汽车电控系统检修课件：控制系统的检修

空气供给系统检修控制系统的检修学习目标知识目标能力目标素养目标1.了解空气供给系统的组成及分类。1.通过以下的学习，学生应能完成对空气供给系统部件的检测及部件更换工作。1.能够在工作过程中与小组其他成员合作、交流，养成团队合作意识，锻炼沟通能力。2.了解空气供给系统传感器的工作原理与检测方法。2.掌握空气滤清器的维护、节气门和进气管的检修方法。2.养成认识问题、分析问题和解决问题的能力。

3.掌握进气系统各部件的常见故障与排除。3.养成一丝不苟、精益求精的工匠精神。目录01空气供给系统主要部件布置02空气供给系统主要部件的结构03空气供给系统主要传感器结构04丰田卡罗拉轿车热线式空气流量传感器的检查项目概述速度密度式进气系统（D型），利用进气歧管绝对压力传感器测得进气歧管中的绝对压力，然后根据绝对压力值和发动机转速推算出每一循环发动机吸入的空气量。由于进气歧管中的空气压力是变化的，因此速度密度方式不容易精确检测吸入的空气量；质量流量式进气系统工作原理（L型）该进气系统利用空气流量计直接测量吸入的空气量，通常用测得的空气流量与发动机,转速的比值作为计算喷油量的标准。空气供给系统检修是燃油供给系统检修的基础。通过搭建空气供给系统等学习情境，整理空气供给系统资讯信息的基础上，在教师的指导和帮助下，学生小组合作完成空气供给系统检修实训项目，做中学、学中做，达成本学习项目任务。发动机要想正常的工作，必须为其提供连续可燃的空气汽油混合气，直接或间接地测量进入发动机的空气量,并按规定的空燃比计量汽油的供给量,从而形成可燃混合气，如右图所示。燃油供给系统的作用是提供连续的汽油，而进气系统的作用则是测量和控制燃油燃烧时所需的空气量，为发动机可燃混合气的形成提供必要的空气。进气系统由空气滤清器、进气歧管、传感器、怠速控制、增压控制等组成。传感器在电控发动机中的作用是非常大的，它测量的准确度直接影响着汽车的动力性、经济性以及排放性。项目概述01空气供给系统主要部件布置概述电控进气系统主要由空气滤清器、进气测量装置、怠速控制装置、进气节流装置及进气增压装置等组成。怠速控制系统的怠速控制阀和控制系统的进气温度传感器、节气门位置传感器、进气管绝对压力传感器D型或空气流量计L型也安装在进气系统中，在部分电控燃油喷射发动机的进气系统中，还装有其他系统的元件。D型发动机电控系统的空气供给系统1.D型发动机电控系统的空气供给系统D型发动机电控系统由于没有空气流量传感器，其进气系统结构简单，应用比较广泛。D型EFI空气供给系统如下图所示。发动机工作时，经空气滤清器后的空气，通过进气总管和节气门体被分配到各缸的进气歧管再进入汽缸。流人进气总管的空气量取决于节气门体内的节气门开度和发动机转速。L型发动机电控系统的空气供给系统2.L型发动机电控系统的空气供给系统L型发动机电控系统对空气量的测量更精确，应用也比较广泛。L型EFI空气供给系统如右图所示。与D型发动机电控系统的空气供给系统相比，L型发动机电控系统在空气供给系统中设置了空气流量传感器，而取消了进气歧管绝对压力传感器，其他组成部件基本相同。02空气供给系统主要部件的结构结构1.空气滤清器空气滤清器是空气供给系统的主要组成部分，其功用是滤除空气中的杂质，

以减轻发动机磨损。同时，空气滤清器也可减轻发动机进气噪声。空气滤清器安装位置如下图所示。结构目前，汽车发动机广泛采用纸质干式空气滤清器，其滤芯是用树脂处理的微孔滤纸制成，滤芯呈波折状，具有较大的过滤面积，其结构如下图所示。为保证滤芯上、下两端的密封，在滤芯两端装有密封圈。发动机工作时，空气由滤清器盖与外壳之间的空隙进入，经过滤芯滤清后，经接管流向汽缸。结构2.节气门体的构造节气门体的安装位置如下图左侧所示，节气门体安装在进气管中,用以控制发动机正常工况下的进气量。节气门体实物如下图右侧所示，主要由节气门、怠速控制装置、怠速空气道等组成。节气门位置传感器安装在节气门轴上，用来检测节气门的开度。结构3.进气管的构造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与节气门体，进气总管用于连接节气门体与进气歧管。有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体，有些则是分开制造再用螺栓连接。典型的进气管如下图所示。进气歧管的功用是给各个缸分配空气。进气歧管用螺栓安装在汽缸盖上，并在进气歧管与汽缸盖之间装有密封垫，以防止漏气。发动机的进气歧管与排气歧管一般制成一体，称为整体式进、排歧管。03空气供给系统主要传感器结构空气流量计空气流量计(MAF)也称空气流量传感器，用于L型发动机电控系统中，其作用是将单位时间内吸入发动机汽缸的空气量转换成电信号并输送给ECU,作为决定喷油量和点火正时的基本信号之一。按结构形式和检测进气量的原理不同，空气流量计可分为叶片式、热线式、热膜式和卡门漩涡式4种类型。现代电控发动机质量型空气流量传感器(热膜式、热线式)应用最为广泛，卡门涡旋式空气流量传感器只有三菱公司生产的部分发动机还在使用。空气流量计（1）叶片式空气流量传感器叶片式空气流量传感器结构如下图所示。利用发动机真空吸力所产生的气流，推动测量板运动并带动一个电位计转动，电位计将电压信号送入电控单元，电控单元使用这个信号计算进气量。空气流量计（2）卡门漩涡式空气流量传感器卡门漩涡式空气流量传感器通常与空气滤清器外壳安装成一体，其结构如下图所示。卡门涡流式空气流量传感器是根据卡门涡流的理论制成的。它在进气道内设置一个涡流发生器（三角形或流线型立柱），空气流经涡流发生器时，在涡流发生器后方的气流中就会产生一系列不对称但十分规则的空气涡流(即卡门涡流)，根据卡门涡流理论，涡流发生器内产生的涡流将沿气流流动方向向后移动，移动速度与空气流速成正比，因此，通过测量单位时间内的空气涡流数（即涡流频率），就可以计算出空气气流的流速和流量。测量单位时间内涡旋数量的方法有反光镜检测式和超声波检测两种。空气流量计1）反光镜式卡门涡旋式空气流量传感器的反光镜检测方式的旋涡检测装置由反光镜、发光二极管和光敏晶体管、板弹簧等组成。其工作原理如下图所示，其内只有一只发光二极管和一只光电晶体管。发光二极管发出的光束被一片反光镜反射到光电晶体管上，使光电晶体管导通，输出电流信号，再转换成电压信号。空气流量计2）超声波式卡门涡旋式空气流量传感器超声波检测方式如下图所示，是利用卡门涡旋引起的空气密度变化进行测量。空气流动方向的垂直方向安装超声波信号发生器，在其对面安装超声波接收器。从信号发生器发出的超声波因受卡门涡旋造成的空气密度变化的影响，到达接收器有时变早，有时变晚，而测出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，则矩形波的脉冲频率即为卡门涡旋的频率。空气流量计（4）热线式空气流量传感器1）热线式空气流量计的类型及组成。热线式空气流量计有两种：第一种是将热线电阻安装在主进气道中，称为主流测量方式的热线式空气流量计；第二种是将热线电阻安装在旁通气道中，称为旁通测量方式的热线式空气流量计。热线式空气流量计主要由防护网、采样管、热线电阻、温度补偿电阻、控制电路等组成，其结构如下图所示。空气流量计2）热线式空气流量计的控制电路原理。人们都知道，在空气通道中放置一发热体，空气流经发热体时带走其热量，使发热体变冷，发热体周围通过的空气流量越多，被带走的热量也越多。热线式空气流量计就是根据这个原理制成的。安装在控制电路板上的精密电阻RA和电桥电阻RB与发热电阻RH及温度补偿电阻RK组成了惠斯通电桥(如下图)。发热电阻RH放在进气道内，当进气气流流经它时，其热量被流过空气吸收，使发热电阻变冷，且空气流量增大时，被带走的热量也增加，质量型空气流量计就是利用发热电阻与空气之间的这种热传递进行空气流量测定的。空气流量计混合集成电路A控制热线温度，当空气流过该发热电阻时，由于空气带走热量使发热电阻的阻值发生变化，从而使惠斯通电桥失去平衡。为了保持该电桥的平衡，必须提高电压，加大通过发热电阻的电流，进而使发热电阻的温度升高，使原来的电阻值恢复。根据这一原理，通过控制电路，改变惠斯通电桥的电压和电流，使发热电阻损失的热量与电流加热发热电阻产生的热量相等，并使发热电阻的温度和其电阻值保持一致。这样通过发热电阻的电流便是空气流量的单一函数，也就是发热电阻电流随空气流量的增大而增大，随空气流量的减小而减小。加热电流通过精密电阻RA产生的电压降作为电压输出信号输送给ECU,于是微机便可通过电压降的大小测得空气流量，来控制精确的喷油量。热线式空气流量计的热线因长时间暴露在空气中，会造成空气中的杂质依附在热线上，需增加自洁功能。当点火开关从ON到OFF位置时，ECU会给空气流量计一个自洁信号,使热线瞬间温度升高到10000C，使依附在热线上的杂质烧掉。因旁通热线式的空气流量计上的白金热线缠绕在陶瓷绕线管中，并没有暴露在空气中，所以就不需要自洁功能。空气流量计热线式空气流量传感器的电子控制线路板包括电桥平衡电路、自洁电路和怠速混合气调节电位器，电子装置的大多数元件(除RH,RK和RA)都安装在这块集成电路板上。其上一般设置六端子插头与发动机微机控制装置相连接，用以传递信息。如下图所示。空气流量计（5）热膜式空气流量计热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品，所不同的是热线式的发热电阻为白金铂丝，而热膜式采用的发热体是热膜(由发热金属铂固定在薄的树脂膜上制成)，而不是热线。热膜式空气流量传感器发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高了流量计的可靠性。由于现代轿车所使用的空气流量计大部分为热膜式，热膜式空气流量计安装在空气滤清器和进气软管之间，主要由控制电路、热膜、上流温度传感器、金属护网等组成，其结构如下图所示。进气歧管绝对压力传感器2.进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器(MAP)一般装于发动机机舱内，用一根真空管与进气歧管相接或直接装在节气门后方的进气歧管上。部分早期车型安装于ECU内或发动机室内防火壁上。进气歧管绝对压力传感器位置如下图所示。进气歧管绝对压力传感器进气歧管绝对压力传感器(MAP)的作用是测量进气歧管压力,用以将进气管内的压力变化转换成电信号，它与转速信号一起输送到ECU,作为决定喷油器基本喷油量的依据。控制单元同时使用进气量计算发动机的负荷，以采用相应的发动机控制策略。进气压力传感器基本结构形式有两种：一种是压敏电容式；另一种是压敏电阻式，普通应用于D型电控燃油喷射系统中。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安装在节气门轴上，如下图所示，与节气门联动。其作用是检测节气门的开度及开度变化，并转变成电信号,输送给ECU。ECU根据TPS信号来判别发动机的工况，根据工况不同来控制喷油。在自动变速器车上，TPS信号同时输入给变速器ECU,来控制变速器换挡时机和变矩器锁止时机。根据结构和原理不同，可分为可变电阻式、触点式和组合式3种。节气门位置传感器（1）触点式TPS结构与原理触点式节气门位置传感器主要由一个滑动触点和两个固定触点组成，滑动触点(E2)随节气门轴一起转动，滑动触点在节气门全关(怠速)时与怠速固定触点闭合，而在节气门接近全开时与全开触点(PSW)闭合；节气门开度在中间位置时，滑动触点与两个固定触点均断开。ECU根据触点的闭合情况确定发动机处于怠速、中等负荷或全负荷工况。节气门位置传感器（2）可变电阻式TPS结构与原理可变电阻式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。根据其结构可分为三线式和四线式可变电阻式TPS。四线式可变电阻式TPS如下图所示。VC为电控单元提供的5V电源、VTA为传感器向电控单元输人的信号、E2为传感地线。节气门全关时，输出电压应约为0.5V,给控制单元提供一个怠速信号，这个触点为计算触点，当驾驶员迅速踩下油门踏板时,电控单元检测信号电压的变化速率，以了解驾驶员的真正意图并采取相应的控制模式。节气门位置传感器（3）组合式节气门位置传感组合式节气门位置传感器组合了线式和开关型节气门,在日本丰田皇冠3.0、凌志LS400等轿车装用的是由一个电位计和一个怠速触点组成的组合式节气门位置传感器，工作原理和检修方法参阅前两种节气门位置传感器，其电路如下图所示。进气温度传感器4.进气温度传感器（THA）（1）进气温度传感器的结构与作用进气温度传感器通常安装在空气滤清器之后的进气软管上或空气流量传感器上，如下图左侧所示，其作用是提高喷油器的控制精度。进气温度传感器的结构如下图右侧所示，主要由绝缘套、塑料外壳、防水插座、铜垫圈、热敏电阻等组成。进气温度传感器（2）进气温度传感器原理进气温度传感器用以检测进气温度，测量进气温度的目的是为了确定进气的密度，可以提高进气量测量的精度。进气温度传感器也是由负温度系数的热敏电阻组成的，即温度升高时传感器的电阻明显减小，ECU则根据输人的电信号对喷油量进行修正。04丰田卡罗拉轿车热线式空气流量传感器的检查任务实施1.任务描述丰田卡罗拉轿车出现冒黑烟、息速游车的故障，而且黑烟随加速而增多,耗油大。分析为：黑烟随加速而增多，油耗大，可能是喷油量偏多，混合气过浓造成的。通过使用解码仪读取故障代码为P115C，解码为空气流量MAF传感器信号不正确，就此故障可以来检测以下空气流量传感器及工作电路是否正常，丰田卡罗拉轿车热线式空气流量传感器工作电路如右图所示。任务实施2.实施条件（1）工位

准备4个工位；（2）设备

丰田卡罗拉汽车两辆或1ZR-FE发动机台架4台；（3）工具

通用工具一套，万用表一只，吹风机一台，发动机舱防护罩一套，“三件套”一套；（4）资料

汽车维修手册。任务实施3.实施步骤完成空气流量传感器及工作电路测量并规范填写工单：4.评价与反馈任务名称

学生姓名

组别

工位号

用时

零件号

序号操作步骤使用工量具检测数据测量标准结果分析小计1元件检测：拆下传感器，在传感器连接器端子+B与端子E2G之间