汽车发动机构造与维修 课件 8.3空气供给系统

空气供给系统5.3空气供给系统的构造与检修空气供给系统负责向汽油机提供与发动机相适应的清洁空气，同时对流入发动机气缸的进气质量进行直接或间接计量。一、进气系统作用和组成主要零部件：空气滤清器、进气总管、进气歧管、空气计量装置、节气门体、节气门位置传感器、怠速控制阀一、进气系统作用和组成工作情况二、各组成部分的结构原理和检修（一）空气计量装置作用对流入气缸的气体质量进行计量，并把空气流量的信息输送制ECU。位置L型发动机系统中，装在空滤和节气门体之间；目前较多的采用热线式、热模式空气流量计。如桑塔纳2000Gsi轿车的AJR发动机就采用了这种空气流量计。（一）空气计量装置1.热线式空气流量计（1）结构

热线式空气流量计的基本构造如下图所示。它主要由铂丝制成的热线(发热体)、温度补偿电阻、控制热线电流并输出信号的控制电路、采样管和流量计壳体等组成。

根据铂丝热线在流量计中安装位置的不同，又分为主流测量方式和旁通测量方式两种结构形式。（一）空气计量装置大排量的发动机采用主流量检测方式，排量小的发动机则采用旁通测量方式。（一）空气计量装置⑵、工作原理当空气流量增加时，RH的温度下降，阻值↘，电桥失去平衡，放大器A自动给RH增加电流，使RH恢复原来的温度和阻值。与此同时RA上的电压增加。

RH具有自洁功能，在发动机转速超过1500r/min,关闭点火开关，系统将RH加热到1000以上保持1s。热线电阻补偿电阻精密电阻（一）空气计量装置（3）热线式空气流量计的输出特性

随着发动机进气量增大，其输出信号电压越高。（一）空气计量装置（4）热线式空气流量计的检测以日产MAXIMA车VG30E发动机的热线式空气流量计为例。1）检查电路连接情况。检查空气流量计与微处理器的连接导线是否正常。插接器连接是否可靠。2）检查外观。看热丝是否折断、脏污。护网有无堵塞破损。3）检查输出信号①就车检查。打开点火开关，不起动发动机，测量端子E、D之间电压，应为12V。若无电压，再测E、C间的电压，如果E、C电压为12V，说明D端子搭铁不良。应检查D与ECU之间的线路或ECU的搭铁电路。

（一）空气计量装置（一）空气计量装置

测量端子B、D之间电压，发动机不起动时应为0.5V；发动机起动，怠速时应为1.0－1.3V；发动机转速达到3000r/min时应为1.8－2.0V。若不符合要求，则要拆下进一步检查。②车下检查。拆下空气流量计，将蓄电池电压加在D、E端子，然后用万用表测B、D间电压：

当有空气吹入时，其电压约为2.0～4.0V；当无空气吹入时，其电压约为1.6±0.5V（一）空气计量装置（5）检查自清信号。(就车检测)

①起动发动机加速至2500r/min以上；②让发动机怠速运转；拆下空气流量计前的进气管道及滤清器；③在发动机熄火5s后，热线被加热至发红光，并持续1s。④如果看不到红辉光，应检查插接器的12号端子与空气流量计线束插接器的接线端子F间是否导通；正常情况下应导通，若不通，说明自清电路发生断路故障，应检查线束；如果线束正常则应更换空气流量计。

注意：有些车型的热线式空气流量计无些功能。（一）空气计量装置2.热膜式空气流量计热模式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品，其结构及工作原理与热线式空气流量计基本相同，只是将热线改为热膜。（1）构造。发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高了工作可靠性，且无需加热清洁电路所以无功能下降情况（一）空气计量装置（一）空气计量装置（一）空气计量装置（一）空气计量装置（一）空气计量装置（2）输出特性。和热线式空气流量计一致。（3）热模式空气流量计的检测。

以桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机热膜式空气流量计的检查为例。1）检查电路连接情况。检查空气流量计与微处理器的连接导线是否正常，以及插接器插接是否可靠。相关端子间的电阻应小于1Ω.2）检查外观。检查防护网、热膜有无异常

3）就车检查。①拔下空气流量计上的导线连接器，起动发动机,测端子2与搭铁间电压，该电压应大于11.5V；否则应检查熔丝、油泵继电器及其连接电路。②打开点火开关，测量端子4与搭铁间电压，应为5V、否则应当检查连接线路和ECU。（一）空气计量装置（4）车下检查。拆下空气流量计在端子4和搭铁线间加5V电压，端子2与搭铁线间加12V电压。用电吹风向内吹，测端子5、3之间电压，观察其变化，吹风越近电压越高。（二）进气歧管绝对压力传感器

一般装于发动机机舱内，用一根真空管与进气歧管相接或直接装在节气门后方的进气歧管上。如下图所示。1、安装位置（二）进气歧管绝对压力传感器2、分类分为压阻效应式、电容式和电感式三种。（1）压阻效应式。

灵敏度高、尺寸小、成本低、动态响应和抗振性好。

如图所示。它由真空室、硅膜片和IC集成放大电路组成。（二）进气歧管绝对压力传感器

压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。硅膜片为约3mm的正方形，其中部经光刻腐蚀形成直径约2mm、厚约50μm的薄膜。在膜片表面规定位置有四个应变电阻，以惠斯顿电桥方式连接，如下图所示。通过特殊加工，可使4个电阻应变片处于特殊位置，受到硅膜片应力作用，应变电阻R2、R4的阻值增加ΔR（二）进气歧管绝对压力传感器检测：以皇冠3.0发动机所采用的绝对压力传感器为例。其ECU连接电路图：（二）进气歧管绝对压力传感器①检查电源电压。点火开关置于“OFF”，拔下进气歧管绝对压力传感器的导线连接器，然后将点火开关置于“ON”，不起动发动机，用万用表直流电压档测量导线连接器中电源端Vc和接地端E2之间的电压，其值为5V。如有异常，应检查进气歧管绝对压力传感器与ECU之间线路是否导通。②检测输出信号电压。点火开关“ON”，不起动发动机，拆下进气歧管绝对压力传感器和真空软管。在ECU导线连接器侧用万用表电压档测量PIM端子与E2端子之间在大气压力状态下的输出电压，并记录。然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空，从13.3kPa起，每次递增13.3Kpa，一直增到66.7Kpa。观察PIM和E2端子建电压。应当是随真空度增加而下降。（二）进气歧管绝对压力传感器真空室通进气歧管（2）电容式进气压力传感器（二）进气歧管绝对压力传感器（3）电感式压力传感器（二）进气歧管绝对压力传感器2、结构（二）进气歧管绝对压力传感器（三）节气门体和节气门位置传感器

节气门体装在空气流量计和发动机进气总管之间的进气管上。

它由节气门、怠速旁通气道、怠速调节螺钉、辅助空气阀等组成，如下图所示。节气门与加速踏板联动，驾驶员通过加速踏板控制节气门开度，对发动机的输出功率进行控制。（三）节气门体和节气门位置传感器触点式节气门位置传感器节气门位置传感器线性式节气门位置传感器综合式节气门位置传感器（三）节气门体和节气门位置传感器1.触点式节气门位置传感器

触点式节气门位置传感器主要由一个滑动触点和两个固定触点组成，如图。如滑动触点（TL）随节气门轴一起转动，滑动触点在节气门全关（怠速）时与怠速固定触点（IDL）闭合；在节气门接近全开时与全开触点（PSW）闭合；节气门开度在中间位置时，滑动触点与两个固定触点均断开。ECU根据触点的闭合情况确定发动机处于怠速、中等负荷或全负荷工况。触点开关式节气门位置传感器的输出特性：节气门关闭时：怠速触点“0”，大负荷触点“1”，ECU结合车速传感器信号，如果车速为零，说明处于怠速，就增加喷油量；车速不为零说明处于减速状态，控制喷油器停止喷油。节气门开度加大：怠速触点“1”，大负荷触点“1”。节气门接近全开（80％以上）：怠速触点“1”，大负荷触点“0”。（三）节气门体和节气门位置传感器（三）节气门体和节气门位置传感器触点开关式节气门位置传感器的检测：（1）检查搭铁电路。断开点火开关，拆下插接器，用万用表测E1端子和车身之间的电阻，其阻值应为0.否则应检查ECU和E1之间是否导通。（2）检查工作电压。接通点火开关，电压表测另两端子与车身之间电压。应为12V。若无电压，则说明传感器的电源线有故障。应检查传感器电源线、微处理器电源线、主继电器及熔丝。（3）检查传感器。在节气门限位螺钉与限位杆之间插入规定厚度的塞尺，用万用表欧姆档测个端子之间是否导通。以下为参考值：（三）节气门体和节气门位置传感器2.线性电位计式节气门位置传感器

线性输出型节气门位置传感器的主要特点是，表示节气门开度的输出电压与节气门开度成线性关系。该传感器的结构和电路如图所示。

右图给出了线性输出型节气门位置传感器的输出特性，从图中可以看到传感器的输出电压随着节气门开度的增大而线性地增大。（三）节气门体和节气门位置传感器（三）节气门体和节气门位置传感器3.综合式节气门位置传感器

综合式节气门位置传感器在日本丰田皇冠3.0、凌志LS400等轿车装用的是由一个电位计和一个怠速触点组成的综合式节气门位置传感器，工作原理和检修方法参阅前两种节气门位置传感器，其电路如下图所示。（三）节气门体和节气门位置传感器用万用表检测节气门位置传感器（1）检查搭铁。断开点火开关，检查E2端子与ECUE2端子之间、ECU与E1之间是否导通。（2）检查电压。点火开关“ON”，转动节气门，分别测IDL、VC、VTA三端子与车身间的电压，参考值如表4－3.（3）检查传感器。①怠速触点导通性检查：当节气门全闭时，IDL－E2应当导通；当气门打开时，IDL端子和E2端子间应不导通。②检查线性电位计电阻：VTA-E2间电阻应当随节气门开度加大而增大。

在节气门限位螺钉和限位杆之间插入适当厚度的塞尺，测量各端子间的电阻，其值应符合表4－4的要求。（三）节气门体和节气门位置传感器（4）节气门位置传感器的调整拧松节气门位置传感器的两个固定螺钉，在节气门限位杆和限位螺钉之间插入0.50mm的塞尺，同时用万用表测量IDL与E2导通情况。逆时针转动节气门位置传感器，使怠速触点断开，然后再顺时针转动直到怠速触点闭合，然后拧紧固定螺钉。再用0.45和0.55mm的塞尺插入，看IDL-E2导通情况。当塞尺为0.45mm时，应导通；0.55mm则应断开。（三）节气门体和节气门位置传感器（三）节气门体和节气门位置传感器（5）用示波器检测节气门位置传感器①将示波器测头与电位计式位置传感器的信号输出端（下图中的VT端）连接。

②打开汽车的点火开关或让发动机运转。

③让节气门由关闭位置逐渐开启直至全开，同时观察示波器显示屏上的节气门位置传感器输出信号的波形。正常波形应为一连续、平滑的斜线（下图a）。若测得的信号波形不平滑，有突变（下图b），则说明该节气门位置传感器有故障。教材163面（三）节气门体和节气门位置传感器（四）怠速控制装置怠速空气提供方式:⑴旁通空气式

采用这种方式的系统在怠速时节气门完全关闭。⑵

节气门直动式

怠速时，油门踏板虽然完全松开，但节气门并不完全关闭，而是仍通过它提供怠速空气。旁通空气式节气门直动式作用：对发动机怠速时的进气量进行控制。（四）怠速控制装置1、节气门直动式怠速控制机构（1）节气门控制组件的构造。①节气门定位电位计。安装在节气门体内，是可变电阻式传感器，将节气门开度、节气门定位器的信号输送给ECU。②节气门电位计。与加速踏板联动。③节气门定位器。能适当开大或关小节气门，是永磁式步进电机。旋转时，通过减速齿轮机构带动节气门轴转动。④怠速开关。与节气门电位计一起装在节气门轴上。（四）怠速控制装置2、旁通气道式怠速控制机构

旁通气道式怠速控制机构有多种形式，常见的有步进电动机式、旋转滑阀式、电磁式怠速控制阀三种。（1）步进电机式怠速控制阀1）构造。由步进电机、螺旋机构、阀芯、阀座组成。（四）怠速控制装置B1-B、A-A1、B-B1、A1-AB1-B、A1-A、B-B1、A-A12）步进电机怠速控制阀的工作原理。步进电机转动一周，螺杆移动一个螺距。

①步进电机工作原理。（四）怠速控制装置丰田公司的六线式步进电机（四）怠速控制装置②步进电机的步进角。电动机的步进角有30°、15°、11.25°、7.5°、2.5°、1.8°例：丰田皇冠3.0的定子分上下两部分，每部分有8对磁极，组合到一起就是转一圈前进32步，所占角度11.25°.这种控制阀从全闭到全开共需125步，电动机旋转四圈。（四）怠速控制装置3）检测。以丰田皇冠3.0为例。（四）怠速控制装置就车检查①怠速、暖机过程中转速应达到1500r/min；发动机达到正常温度后能恢复正750r/min②发动机熄火后阀会发出“咋嘈”的响声。③点火开关“ON”，然后测ECU的ISC1、ISC2、ISC3、ISC4与E1间电压。应当为9－14V。若无电压说明ECU有故障。④测4组绕组电阻值（B1－S1，B1－S3，B2-S2，B2－S4），应为10－30Ω.车下检查①拆下节气门体②在B1、B2端子上接蓄电池正极，然后依次接S1,S2,S3,S4端子搭铁，此时阀门应当渐闭。③再依次接S4，S3,S2,S1阀门应当渐开。（四）怠速控制装置（2）旋转滑阀式怠速控制阀1）构造。2）原理。（四）怠速控制装置3）检测。①点火开关“ON”，测ECU的ISC1和ISC2端子对E1端子的标准电压应为9－14V。②测绕组阻值，应为18.8－28.8Ω.（3）电磁式怠速控制阀1）构造原理。分为占空比型和开关型两种。2）检测。①检查电源电压。②检查线圈电阻。测量两端子间电阻。应为10－15Ω.③工作情况检查。直接接电源时阀芯应当动作。（四）怠速控制装置3）检测。①点火开关“ON”，测ECU的ISC1和ISC2端子对E1端子的标准电压应为9－14V。②测绕组阻值，应为18.8－28.8Ω.（3）电磁式怠速控制阀1）构造原理。分为占空比型和开关型两种。2）检测。①检查电源电压。②检查线圈电阻。测量两端子间电阻。应为10－15Ω.③工作情况检查。直接接电源时阀芯应当动作。（五）电子节气门电子节气门采用柔性连接。使用电缆线