发动机排放超标及燃料供给系故障检修

1、项目六项目六发动机排放超标发动机排放超标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任务一任务一 进气控制系统检修进气控制系统检修 一、发动机空气供给系统的组成一、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。并测量和控制空气量。 其组成如图其组成如图 6 -1 所示所示,主要由空气主要由空气滤清器、空气流量传感器、进气总管及进气歧管等组成。滤清器、空气流量传感器、进气总管及进气歧管等组成。图图 6 -1 空气供给系统空气供给系统1

2、空气滤清器空气滤清器;2空气流量传感器空气流量传感器;3PCV 管管;4怠速开关控制传感器怠速开关控制传感器;5进气总管进气总管;6进气歧管进气歧管;7空气阀空气阀 二、发动机空气供给系统的作用二、发动机空气供给系统的作用 发动机在进气行程中发动机在进气行程中, 空气经空气滤清器、空气经空气滤清器、 空气流量传感空气流量传感器和节气门进入各缸进气歧管器和节气门进入各缸进气歧管,此时驾驶员通过操纵节气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。门的开度来控制每个工作循环的进气量。 发动机怠速时发动机怠速时,节气门关闭节气门关闭,进气量由怠速旁通阀来控制进气量由怠速旁通阀来控制,保证

3、冷暖车时加保证冷暖车时加大进气量大进气量,正常怠速时恢复怠速进气量。正常怠速时恢复怠速进气量。 空气阀控制快怠空气阀控制快怠速转速速转速,也可由电控系统指令怠速控制阀控制怠速转速和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。快怠速转速。 一、空气滤清器一、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空气滤清器的功用是滤除空气中的杂质或灰尘,也有消减也有消减进气噪声的作用。进气噪声的作用。 空气滤清器一般由进气导流管、空气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。滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。 空气滤清器空气滤清器有多种结构形式。有多种结构形

4、式。 ( 一一) 纸滤芯空气滤清器纸滤芯空气滤清器 纸滤芯空气滤清器被广泛用于各类汽车发动机上纸滤芯空气滤清器被广泛用于各类汽车发动机上,其结构其结构如图如图 6 - 2 所示。所示。 图图 6 -2 干式纸滤芯空气滤清器干式纸滤芯空气滤清器1滤芯滤芯;2滤清器外壳滤清器外壳;3滤清器盖滤清器盖;4蝶形螺母蝶形螺母;5进气导流管进气导流管;6金属网金属网;7打褶滤纸打褶滤纸;8滤芯下密封面滤芯下密封面;9滤芯上密封面滤芯上密封面 ( 二二) 油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器 油浴式空气滤清器用于在多尘条件下工作的发动机上油浴式空气滤清器用于在多尘条件下工作的发动机上,如如越野车发动机。越野车发

5、动机。 图图 6 - 3 为油浴式空气滤清器的结构图为油浴式空气滤清器的结构图,它它包括空气滤清器外壳、滤芯、密封圈和滤清器盖等。包括空气滤清器外壳、滤芯、密封圈和滤清器盖等。 外外壳底部是储油池壳底部是储油池,其中盛有一定数量的机油。其中盛有一定数量的机油。 当发动机工当发动机工作时作时,环境空气经外壳与滤清器盖之间的狭缝进入滤清器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并沿着滤芯与外壳之间的环形通道向下流到滤芯底部,再再折向上通过滤芯后进入进气管。折向上通过滤芯后进入进气管。 当气流转弯时当气流转弯时,空气中粗空气中粗大的杂质被甩入机油中

6、被机油黏附大的杂质被甩入机油中被机油黏附,细小杂质被滤芯滤除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黏附在滤芯上的杂质被气流溅起的机油所冲洗,并随机并随机油一起流回储油池。油一起流回储油池。 滤芯多用金属丝制成滤芯多用金属丝制成,油浴式空气滤油浴式空气滤清器的优点是滤芯清洗后可以重复使用。清器的优点是滤芯清洗后可以重复使用。图图 6 -3 油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器1滤清器外壳滤清器外壳;2滤芯滤芯;3密封圈密封圈;4滤清器盖滤清器盖;5蝶形螺母蝶形螺母 ( 三三) 离心式及复合式空气滤清器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。离心式空气滤

7、清器多用于大型载货汽车上。 在许多自卸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复合式空气滤清器( 图图 6 -4 ) 。 双级复合式空气滤清器的双级复合式空气滤清器的上体是纸滤芯空气滤清器上体是纸滤芯空气滤清器,下体是离心式空气滤清器。下体是离心式空气滤清器。 空空气从滤清器下体的进气口首先进入旋流管气从滤清器下体的进气口首先进入旋流管,并在旋流管内并在旋流管内螺旋导向面的引导下产生高速旋转运动。螺旋导向面的引导下产生高速旋转运动。 在离心力的作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用

8、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。存的细微杂质被纸滤芯滤除。图图 6 -4 双级复合式空气滤清器双级复合式空气滤清器1卡簧卡簧;2纸滤芯纸滤芯;3滤清器上盖滤清器上盖;4蝶形螺母蝶形螺母;5密封垫密封垫;6、9、13密封圈密封圈;7上体上体;8出气口出气口;10进气口进气口;11旋流管旋流管;12下体下体;14集灰盘集灰盘;15卡箍卡箍;16旋流管螺旋导向面旋流管螺旋导向面 二、进气管二、进气管 进气管一般包括进气软管、进气总管和进气歧管。进气管一般包括进

9、气软管、进气总管和进气歧管。 进气进气软管用于连接空气滤清器和节气门体软管用于连接空气滤清器和节气门体,进气总管用于连接进气总管用于连接节气门体和进气歧管。节气门体和进气歧管。 ( 一一) 谐振进气系统谐振进气系统 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。从而实现启时的压力为正压。从而实现“ 气体动力增压气体动力增压”，提高，提高发动机的进气量发动机的进气量,进而改善发动机的动力性。由于进气过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程具有间歇性和周期性。致使进气歧管内产生一

10、定幅度的压力波。压力波。 此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射。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组成谐振进气系统( 图图 6 -5 ) ,并使其自振频率与气门的进并使其自振频率与气门的进气周期调谐气周期调谐,那么在特定的转速下那么在特定的转速下,就会在进气门关闭之前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在进气歧管内产生大幅度的压力波,使进气歧管的压力增使进气歧管的压力增高高,从而增加进气量。这种效应称为进气波动效应。从而增加进气量。这种效应称

11、为进气波动效应。 谐振谐振进气系统的优点是没有运动件进气系统的优点是没有运动件,工作可靠工作可靠,成本低。成本低。 但只能但只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩。增加特定转速下的进气量和发动机转矩。图图 6 -5 谐振进气系统谐振进气系统1进气导流管进气导流管;2副谐振室副谐振室;3空气滤清器空气滤清器;4空气流量传感器空气流量传感器;5主谐振室主谐振室;6进气歧管进气歧管 ( 二二) 可变进气歧管可变进气歧管 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运转时进气速度的差别,从而达到改善发动机经济性及动从而达到改善

12、发动机经济性及动力性力性,特别是改善中、低速和中、小负荷时的经济性和动特别是改善中、低速和中、小负荷时的经济性和动力性的目的力性的目的,要求发动机在中、低转速时配用细而长的进要求发动机在中、低转速时配用细而长的进气歧管气歧管, 在高速配用短而粗的进气歧管。可变进气歧管就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。是为满足这种要求而设计的。 图图 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。改变有效长度的进气歧管。图图 6 -6 可变进气歧管可变进气歧管1空气滤清器空气滤清器;2节气门节气门;3

13、转换阀转换阀;4转换阀控制机构转换阀控制机构;5发动机电子控制装置发动机电子控制装置 另一种可变进气歧管如图另一种可变进气歧管如图 6 -7 所示所示,其每个歧管都有两个其每个歧管都有两个进气通道进气通道,一长一短。一长一短。 根据发动机转速的高低根据发动机转速的高低,由旋转阀控由旋转阀控制空气经哪一个通道流进气缸。制空气经哪一个通道流进气缸。 当发动机在中、低速运当发动机在中、低速运转时转时,旋转阀将短进气通道封闭旋转阀将短进气通道封闭,空气沿长进气通道经进气空气沿长进气通道经进气道、进气门进入气缸。道、进气门进入气缸。 当发动机高速工作时当发动机高速工作时,旋转阀使长旋转阀使长进气通道短路

14、进气通道短路,将长进气通道也变为短进气通道。将长进气通道也变为短进气通道。 这时空这时空气同时经两个短进气通道进入气缸。气同时经两个短进气通道进入气缸。图图 6 -7 双通道可变进气歧管双通道可变进气歧管1短进气通道短进气通道;2旋转阀旋转阀;3长进气通道长进气通道;4喷油器喷油器;5进气道进气道;6进气门进气门 三、空气流量计三、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送至电子控制装置( ECU) 。空气量信号是用来确定基本喷。空气量信号是用来确定基本喷油量的主要依据之一。油量的主要依据之一。 空气流量计

15、按其结构不同可分为空气流量计按其结构不同可分为如下如下4 种。种。 (1 ) 翼片式空气流量计翼片式空气流量计 体积流量型体积流量型,20 世纪世纪 70 年年代应用较为广泛。代应用较为广泛。 (2 ) 卡门漩涡式空气流量计卡门漩涡式空气流量计 体积流量型体积流量型,多用于多用于三菱和丰田汽车。三菱和丰田汽车。 (3 ) 热线式空气流量计热线式空气流量计 质量流量型质量流量型,应用较为广应用较为广泛。泛。 (4 ) 热膜式空气流量计热膜式空气流量计 质量流量型质量流量型,应用较为广应用较为广泛。泛。 ( 一一) 翼片式空气流量计翼片式空气流量计 1. 结构结构 翼片式空气流量计又称活门式或叶片

16、式空气流量计翼片式空气流量计又称活门式或叶片式空气流量计,安装安装在发动机空气滤清器和进气歧管之间。在发动机空气滤清器和进气歧管之间。 它主要由翼片部它主要由翼片部分、电位计和接线插头分、电位计和接线插头 3 部分组成部分组成,如图如图 6 -8 所示。所示。 翼片翼片部分由测量叶片、缓冲叶片及壳体组成部分由测量叶片、缓冲叶片及壳体组成,如图如图 6 -9 所示。所示。 测量叶片随空气流量的变化在空气主通道内偏转测量叶片随空气流量的变化在空气主通道内偏转,当回位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弹簧的弹力与吸入空气流对测量叶片的推力平衡时,叶片叶片即处于稳定位置。即处于稳定位置

17、。图图 6 -8 翼片式空气流量计结构翼片式空气流量计结构1进气温度传感器进气温度传感器;2回位弹簧回位弹簧;3、6缓冲室缓冲室;4电位计电位计;5接线插头接线插头;7缓冲叶片缓冲叶片;8CO 调整螺钉调整螺钉;9旁通气道旁通气道;10测量叶片测量叶片图图 6 -9 翼片部分结构翼片部分结构1测量叶片测量叶片;2回位弹簧回位弹簧;3缓冲叶片缓冲叶片;4CO 调整螺钉调整螺钉 2. 工作原理工作原理 如图如图 6 -10 所示所示,翼片式空气流量计是根据空气流动产生的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压力差将翼片叶片推开的原理进行工作的,而电位计与翼而电位计

18、与翼片叶片是同轴的片叶片是同轴的, 所以当叶片偏转时所以当叶片偏转时, 电位计滑臂必然转动电位计滑臂必然转动。由于转轴一端装有螺旋回位弹簧。由于转轴一端装有螺旋回位弹簧,当其弹力与吸入空气当其弹力与吸入空气量对测量叶片产生的推力平衡时量对测量叶片产生的推力平衡时,测量叶片就会处于某一测量叶片就会处于某一个稳定偏转位置个稳定偏转位置,而电位计滑臂也处于镀膜电阻的某一对而电位计滑臂也处于镀膜电阻的某一对应位置。应位置。图图 6 -10 翼片式空气流量计工作原理翼片式空气流量计工作原理 ( 二二) 卡门漩涡式空气流量计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卡门漩涡式

19、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。气流量的装置。 在流量计进气道的正中央有一个流线形在流量计进气道的正中央有一个流线形或三角形的立柱或三角形的立柱,称为涡源体。称为涡源体。 当均匀的气流流过涡源体当均匀的气流流过涡源体时时,在涡源体下游的气流中会产生一列不对称却十分规则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的空气漩涡,即所谓的卡门涡流。即所谓的卡门涡流。 据卡门涡流理论据卡门涡流理论,此漩涡此漩涡移动的速度与空气流速成正比移动的速度与空气流速成正比,即在单位时间内流过涡源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。体下游某点的漩涡数量与空气

20、流速成正比。 因此因此,通过测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。量。 对于一台具体的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,有如下关系式有如下关系式 式中式中 V 空气的流速空气的流速; d 涡流发生器的外径尺寸涡流发生器的外径尺寸; f 漩涡产生的频率数漩涡产生的频率数; St 斯特罗巴尔数。斯特罗巴尔数。 由这个关系式可知由这个关系式可知,体积流量与卡门涡流传感器的输出频体积流量与卡门涡流传感器的输出频率成正比。率成正比。 利用这个原理我们只要检测卡门漩涡的频率利用这个原理我们只要检测卡门漩涡的频率

21、 f,就可以求出空气流量。就可以求出空气流量。 根据漩涡频率检测方式的不同根据漩涡频率检测方式的不同, 汽车用涡流式空气流量传汽车用涡流式空气流量传感器分为光学检测式感器分为光学检测式 ( 图图6 -11 ) 和超声波检测式和超声波检测式( 图图 6 -12 ) 两种。两种。图图 6 -11 反光镜式检测方式反光镜式检测方式1反光镜支撑杆反光镜支撑杆;2光电管光电管;3板簧板簧;4反光镜反光镜;5涡流发生器涡流发生器;6导压孔导压孔图图 6 -12 超声波式检测方式超声波式检测方式1整流网整流网;2涡流发生器涡流发生器;3超声波发生器超声波发生器;4涡流涡流;5超声波接收器超声波接收器 1.

22、反光镜式卡门漩涡式空气流量计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发生器两侧的压力变化,通过导压孔引向薄金属制成的反通过导压孔引向薄金属制成的反光镜表面光镜表面,使反光镜产生振动。使反光镜产生振动。 反光镜振动时反光镜振动时,将发光管投将发光管投射的光周期反射给光电管射的光周期反射给光电管,对反光信号的频率进行检测对反光信号的频率进行检测,便便可以求得进气量。可以求得进气量。 2. 超声波式卡门漩涡式空气流量计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

23、利用卡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。门漩涡引起的空气密度变化进行测量的。 在空气流动方在空气流动方向的垂直方向安装有超声波发生器向的垂直方向安装有超声波发生器,在其对面安装超声波在其对面安装超声波接收器。接收器。 在发动机运行时在发动机运行时,超声波发生器不断地发出一定超声波发生器不断地发出一定频率的超声波频率的超声波,超声波穿过漩涡时超声波穿过漩涡时,由于受到漩涡造成的空由于受到漩涡造成的空气密度变化的涡流影响气密度变化的涡流影响,其相位随空气密度的变化将发生其相位随空气密度的变化将发生偏移偏移,由此形成疏密波。由此形成疏密波。 发动机

24、发动机 ECU 根据超声波接收器收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到的疏密波便可以计算出卡门漩涡的频率,进而求得进气进而求得进气量。量。 ( 三三) 热线式空气流量计热线式空气流量计 1. 结构结构 热线式空气流量计主要由取样管、热线式空气流量计主要由取样管、 热线测量电路、热线测量电路、 连接连接器和防护网等组成器和防护网等组成, 如图如图 6 - 13所示。所示。图图 6 -13 主流式热线式空气流量计结构主流式热线式空气流量计结构1防护网防护网;2取样管取样管;3连接器连接器;4热线测量电路热线测量电路 2. 工作原理工作原理 热线式空气流量计是利用空气流过热金属线

25、时的冷却效应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。工作的。 将一根铂丝热线置于进气空气流中将一根铂丝热线置于进气空气流中,在恒定电流在恒定电流通过铂丝使其加热后通过铂丝使其加热后,如果流过铂丝周围的空气增加如果流过铂丝周围的空气增加,金属金属丝温度就会降低。丝温度就会降低。 要使铂丝的温度保持恒定要使铂丝的温度保持恒定, 就应根据空就应根据空气量调节热线的电流气量调节热线的电流, 空气流量越大空气流量越大,需要的电流越大。需要的电流越大。 图图 6 - 14 是主流测量方式的热线式空气流量计的工作原理图是主流测量方式的热线式空气流量计的工作原理图。 图图 6 -14 热线式

26、空气流量计测量原理热线式空气流量计测量原理 ( 四四) 热膜式空气流量计热膜式空气流量计 热膜式空气流量计的结构如图热膜式空气流量计的结构如图 6 - 15 所示所示,它的工作原理与它的工作原理与热线式空气流量计基本相同。热线式空气流量计基本相同。 热膜式空气流量计的主要热膜式空气流量计的主要特点是特点是: 发热体由热线改为热膜发热体由热线改为热膜, 热膜为固定在薄树脂膜上热膜为固定在薄树脂膜上的金的金 属属 铂铂 ( 或或 者者 用用 厚厚 膜膜 工工 艺艺 将将 热热 线、线、 冷线、精密电冷线、精密电阻镀在一块陶瓷片上阻镀在一块陶瓷片上) , 它有效地降低了制造成本。它有效地降低了制造成

27、本。 发热发热体不直接承受空气流动所产生的作用力体不直接承受空气流动所产生的作用力, 从而提高了发热从而提高了发热体的强度和工作可靠性体的强度和工作可靠性, 且结构简单且结构简单, 使用寿命长使用寿命长,不易受不易受尘埃污染。尘埃污染。 采用这种空气流量计的典型实例是上海大众采用这种空气流量计的典型实例是上海大众的桑塔纳的桑塔纳 2000 型时代超人发动机。型时代超人发动机。 四、进气歧管压力传感器四、进气歧管压力传感器 D 型汽油喷射系统不设空气流量计型汽油喷射系统不设空气流量计,而是利用进气歧管压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力传感器测量节气门后进气管内的绝对压力

28、,并以此作为并以此作为电控项目计算喷油量的主要参数。电控项目计算喷油量的主要参数。 进气歧管压力传感器进气歧管压力传感器种类较多种类较多,应用最广泛的是半导体压敏电阻式压力传感器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半导体压敏电阻式压力传感器的结构如图 6 -16 所示所示,它由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。成。图图 6 -16 半导体压敏电阻式压力传感器的结构半导体压敏电阻式压力传感器的结构1、6滤清器滤清器;2外壳外壳;3过滤器过滤器;4混合集成电路混合集成电路;5压力转

29、换元件压力转换元件 压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。 硅硅膜片为边长约膜片为边长约 3 mm 的正方形的正方形,其中部经光刻腐蚀形成直其中部经光刻腐蚀形成直径约径约 2 mm、厚约、厚约 50 m 的薄膜。的薄膜。 在膜片表面规定位置有在膜片表面规定位置有 4 个应变电阻个应变电阻,以惠斯通电桥方式连接。以惠斯通电桥方式连接。 压敏电阻式压力压敏电阻式压力传感器工作原理如图传感器工作原理如图 6 -17 所示。所示。 硅膜片的一侧是真空室硅膜片的一侧是真空室,另一侧导入进气歧管压力。另一侧导入进气歧管压力。 进气歧管侧的绝对压力进气歧

30、管侧的绝对压力( 即进即进气歧管压力气歧管压力) 越高越高,硅膜片的变形量越大。硅膜片的变形量越大。 其变形量与压其变形量与压力成正比力成正比,膜片上的应变电阻阻值的变化也与变形的变化膜片上的应变电阻阻值的变化也与变形的变化成正比。成正比。 这样就可利用惠斯通电桥将硅膜片的变形量转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。换成电信号。 由于压力转换元件输出的电信号很弱由于压力转换元件输出的电信号很弱,所以所以需用混合集成电路进行放大后才能输出。需用混合集成电路进行放大后才能输出。图图 6 -17 半导体压敏电阻式压力传感器的原理半导体压敏电阻式压力传感器的原理 五、温度传感器五、温度

31、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及排气净化处理,需要能够连续精确地测量发动机冷却水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。温度、进气温度的传感器。 汽车发动机用的冷却液温度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传感器和进气温度传感器工作原理相似,分别如图分别如图 6 -18 和和图图 6 -19 所示。所示。图图 6 -18 冷却液温度传感器冷却液温度传感器图图 6 -19 进气温度传感器进气温度传感器 六、节气门体与节气门位置传感器六、节气门体与节气门位置传感器 (

32、 一一) 节气门体节气门体 节气门体安装在空气流量计之后的进气管上节气门体安装在空气流量计之后的进气管上,用于控制发用于控制发动机正常运行工况下的进气量动机正常运行工况下的进气量,主要由节气门、怠速旁通主要由节气门、怠速旁通气道、节气门位置传感器、怠速控制阀等组成。气道、节气门位置传感器、怠速控制阀等组成。 ( 二二) 节气门位置传感器节气门位置传感器 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慢,是是 ECU 感知负荷大小的输入信号。感知负荷大小的输入信号。 它安装在节气门体它安装在节气门体上上,通过节气门轴与节气门联动。通过节气门

33、轴与节气门联动。 汽油机电控系统中使用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的节气门位置传感器一般有两种类型:线性输出型节气门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。位置传感器和开关量输出型节气门位置传感器。 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 线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计线性输出型节气门位置传感器是一个线性电位计,由节气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器的结构如图 6 - 20 所示所示,当节气门开度不同时当节气门开度不同时,电位计输电位

34、计输出的电压也不同出的电压也不同,从而将节气门由全闭到全开的各种开度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转换为大小不等的电压信号传输给电控项目,使其精确地使其精确地判定发动机的运行工况。判定发动机的运行工况。图图 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的结构1电阻器电阻器;2IDL 滑动触点滑动触点;3VTA 滑动触点滑动触点 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电刷触点,位于基板上的电阻体、壳体及引出线插座等构位于基板上的电阻体、壳体及引出线插座等构成。

35、成。 动触点在电阻器上滑动动触点在电阻器上滑动,利用电阻值的变化利用电阻值的变化,输出与节输出与节气门开度相对应的电压气门开度相对应的电压,根据此电压根据此电压 ECU 就可以知道节气就可以知道节气门的开度。门的开度。 但实际上反映节气门开度的电阻器的电阻值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总是存在一些偏差,这样将会影响节气门开度检测的准确这样将会影响节气门开度检测的准确性。性。 为了能够准确地检测出对为了能够准确地检测出对 ECU 确定控制方式和喷油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修正具有重要影响的节气门全闭的位置,传感器另设一个传感器另设一个怠速触点

36、怠速触点,该触点只有当节气门完全关闭时才被接通。该触点只有当节气门完全关闭时才被接通。 线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。所示。图图 6 -21 线性输出型节气门位置传感器电路线性输出型节气门位置传感器电路原理和输出特性原理和输出特性 2. 开关量输出型节气门位置传感器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这种节气门位置传感器实质上是一种转换开关,又称为节又称为节气门开关。气门开关。 这种节气门位置传感器包括动触点、怠速触这种节气门位置传感器包括动触点、怠速触点、满负荷触点点、

37、满负荷触点,其结构和输出特性如图其结构和输出特性如图 6 -22 所示。所示。 利用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。荷状态。 一般将动触点称为一般将动触点称为 TL 触点触点,怠速触点称为怠速触点称为 IDL 触触点点,满负荷触点称为满负荷触点称为 PSW 触点。触点。图图 6 -22 开关量输出型节气门位置传感器的开关量输出型节气门位置传感器的结构和输出特性结构和输出特性1节气门轴节气门轴;2TL 触点触点;3IDL 触点触点;4连接插座连接插座;5PSW 触点触点;6导向凸轮槽导向凸轮槽;7节气门节气门 七、怠

38、速控制阀七、怠速控制阀 怠速控制怠速控制( ISC) 是通过调节空气通道面积以控制进气流量是通过调节空气通道面积以控制进气流量的方法。的方法。 控制空气量的执行机构控制空气量的执行机构,大致可分为两种大致可分为两种:一种是一种是控制节气门最小开度的节气门直动式控制节气门最小开度的节气门直动式;另一种是控制节气另一种是控制节气门旁通气道中空气流量的旁通空气式。门旁通气道中空气流量的旁通空气式。 ( 一一) 节气门直动式节气门直动式( 以桑塔纳以桑塔纳 2000 GSi 发动机为例发动机为例) 桑塔纳桑塔纳 2000 GSi 发动机采用了全封闭式不可分解的节气发动机采用了全封闭式不可分解的节气门控

39、制组件。门控制组件。 节气门控制组件既是执行器又是传感器节气门控制组件既是执行器又是传感器,它它的结构如图的结构如图 6 -23 所示。所示。图图 6 -23 节气门控制组件的结构节气门控制组件的结构1节气门拉索轴节气门拉索轴;2节气门节气门;3节气门定位电位计节气门定位电位计;4紧急运行弹簧紧急运行弹簧;5怠速开关怠速开关;6节气门电位计节气门电位计;7节气门定位器节气门定位器 ( 二二) 旁通空气式旁通空气式 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构,这里主要介绍步进电机式怠速控制装置。这里主要介绍步进电机式怠速控制装置。 1

40、. 结构结构 如图如图 6 -24 所示所示,步进电机式怠速控制阀安装在进气室或节步进电机式怠速控制阀安装在进气室或节气门阀体上。气门阀体上。 为了控制发动机怠速运转的速度为了控制发动机怠速运转的速度,根据来自根据来自发动机发动机 ECU 的信号的信号,怠速控制阀增加或减少流过节气门旁怠速控制阀增加或减少流过节气门旁通通道的空气量。通通道的空气量。图图 6 -24 步进电机式怠速控制系统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这种怠速控制阀有一个内置步进电动机,其结构如图其结构如图 6 - 25 所示所示,主要由永久磁铁做成的转子、激磁线圈构成的定子主要由永久磁铁做成的转子、

41、激磁线圈构成的定子、进给丝杆机构等组成。、进给丝杆机构等组成。图图 6 -25 步进电动机的结构步进电动机的结构1进给丝杆机构进给丝杆机构;2轴承轴承;3转子转子;4定子线圈定子线圈;5弹簧弹簧;6阀轴阀轴;7接线插座接线插座 转子由永久磁铁构成转子由永久磁铁构成,N 极和极和 S 极在圆周上相间排列极在圆周上相间排列,共有共有 8 对磁极。对磁极。 定子由定子由 A、B 两个定子组成两个定子组成,其内绕有其内绕有 A、B 两两组线圈组线圈,线圈由导磁材料制成的爪极包围线圈由导磁材料制成的爪极包围,如图如图 6 - 26 所示所示。每个定子各有。每个定子各有 8 对爪极对爪极,每对爪极每对爪极

42、( N 极与极与 S 极极) 之间的之间的间距为一个爪的宽度间距为一个爪的宽度,A、B 两定子爪极相差一个爪的相位两定子爪极相差一个爪的相位,构成一体安装在外壳上。构成一体安装在外壳上。 爪极的极性是变换的爪极的极性是变换的,由由 ECU 输输出的控制定子相线绕组的电压脉冲决定。出的控制定子相线绕组的电压脉冲决定。 A、B 两个定子两个定子绕组分别由绕组分别由 1 、3 相绕组和相绕组和 2 、4 相绕组构成相绕组构成,由由ECU 内晶内晶体三极管控制各相绕组的搭铁。体三极管控制各相绕组的搭铁。图图 6 -26 步进电机转子、定子结构步进电机转子、定子结构1转子转子;2线圈线圈 A;3线圈线圈

43、 B;4爪极爪极 2. 工作原理工作原理 定子线圈相线控制电路如图定子线圈相线控制电路如图 6 -27 所示所示,欲使步进电动机正欲使步进电动机正转时转时,相线控制脉冲按相线控制脉冲按 1 -2 -3 -4 相顺序依次延迟相顺序依次延迟 90相位相位角角,定子上定子上 N 极向右移动极向右移动,转子随之正转转子随之正转;反之反之,欲使步进电欲使步进电动机反转时动机反转时,相线控制脉冲按相线控制脉冲按 4 -3 -2 -1 相顺序依次超前相顺序依次超前 90相位角相位角,定子上定子上 N 极向左移动极向左移动,转子随之反转。转子随之反转。图图 6 -27 定子线圈相线绕组控制电路定子线圈相线绕组

44、控制电路 一、检修进气系统一、检修进气系统 1. 检查进气系统检查进气系统 (1 ) 检查空气滤清器滤芯是否脏污检查空气滤清器滤芯是否脏污,必要时用压缩空气吹净必要时用压缩空气吹净或更换。或更换。 (2 ) 检查进气系统各连接部位是否连接可靠检查进气系统各连接部位是否连接可靠,密封垫是否完密封垫是否完好。好。 (3 ) 检查节气门体内腔的积垢和结胶情况检查节气门体内腔的积垢和结胶情况,必要时进行清洗必要时进行清洗。 2. 清洁进气系统清洁进气系统 汽车每行驶一定里程汽车每行驶一定里程( 一般为一般为 25 000 km) 后后,应对进气歧管应对进气歧管和气缸盖上进气口处的积炭进行清除。和气缸盖

45、上进气口处的积炭进行清除。 方法是方法是:使用电动使用电动钢丝刷或用钝口刮刀刮除钢丝刷或用钝口刮刀刮除;也可将进气歧管放入化学溶液也可将进气歧管放入化学溶液槽中浸泡槽中浸泡 2 3 h,使积炭软化后再清除。使积炭软化后再清除。 3. 检修进气歧管检修进气歧管 当进气歧管有裂纹时当进气歧管有裂纹时,由于气缸额外进入空气由于气缸额外进入空气,会使发动机会使发动机工况变坏工况变坏,应对裂纹部位进行修复或更换。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进气歧管安装部位发生翘曲变形( 检查方法和气缸盖相同检查方法和气缸盖相同) ,当变形量超过当变形量超过 0. 4 mm 时时,必须进行修

46、整。必须进行修整。 4. 安装进气歧管安装进气歧管 进气歧管经清洁检修后进气歧管经清洁检修后,装回到发动机上时应注意以下几装回到发动机上时应注意以下几点。点。 (1 ) 进气衬垫应换用新件。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。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紧固进气歧管螺栓时,应从中间向两端均匀地拧紧应从中间向两端均匀地拧紧,最最后按规定的力矩拧紧。后按规定的力矩拧紧。 二、检测空气流量计二、检测空气流量计 以桑塔纳以桑塔纳 2000 GSi 轿车轿车 AJR 发动机热膜式空气流量计为例发动机热膜式空气流量计为例,插头端子与连接

47、电路如图插头端子与连接电路如图6 -28所示。所示。图图 6 -28 桑塔纳桑塔纳 2000GSi 轿车轿车 AJR 发动机热膜发动机热膜式空气流量计插头端子与连接电路式空气流量计插头端子与连接电路1空端子空端子;2+12V 电源电源;3负信号线负信号线;4+5V 电源电源;5正信号线正信号线 1. 检查电路连接情况检查电路连接情况 检查空气流量计与检查空气流量计与 ECU 的连接导线是否正常的连接导线是否正常,以及插接器以及插接器插接是否可靠。插接是否可靠。 相关端子间的线路相关端子间的线路,其电阻值应小于其电阻值应小于 1。 2. 检查外观检查外观 检查空气流量计的防护网、热膜有无异常检查

48、空气流量计的防护网、热膜有无异常,若有则应更换若有则应更换空气流量计。空气流量计。 3. 就车检测就车检测 (1 ) 拔下空气流量计上的导线连接器拔下空气流量计上的导线连接器,启动发动机启动发动机,用万用用万用表直流电压挡测量空气流量计导线连接器端子表直流电压挡测量空气流量计导线连接器端子 2 与搭铁线与搭铁线间的电压间的电压,应大于应大于 11.5 V;或者用发光二极管试灯连接空气或者用发光二极管试灯连接空气流量计导线连接器端子流量计导线连接器端子 2 和发动机搭铁点和发动机搭铁点,试灯应亮。试灯应亮。 否否则则,应检查熔断丝、油泵继电器及其连接线路。应检查熔断丝、油泵继电器及其连接线路。

49、(2 ) 打开点火开关打开点火开关,用万用表测量空气流量计导线连接器端用万用表测量空气流量计导线连接器端子子 4 与搭铁点间的电压与搭铁点间的电压,其值约为其值约为 5 V。 否则否则,应检查连接应检查连接线路线路,如连接线路正常如连接线路正常,则更换则更换 ECU。 4. 车下检测车下检测 (1 ) 拆下空气流量计拆下空气流量计,在空气流量计插座端子在空气流量计插座端子 4 与搭铁线之与搭铁线之间加间加 5 V直流电压直流电压,端子端子 2与搭铁线之间加与搭铁线之间加 12 V 直流电压。直流电压。 (2 ) 用电吹风向空气流量计内吹风用电吹风向空气流量计内吹风,同时用万用表直流电压同时用万

50、用表直流电压挡测量端子挡测量端子 5 与与 3 之间的电压。之间的电压。 改变吹风距离改变吹风距离,电压表读电压表读数应能平稳缓慢地变化数应能平稳缓慢地变化,距离接近时电压升高距离接近时电压升高,离远时电压离远时电压下降下降,否则应更换空气流量计。否则应更换空气流量计。 三、检测进气歧管绝对压力传感器三、检测进气歧管绝对压力传感器 以丰田皇冠以丰田皇冠 3.0 轿车轿车 2 JZ-GE 发动机用压阻效应式进气歧发动机用压阻效应式进气歧管绝对压力传感器为例管绝对压力传感器为例,该传感器与该传感器与 ECU 的连接电路如图的连接电路如图 6 -29 所示。所示。图图 6 -29 压阻效应式进气歧管

51、绝压阻效应式进气歧管绝对压力传感器与对压力传感器与 ECU 的连接电的连接电 1. 检测电源电压检测电源电压 (1 ) 将点火开关置于将点火开关置于“ OFF” 位置位置,拔下进气歧管绝对压力拔下进气歧管绝对压力传感器的导线连接器。传感器的导线连接器。 (2 ) 然后将点火开关置于然后将点火开关置于“ ON” 位置位置,不启动发动机不启动发动机,用万用万用表直流电压挡测量导线连接器中电源端用表直流电压挡测量导线连接器中电源端 VC 和接地端和接地端 E2 之间的电压之间的电压,其值应为其值应为 5 V。 (3 ) 如有异常如有异常,应检查进气歧管绝对压力传感器与应检查进气歧管绝对压力传感器与

52、ECU 之间之间的线路是否导通。的线路是否导通。 若断路若断路,应更换或修理线束。应更换或修理线束。 2. 检测输出电压检测输出电压 (1 ) 将点火开关置于将点火开关置于“ ON” 位置位置,但不启动发动机但不启动发动机,拆下连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。接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管。 (2 ) 在在 ECU 导线连接器侧用万用表电压挡测量进气歧管绝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对压力传感器 PIM 端子与端子与E2 端子间在大气压力状态下的端子间在大气压力状态下的输出电压输出电压,并记下这一电压值。并记下这一电压值。 (3 )

53、用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空,从从 13. 3 kPa ( 100 mmHg) 起起,每次递增每次递增 13. 3 kPa(100 mmHg) ,一直增加到一直增加到 66. 7 kPa(500 mmHg) 为止为止,然后测量在不同真然后测量在不同真空度下进气歧管压力传感器空度下进气歧管压力传感器 PIM 端子与端子与 E2 端子间的输出端子间的输出电压。电压。 该电压应能随真空度的增大而不断下降。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将不同真空度下的输出电压下降量与标准值相比较,如如

54、不符不符,应更换进气歧管压力传感器。应更换进气歧管压力传感器。 皇冠皇冠 3. 0 轿车轿车 2 JZ-GE 发动机进气歧管绝对压力传感器的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真空度与输出电压的关系如表 6 -1 所示。所示。表表 6 -1 进气歧管绝对压力传感器的真空度与输出电压的关进气歧管绝对压力传感器的真空度与输出电压的关 四、检测温度传感器四、检测温度传感器 进气温度传感器和冷却液温度传感器与进气温度传感器和冷却液温度传感器与 ECU 的连接电路的连接电路相同相同( 图图 6 - 30 ) ,其检测方法也一致其检测方法也一致,下面以冷却液温度传下面以冷却液温度传感器

55、为例进行说明。感器为例进行说明。图图 6 -30 冷却液温度传感器与冷却液温度传感器与 ECU 的连接电路图的连接电路图 1. 检查冷却液温度传感器的电源电压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。拆开冷却液温度传感器的插接器。 (2 ) 接通点火开关接通点火开关, 用电压表测量线束插接器上两端子之用电压表测量线束插接器上两端子之间的电压间的电压( 传感器的电源电压传感器的电源电压) 。 正常情况下正常情况下,该电压值应该电压值应为为 5 V,若电压值不正常若电压值不正常,则应检查相关的线路。则应检查相关的线路。 2.检查冷却液温度传感器的信号电压检查冷却液温度

56、传感器的信号电压 (1 ) 连接好冷却液温度传感器的插接器。连接好冷却液温度传感器的插接器。 (2 ) 接通点火开关接通点火开关,用电压表测量线束插接器上两端子之间用电压表测量线束插接器上两端子之间的电压。的电压。 当水温为当水温为 80 时时,该电压值应为该电压值应为 0. 2 1. 0 V。 3. 检查冷却液温度传感器的工作特性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。拆下冷却液温度传感器。 (2 ) 按图按图 6 -31 所示方法对水加热所示方法对水加热,用万用表的用万用表的 挡测量不挡测量不同水温下冷却液温度传感器的电阻值同水温下冷却液温度传感器的电阻值,并将其与

57、标准值对并将其与标准值对比比,即可判定冷却液温度传感器是否正常。即可判定冷却液温度传感器是否正常。图图 6 -31 冷却液温度传感器电阻的动态检测冷却液温度传感器电阻的动态检测表表 6 -2 桑塔纳桑塔纳 2000GSi 轿车轿车 AJR 发动机冷却液温度传感器检测数据发动机冷却液温度传感器检测数据 五、检测节气门位置传感器五、检测节气门位置传感器 以综合式节气门位置传感器为例以综合式节气门位置传感器为例,传感器与传感器与 ECU 的连接电的连接电路如图路如图 6 -32 所示。所示。图图 6 -32 综合式节气门位置传感综合式节气门位置传感器与器与 ECU 的连接电路的连接电路 1. 检查搭

58、铁电路检查搭铁电路 (1 ) 断开点火开关断开点火开关,拆下传感器导线连接器。拆下传感器导线连接器。 (2 ) 用万用表的用万用表的 挡检查节气门位置传感器线束插接器挡检查节气门位置传感器线束插接器 E2 端子与端子与 ECU 的的 E2 端子之间的导线、端子之间的导线、ECU 的的 E1 端子与车身端子与车身搭铁部位之间的导线连接情况搭铁部位之间的导线连接情况,应导通。应导通。 2. 检查电压检查电压 (1 ) 插好节气门位置传感器的导线连接器插好节气门位置传感器的导线连接器,将点火开关置于将点火开关置于“ ON” 位置但不启动发动机。位置但不启动发动机。 (2 ) 转动节气门转动节气门,用

59、万用表的直流电压挡分别检测线束插接用万用表的直流电压挡分别检测线束插接器上器上 IDL、VC、VTA 这这 3 个端子与车身之间的电压个端子与车身之间的电压,其值应其值应符合表符合表 6 -3 中的要求。中的要求。表表 6 -3 综合式节气门位置传感器各端子电压综合式节气门位置传感器各端子电压 3.检查传感器检查传感器 (1 ) 检查怠速触点导通性检查怠速触点导通性 将点火开关置于将点火开关置于“ OFF” 位置位置,拔去节气门位置传感器的拔去节气门位置传感器的导线连接器。导线连接器。 用万用表的用万用表的 挡在节气门位置传感器连接器上测量怠速挡在节气门位置传感器连接器上测量怠速触点触点 ID

60、L 的导通情况的导通情况,如图如图6 -33 所示。所示。 当节气门全闭时当节气门全闭时, IDL - E2 端子间应导端子间应导 通通 ( 电电 阻阻 值值 为为 0 ) ; 当节气门打开时当节气门打开时,IDL-E2 端子间应不导通端子间应不导通( 电阻值为电阻值为 ) 。 否则应更换节气否则应更换节气门位置传感器。门位置传感器。图图 6 -33 节气门位置传感器的检查节气门位置传感器的检查 (2 ) 检查线性电位计电阻检查线性电位计电阻 点火开关置于点火开关置于“ OFF” 位置位置,拔去节气门位置传感器的导拔去节气门位置传感器的导线连接器线连接器,用万用表的用万用表的 挡测量线性电位计