧管或氣缸蓋上,燃油分配管與噴油器之間用0形圈和卡環(huán)密封,0形圈可防止燃油滲漏,并具有隔熱和隔振的作用??ōh(huán)將噴油器固定在燃油分配管上。大多數(shù)燃油分配管上都有燃油壓力測試口,可用于檢查和釋放油壓170噴油器171噴油器
噴油器是電控燃油噴射系統(tǒng)中一個重要的執(zhí)行元件,其作用是在ECU的控制下,將汽油呈霧狀定時定量噴入進氣歧管內(nèi)。電控燃油噴射系統(tǒng)采用電磁式噴油器,①按總體結(jié)構(gòu)不同可分為軸針式、球閥式和片閥式,目前常用的是軸針式噴油器。②按照噴油器電磁線圈的電阻值不同分為高阻(13~18Ω)噴油器和低阻(2~3Ω)噴油器,國內(nèi)電控燃油噴射系統(tǒng)采用高阻噴油器③按噴油器的控制方式不同分為電壓驅(qū)動式和電流驅(qū)動式。172噴油器噴油器的構(gòu)造和原理以軸針式噴油器為例,由噴油器外殼、濾網(wǎng)、電接頭、電磁線圈、銜鐵、針閥、噴油軸針等組成。噴油器內(nèi)部的電磁線圈經(jīng)線束與電腦連接,噴油器頭部的針閥與銜鐵連接為一體。它的一端為進油口,與燃油分配管連接;另一端為噴油口,插入進氣歧管中,兩端分別用0形密封圈密封。當ECU發(fā)出指令使電磁線圈通電時,便產(chǎn)生吸力,將銜鐵和針閥吸起,打開噴孔,燃油經(jīng)針閥頭部的軸針與噴孔之間的環(huán)形間隙高速噴出,并被粉碎成霧狀。電磁線圈不通電時,磁力消失,彈簧將銜鐵和針閥下壓,關(guān)閉噴孔,停止噴油。173噴油器
球閥式和片閥式噴油器,其結(jié)構(gòu)和工作過程與軸針式噴油器基本一致,主要區(qū)別在于閥體結(jié)構(gòu)不同174噴油器
噴油器按電磁線圈的控制方式不同,可分為電壓驅(qū)動式和電流驅(qū)動式兩種175噴油器
電壓驅(qū)動是指ECU驅(qū)動噴油器噴油電脈沖的電壓是恒定的。在電壓驅(qū)動式電路中,使用高阻值噴油器時,可將蓄電池電壓直接加在噴油器上,而使用低阻值噴油器時,則應在電路中串入附加電阻,將蓄電池電壓分壓后加在噴油器上。這是因為低阻噴油器電磁線圈匝數(shù)少、電阻小,如果直接和蓄電池電源連接,則電流大、發(fā)熱快、易燒壞電磁線圈,故串入附加電阻可保護低阻噴油器。176噴油器
電流驅(qū)動是指通過控制噴油器的工作電流來控制噴油器的工作,即噴油器的驅(qū)動脈沖信號開始時用一個較大的電流,使電磁線圈產(chǎn)生較大的電磁吸力,以迅速打開噴口,隨后用較小的電流保持噴口的開啟狀態(tài),從而防止電磁線圈過熱,因此驅(qū)動效果好。電流驅(qū)動方式只適用于低阻值噴油器,蓄電池電壓直接加在噴油器上,由于噴油器阻值小,驅(qū)動電路接通時,通過噴油器電磁線圈的電流很快上升,使針閥迅速打開。隨著電流的上升,檢測點A的電位也很快升高。當A點電位上升到設定值時,電流控制回路會控制晶體管VT1以20MHz的頻率交替地導通和截止,使通過噴油器電磁線圈的平均電流保持為1~2A,保持針閥的開啟狀態(tài)。177噴油器噴油器的控制過程178噴油器噴油器的控制過程
各種傳感器信號輸入ECU后,ECU根據(jù)數(shù)學計算和邏輯判斷結(jié)果,發(fā)出脈沖信號指令控制噴油器噴油。當脈沖信號的高電平加到驅(qū)動晶體管VT的基極時,VT導通,噴油器的電磁線圈電流接通,產(chǎn)生電磁吸力將針閥吸開,噴油器開始噴油;當脈沖信號的低電平加到驅(qū)動晶體管VT的基極時,VT截止,噴油器的電磁線圈電流切斷,在復位彈簧彈力作用下針閥關(guān)閉,噴油器停止噴油。由此可見,ECU是通過控制噴油器的搭鐵回路來實現(xiàn)對噴油器的控制。179燃油噴射控制
噴油正時就是指噴油器何時噴油。在多點燃油噴射系統(tǒng)中,燃油噴射可分為同時噴射、分組噴射和順序噴射三種噴射方式。同時噴射180
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