汽油机辅助控制系统教学课件PPT.ppt

4 汽油机辅助控制系统 school of energy science and engineering 汽油机辅助控制系统 school of energy science and engineering 4 汽油机辅助控制系统 n本章主要内容：（9小节） q 怠速控制系统 q 进气控制系统 q 增压控制系统 q 排放控制系统 q 巡航控制及电控节气门系统 q 冷却风扇及发电机控制系统 q 故障自诊断系统 q 失效保护系统 q 应急备用系统 school of energy science and engineering 本章学习要求： n掌握怠速控制系统的功能与组成。 n掌握iscv的结构与检修，掌握控制阀的控制内容。 n掌握动力阀控制系统、谐波增压控制系统系统acis、可变配 气相位控制系统vtec的结构与工作原理及控制方法。 n了解增压控制系统的工作原理。 n掌握evap电控系统的工作原理及检修方法。 n掌握egr控制系统的工作原理及检修方法。 n掌握twc与空燃比反馈控制系统的工作原理。 n了解巡航控制系统的工作原理和电控节气门系统的功能及工作 原理。 n了解电子风扇、失效保护系统和应急备用系统的工作原理。 n掌握故障自诊断系统的功能和工作原理。 school of energy science and engineering 一、怠速控制系统 idle speed control system school of energy science and engineering 1、怠速控制系统的功能与组成 school of energy science and engineering 一、怠速控制系统 idle speed control system n本节主要内容： q怠速控制系统的功能与组成 q节气门直动式怠速控制器 q步进电动机型怠速控制阀 q旋转电磁阀型怠速控制阀 q占空比控制电磁阀型怠速控制阀 q开关型怠速控制阀 school of energy science and engineering 1、怠速控制系统的功能与组成 功能：用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程；自动维持发动机 怠速在目标转速下稳定运转。（保证发动机排放要求且运转稳定的 前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃 油消耗量。） 组成：传感器、ecu、和执行元件 school of energy science and engineering 怠速控制方法 n怠速控制的实质就是对怠速 工况下的进气量进行控制。 n控制怠速进气量的方法： 节气门直动式和旁通空气式 节气门直动式通过执行 元件改变节气门的最小 开度来控制怠速进气量 。 旁通空气式通过执行元 件控制怠速旁通气道的 空气量来控制怠速进气 量。 节气门直动式 旁通空气式 节气门 节气门操纵臂 油门踏板钢丝绳 执行元件 空气 进进 气气 管管 进进 气气 管管 节气门 空气 执行元件 school of energy science and engineering 2、节气门直动式怠速控制器 n组成：直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等 school of energy science and engineering 2、节气门直动式怠速控制器 n组成：直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等 school of energy science and engineering 1、节气门操纵臂 2、怠速控制器 3、节气门体 4、喷油器 5、燃油压力调节器 6、节气门 7、防转六角孔 8、弹簧 9、直流电动机 10、11、13 、齿轮 12、传动轴 14、丝杠 2、节气门直动式怠速控制器 n工作原理： 当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭 后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动 。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运 转时，ecu根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反 转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而 控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目 的。 school of energy science and engineering 大众车节气门直动式怠速控制器 school of energy science and engineering 大众车节气门直动式怠速控制器电路图 school of energy science and engineering 3、步进电机型怠速控制阀 步进电机结构与工作原理 school of energy science and engineering 图 步进电机的结构 1-爪极 2、3-线圈 4、6-定子 5-转子 a）输入脉冲 b）工作过程 图 步进电机工作原理 3、步进电机型怠速控制阀 necu控制s1通电， 转子顺时针转动90 度；ecu继续给s2 通电，转子再顺时 针转动90度；依此 类推。当ecu按照 s4、s3、s2、s1 的顺序通电时，转 子逆时针转动。 n线圈通电一次，转 子转动一次的角度 称为步进角。 步进电机型iscv构造及工作原理 控制阀的结构与工作原理 school of energy science and engineering 控制阀的结构与工作原理 school of energy science and engineering 图 步进电机型怠速控制阀 1-节气门 2-线束连接器 3-转子 4-定子 5-丝杠机构 6-阀 控制阀的结构与工作原理 school of energy science and engineering 结构图 位置图 原理图 1、控制阀 2、双金属片 3、冷却液腔 4、阀体 5、7、线圈6、永久磁 铁 8、阀轴 9、怠速空气口 10、固定销 11、挡块12、阀轴限位杆 如结构图所示，ecu控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产 生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变 控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。 转子 定子线圈 至进气管 自空气滤清器 阀轴阀 丰田车步进电机型怠速控制阀 n实际的步进电机不只4个定子，而是有很多。 n下图中的步进电机转子每转一步一般为1/32圈。步进电机的工作 范围为0125个步进级。 school of energy science and engineering 步进电机型怠速控制阀电路 蓄电池 efi主继电器isc阀 发动机ecu 丰田皇冠3.0轿车步进电机型iscv电路 school of energy science and engineering 步进电机型怠速控制阀的检修 n拆下控制阀线束连接器，检测b1和b2与搭铁间的电压，为蓄电池电 压； n熄火后，23s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声； nb1与s1和s3、b2与s2和s4之间的电阻，应为1030。 n蓄电池正极接b1和b2端子，负极按顺序依次接通s1s2s3s4 端子，控制阀应向外伸出；若负极按反方向接通s4s3s2s1端 子，则控制阀应向内缩回。 s1-s2-s3-s4 顺序s4-s3-s2-s1 顺序 school of energy science and engineering 怠速控制阀的控制内容 school of energy science and engineering 怠速控制阀的控制内容 n控制内容：（7个内容） q起动初始位置的设定 q起动控制 q暖机控制 q怠速稳定控制 q怠速预测控制 q电器负荷增多时的怠速控制 q学习控制 school of energy science and engineering 怠速控制阀的控制内容 n起动初始位置的设定：关闭点火开关发动机熄火后，电子控制单 元ecu的m-rel端子向主继电器延续供电23s，ecu控制步进 电机iscv全部打开，以利于下次起动。 n起动控制：起动时，iscv全开，起动顺利。起动后，ecu根据水 温的高低控制步进电机，调节控制阀的开度。 n暖机控制：又称为快怠速控制。暖机时，ecu根据水温的高低控 制怠速控制阀的开度。随着水温上升，怠速控制阀开度逐渐减小 。 n怠速稳定控制：ecu将接受道的转速信号与确定的目标转速进行 比较，其差值超过一定值时，ecu通过步进电机控制怠速控制阀 以调节空气进气量。又称为反馈控制。 school of energy science and engineering 怠速控制阀的控制内容 n怠速提速控制：在怠速时，出现以下情况，ecu控制步进电机将 怠速提升。 开空调； 转方向盘（带动力转向的车）； 电器负荷增大（如开大灯，风窗加热器，尾灯等）； 挂前进档（自动变速器汽车）。 n学习控制：由于磨损等原因，怠速控制阀的位置相同时，其实际 的怠速转速和设定的目标转速略有不同，此时ecu利用反馈控制 使怠速转速回到目标转速，同时将此时的步进电机步数存入rom 中（ecu中有一小电路不断电），以便在以后的怠速控制过程中 使用。 school of energy science and engineering 4、旋转电磁阀型怠速控制阀 n旋转电磁阀型怠速控制阀结构 school of energy science and engineering （a）结构图 （b）原理图 旋转电磁阀型怠速控制阀 1-控制阀；2-双金属片；3-冷却水腔；4-阀体； 5、7-线圈；6-永久磁铁；8-阀轴；9-怠速空气口 丰田车旋转电磁阀型iscv 4、旋转电磁阀型怠速控制阀 n旋转电磁阀型怠速控制阀结构 自空气滤清器 双金属片 阀体 自空气滤清器 阀 阀 线圈 永久磁铁 至进气总管 至进气总管 school of energy science and engineering 占空比：脉冲信号的通电时间与通电周期的比值。 ab 一个周期 通 断 旋转电磁阀型怠速控制阀工作原理 school of energy science and engineering 旋转电磁阀型怠速控制阀电路及其检修 n断开线束插头，点火开关on，但不起动发动机。测量电源端子+b 与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。 n断开线束插头，在控制阀侧测量端子+b与端子rsc及rso之间的 电阻值，正常值应为18.822.8。 n发动机达正常工作温度，变速器空挡。发动机怠速运转，短接te1 与e1端子，发动机转速为10001200r/min，5s后转速应下降约 200r/min。 school of energy science and engineering 5、占空比控制电磁阀型怠速控制阀 自空气滤清器 至进气管 电磁线圈 阀门 丰田车占空比控制电磁阀型iscv school of energy science and engineering 6、开关型怠速控制阀 自空气滤清器 至进气管 电磁线圈 阀门 丰田车开关型iscv school of energy science and engineering 二、进气控制系统 n目的：提高进气量，改善发动机动力性能。 n类型：动力阀控制系统、谐波进气增压系统（acis）、可变配气相 位控制系统（vtec）等多种。 q动力阀控制系统：是控制发动机进气道的空气流通截面大小， 以适应发动机不同转速和负荷时的进气量需求，从而改善发动 机的动力性。 q谐波进气增压系统：利用了进气管内的压力波与进气门的开启 配合，当进气门开启时，使反射回来的压力波正好传到该气门 附近，从而形成进气增压的效果，提高发动机的充气效率和功 率。 q可变配气相位控制系统：根据发动机转速、负荷等参数变化来 控制vtec机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮 ，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双 进气门工作的切换。 school of energy science and engineering ecu 膜片真空气室 真空电磁阀 动力阀真空管 空 气 控制方式：ecu真空电磁阀真空膜片真空气室动力阀 动力阀控制系统 n在进气量较小的低速、小负荷工况下，使进气道空气流通截面减小， 可提高进气流速，从而提高充气效率，改善发动机的低速性能； n在进气量较大的高速、大负荷工况下，适当增大进气道空气流通截面 ，可减少进气阻力，提高进气量，从而改善发动机的高速性能。 school of energy science and engineering 谐波增压控制系统 acis school of energy science and engineering n压力波的产生及利用 当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门 附近气流流动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于 是将进气门附近气体压缩，压力上升。当气体的惯性过后， 被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下 降。膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力 波。 一般而言，进气管长度长时，压力波长大，可使发动机 中低转速区功率增大；进气管长度短时，压力波波长短，可 使发动机高速区功率增大。 谐波增压控制系统 acis school of energy science and engineering n波长可变的谐波进气增压控制系统 ecu根据转速信号控制电磁真空通道阀的开闭。 低速时：电磁真空孔道阀电路不通，真空通道关闭，真 空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增 压控制阀处于关闭状态。此时进气管长度长，压力波长大， 以适应低速区域形成气体动力增压效果。 高速时：ecu接通电磁真空道阀的电路，真空通道打 开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气 增压控制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波 的传播距离，使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增 压效果。 谐波增压控制系统 acis n低速时，进气控制阀关闭，压力波传播距离长，发动机低速性能好。 n高速时，进气控制阀打开，压力波传播距离短，发动机高速性能好。 school of energy science and engineering （a） 真空电磁阀关闭、控制阀关闭 （b）真空电磁阀打开、控制阀打开 图 谐波进气增压系统控制原理 1-节气门；2-真空驱动器；3-控制阀；4-空气滤清器； 5-单向阀；6-真空罐；7-真空电磁阀 谐波增压控制系统 acis school of energy science and engineering 可变进气管长度原理图 acis组成 acis控制电路 控制方式：ecuacis电磁阀真空真空驱动器进气控制阀 acis电磁阀电阻：38.544.5 进气控制阀 真空驱动器 acis电磁阀 节气门 真空罐 传感器信号 ecuecu school of energy science and engineering 可变配气相位控制系统vtec本田 i-vtec n中凸轮升程最大，次凸轮升程最小。 n主凸轮的形状适合发动机低速时单气 门工作的配气相位要求；中凸轮的形 状适合发动机高速时双进气门工作的 配气相位要求。 school of energy science and engineering 四个活塞 安装处 vtec工作原理 school of energy science and engineering vtec工作原理 n发动机低速时，电磁阀断电，油道关闭。在弹簧作用下，各活塞 均回到各自孔内，三个摇臂彼此分离。此时，主凸轮通过主摇臂 驱动主进气门，中间摇臂驱动中间摇臂空摆（不起作用），次凸 轮升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量开闭，以防止进气 门附近积聚燃油。配气机构处于单进、双排气门工作状态。 n发动机高速运转，且发动机转速、负荷、冷却液温度及车速均达 到设定值时，电磁阀通电，油道打开。在机油作用下，同步活塞a 和同步活塞b分别将主摇臂与中间摇臂、次摇臂与中间摇臂插接成 一体，成为一个同步工作的组合摇臂。此时，由于中凸轮升程最 大，组合摇臂由中凸轮驱动，两个进气门同步工作，进气门配气 相位和升程与发动机低速时相比，气门的升程、提前开启角度和 迟后关闭角度均较大。此时配气机构处于双进、双排气门工作状 态。 school of energy science and engineering 三、增压控制系统 q功能：根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的工作， 以达到控制进气压力，提高发动机动力性和经济性的目的。 q分类：根据增压装置使用的动力源不同，增压装置分废气涡 轮增压和动力增压两种。目前多采用废气涡轮增压。 school of energy science and engineering 典型废气涡轮增压控制系统 school of energy science and engineering 1涡轮增压控制的功能 将发动机排出的废气导入涡轮室，利用废气的流动能量冲 击涡轮，使其高速运转，涡轮则驱动压气机工作，进而实现进 气增压。 涡轮增压控制系统 school of energy science and engineering 2涡轮增压控制系统组成及工作原理 图 涡轮增压控制系统组成 1-切换阀；2-排气管；3-涡轮增压器；4-空气冷却器； 5-进气总管；6-空气滤清器；7-传感器； 8-ecu；9-真空电磁阀；10-驱动气室 涡轮增压控制系统 school of energy science and engineering （1）释压电磁阀控制增压压力 （a） 释压电磁阀关闭 （b）释压电磁阀打开 图 释压电磁阀控制增压压力废气涡轮增压控制系统 1-释压电磁阀；2-驱动气室；3-切换阀； 4-排气管；5-涡轮；6-泵轮；7-进气管 涡轮增压控制系统 school of energy science and engineering （2）真空电磁阀控制增压压力 （a） 真空电磁阀打开 （b）真空电磁阀关闭 图 真空电磁阀控制增压压力涡轮增压控制系统 1-真空电磁阀；2-驱动气室；3-切换阀； 4-排气管；5-涡轮；6-泵轮；7-进气管 涡轮增压控制系统 school of energy science and engineering 3涡轮增压器结构及工作原理 图 涡轮增压器结构 1-压气机叶轮；2-转子轴；3-压气机壳；4-膜片弹簧； 5-涡轮壳；6-涡轮；7-隔热板； 8-轴承；9-压气机后盖 涡轮增压控制系统 school of energy science and engineering 4涡轮增压器合理使用 （1）不能着车就走。发动机发动后，特别是在冬季，应让 其怠速运转一段时间，以便在增压器转子高速运转之前 让润滑油充分润滑轴承。 （2）不能立即熄火。发动机长时间高速运转后，不能立即 熄火； （3）保持清洁。拆卸增压器时，要保持清洁，各管接头一 定要用清洁的布堵塞好，防止杂物掉进增压器内，损坏 转子。 （4）由于增压器经常处于高温下运转，它的润滑油管线因 受高温作用，内部机油容易有部分的结焦，这样会造成 增压器轴承的润滑不足而损坏。因此，润滑油管线在运 行一段时间后要进行清洗。 （5）经常注意检查增压器的运转情况。 涡轮增压控制系统 school of energy science and engineering 四、排放控制系统 q汽车排放对环境影响 一氧化碳（co）：是在发动机内由于空气不足或空气中氧 含量不足造成混合气过浓而产生的，若过量被吸入人体内， 能使血液的输氧能力大大降低，使心脏、头脑等重要器官严 重缺氧，引起头晕、恶心、头痛等症状，使中枢神经系统受 损，慢性中毒，严重时会使心血管工作困难。 碳氢化合物（hc）：碳氢化合物包括未燃和未完全燃烧的 燃油、润滑油和部分氧化物等，若过量被吸入人体内，会对 眼、呼吸道和皮肤有强烈的刺激作用，甚至引起头晕、恶心 、红血球减少、贫血等。 氮氧化物（nox）：是发动机产生的一种褐色的有刺鼻气 味的气体，含有多种氮氧化物。氮氧化物进入人体肺泡后形 成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，亚硝酸盐 则能与人体内血红蛋白结合，形成变性血红蛋白，可在一定 程度上造成人体缺氧。 school of energy science and engineering 四、排放控制系统 q汽车排放污染来源： n发动机排出的废气（约占65以上） n曲轴箱窜气（约占20） n燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占1020） q汽油机的主要污染物： n一氧化碳co、碳氢化合物hc、氮氧化合物nox q汽车排放控制系统（排污治理方法）： n曲轴箱强制通风pcv系统 n汽油蒸汽排放evap控制系统 n废气再循环egr系统 n三元催化转换器twc与空燃比反馈控制系统 n二次空气供给系统 n热空气供给系统 school of energy science and engineering 1、汽油蒸汽排放(evap)控制系统 n功能：收集燃油箱和浮子室（化油器式汽油机）内蒸发的 汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，从而防止汽 油蒸汽直接排入大气而造成污染。同时，还必须根据发动 机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸汽量。 n为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，电控发动机普遍采用了 碳罐，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活 性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将 燃油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况 通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。 n采用燃油蒸汽的控制可减少大气中的hc和节约燃料。 school of energy science and engineering n机械式evap控制系统 school of energy science and engineering 电控evap控制系统典型布置 school of energy science and engineering 控制方式： 1、ecu清污电磁阀真空真空控制阀进气歧管吸入燃油蒸汽 2、ecu清污电磁阀进气歧管吸入燃油蒸汽 电控evap控制系统工作过程 school of energy science and engineering 韩国现代轿车evap系统 n在部分电控evap控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将 受ecu控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中 。 控制方式：ecu清污电磁阀进气歧管吸入燃油蒸汽 school of energy science and engineering n一般维护：经常检查管路是否漏气，滤芯是否堵塞。 n真空控制阀的检查：拆下真空控制阀，用手动真空泵对真空控制 阀施加5kpa的真空度，从活性炭罐侧孔吹入空气应畅通；不施加 真空度，吹入空气则不通。 n电磁阀的检查：拆下电磁阀进气管一侧的软管，用手动真空泵由 软管接头给控制电磁阀施加一真空度，电磁阀不通电时应能保持 真空度；若电磁阀通以蓄电池电压，真空度应释放。 n电磁阀电阻的检查：电阻为3644。 evap系统的检修 school of energy science and engineering 2、废气再循环(egr)控制系统 school of energy science and engineering nnox是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下形成 的，发动机排出的nox量主要与气缸内的最高温度有 关，气缸内最高温度越高，排出的nox量越多。 negr控制系统的功能：将适量的废气引入气缸内参加 燃烧，从而降低气缸内的最高温度，以减少nox的排 放量。为了保证发动机正常工作和性能不受过多影响 ，必须根据发动机工况的变化，控制废气再循环量。 negr率egr量（吸入空气量egr量）100 n类型：开环控制egr系统和闭环控制egr系统。 2、废气再循环(egr)控制系统 school of energy science and engineering 由负荷控制的egr系统 由水温和负荷控制的egr系统 不采用ecu控制的开环egr系统 school of energy science and engineering 控制方式：ecuegr电磁阀真空egr阀部分废气进入进气歧管 ecu控制的开环控制egr系统 n组成：egr阀、 egr电磁阀等 necu根据发动机 冷却液温度、节 气门开度、转速 和起动等信号来 控制egr电磁阀 的通电或断电。 school of energy science and engineering ecu控制的开环控制egr系统工作过程 school of energy science and engineering 用egr阀开 度作为反馈 信号 egr阀开度传感器 工作原理与电位计式节气 门位置传感器相同 闭环控制egr系统 n检测实际的egr率或egr阀开度作为反馈控制信号来控制egr系 统，这种控制精度更高。 school of energy science and engineering egr控制系统的检修 n一般检查 q怠速时，拆下egr阀上的真空软管，发动机 转速应无变化，用手触试真空管口应无吸力 ；转速达2500r/min以上，同样拆下此真空 软管，发动机转速应明显升高（中断了废气 再循环）。 negr电磁阀的检查 q测量电阻值，应为3339。 q不通电时，从通进气管侧接头吹入空气应畅 通，从通大气的滤网处吹入空气应不通。 q通电时，与上述刚好相反。 negr阀的检查 q给egr阀施加15kpa的真空，egr阀应能开 启；不施加真空时，egr阀应能完全关闭。 school of energy science and engineering 3、三元催化与空燃比反馈系统 n三元催化转换器twc school of energy science and engineering 3、三元催化与空燃比反馈系统 n三元催化转换器twc n三元催化转换器也称为触媒转换器，简称触 媒。 n功能：利用转换器中的三元催化剂，将发动 机排出废气中的有害气体co、hc和nox变 成无害气体。 n构造：安装在排气消声器前面，由转换芯子 和外壳等构成。转换芯子常用蜂窝状陶瓷作 为承载催化剂的载体，在陶瓷载 体上浸渍铂（或钯）与 铑贵重金属的混合物作 为催化剂。 school of energy science and engineering 影响twc转换效率的因素 n影响最大的是混合气的浓度和排气温度 。 n只有在标准混合气附近，对废气中的有 害气体co、hc和nox的转换效率才最 佳。 n在装用twc的汽车，一般装用氧传感 器检测废气中的氧浓度，并将此信号送 给ecu后，对空燃比进行反馈闭环控制 。 n装用twc后，发动机的排气温度须在 300815之间。低于300，氧传 感器将不能产生正确信号，因此部分氧 传感器内有加热线圈；高于815， twc转换效率下降。 school of energy science and engineering 氧传感器 oxygen sensor (o2s) n【功用】检测排气中的氧浓度，向ecu输送空燃比 信号。 n【分类】氧化锆（zro2）式和氧化钛（tio2）式两种 。 n【别名】传感器 氧化锆式氧传感器 school of energy science and engineering 氧化钛式氧传感器 组成：二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等。 原理： 废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大； 废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小。 二氧化钛元件 金属外壳 陶瓷绝缘体 接线端子 陶瓷元件 导线 金属保护套 school of energy science and engineering 氧传感器电路 两个热型氧传感器 两个普通型氧传感器 n氧传感器外部接线： q单线：信号线、外壳接地 q双线：信号线、接地线 q三线：电源、加热、信号（外壳接地 ） q四线：电源、加热、信号、接地 丰田ls400轿车氧传感器控制电路 school of energy science and engineering 在带氧传感器的efi系统中，并不是所有工况都进行闭环控制。在起动 、怠速、暖机、加速、全负荷、加速断油等工况下，发动机不可能以 理论空燃比工作，此时仍采用开环控制方式。 改变短 改变长 喷油器 加长 缩短 决定基本喷射时间 判定为空燃比稀 判定为空燃比浓 ecu浓稀 电动势大 电动势小 氧浓度增加 氧浓度减少 o2s 发动机 进气 排气压缩 膨胀 efi系统的闭环控制过程 school of energy science and engineering twc及氧传感器的检修 n使用注意事项 n禁用含铅汽油，防止催化剂失效； n三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容 易导致转换器中的催化剂截体损坏； n装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000km应更换转换 器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于 规定值时，应全部更换。 school of energy science and engineering n热型氧传感器加热器的检查 n对热型氧传感器，测量其加热器线圈电阻 。如凌志ls400轿车氧传 感器加热器线圈，在20时电阻为5.16.3。 n氧传感器信号检查 n连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传 感器工作温度达到400以上时再维持怠速运转。 n反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应输出 高电压信号（0.750.90v），减速时应输出低电压信号（0.10 0.40v）。 n若不符合上述要求，应更换氧传感器。 school of energy science and engineering 4、二次空气供给系统 n作用：在一定工况下，将新鲜空气送 入排气管，促使废气中的co和hc进 一步氧化，从而降低co和hc的排放 量；同时增加twc的升温。 n二次空气供给系统不工作的条件： lefi进入闭环控制； l水温超过规定； l发动机转速和负荷超过规定； lecu发现有故障。 u控制方式：ecu二次空气电磁控制 阀vsv 真空二次空气控制阀 新鲜空气 school of energy science and engineering 二次空气供给系统的检修 n低温起动发动机后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出的“嗡 、嗡”声。 n拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机温度在 1863范围内怠速运转时，有真空吸力；温度在63以上，起 动后70s内应有真空吸力，起动70s后应无真空吸力；发动机转速 从4000r/min急减速时，应有真空吸力。 n拆下二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏气。 n电磁阀的检查，阻值应为3644。 school of energy science and engineering 各系统综合示意图 ecu 清污电磁 阀 活性炭罐 燃油压力调节器 pcv阀 喷油器 wts egr控制阀 egr电磁阀 isc阀 tps afs 氧传感器 燃油滤清 器 燃油泵 单向阀 分离器 三元催化器 wts：水温传感器 tps：节气门位置传感器 afs：空气流量计 school of energy science and engineering 五、巡航控制及电控节气门系统 n巡航控制系统 q巡航控制系统的功能 q巡航控制系统的组成 q气动膜片式巡航控制执行元件 q巡航控制使用注意事项 q巡航控制系统的使用方法 q巡航控制系统的检修 school of energy science and engineering n匀速控制功能 n巡航控制车速设定功能 n滑行功能 n加速功能 n恢复功能 n车速下限控制功能 n车速上限控制功能 n手动解除功能 n自动解除功能 n自动变速器控制功能 n快速修正巡航控制车速功能 n自诊断功能 巡航控制系统的功能 school of energy science and engineering 汽车自适应巡航控制系统（acc）的原理与结构 n汽车自适应巡航控制根据驾驶员设定的车间时距，通 过控制自车的节气门和制动器来控制自车的速度和加 速度，以实现设计的目标车头距，从而进行自适应巡 航控制。 n自适应巡航控制是从传统巡航控制（conventional cruise control）发展而来的，它工作的基本原理为 ：当自车通过雷达探测到前方没有汽车等其它障碍物 时，汽车执行传统巡航控制，按驾驶员设定的速度行 驶；当雷达探测到前方有汽车切入或减速行驶时，启 动acc 控制系统，按照驾驶员设定的车间时距，通过 调节节气门作动器和制动作动器来控制自车的速度和 加速度，以保证计算的车头净距。 school of energy science and engineering nacc 系统主要由测距传感器（雷达）、ecu 和 作动器组成。 n测距传感器即雷达，用于测量自车与前车的相对距离、相 对速度、相对加速度； n中央控制单元ecu 进行控制计算，负责计算设定速度、实 现车头净距控制的加速度，并发出控制指令，控制汽车速 度和加速度的执行机构； n作动器包括节气门作动器和制动作动器，用于调节汽车的 加速度，以满足控制的要求。 汽车自适应巡航控制系统（acc）的原理与结构 school of energy science and engineering n在acc 系统中，测距雷达用于测量自车与前方 车辆的车头距、相对速度、相对加速度，是自 适应巡航控制系统中关键设备之一，也是决定 该系统造价的主要元件。它造价的高低直接影 响该项技术的推广应用，因而在该项技术中占 有重要地位。它包括发射天线、接收天线和 dsp（数字信号处理）处理单元、数据线总成 几部分。 汽车自适应巡航控制系统（acc）的原理与结构 school of energy science and engineering 奥迪a8 4.2l nacc巡航定速控制系统展现了相对于传统速度调控装置明显的功 能扩展，可以通过雷达感应器设定希望车距，设定车速，同时， 厂家又作出说明，acc是驾驶辅助系统，不是安全系统；对30 200km/h速度范围内进行调试；对静物不起反应；受天气等客 观因素的影响等。 school of energy science and engineering 巡航控制系统的组成 n组成：操纵开关、安全开关、传感器、巡航控制ecu和执行元件 等。 school of energy science and engineering 气动膜片式巡航控制执行元件 n组成：真空输送阀、真空输送电磁阀、真空释放阀、膜片气室和 膜片拉杆等。 school of energy science and engineering 巡航控制使用注意事项 n在天气恶劣条件下不要使用； n在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的控制开关； n在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用； n若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用； necu是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动有较 高的要求。 school of energy science and engineering 巡航控制系统的使用方法 n设定巡航速度 n解除巡航控制模式 n提高巡航控制车速 n降低巡航控制车速 school of energy science and engineering 巡航控制系统的检修 n系统工作时，如果ecu在预定的时间内收不到车速信号，或由于 操纵开关或执行元件故障而自动解除巡航控制模式，系统指示等 闪烁5次，说明巡航控制系统有故障。 school of energy science and engineering 五、巡航控制及电控节气门系统 n电控节气门系统 n电控节气门系统的功能 q非线性控制 q怠速控制 q减小换档冲击控制 q驱动力控制（trc） q稳定性控制（vsc） q巡航控制 school of energy science and engineering 五、巡航控制及电控节气门系统 n电控节气门系统 school of energy science and engineering 什么是气门和节气门 n气门是发动机汽缸上的一个零件，钢制，直杆形，作用是 打开进气门、可燃混合气进入燃烧室，两气门同时关闭、 点火燃烧，打开排气门、排出废气。每个汽缸至少有两个 气门，一个进气门，一个排气门，四缸发动机就是八个气 门。气门最常见的故障有两种：一是油封破损，每个气门 上都有一个油封，如果出现破损，机油将流入燃烧室，造 成烧机油现象；二是积炭和结胶，如果出现积炭和结胶， 会导致气门关闭不严、缸压降低使发动机动力不足，一般 可以使用燃油添加剂清洗到气门的顶部。 五、巡航控制及电控节气门系统 n电控节气门系统 school of energy science and engineering 什么是气门和节气门？ n节气门则是发动机进气系统上的一个装置，是一个圆形的 钢片，中间有一根轴，由油门拉线控制开闭的。当发动机 转速较低时，节气门开度小、进气量小，一些细小的灰尘 和废气就会沉积在节气门上，这样就会产生油门反应不灵 和怠速不稳等问题。清洗节气门的方法是用清洗剂直接喷 洗或拆开节气门进行彻底清洗。 五、巡航控制及电控节气门系统 n电控节气门系统 school of energy science and engineering 节气门 n节气门是当今电喷车发动 机系统最重要的部件，他 的上部是空气滤清器，下 部是发动机缸体，是汽车 发动机的咽喉。 五、巡航控制及电控节气门系统 n电控节气门系统 school of energy science and engineering 节气门 五、巡航控制及电控节气门系统 n电控节气门系统 school of energy science and engineering 节气门的位置 电控节气门系统结构 ls400轿车节气门电控系统 school of energy science and engineering 电控节气门系统工作原理 w发动机ecu根据各传感器输入信号确定最佳的节气门开度，并通 过对控制电动机和电磁离合器的控制改变节气门开度。 school of energy science and engineering 电控节气门系统工作原理 w节气门位置传感器 school of energy science and engineering 电控节气门系统工作原理 w节气门位置传感器 school of energy science and engineering 1作用：检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ecu，控制燃油喷射及其他辅 助控制。 2电位计式节气门位置传感器 利用触点在电电阻体上的滑动动来改变电变电 阻值值，测测得节节气门门开度的线线形输输出电电 压压，可知节节气门门开度。全关时电压时电压 信号应约为应约为 0.5v，随节节气门门增大，信号电压电压 增强，全开时约为时约为 5v。如下图图所示： n1、冷却风扇控制系统 n功能：发动机控制ecu根据冷却 液温度传感器信号和空调开关信号 ，通过风扇继电器来控制风扇电动 机电路的通断，以实现对风扇的控 制。 原理：发动机控制ecu控制风扇 继电器线圈的搭铁回路，当冷却液 温度低于98时，ecu断开风扇 继电器搭铁回路，冷却风扇不工作 ；当却液温度高于103时，冷却 风扇工作。如果选择空调开关信号 ，不管冷却液温度多少，风扇始终 工作。 六、冷却风扇及发电机控制系统 北京切诺基4.0l发动机 冷却风扇系统电路图 school of energy science and engineering 2、发电机控制系统 功能：根据蓄电池电压信号，控制发电机的输出信号。 原理：蓄电池电压信号经端子3输送给ecu，ecu控制发电机励磁 绕组的搭铁回路以调节磁场强度，从而实现发电机输出电压的控 制。 school of energy science and engineering 1、故障自诊断系统的功能 n通过自诊断测试判断电控系有无故障，有故障时，指示灯发出警报， 并将故障码存储。 n在维修时，通过一定操作程序可将故障码调出，进行有针对性的检查 ； n当传感器或其电路发生故障时，自动启动失效保护功能； n当发生故障导致车辆无法行驶时，自动启动应急备用系统，以保证汽 车可以继续行驶。 七、故障自诊断系统 school of energy science and engineering 2、自诊断系统工作原理 n传感器故障自诊断原理 若传感器输入ecu的信号超出正常范围，或在一定时间内ecu收 不到该传感器信号，或该传感器输入ecu的信号在一定时间内不 发生变化，自诊断系统均判断定为“故障信号”。 例如水温传感器，当传感器向ecu输送的信号电压低于0.3v或高 于4.7v，自诊断系统会判断为故障信号。 n执行元件故障自诊断原理 在没有反馈信号的开环控制中，执行元件如有故障，自诊断系统 只能根据ecu输出的执行信号来判断。原理与传感器类似。 带有反馈信号的闭环控制工作时，自诊断系统还可根据反馈信号 判别故障。 school of energy science and engineering 3、自诊断系统的使用 n故障指示灯 n当检测到有故障时，仪表盘上的故障指示灯（check engine） 点亮，以警告驾驶员或维修人员。 n在使用中，点火开关接通，发动机没有起动或起动后的短时间内 ，故障指示灯点亮是正常现象，当起动后几秒钟内或发动机达到 一定转速（一般为500r/min）后，故障指示灯应熄灭。 school of energy science and engineering 4、obd-简介 nobd是on-board dingositics的缩写，是由美国汽车工程学 会（sea）提出的，经环保机构（epa）和加州资源协会（carb ）认证通过的。20世纪70年代，汽车电控系统中开始采用了第一 代随车诊断系统（obd-i）；1994年以后，美国、日本和欧洲的 主要汽车制造厂家生产的电控汽车逐步开始采用第二代随车诊断 系统（obd-）。 nobd-的主要特点： q汽车按标准装用统一的16端子诊断座，并将诊断座统一安装 在驾驶室仪表盘下方。 qobd-具有数据传输功能， qobd-具有行车记录功能 q装用obd-的汽车，采用相同的故障码代号及故障码意义 统一。 school of energy science and engineering 4、obd-简介 school of energy scien