第二节发动机爆燃

第二节发动机爆燃第一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

爆震定义：汽缸内未燃部分混合气的在火焰前峰到来之前自行燃烧，在汽缸内形成无方向的爆炸燃烧，简称爆燃，又因为爆燃时会引起强烈的振动，并伴有强烈的金属敲击声，又称为爆震。

爆震的危害：一是爆震破坏发动机的正常燃烧，从而使发动机动力性、经济性变差，排污加重；二是爆震燃烧是在局部产生强烈的冲击波，将破坏发动机汽缸壁上的润滑油膜，使发动机工作条件恶化；三是爆震燃烧容易造成发动机过热．使各部机件热负荷增加，冷却水温度失去控制，时间长后，将会造成冷却水沸腾而使发动机无法工作。

第二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五影响因素：点火时刻；点火时刻提前角预防措施：减小点火提前角，可防止爆震，发动机转矩降低。第三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

爆震控制：使点火时刻到爆震边缘只有一个较小余量，即可控制爆震发生又可有效得到发动机的输出功率。控制方法：利用爆震传感器感知发动机有无爆震现象，并将信号送至ECU，ECU利用此信号调整点火提前角。有：推迟点火；无：提前点火，以保证点火提前角都处于接近发生爆震的最佳角度。爆震检测：气缸压力检测；

发动机机体振动检测；燃烧噪声检测第四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五爆震传感器的作用

检测发动机的燃烧过程中是否发生爆震，并把爆震信号输送给发动机ECU作为修正点火提前角的重要参考信号。1、爆震传感器（EGS）

爆震传感器的分类1、磁致伸缩式爆震传感器2、压电式：非共振型压电式爆震传感器共振型压电式爆震传感器第五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五爆震传感器的安装位置：

发动机缸体上第六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五（1）、磁致伸缩式爆震传感器第七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五信号输出特点第八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五（2）．非共振型压电式爆震传感器第九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五传感器的信号输出特点该爆震传感器的突出优点是检测频率范围宽，可设计成由零至数十千赫兹，能检测很宽频带的发动机振动频率。当用于不同的发动机上时，只需将滤波器的过滤频率调整即可使用，而不需更换传感器。第十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五（3）共振型压电式爆震传感器共振型压电式爆震传感器的结构如图所示，主要由压电元件和振荡片组成。压电元件紧压在振荡片上，振荡片又固定在传感器的基座上。振荡片随发动机的振动而振荡，波及压电元件，使其变形而产生电压信号。当发动机爆震时的振动频率与振荡片的固有频率相等时振动片将产生共振，此时，压电元件将产生最大的电压信号。第十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五传感器的信号输出特点第十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五4．爆震传感器的输出信号波形

第十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五2、爆震控制（1）爆震判别：

要控制爆震，首先必须判断爆震是否产生。来自爆震传感器的信号，含有各种频率的电压信号，先经滤波电路，将爆震信号与其他振动信号分离，只允许特定范围频率的爆震信号通过滤波电路，再将此信号的最大值与爆震强度基准值进行比较，如大于爆震强度的基准值，表示产生爆震(如图所示)，则将爆震信号输入微机，由微机进行处理。爆震强度的大小以超过基准值的次数来计量，其次数越多，则爆震强度越大；次数越小，爆震强度越小，

第十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五第十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五爆震控制

当发动机发生爆震时，微机通过爆震传感器输入信号和比较电路判断出发动机是否产生爆震，并根据爆震强度输入信号，由微机控制点火提前角的大小。在检测到发动机爆震时，微机立即把点火提前角逐渐减小，直至无爆震产生。随后，又逐渐地增大点火提前角，一直到产生爆震时，又恢复前述的反馈控制。第十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五第四章：汽车发动机电子辅助

控制技术作用：

提高汽车的动力性、经济性和排放性能

组成：空燃比反馈控制系统超速断油控制系统减速断油控制系统清除溢出控制系统怠速控制系统燃油蒸气回收系统第十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五第一节发动机空燃比反馈控制系统闭环控制系统又称为反馈控制系统，其特点是加入了反馈传感器，输出反馈信号，反馈给控制器，以随时修正控制信号。第十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

闭环控制系统在排气管上加装了氧传感器，可根据排气管中氧含量的变化，测出发动机燃烧室内混合气的空燃比值，并把它输入计算机中再与设定的目标空燃比值进行比较，将偏差信号经功率放大器放大后再驱动电磁喷油器喷油，使空燃比保持在设定的目标值附近。第十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

采用闭环控制的燃油喷射系统后，可保证发动机在理论空燃比附近很窄的范围内运行，使三元催化转换装置对排气的净化处理达到最佳效果。第二十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五氧传感器的结构原理第二十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五氧传感器作用

用来检测排气管中氧气的浓度，并将氧气浓度信号转变成电子信号输送给发动机ECU，作为判定混合气浓度并对混合气浓度进行修正的重要参考信号。第二十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五氧传感器分类根据所采用的材料和检测原理，氧传感器可以分为：（1）氧化锆式氧传感器（2）氧化钛式氧传感器第二十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五（一）氧化锆式氧传感器第二十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五1、氧传感器的安装位置第二十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五2、氧传感器的安装位置第二十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五3、JETTA氧传感器的外型第二十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五SANTANA氧传感器第二十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五时代超人氧传感器第二十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五宝来六线式氧传感器第三十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五4、传感器的结构特点第三十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五5、氧传感器的工作原理第三十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五6、氧传感器的信号输出特点第三十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五7、传感器的信号输出波形第三十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五8、带加热线圈的传感器

(氧化锆式氧传感器只有在温度较高（超过600）才能正常工作)第三十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五9、氧传感器与发动机控制电脑之间的连接电路氧传感器有：1线，2线，3线，4线第三十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五（二）氧化钛式氧传感器第三十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

1、传感器的结构特点

第三十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五第三十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五2、传感器的工作原理（电阻型氧传感器）在排气管中氧气浓度发生变化的时候，氧传感器的电阻将发生变化（氧含量少，电阻下降），发动机控制模块根据传感器两端的电压降来判定混合气的浓度，进而对混合气的浓度进行适当的调整。第四十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五3、氧传感器的信号输出特点（怠速）

第四十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五4、经济转速时传感器的信号输出特点第四十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

5、传感器的信号特点浓的混合气对应高的氧传感器输出电压；稀的混合气对应较低的氧传感器输出电压。第四十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五第三节：发动机怠速控制系统

第四十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五一、怠速控制系统的功能与组成

1.怠速控制系统的功能：用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程；自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。2.怠速控制系统的组成：如图，主要由传感器、ECU、和执行元件三部分组成。1、冷却液温度信号;2、A/C开关信号3、空挡位置开关信号;4、转速信号5、节气门位置信号;6、车速信号7、执行元件第四十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五1、节气门2、进气管3、节气门操纵臂4、执行元件5、怠速空气道a）节气门直动式b）旁通空气式3.怠速控制的方法怠速控制也就是对怠速工况下的进气量进行控制。控制基本类型有节气门直接式和旁通空气式。如右图节气门直接控制式：直接操纵节气门来调节进气量，简称节气门直动式节气门旁通空气式：通过控制节气门旁通空气道的开度来调节进气量，简称旁通空气式第四十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五二.旁通空气控制式怠速控制装置（怠速控制阀ISCV）控制原理：ECU控制空气旁通阀实现对怠速进气量的控制，以达到控制怠速的目的1.步进电机型怠速控制阀(1).结构步进电机和怠速控制阀做成一体，装在进气总管内，电机可顺时针或逆时针旋转，使阀沿轴向移动，改变阀与阀座之间的间隙，以调节流过节气门旁通通道的空气量。典型的步进电机型怠速控制阀结构由永久磁铁构成的转子、激磁线圈构成的定子和把旋转运动变成直线运动的进给杆及阀门等组成。利用步进转换控制，使转子可以正转，也可以反转，从而使阀心上下运动达到调节旁通空气道截面大小的目的。第四十七页，共六十四页，编辑于2023年，星期五第四十八页，共六十四页，编辑于2023年，星期五线路连接

怠速控制阀电路（日本丰田皇冠3.0轿车）如图所示。主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠速控制阀的B1和B2端子、ECU的＋B和＋B1端子，B1端子向步进电动机的1、3相两个线圈供电，B2端子向2、4相两个线圈供电。4个线圈的分别通过端子S1、S2、S3和S4与ECU端子ISC1、ISC2、ISC3和ISC4相连，ECU控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。第四十九页，共六十四页，编辑于2023年，星期五第四节：燃油蒸发排放控制系统燃油蒸发控制系统的功用：

防止燃油蒸气排入大气而污染环境，同时还可节约能源。第五十页，共六十四页，编辑于2023年，星期五曲轴箱通风发动机工作时漏到曲轴箱内的汽油，一部分泄漏到曲轴箱内的汽油蒸汽凝结后，将使润滑油粘度变小；废气的高温和酸性物质及水蒸汽将侵蚀零件，使润滑油性能变坏。另外，由于混合气和废气进入曲轴箱，使曲轴箱内的压力增大，温度升高，易使机油从油封、衬垫等处向外渗漏。因此，曲轴箱必须设有通风装置，使漏入的气体排出并加以利用，同时使新鲜气体进入曲轴箱，形成不断地对流。一、曲轴箱通风原因一种是自然通风，另一种是强制通风。二、通风方式第五十一页，共六十四页，编辑于2023年，星期五1.自然通风（图6-14）从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管，管口处切成斜口，切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流，在出气口处形成一定真空度，将气体从曲轴箱抽出。1.自然通风（图6-14）从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管，管口处切成斜口，切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流，在出气口处形成一定真空度，将气体从曲轴箱抽出。1.自然通风从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管，管口处切成斜口，切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流，在出气口处形成一定真空度，将气体从曲轴箱抽出。第五十二页，共六十四页，编辑于2023年，星期五2.强制通风（图6-15）从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管，吸入气缸再燃烧。这种通风方式称为强制通风，汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式，这样，可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用，有利于提高发动机的经济性。2.强制通风从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管，吸入气缸再燃烧。这种通风方式称为强制通风，汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式，这样，可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用，有利于提高发动机的经济性。第五十三页，共六十四页，编辑于2023年，星期五

一汽奥迪100轿车所采用的负压通风方式工作机理：

发动机工作时，在进气管内真空度作用下，窜入曲轴箱内的可燃混合气将经通气道连接软管送入空气滤清器，最后由进气管吸入气缸燃烧。第五十四页，共六十四页，编辑于2023年，星期五V型发动机曲轴箱强制通风示意图第五十五页，共六十四页，编辑于2023年，星期五三、单向阀（PVC阀）1、功用：为了防止在发动机低速、小负荷使进气管的真空度太大而将机油从曲轴箱内吸出。2、构造及工作原理见右图所示第五十六页，共六十四页，编辑于2023年，星期五四、曲轴箱通风演示第五十