发动机(中)培训讲义讲师版

1、1,发 动 机 等 级 培 训,2,北京现代技术等级培训分为初级、中级、高级三个阶段。初级培训由各特约店自行安排，并由北京现代统一考核。中级和高级两个阶段的培训由北京现代统一安排。只有取得相应资质级别才能进入更高级别的培训。中级和高级阶段的培训科目分别是发动机、自动变速箱、底盘和电器。,3,内容 第一部分： 发动机机械系统 第二部分： 发动机电控系统,4,机械部分讲解发动机主要零部件的功能及不同机型的区分方法。 电控部分讲解电控汽油机的特点、传感器的功能及检测原理以及 燃油和点火的控制策略。,5,发动机的改进,1、性能方面 2、噪音方面 3、排放方面,6,7,第1章 缸体 1、功能 2、结构型

2、式 3、常用材料,第1章：缸体,8,功能：缸体承担着燃烧压力和高温，并支撑着曲轴运动及其他零部件。结构型式：一般式、龙门式、隧道式材料：铸铁或铸铝轻量化：发动机的重量占整个轿车重量的10-15%，而缸体的重量占整个发动机重量的15-20%。因此在保证缸体刚度和强度的前提下，应尽量轻量化发动机缸体。,9,气缸 对气缸的要求 采取的措施 气缸的型式 发动机的气缸型式,第1章：缸体,10,对气缸的要求：由于活塞在气缸内的往复运动，必须提高气缸的耐磨性并且确保在高温的条件下，活塞不发生粘连。措施：在铸铁中加入少量的合金元素，如镍、钼、铬、磷等； 用耐磨性较好的合金铸铁或合金钢制造的缸套嵌入缸体，形成气

3、 缸工作表面。型式：干式缸套、湿式缸套、无缸套发动机：无缸套,11,发动机缸体,第1章：缸体,12,采用龙门式结构1、2主轴承盖一体化设计4、5主轴承盖一体化设计提高了主轴承盖的承载能力，提高了整机的可靠性。,13,发动机缸体的识别 1.8D：D表示中国缸体 XD 1.8 ：韩国缸体以XD开头,第1章：缸体,14,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的缸体可以通过：1、缸体上的铸造字2、识别凸台3、识别孔,15,第2章 曲轴 功用： 发动机曲轴,第2章：曲轴,16,曲轴的功用：驱动各辅助系统工作对外作功控制各缸工作次序发动机曲轴1、全支承曲轴提高曲轴的刚度和弯曲强度，减轻主轴承的载荷。

4、缺点：加工表面增多，主轴承数增多，缸体加长。2、曲轴位置传感器信号轮安装在曲轴后端，并置于缸体内腔。 位置信号精确；信号轮加工简单；传感器便于布置。,17,发动机曲轴的识别,第2章：曲轴,18,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的曲轴可以通过：1、曲轴上的识别数字2、曲柄块截面形状为什么会出现这样的截面形状？原因：为了保证曲轴有足够的强度，避免曲柄臂处断裂，发动机功率增加应适当增加曲柄臂的厚度。,19,第3章 凸轮轴 作用 驱动型式 发动机的凸轮轴,第3章：凸轮轴,20,作用：配置各缸进排气凸轮，以使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程。驱动：齿轮传动、链传动

5、、同步带传动发动机的凸轮轴结构：顶置双凸轮轴传动：通过同步带传动。 进排气凸轮轴通过链条传动。皮带传动与链传动相比，优缺点是什么？优点：噪音低、成本低缺点：寿命短,21,发动机凸轮轴的识别,第3章：凸轮轴,22,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的凸轮轴进气凸轮轴：识别环加工排气凸轮轴：识别环不加工1.6L： 两道环1.8/2.0L：一道环,23,发动机正时皮带的识别,第3章：凸轮轴,24,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的正时皮带1.6/1.8L：绿字2.0L： 白字,25,发动机气门组 组成,第3章：凸轮轴,26,气门组的组成：气门、气门导管、气门座、气门油封、锁片及气门

6、弹簧等图中哪个是进气门？,27,发动机气门的识别,第3章：凸轮轴,28,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的气门进口气门：用字母A表示国产气门：用字母H表示1.6L：只有进口气门进气门：用大写字母表示排气门：用小写字母表示,29,发动机气门弹簧的识别,第3章：凸轮轴,30,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的气门弹簧通过气门弹簧顶面颜色进行区分,31,发动机气门调整机构 HLA：油压式气门间隙调整装置（Hydraulic Lash Adjuster） MLA：机械式气门间隙调整装置（Mechanical Lash Adjuster） 问题：为什么发动机在制造过程中，要有气门间隙

7、？,第3章：凸轮轴,32,发动机工作时，气门因温度升高而膨胀。如果冷态时不预留气门间隙，在热态时，气门受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机压缩和做功行程漏气，导致功率下降。,33,第3章：凸轮轴,HLA：油压式气门间隙调整装置（Hydraulic Lash Adjuster）,受运转中的温度变化、气门系统的磨 损等影响的气门间隙，可根据油量自 动调节。,凸轮与HLA, HLA与气门弹簧之间始终 存在磨擦。,气门间隙始终保持为0。,34,油压式气门间隙调整机构优点：气门间隙根据温度、磨损情况自动调节 气门间隙始终保持为0缺点：凸轮与挺柱、挺柱与气门弹簧始终存在摩擦，增加油耗。,35,MLA：

8、机械式气门间隙调整装置（Mechanical Lash Adjuster）,第3章：凸轮轴,气门间隙由制造时控制，气门间隙的 稳定性由凸轮轴和气门系统的耐磨性 保证。,减少发动机磨擦并减少油耗(约2%),气门出现间隙，因此出现噪音时需要 以手动方式调整气门间隙。,36,机械式气门间隙调整机构优点：减少摩擦，可降低油耗 缺点：噪音大 需手动调节气门间隙,37,MLA：机械式气门间隙调整装置（Mechanical Lash Adjuster） 减少气门系统的重量而减低摩擦功。 -减少气门系统的重量可以节省1.2%的耗油量 减少配气系统驱动部位的摩擦力。 -凸轮宽度由13mm减小到11mm，可以节省

9、1.2%的耗油量 减少机油流量，降低机油泵驱动功率。 -缸盖油量降低10%，摩擦力降低0.6%,可以节省0.2%的耗油量,第3章：凸轮轴,38,减少气门系统的重量而减低摩擦功。 -减少气门系统的重量可以节省1.2%的耗油量减少配气系统驱动部位的摩擦力。 -凸轮宽度由13mm减小到11mm，可以节省1.2%的耗油量减少机油流量，降低机油泵驱动功率。 -缸盖油量降低10%，摩擦力降低0.6%,可以节省0.2%的耗油量,39,第4章 活塞与连杆 活塞的功用 活塞环的组成 活塞环的作用 连杆的功用,第4章：活塞与连杆,40,活塞的功用：承受气缸中气体压力所造成的作用力，并将此力通过活塞销传给连杆以推动

10、曲轴旋转。与气缸盖共同组成燃烧室。活塞环的组成：气环和油环气环的功用：密封、导热油环的功用：布油、刮油、封气连杆的功用：将活塞承受的力传给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。,41,发动机活塞的识别 问题：活塞顶上凹坑的作用？,第4章：活塞与连杆,42,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的活塞通过识别数字和活塞顶凸台高度进行区分活塞顶凹坑的作用：避阀坑避免进气门与活塞干涉,43,发动机连杆的识别,第4章：活塞与连杆,44,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的连杆通过连杆上的识别数字1.6/1.8L：用1.8表示2.0L： 用2.0表示,45,第5章 气缸盖 气缸盖的功用

11、 气缸盖垫片的功用 燃烧室结构 发动机燃烧室型式,第5章：气缸盖,46,气缸盖的功用：封闭气缸上部，与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。气缸盖垫片的功用：保证燃烧室的密封。燃烧室结构：楔形、半球形和屋脊式燃烧室发动机燃烧室采用屋脊式燃烧室 -空气和燃油可以很容易的进入燃烧室。 -可以使用较大的气门，提高容积效率。 可产生较好的紊流和较低的排放。,47,发动机气缸盖的识别,第5章：气缸盖,48,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的气缸盖通过进气口形状、铸造字以及挺柱壁有无油孔进行区分。,49,发动机气门室罩的识别,第5章：气缸盖,50,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的气门室罩通

12、过PCV管有无护套进行区分,51,发动机气缸垫的识别,第5章：气缸盖,52,如何识别1.6L、1.8L、2.0L发动机的气缸垫通过识别缺口进行区分,53,1、概要 2、塑性域角度法,第6章：螺栓拧紧方法,54,1、概要一般使用的螺栓拧紧方法是扭矩法。虽然严格按规定扭矩拧紧，但因螺栓座面及螺丝面产生的摩擦力的偏差和拧紧力的变化，不能准确地选择轴力。 目前，在发动机上使用弹性域角度法和塑性域角度法。用弹性域角度法和塑性域角度法拧紧螺栓，可以使轴力变化达到最小化，提高拧紧力，减少偏差。2、塑性域角度法 拧紧螺栓时根据施加的力的变化，螺栓的变化量由弹性域、塑性域和抗服点等表示。 塑性域角度法的拧紧方式

13、是，拧紧螺栓时螺栓的一部分超过抗服点拧紧的方法。,55,抗复点(抗复强度),弹性区间,塑性区间,变形量,力,永久变形量,第6章：螺栓拧紧方法,56,什么是弹性区间 ? 外力去掉以后恢复原来状态的区间，即没过抗复点的区间。 举例) 弹簧,扭力杆等什么是塑性区间 ? 外力去掉以后不能恢复原来状态的区间，即过抗复点的区间。 举例) 车架,锅等采用塑性域角度法拧紧的螺栓不能重复使用。不要把塑性域角度法条件换算为扭矩法使用。使用角度法时，不要为了确定最终扭矩再次旋转螺栓。,57,1、概述 1.1润滑系统的作用 1.2由润滑系统清除的污染物 1.3机油分类 SAE等级 API等级,第7章 润滑系统,58,

14、1.1润滑系统的作用 润滑、密封、冷却、清洗、应力分散、防锈1.2由润滑系统清除的污染物 道路尘埃和杂质、碳和燃油碳黑、水污染、燃油污染、机油氧 化、酸1.3机油分类 SAE等级（美国汽车工程师学会）：按照机油的粘度给定。 API等级（美国石油学会）：按照使用条件分类。,59,2、构成部件,第7章 润滑系统,60,油底壳、机油泵、机油滤清器等,61,2、构成部件 机油泵： （1）转子式机油泵,第7章 润滑系统,62,机油泵：吸入油底壳内的机油，进行加压后输送到各润滑部位。转子式机油泵内安装了内转子、外转子，由曲轴带动旋转。当内转子旋转时，因内、外转子中心偏差的关系，内转子凸块和外转子凹槽按顺序

15、互相脱开、啮合，容积变化，吸入和排出机油。这样随着转子的不断旋转，机油就不断地被吸入和压出。,63,（2）齿轮式机油泵,第7章 润滑系统,64,齿轮式机油泵有外啮合齿轮式机油泵和内啮合齿轮式机油泵两种，其工作原理基本相同。两个齿轮之间除了在入口和出口有间隙外其余部位没有间隙，两齿轮旋转时，两齿轮之间容积发生变化，从而吸入和排出机油。内啮合齿轮式机油泵是由曲轴来带动。,65,卸压阀,第7章 润滑系统,66,卸压阀：维持一定的机油压力，防止润滑油路中的油压过大。 润滑油路中的压力超过规定值时，柱塞克服弹簧压力向上移动，过大压力部分机油通过旁通管回到油底壳内。机油调节压力根据汽车种类的不同而不同，2

16、.0L：3.7 kg/40.1mm 2.7L：4.6kg/39.3mm。,67,发动机温度分布图,第8章 冷却系统,68,如果不及时对相关零件进行适当的冷却，会造成发动机过热，致使零件的机械强度降低，运动件因过热膨胀，正常的配合间隙受到破坏，摩擦阻力增大，防碍机件正常运动，甚至发生卡死或烧坏。发动机过热会使机油温度升高，粘度下降，润滑效果变差，加速机件磨损。发动机过热会导致汽油机工作时发生爆震。,69,1、概述 冷却系统的作用 冷却系统的分类 水冷式冷却系统 强制循环方式 汽车冷却装置按照冷却水的循环方式分类,第8章 冷却系统,70,冷却系统的作用冷却装置是冷却发动机防止热破坏，保持最适当温度

17、的装置。冷却系统的作用是使温度保持在8090之间。冷却系统按照冷却介质分为水冷和风冷冷却水循环方式分为自然循环和强制循环两种方式。强制循环方式利用水泵进行强制循环的方式。主要由散热器、水泵、风扇、冷却水套和节温器等组成。汽车冷却装置按照冷却水的循环方式分为入口控制和出口控制两种方式。,71,温度变化比较,第8章 冷却系统,时间（S）,72,出口控制方式，水温变化幅度较大，不能精确控制冷却水温。入口控制方式，水温变化幅度较小，可以精确控制冷却水温。对于电控汽油机，喷油脉宽和点火时刻与冷却水温有十分密切的关系。以冷却水温值作为修正喷油脉宽和点火时刻的依据。因此，要想保证电控汽油机的精确控制，必须精

18、确控制冷却水温，因此采用入口控制方式。,73,入口控制方式的优缺点,第8章 冷却系统,74,入口控制方式的优缺点,75,2、构成部件,第8章 冷却系统,76,在冷却控制系统中，起到核心作用的零件是哪个？节温器,77,2.1 节温器 作用 型式,第8章 冷却系统,78,作用：节温器设置在发动机和散热器之间，其作用是根据发动机水温变化自动开闭，调节流过散热器的冷却水量，保持适当的冷却水温。型式：节温器分为蜡式和膨胀筒式两种。 蜡式受水压影响很小，容易正确控制水温，所以大部分发动机都采用蜡式节温器。当发动机水温上升到一定程度（约80）时，石蜡逐渐膨胀，阀门开启。 相反，当发动机水温降低时，石蜡收缩，

19、阀门关闭。,79,2.2 散热器 作用 材质 散热器芯由冷却管和散热片组成。冷却管常采用扁圆形断面。 问题：为什么冷却管采用扁圆形断面？,第8章 冷却系统,80,散热器是吸收发动机所产生的热量并进行冷却作用的装置，是一种有大散热面积的水箱。散热器由上水室、散热器芯、下水室组成。上水室由散热器盖、溢流管及进水管组成，下水室由出水管和放水开关组成。 散热器的材质以前是用铜制品，现在使用铝制品。铜制品的热传递性及强度好。铝制品的耐压性比铜制品好，且重量轻。 散热器芯由冷却管和散热片组成。冷却管常采用扁圆形断面。 问题：为什么冷却管采用扁圆形断面？1、在容积相同的情况下，有较大的散热面积。2、管内的水

20、冻结膨胀时，扁管可以借助其横断面变形而免于破裂。,81,第1章 电控发动机概述 第2章 发动机控制用传感器 第3章 传感器检测 第4章 燃油喷射系统 第5章 怠速控制系统 第6章 点火控制系统 第7章 点火装置的检测 第8章 排气控制系统 第9章 其他主要控制系统,第二部分：发动机电控系统,82,电控系统部分主要讲解电控的基本理论，传感器的功能及检测原理以及燃油喷射和点火时刻的控制策略，怠速控制的目的，通过对这些内容的学习，基本掌握电控汽油机的工作过程。,83,1、电控发动机的特点 1.1 降低油耗 1.2 减少废气 1.3 提高发动机应答性 1.4 提高冷起动性能 1.5 提高输出性能,第1

21、章 电控发动机概述,84,化油器发动机的燃油供应通过进气歧管分配到各个气缸，所以要使每个气缸提供的燃油相同是不可能的。特别是冷起动时粘附在进气管壁上的燃油量增加，所以燃油损失增多。电子控制系统通过安装在每个气缸上的喷油器提供所需的燃油，所以有分配性好、减少燃油等优点。根据发动机负荷变动形成最佳混合比，在保证减少燃油消耗量的前提下确保最佳性能。而且在借力行驶时进行断油控制，所以减少燃油消耗。 汽油机主要污染物成分：HC、CO、 NOX污染物的生成受空燃比影响非常大。不同的空燃比污染物的生成量是不同的。在空燃比浓厚时大量产生CO和HC，空燃比稀薄时，大量产生NOX。机外净化措施：使用三元催化器。三

22、元催化器在理论空燃比净化效率最高。化油器发动机负荷变化时，因进气管的长度问题延迟了混合气的流入时间，应答性慢。电子控制系统对负荷变化感应快，而且在燃烧室入口进行燃油喷射，所以对负荷变化反应快。ECU内储存对应外界空气温度和冷却水温的最佳燃油喷射量，提高发动机冷起动性能，减少有害气体生成。为使化油器形成混合气，在进气管上安装了喉管，使进气通道面积减少，增加进气阻力，降低充气效率。电子控制系统由喷油器代替化油器提供燃油，不需要喉管，提高了充气效率，从而提高发动机输出功率，而且可以随意设计进气系统。,85,2 控制系统分类 根据控制信号传递路径将基本控制系统分为开环控制和闭环控制。 2.1 开环控制

23、系统(open-loop control system),第1章 电控发动机概述,86,根据控制信号传递路径将基本控制系统分为开环控制和闭环控制。 开环控制是指系统输出对控制没有影响，按设定的顺序进行控制的方式，也称为顺序控制。在开环控制系统中不检测输出，不与基准输入作比较。所以可能发生误差，对所发生的误差不能进行校正。系统的准确度只能依据刻度校正，不考虑稳定度，有可能达不到准确目的。但开环控制系统具有操作简单，维修容易，价格低等优点，实际上使用比较广泛。即输入输出关系已定，主要在不存在外界影响时使用。比如交通信号控制，交通信号与交通量没有关系，按规定的时间转换信号。,87,2.2 闭环控制系

24、统(closed-loop control system),第1章 电控发动机概述,88,闭环控制是指对系统的输出和目标值是否一致而始终进行比较，把差距信号反应到控制器上，并进行修正的控制系统。为了比较输出和输入组成闭环路径，也称为反馈控制。,89,1、概述,发动机控制系统,点火,传感器,发动机,燃油喷射装置,传感器,燃油,空气,动力,排气,第2章 发动机控制用传感器,90,发动机的基本输入是空气和燃油，输出是机械驱动力和尾气排出。,91,第2章 发动机控制用传感器,92,传感器有哪些？MAP、CKP、CMP、TPS、ECT、Knock Sensor、O2等执行器有哪些？喷油器、点火线圈、怠速

25、控制阀,93,NEW SIEMENS ECU,输入输出（-发动机）,第2章 发动机控制用传感器,94,NEW SIEMENS ECU,输入输出（-发动机）,95,1、概述 传感器的作用 需要检测的物理变量,第2章 发动机控制用传感器,96,电控汽油机进行精确控制，就需要发动机运转所需的各种条件，既包括外界环境条件（大气压、空气温度等信息），也包括发动机运转过程中自身的状况（转速、负荷、驾驶员意图、排放状况等）。在电控汽油机中，各种传感器提供上述所需的信息。传感器的作用：检测发动机发生的物理变量，变量值通过信号处理器向控制器（ECM）传递电子信号。控制器计算发动机工作所需的各种控制变量和判断运转

26、条件，产生控制执行器的电子输出信号。需要检测的物理变量：一般控制发动机需要检测的变量有空气流量、进气管压力及大气压力、冷却水温及进气温度、曲轴及凸轮轴角度和速度、排气管内氧的浓度、节气门开度、爆震等。,97,2、压力传感器 进气管绝对压力传感器 大气压力传感器,第2章 发动机控制用传感器,98,节气门位置一定时，进气管内的压力变化随着气缸的顺次工作而快速的升降。在发动机转速一定的条件下，发动机产生的扭矩与进气管压力的平均值成比例。因此，发动机控制系统需要的是进气管的平均压力（进气管压力瞬间变化量对发动机控制是不重要的）。所以电控汽油机设置进气管稳压腔，过滤压力振动成分，只检测进气管压力的平均值

27、。在发动机控制系统中检测进气管绝对压力的传感器就是MAP传感器。大气压是表示空气密度的重要指标。海拔越高空气密度越小，空气量也小，因此为了维持一定的空燃比，所需的燃油量随海拔的增高而减小。同样，点火时期也随着空气密度需要调整。因此，为了随海拔或气候的变化补偿空气密度变化量，有必要测量大气压力，这就是大气压力传感器（BPS）。,99,3、温度传感器 冷却水温传感器（ECT） 进气温度传感器（IAT）,第2章 发动机控制用传感器,100,发动机上使用的温度传感器有冷却水温传感器（ECT）和进气温度传感器(IAT)。冷却水温传感器主要用于检测发动机水温，为控制系统的喷油、点火时刻的修正提供依据。进气

28、温度传感器主要用于检测空气温度，为计算空气质量提供修正依据。空气温度不同，空气密度不同，在相同体积的条件下，空气质量就会不同，为保证ECU计算空气质量的精确性，必须检测空气温度。主要使用NTC热敏电阻。NTC热敏电阻的输出特性是随温度的升高电阻值变小。,101,4、空气流量传感器 常用的空气流量传感器是热线式空气流量传感器。,第2章 发动机控制用传感器,102,在发动机控制系统中，空气流量对发动机性能、动力性及燃油消耗率有直接影响。特别是在燃油喷射系统中，需测量进气量，才能喷射与其相对应的燃油量。常用的空气流量传感器是热线式空气流量传感器。其工作原理是将热线温度与吸入空气温度保持在一个定值，当

29、空气质量流量增大时，为保持热线温度，控制电路使热线通过的电流增大，反之则减小。其输出电压是质量流量的函数。所以不需要对空气密度的变化进行补偿。,103,5、位置及转角传感器 在发动机控制系统中提供位置信息的传感器TPS CKP CMP,第2章 发动机控制用传感器,104,在发动机控制系统中提供位置信息的传感器有：表示节气门开度的节气门位置传感器（TPS）、曲轴位置传感器（CKP）、凸轮轴位置传感器（CMP）等。这些传感器在发动机控制中提供发动机负荷状态的信息，在燃油喷射、点火时期控制中起到很重要的作用。节气门位置传感器内部有两个随节气门一起转动的触点，随着一个触点在电阻体上面滑动，可以得到与节

30、气门开度相对应的线性输出电压。内部还有检测节气门全闭状态的怠速触点。曲轴位置传感器与凸轮轴位置传感器利用霍尔效应，检测曲轴和凸轮轴位置。,105,6、氧传感器 氧传感器应具备的条件 氧传感器的型式 分类,第2章 发动机控制用传感器,106,在发动机控制系统中，氧传感器应具备下列条件：在理论空燃比附近要有急剧变化根据排气管内的氧浓度变化输出电压要迅速变化浓与稀之间差别大随排气温度变化，电压要维持稳定氧传感器的型式：按使用的材料分为：氧化锆和氧化钛氧化锆氧传感器随氧浓度之差发生电位差。氧化钛氧传感器随氧浓度之差发生电阻值变化。,107,7、爆震传感器 爆震 产生爆震的原因 爆震的危害 爆震的控制,

31、第2章 发动机控制用传感器,108,爆震发动机正常燃烧是通过点燃混合气，然后火焰向外传播。但有时在火焰还未正常传播之前，因局部自身着火导致急速燃烧。这种不正常的燃烧引起气缸内的压力急速上升，气缸内的气体振动，导致发出敲击气缸壁的尖锐噪音。这称为爆震现象。产生爆震的原因与压缩比、燃烧室的形状、燃烧室的沉积物、混合气的成分、进气管形状、燃油质量、空气密度、发动机温度等有关，还与发动机点火时期有关。当点火时期提前时，发生爆震。爆震的危害会导致火花塞或活塞烧损、气缸垫损坏、降低发动机的使用寿命等。爆震的控制在发动机控制期间，必须避免发生爆震现象。遏制发生爆震的方法是发动机的爆震控制。爆震传感器检测出发

32、动机发生爆震后，ECM通过延迟点火时期实现爆震控制。,109,1、进气歧管绝对压力传感器（Manifold Absolute Pressure：MAP） 原理： 功能：,第3章 传感器检测-MAP,110,原理：MAP传感器是压电式传感器，将进气管内的压力变化转化为电压信号的变化，传给ECM。功能：感知发动机的负荷状态，测量启动时的大气压力，适应不同的海拔高度，为喷油量和点火正时提供查询依据。,111,检查方法 （1）利用电压表检查 利用电压表检测传感器电源。当点火开关ON时，检测2号端子电压是否为 5V电源。在1号端子上检测传感器输出电压，当点火开关ON（发动机OFF） 时，输出电压为45V

33、，怠速状态时为0.52.0V。,第3章 传感器检测-MAP,1,2,3,4,112,利用电压表检测传感器电源。当点火开关ON时，检测2号端子电压是否为5V电源。在1号端子上检测传感器输出电压，当点火开关ON（发动机OFF）时，输出电压为45V，怠速状态时为0.52.0V。,113,检查方法 （2）利用示波器检查,第3章 传感器检测-MAP,114,A部分是进气歧管内绝对压力大，输 出电压高的状态，同时表示真空度小,B部分是节气门逐渐打开，同时绝对压力上 升，输出电压也一起上升的状态,C部分是进气歧管绝对压力小，输出电 压小的状态，同时显示真空度大。,高负荷时,低负荷时,115,检查方法 （2）

34、利用示波器检查,第3章 传感器检测-MAP,怠速时节气门开度无变化，MAP传感器输出电压不变化，节气门开度有变化时，MAP传感器输出电压也会产生变化。MAP传感器输出电压低是发动机负荷小的状态，进气歧管内真空度大。输出电压高是发动机负荷大的状态，进气歧管内真空度小。,加速时,减速时,怠速时,116,怠速时节气门开度无变化，MAP传感器输出电压不变化，节气门开度有变化时，MAP传感器输出电压也会产生变化。MAP传感器输出电压低是发动机负荷小的状态，进气歧管内真空度大。输出电压高是发动机负荷大的状态，进气歧管内真空度小。,加速时,减速时,怠速时,117,进气歧管绝对压力传感器(Manifold A

35、bsolute Pressure Sensor)数据, 怠速时输出电压: 1.2V,第3章 传感器检测-MAP,118,怠速时输出电压: 1.2V,119, 2200RPM: 1.3V 2600RPM: 1.4V 3300RPM: 1.6V 6300RPM: 2.7V,800 2000 3000 4000 6000,RPM,1,2,3,4,5,V,进气歧管绝对压力传感器(Manifold Absolute Pressure Sensor)数据,第3章 传感器检测-MAP,120,随着发动机转速的升高，MAP的输出电压也升高。,121,进气歧管绝对压力传感器(Manifold Absolute

36、Pressure Sensor)安全模式,- 传感器故障或断路时 - 安全模式: 输出电压为0V, 但是压力是32.6kPa,第3章 传感器检测-MAP,122,传感器故障或断路时 - 安全模式: 输出电压为0V, 但是压力是32.6kPa,123,出现故障时的现象 发动机起动困难。 怠速不稳。 燃油消耗量增加和三元催化转换器过热。,第3章 传感器检测-MAP,124,出现故障时的现象 发动机起动困难。 怠速不稳。 燃油消耗量增加和三元催化转换器过热。,125,2、进气温度传感器（Intake Air Temperature Sensor：IAT） 工作原理,第3章 传感器检测-IAT,126

37、,采用NTC（负特性）热敏电阻。由于检测位置与MAP相同，所以把IAT与MAP传感器组合在一起安装在进气管上。,127,利用示波器检查,第3章 传感器检测-IAT,128,利用示波器检查,第3章 传感器检测-IAT,B部分表示进气温度上升时输出电压降低，,A部分表示空气温度低，,C部分表示进气温度高的状态。,常温下检测的进气温度传感器波形。,129,出现故障时的现象 不能进行点火时刻修正，会产生爆震。 行驶中加速不良。 燃油消耗量增加。,第3章 传感器检测-IAT,130,出现故障时的现象 不能进行点火时刻修正，会产生爆震。 行驶中加速不良。 燃油消耗量增加。,131,3、节气门位置传感器（T

38、hrottle Position Sensor：TPS） 检测原理,第3章 传感器检测-TPS,132,节气门传感器安装在节气门体上，检测节气门开度。ECU利用节气门位置传感器的输出电压判断发动机负荷状态，控制燃油喷射及点火时刻。检测原理节气门开度变化时，可变电阻式节气门位置传感器的输出电压发生变化，利用这种变化检测节气门开度。,133,第3章 传感器检测-TPS,检查方法 （1）利用电压表检查 在点火开关ON状态下，检测传感器输入电源是否为5V，怠速时传感器输出 电压规定值应为0.4V0.9V左右。,134,检查方法 （1）利用电压表检查 在点火开关ON状态下，检测传感器输入电源是否为5V，

39、怠速时传感器输出 电压规定值应为0.4V0.9V左右。,135,第3章 传感器检测-TPS,检查方法 （2）利用示波器检查,136,第3章 传感器检测-TPS,检查方法 （2）利用示波器检查,A部分表示输出信号与搭铁瞬间短 路或可变电阻瞬间断路的状态,B部分表示节气门全开状态时的最 大电压,C部分表示节气门打开时的输出电 压变化,D部分表示节气门关闭时的输出电 压变化。,E部分表示节气门全闭状态时的最 小电压。,137,第3章 传感器检测-TPS,故障现象 怠速时发动机转速上升或发动机运转不稳。 加速不良。 燃油消耗量增加。 CO、HC排放量增加。 AT换档困难。,138,故障现象 怠速时发动

40、机转速上升或发动机运转不稳。 加速不良。 燃油消耗量增加。 CO、HC排放量增加。 AT换档困难。,139,第3章 传感器检测-CKP,4、曲轴位置传感器（Crankshaft Position Sensor：CKP） 工作原理,140,曲轴位置传感器是检测发动机转速及曲轴位置，用于决定基准燃油喷射时期、喷射时间和点火时刻。工作原理采用霍尔式曲轴位置传感器，利用霍尔元件特性和信号轮配合输出矩形波。功能：ECM根据曲轴位置传感器的输出信号，检测发动机的转速和曲轴位置。,141,第3章 传感器检测-CKP,检查方法 用诊断仪检测时，不能通过数据流分析传感器的状态，只能通过分析传感器 的输出波形进行

41、分析。,142,检查方法 用诊断仪检测时，不能通过数据流分析传感器的状态，只能通过分析传感器 的输出波形进行分析。,143,第3章 传感器检测-CKP,出现故障时的现象 发动机不能起动。 行驶中发动机突然停止。,144,出现故障时的现象 发动机不能起动。 行驶中发动机突然停止。,145,第3章 传感器检测-CMP,5、凸轮轴位置传感器（Camshaft Position Sensor：CMP） 工作原理,146,凸轮轴位置传感器用于检测缸压缩上止点，判别每个气缸，决定喷油及点火时刻顺序。制造公司的不同，称呼也不同，如称为NO.1 TDC传感器，相位传感器，利用霍尔元件的称为霍尔传感器。凸轮轴位

42、置传感器检测原理与曲轴位置传感器相同。检测原理安装在凸轮轴上的凸轮轴位置传感器信号盘与凸轮轴一起转动，霍尔传感器感应部间隙发生变化产生输出电压。凸轮轴转动1圈（曲轴转动圈），输出次脉冲信号。,147,第3章 传感器检测-CMP,检查方法 用诊断仪检测时，不能通过数据流分析传感器的状态，只能通过分析传感器 的输出波形进行分析。,148,检查方法 用诊断仪检测时，不能通过数据流分析传感器的状态，只能通过分析传感器 的输出波形进行分析。,149,第3章 传感器检测-CMP,出现故障时的现象 可以起动，但燃油消耗量大或排气污染严重。,150,出现故障时的现象 可以起动，但燃油消耗量大或排气污染严重。

43、CMP故障时，ECU通过CKP判断活塞位置，此时，顺序喷射改为分组喷射。,151,第3章 传感器检测Knock Sensor,6、爆震传感器（Knock Sensor） 工作原理,152,利用压电元件检测振动。爆震传感器分为共振型和非共振型。共振型爆震传感器在传感器体与振荡片之间夹着压电元件，振荡片的振动使压电元件变形而产生电压信号。,153,第3章 传感器检测Knock Sensor,检查方法 检查爆震传感器连接器接触状态及断路或短路状态，以及是否按规定扭矩安 装在气缸体上。检测2号端子和3号端子之间的电阻值和电容量，与规定值进 行比较。,154,检查爆震传感器连接器接触状态及断路或短路状态

44、，以及是否按规定扭矩安装在气缸体上。检测2号端子和3号端子之间的电阻值和电容量，与规定值进行比较。在图中，要观察振幅和频率。,155,第3章 传感器检测Knock Sensor,出现故障时的现象 驾驶员很难感觉发生爆震。 当爆震传感器发生故障时，延迟点火时刻10左右，会造成加速不良或高负荷时产生爆震。,156,出现故障时的现象 驾驶员很难感觉发生爆震。 当爆震传感器发生故障时，延迟点火时刻10左右，会造成加速不良或高负荷时产生爆震。,157,第3章 传感器检测ECT,7、冷却水温传感器（Engine Coolant Temperature Sensor：ECT） 工作原理,158,水温传感器安

45、装在发动机冷却水道上，可检测冷却水温，用于在发动机冷机状态下修正怠速，修正随温度变化的燃油喷射量及控制点火时期。 检测原理水温传感器利用了电阻值随温度变化的热敏电阻（NTC）。即，具有温度上升时电阻值减小，温度下降时电阻值增大的特性。温度高时输出电压小，温度低时输出电压大。,159,检查方法,第3章 传感器检测ECT,160,检查方法,B部分是水温上升时输出电压减小的状态,C部分表示水温达到正常温度。,A部分是发动机水温低时输出电压高的状态。,161,出现故障时的现象 起动困难，起动后发动机怠速不稳。 怠速及行驶中突然熄火。 燃油消耗量多，同时排气中的CO及HC增加。,第3章 传感器检测ECT

46、,162,出现故障时的现象 起动困难，起动后发动机怠速不稳。 怠速及行驶中突然熄火。 燃油消耗量多，同时排气中的CO及HC增加。,163,第3章 传感器检测O2 Sensor,8、氧传感器（O2 Sensor） 工作原理,164,氧传感器安装在排气管中，根据排气中的氧浓度与大气中的氧浓度差检测空燃比。即，输出电压高（约1V左右）时空燃比浓，输出电压低（约0V附近）时空燃比稀。ECM通过此信号控制喷射量，使空燃比接近或等于理论空燃比。检测原理氧传感器分为氧化锆式（ZrO2）和氧化钛式(TiO2)。氧化锆（ZrO2）式氧传感器是通过排气中的氧气浓度和大气中的氧气浓度差产生电压，当空燃比浓时（排气中

47、氧含量少），产生1V左右电压，当空燃比稀（排气中氧含量多）时，产生0V附近的电压。氧化钛式(TiO2)氧传感器利用电阻值随排气中氧含量的变化而变化的特性及以理论空燃比为中心电阻值急变的特性制成的。氧传感器受温度的影响很大，低温时电阻非常大。约300以上时才能正常工作。所以氧传感器内安装加热线，以便传感器温度迅速上升到正常工作温度。,165,氧传感器安全模式,- 传感器故障时或者断路时 - 安全模式: 固定在 450mV,450 mV,- 故障代码: P0135 氧传感器加热电路异常,第3章 传感器检测O2 Sensor,166,传感器故障时或者断路时- 安全模式: 固定在 450mV,167,

48、第3章 传感器检测O2 Sensor,出现故障时的现象 空燃比控制不良。 加速性差，或者在行驶中加速不良或突然熄火。 燃油消耗量增加。 排气中的CO、HC增加。,168,出现故障时的现象 空燃比控制不良。 加速性差，或者在行驶中加速不良或突然熄火。 燃油消耗量增加。 排气中的CO、HC增加。,169,1、燃油喷射系统的组成 燃油喷射控制系统分为进气系统、燃油系统、控制系统。 （1）、进气系统 体积流量型空气流量传感器。 速度-密度型没有空气流量传感器，安装MAP传感器。,第4章 燃油喷射系统,170,燃油喷射控制系统分为进气系统、燃油系统、控制系统。进气系统是检测及控制发动机燃烧所需的空气量的

49、装置，按其检测方式可以分为体积流量型与速度-密度型。燃油系统是向燃烧室供应燃油的装置。控制系统是根据发动机的负荷与速度决定最佳燃油量的装置。向发动机供应的燃油量由喷油器的喷射时间决定。（1）、进气系统进气系统按其检测方法在构成上有所差异。即，体积流量型有空气流量传感器，速度-密度型没有空气流量传感器，而在进气歧管上安装有MAP传感器。从空气通道吸入的空气通过空气滤清器后经空气流量传感器、节气门阀、气压缓冲器、进气歧管、进气孔进入到燃烧室。在这个过程中重要的是进气阻力小，要迅速正确检测空气量。,171,（2）、燃油系统的组成 燃油箱的燃油通过燃油泵供应到燃油滤清器、燃油分配管上。在燃油分 配管上

50、安装了喷油器。 燃油压力调节器的主要功用是使系统油压与进气歧管压力差保持常数。 从喷油器喷出的燃油量便唯一取决于喷油器的开启时间。,第4章 燃油喷射系统,172,（2）、燃油系统的组成 燃油箱的燃油通过燃油泵供应到燃油滤清器、燃油分配管上。在燃油分 配管上安装了喷油器。 燃油压力调节器的主要功用是使系统油压与进气歧管压力差保持常数。 从喷油器喷出的燃油量便唯一取决于喷油器的开启时间。,173,（3）控制系统 控制系统构成图如下所示。,第4章 燃油喷射系统,174,控制系统的功用是接受发动机的各种传感器信号，根据发动机的负荷状态与转速、车辆行驶性能、废气降低及燃油消耗量等参数，计算最佳燃油喷射量

51、。经运算判断后输出控制信号到喷油器，调节燃油喷射量。,175,2、燃油喷射系统的工作 （1）根据发动机工作状态的燃油控制 启动时 发动机暖机时 怠速运转 部分负荷运转 全负荷运转 急加速和减速 燃油切断,第4章 燃油喷射系统,176,启动时起动时发动机处于低转速、无负荷状态（即节气门关闭的状态），除了高温再起动外，是冷却水温低的状态。空燃比控制在略微浓厚的状态，并无氧传感器的输入信号。开环控制。暖机时是指发动机起动后冷却水温达到正常状态为止的运转期间。在此期间根据发动机起动时的冷却水温度决定。冷却水温低，发动机暖机时间也长。此期间的空燃比固定在12：1到15：1，暖机之前无氧传感器输入信号。开

52、环控制。怠速运转闭环控制。部分负荷闭环控制。全负荷（WOT）开环控制。急加速和急减速过渡工况，按相应的控制策略修正。燃油切断TPS=0 RPM1900rpm 或RPM6800rpm,177,（2）喷油器的工作 原理： 功能： 无效喷射时间（对电源电压的修正）,第4章 燃油喷射系统,178,原理：利用线圈的电磁反应，控制喷油器针阀的打开和关闭，通过控制线圈的通断电时间实现喷油量的控制。功能：适时的向发动机提供适量的燃油。无效喷射时间（对电源电压的修正） ECU决定喷射时间，包括喷油嘴阀门开启和关闭时延迟的无效喷射时间。因无效喷射时间受蓄电池电压的影响，必需进行燃油喷射时的修正。当蓄电池电压高时，

53、无效喷射时间短，喷射量增加，即流过喷油嘴电磁线圈的电流大，吸引力大，延迟时间短。当蓄电池电压低时无效喷射时间长，喷射量减少。,179,（3）、喷射波形分析 下图表示电压驱动式喷油嘴的输出波形。,第4章 燃油喷射系统,180,（3）、喷射波形分析,A部分表示喷油嘴电源电压。,B部分表示ECM内的喷油嘴驱动三极管OFFON，喷油嘴的柱塞被拉到停止位置，开始燃油喷射的状态,C部分表示喷油嘴燃油喷射时间,D部分表示喷油嘴电流被迅速切断时所产生的峰值电压。,E部分表示ECM内的喷油嘴驱动三极管OFF，喷油嘴停止喷射的状态。,181,怠速控制概念 怠速控制的目的,第5章 怠速控制系统,182,1、怠速控制

54、概念发动机在怠速状态时，节气门处于关闭状态，通过怠速阀和从节气门阀间隙漏出的空气提供给发动机。所谓怠速是指在通过怠速阀和从节气门阀间隙漏出的少量空气下燃烧，输出功率与发动机本身摩擦力相平衡的转速。2、怠速控制的目的虽然发动机怠速转速越低对燃油消耗量及噪音、振动方面有利，但如果转速过低，因动力过小会造成发动机负荷增大时工作不稳和产生振动，或者出发时发动机熄火。相反，如果怠速转速过大，燃油消耗量和有害气体的排放增多。怠速控制的目的是，如上所述发动机运转条件变化时，把怠速转速控制在一定的范围内，保持最低的燃油消耗量及肃静性。怠速控制项目还有起动时随着冷却水温度控制进气量的起动怠速控制，缩短发动机暖机

55、时间的高怠速控制，随使用空调等电器负荷和自动变速器负荷状态调节到目标转速的提高怠速控制，减速时缓冲控制等。缓冲控制是指，当急减速时防止节气门急速关闭，缓和发动机的冲力，还能减少有害气体的产生。即，如果节气门急速关闭，进气量突然降低，瞬间混合气过浓，增加CO的产生量。,183,旁通控制方式,第5章 怠速控制系统,184,如图所示旁通控制方式的怠速控制系统。按使用的执行器进行分类，一般使用的执行器有步进电机式、线性电磁阀式和旋转阀式等。,185,第5章 怠速控制系统,旋转阀式执行器,186,旋转阀式执行器由线圈和永久磁铁构成的驱动部和安装旋转阀的流量控制部组成。旋转阀式执行器是根据线圈内流过的电流

56、值的大小，改变阀门旋转方向，调整空气通道面积的比例电子阀。线圈电流进行占空比控制，执行器随占空比的大小控制空气量。使用旋转阀的原因是，阀门不受上、下流压力差的影响，能稳定控制。,187,修正 为了获得最佳控制，发动机的过渡状态或状态变化时要进行修正。 起动时修正,第5章 怠速控制系统,188,起动时修正起动时因为基本不踩油门，发动机转速和发动机是否失火受到怠速控制的影响很大。一般起动时发动机转速上升到2000rpm到3000rpm，再降低的功能就是修正控制引起的。,189,缓冲修正,第5章 怠速控制系统,190,当急速松开加速踏板时，因节气门急速关闭，有可能造成发动机失火或冲击。为了防止此类现

57、象的发生，逐渐减少进气量的修正。,191,各种负荷修正,负荷开关,第5章 怠速控制系统,192,为了改善由于空调、电器负荷、动力转向、冷却风扇等工作造成的发动机怠速不稳定现象而进行的进气量增加修正。,193,ISA的检查,第5章 怠速控制系统,194,ISA的检查检查占空比值可以判断ISA的状态,195,1、点火控制系统的构成 DLI系统分为同时点火方式和独立点火方式。同时点火方式是2个气缸共 用1个点火线圈，同时向排气行程气缸和压缩行程气缸点火。,第6章 点火控制系统,196,DLI系统分为同时点火方式和独立点火方式。同时点火方式是2个气缸共用1个点火线圈，同时向排气行程气缸和压缩行程气缸点

58、火。因压缩行程气缸内压力高，通电时难以产生火花。但排气行程气缸内压力与大气压相近，容易产生火花。压力高时放电困难的原因如下：当空气密度增加时，火花塞电极间气体分子数量增加，与空气分子冲撞减小了电子的加速距离，电子不能充分加速，按顺序电离空气分子的能力降低。所以在高压气体内不提高放电电压，不能产生足够的火花。同时点火时，排气行程气缸内的压力减小到接近于大气压。一般在大气压下火花塞间隙为1mm时，施加约2，000V电压就可以火花放电。所以排气行程气缸火花放电电阻与压缩行程气缸火花放电电阻相比几乎没有。把压缩行程气缸的火花塞与排气行程气缸的火花塞串联施加高电压，因排气行程气缸的火花塞电阻很小，大部分

59、电压用于压缩行程气缸的火花塞火花放电上。,197,同时点火与独立式点火对比,第6章 点火控制系统,198,同时点火与独立式点火对比 同时点火方式系统构成比较简单，价格便宜。但在排气行程气缸进行不需要的火花放电，火花放电次数成倍增加。因比中心电极温度高的外侧电极为负极，具有火花塞电极消耗快的缺点。 独立点火方式使用与发动机气缸数相同数量的点火线圈和大功率三极管，虽然系统价格高，但点火线圈设置在火花塞正上方，不需要高压导线，点火能量损失小。,199,2、点火时期控制,第6章 点火控制系统,200,修正提前角是根据发动机的运转状态，为了实现最佳的点火时期而考虑 的，有多种多样的变量。一般要修正的变量有发动机冷却水温、高度 （大气压修正）、加减速、怠速稳定、各种负荷（空调、电子负荷等） 冷却水温低时 提前点火时期，可提高发动机性能。,201,第6章 点火控制系统,202,怠速波动时 怠速转速降低时提前