空气供给系统

1、空气供给系统空气供给系统功用：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工功用：为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。作时的供气量。一、空气供给系统一、空气供给系统空气滤清器空气滤清器气缸气缸怠速阀（怠速阀（ISC阀）阀）进气歧管进气歧管进气总管进气总管节气们体节气们体空气流量传感器空气流量传感器空气滤清器空气滤清器气缸气缸怠速阀（怠速阀（ISC阀）阀）进气歧管进气歧管进气总管进气总管节气们体节气们体进气压力传感器进气压力传感器（a）EFI-L型空气供给系统框图型空气供给系统框图（b）EFI-D型空气供给系统框图型空气供给系统框图1.型空气供给系型空气供给系 D型喷射系统由于没型喷

2、射系统由于没有空气流量计，其进气系有空气流量计，其进气系统结构简单，应用比较广统结构简单，应用比较广泛。泛。 2.型空气供给系型空气供给系 L型喷射系统对空型喷射系统对空气量的测量更精确，应气量的测量更精确，应用也比较广泛。用也比较广泛。 * *空气供给系统基本元件的构造空气供给系统基本元件的构造1.空气滤清器空气滤清器2.气室气室3.节气门体节气门体4.进气管进气管5.谐波控谐波控制进气系统制进气系统(ACIS)6.怠速控制阀怠速控制阀(ISC阀阀)7.传感器传感器A空气流量计空气流量计B节气门位置传感器节气门位置传感器C进气温度传感器进气温度传感器 用于滤除空气中的灰尘，一般都为纸质滤心，

3、其结用于滤除空气中的灰尘，一般都为纸质滤心，其结构与普通发动机上相同。构与普通发动机上相同。1.空气滤清器空气滤清器2.气室气室w气室为一个大气罐，气室为一个大气罐，用于存贮空气，当用于存贮空气，当节气门开度频繁变节气门开度频繁变化时可以减少进气化时可以减少进气的脉动现象。的脉动现象。3.节气门体节气门体功能：节气门体安装在进功能：节气门体安装在进气管中，来控制发动机正气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。常工况下的进气量。组成：主要由节气门和怠组成：主要由节气门和怠速空气道等组成。节气门速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。上，来检测节气

4、门的开度。节气门的外部装有节气门节气门的外部装有节气门缓冲器，节气门位置传感缓冲器，节气门位置传感器器(节气门开关节气门开关)、怠速控制、怠速控制阀阀(ISC阀阀)和真空软管等控和真空软管等控制装置。制装置。节气门缓冲器节气门缓冲器w 当节气门突然关闭时，当节气门突然关闭时，因进气量的突然减少因进气量的突然减少, ,会造成发动机转速的突会造成发动机转速的突然降低然降低, ,令发动机产生令发动机产生较大的制动作用。较大的制动作用。w 节气门缓冲器的设置便节气门缓冲器的设置便可以使节气门的关闭缓可以使节气门的关闭缓慢进行慢进行, ,使车辆行驶较使车辆行驶较为平顺。为平顺。4.进气管进气管在多点电控

5、燃油喷射式发动机上，为了消除进气波在多点电控燃油喷射式发动机上，为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和进气歧管的形状、动和保证各缸进气均匀，对进气总管和进气歧管的形状、容积都有严格的要求，每个气缸必须一个单独的进气歧容积都有严格的要求，每个气缸必须一个单独的进气歧管。有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体，有些管。有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体，有些则是分开制造再用螺栓连接。则是分开制造再用螺栓连接。 5.5.进气歧管与谐波控制进气系统（进气歧管与谐波控制进气系统（ACISACIS）w 空气在进气管内流动时，具有一定的惯性并且在空气在进气管内流动时，具有一定的惯性并且在进气管

6、内产生一种往复运动的压力波，如此压力进气管内产生一种往复运动的压力波，如此压力波到达进气门时即开启进气门，则会明显提高进波到达进气门时即开启进气门，则会明显提高进气充量。实验证明，气充量。实验证明，进气管长，进气管长，压力波也长，压力波也长，长长的谐波可以使发动机低、中速区段内的功率增大的谐波可以使发动机低、中速区段内的功率增大；进气管短进气管短时，压力波也短，时，压力波也短，短的谐波可使发动机短的谐波可使发动机高转速区段内的功率增大高转速区段内的功率增大。因此通过进气管长度。因此通过进气管长度的设计，改变进气压力波的波长，使之与进气门的设计，改变进气压力波的波长，使之与进气门的启闭时间的启闭

7、时间( (配合相位配合相位) )密切配合，可以密切配合，可以明显提高明显提高进气充量进气充量，从而使发动机在预定的转速获得最佳，从而使发动机在预定的转速获得最佳的动力。的动力。充气效率充气效率w 充气效率是指每一个进气行程所吸入的空气质量与标准状态下（1个大气压、20、密度为1.187kg/m2）占有气缸活塞行程容积的干燥空气质量的比值。大气压力高、温度低、密度高时，发动机的充气效率也将随之提高。可变波长的谐波控制进气系统w在进气管中并连在进气管中并连一个大容量的空气一个大容量的空气室，通过阀门的启室，通过阀门的启闭改变进气的运行闭改变进气的运行路线，从而实现了路线，从而实现了改变进气谐波的长

8、改变进气谐波的长度。度。w 当进气控制阀当进气控制阀(IACV)(IACV)关闭关闭时进气时进气只能沿进气管单向只能沿进气管单向直线运动，距离较直线运动，距离较长，能在低中速区长，能在低中速区段形成谐波，提高段形成谐波，提高进气充量；进气充量；w 当进气控制阀当进气控制阀(IACV)(IACV)打开打开时，大时，大容量的空气室并连容量的空气室并连投入工作，缩短了投入工作，缩短了进气谐波的传播距进气谐波的传播距离，使发动机在高离，使发动机在高转速区段形成了较转速区段形成了较强谐波进气压力。强谐波进气压力。2JZ-GE的谐波控制进气系统的谐波控制进气系统w该系统由进气室与进气歧管、进气控制阀(IA

9、CV)、真空泵、真空开关阀(VSV)、真空罐等组成。在中、低速时，在中、低速时，VSV关闭，进气歧管被分隔成两部分；关闭，进气歧管被分隔成两部分；而转速高时，而转速高时，ECU使使VSV开启，开启，IACV打开各缸的进气路打开各缸的进气路线大为缩短。线大为缩短。6.怠速控制阀怠速控制阀(ISC阀阀)w发动机工作良好时的怠速应满足以下的发动机工作良好时的怠速应满足以下的几方面要求：几方面要求： (1)(1)冷起动时要实现快怠速运转。冷起动时要实现快怠速运转。 (2)(2)热机后要求怠速尽量低，以节省燃油热机后要求怠速尽量低，以节省燃油 (3)(3)带负荷的怠速带负荷的怠速( (如接入空调、动力转

10、如接入空调、动力转向和其他用电装置向和其他用电装置) )，要适当提高转速，要适当提高转速以免熄火。以免熄火。2JZ-GE怠速控制怠速控制w2JZ-GE怠速控怠速控制是采用步进电制是采用步进电机式怠速控制阀，机式怠速控制阀，安装于节气门的安装于节气门的外侧。外侧。皇冠步进电机怠速控制阀的结构图皇冠步进电机怠速控制阀的结构图w步进电机式步进电机式ISCISC阀阀共有共有125125种启闭位置种启闭位置控制的精度高、过度控制的精度高、过度性好、工作可靠。性好、工作可靠。阀门阀门转子转子(永久磁铁永久磁铁)定子定子(电磁线圈电磁线圈)ECU转转速速信信号号怠怠速速信信号号怠速时怠速时,若目标转速若目标

11、转速实际转速时实际转速时,ECU给怠速控制阀的电磁线圈通电给怠速控制阀的电磁线圈通电,打开阀门打开阀门,增大空气量增大空气量.怠速控制阀怠速控制阀(ISC阀阀)wECUECU通过各种传感器将所检测到的节气通过各种传感器将所检测到的节气门开度、发动机转速、冷却液温度、起门开度、发动机转速、冷却液温度、起动、空调、动力转向等信号与内存的理动、空调、动力转向等信号与内存的理论值相比较，论值相比较，w如果冷起动，便向如果冷起动，便向ISCISC阀发出加大开度阀发出加大开度的指令，使之增加进气量井同时发出冷的指令，使之增加进气量井同时发出冷起动喷油量的信号，从而能获得较浓的起动喷油量的信号，从而能获得较

12、浓的空燃比；空燃比；w冷机怠速时冷机怠速时ECUECU会向会向ISCISC阀发出增大开度阀发出增大开度的指令，并同时加大喷油量。的指令，并同时加大喷油量。阀门阀门转子转子(永久磁铁永久磁铁)定子定子(电磁线圈电磁线圈)ECU转转速速信信号号怠怠速速信信号号怠速时怠速时,若目标转速若目标转速实际转速时实际转速时,ECU给怠速控制阀的电磁线圈通电给怠速控制阀的电磁线圈通电,打开阀门打开阀门,增大空气量增大空气量.怠速控制阀怠速控制阀(ISC阀阀)SNSNSNSNSNSNSNSNABCD通电顺序为通电顺序为A-B-C-D,转子转子(永久永久磁铁磁铁)逆时针转逆时针转,阀门关闭阀门关闭怠速控制阀怠速控

13、制阀(ISC阀阀)工作原理工作原理B1B2ISC1ISC2ISC3ISC4主继电器主继电器蓄电池蓄电池+BM-REL怠速控制阀怠速控制阀(ISC阀阀)工作电路工作电路B2B1S2S1S4S3R万用表万用表测量部位测量部位电阻电阻B1-S1,S33454欧B2-S2,S43454欧+-B2B1S2S1S4S3正极依次连接正极依次连接B1和和B2,负极依次连接负极依次连接S1S2,S3,S4,阀门转动。倒过来再检验一次。阀门转动。倒过来再检验一次。怠速控制阀怠速控制阀(ISC阀阀)检修检修步进电机怠速控制阀的检修步进电机怠速控制阀的检修w 同一排,电阻不能为无穷,不同排,R w 关钥匙后,发动机熄

14、火,VB1,VB2继续供电1-2s,以使步进马达复位,确保旁通通道最大,有利于下次起动。7.传感器传感器（1）叶片式空气流量计）叶片式空气流量计（2）热式空气流量计）热式空气流量计（3）卡门旋涡式空气流量计：）卡门旋涡式空气流量计：反光镜检测法超声波检测法反光镜检测法超声波检测法 A.空气流量计：（空气流量计：（MAF） 1）结构）结构如右图，空气流如右图，空气流量计主要由测量板、量计主要由测量板、补偿板、回位弹簧、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道组电位计、旁通气道组成，此外还包括怠速成，此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。及进气温度传感器等。（1）叶片式空

15、气流量计）叶片式空气流量计(见视频见视频)下一页补偿挡板补偿挡板缓冲室缓冲室弹簧弹簧测量板测量板温温度度传传感感器器旁通气道旁通气道封口封口调节调节螺钉螺钉电位计电位计1、电位计滑臂、电位计滑臂 2、可变电阻、可变电阻 3、接进气管、接进气管4、测量叶片、测量叶片 5、旁通空气道、旁通空气道 6、接空气滤清器、接空气滤清器2）叶片式空气流量计工作原理）叶片式空气流量计工作原理如右图，来自空气滤清如右图，来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，器的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板打开一个空气推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开测量角度，当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的回位板的力与弹

16、簧变形后的回位力相平衡时，叶片停止转动。力相平衡时，叶片停止转动。与测量扳同轴转动的电位计与测量扳同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将检测出叶片转动的角度，将进气量转换成电压信号进气量转换成电压信号VS送给送给ECU。FCE1 E2VB VC VSTHA空气温度传感器空气温度传感器油泵开关油泵开关R万用表万用表端子之间端子之间电阻电阻计量板位置计量板位置VS-E220-600全闭全闭20-1200全闭到全开全闭到全开FC-E1无限大无限大全闭全闭0不闭不闭VC-E2600THA-E210000-20000-20C400-70060C叶片式空气流量计检修w 检查电动汽油泵开关：用万用表挡测量

17、E1- FC端子；在测量片全关闭时， E1- FC间不应导通（电阻为），在测量翼片开启后的任一位置上，E1- FC端子间均应导通（电阻为0）；w 用旋具推动测量翼片，同时用万用表挡测量电位计滑动触点VS-E2端子间的电阻：在测量翼片由全闭至全开的过程中，电阻值应逐渐变小（或变大）。叶片式空气流量计检修（2）热式空气流量计）热式空气流量计（见视频见视频）20世纪世纪80年代后生产的日本日产年代后生产的日本日产公爵轿车和美国福特车系轿车多数采公爵轿车和美国福特车系轿车多数采用热式空气流量计，热式空气流量计用热式空气流量计，热式空气流量计的主要元件是热线电阻，可分为热线的主要元件是热线电阻，可分为热

18、线式和热膜式两种类型，其结构和工作式和热膜式两种类型，其结构和工作原理基本相同。原理基本相同。 下一页控制电路控制电路热膜热膜温度传感器温度传感器防护网防护网热线式空气流量计的电路热线式空气流量计的电路 特点：特点：热线式空气流量计测量精度高、响应速度快，且进气阻力热线式空气流量计测量精度高、响应速度快，且进气阻力小。检测的空气的质量流量。小。检测的空气的质量流量。 根据白金热线在壳体内安装的部位不同，可分为安装在空根据白金热线在壳体内安装的部位不同，可分为安装在空气主通道内的气主通道内的主流测量方式主流测量方式和安装在空气旁通道内的和安装在空气旁通道内的旁通测量旁通测量方式方式。 这两种流量

19、计均具有污物这两种流量计均具有污物自洁功能自洁功能热线式空气流量计结构和工作原理（热线式空气流量计结构和工作原理（主流测量方式主流测量方式） 旁通式热线空气流量计（旁通式热线空气流量计（旁通测量方式）旁通测量方式） 11进气温度传感器；进气温度传感器；22主气道气流；主气道气流； 33旁通气道气流；旁通气道气流；44白金热线白金热线 原理：原理：空气流量增大空气流量增大，铂丝热线电阻铂丝热线电阻H 温度降低，温度降低，H电阻减电阻减小，小，加热电流加热电流增大，以维持热线温度一定（比气流温度高增大，以维持热线温度一定（比气流温度高100 ），），信号电压信号电压UM增大。增大。模拟信号和数字信

20、号模拟信号和数字信号空气温度补偿电阻空气温度补偿电阻铂丝热线电阻铂丝热线电阻2）热线式空气流量计电路热线式空气流量计电路检测：检测：接通点火开关，不起动发动机，测接通点火开关，不起动发动机，测E与与D、E与与C之之间的电压为蓄电池电压。间的电压为蓄电池电压。B与与C间的信号电压间的信号电压 发动机工发动机工作时为作时为24V，发动机不工作为，发动机不工作为1.01.5V， F与与D间电间电压，关闭点火开关时，电压应回零并在压，关闭点火开关时，电压应回零并在5s后有跳跃上生，后有跳跃上生，1s后在回零，说明自洁信号良好。后在回零，说明自洁信号良好。热线式空气流量计电路热线式空气流量计电路热膜式空

21、气流量计热膜式空气流量计 热膜式不使用白热膜式不使用白金丝作为热线，而是金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿电将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。基片上构成的。 增加了发热体的增加了发热体的强度，提高了空气流强度，提高了空气流量计的可靠性。量计的可靠性。（3）卡门旋涡式空气流量计）卡门旋涡式空气流量计（见视频见视频）w 在气流通道中放一个柱体，气体通过时在气流通道中放一个柱体，气体通过时在柱体后产生许多涡旋。在柱体后产生许多涡旋。w 所谓卡门旋涡，是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时，在这一物体的下游就会产生的两列旋转方向相

22、反，并交替出现的旋涡w(3) 卡门旋涡式空气流量计卡门旋涡式空气流量计w卡门涡流的形成卡门涡流的形成卡门旋涡式空气流量计的基本原理卡门旋涡式空气流量计的基本原理 卡门涡流频率（卡门涡流频率（f）=常数（常数（0.2）空气流速（空气流速（V)/涡流发生涡流发生器直径（器直径（d） 空气流量空气流量Q = 空气流速（空气流速（V） 流通截面积（流通截面积（A） 卡门旋涡频率的测量方式有卡门旋涡频率的测量方式有光学式光学式和和超声波式超声波式两种。两种。压力变化压力变化 反光镜振动反光镜振动1、反光镜、反光镜 2、发光二极管、发光二极管 3、钢板弹簧、钢板弹簧 4、光电管、光电管 5、导压孔、导压孔

23、 6、涡流发生器、涡流发生器反光镜检测法反光镜检测法 检测部分结构：如左图，镜片、检测部分结构：如左图，镜片、发光二级管和光电晶体管组成。发光二级管和光电晶体管组成。 原理：空气流经过发生器时，压原理：空气流经过发生器时，压力发生变化，经压力导向孔作用在力发生变化，经压力导向孔作用在反光镜上，使反光镜发生振动，从反光镜上，使反光镜发生振动，从而将反光二极管投射的的光发射给而将反光二极管投射的的光发射给光电管，对反射光进行检测。光电管，对反射光进行检测。动画（卡门）2.进气歧管压力传感器（IMAPS）w进气歧管压力传进气歧管压力传感器也称为进气感器也称为进气歧管真空度传感歧管真空度传感器，安装于

24、进气器，安装于进气管内。管内。对于对于D D型燃油喷射系统来说，进气歧管型燃油喷射系统来说，进气歧管压力与节气门压力与节气门位置、发动机转速三种位置、发动机转速三种传感器共同构成进气流量信号，承担传感器共同构成进气流量信号，承担空气流量计的作用。空气流量计的作用。 三线高灵敏度可变电阻式三线高灵敏度可变电阻式 半导体压敏电阻式半导体压敏电阻式 膜盒式进气歧管压力传感器膜盒式进气歧管压力传感器 电容式进气歧管压力传感器电容式进气歧管压力传感器分类：分类：(1) 三线高灵敏度可变电阻式三线高灵敏度可变电阻式高真空高真空低电阻低电阻低输出电压低输出电压低真空低真空高电阻高电阻高输出电压高输出电压压力

25、传感器与压力传感器与ECU的连接电路的连接电路三线：三线：w 一条线向传感器输入一条线向传感器输入电压（电压（4.8-5.1V）w 一条线使传感器接地一条线使传感器接地w 一条线是传感器的返一条线是传感器的返回信号回信号 w 在发动机怠速运转在发动机怠速运转时，进气歧管的真时，进气歧管的真空度高（绝对压力空度高（绝对压力低），传感器的电低），传感器的电阻值大，传感器输阻值大，传感器输出出1.5-2.1V低电压低电压信号；信号；高真空高真空低电阻低电阻低输出电压低输出电压w 当节气门全开时，当节气门全开时，歧管的真空度低歧管的真空度低（绝对压力高），（绝对压力高），传感器的电阻值小，传感器的电阻

26、值小，传感器输出传感器输出3.9-4.8V高电压信号；高电压信号；(2) 半导体压敏电阻式半导体压敏电阻式(2) 半导体压敏电阻式半导体压敏电阻式 进气歧管进气压力传感器1半导体应变片；2混合集成电路；3真空室w 进气歧管压力传感器由山外壳封装其内有绝进气歧管压力传感器由山外壳封装其内有绝对真空室由硅片组成的对真空室由硅片组成的应变电桥应变电桥等。硅片的一侧等。硅片的一侧为绝对真空室，另一侧真空室，真空室的下端通为绝对真空室，另一侧真空室，真空室的下端通过软管与进气歧管相通，因而令该侧的硅片承受过软管与进气歧管相通，因而令该侧的硅片承受着来自进气歧管的压力，在上下两侧压力差的作着来自进气歧管的

27、压力，在上下两侧压力差的作用下，用下，硅片发生变形硅片发生变形，随之自身的电阻便发生变，随之自身的电阻便发生变化，由于硅片相当于应变片的桥路。化，由于硅片相当于应变片的桥路。w 当当阻值发生变化时，便引起电桥的不平衡阻值发生变化时，便引起电桥的不平衡，产生，产生与进气歧管真空度与进气歧管真空度( (负压力负压力) )成正比的电压信号，成正比的电压信号，该信号经集成电路放大后再输送给该信号经集成电路放大后再输送给ECUECU，从而成，从而成为确定空气流量的信号之一。为确定空气流量的信号之一。(3) (3) 膜盒式进气歧管压力传感器膜盒式进气歧管压力传感器(3) (3) 膜盒式进气歧管压力传感器膜

28、盒式进气歧管压力传感器(4) 电容式进气歧管压力传感器电容式进气歧管压力传感器 电容式进气歧管压力传感器电容式进气歧管压力传感器 11真空腔；真空腔；22进气歧管；进气歧管；33氧化铝片；氧化铝片；44硅片；硅片；55引线引线 当进气歧管压当进气歧管压力发生变化时，氧力发生变化时，氧化铝片弯曲变形，化铝片弯曲变形，使硅片间的距离随使硅片间的距离随之改变，从而引起之改变，从而引起电容的变化。电容的变化。VCCPIMEECU绝对压力传感器工作原理绝对压力传感器工作原理作用：检测节气门的开度及开度变化，此信号作用：检测节气门的开度及开度变化，此信号输入输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。，控制燃

29、油喷射及其他辅助控制。 （见视频见视频）（1）电位计式节气门位置传感器）电位计式节气门位置传感器（2）开关式节气门位置传感器）开关式节气门位置传感器（3）综合式节气门位置传感器）综合式节气门位置传感器 3.节气门位置传感器（节气门位置传感器（TPS ） （动画动画）作用：将节气门开度转换成电压信号输出，以便作用：将节气门开度转换成电压信号输出，以便ECUECU控制喷油量。控制喷油量。（1）电位计式节气门位置传感器）电位计式节气门位置传感器利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度。全关时电压信号应约为线形输出电压，可知节气门开度。全关时电压信号应约为0.5V，随，随节气门增大，信号电压增强，全开