朱明-LPG当代电喷发动机.doc

朱明工作室 zhubob- 21二、电子控制LPG发动机系统的组成 电控LPG发动机电子控制系统由各种传感器、电子控制单元及各种执行器三部分组成。 l、传感器将发动机的各种工作状况参数转变为电信号，提供给电子控制单元。常用的传感器有： 1）进气岐管绝对压力（MAP）传感器： 进气岐管绝对压力（MAP）传感器信号是ECU用来确定发动机的进气量的主要信号。在发动机各种不同的负荷状态下，进气岐管绝对压力传感器测出进气管内真空度的变化，并转换成电信号输入ECU，作为电子控制单元（ECU）决定基本喷气量的依据之一。2）曲轴位置传感器： 其功用是提供发动机转速信息和活塞上止点信息。常见的曲轴位置传感器有磁电式、霍尔式和光电式三种结构型式。磁电式曲轴位置传感器装在飞轮壳上，与飞轮上的信号轮相对应。 3）节气门位置传感器： 其功用提供负荷信息、负荷范围信息和加速减速信息。传感器装在节气门体上，它由一个受节流阀板的开闭所控制的可变电位器构成。传感器向发动机控制单元输出电压信号，ECU在所有工作条件下都能检测节流阀板的位置。 4）冷却液温度传感器： 作用是将发动机冷却液温度的变化转化为电阻值的变化，并以电压信号的形式提供给ECU。当发动机处于冷态时，此信号被用来修正供气量。来自冷却液温度的变化，也影响怠速控制阀位置和点火提前角。 冷却液温度传感器是一个负温度系数的热敏电阻式传感器。冷却液温度提高时，其电阻减小；反之，其阻值增加。 5）进气温度传感器： 向ECU提供空气密度信号。传感器位于进气岐管上，将进气温度的变化转化为电阻值的变化，并以电压信号的形式提供给ECU。 6)氧（O2 ）传感器：用来检测废气中氧的含量，是保证空燃比接近理论空燃比的主要元件。传感器安装在排气岐管上，三元催化器之前。通过与废气的接触，在传感器的信号端产生电压的变化。混合气稀时氧传感器输出电压低，浓时输出电压高。根据这个电压变化的情况，ECU能调整LPG供气量，使混合气的空燃比维持在理论空燃比附近。 2、电子控制单元ECU掌管整个发动机控制系统的监督和运行。它接收发动机运行时的所有传感器信号。并将信息处理计算之后，通过控制相应的执行器，来确保发动机满足排放、经济性和动力性的要求。 3、执行器执行电子控制单元ECU的指令。常用的执行器有怠速控制阀、电磁阀、喷气嘴及调节器等。 1 ）怠速控制阀： ECU通过调节怠速控制阀的开关度来调整节门体旁通道的进气量，控制发动机怠速转速，该旁路通道绕过节流阀板。流过旁通道的空气量取决于怠速时的发动机状态。当发动机温度低时，ECU通过缩回怠速控制阀阀芯，调大旁通气道的截面，增加空气燃汽混合量，使发动机处于高怠速状态。热车后，ECU指令怠速控制阀适度伸出，减少旁通气道的截面，使发动机处于正常怠速运转。 2）电磁阀： 控制LPG燃料的供给或截止。安装在LPG燃料供给管路上。 3）减速燃气切断阀减速断油功能。减速时，节气门关闭，发动机仍以高速运转，造成进气管内真空度增大。在化油器系统中，此时会大量供汽，使混合气变浓而造成不完全燃烧，将使废气中CO和HC增加，同时汽耗也会增加。而采用电子控制燃气喷射后，电子控制单元(ECU)可以根据相应的转速和节气门信号采取断气措施，可降低排放，节省燃气。当发动机转速降到一定程度或踏下油门踏板后再恢复供气。4）超速保护控制系统 主要有超速保护电子调速器（执行器）、超速保护电子调速器、超速保护节气门、超减速电磁阀、超减速燃料切断阀及怠速电磁阀。 110个传感器 1）点火正时和曲轴位置传感器IGTNE检测活塞上止点TDC的信号，以便点火和喷油。它多装在曲轴的前端或后端，或在分电机中。 2）转速传感器SP一产生曲轴转速和转角信号，它多和IGTNE信号发生器成为一体。 3）节气门位置传感器TPS产生节气门开度大小和快慢的信号，它在节气门轴的一端，与轴同步动作。 4）压力传感器MAP测出进气管中的负压值，衡量喷油多少。它可直接固定在进气管上，或在其他位置用软管与进气管连接。如果是L型喷射系统，则在节气门前方安装空气流量计AFS。 5）氧传感器OX安装在排气管上，监控废气中的氧含量，以便调节空燃比的大小。 6）水温传感器CTS监测发动机水温的高低，多安装在水温较高的气缸盖上。 7）气温传感器ATS监测进气温度的高低，多安装在进气主管上。 8）车速传感器VSS提供车速信号，多安装在变速器输出轴后端。 9）爆震传感器KNK监测爆震信号，调节点火提前角，多安装在燃烧室附近的气缸盖上。 210个执行元件 1）真空电磁阀VSV它用来开闭执行元件的真空管路，控制的范围较多。多安装在机体后方隔板上。 2）废气再循环装置EGR控制NOX的生成量，多安装在进气主管附近。 3）怠速空气调节器IAC调节高低怠速的进气量，保证平稳运转。多跨接在节气门的前后方处。 4）风扇继电器使电动风扇根据水温的高低，及时转动，控制发动机正常温度。 5）仪表显示器使仪表盘中的各种仪表显示，供驾驶员对汽车的各系统及时监控。 如果打开点火开关，仪表不显示，发动机就难以着火运转。 第一章 电控汽油喷射系统结构、原理、检测与维修 电控燃油喷射系统简称EFI，是英文(Electronic Fuel Injeetion)首字母的缩写，就是用计算机控制的燃油喷射系统。第一节电控汽油喷射的优点1进气系统无喉管和预热的影响；无流动损失和调头换向、抢气的影响；无雾化不好，分配不均的影响。2因而充气效率好、燃烧条件好、热效率好。3利用电脑ECU计量控制，均匀点喷，随机修正，能使空燃比(AF)控制在147最佳区域内。4获得了更佳的动力性、经济性、净化性。1）动力性提高了1520：2）油耗降低了510：3）净化性提高了20以上(CO1；HC4000rmin以上时)。 (三)EGR阀的构造和工作情况 EGR阀的控制功能有两种方式：一为双功能控制的，只受水温和节气门开度控制，与 ECU无关。二为全功能控制的，通过ECU受CTS、ATS、SP、TPS、OX 5种信号控制。1双功能控制的EGR阀它由石蜡式温控阀、膜片式EGR阀、连通管路等组成，如图1-59所示。当水温低于60C和节气门处于怠速位置时，两软管口处于节气门的前方，两软管内是大气压力P0，EGR阀不打开。当水温达60以上时，温控阀石蜡体膨胀，柱塞阀上升，关闭了右软管的大气管道；又当节气门开度达25以上时，左软管即导通进气管真空度PX，使EGR阀的膜片上拱，锥阀即打开，废气进入进气主管而投入工作。当节气门进入大负荷工况时，进气管真空度PX变低，不足以吸开锥阀而停止工作。 2全功能控制的EGR 如图l-60所示，EGR阀的真空管道受真空电磁阀 VSV控制，当水温达60C、气温达20C、节气门开度达25以上、转速达2000rmin时，ECU指令VSV产生磁吸力而开启。此时，进气管真空度PX。使EGR定量的打开而投入工作。有的EGR阀上安装阀杆升高电位器，可产生高度信号反馈给ECU，能实现“量化控制”。有的车是用温度传感器来感知废气量的多少。有的车是占空比控制EGR电磁阀，有多种量化控制方法。 (四)EGR阀的故障 (1)EGR阀的热负荷大，工作环境坏，易脏、堵造成锥阀发卡(常开或常关)。其膜片用弹簧钢片制成，一旦漏气即使EGR失控。 (2)锥阀常开发卡关不严，造成低速和高速工况游车。 (3)锥阀常关中等负荷不投入工作，NOx生成物多，污染加大。 (4)膜片漏气EGR阀失效，应换新件。 (5)接错了真空软管(接到节气门后方的接口上)，造成怠速工况即投入废气循环，怠速游车，甚至熄火。 (五)EGR阀性能检测 怠速时，将节气门后方的真空软管和EGR阀接通，废气即进入气缸，使转速下降，100rmin左右。这说明EGR阀动作灵活。 图1-59双功能控制的EGR阀 图1-60全功能控制的EGR阀 l-石蜡式温控阀；2-连接软管；3-膜片式EGR阀； 1-电脑；2-EGR阀；3-真空电磁阀；4-三 4废气管；5进气主管；6-水套；h升程 元催化器；5-氧传感器；6-水温传感器 怠速时，突然加速到2000rmin，锥阀上移(从外壳上的通风散热口观察)。这说明VSV阀和EGR阀都正常。 十五、三元催化转换器 (一)三元催化转换器的构造和工作原理 三元催化器(Three Way Catalytic Converter)简称TWC，它由外壳、保温层、催化反应芯组成。催化反应芯为蜂窝状，用陶瓷载体或稀土制成，为薄壁多孔平行小通道，通道用微孔排列，使废气加大了分散力度，载体上涂有稀贵金属催化剂(铂、铑、钯)。除陶瓷体外，尚有用贵重金属、铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)制成的网状载体，如图16l所示。 (二)三元催化器的工作原理 三元催化器(TWC)在轿车上获得广泛的使用，为了提高排气净化率，它装在消声器之前，外形像排气消声器，实际上也起消声作用，它是机外尾气净化技术。它利用氧化和还原的的方法，通过催化载体，借助废气的高温(400800clC)，对废气中的CO、HC、NOX等三害气体进行一次性的催化，催化是加快有害物质的化学反应速度，产生氧化反应，使CO变为CO2；使HC变为H2O，并产生还原反应，使NOx变为N2，使其转化为无害的气体排人大气，保护了环境。为了防止过热损坏，装有排气温度传感器，有的还用报警灯监控。为了提高净化率，有的还用空气泵将“二次空气”泵人载体，使更多的氧加入废气，加速催化作用。其催化反应式如下： CO+02一C02；HC+02一C02+I-120； NO；+CON2+C02；NO。,+HCN2+H20； 图1-61三无催化器的构造和最佳工作区 (三)三元催化器的净化条件 (1)三元催化器的净化率的高低，决定于空燃比(AF)的大小。只有把AF保持在147范围内，净化率可达80。为此，AF必须受到精确的控制。 (2)为了使净化率控制在最佳工作区内，必须