发动机电控技术3章-电控空气供给系统课件

第一章电控空气供给系统第三章电控空气供给系统主讲：朱明高级技师、经济师,工程师高级技能专业教师汽车维修工高级考评员（一）空气滤清器一般为干式纸质滤心式，结构与普通发动机上相同。（二）节气门体与怠速调整螺钉节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。主要由节气门、节气门位置传感器、怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器，例如在LS400上还设有牵引控制系统（TRC），当车辆处于TRC控制状态行驶时，无论是起步、匀速或加减速工况，汽车均能根据道路状况确保输出最佳的驱动力和牵引性能。在TRC控制行驶状态下，发动机的主节气门由主节气门强制开启器打开（全开），进气量由副节气门控制，节气门开度信号也由副节气门位置传感器负责将信号传送给ECU。注意：装有节气门限位螺钉的汽车，一般不允许调节节气门限位螺钉，除非怠速控制阀发生故障而无法及时修复，可通过调整节气门最小开度来保持发动机怠速运转，故障排除后，应将节气门限位螺钉调回原位。

2.4汽油机空气供给系统的组成及工作原理2.4.1空气供给系统基本元件的构造（三）怠速控制系统的工作原理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．怠速控制的方法：节气门直动式和旁通空气式。3．怠速空气阀（1）功用：提高冷起动怠速，加快暖机预热过程，增加暖机过程中所需的空气量，也称高怠速控制发动机完成暖机后，通过辅助空气阀的空气被自动切断，恢复正常怠速现代发动机集中管理系统，高怠速控制由怠速控制阀完成（2）石腊式补充空气阀当冷却液温度>80℃时，阀门完全关闭（3）双金属片式补充空气阀双金属片的动作由加热线圈通电时间或发动机水温决定，当水温<-20℃时，阀门全开；当水温>60℃时，阀门全闭2.4汽油机空气供给系统的组成及工作原理2.4.1空气供给系统基本元件的构造(2-1)2.4汽油机空气供给系统的组成及工作原理2.4.1空气供给系统基本元件的构造（三）怠速控制系统的工作原理5．步进电动机型怠速控制阀1)控制阀的结构与工作原理步进电机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为直线运动，使阀心作轴向移动，改变阀心与阀座之间的间隙。2）丰田车系步进电机型怠速控制阀工作过程，如图所示：转子八对磁极，定子A、B各16个爪极，定子线圈A的两组线圈与定子线圈B的两组线圈反极性，定子共分为32个磁极爪，步进一个爪极转角11.25°，步进32步转子转一圈，丰田车系步进电机0~125步。工作原理，当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场顺时针转动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有32个爪级，步进电动机每转一步为1/32圈，工作范围为0～125个步进级

2.4汽油机空气供给系统的组成及工作原理2.4.1空气供给系统基本元件的构造2.4汽油机空气供给系统的组成及工作原理2.4.1空气供给系统基本元件的构造（三）怠速控制系统的工作原理7．开关型怠速控制阀1）控制阀的结构与工作原理主要由线圈和控制阀组成。工作原理与占空比电磁阀相同，不同的是开关型怠速控制阀工作时，ECU只对阀内线圈通电和断电两种状态控制。2）控制阀的控制内容只进行通、断电的控制。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。

2.4汽油机空气供给系统的组成及工作原理2.4.1空气供给系统基本元件的构造2.4汽油机空气供给系统的组成及工作原理2.4.2怠速控制阀控制的内容2.4汽油机空气供给系统的组成及工作原理2.4.2怠速控制阀控制的内容空气流量计的类型：叶片式、卡门涡旋式、热线式和热膜式。1．叶片式空气流量计1）结构如图，空气流量计主要由测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道组成，此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。在流量计内还设有缓冲室和缓冲叶片，利用缓冲室内的空气对缓冲叶片的阻尼作用，可减小发动机进气量急剧的变化引起测量叶片脉动，提高测量精度。

2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理空气流量计2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理空气流量计2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.1空气流量计3．热线式空气流量计(2-3)1）工作原理(测量2-4,接线2-5)如下图，热线电阻RH以铂丝制成，RH和温度补偿电阻RK均置于空气通道中的取气管内，与RA、RB共同构成桥式电路。RH、RK阻值均随温度变化。当空气流经RH时，使热线温度发生变化，电阻减小或增大，使电桥失去平衡，若要保持电桥平衡，就必须使流经热线电阻的电流改变，以恢复其温度与阻值，精密电阻RA两端的电压也相应变化，并且该电压信号作为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。

2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.1空气流量计4．热膜式空气流量计（1）组成及原理工作原理：与热线式相同热膜：帕金属片固定在树脂薄膜上。优点是提高可靠性和耐用性，不粘附灰尘。图为桑塔纳2000AJR发动机热膜式空气流量计原车电路图2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.1空气流量计1．进气管绝对压力传感器的类型半导体压面敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等。2．半导体压面敏电阻式的结构及工作原理进气管绝对压力传感器由压力转换元件和放大压力转换元件输出信号的集成电路和真空室构成。压力转换元件是硅片。硅片的一面是真空，另一面作用的是进气管的压力。在进气管的压力作用下，硅片将产生变形，使硅片的电阻阻值发生变化，从而使电桥的电压变化，再通过集成放大电路放大后输入到ECU的PIM端子。3．控制电路如图所示，为皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气压力传感器电路图。进气压力传感器：端子VCC（电源5V）、端子PIM（进气压力信号电压）、端子E2（传感器接地）2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.2进气管绝对压力传感器(2-6)1．作用：检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。2．电位计式节气门位置传感器利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度。全关时电压信号应约为0.5V，随节气门增大，信号电压增强，全开时约为5V。如下图所示：

2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.3节气门位置传感器(2-8)3．线性输出式节气门位置传感器的检修怠速触点在节气门全闭时应闭合，即IDL和E之间的电阻为零，随着节气门开度的增大，VTA和E之间的电阻线性增大，否则说明该传感器有故障。4．触点式节气门位置传感器由滑动触点和两个固定触点（功率触点和怠速触点）组成。节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，当节气门开度达50°以上时，可动触点与怠速触点接触，检测节气门大开度状态。5．开关式节气门位置传感器的检修用万用表的电阻挡测量怠速触点和功率触点的导通性，怠速触点在节气门全闭时电阻应为零，节气门略打开一点怠速触点断开，电阻为无穷大。功率触点在节气门开度小于50%时应断开，电阻为无穷大，节气门开度超过50%时应闭合，电阻为零。

2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.3节气门位置传感器2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理

发动机转速传感器(2-12)与曲轴位置传感器(2-11)3．电磁式曲轴位置传感器的检修（丰田车系）1）电磁式曲轴位置传感器电阻的检查：用万用表的电阻挡测量传感器上各端子间的电阻。2）电磁式曲轴位置传感器输出信号的检查：拔下电磁式曲轴位置传感器的导线连接器，当发动机转动时用示波器检查曲轴位置传感器上G1-G0、G2-G0、Ne-G0端子，应有脉冲信号输出。3）电磁式曲轴位置传感器的线圈与信号转子的间隙检查：用塞尺测量信号转子与传感器线圈凸出部分的空气隙。若间隙不符合要求则须更换分电器壳体总成。电磁式曲轴位置传感器的就车检查：①用交流电压表的2V挡测量其输出电压，起动时应高于0.1V,运转时应为。②用频率表测量其工作频率。③用示波器检测其输出信号的波形。④如果在传感器上能检测到电压信号，而在ECU连接器上检测不到信号，则应检查传感器至ECU之间的导线及插头。2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.4发动机转速与曲轴位置传感器（一）霍尔式曲轴位置传感器(2-13)1）组成：由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器组成。2）原理：ECU通过电源使电流通过霍尔晶体管，旋转转子的凸齿经过磁场时使磁场强度改变，霍尔晶体管产生的霍尔电压放大后输送给ECU，ECU根据霍尔电压产生的次数确定曲轴转角和发动机转速。霍尔效应原理如图所示：a）叶片对永久磁铁和霍尔元件隔磁，不产生霍尔电压b）叶片离开空气隙，产生霍尔电压2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.4发动机转速与曲轴位置传感器2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.4发动机转速与曲轴位置传感器（二）光电式曲轴位置传感器(2-14)1）组成：由转子、发光二极管、光敏二极管和放大器组成。2）原理：利用发光二极管作为信号源。随转子转动，当透光孔与发光二极管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后输送给ECU。如图所示：2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.4发动机转速与曲轴位置传感器2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.5温度传感器2.5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理2.5.5温度传感器常用的有：起动开关、空调开关、档位开关、制动开关、动力转向开关和巡航控制开关等。2.5.7车速传感器功用：检测汽车行驶速度，给ECU提供车速信号，用于巡航控制和限速断油控制。类型：舌簧开关式和光电式。2.5.8电子控制单元（ECU)(2-16)主要由输入回