发动机排放超标及燃料供给系故障检修课件

项目六发动机排放超标项目六考核内容使用适当工、量具对发动机传感器、执行器进行检测使用解码器读取故障码及数据流结合特定情境分析系统故障考核内容使用适当工、量具对发动机传感器、执行器进行检测使用解任务一进气控制系统检修一、发动机空气供给系统的组成空气供给系统为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气,并测量和控制空气量。其组成如图6-1所示,主要由空气滤清器、空气流量传感器、进气总管及进气歧管等组成。图6-1空气供给系统1—空气滤清器;2—空气流量传感器;3—PCV管;4—怠速开关控制传感器;5—进气总管;6—进气歧管;7—空气阀任务一进气控制系统检修一、发动机空气供给系统的组成图6二、发动机空气供给系统的作用发动机在进气行程中,空气经空气滤清器、空气流量传感器和节气门进入各缸进气歧管,此时驾驶员通过操纵节气门的开度来控制每个工作循环的进气量。发动机怠速时,节气门关闭,进气量由怠速旁通阀来控制,保证冷暖车时加大进气量,正常怠速时恢复怠速进气量。空气阀控制快怠速转速,也可由电控系统指令怠速控制阀控制怠速转速和快怠速转速。二、发动机空气供给系统的作用一、空气滤清器空气滤清器的功用是滤除空气中的杂质或灰尘,也有消减进气噪声的作用。空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。空气滤清器有多种结构形式。(一)纸滤芯空气滤清器纸滤芯空气滤清器被广泛用于各类汽车发动机上,其结构如图6-2所示。一、空气滤清器图6-2干式纸滤芯空气滤清器1—滤芯;2—滤清器外壳;3—滤清器盖;4—蝶形螺母;5—进气导流管;6—金属网;7—打褶滤纸;8—滤芯下密封面;9—滤芯上密封面图6-2干式纸滤芯空气滤清器(二)油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器用于在多尘条件下工作的发动机上,如越野车发动机。图6-3为油浴式空气滤清器的结构图,它包括空气滤清器外壳、滤芯、密封圈和滤清器盖等。外壳底部是储油池,其中盛有一定数量的机油。当发动机工作时,环境空气经外壳与滤清器盖之间的狭缝进入滤清器,并沿着滤芯与外壳之间的环形通道向下流到滤芯底部,再折向上通过滤芯后进入进气管。当气流转弯时,空气中粗大的杂质被甩入机油中被机油黏附,细小杂质被滤芯滤除。黏附在滤芯上的杂质被气流溅起的机油所冲洗,并随机油一起流回储油池。滤芯多用金属丝制成,油浴式空气滤清器的优点是滤芯清洗后可以重复使用。(二)油浴式空气滤清器图6-3油浴式空气滤清器1—滤清器外壳;2—滤芯;3—密封圈;4—滤清器盖;5—蝶形螺母图6-3油浴式空气滤清器(三)离心式及复合式空气滤清器离心式空气滤清器多用于大型载货汽车上。在许多自卸车或矿山用汽车上还使用离心式与纸滤芯式相结合的双级复合式空气滤清器(图6-4)。双级复合式空气滤清器的上体是纸滤芯空气滤清器,下体是离心式空气滤清器。空气从滤清器下体的进气口首先进入旋流管,并在旋流管内螺旋导向面的引导下产生高速旋转运动。在离心力的作用下空气中的大部分灰尘被甩向旋流管壁并落入集灰盘中,空气则从旋流管顶部进入纸滤芯空气滤清器。空气中残存的细微杂质被纸滤芯滤除。(三)离心式及复合式空气滤清器图6-4双级复合式空气滤清器1—卡簧;2—纸滤芯;3—滤清器上盖;4—蝶形螺母;5—密封垫;6、9、13—密封圈;7—上体;8—出气口;10—进气口;11—旋流管;12—下体;14—集灰盘;15—卡箍;16—旋流管螺旋导向面图6-4双级复合式空气滤清器二、进气管进气管一般包括进气软管、进气总管和进气歧管。进气软管用于连接空气滤清器和节气门体,进气总管用于连接节气门体和进气歧管。二、进气管(一)谐振进气系统利用发动机的进气脉动，使进入发动机的空气在进气门开启时的压力为正压。从而实现“气体动力增压”，提高发动机的进气量,进而改善发动机的动力性。由于进气过程具有间歇性和周期性。致使进气歧管内产生一定幅度的压力波。此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射。(一)谐振进气系统如果利用一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统(图6-5),并使其自振频率与气门的进气周期调谐,那么在特定的转速下,就会在进气门关闭之前,在进气歧管内产生大幅度的压力波,使进气歧管的压力增高,从而增加进气量。这种效应称为进气波动效应。谐振进气系统的优点是没有运动件,工作可靠,成本低。但只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩。如果利用一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进图6-5谐振进气系统1—进气导流管;2—副谐振室;3—空气滤清器;4—空气流量传感器;5—主谐振室;6—进气歧管图6-5谐振进气系统(二)可变进气歧管为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高、低速运转时进气速度的差别,从而达到改善发动机经济性及动力性,特别是改善中、低速和中、小负荷时的经济性和动力性的目的,要求发动机在中、低转速时配用细而长的进气歧管,在高速配用短而粗的进气歧管。可变进气歧管就是为满足这种要求而设计的。图6-6所示为一种能根据发动机转速和负荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管。

(二)可变进气歧管图6-6可变进气歧管1—空气滤清器;2—节气门;3—转换阀;4—转换阀控制机构;5—发动机电子控制装置图6-6可变进气歧管另一种可变进气歧管如图6-7所示,其每个歧管都有两个进气通道,一长一短。根据发动机转速的高低,由旋转阀控制空气经哪一个通道流进气缸。当发动机在中、低速运转时,旋转阀将短进气通道封闭,空气沿长进气通道经进气道、进气门进入气缸。当发动机高速工作时,旋转阀使长进气通道短路,将长进气通道也变为短进气通道。这时空气同时经两个短进气通道进入气缸。另一种可变进气歧管如图6-7所示,其每个歧管都有两个进图6-7双通道可变进气歧管1—短进气通道;2—旋转阀;3—长进气通道;4—喷油器;5—进气道;6—进气门图6-7双通道可变进气歧管三、空气流量计空气流量计的作用是将吸入发动机的空气量转换成电信号送至电子控制装置(ECU)。空气量信号是用来确定基本喷油量的主要依据之一。空气流量计按其结构不同可分为如下4种。(1)翼片式空气流量计———体积流量型,20世纪70年代应用较为广泛。(2)卡门漩涡式空气流量计———体积流量型,多用于三菱和丰田汽车。三、空气流量计(3)热线式空气流量计———质量流量型,应用较为广泛。(4)热膜式空气流量计———质量流量型,应用较为广泛。(3)热线式空气流量计———质量流量型,应用较为广泛(一)翼片式空气流量计1.结构翼片式空气流量计又称活门式或叶片式空气流量计,安装在发动机空气滤清器和进气歧管之间。它主要由翼片部分、电位计和接线插头3部分组成,如图6-8所示。翼片部分由测量叶片、缓冲叶片及壳体组成,如图6-9所示。测量叶片随空气流量的变化在空气主通道内偏转,当回位弹簧的弹力与吸入空气流对测量叶片的推力平衡时,叶片即处于稳定位置。(一)翼片式空气流量计图6-8翼片式空气流量计结构1—进气温度传感器;2—回位弹簧;3、6—缓冲室;4—电位计;5—接线插头;7—缓冲叶片;8—CO调整螺钉;9—旁通气道;10—测量叶片图6-8翼片式空气流量计结构图6-9翼片部分结构1—测量叶片;2—回位弹簧;3—缓冲叶片;4—CO调整螺钉图6-9翼片部分结构2.工作原理如图6-10所示,翼片式空气流量计是根据空气流动产生的压力差将翼片叶片推开的原理进行工作的,而电位计与翼片叶片是同轴的,所以当叶片偏转时,电位计滑臂必然转动。由于转轴一端装有螺旋回位弹簧,当其弹力与吸入空气量对测量叶片产生的推力平衡时,测量叶片就会处于某一个稳定偏转位置,而电位计滑臂也处于镀膜电阻的某一对应位置。2.工作原理图6-10翼片式空气流量计工作原理图6-10翼片式空气流量计工作原理(二)卡门漩涡式空气流量计卡门漩涡式空气流量计是一种利用卡门涡流理论来测量空气流量的装置。在流量计进气道的正中央有一个流线形或三角形的立柱,称为涡源体。当均匀的气流流过涡源体时,在涡源体下游的气流中会产生一列不对称却十分规则的空气漩涡,即所谓的卡门涡流。据卡门涡流理论,此漩涡移动的速度与空气流速成正比,即在单位时间内流过涡源体下游某点的漩涡数量与空气流速成正比。因此,通过测量单位时间内流过的漩涡数量使可计算出空气的流速和流量。(二)卡门漩涡式空气流量计对于一台具体的卡门漩涡式空气流量计,有如下关系式式中V———空气的流速;d———涡流发生器的外径尺寸;f———漩涡产生的频率数;St———斯特罗巴尔数。由这个关系式可知,体积流量与卡门涡流传感器的输出频率成正比。利用这个原理我们只要检测卡门漩涡的频率f,就可以求出空气流量。对于一台具体的卡门漩涡式空气流量计,有如下关系式根据漩涡频率检测方式的不同,汽车用涡流式空气流量传感器分为光学检测式(图6-11)和超声波检测式(图6-12)两种。图6-11反光镜式检测方式1—反光镜支撑杆;2—光电管;3—板簧;4—反光镜;5—涡流发生器;6—导压孔根据漩涡频率检测方式的不同,汽车用涡流式空气流量传感器分为图6-12超声波式检测方式1—整流网;2—涡流发生器;3—超声波发生器;4—涡流;5—超声波接收器图6-12超声波式检测方式1.反光镜式卡门漩涡式空气流量计使用反光镜式检测方式的卡门漩涡式空气流量计是把涡流发生器两侧的压力变化,通过导压孔引向薄金属制成的反光镜表面,使反光镜产生振动。反光镜振动时,将发光管投射的光周期反射给光电管,对反光信号的频率进行检测,便可以求得进气量。1.反光镜式卡门漩涡式空气流量计2.超声波式卡门漩涡式空气流量计使用超声波式检测方式的卡门漩涡式空气流量计是利用卡门漩涡引起的空气密度变化进行测量的。在空气流动方向的垂直方向安装有超声波发生器,在其对面安装超声波接收器。在发动机运行时,超声波发生器不断地发出一定频率的超声波,超声波穿过漩涡时,由于受到漩涡造成的空气密度变化的涡流影响,其相位随空气密度的变化将发生偏移,由此形成疏密波。发动机ECU根据超声波接收器收到的疏密波便可以计算出卡门漩涡的频率,进而求得进气量。2.超声波式卡门漩涡式空气流量计(三)热线式空气流量计1.结构热线式空气流量计主要由取样管、热线测量电路、连接器和防护网等组成,如图6-13所示。图6-13主流式热线式空气流量计结构1—防护网;2—取样管;3—连接器;4—热线测量电路(三)热线式空气流量计图6-13主流式热线式空气2.工作原理热线式空气流量计是利用空气流过热金属线时的冷却效应工作的。将一根铂丝热线置于进气空气流中,在恒定电流通过铂丝使其加热后,如果流过铂丝周围的空气增加,金属丝温度就会降低。要使铂丝的温度保持恒定,就应根据空气量调节热线的电流,空气流量越大,需要的电流越大。图6-14是主流测量方式的热线式空气流量计的工作原理图。2.工作原理图6-14热线式空气流量计测量原理图6-14热线式空气流量计测量原理(四)热膜式空气流量计热膜式空气流量计的结构如图6-15所示,它的工作原理与热线式空气流量计基本相同。热膜式空气流量计的主要特点是:发热体由热线改为热膜,热膜为固定在薄树脂膜上的金属铂(或者用厚膜工艺将热线、冷线、精密电阻镀在一块陶瓷片上),它有效地降低了制造成本。发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,从而提高了发热体的强度和工作可靠性,且结构简单,使用寿命长,不易受尘埃污染。采用这种空气流量计的典型实例是上海大众的桑塔纳2000型时代超人发动机。(四)热膜式空气流量计四、进气歧管压力传感器D型汽油喷射系统不设空气流量计,而是利用进气歧管压力传感器测量节气门后进气管内的绝对压力,并以此作为电控项目计算喷油量的主要参数。进气歧管压力传感器种类较多,应用最广泛的是半导体压敏电阻式压力传感器。半导体压敏电阻式压力传感器的结构如图6-16所示,它由压力转换元件和对输出信号进行放大的混合集成电路等构成。四、进气歧管压力传感器图6-16半导体压敏电阻式压力传感器的结构1、6—滤清器;2—外壳;3—过滤器;4—混合集成电路;5—压力转换元件图6-16半导体压敏电阻式压力传感器的结构压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。硅膜片为边长约3mm的正方形,其中部经光刻腐蚀形成直径约2mm、厚约50μm的薄膜。在膜片表面规定位置有4个应变电阻,以惠斯通电桥方式连接。压敏电阻式压力传感器工作原理如图6-17所示。硅膜片的一侧是真空室,另一侧导入进气歧管压力。进气歧管侧的绝对压力(即进气歧管压力)越高,硅膜片的变形量越大。其变形量与压力成正比,膜片上的应变电阻阻值的变化也与变形的变化成正比。这样就可利用惠斯通电桥将硅膜片的变形量转换成电信号。由于压力转换元件输出的电信号很弱,所以需用混合集成电路进行放大后才能输出。压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。硅膜片为边长图6-17半导体压敏电阻式压力传感器的原理图6-17半导体压敏电阻式压力传感器的原理五、温度传感器为了判定发动机的冷热状态、计算进入发动机的空气量以及排气净化处理,需要能够连续精确地测量发动机冷却水温度、进气温度的传感器。汽车发动机用的冷却液温度传感器和进气温度传感器工作原理相似,分别如图6-18和图6-19所示。五、温度传感器图6-18冷却液温度传感器图6-19进气温度传感器图6-18冷却液温度传感器图6-19进气温度六、节气门体与节气门位置传感器(一)节气门体节气门体安装在空气流量计之后的进气管上,用于控制发动机正常运行工况下的进气量,主要由节气门、怠速旁通气道、节气门位置传感器、怠速控制阀等组成。六、节气门体与节气门位置传感器(二)节气门位置传感器节气门位置传感器用来反映节气门开度的大小和动作的快慢,是ECU感知负荷大小的输入信号。它安装在节气门体上,通过节气门轴与节气门联动。汽油机电控系统中使用的节气门位置传感器一般有两种类型:线性输出型节气门位置传感器和开关量输出型节气门位置传感器。(二)节气门位置传感器1.线性输出型节气门位置传感器线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计,由节气门轴带动电位计的滑动触点。线性输出型节气门位置传感器的结构如图6-20所示,当节气门开度不同时,电位计输出的电压也不同,从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控项目,使其精确地判定发动机的运行工况。1.线性输出型节气门位置传感器图6-20线性输出型节气门位置传感器的结构1—电阻器;2—IDL滑动触点;3—VTA滑动触点图6-20线性输出型节气门位置传感器的结构线性输出型节气门位置传感器由两个与节气门联动的可动电刷触点,位于基板上的电阻体、壳体及引出线插座等构成。动触点在电阻器上滑动,利用电阻值的变化,输出与节气门开度相对应的电压,根据此电压ECU就可以知道节气门的开度。但实际上反映节气门开度的电阻器的电阻值总是存在一些偏差,这样将会影响节气门开度检测的准确性。为了能够准确地检测出对ECU确定控制方式和喷油修正具有重要影响的节气门全闭的位置,传感器另设一个怠速触点,该触点只有当节气门完全关闭时才被接通。线性输出型节气门位置传感器的电路原理和输出特性如图6-21所示。线性输出型节气门位置传感器由两个与节气门联动的可动电刷触点,图6-21线性输出型节气门位置传感器电路原理和输出特性图6-21线性输出型节气门位置传感器电路原理和输出特2.开关量输出型节气门位置传感器这种节气门位置传感器实质上是一种转换开关,又称为节气门开关。这种节气门位置传感器包括动触点、怠速触点、满负荷触点,其结构和输出特性如图6-22所示。利用怠速触点和满负荷触点可以检测发动机的怠速状态及满负荷状态。一般将动触点称为TL触点,怠速触点称为IDL触点,满负荷触点称为PSW触点。2.开关量输出型节气门位置传感器图6-22开关量输出型节气门位置传感器的结构和输出特性1—节气门轴;2—TL触点;3—IDL触点;4—连接插座;5—PSW触点;6—导向凸轮槽;7—节气门图6-22开关量输出型节气门位置传感器的结构和输出特七、怠速控制阀怠速控制(ISC)是通过调节空气通道面积以控制进气流量的方法。控制空气量的执行机构,大致可分为两种:一种是控制节气门最小开度的节气门直动式;另一种是控制节气门旁通气道中空气流量的旁通空气式。(一)节气门直动式(以桑塔纳2000GSi发动机为例)桑塔纳2000GSi发动机采用了全封闭式不可分解的节气门控制组件。节气门控制组件既是执行器又是传感器,它的结构如图6-23所示。七、怠速控制阀图6-23节气门控制组件的结构1—节气门拉索轴;2—节气门;3—节气门定位电位计;4—紧急运行弹簧;5—怠速开关;6—节气门电位计;7—节气门定位器图6-23节气门控制组件的结构(二)旁通空气式在多点汽油喷射系统中多采用控制旁通空气通道的执行机构,这里主要介绍步进电机式怠速控制装置。1.结构如图6-24所示,步进电机式怠速控制阀安装在进气室或节气门阀体上。为了控制发动机怠速运转的速度,根据来自发动机ECU的信号,怠速控制阀增加或减少流过节气门旁通通道的空气量。(二)旁通空气式图6-24步进电机式怠速控制系统图6-24步进电机式怠速控制系统这种怠速控制阀有一个内置步进电动机,其结构如图6-25所示,主要由永久磁铁做成的转子、激磁线圈构成的定子、进给丝杆机构等组成。图6-25步进电动机的结构1—进给丝杆机构;2—轴承;3—转子;4—定子线圈;5—弹簧;6—阀轴;7—接线插座这种怠速控制阀有一个内置步进电动机,其结构如图6-25转子由永久磁铁构成,N极和S极在圆周上相间排列,共有8对磁极。定子由A、B两个定子组成,其内绕有A、B两组线圈,线圈由导磁材料制成的爪极包围,如图6-26所示。每个定子各有8对爪极,每对爪极(N极与S极)之间的间距为一个爪的宽度,A、B两定子爪极相差一个爪的相位,构成一体安装在外壳上。爪极的极性是变换的,由ECU输出的控制定子相线绕组的电压脉冲决定。A、B两个定子绕组分别由1、3相绕组和2、4相绕组构成,由ECU内晶体三极管控制各相绕组的搭铁。转子由永久磁铁构成,N极和S极在圆周上相间排列,共有图6-26步进电机转子、定子结构1—转子;2—线圈A;3—线圈B;4—爪极图6-26步进电机转子、定子结构2.工作原理定子线圈相线控制电路如图6-27所示,欲使步进电动机正转时,相线控制脉冲按1-2-3-4相顺序依次延迟90°相位角,定子上N极向右移动,转子随之正转;反之,欲使步进电动机反转时,相线控制脉冲按4-3-2-1相顺序依次超前90°相位角,定子上N极向左移动,转子随之反转。2.工作原理图6-27定子线圈相线绕组控制电路图6-27定子线圈相线绕组控制电路一、检修进气系统1.检查进气系统(1)检查空气滤清器滤芯是否脏污,必要时用压缩空气吹净或更换。(2)检查进气系统各连接部位是否连接可靠,密封垫是否完好。(3)检查节气门体内腔的积垢和结胶情况,必要时进行清洗。一、检修进气系统2.清洁进气系统汽车每行驶一定里程(一般为25000km)后,应对进气歧管和气缸盖上进气口处的积炭进行清除。方法是:使用电动钢丝刷或用钝口刮刀刮除;也可将进气歧管放入化学溶液槽中浸泡2~3h,使积炭软化后再清除。2.清洁进气系统3.检修进气歧管当进气歧管有裂纹时,由于气缸额外进入空气,会使发动机工况变坏,应对裂纹部位进行修复或更换。进气歧管安装部位发生翘曲变形(检查方法和气缸盖相同),当变形量超过0.

4mm时,必须进行修整。3.检修进气歧管4.安装进气歧管进气歧管经清洁检修后,装回到发动机上时应注意以下几点。(1)进气衬垫应换用新件。(2)进气歧管衬垫的光滑面应朝向进气歧管。(3)紧固进气歧管螺栓时,应从中间向两端均匀地拧紧,最后按规定的力矩拧紧。4.安装进气歧管二、检测空气流量计以桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机热膜式空气流量计为例,插头端子与连接电路如图6-28所示。二、检测空气流量计图6-28桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机热膜式空气流量计插头端子与连接电路1—空端子;2—+12V电源;3—负信号线;4—+5V电源;5—正信号线图6-28桑塔纳2000GSi轿车AJR发动1.检查电路连接情况检查空气流量计与ECU的连接导线是否正常,以及插接器插接是否可靠。相关端子间的线路,其电阻值应小于1Ω。2.检查外观检查空气流量计的防护网、热膜有无异常,若有则应更换空气流量计。1.检查电路连接情况3.就车检测(1)拔下空气流量计上的导线连接器,启动发动机,用万用表直流电压挡测量空气流量计导线连接器端子2与搭铁线间的电压,应大于11.5V;或者用发光二极管试灯连接空气流量计导线连接器端子2和发动机搭铁点,试灯应亮。否则,应检查熔断丝、油泵继电器及其连接线路。(2)打开点火开关,用万用表测量空气流量计导线连接器端子4与搭铁点间的电压,其值约为5V。否则,应检查连接线路,如连接线路正常,则更换ECU。3.就车检测4.车下检测(1)拆下空气流量计,在空气流量计插座端子4与搭铁线之间加5V直流电压,端子2与搭铁线之间加12V直流电压。(2)用电吹风向空气流量计内吹风,同时用万用表直流电压挡测量端子5与3之间的电压。改变吹风距离,电压表读数应能平稳缓慢地变化,距离接近时电压升高,离远时电压下降,否则应更换空气流量计。4.车下检测三、检测进气歧管绝对压力传感器以丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机用压阻效应式进气歧管绝对压力传感器为例,该传感器与ECU的连接电路如图6-29所示。图6-29压阻效应式进气歧管绝对压力传感器与ECU的连接电三、检测进气歧管绝对压力传感器图6-29压阻效应式进1.检测电源电压(1)将点火开关置于“OFF”位置,拔下进气歧管绝对压力传感器的导线连接器。(2)然后将点火开关置于“ON”位置,不启动发动机,用万用表直流电压挡测量导线连接器中电源端VC

和接地端E2

之间的电压,其值应为5V。(3)如有异常,应检查进气歧管绝对压力传感器与ECU之间的线路是否导通。若断路,应更换或修理线束。1.检测电源电压2.检测输出电压(1)将点火开关置于“ON”位置,但不启动发动机,拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管。(2)在ECU导线连接器侧用万用表电压挡测量进气歧管绝对压力传感器PIM端子与E2

端子间在大气压力状态下的输出电压,并记下这一电压值。2.检测输出电压(3)用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空,从13.

3kPa(100mmHg)起,每次递增13.

3kPa(100mmHg),一直增加到66.

7kPa(500mmHg)为止,然后测量在不同真空度下进气歧管压力传感器PIM端子与E2

端子间的输出电压。该电压应能随真空度的增大而不断下降。(4)将不同真空度下的输出电压下降量与标准值相比较,如不符,应更换进气歧管压力传感器。(3)用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空,从1皇冠3.

0轿车2JZ-GE发动机进气歧管绝对压力传感器的真空度与输出电压的关系如表6-1所示。表6-1进气歧管绝对压力传感器的真空度与输出电压的关皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气歧管绝对压力四、检测温度传感器进气温度传感器和冷却液温度传感器与ECU的连接电路相同(图6-30),其检测方法也一致,下面以冷却液温度传感器为例进行说明。图6-30冷却液温度传感器与ECU的连接电路图四、检测温度传感器图6-30冷却液温度传感器与EC1.检查冷却液温度传感器的电源电压(1)拆开冷却液温度传感器的插接器。(2)接通点火开关,用电压表测量线束插接器上两端子之间的电压(传感器的电源电压)。正常情况下,该电压值应为5V,若电压值不正常,则应检查相关的线路。1.检查冷却液温度传感器的电源电压2.检查冷却液温度传感器的信号电压(1)连接好冷却液温度传感器的插接器。(2)接通点火开关,用电压表测量线束插接器上两端子之间的电压。当水温为80℃时,该电压值应为0.

2~1.

0V。2.检查冷却液温度传感器的信号电压3.检查冷却液温度传感器的工作特性(1)拆下冷却液温度传感器。(2)按图6-31所示方法对水加热,用万用表的Ω挡测量不同水温下冷却液温度传感器的电阻值,并将其与标准值对比,即可判定冷却液温度传感器是否正常。3.检查冷却液温度传感器的工作特性图6-31冷却液温度传感器电阻的动态检测图6-31冷却液温度传感器电阻的动态检测表6-2桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机冷却液温度传感器检测数据表6-2桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机五、检测节气门位置传感器以综合式节气门位置传感器为例,传感器与ECU的连接电路如图6-32所示。图6-32综合式节气门位置传感器与ECU的连接电路五、检测节气门位置传感器图6-32综合式节气门位置传1.检查搭铁电路(1)断开点火开关,拆下传感器导线连接器。(2)用万用表的Ω挡检查节气门位置传感器线束插接器E2

端子与ECU的E2

端子之间的导线、ECU的E1

端子与车身搭铁部位之间的导线连接情况,应导通。1.检查搭铁电路2.检查电压(1)插好节气门位置传感器的导线连接器,将点火开关置于“ON”位置但不启动发动机。(2)转动节气门,用万用表的直流电压挡分别检测线束插接器上IDL、VC、VTA这3个端子与车身之间的电压,其值应符合表6-3中的要求。2.检查电压表6-3综合式节气门位置传感器各端子电压表6-3综合式节气门位置传感器各端子电压3.检查传感器(1)检查怠速触点导通性将点火开关置于“OFF”位置,拔去节气门位置传感器的导线连接器。用万用表的Ω挡在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点IDL的导通情况,如图6-33所示。当节气门全闭时,IDL-E2

端子间应导通(电阻值为0);当节气门打开时,IDL-E2端子间应不导通(电阻值为∞)。否则应更换节气门位置传感器。3.检查传感器图6-33节气门位置传感器的检查图6-33节气门位置传感器的检查(2)检查线性电位计电阻点火开关置于“OFF”位置,拔去节气门位置传感器的导线连接器,用万用表的Ω挡测量线性电位计的电阻值(VTA-E2

之间的电阻值),该值应随节气门开度的增大而呈线性增大。在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的厚薄规,用万用表的Ω挡测量此传感器导线连接器上各端子间的电阻值,其值应符合表6-4中的要求。(2)检查线性电位计电阻表6-4综合式节气门位置传感器各端子间的电阻值表6-4综合式节气门位置传感器各端子间的电阻值六、检测怠速控制阀以丰田皇冠3.

0轿车2JZ-GE发动机为例,其怠速控制阀的控制电路如图6-34所示。六、检测怠速控制阀图6-34丰田皇冠3.

0轿车2JZ-GE发动机怠速控制阀的控制电路图6-34丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发1.就车检查(1)在冷车状态下启动发动机后,暖机过程开始时,发动机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速(通常为1500r/min);在发动机达到正常工作温度后,怠速转速应能恢复正常(通常为750r/min)。如果冷车启动后怠速不能按上述规律变化,则怠速控制系统有故障。(2)发动机达到正常工作温度后,当打开空调开关时,发动机的怠速转速应能上升到900r/min左右。若打开空调开关后发动机转速下降,则怠速控制系统有故障。1.就车检查(3)当发动机熄火时,阀会“咔嗒”响一声。如果不响,应检查步进电机式怠速控制阀和微电脑。(4)将点火开关置于“ON”位置,然后测量:ECU的端子ISC1、ISC2、ISC3、ISC4

与端子E1间的电压,其值应为9~14V,若无电压,则ECU有故障。(5)拔下步进电动机的导线连接器,用万用表的Ω挡测量怠速控制阀4组绕组(B1-S1、B1-S3、B2-S2、B2-S4)的电阻值。其标准值应为10~30Ω,若电阻值不正确,则应更换怠速控制阀。(3)当发动机熄火时,阀会“咔嗒”响一声。如果不响2.车下检查(1)先按正确步骤拆下节气门体(怠速控制阀和节气门为一体)。(2)如图6-35所示,将怠速控制阀插接器的B1

和B2

端子接蓄电池的正极,然后依次将S1、S2、S3、S4

接蓄电池的负极(搭铁),此时阀门应逐渐关闭。若不能关闭,则应更换怠速控制阀。2.车下检查图6-35怠速控制阀动作检查图6-35怠速控制阀动作检查(3)把怠速控制阀插接器的B1

和B2端子接蓄电池的正极,而后依次将S4、S3、S2、S1

端子接蓄电池的负极,此时阀门应该逐渐开启。若不能开启,则应更换怠速控制阀。(3)把怠速控制阀插接器的B1和B2端子接蓄电池任务二排放控制系统检修一、发动机排气系统的作用排气系统是将气缸内燃烧后的废气经引导后排出的装置,同时具有冷却、消声、排气净化等作用。二、发动机排气系统的组成现代发动机的排气系统主要由排气歧管、排气总管、排气净化装置和消声器等组成。任务二排放控制系统检修一、发动机排气系统的作用一、排气歧管与消音器(一)排气歧管一般排气歧管由铸铁或球墨铸铁制造,采用不锈钢排气歧管的汽车也越来越多,其质量轻,耐久性好,同时内壁光滑,排气阻力小。排气歧管的形状十分重要。为了不使各缸排气相互干扰及不出现排气倒流现象,并尽可能地利用惯性排气,应该将排气歧管做得尽可能地长,而且各缸歧管应该相互独立、长度相等。一、排气歧管与消音器图6-36所示的不锈钢排气歧管的结构较好地满足了上述要求。相互独立的各个歧管都很长,而且1、4缸排气歧管汇合在一起,2、3缸汇合在一起,可以完全消除排气干扰现象。图6-37所示为铸铁排气歧管结构图。图6-36不锈钢排气歧管图6-36所示的不锈钢排气歧管的结构较好地满足了上述图6-37铸铁排气歧管图6-37铸铁排气歧管(二)消声器排气消声器的作用是减少排气噪声和消除废气中的火焰及火星,使废气安全地排入大气。加装排气消声器,不可避免地增加了气流的阻力,使发动机功率下降。排气消声器的阻力应小于40kPa。采用多种方法的组合式消声器,如图6-38所示。图6-38组合式消声器1—排气管;2—节流管;3—反射管;4—吸声材料;5—干涉管;6—尾管(二)消声器图6-38组合式消声器二、氧传感器氧传感器是电子控制汽油喷射系统进行反馈控制的传感器,安装在排气管上。反馈控制也称闭环控制。在这种控制方式中,利用氧传感器检测排气中氧分子的浓度,检测实际可燃混合气的空燃比较理论空燃比偏离的程度,并将其转换成电压信号输入电控项目,控制喷油脉冲宽度,满足最佳排气净化要求。二、氧传感器(一)氧化锆式氧传感器氧化锆式氧传感器的基本结构如图6-39所示,其基本元件是氧化锆固体电解质。氧化锆制成试管状,又称为锆管。锆管固定在带有安装螺钉的固定套中,其内表面与大气相通。锆管内外表面都覆盖着一层多孔性的铂膜作为电极,外表面加装一个带有槽口的防护套。图6-39氧化锆式氧传感器结构1—尾气;2—锆管;3—电板;4—弹簧;5—绝缘体;6—导线;7—外界大气;8—排气管;9—防护套(一)氧化锆式氧传感器图6-39氧化锆式氧传感器锆管是呈多孔性的固体电解质,当温度较高时,渗入其内的氧气发生电离,电离后的氧离子由浓度高的一侧向另一侧扩散,使两侧面产生电动势,形成微电池。在内外铂电极的催化作用下,两侧的电动势在理论空燃比处发生突变。当过量空气系数大于1时,氧传感器输出电压几乎为零;当过量空气系数小于1时,氧传感器输出电压接近于1V,其输出特性如图6-40所示。锆管是呈多孔性的固体电解质,当温度较高时,渗入其内的氧气发生图6-40氧传感器输出特性图6-40氧传感器输出特性(二)氧化钛式氧传感器氧化钛式氧传感器利用氧化钛(TiO2)的电阻值随排气中的氧含量变化而改变的原理,又称为电阻型氧传感器,其结构如图6-41所示。图6-41氧化钛式氧传感器1—TiO2;2—绝缘体;3—电极;4—vPt(二)氧化钛式氧传感器图6-41氧化钛式氧传感器氧化钛是一种在室温下具有很高电阻值的半导体,当排气中氧含量较少时,氧化钛中的氧离子将逃逸,使氧化钛晶体出现缺陷,有更多的电子来传送电流,材料的导电性增强,电阻值减小,其输出特性如图6-42所示。此种现象与温度和氧含量有关。因此,要实现氧化钛在300~900℃的排气管内连续使用,必须进行温度补偿。图6-42

氧化钛式氧传感器的输出特性氧化钛是一种在室温下具有很高电阻值的半导体,当排气中氧含量较三、排气净化装置(一)三元催化转化器三元催化转化器安装在排气消声器前,由三元催化转化芯子和外壳等构成,如图6-43所示。大多数三元催化转化器的芯子以蜂窝状陶瓷芯作为催化剂的载体,在陶瓷载体上浸渍铂(或钯)和铑的混合物作为催化剂。为了提高芯子的抗颠簸性能,芯子的外面通常用钢丝包裹。三、排气净化装置图6-43三元催化转化器图6-43三元催化转化器铂(或钯)和铑作为催化剂,它们不仅能使一氧化碳和碳氢化合物氧化变成二氧化碳和水,而且还能促使氮氧化物与一氧化碳进行化学反应,转变成氮气和二氧化碳。在三元催化转化器的芯子内所进行的化学反应,前者是氧化反应,后者为还原反应。三元催化转化器对CO、HC和NOx3种有害物的转换效率与发动机的空燃比有关,只有当发动机的实际空燃比在理论空燃比A/F=14.

7：1(过量空气系数α

=1)附近时,三元催化转换器对这3种有害物质才同时具有最高的转换效率,如图6-44所示。铂(或钯)和铑作为催化剂,它们不仅能使一氧化碳和碳氢化合图6-44三元催化转化器效率随空燃比的变化图6-44三元催化转化器效率随空燃比的变化(二)废气再循环系统(EGR)废气再循环(EGR,ExhaustGasRecirculation)系统是将一部分废气引入进气管与新混合气混合后进入气缸燃烧,从而实现再循环,并对送入进气系统的废气进行最佳的控制。EGR是目前用于降低NOx排放的一种有效措施。通常,EGR的控制指标采用EGR率表示,其定义如下:(二)废气再循环系统(EGR)1.开环废气再循环控制图6-45为日产NISSAN车VG30型发动机所用的电子式废气再循环控制系统,它由废气再循环电磁阀、节气门位置传感器、废气再循环控制阀、曲轴位置传感器、发动机的ECU、冷却液温度传感器等组成。1.开环废气再循环控制图6-45普通电子式废气再循环控制1—冷却液温度传感器;2—EGR控制阀;3—EGR电磁阀;4—节气门;5—电控单元;6—曲轴位置传感器图6-45普通电子式废气再循环控制具体的工作过程如表6-5所示。发动机的ECU向废气再循环电磁阀供给“接通”信号时,电磁阀接通,阀门关闭,切断了控制废气再循环控制阀的真空通道,使废气再循环系统不再工作。表6-5废气再循环的控制过程具体的工作过程如表6-5所示。发动机的ECU向废2.闭环废气再循环控制日本三菱公司开发了一种闭环控制式废气再循环系统。由前述可知,在开环控制式废气再循环系统中,EGR率只受ECU预先设置好的程序控制,不检测发动机各种工况下EGR率,因此无反馈信号;而在闭环控制式废气再循环系统中,ECU是以EGR率作为反馈信号实现闭环控制的,其控制框图如图6-46所示。2.闭环废气再循环控制图6-46闭环控制式废气再循环系统图6-46闭环控制式废气再循环系统新鲜空气经节气门进入稳压箱,发动机排气中的一部分(返流废气)经控制阀也进入稳压箱,稳压箱中设置有EGR率传感器,它对稳压箱中新鲜空气与废气所形成的混合气中的氧气浓度不断地进行检测,并将检测结果输入ECU。ECU经过分析计算后向控制阀输出控制信息,不断地调整EGR率,使废气再循环的EGR率时刻在ECU的控制下保持在理想状态,从而有效地减少NOx的排放量。新鲜空气经节气门进入稳压箱,发动机排气中的一部分(返流废气图6-47所示为电控项目控制的二次空气喷射系统,它由空气泵、旁通线圈及旁通阀、分流线圈及分流阀、空气分配管、空气喷管和单向止回阀等组成。空气泵通常由发动机驱动,空气泵产生的低压空气称为二次空气。在分流阀与排气道之间以及分流阀与催化转换器之间均装有单向止回阀,以防止排气进二次空气喷射系统。分流线圈及旁通线圈由电控项目控制,当接通发动机点火开关之后,电源电压便施加到两个线圈的绕组上,电控项目通过对每个绕组提供接地使线圈通电。图6-47所示为电控项目控制的二次空气喷射系统,它由空图6-47二次空气喷射系统1—空气泵;2—旁通阀;3、5—真空管;4—分流阀;6—空气分配管;7—空气喷管;8—排气支管;9—排气管;10—催化转换器;11—单向止回阀图6-47二次空气喷射系统一、检修排气系统1.清洁排气歧管和消声器汽车每行驶一定里程(一般为25000km)后,应对排气歧管和气缸盖上排气口处的积炭进行清除,方法与进气系统清洁相同。清除消声器积炭时,应先将消声器从车上拆下来,再用木锤轻轻敲击外壳,使消声器内壁上的积炭受到振动后脱落。积炭过多时,可将其一端拆开,用长柄钢丝刷清除后装复。一、检修排气系统2.检修排气歧管和消声器对排气歧管和消声器必须进行裂纹检查,当排气歧管或消声器上有裂纹时,容易引起火灾,噪声和排气污染加大,因此必须用金属喷涂法进行修补。排气歧管安装部位发生翘曲变形(检测方法与气缸盖相同)时,必须进行修整。2.检修排气歧管和消声器3.安装排气歧管和消声器排气歧管和消声器经清洁检修后,装回到发动机上时应注意以下几点。(1)排气歧管衬垫和排气口接口垫应换用新件。(2)排气歧管衬垫的光滑面应朝向排气歧管。(3)紧固排气歧管螺栓时,应从中间向两端均匀地拧紧,最后按规定的力矩拧紧。(4)消声器应安装牢固。3.安装排气歧管和消声器二、检测氧传感器以桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机的氧传感器为例,它属于加热型氧化锆式氧传感器,其工作电路如图6-48所示,检测方法如下。二、检测氧传感器图6-48桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机氧传感器工作电路及插头图6-48桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机1.检查加热元件的电阻值(1)拔下传感器线束连接器插头。(2)检查1与2端子间电阻值,应为1~5Ω(电阻值随温度升高迅速上升)。如果常温下电阻值为无穷大,说明加热元件断路,应更换氧传感器。1.检查加热元件的电阻值2.检查电源电压(1)拔下传感器连接器插头。(2)打开点火开关。(3)检查氧传感器连接器插头上1与2端子间电压,应约为12V。如果没有电压,说明熔断器或断路继电器触点接触不良,应进行检修。2.检查电源电压3.检查信号电压(1)连接好传感器连接器插头与插座。(2)接通点火开关。(3)用数字式万用表测量传感器3与4端子,电压信号应为0.

45~0.

55V。(4)踩下加速踏板,供给浓混合气时,电压信号应为0.

7~1.0V。(5)拔下空气流量传感器到发动机之间的真空软管,供给稀混合气时,电压信号应为0.

1~0.

3V。当氧传感器工作正常时,电压应在0.

1~0.

3V和0.

7~1.

0V之间波动。如果不波动或波动缓慢,说明氧传感器失效,应更换。3.检查信号电压发动机排放超标及燃料供给系故障检修课件演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！项目六发动机排放超标项目六考核内容使用适当工、量具对发动机传感器、执行器进行检测使用解码器读取故障码及数据流结合特定情境分析系统故障考核内容使用适当工、量具对发动机传感器、执行器进行检测使用解任务一进气控制系统检修一、发动机空气供给系统的组成空气供给系统为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气,并测量和控制空气量。其组成如图6-1所示,主要由空气滤清器、空气流量传感器、进气总管及进气歧管等组成。图6-1空气供给系统1—空气滤清器;2—空气流量传感器;3—PCV管;4—怠速开关控制传感器;5—进气总管;6—进气歧管;7—空气阀任务一进气控制系统检修一、发动机空气供给系统的组成图6二、发动机空气供给系统的作用发动机在进气行程中,空气经空气滤清器、空气流量传感器和节气门进入各缸进气歧管,此时驾驶员通过操纵节气门的开度来控制每个工作循环的进气量。发动机怠速时,节气门关闭,进气量由怠速旁通阀来控制,保证冷暖车时加大进气量,正常怠速时恢复怠速进气量。空气阀控制快怠速转速,也可由电控系统指令怠速控制阀控制怠速转速和快怠速转速。二、发动机空气供给系统的作用一、空气滤清器空气滤清器的功用是滤除空气中的杂质或灰尘,也有消减进气噪声的作用。空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。空气滤清器有多种结构形式。(一)纸滤芯空气滤清器纸滤芯空气滤清器被广泛用于各类汽车发动机上,其结构如图6-2所示。一、空气滤清器图6-2干式纸滤芯空气滤清器1—滤芯;2—滤清器外壳;3—滤清器盖;4—蝶形螺母;5—进气导流管;6—金属网;7—打褶滤纸;8—滤芯下密封面;9—滤芯上密封面图6-2干式纸滤芯空气滤清器(二)油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器用于在多尘条件下工作的发动机上,如越野车发动机。图6-3为油浴式空气滤清器的结构图,它包括空气滤清器外壳、滤芯、密封圈和滤清器盖等。外壳底部是储油池,其中盛有一定数量的机油。当发动机工作时,环境空气经外壳与滤清器盖之间的狭缝进入滤清器,并沿着滤芯与外壳之间的环形通道向下流到滤芯底部,再折向上通过滤芯后进入进气管。当气流转弯时,空气中粗大的杂质被甩入机油中被机油黏附,细小杂质被滤芯滤除。黏附在滤芯上的杂质被气流溅起的机油所冲洗,并随机油一起流回储油池。滤芯多用金属丝制成,油浴式空气滤清器的优点是滤芯清洗后可以重复使用。(二)油浴式空气滤清器图6-3油浴式空气滤清器1—滤清器外壳;2—滤芯;3—密封圈;4—滤清器盖;5—蝶形螺母图6-3油浴式空气滤清器(三)离心式及复合式空气滤清器离心式空气滤清器多用于大型载货汽车上。在许多自卸车或矿山用汽车上还使用离心式与纸滤芯式相结合的双级复合式空气滤清器(图6-4)。双级复合式空气滤清器的上体是纸滤芯空气滤清器,下体是离心式空气滤清器。空气从滤清器下体的进气口首先进入旋流管,并在旋流管内螺旋导向面的引导下产生高速旋转运动。在离心力的作用下空气中的大部分灰尘被甩向旋流管壁并落入集灰盘中,空气则从旋流管顶部进入纸滤芯空气滤清器。空气中残存的细微杂质被纸滤芯滤除。(三)离心式及复合式空气滤清器图6-4双级复合式空气滤清器1—卡簧;2—纸滤芯;3—滤清器上盖;4—蝶形螺母;5—密封垫;6、9、13—密封圈;7—上体;8—出气口;10—进气口;11—旋流管;12—下体;14—集灰盘;15—卡箍;16—旋流管螺旋导向面图6-4双级复合式空气滤清器二、进气管进气管一般包括进气软管、进气总管和进气歧管。进气软管用于连接空气滤清器和节气门体,进气总管用于连接节气门体和进气歧管。二、进气管(一)谐振进气系统利用发动机的进气脉动，使进入发动机的空气在进气门开启时的压力为正压。从而实现“气体动力增压”，提高发动机的进气量,进而改善发动机的动力性。由于进气过程具有间歇性和周期性。致使进气歧管内产生一定幅度的压力波。此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射。(一)谐振进气系统如果利用一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统(图6-5),并使其自振频率与气门的进气周期调谐,那么在特定的转速下,就会在进气门关闭之前,在进气歧管内产生大幅度的压力波,使进气歧管的压力增高,从而增加进气量。这种效应称为进气波动效应。谐振进气系统的优点是没有运动件,工作可靠,成本低。但只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩。如果利用一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进图6-5谐振进气系统1—进气导流管;2—副谐振室;3—空气滤清器;4—空气流量传感器;5—主谐振室;6—进气歧管图6-5谐振进气系统(二)可变进气歧管为了充分利用进气波动效应和尽量缩小发动机在高、低速运转时进气速度的差别,从而达到改善发动机经济性及动力性,特别是改善中、低速和中、小负荷时的经济性和动力性的目的,要求发动机在中、低转速时配用细而长的进气歧管,在高速配用短而粗的进气歧管。可变进气歧管就是为满足这种要求而设计的。图6-6所示为一种能根据发动机转速和负荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管。

(二)可变进气歧管图6-6可变进气歧管1—空气滤清器;2—节气门;3—转换阀;4—转换阀控制机构;5—发动机电子控制装置图6-6可变进气歧管另一种可变进气歧管如图6-7所示,其每个歧管都有两个进气通道,一长一短。根据发动机转速的高低,由旋转阀控制空气经哪一个通道流进气缸。当发动机在中、低速运转时,旋转阀将短进气通道封闭,空气沿长进气通道经进气道、进气门进入气缸。当发动机高速工作时,旋转阀使长进气通道短路,将长进气通道也变为短进气通道。这时空气同时经两个短进气通道进入气缸。另一种可变进气歧管如图6-7所示,其每个歧管都有两个进图6-7双通道可变进气歧管1—短进气通道;2—旋转阀;3—长进气通道;4—喷油器;5—进气道;6—进气门图6-7双通道可变进气歧管三、空气流量计空气流量计的作用是将吸入发动机的空气量转换成电信号送至电子控制装置(ECU)。空气量信号是用来确定基本喷油量的主要依据之一。空气流量计按其结构不同可分为如下4种。(1)翼片式空气流量计———体积流量型,20世纪70年代应用较为广泛。(2)卡门漩涡式空气流量计———体积流量型,多用于三菱和丰田汽车。三、空气流量计(3)热线式空气流量计———质量流量型,应用较为广泛。(4)热膜式空气流量计———质量流量型,应用较为广泛。(3)热线式空气流量计———质量流量型,应用较为广泛(一)翼片式空气流量计1.结构翼片式空气流量计又称活门式或叶片式空气流量计,安装在发动机空气滤清器和进气歧管之间。它主要由翼片部分、电位计和接线插头3部分组成,如图6-8所示。翼片部分由测量叶片、缓冲叶片及壳体组成,如图6-9所示。测量叶片随空气流量的变化在空气主通道内偏转,当回位弹簧的弹力与吸入空气流对测量叶片的推力平衡时,叶片即处于稳定位置。(一)翼片式空气流量计图6-8翼片式空气流量计结构1—进气温度传感器;2—回位弹簧;3、6—缓冲室;4—电位计;5—接线插头;7—缓冲叶片;8—CO调整螺钉;9—旁通气道;10—测量叶片图6-8翼片式空气流量计结构图6-9翼片部分结构1—测量叶片;2—回位弹簧;3—缓冲叶片;4—CO调整螺钉图6-9翼片部分结构2.工作原理如图6-10所示,翼片式空气流量计是根据空气流动产生的压力差将翼片叶片推开的原理进行工作的,而电位计与翼片叶片是同轴的,所以当叶片偏转时,电位计滑臂必然转动。由于转轴一端装有螺旋回位弹簧,当其弹力与吸入空气量对测量叶片产生的推力平衡时,测量叶片就会处于某一个稳定偏转位置,而电位计滑臂也处于镀膜电阻的某一对应位置。2.工作原理图6-10翼片式空气流量计工作原理图6-10翼片式空气流量计工作原理(二)卡门漩涡式空气流量计卡门漩涡式空气流量计是一种利用卡门涡流理论来测量空气流量的装置。在流量计进气道的正中央有一个流线形或三角形的立柱,称为涡源体。当均匀的气流流过涡源体时,在涡源体下游的气流中会产生一列不对称却十分规则的空气漩涡,即所谓的卡门涡流。据卡门涡流理论,此漩涡移动的速度与空气流速成正比,即在单位时间内流过涡源体下游某点的漩涡数量与空气流速成正比。因此,通过测量单位时间内流过的漩涡数量使可计算出空气的流速和流量。(二)卡门漩涡式空气流量计对于一台具体的卡门漩涡式空气流量计,有如下关系式式中V———空气的流速;d———涡流发生器的外径尺寸;f———漩涡产生的频率数;St———斯特罗巴尔数。由这个关系式可知,体积流量与卡门涡流传感器的输出频率成正比。利用这个原理我们只要检测卡门漩涡的频率f,就可以求出空气流量。对于一台具体的卡门漩涡式空气流量计,有如下关系式根据漩涡频率检测方式的不同,汽车用涡流式空气流量传感器分为光学检测式(图6-11)和超声波检测式(图6-12)两种。图6-11反光镜式检测方式1—反光镜支撑杆;2—光电管;3—板簧;4—反光镜;5—涡流发生器;6—导压孔根据漩涡频率检测方式的不同,汽车用涡流式空气流量传感器分为图6-12超声波式检测方式1—整流网;2—涡流发生器;3—超声波发生器;4—涡流;5—超声波接收器图6-12超声波式检测方式1.反光镜式卡门漩涡式空气流量计使用反光镜式检测方式的卡门漩涡式空气流量计是把涡流发生器两侧的压力变化,通过导压孔引向薄金属制成的反光镜表面,使反光镜产生振动。反光镜振动时,将发光管投射的光周期反射给光电管,对反光信号的频率进行检测,便可以求得进气量。1.反光镜式卡门漩涡式空气流量计2.超声波式卡门漩涡式空气流量计使用超声波式检测方式的卡门漩涡式空气流量计是利用卡门漩涡引起的空气密度变化进行测量的。在空气流动方向的垂直方向安装有超声波发生器,在其对面安装超声波接收器。在发动机运行时,超声波发生器不断地发出一定频率的超声波,超声波穿过漩涡时,由于受到漩涡造成的空气密度变化的涡流影响,其相位随空气密度的变化将发生偏移,由此形成疏密波。发动机ECU根据超声波接收器收到的疏密波便可以计算出卡门漩涡的频率,进而求得进气量。2.超声波式卡门漩涡式空气流量计(三)热线式空气流量计1.结构热线式空气流量计主要由取样管、热线测量电路、连接器和防护网等组成,如图6-13所示。图6-13主流式热线式空气流量计结构1—防护网;2—取样管;3—连接器;4—热线测量电路(三)热线式空气流量计图6-13主流式热线式空气2.工作原理热线式空气流量计是利用空气流过热金属线时的冷却效应工作的。将一根铂丝热线置于进气空气流中,在恒定电流通过铂丝使其加热后,如果流过铂丝周围的空气增加,金属丝温度就会降低。要使铂丝的温度保持恒定,就应根据空气量调节热线的电流,空气流量越大,需要的电流越大。图6-14是主流测量方式的热线式空气流量计的工作原理图。2.工作原理图6-14热线式空气流量计测量原理图6-14热线式空气流量计测量原理(四)热膜式空气流量计热膜式空气流量计的结构如图6-15所示,它的工作原理与热线式空气流量计基本相同。热膜式空气流量计的主要特点是:发热体由热线改为热膜,热膜为固定在薄树脂膜上的金属铂(或者用厚膜工艺将热线、冷线、精密电阻镀在一块陶瓷片上),它有效地降低了制造成本。发热体不直接承受空气流动所产生的作用力,从而提高了发热体的强度和工作可靠性,且结构简单,使用寿命长,不易受尘埃污染。采用这种空气流量计的典型实例是上海大众的桑塔纳2000型时代超人发动机。(四)热膜式空气流量计四、进气歧管压力传感器D型汽油喷射系统不设空气流量计,而是利用进气歧管压力传感器测量节气门后进气管内的绝对压力,并以此作为电控项目计算喷油量的主要参数。进气歧管压力传感器种类较多,应用最广泛的是半导体压敏电阻式压力传感器。半导体压敏电阻式压力传感器的结构如图6-16所示,它由压力转换元件和对输出信号进行放大的混合集成电路等构成。四、进气歧管压力传感器图6-16半导体压敏电阻式压力传感器的结构1、6—滤清器;2—外壳;3—过滤器;4—混合集成电路;5—压力转换元件图6-16半导体压敏电阻式压力传感器的结构压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。硅膜片为边长约3mm的正方形,其中部经光刻腐蚀形成直径约2mm、厚约50μm的薄膜。在膜片表面规定位置有4个应变电阻,以惠斯通电桥方式连接。压敏电阻式压力传感器工作原理如图6-17所示。硅膜片的一侧是真空室,另一侧导入进气歧管压力。进气歧管侧的绝对压力(即进气歧管压力)越高,硅膜片的变形量越大。其变形量与压力成正比,膜片上的应变电阻阻值的变化也与变形的变化成正比。这样就可利用惠斯通电桥将硅膜片的变形量转换成电信号。由于压力转换元件输出的电信号很弱,所以需用混合集成电路进行放大后才能输出。压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。硅膜片为边长图6-17半导体压敏电阻式压力传感器的原理图6-17半导体压敏电阻式压力传感器的原理五、温度传感器为了判定发动机的冷热状态、计算进入发动机的空气量以及排气净化处理,需要能够连续精确地测量发动机冷却水温度、进气温度的传感器。汽车发动机用的冷却液温度传感器和进气温度传感器工作原理相似,分别如图6-18和图6-19所示。五、温度传感器图6-18冷却液温度传感器图6-19进气温度传感器图6-18冷却液温度传感器图6-19进气温度六、节气门体与节气门位置传感器(一)节气门体节气门体安装在空气流量计之后的进气管上,用于控制发动机正常运行工况下的进气量,主要由节气门、怠速旁通气道、节气门位置传感器、怠速控制阀等组成。六、节气门体与节气门位置传感器(二)节气门位置传感器节气门位置传感器用来反映节气门开度的大小和动作的快慢,是ECU感知负荷大小的输入信号。它安装在节气门体上,通过节气门轴与节气门联动。汽油机电控系统中使用的节气门位置传感器一般有两种类型:线性输出型节气门位置传感器和开关量输出型节气门位置传感器。(二)节气门位置传感器1.线性输