发动机辅助电控系统.ppt

发动机辅助电控系统 1怠速控制2排放控制3进气控制4其他辅助控制 1 1怠速控制控制原理 燃油喷射发动机怠速时 节气门处于全关闭状态 空气通过节气门缝隙及旁通节气门的怠速调节通路进入发动机 由空气流量计 或进气歧管压力传感器 检测该进气量 并根据转速及其他修正信号控制喷油量 使输出扭矩与发动机本身内部阻力矩相平衡 保证发动机在怠速下稳定运转 怠速控制 ISC 是ECU通过调节空气通路面积以控制空气流量的方法来实现的 1 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 组成 直流电动机 减速齿轮机构 丝杠机构和传动轴等 1 2怠速进气量的控制 2 旁通空气式 旁通空气控制机构是通过改变旁通道的流通面积来控制怠速进气量 以达到怠速控制的目的 a 步进电机式怠速控制机构 1 2怠速进气量的控制 1 阀座 2 阀轴 3 定子线圈 4 轴承 5 进给丝杠机构 6 旁通空气进口 7 阀 1 2怠速进气量的控制 步进电机的内部结构1 线圈A 2 线圈B 3 爪极 4 定子 5 转子 6 定子A 1 2怠速进气量的控制 ECU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 线圈通电一次 转子转动一次的角度称为步进角 1 2怠速进气量的控制 步进电机式怠速控制机构 1 怠速控制阀 2 稳压箱 3 节气门体 4 空气流量计 1 2怠速进气量的控制 b 旋转电磁阀式怠速控制机构旋转电磁阀装在节气门体上 通过永久磁铁及周围的磁化线圈控制机构来控制阀门的旋转角度 从而改变怠速空气通道的截面积 丰田车旋转电磁阀型 1 2怠速进气量的控制 占空比 脉冲信号的通电时间与通电周期的比值 工作原理 1 2怠速进气量的控制 c 占空比型电磁阀怠速控制机构占空比控制型电磁阀工作时 由ECU确定控制脉冲信号的占空比 磁化线圈中平均电流的大小取决于占空比 1 2怠速进气量的控制 d 开关控制型 VSV ECU输出控制信号只有高电平和低电平两种状态 控制电磁阀的通电或断电 开关控制方式的电磁阀式怠速控制阀只有打开 高怠速 和关闭 正常怠速 两种工作方式 1 3怠速控制过程 1 步进电动机式 控制内容 起动初始位置的设定起动控制暖机控制怠速稳定控制怠速预测控制电器负荷增多时的怠速控制学习控制 1 3怠速控制过程 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2 3s ECU控制步进电机ISCV全部打开 以利于下次起动 起动控制 起动时 怠速控制阀全开 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 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 1 3怠速控制过程 怠速稳定控制 ECU将接受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 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 级数 冷却液温度 125 A B C D 20 80 1 3怠速控制过程 2 旋转电磁阀式 3 占空比控制性 ACV 4 开关控制型 VSV 只有接通和断开 2排放控制 汽车排放污染来源 发动机排出的废气 约占65 以上 曲轴箱窜气 约占20 燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽 约占10 20 汽油机的主要污染物 一氧化碳CO 碳氢化合物HC 氮氧化合物NOx汽车排放控制系统 排污治理方法 三元催化转换与空燃比反馈控制系统废气再循环EGR系统二次空气供给系统汽油蒸汽排放EVAP控制系统 2 1三元催化转换与空燃比控制 三元催化转换器功能 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 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 2 1三元催化转换与空燃比控制 只有在最佳空燃比附近 对废气中的有害气体的转换效率才最佳 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 影响最大的是混合气的浓度和排气温度 装用TWC后 发动机的排气温度须在300 815 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 2 1三元催化转换与空燃比控制 EFI系统的闭环控制过程 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 2 2废气再循环控制 EGR 废气再循环是指发动机工作过程中 将一部分废气引入新鲜空气 或混合气 中重返气缸进行再循环 NOx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 EGR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 根据发动机工况的变化 控制废气再循环量 EGR率 EGR量 吸入空气量 EGR量 100 机械式通常为5 15 电子式15 20 类型 开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统 2 2废气再循环控制 EGR ECU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 1ECU控制的开环控制EGR系统 控制方式 ECU EGR电磁阀 EGR阀 部分废气进入进气歧管 2 2废气再循环控制 EGR 2 ECU控制的开环控制EGR系统工作过程 2 2废气再循环控制 EGR 3 可变废气再循环率控制系统 可变废气再循环控制系统工作时 ECU根据传感器的输入信号确定发动机工况 然后进行查阅和计算修正 发出适当指令 控制电磁阀开度 以调节废气再循环率 1 ECU 2 节气门开关 3 废气再循环管路 4 废气再循环阀 5 定压阀 6 真空控制电磁阀 7 电磁阀 2 2废气再循环控制 EGR 4 闭环控制EGR系统 2 3二次空气供给系统 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 1 二次空气吸入 利用废气的波动打开片簧阀 让空气断续进入排气支管 2 二次空气喷射很少用 2 4活性炭罐蒸发污染控制装置 EVAP 此装置是为了防止油箱内的汽油蒸汽向大气排放产生污染而设置的 2 4活性炭罐蒸发污染控制装置 EVAP 1 电控EVAP控制系统典型布置 2 4活性炭罐蒸发污染控制装置 EVAP 2 电控EVAP控制系统工作过程 2 4系统综合示意图 WTS 水温传感器TPS 节气门位置传感器AFS 空气流量计 3 1进气涡流控制 通过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 3 2进气惯性增压控制系统 ACIS 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 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 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 3 2进气惯性增压控制系统 ACIS 3 3典型废气涡轮增压控制系统 4 1正时控制 采用延长进 排气门的开启时间 增大气体的进出容量以改善进 排气门的工作状态 藉以提高发动机的性能 2 本田VTEC发动机 中凸