项目三空气供给系统的维修

1、 主编:孟庆双图3-1空气供给系统【项目描述】 空气供给系统是汽油发动机管理系统的重要组成部分，其作用是根据发动机的不同工况，提供适量的空气。空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计(或进气压力传感器)、进气总管、节气门体、进气歧管和节气门位置传感器等组成，如图3-1所示。学习空气供给系统的结构及功能，对于正确快速地进行故障诊断和检测十分重要。【知识要点】1.了解空气供给系统的基本组成。2.掌握空气供给系统的基本原理。【技能要点】1.识记空气供给系统的元件组成及其安装位置。2.能够对空气供给系统及各元件进行正确的检测和维修。【知识准备】 前已述及，根据进气量检测方式不同可将燃油喷射系统分为D型

2、和LH型两种。 D型燃油喷射系统中空气供给系统的组成如图3-2所示，它利用进气压力传感器间接测量进入气缸的空气量，属于速度密度型(间接测量方式)燃油喷射系统。图3-2D型燃油喷射系统中空气供给系统的组成图3-3LH型燃油喷射系统中空气供给系统的组成LH型燃油喷射系统中空气供给系统的组成如图3-3所示，它利用空气流量计直接测量进入气缸的空气量，属于质量流量型燃油喷射系统(直接测量方式)。1.空气流量计(1)结构空气流量计安装在节气门前方，用于测量流经节气门的空气量。热线式空气流量计由白金（铂）热线、白金冷线（温度补偿电阻）、精密电阻、集成电路控制板、防护网、取样管和电插接器等组成，如图3 4所示

3、。图3-4热线式空气流量计(2)工作原理在图3-5所示的电路中，电桥处于平衡状态时，热线与冷线的温度相差保持100。只要测量精密电阻两端的电压降，即可通过计算得知空气的质量流量。热膜式空气流量计的结构如图3-6所示，其工作原理与热线式空气流量计基本相同，由于其成本低，工作可靠，目前广泛采用。图3-5热线式空气流量计结构原理图图3-6热膜式空气流量计的结构2.进气压力传感器(1)结构进气压力传感器安装在节气门后面的进气总管上，用于间接测量进入气缸的空气量。进气压力传感器由压力转换元件和把转换元件输出信号进行放大的混合集成电路组成，如图3-7所示。图3-7进气压力传感器实物图(2)工作原理压敏电阻

4、式进气压力传感器的压力转换元件是利用半导体的压电效应制成的硅膜片，如图3-8所示。信号电压具有随进气歧管绝对压力的增大呈线性增大的特性，即从怠速工况下节气门全闭时的11.5V变化至节气门全开时的4.55V。图3-8进气压力传感器的结构原理图a)结构图b)电路示意图3.怠速控制装置(1)步进电动机式怠速控制阀步进电动机式怠速控制阀主要由步进电动机和把旋转运动转换成直线运动的进给丝杠及阀门等部分组成，如图3-9所示。步进电动机式怠速控制阀的结构与工作原理如图3 10和图3 11所示。图3-9步进电动机式怠速控制阀实物图图3-11步进电动机式怠速控制阀的工作原理图图3-10步进电动机式怠速控制阀的结

5、构(2)节气门直动式怠速控制装置节气门直动式怠速控制装置通过直接改变节气门的开度来调节怠速空气量，实现怠速转速控制。节气门直动式怠速控制装置的结构如图3 12所示。图3-12节气门直动式怠速控制装置的结构图3-13节气门直动式怠速控制装置的基本原理图 怠速开关闭合时，发动机ECU识别为怠速状态。节气门定位器(又称怠速电动机)的直流电动机在发动机ECU控制下实现正反向转动，经齿轮传动改变节气门的开度。发动机ECU将节气门当前位置与理想怠速下的设定位置比较后，即可确定准确的怠速节气门位置，如图3-13所示。4.可变进气系统(1)可变进气管长度控制系统可变进气管长度又称双进气道进气歧管，其特点是能够

6、在长进气道和短进气道之间进行切换。可变进气管长度的谐波增压装置由真空电磁阀、真空拉力器、进气控制阀、真空罐、长进气道和短进气道等组成，如图3-14所示。图3-14可变进气管长度的谐波增压装置图3-15可变进气管长度谐波增压装置的工作原理图a)发动机低速运转b)发动机高速运转 ECU根据发动机转速信号，通过谐波增压真空电磁阀控制6个进气控制阀的开闭。如图3-15所示，发动机低速运转时，进气控制阀关闭，使用细长管道，有利于提高进气涡流，获得最大转矩；发动机高速运转时，进气控制阀完全打开，进气歧管由细长管道转换为短粗管道，有利于提高充气效率，以获得较高的输出功率。(2)可变进气道截面积控制系统1)当

7、发动机在低速、小负荷工况时，ECU的控制信号使真空电磁阀关闭，在真空拉力器的作用下，使进气控制阀处于关闭位置，进气道截面积变小，提高了进气流速和进气惯性，提高了发动机的充气效率，如图3-16a所示。2)当发动机在高速、大负荷工况时，ECU的控制信号使真空电磁阀开启，在真空拉力器的作用下，使进气控制阀打开，进气道截面积变大，减小了进气阻力，提高了发动机进气量，有助于改善发动机的高速性能，如图3-16b所示。图3-16可变进气道截面积控制系统a)低速、小负荷工况b)高速、大负荷工况5.废气涡轮增压控制系统(1)结构与安装位置废气涡轮增压装置由涡轮增压器、旁通电磁阀、促动器和排气旁通阀等组成，如图3

8、-17所示。涡轮增压器由涡轮和压气机组成，如图3-18所示。涡轮与压气机的叶轮同轴，转速高达100 000r/min以上，普通轴承难以承受，所以采用浮式滑动轴承。废气涡轮增压装置的安装位置如图3-19所示。图3-17废气涡轮增压装置的结构组成图3-18大众Bora发动机的涡轮增压器图3-19废气涡轮增压装置的安装位置图3-20废气涡轮增压装置的工作过程(2)工作原理涡轮增压器实质上是一种空气压缩机。它利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压后进入气缸或节气门前方，如图3-20所示。6.可变配气相位控制系统(1)可变气门

9、升程机构装有VTEC(可变气门正时和升程电子控制)系统的本田乘用车发动机每一个气缸都装有两个进气门和两个排气门，两个进气门有主进气门和次进气门之分,主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门；中间摇臂在主、次摇臂之间，不与任何气门直接接触；相应凸轮轴上的凸轮也有主凸轮、中间凸轮和次凸轮之分，如图3-21所示。图3-21传统配气机构与VTEC机构的区别a)传统配气机构b)VTEC机构图3-22VTEC系统的工作原理及电路工作过程：VTEC系统是由发动机ECU根据转速信号、车速信号、冷却液温度信号和发动机负荷信号进行控制的，如图3-22所示。(2)可变配气正时机构1)可变气门正时(VVT)系统包括ECU、凸轮轴正时机油控制阀(OCV)和VVT-i控制器，如图3-23所示。凸轮轴正时机油控制阀的安装位置和实物如图3-24和图3-25所示。VVT-i控制器由叶片部分和壳体部分等组成，叶片部分与凸轮轴作为一个整体一同被驱动，壳体与链轮一体由正时链条来驱动，如图3-26a所示。图3-23可变气门正时(VVT)系