發(fā)動(dòng)機(jī)電控技術(shù)3章-電控空氣供給系統(tǒng)課件

第一章電控空氣供給系統(tǒng)第三章電控空氣供給系統(tǒng)主講：朱明高級(jí)技師、經(jīng)濟(jì)師,工程師高級(jí)技能專(zhuān)業(yè)教師汽車(chē)維修工高級(jí)考評(píng)員（一）空氣濾清器一般為干式紙質(zhì)濾心式，結(jié)構(gòu)與普通發(fā)動(dòng)機(jī)上相同。（二）節(jié)氣門(mén)體與怠速調(diào)整螺釘節(jié)氣門(mén)體安裝在進(jìn)氣管中，來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)正常工況下的進(jìn)氣量。主要由節(jié)氣門(mén)、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、怠速空氣道等組成。節(jié)氣門(mén)位置傳感器裝在節(jié)氣門(mén)軸上，來(lái)檢測(cè)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度。有的車(chē)上還設(shè)有副節(jié)氣門(mén)和副節(jié)氣門(mén)位置傳感器，例如在LS400上還設(shè)有牽引控制系統(tǒng)（TRC），當(dāng)車(chē)輛處于TRC控制狀態(tài)行駛時(shí)，無(wú)論是起步、勻速或加減速工況，汽車(chē)均能根據(jù)道路狀況確保輸出最佳的驅(qū)動(dòng)力和牽引性能。在TRC控制行駛狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)的主節(jié)氣門(mén)由主節(jié)氣門(mén)強(qiáng)制開(kāi)啟器打開(kāi)（全開(kāi)），進(jìn)氣量由副節(jié)氣門(mén)控制，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信號(hào)也由副節(jié)氣門(mén)位置傳感器負(fù)責(zé)將信號(hào)傳送給ECU。注意：裝有節(jié)氣門(mén)限位螺釘?shù)钠?chē)，一般不允許調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)限位螺釘，除非怠速控制閥發(fā)生故障而無(wú)法及時(shí)修復(fù)，可通過(guò)調(diào)整節(jié)氣門(mén)最小開(kāi)度來(lái)保持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，故障排除后，應(yīng)將節(jié)氣門(mén)限位螺釘調(diào)回原位。

2.4汽油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理2.4.1空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造（三）怠速控制系統(tǒng)的工作原理1．怠速控制系統(tǒng)的功能：用高怠速實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后的快速暖機(jī)過(guò)程。自動(dòng)維持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速在目標(biāo)轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。2．怠速控制的方法：節(jié)氣門(mén)直動(dòng)式和旁通空氣式。3．怠速空氣閥（1）功用：提高冷起動(dòng)怠速，加快暖機(jī)預(yù)熱過(guò)程，增加暖機(jī)過(guò)程中所需的空氣量，也稱(chēng)高怠速控制發(fā)動(dòng)機(jī)完成暖機(jī)后，通過(guò)輔助空氣閥的空氣被自動(dòng)切斷，恢復(fù)正常怠速現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)集中管理系統(tǒng)，高怠速控制由怠速控制閥完成（2）石臘式補(bǔ)充空氣閥當(dāng)冷卻液溫度>80℃時(shí)，閥門(mén)完全關(guān)閉（3）雙金屬片式補(bǔ)充空氣閥雙金屬片的動(dòng)作由加熱線(xiàn)圈通電時(shí)間或發(fā)動(dòng)機(jī)水溫決定，當(dāng)水溫<-20℃時(shí)，閥門(mén)全開(kāi)；當(dāng)水溫>60℃時(shí)，閥門(mén)全閉2.4汽油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理2.4.1空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造(2-1)2.4汽油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理2.4.1空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造（三）怠速控制系統(tǒng)的工作原理5．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型怠速控制閥1)控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理步進(jìn)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子組成，絲杠機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)，使閥心作軸向移動(dòng)，改變閥心與閥座之間的間隙。2）豐田車(chē)系步進(jìn)電機(jī)型怠速控制閥工作過(guò)程，如圖所示：轉(zhuǎn)子八對(duì)磁極，定子A、B各16個(gè)爪極，定子線(xiàn)圈A的兩組線(xiàn)圈與定子線(xiàn)圈B的兩組線(xiàn)圈反極性，定子共分為32個(gè)磁極爪，步進(jìn)一個(gè)爪極轉(zhuǎn)角11.25°，步進(jìn)32步轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈，豐田車(chē)系步進(jìn)電機(jī)0~125步。工作原理，當(dāng)ECU控制使步進(jìn)電機(jī)的線(xiàn)圈按1-2-3-4順序依次搭鐵時(shí)，定子磁場(chǎng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間的相互作用，使轉(zhuǎn)子隨定子磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈按相反的順序通電時(shí)，轉(zhuǎn)子則隨定子磁場(chǎng)同步反轉(zhuǎn)。定子有32個(gè)爪級(jí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一步為1/32圈，工作范圍為0～125個(gè)步進(jìn)級(jí)

2.4汽油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理2.4.1空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造2.4汽油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理2.4.1空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造（三）怠速控制系統(tǒng)的工作原理7．開(kāi)關(guān)型怠速控制閥1）控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理主要由線(xiàn)圈和控制閥組成。工作原理與占空比電磁閥相同，不同的是開(kāi)關(guān)型怠速控制閥工作時(shí)，ECU只對(duì)閥內(nèi)線(xiàn)圈通電和斷電兩種狀態(tài)控制。2）控制閥的控制內(nèi)容只進(jìn)行通、斷電的控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制輔助控制發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)過(guò)程的空氣量。

2.4汽油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理2.4.1空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造2.4汽油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理2.4.2怠速控制閥控制的內(nèi)容2.4汽油機(jī)空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理2.4.2怠速控制閥控制的內(nèi)容空氣流量計(jì)的類(lèi)型：葉片式、卡門(mén)渦旋式、熱線(xiàn)式和熱膜式。1．葉片式空氣流量計(jì)1）結(jié)構(gòu)如圖，空氣流量計(jì)主要由測(cè)量板、補(bǔ)償板、回位彈簧、電位計(jì)、旁通氣道組成，此外還包括怠速調(diào)整螺釘、油泵開(kāi)關(guān)及進(jìn)氣溫度傳感器等。在流量計(jì)內(nèi)還設(shè)有緩沖室和緩沖葉片，利用緩沖室內(nèi)的空氣對(duì)緩沖葉片的阻尼作用，可減小發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量急劇的變化引起測(cè)量葉片脈動(dòng)，提高測(cè)量精度。

2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理空氣流量計(jì)2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理空氣流量計(jì)2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.1空氣流量計(jì)3．熱線(xiàn)式空氣流量計(jì)(2-3)1）工作原理(測(cè)量2-4,接線(xiàn)2-5)如下圖，熱線(xiàn)電阻RH以鉑絲制成，RH和溫度補(bǔ)償電阻RK均置于空氣通道中的取氣管內(nèi)，與RA、RB共同構(gòu)成橋式電路。RH、RK阻值均隨溫度變化。當(dāng)空氣流經(jīng)RH時(shí)，使熱線(xiàn)溫度發(fā)生變化，電阻減小或增大，使電橋失去平衡，若要保持電橋平衡，就必須使流經(jīng)熱線(xiàn)電阻的電流改變，以恢復(fù)其溫度與阻值，精密電阻RA兩端的電壓也相應(yīng)變化，并且該電壓信號(hào)作為熱式空氣流量計(jì)輸出的電壓信號(hào)送往ECU。

2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.1空氣流量計(jì)4．熱膜式空氣流量計(jì)（1）組成及原理工作原理：與熱線(xiàn)式相同熱膜：帕金屬片固定在樹(shù)脂薄膜上。優(yōu)點(diǎn)是提高可靠性和耐用性，不粘附灰塵。圖為桑塔納2000AJR發(fā)動(dòng)機(jī)熱膜式空氣流量計(jì)原車(chē)電路圖2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.1空氣流量計(jì)1．進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器的類(lèi)型半導(dǎo)體壓面敏電阻式、電容式、膜盒式、表面彈性波式等。2．半導(dǎo)體壓面敏電阻式的結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器由壓力轉(zhuǎn)換元件和放大壓力轉(zhuǎn)換元件輸出信號(hào)的集成電路和真空室構(gòu)成。壓力轉(zhuǎn)換元件是硅片。硅片的一面是真空，另一面作用的是進(jìn)氣管的壓力。在進(jìn)氣管的壓力作用下，硅片將產(chǎn)生變形，使硅片的電阻阻值發(fā)生變化，從而使電橋的電壓變化，再通過(guò)集成放大電路放大后輸入到ECU的PIM端子。3．控制電路如圖所示，為皇冠3.0轎車(chē)2JZ-GE發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力傳感器電路圖。進(jìn)氣壓力傳感器：端子VCC（電源5V）、端子PIM（進(jìn)氣壓力信號(hào)電壓）、端子E2（傳感器接地）2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.2進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器(2-6)1．作用：檢測(cè)節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度及開(kāi)度變化，此信號(hào)輸入ECU，控制燃油噴射及其他輔助控制。2．電位計(jì)式節(jié)氣門(mén)位置傳感器利用觸點(diǎn)在電阻體上的滑動(dòng)來(lái)改變電阻值，測(cè)得節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的線(xiàn)形輸出電壓，可知節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。全關(guān)時(shí)電壓信號(hào)應(yīng)約為0.5V，隨節(jié)氣門(mén)增大，信號(hào)電壓增強(qiáng)，全開(kāi)時(shí)約為5V。如下圖所示：

2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.3節(jié)氣門(mén)位置傳感器(2-8)3．線(xiàn)性輸出式節(jié)氣門(mén)位置傳感器的檢修怠速觸點(diǎn)在節(jié)氣門(mén)全閉時(shí)應(yīng)閉合，即IDL和E之間的電阻為零，隨著節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的增大，VTA和E之間的電阻線(xiàn)性增大，否則說(shuō)明該傳感器有故障。4．觸點(diǎn)式節(jié)氣門(mén)位置傳感器由滑動(dòng)觸點(diǎn)和兩個(gè)固定觸點(diǎn)（功率觸點(diǎn)和怠速觸點(diǎn)）組成。節(jié)氣門(mén)全關(guān)閉時(shí)，可動(dòng)觸點(diǎn)與怠速觸點(diǎn)接觸，當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度達(dá)50°以上時(shí)，可動(dòng)觸點(diǎn)與怠速觸點(diǎn)接觸，檢測(cè)節(jié)氣門(mén)大開(kāi)度狀態(tài)。5．開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門(mén)位置傳感器的檢修用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)量怠速觸點(diǎn)和功率觸點(diǎn)的導(dǎo)通性，怠速觸點(diǎn)在節(jié)氣門(mén)全閉時(shí)電阻應(yīng)為零，節(jié)氣門(mén)略打開(kāi)一點(diǎn)怠速觸點(diǎn)斷開(kāi)，電阻為無(wú)窮大。功率觸點(diǎn)在節(jié)氣門(mén)開(kāi)度小于50%時(shí)應(yīng)斷開(kāi)，電阻為無(wú)窮大，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度超過(guò)50%時(shí)應(yīng)閉合，電阻為零。

2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.3節(jié)氣門(mén)位置傳感器2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理

發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(2-12)與曲軸位置傳感器(2-11)3．電磁式曲軸位置傳感器的檢修（豐田車(chē)系）1）電磁式曲軸位置傳感器電阻的檢查：用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)量傳感器上各端子間的電阻。2）電磁式曲軸位置傳感器輸出信號(hào)的檢查：拔下電磁式曲軸位置傳感器的導(dǎo)線(xiàn)連接器，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)用示波器檢查曲軸位置傳感器上G1-G0、G2-G0、Ne-G0端子，應(yīng)有脈沖信號(hào)輸出。3）電磁式曲軸位置傳感器的線(xiàn)圈與信號(hào)轉(zhuǎn)子的間隙檢查：用塞尺測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)子與傳感器線(xiàn)圈凸出部分的空氣隙。若間隙不符合要求則須更換分電器殼體總成。電磁式曲軸位置傳感器的就車(chē)檢查：①用交流電壓表的2V擋測(cè)量其輸出電壓，起動(dòng)時(shí)應(yīng)高于0.1V,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)為。②用頻率表測(cè)量其工作頻率。③用示波器檢測(cè)其輸出信號(hào)的波形。④如果在傳感器上能檢測(cè)到電壓信號(hào)，而在ECU連接器上檢測(cè)不到信號(hào)，則應(yīng)檢查傳感器至ECU之間的導(dǎo)線(xiàn)及插頭。2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.4發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器（一）霍爾式曲軸位置傳感器(2-13)1）組成：由轉(zhuǎn)子、永久磁鐵、霍爾晶體管和放大器組成。2）原理：ECU通過(guò)電源使電流通過(guò)霍爾晶體管，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的凸齒經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)使磁場(chǎng)強(qiáng)度改變，霍爾晶體管產(chǎn)生的霍爾電壓放大后輸送給ECU，ECU根據(jù)霍爾電壓產(chǎn)生的次數(shù)確定曲軸轉(zhuǎn)角和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?；魻栃?yīng)原理如圖所示：a）葉片對(duì)永久磁鐵和霍爾元件隔磁，不產(chǎn)生霍爾電壓b）葉片離開(kāi)空氣隙，產(chǎn)生霍爾電壓2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.4發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.4發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器（二）光電式曲軸位置傳感器(2-14)1）組成：由轉(zhuǎn)子、發(fā)光二極管、光敏二極管和放大器組成。2）原理：利用發(fā)光二極管作為信號(hào)源。隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)透光孔與發(fā)光二極管對(duì)正時(shí)，光線(xiàn)照射到光敏二極管上產(chǎn)生電壓信號(hào)，經(jīng)放大電路放大后輸送給ECU。如圖所示：2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.4發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.5溫度傳感器2.5汽油機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)其他部件的工作原理2.5.5溫度傳感器常用的有：起動(dòng)開(kāi)關(guān)、空調(diào)開(kāi)關(guān)、檔位開(kāi)關(guān)、制動(dòng)開(kāi)關(guān)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)和巡航控制開(kāi)關(guān)等。2.5.7車(chē)速傳感器功用：檢測(cè)汽車(chē)行駛速度，給ECU提供車(chē)速信號(hào)，用于巡航控制和限速斷油控制。類(lèi)型：舌簧開(kāi)關(guān)式和光電式。2.5.8電子控制單元（ECU)(2-16)主要由輸入回