发动机电控系统结构原理与检修项目一：汽车发动机电控系统诊断与维修1.3.4

任务1

电子节气门控制系统检修怠速控制系统的认知可变气门控制系统检修任务2

任务3

可变进气管道控制系统检修任务4

进气增压控制系统检修任务5

情境描述一辆奥迪A6进入4S站维修，故障指示灯常亮，控制单元记忆可变进气管道故障。你的主管把这个检修任务分配给你，你能完成吗？情境提示故障码指明可变进气管道控制系统故障，因此需要对可变进气管道控制系统进行全面的了解，才能进行下一步的工作。本情境中，控制模块记忆可变进气管道电磁阀相关的故障码，说明电磁阀的线路出现故障，应先检查线路，如果正常，检查电磁阀本身。情境导入技能目标1.能够识别可变进气管道控制系统的元件；2.能够进行可变进气管道控制系统的故障诊断与排除。学习目标知识目标1.能描述可变进气管道控制系统系统的结构组成；2.能描述可变进气管道控制系统的工作原理。基本知识1.可变进气管道控制系统的功用进气惯性效应是指利用进气行程时进气管内高速流动气体的惯性作用来提高充气效率的现象。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，此压力波以声速在进气系统内传播和往复反射。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，并使其固有频率与气门的进气周期调谐，那么在特定的转速下，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。这种效应称作进气波动效应。基本知识图4-4-1为奥迪V64.2L发动机可变进气系统的进气歧管的几何形状。在发动机的进气歧管内设置转换阀，而转换阀的工作是通过电磁阀实现的，可在两个不同长度进气管之间进行切换，电磁阀由ECU控制。2.可变进气管道控制系统的结构及工作原理进气气流在进气管中的变化是非常复杂的。为了有效地利用进气动态效应、提高充气效率，在现代汽车发动机上采用了带有动力腔、谐振腔及各种结构形式的可变进气系统。（1）可变进气管道控制系统的结构图4-4-1奥迪V64.2L发动机可变进气系统基本知识为了实现大容量进气截面，可变进气管道系统采用双级式进气歧管，并通过转换阀开启/关闭改变进气管道的长度。图4-4-2双级式进气歧管

（2）可变进气管道控制系统的工作原理当发动机转速低于4000r／min（即要求发动机输出大扭矩）时，转换阀关闭，如图4-4-2（a）、图4-4-3所示，横截面积减小，进气歧管通道变长（进气道长约为705mm），利用进气惯性增压作用来增加充气量，提高转矩；当发动机转速高于4000r／min（即要求发动机输出大功率）时，转换阀打开，如图4-4-2（b）、图4-4-4所示，横截面积增大，进气歧管通道变短（进气道长约为322mm），利用降低进气阻力来增加进气量，保持原设计功率。基本知识发动机转速低于4000r／min时，如图4-4-3所示，转换阀门关闭，横截面积减小，进气歧管通道变长，利用进气惯性增压作用来增加充气量，提高转矩。图4-4-3惯性增压状态基本知识发动机转速高于4000r／min时，如图4-4-4所示，转换阀门打开，横截面积增大，进气歧管通道变短，利用降低进气阻力来增加进气量，保持原设计功率。图4-4-4保持原设计功率状态

基本知识如图4-4-5所示，发动机控制单元J220通过控制燃油泵继电器线圈搭铁时刻，从而控制燃油泵继电器内触点开关的接通/断开状态。当发动机起动后并以转速低于4000r／min运转时，虽然燃油泵继电器内触点开关接通，但发动机控制单元J220控制电磁阀N156使其不能形成搭铁回路，电磁阀N156不作动。此时真空膜片室与大气接通，膜片不吸动，拉杆在膜片弹簧力作用下伸出，带动转换阀门关闭上通道，空气通过下通道经较长的轨迹进入气缸，进气歧管的空气流动具有较大惯性，起到惯性增压作用，获得较大的转矩；当发动机转速高于4000r／min时，发动机控制单元J220控制电磁阀N156形成搭铁回路，电磁阀N156作动，使真空膜片室与真空源接通，真空吸动膜片克服弹簧力，将拉杆退回，带动转换阀门转动，空气同时通过上、下通道经较短的路径进入气缸，进气阻力降低，发动机获得高速时较大的功率。图4-4-5可变进气管道电磁阀电路

（3）可变进气管道系统的控制过程拓展知识当汽油机低速运转时，汽油机电子控制模块指令转换阀控制机构关闭转换阀。这时，空气须经空气滤清器和节气门沿着弯曲而又细长的进气歧管流进气缸。细长的进气歧管提高了进气速度，增强了气流的惯性，使进气充量增多；当汽油机高速运转时，汽油机电子控制模块指令转换阀控制机构，打开转换阀，空气经空气滤清器和节气门及转换阀直接进入粗短的进气歧管。粗短的进气歧管，进气阻力减小，也使进气充量增多。可变长度进气歧管不仅可以提高汽油机在中、低速和中、小负荷时的动力性，即提高有效输出扭矩；还由于它提高了汽油机在中、低速运转时的进气速度，而增强了气缸内的气流强度，从而改善了燃烧过程，使汽油机中、低速的最低燃油消耗率下降，燃油经济性有所提高，如图4-4-7所示。此外，可变长度进气歧管还有减少汽油机废气排放量的作用。因为汽油机燃烧过程改善后，不仅油耗降低，经济性改善，汽油机的有害排气污染物的排放量也能适当减少，即轿车汽油机的排放净化性能也可适当改善。

1.可变长度进气歧管图4-4-7可变长度进气歧管拓展知识当汽油机在中、低速运转时，旋转阀2受到由汽油机电子控制模块发出的指令，在旋转阀控制机构（执行器）作用下，将短进气通道1封闭，新鲜空气充量经空气滤清器、节气门沿长进气通道3经过缸盖上的进气道5和进气门6进入气缸；当汽油机在高速运转时，汽油机电子控制模块发出指令，旋转阀控制机构（执行器）作用将短进气道1打开，使长进气道通道短路，将长进气通道改变为辅助进气通道。这时，新鲜空气充量同时经过两个进气通道进入气缸。与可变长度进气歧管的功用相同，双通道可变进气歧管可提高汽油机在中、低速和中、小负荷的有效输出扭矩——改善动力性；降低汽油机在中、低速和中、小负荷的最低燃油消耗率——改善经济性；适当减少汽油机有害排气污染物的排放量——改善排气净化性，如图4-4-8所示。2.双通道可变进气歧管图4-4-8双通道可变进气歧管双通道可变进气歧管：每个进气歧管都有两个进气通道，一长一短。根据汽油机的工作转速高低、负荷大小，由旋转阀2控制空气经过哪一个通道流进气缸。在长进气道中安装有喷油器。拓展知识在由低速向高速过渡的状态下，控制阀部分微开度。每一气缸使用主进气通道（长）和副进气通道（短）。副进气通道中安装有控制阀（圆盘阀），主进气通道中安装有喷油器。在主副通道式可变进气歧管中，控制阀的位置由控制单元（ECU）根据轿车汽油机的曲轴转速高或低进行控制。当汽油机低速运转时，控制阀4保持关闭，迫使所有的新鲜进气充量都经主通道1高速地流入气缸；当汽油机高速运转时，控制阀4保持全开，以减少进气的流动阻力。此时，所有新鲜进气充量同时经主、副两个通道进入气缸。为了防止汽油机低转速和高转速两种运转方式变更时，控制阀由全关变成全开，控制阀位置突变，引起进气气流速度突变和进气流量的突变，导致汽油机有效输出扭矩的突变，人们增设了控制阀部分微开度的控制。当汽油机中速运转时，控制阀微微地开启（部分开度），这时，进气流量的大部分即主要进气量仍经主通道流入气缸；进气流量的小部分即辅助进气量会经副通道流入气缸。进气流量的主要部分和辅助部分的比例取决于控制阀微微开启的比例。驱动控制阀开关动作起两种方式的作用：通过电磁阀控制的真空膜片和通过伺服电机。伺服电机起驱动作用控制圆盘阀（驱动控制阀），控制更精确，如图4-4-9所示。3.主副通道式可变进气歧管图4-4-9主副通道可变进气歧管主副通道式可变进气歧管是双通道可变进气歧管的一个变型和特例。其结构、工作过程、作用机理及功用均与双通道可变进气歧管相似。拓展知识4.无级可变进气歧管无级可变进气歧管是可变进气歧管最理想的一种方案。基本原理仍然是汽油机配置的进气歧管的长度和截面面积能够随着汽油机转速变化而无级、连续地改变。低转速运转时，节气门体可变进气管长度阀（控制阀）关闭，进气歧管可变进气管长度阀（控制阀）也关闭。此时，长进气歧管工作，成为新鲜进气充量的主要通道。两阀全关，其特征是长