第四模块 汽油机辅助系统的控制.ppt

1、第一节 怠速控制系统 第二节 进气控制系统 第三节 增压控制系统 第四节 排放控制系统 第五节 巡航控制及电控节气门系统 第六节 冷却风扇及发电机控制系统 第七节 故障自诊断系统 第八节 失效保护系统 第九节 应急备用系统,第四模块 汽油机辅助系统的控制,第一节 怠速控制系统,一、怠速控制系统概述 二、节气门直动式怠速控制器 三、步进电动机型怠速控制阀 四、旋转电磁阀型怠速控制阀 五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀 六、开关型怠速控制阀,一、怠速控制系统概述,1. 怠速控制系统的功能 2. 怠速控制系统的组成 3. 怠速控制系统的原理 4. 怠速控制的方法,1. 怠速控制系统的功能,怠速工况定义

2、 节气门关闭，油门踏板完全松开，且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。 为什么要控制怠速工况？ 发动机怠速运转时间约占30%，怠速转速的高低影响油耗、排放、运转的稳定性等。在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，应尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量。,目的 在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量。 功能 根据发动机工作温度和负载，由ECU自动控制怠速工况下的空气供给量，维持发动机以稳定怠速运转。,2. 怠速控制系统的组成,ECU需要根据节气门位置信号和车速信号确认怠速工况 只有在节气门全开、车速为零时

3、，才进行怠速控制,3. 怠速控制系统的原理,ECU根据节气门位置传感器、车速传感器输出的信号判断发动机是否处于怠速状态，然后根据冷却液温度、空调开关、动力转向开关等传感信号，在存储器中查出该工况下的目标转速（即能稳定运转的怠速转速），再与发动机转速传感器传来的实际转速进行比较，计算出转速差，最后通过怠速控制阀的动作（调节进气量）来提高或降低发动机的转速，使发动机稳定运转。 怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制。,4. 怠速控制的方法,控制怠速进气量的方法 （1）节气门直动式控制节气门最小开度； （2）旁通气道式控制节气门旁通通路中空气流量。,目前常用的是旁通空气道式怠速控制系统。 步

4、进电动机控制的方式较多。 控制内容包括： 起动控制、暖机控制、负荷变化控制、反馈控制和学习控制等。,二、节气门直动式怠速控制器,结 构 2. 工 作 原 理,由直流电动机、减速齿轮、丝杆机构和传动轴等组成。,结 构,2.工 作 原 理,当直流电动机通电（正向或反向）转动时，驱动减速齿轮转动，从而带动丝杆向前或向后移动。 在节气门开度最小（怠速）时，丝杆与节气门操纵臂接触。 发动机怠速时，ECU根据各传感器的信号，控制直流电机的正反转及转动量，使丝杆作直线移动，带动节气门在小开度范围内摆动，从而改变进气量，达到调整怠速转速的目的。 节气门直动式特点：结构简单，但采用减速齿轮机构后，会导致执行速度

5、变慢，动态响应性差，控制器的外形尺寸比较大，一般不采用此种怠速控制系统。,三、步进电动机型怠速控制阀,结 构 工作原理 控制电路 控制阀的检修 控制阀的控制内容 检 修,由步进电机、螺旋机构、阀芯、阀座等组成。 步进电机 由永磁转子、定子绕组等组成。用于产生驱动力矩。 螺旋机构 由螺杆（丝杆）和螺母组成。螺母与步进电机转子制成一体，螺杆的一端制有螺纹，另一端固定有阀心，螺杆与阀体之间为滑动花键连接，只能作轴向移动，不能作旋转运动。,1. 结构,2.工作原理,当步进电机的转子转动时，螺母将带动丝杆作轴向运动，使阀芯开大或关小阀门的开度。 ECU通过控制步进电机的转动方向和转动角度来控制丝杆的移动

6、方向和移动距离，从而达到控制阀门开度，调整怠速转速之目的。,步进电机转子和定子的结构,定子绕组通电时产生磁场，与转子的永久磁铁形成的磁场在同性相斥、异性相吸的原理作用下，使转子转动。,3.控 制 电 路,4.控制阀的检修,（1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压。 （2）发动发动机后在熄火。23s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声。 （3）拆下控制阀线束连接器，测量B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的电阻，应为1030。 （4）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1S2S3S4

7、端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，如图；若负极按反方向接通S4S3S2S1端子，则控制阀应向内缩回。,a）接蓄电池正极 b）接蓄电池负极,5.控制阀的控制内容, 起动初始位置设定 为了改善发动机的再次起动性能，在点火开关断开时，ECU将控制怠速控制阀处于全开状态，为再次起动作好准备。 当ECU内部主继电器控制电路接收到点火开关OFF位置信号时，ECU将利用备用电源输入端提供的电压控制主继电器线圈继续供电2秒，使步进电机的怠速控制阀退回到初始位置，以便下次起动时具有较大的进气量。, 起 动 控 制,由于发动机起动前，ECU已把怠速控制阀的初始位置设定在最大开度位置，因此发动机起动后，

8、若怠速控制阀仍保持全开，则会引起发动机转速过高。 为避免出现这种情况，在起动过程中，当发动机转速达到由冷却液温度确定的对应转速时，ECU控制怠速控制阀，逐渐将阀门关小到与冷却液温度对应的开度。, 暖 机 控 制,暖机过程中，ECU控制怠速控制阀从起动后的开度逐渐关小，当冷却液温度达到70时，暖机控制结束，怠速控制阀达到正常怠速开度。, 怠速稳定性控制(反馈控制),当发动机处于怠速工况运转时，如果发动机的实际转速与ECU存储器中所存放的目标转速差超过规定值（如20r/min），则ECU即控制怠速控制阀增减旁通空气量，使发动机实际转速与目标转速差小于规定值。 目标转速与发动机怠速工况时的负荷有关，

9、对应空档起动开关是否接通、 是否使用空调、用电器增加等不同情况，都有确定的目标转速。, 发动机转速变化的预测控制,发动机处于怠速工况时，空调开关、空档起动开关等接通或断开时，都会引起发动机怠速负荷变化，产生较大的怠速转速波动。 为了减小负荷变化对怠速转速的影响，ECU在收到以上开关量信号、发动机转速变化出现前，就控制怠速控制阀预先把阀门开大或关小一个固定的距离。, 电器负载增大时的怠速控制,当汽车上使用的电器增多时，将引起电源系供电电压降低，同时发动机的负荷也要增大。为保证ECU的+B端有正常的供电电压，需要相应地增加进气量，提高发动机的怠速转速。, 学 习 控 制,ECU通过控制怠速控制阀的

10、位置，调整发动机的怠速转速。 由于发动机在使用过程中其性能会发生变化，因此这时怠速控制阀的位置虽然没有变化，但实际的怠速转速也会偏离初始值。出现这种情况时，ECU除了用反馈控制使怠速转速仍达到目标值外，还将此时步进电机转过的步数储存在备用存储器中，供以后的怠速控制用。,6.检 修,车上检查 当发动机熄火时，怠速控制阀会发出“咔嗒”的声响，使阀门开度退到最大位置。如果不响，应检查怠速控制阀。 检测定子绕组电阻 拔下步进电机的导线插接器，用万用表欧姆档测量怠速控制阀4组绕组（B1-S1、B1-S3、B2-S2、B2-S4）的电阻值（10-30）。若电阻值不符合规定，则更换之。,车下检查（检查步进电

11、机工作情况） 从节气门体上拆下怠速控制阀。 在怠速控制阀插接器的B1和B2端子上接蓄电池正极,而后依次将S1、S2、S3、S4端子搭铁，此时阀门应逐渐关闭。若不能关闭，则应更换怠速控制阀。 把怠速控制阀插接器的B1和B2端子上接蓄电池正极，而后依次将S4、S3、S2、S1端子搭铁，此时阀门应逐渐开启。若不能开启，则应更换怠速控制阀。 诊断仪检测ISCV步级数。,检查步进电机工作电压 将怠速控制阀安装到节气门体上，插好连接器插头。 当点火开关在“ON”位置时，检测ECU的端子ISC1、ISC2、ISC3、ISC4与E1之间（或检测怠速控制阀连接器端子S1、S2、S3、S4与搭铁之间）应有9-12

12、V电压。如无电压，再检查电源电压和主继电器是否正常。,四、旋转电磁阀型怠速控制阀,结 构 工作原理 控制内容 控制阀的检修,由永久磁铁、电枢、旋转滑阀等组成。,1. 结 构,结构图位置图原理图,1、控制阀 2、双金属片 3、冷却液腔 4、阀体 5、7、线圈6、永久磁铁 8、阀轴 9、怠速空气口 10、固定销 11、挡块12、阀轴限位杆,ECU控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。,2.工作原理,由于旋转电磁阀怠速控制阀的转角范围限定在900以内，所以电枢的旋转角度必须很小才能

13、满足旁通进气量控制精度的要求，因此采用了控制占空比的方法来控制电枢的顺转或逆转。 占空比指脉冲信号的通电时间与通电周期之比。,线圈L1与ECU内部的三极管VT1连接，脉冲控制信号经过反向器加到VT1的基极； 线圈L2与ECU内部的三极管VT2连接，脉冲控制信号直接加到VT2的基极。,当脉冲信号的高电平到来时，VT1截止，VT2导通，L1断电，L2通电，电枢顺时针转动；反之，当脉冲信号的低电平到来时，VT1导通，VT2截止，L1通电，L2断电，电枢逆时针转动，从而实现旁通空气量大小的控制。,当占空比为50时，两个三极管的导通时间相等，正、反向旋转力矩抵消，滑阀不转动。 当占空比小于50时，线圈L

14、1的通电时间大于线圈L2的通电时间，滑阀逆时针旋转，旁通气道被关小。 当占空比大于50时，线圈L2的通电时间大于线圈L2的通电时间，滑阀顺时针旋转，旁通气道被打开。,同 上,3. 控制内容,4.控制阀的检修,（1）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压； （2）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的TE1与E1端子，发动机转速应保持在1000 - 1200r/min，5s后转速下降约为200 r/min。 （3）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子（

15、B）与两侧端子（ISC1和ISC2）的电阻应为18.8 - 22.8。,五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀,结 构 工作原理 快怠速控制阀 检 修,1.结 构,2.工作原理,电磁线圈通电产生电磁吸力。 当线圈产生的电磁吸力超过复位弹簧弹力时，阀轴带动阀芯向上移动，打开旁通气道。当电磁线圈断电时，阀轴及阀芯在弹力作用下复位，将旁通气道关闭。 通过控制脉冲信号占空比来控制磁场强度，以调节控制阀的开度，实现空气量控制,3.快怠速控制阀,由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。,快怠速控制阀 1冷却水腔 2石蜡感温器 3控制阀 4、5弹簧,4.检 修,拆下控制阀线束连接器，点火

16、开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压； 拆下怠速控制饭上的两端子线束连接器，在控制阀侧分别测量两端子之间电阻应为10-15。,六、开关型怠速控制阀,结 构 工作原理,1.结 构,2.工作原理,ECU向怠速控制阀输出的控制信号为开关信号。 发动机怠速运转时，ECU只对阀内线圈通电或断电两种状态进行控制，电磁线圈通电时，控制阀开启，线圈断电时，控制阀关闭 占空比型和开关型电磁式怠速控制阀控制的旁通空气量较少，需要设置辅助装置来控制发动机暖机过程的空气量。,该怠速控制阀的工作除了由ECU根据各传感器信号来控制外，还受到后窗除雾开关和灯开关的控制。 也就是说，在发

17、动机怠速时怠速控制阀还会根据除雾开关和灯开关的状态，自动接通或断开怠速控制阀的电源电路，打开或关闭旁通气道，自动调节发动机怠速转速。 当使用灯光或除雾器时，怠速控制阀打开旁通气道，以提高发动机的怠速。,第二节 进气控制系统,一、动力阀控制系统 二、谐波增压控制系统（ACIS） 三、可变配气相位控制系统（VTEC）,一、动力阀控制系统,功用: 根据发动机的工况要求，改变进气流的流通截面，以改善发动机不同工况下的动力性。 低速小负荷工况，进气量少，应减小进气道空气流通截面来提高进气流速，增大进气惯性以提高充气效率。 高速大负荷工况，增大进气道空气流通截面，可减小进气阻，对燃烧室内气流扰动可起抑制作

18、用,改善发动机的高速性能。,ECU根据发动机转速、冷却液温度、空气流量等 信号控制真空电磁阀的搭铁回路。 ECU真空电磁阀（VSV阀）膜片动力阀 进气通道截面。,维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气，真空电磁阀电路有无短路或断路。,二、谐波增压控制系统（ACIS）,功用: 利用进气气流惯性产生的压力波来提高充气效率。 工作原理 谐波的产生:在进气门处，由于气流惯性使气门关闭的时候在其附近的气压较高，这样气体流向进气管口的方向时又会被反射回来，这样产生压力波。,通过利用压力波与进气门的开启配合，当进气门开启时，使反射回来的压力波正好传到该气门附近，从而形成进气增压的效果，提高发动机

19、的充气效率和功率。 进气门开闭的时间间隔取决于发动机转速，而压力波反射需要的时间，取决于压力波传播路线的长度。,结构 在进气管中部增设了一个大容量的空气室和电控真空阀，实现了对压力波传播路线长度的改变，从而兼顾了低速和高速的进气增压效果。,当空气室出口的控制阀关闭时，压力波传递长度为：空气滤清器进气门，适应中低速区运行。 当空气室阀门打开时，压力波传递长度为：进气室进气门，高速时得到较好的进气增压效果。,控制方式：ECUACIS电磁阀真空真空驱动器进气控制阀,ECU根据转速信号控制真空电磁阀的开闭。 低速时，真空电磁阀电路不通，真空阀关闭，真空不能通过真空罐进入真空控制阀的真空气室，受真空控制

20、阀控制的进气增压阀处于关闭状态，此时进气管长度长。 高速时，真空电磁阀电路接通，真空阀打开，真空进入真空控制阀的真空气室，吸动其膜片，将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的加入，缩短了压力波的传播距离。,检测,（1）检查谐波增压进气系统的工作情况： 用三通接头把真空表接入进气增压控制阀的真空管路中。 启动发动机，怠速时应无真空指示。 迅速将节气门完全打开，真空表指针应在53.3kPa位置处摆动，且真空控制阀拉杆应伸出。,（2）检查真空控制阀 向真空控制阀的真空接口施加53.3kPa的真空压力时，真空控制阀的拉杆应移动。加真空1min后，拉杆应无回位动作。,（3）检查真空罐： 用嘴或其它工具向

21、真空罐内吹气，空气由A向B应通，由B向A应不通。 用手指按住B口并施加53.3kPa的真空，1min内真空度应无变化。,（4）检查真空电磁阀： 检查真空电磁阀线圈：两端子间电阻值20时为38.5-44.5，同时两端子与阀壳不导通。 检查真空电磁阀工作情况：不通电时，空气应能从通道E进入，从滤清器中排出；给两端子加12V电压合，空气应能从E进入，从F口排出。,不通电时，空气应能从通道E进入，从滤清器中排出；给两端子加12V电压合，空气应能从E进入，从F口排出。,三、可变配气相位控制系统（VTEC）,1. 对配气相位的要求 2. VTEC机构的组成 3. VTEC机构的工作原理 4. VTEC系统

22、电路 5. VTEC系统的检修,1. 对配气相位的要求,配气相位：指曲轴转角来表示进、排气门开闭时刻和开启持续时间，主要包括进气门提前开启角、进气门迟后关闭角、排气门提前开启角、排气门迟后关闭角。 为使发动机工作时进气更充分、排气更彻底，应随发动机转速的提高适当增大进、排气门的提前开启角和迟后关闭角。,配气相位的角度由凸轮轴上进气门凸轮形状和排气门凸轮形状决定，这个配气相位是不能随着发动机的转速变化而改变的，所以发动机的性能只有在某一常用的转速下最好，其他转速工作时性能较差。 转过凸轮轴一个角度，使配气相位提前或推后，对提高发动机性能不是很好。,2. VTEC机构的组成, 两个进气门： 主进气

23、门、次进气门。 每个进气门通过单独的摇臂驱动。 三个摇臂： 主摇臂、中间摇臂、次摇臂。 中间摇臂不与任何气门直接接触。 三个凸轮： 主凸轮、中间凸轮、次凸轮。 中间凸轮升程最大，次凸轮升程最小。 四个活塞： 正时活塞、主同步活塞、中间同步活塞、次同步活塞。,3. VTEC机构的工作原理,VTEC机构是采用一根凸轮轴上设计两种（高速型和低速型）不同配气定时和气门升程的凸轮，利用液压进行切换的装置。 高低速的切换是根据发动机转速、负荷、水温及车速信号由ECU控制电磁阀来控制油压进行切换。,低速工作时，电磁阀断电，油道关闭。在弹簧作用下，各活塞均回到各自孔内，三个摇臂彼此分离。 此时，主凸轮通过主摇

24、臂驱动主进气门，中间摇臂驱动中间摇臂空摆（不起作用）次凸轮升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量开闭，以防止进气门附近积聚燃油。配气机构处于单进双排气门工作状态,发动机高速运转，且发动机转速、负荷、冷却液温度及车速均达到设定值时，电磁阀通电，油道打开。 在机油作用下，同步活塞A和同步活塞B分别将主摇臂与中间摇臂、次摇臂与中间摇臂插接成一体，成为一个同步工作的组合摇臂。,此时，由于中凸轮升程最大，组合摇臂由中凸轮驱动，两个进气门同步工作，进气门配气相位和升程与发动机低速时相比，气门的升程、提前开启角度和迟后关闭角度均较大。 此时配气机构处于双进、双排气门工作状态。,4. VTEC系统电路,5.

25、VTEC系统的检修,（1）拆下VTEC电磁阀总成后，检查电磁阀滤清器，若滤清器有堵塞现象，应更换滤清器和发动机润滑油。 （2）电磁阀密封垫，一经拆下，必须更换新件。拆开VTEC电磁阀，用手指检查阀的运动是否自如，若有发卡现象，应更换电磁阀。 （3）用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和次摇臂分离单独运动。,第三节 增压控制系统,一、典型废气涡轮增压控制系统,二、废气涡轮增压器转速控制系统,功能 根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的工作，以达到控制进气压力，提高发动机动力性和经济性的目的。 分类 根据增压装置使用的动力源不同，增压装置分废气涡轮增压和动力增压两种。目前多采用废气涡轮增压。,一、典型

26、废气涡轮增压控制系统,工 作 原 理,当ECU检测到进气压力在0.098MPa以下时，释压电磁阀关闭。涡轮增压器出口引入的压力空气，废气进入涡轮室的通道打开，排气旁通道口关闭，此时废气流经涡轮室使增压器工作。 当ECU检测到的进气压力高于0.098MPa时，释压电磁阀打开，关闭进入涡轮室的通道，同时排气旁通道口打开，废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作。直到进气压力降至规定的压力时，ECU又将释压阀关闭，切换阀又将进入涡轮室的通道口打开，废气涡轮增压器又开始工作。,二、废气涡轮增压器转速控制系统,1爆燃传感器 2切换阀控制电磁阀 3ECU 4进气管绝对压力传感器 5空气流量计 6喷嘴环控制电

27、磁阀 7喷嘴环驱动气室 8切换阀驱动气室,有些增压控制系统中，通过控制增压器的转速来控制增压压力 。ECU根据发动机的运行工况（加速、爆燃、冷却液温度、进气量等信号）确定增压压力的目标值，并通过进气管压力传感器来检测发动机的实际增压压力值。,通过改变增压器喷嘴环的角度，改变气流吹向涡轮的方向，同时改变切换阀（旁通阀）的开度，实现涡轮转速的控制，从而达到对增压压力的控制。,第四节 排放控制系统,汽车排放污染来源： 发动机排出的废气（约占65以上） 曲轴箱窜气（约占20） 燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占1020） 汽油机的主要污染物： 一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOX,排放控制系

28、统,1、曲轴箱强制通风PCV系统 2、汽油蒸汽排放EVAP控制系统 3、废气再循环EGR系统 4、三元催化转换器TWC与空燃比反馈 控制系统 5、二次空气供给系统,1、曲轴箱强制通风PCV系统,功用 解决窜缸混合气对机油及曲轴箱的损环问题。,在曲轴箱和进气歧管间安装一根管子和一个强制通风阀（PCV阀）。利用歧管真空度将窜气吸入进气管燃烧，通过PCV阀改变进入气缸重新燃烧的窜缸混合气量。,2、汽油蒸汽排放EVAP控制系统,功用 收集汽油箱内蒸发的汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，防止汽油蒸汽直接排入大气而造成污染。同时，还必须根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸汽量。,为了控制燃油

29、箱逸出的燃油蒸汽，电控发动机普遍采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。 采用燃油蒸汽的控制可减少大气中的HC和节约燃料,机械式EVAP控制系统机构组成,电控EVAP控制系统机构组成,控制方式：1、ECU电磁阀真空真空控制阀进气歧管吸入燃油蒸汽,工 作 原 理,发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开闭来控制真空控制阀上部的真空度，从而控制真空控制阀的开度。当真空控制阀打开时，燃油蒸汽通过真空控制

30、阀被吸入进气歧管。 发动机怠速或温度较低时，ECU使电磁阀断电，关闭吸气通道，活性炭罐内的燃油蒸汽不能被吸入进气歧管。,在部分电控EVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。例如：韩国现代轿车EVAP系统。,控制方式：ECU清污电磁阀进气歧管吸入燃油蒸汽,检 修,（1）一般维护 经常检查管路是否漏气，滤芯是否堵塞。 （2）检查活性炭罐 按图示方法吹入压缩空气（294kPa）后，压缩空气应能从图中箭头所示方向流出。,（3）检查真空控制阀 从活性炭罐上拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5kPa的真空度时，从活

31、性炭罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。,（4）检查电磁阀 发动机不工作时，拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动真空泵由软管接头给电磁阀施加一定真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度；若给电磁阀接通蓄电池电压，真空度应释放。 拆开电磁阀线束连接器，测量电磁阀两端子间电阻应为36-44。,3、废气再循环EGR系统,（1）开环控制EGR系统,（2）闭环控制EGR系统,（3）EGR控制系统的检修,NOX是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下形成的，发动机排出的NOX量主要与气缸内的最高温度有关，气缸内最高温度越高，排出的NOX量越多。 功用 将适量的废气重新引入气缸内参加燃烧，从而降低

32、气缸内的最高温度，以减少NOX的排放量。 由于废气再循环也会使发动机的功率降低，使发动机在怠速、低速等工况下运转不稳定，因此需由ECU根据发动机工况控制废气再循环系统的工作。,由负荷控制的EGR系统,由水温和负荷控制的EGR系统,不采用ECU控制的开环EGR系统,（1）开环控制EGR系统,ECU控制的开环控制EGR系统,组成：EGR阀、EGR电磁阀等 ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制EGR电磁阀的通电或断电。,工作原理 发动机工作时，ECU根据冷却液温度、节气门开度、转速、起动等信号控制EGR电磁阀的搭铁电路来控制EGR电磁阀的开度，从而控制进入EGR阀的真空度，

33、即控制EGR阀的开度，改变参与再循环的废气量。,控制方式： ECUEGR电磁阀真空EGR阀部分废气进入进气歧管,ECU控制的开环控制EGR系统工作过程,不进行废气再循环的工况有： 起动工况。 怠速工况。 暖机工况。 转速低于900r/min或高于3200r/min。 EGR率指废气再循环量在进入气缸内的气体 中所占的比率，即： EGR率=EGR量/（进气量+EGR量） 100%,有些发动机中，EGR电磁阀采用占空比控制电磁阀的开度，调节作用在EGR阀上的真空度，控制EGR阀的开度，以实现对废气再循环量的控制。 在开环控制EGR系统中，ECU根据各传感器信号确定发动机工况，并按其内存的EGR率与

34、转速、负荷的对应关系进行控制，而对其控制结果不进行检测。,（2）闭环控制EGR系统,在闭环控制的EGR系统中，检测实际的EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。 1）用EGR阀开度作为反馈信号的闭环控制EGR系统： EGR阀开度传感器 向ECU反馈电磁阀开度的信号。ECU根据此信号修正电磁阀开度，使EGR率保持在最佳值。 其结构为电计式。,用EGR阀开度反馈控制的EGR系统,2）用EGR率作为反馈信号的闭环控制EGR系统： EGR率传感器 安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀也进入稳压箱。传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度并转换成电信号输送给ECU

35、，ECU根据此信号修正电磁阀开度，使EGR率保持在最佳值。,用EGR率反馈控制的EGR系统,（3）EGR控制系统的检修,1）一般检查 怠速时，拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空管口应无吸力；转速达2500r/min以上，同样拆下此真空软管，发动机转速应明显升高（中断了废气再循环）。,2）检查EGR电磁阀 测量电阻值，应为3339。 不通电时，从通进气管侧接头吹入空气应畅通，从通大气的滤网处吹入空气应不通。 通电时，与上述刚好相反。,3）检查EGR阀 用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15kPa的真空度时，EGR阀应能开启；不施加真空度时，EGR阀应完全关闭。,4、三元

36、催化转换器TWC与空燃比反馈控制系统,(1)三元催化转换器TWC (2)氧传感器Oxygen Sensor (O2S) (3)开环与闭环控制 (4)检 修,三元催化转换器也称为触媒转换器，简称触媒。 功用 利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体CO、HC和NOX转变为无害气体。,（1）三元催化转换器TWC,结构 三元催化转换器安装在排气消声器前面，由三元催化转换芯子和外壳等构成。 大多数三元催化转换芯子以蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载体上浸渍铂（或钯）和铑的混合物作为催化剂。,工作情况 在正常情况下，废气中的HC、CO、NOx及O2在一起加热到500也不会产生化学反应

37、，如果让这些气体经过上述催化剂后，就会转化为无害的CO2、H2O和N2。 汽车上如果使用含铅汽油，催化剂表面就会因铅覆盖而失效。,影响TWC转换效率的因素,影响最大的是混合气的浓度和排气温度。 只有在标准混合气附近，对废气中的有害气体CO、HC和NOX的转换效率才最佳。,在装用TWC的汽车，一般装用氧传感器检测废气中的氧浓度，并将此信号送给ECU后，对空燃比进行反馈闭环控制。 装用TWC后，发动机的排气温度须在300815之间。低于300，氧传感器将不能产生正确信号，因此部分氧传感器内有加热线圈；高于815，TWC转换效率下降。,(2)氧传感器Oxygen Sensor (O2S),1)功用

38、用来检测排气中的氧含量，以确定实际空燃比是比理论空燃比浓还是稀，并且向ECU反馈相应的电压信号，ECU根据氧传感器反馈的空燃比浓稀信号来控制喷油量的减少或增加。 排气中的氧含量越多，空燃比越大。 【分类】氧化锆（ZrO2）式和氧化钛（TiO2）式两种。 【别名】传感器,2）氧化锆式氧传感器 结构：如图所示,工 作 原 理,当温度较高时，若陶瓷体内（大气）与陶瓷体外（废气）两侧含氧量不同时，氧气发生电离产生氧离子，氧离子从大气侧向废气侧扩散，在锆管两铂电极间产生电压。,混合气稀时，排气中氧含量高，锆管内外两侧氧浓度差小，氧离子扩散量少，信号电压低； 混合气浓时，排气中氧含量低，锆管内外两侧氧浓度

39、差大，氧离子扩散量多，信号电压高。 信号电压范围：0.1-0.9V ECU收到小于0.45V信号电压，确认混合气稀；收到大于0.45V信号电压，确认混合气浓。,由于氧化锆只有在400以上温度时才会工作,所以为了保证发动机在进气量小,排气温度低的时候也能正常工作,某些传感器还加装了对氧化锆进行加热的加热器,此加热器受ECU控制,称为加热型氧传感器。,3）氧化钛式氧传感器, 结构：如图所示,工 作 原 理,这是一种电阻型气敏传感器。利用化学反应强、对氧气敏感、易于还原的半导体材料氧化钛与氧气接触时发生氧化还原反应，从而导致电阻值变化的原理工作的。 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，

40、废气中的氧浓度低时，二氧化钛电阻值减小。利用适当电路对电阻变量进行处理，即可转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。,废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大 废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小。,4）氧传感器电路,两个热型氧传感器 两个普通型氧传感器,日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。,氧传感器外部接线： 单线：信号线、外壳接地； 双线：信号线、接地线； 三线：电源、加热、信号（外壳接地）； 四线：电源、加热、信号、接地；,（3）开环与闭环控制,区别 两者的区别在于是否用反馈信号监控空燃比，即使用氧传感器监控空燃比。 闭环控制,EFI系统的闭环控制过程,在带氧传感器的EF

41、I系统中，并不是所有工况都进行闭环控制。 下列工况不使用闭环控制： 怠速运转时； 节气门全开大负荷时； 减速断油时； 起动时； 发动机冷却液温度低时或氧传感器温度未达到工作温度400时 氧传感器失效时；,（4）检 修,使用注意事项 禁用含铅汽油，防止催化剂失效； 三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂截体损坏； 装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000km应更换转换器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。,1）检查加热型氧传感器加热器： 测量其加热器线圈电阻。如：凌志LS400轿车氧传感器加热器线圈，在20时

42、电阻为5.16.3。 2）检查氧传感器信号： 连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器温度达到400以上时再怠速运转。 反复踩加速踏板，并测量传感器输出信号电压，加速时输出高电压信号（0.75-0.9V），减速时输出低电压信号（0.1-0.4V）。,5、二次空气供给系统,(1)功 用 (2)组 成 (3)工 作 原 理 (4)检 修,在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的CO、HC进一步氧化，从而降低CO、HC的排放量。,（1）功 用,（2）组成,（3）工 作 原 理,ECU控制VSV阀的搭铁回路。 当VSV阀不通电时，关闭通向AS阀的真空通道，AS阀膜片在弹簧

43、作用下下移，关闭二次空气供给通道，系统不工作。 当ECU给VSV阀通电时，VSV阀开启AS阀的真空通道，进气管真空度将膜片吸起，二次空气进入排气管。,控制方式：ECU二次空气电磁控制阀VSV 真空二次空气控制阀新鲜空气,二次空气供给系统不工作的条件,下列情况ECU不给二次空气电磁阀通电 电控燃油喷射系统进入闭环控制 冷却液温度超过规定范围 发动机转速和负荷超过规定值 ECU发现有故障,（4） 检 修,1）检查AS阀（二次空气控制阀） 拆下AS阀，从空滤器侧软管接头吹入空气应不漏气；用手动真空泵从真空管接头施加20kPa的真空度，从空滤器侧软管接头吹入空气应畅通，从排气管接头吹入空气应不漏气。,

44、2）检查VSV阀（二次空气电磁阀） 测量电磁阀电阻值，一般为36-44。 拆开VSV阀上的软管，电磁阀不通电时，从进气管侧接头吹入空气应不通，从通大气的滤网处吹入空气应畅通。 当给电磁阀接通蓄电池电压时，吹气通畅情况与上述相反。,3）整体检查 从空滤器上拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查： 发动机温度在18-63范围内怠速运转时，有真空吸力； 发动机温度在63以上，起动后70s内应有真空吸力，起动70s后应无真空吸力； 发动机转速从4000r/min急减速时，应有真空吸力。,各系统综合示意图,TPS：节气门位置传感器 AFS：空气流量计,WTS：水温传感器,第五节 巡航控制及电控节气门

45、系统,一、巡航控制系统 二、电控节气门系统,一、巡航控制系统,1巡航控制系统的功能 2巡航控制系统的组成 3电动机式巡航控制执行元件 4气动膜片式巡航控制执行元件 5巡航控制使用注意事项 6巡航控制系统的使用方法 7巡航控制系统的检修,1巡航控制系统的功能,（1）匀速控制功能 （2）巡航控制车速设定功能 （3）滑行功能 （4）加速功能 （5）恢复功能 （6）车速下限控制功能 （7）车速上限控制功能 （8）手动接除功能 （9）自动接除功能 （10）自动变速器控制功能 （11）快速修正巡航控制车速功能 （12）自诊断功能,2巡航控制系统的组成,组成：操纵开关、安全开关、传感器、巡航控制ECU和执行

46、元件等。,3. 电动机式巡航控制执行元件,主要执行元件有电动机、电磁离器、位置传感器和安全开关，最终实现对进气门开度的自动控制。,4气动膜片式巡航控制执行元件,组成：真空输送阀、真空输送电磁阀、真空释放阀、膜片气室和膜片拉杆等。,5、巡航控制使用注意事项,在天气恶劣条件下不要使用； 在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的控制开关； 在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用； 若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用 ECU是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动有较高的要求,6、巡航控制系统的使用方法,（1）设定巡航速度 （2）解除巡航控制模式 （3）提高巡航控制车速 （4）降低巡航

47、控制车速,7、巡航控制系统的检修,系统工作时，如果ECU在预定的时间内收不到车速信号，或由于操纵开关或执行元件故障而自动解除巡航控制模式，系统指示等闪烁5次，说明巡航控制系统有故障。,二、电控节气门系统,1电控节气门系统的功能 2电控节气门系统结构与工作原理 3电控节气门系统的检测,1电控节气门系统的功能,（1）非线性控制 （2）怠速控制 （3）减小换档冲击控制 （4）驱动力控制（TRC） （5）稳定性控制（VSC） （6）巡航控制,2电控节气门系统结构与工作原理,LS400轿车节气门电控系统,发动机ECU根据各传感器输入信号确定最佳的节气门开度，并通过对控制电动机和电磁离合器的控制改变节气门

48、开度。,3电控节气门系统的检测,发生故障时，系统自动停止工作，指示灯“CHECK ENGING”亮，调取故障码，并按故障提示诊断和排除故障。 根据控制原理进行依次排查。,第六节 冷却风扇及发电机控制系统,一、冷却风扇控制系统 二、发电机控制系统,功能：发动机控制ECU根据冷却液温度传感器信号和空调开关信号，通过风扇继电器来控制风扇电动机电路的通断，以实现对风扇的控制。,北京切诺基4.0L发动机冷却风扇系统电路图,一、冷却风扇控制系统,工 作 原 理,发动机ECU控制风扇继电器线圈的搭铁回路，当冷却液温度低于98时，ECU断开风扇继电器搭铁回路，冷却风扇不工作；当却液温度高于103时，冷却风扇工

49、作。如果选择空调开关信号，不管冷却液温度多少，风扇始终工作。,二、发电机控制系统,功能：根据蓄电池电压信号，控制发电机的输出信号。 原理：蓄电池电压信号经端子3输送给ECU，ECU控制发电机励磁绕组的搭铁回路以调节磁场强度，,从而实现发电机输出电压的控制。,第七节 故障自诊断系统,一、故障自诊断系统的功能 二、自诊断系统工作原理 三、自诊断系统的使用 四、OBD简介,一、故障自诊断系统的功能,1.通过自诊断测试判断电控系有无故障，有故障时，指示灯发出警报，并将故障码存储； 2.在维修时，通过一定操作程序可将故障码调出，进行有针对性的检查； 3.当传感器或其电路发生故障时，自动启动失效保护功能；

50、 4.当发生故障导致车辆无法行驶时，自动启动应急备用系统，以保证汽车可以继续行驶。,二、自诊断系统工作原理,1. 传感器故障自诊断原理 2. 执行元件故障自诊断原理,1. 传感器故障自诊断原理,若传感器输入ECU的信号超出正常范围； 或在一定时间内ECU收不到该传感器信号； 或该传感器输入ECU的信号在一定时间内不发生变化，自诊断系统均判断定为“故障信号”。 产生原因除传感器自身故障外，接触不良、断路和短路也会引起故障信号。 例如水温传感器，当传感器向ECU输送的信号电压低于0.3V或高于4.7V，自诊断系统会判断为故障信号。,2. 执行元件故障自诊断原理,对于电子控制系统的执行器，ECU是通

51、过监测执行器的工作情况来判断执行器及其相关电路是否有故障。 监控执行器故障一般都设有专用监控电路。,一旦发现某只传感器或执行器参数异常或功能失效时，自诊断系统将立即采取以下几种保护措施： 接通仪表盘上的故障指示灯电路，使指示灯发亮。 将监测到的故障内容以故障代码的形式存储在RAM中。 使发动机处于应急状态运行。,三、自诊断系统的使用,故障指示灯 当检测到有故障时，仪表盘上的故障指示灯（CHECK ENGINE）点亮，以警告驾驶员或维修人员 在使用中，点火开关接通，发动机没有起动或起动后的短时间内，故障指示灯点亮是正常现象，当起动后几秒钟内或发动机达到一定转速（一般为500r/min）后，故障指示灯应熄灭。,1.静态测试：KOEO 在点火开关接通、发动机不运转的情况下进行诊断测试，主要用于读取或清除故障代码。 2.动态测试：KOER 在点火开关接通、发动机运转的情况下进行诊断测试，主要用于读取或清除故障代码、检测传感器或执行器工作情况及其控制电路以及与车用ECU进行数据