单元四汽油机燃料供给系统.ppt

单元四 汽油机燃料供给系统,教学目标1.熟悉汽油机燃料供给系统的功用2.熟悉可燃混合气浓度的表示方法及各种不同工况对混合气浓度的要求3.熟悉汽油机电控燃油喷射系统的类型4.掌握空气供给系统、燃油供给系统及控制系统的功用、工作过程、各主要部件的结构及原理,汽油机燃料供给系统,功能：根据发动机各种工况的不同要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供往气缸，并在做功行程完成后，将燃烧废气排出气缸。类型：化油器式燃料供给系统：结构简单、使用方便、价格便宜，但燃料分配不均匀，混合气浓度控制质量差，难以实施反馈控制以及排气污染严重等。电控燃油喷射式燃料供给系统：由空气供给系统、燃油供给系统和控制系统组成。,一、可燃混合气浓度对发动机性能的影响一）可燃混合气浓度表示方法 可燃混合气浓度：可燃混合气中燃油占混合气的比例。通常用过量空气系数或空燃比来表示。1.过量空气系数（）：当=1-理论或标准混合气；当1-稀混合气。2.空燃比（A/F）：1kg汽油理论上完全燃烧时所需的空气为14.7kg。当/F=14.7-理论或标准混合气；当A/F14.7-稀混合气。,4.1 概述,4.1 概述,二）可燃混合气浓度对汽油机工作的影响 0.850.95功率混合气。=1.051.15经济混合气。0.850.95过浓混合气。1.051.15过稀混合气。0.40.5火焰传播上限。1.31.4火焰传播下限。,4.1 概述,三）发动机各种工况对混合气浓度的要求 发动机工况是发动机工作状况的简称，包括发动机转速的高低和负荷的大小。根据其运行特点，分冷启动、怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷、加速和暖机7种工况。1.冷启动工况冷启动：发动机由静止到正常运转的过程，或当熄火时间较长、发动机温度已下降至环境温度时的启动过程称为冷启动。冷起动时：=0.20.6 极浓混合气原因：转速低，不利于燃油雾化；温度低，蒸发困难。目的是保证进入汽缸内的混合气中有足够的燃油蒸汽。,4.1 概述,三）发动机各种工况对混合气浓度的要求2.怠速工况怠速：发动机对外无动力输出，做功行程产生的动力只用来克服发动机的内部阻力，维持发动机以最低转速稳定运转。汽油机怠速转速一般为700900r/min。怠速时：=0.60.8 浓混合气原因：在怠速工况下，节气门开度最小，进入气缸内的混合气很少，气缸内残余废气对混合气稀释严重；而且转速低，空气流速小，汽油雾化和蒸发不良，混合气形成不均匀。,4.1 概述,三）发动机各种工况对混合气浓度的要求3.小负荷工况：负荷在25%以下。小负荷时：=0.70.9 较浓混合气原因：由于小负荷工况时，节气门略开，混合气的数量和品质比怠速工况时有所提高，废气对混合气的稀释作用也相对减弱，所以混合气浓度可以略为减小。,4.1 概述,三）发动机各种工况对混合气浓度的要求4.中等负荷工况：负荷在25%85%之间。中等负荷时：=1.051.15 较稀混合气 原因：由于节气门开度较大，汽缸的混合气数量增多，燃烧条件较好。此外，发动机大部分的时间处在中等负荷工况下工作，为提高其经济性，应供给较稀的经济混合气。,4.1 概述,三）发动机各种工况对混合气浓度的要求5.大负荷工况和全负荷工况大负荷工况：负荷在85%-100%之间。全负荷工况：负荷为100。大负荷和全负荷时：=0.850.95 功率混合气原因：为了克服较大的外部阻力，要求发动机发出尽可能大的功率。因此，应供给质浓量多的混合气。,4.1 概述,三）发动机各种工况对混合气浓度的要求6.加速工况 加速是指发动机负荷增加的过程。急加速时，油门迅速开大，要求发动机的动力迅速提高；但在急加速瞬间，由于汽油的惯性比空气惯性大，汽油流量的增加比空气流量的增加要慢，使混合气暂时过稀，容易引起发动机的动力下降甚至熄火。因此，在急加速时，必须采用专门的装置额外供油，加浓混合气，以满足发动机急加速的要求。,4.1 概述,三）发动机各种工况对混合气浓度的要求7.暖机工况暖机一般是指发动机冷启动后，发动机的温度逐渐升高到正常工作温度的过程。在暖机过程中，混合气的浓度应随温度升高而减小，从启动时的极浓减小到稳定怠速运转所要求的浓度为止。结论：通过以上分析，车用汽油机在小负荷和中等负荷工况运转时，要求燃料供给系统能随着负荷的增加，供给由浓逐渐变稀的混合气。当进入大负荷直到全负荷工况运转时，又要求混合气由稀变浓，最后加浓到保证发动机发出最大功率。,4.1 概述,二、汽油机电控燃油喷射系统的类型 1.按喷射装置的控制方式：机械控制式（K型）、机电混合控制式（KE型）及电子控制式（EFI型）。,4.1 概述,二、汽油机电控燃油喷射系统的类型2.按喷射方式：连续喷射方式和间歇喷射方式（1）连续喷射：喷油量多少只取决于燃油分配器中燃油计量槽的开度或进出油口间的压力差。多用于K型及KE型喷射系统。（2）间歇喷射：喷油量取决于喷油器开启时间的长短。按各缸喷油器的喷射顺序：同时喷射、分组喷射和顺序喷射。,4.1 概述,二、汽油机电控燃油喷射系统的类型3.按对进气量的计量方式：D型和L型D型：“D”是德语“压力”的第一个字母。L型：“L”是德语“空气”的第一个字母。D型和L型喷射系统的基本工作原理 L型又可分为质量流量测量方式和体积流量测量方式两种。,4.1 概述,二、汽油机电控燃油喷射系统的类型4.按喷射位置：缸内直接喷射和进气管喷射（1）缸内直接喷射它是将喷油器安装在汽缸盖上，把燃油直接喷入汽缸内，配合汽缸内的气体流动形成可燃混合气。容易实现分层燃烧和稀混合气燃烧。1喷油器 2节气门体,4.1 概述,二、汽油机电控燃油喷射系统的类型（2）进气管喷射按喷油器的数量：多点喷射系统和单点喷射系统。多点喷射系统:每一个气缸有一个喷油器,多点喷射系统1进气管 2节气门 3喷油器,4.1 概述,二、汽油机电控燃油喷射系统的类型 单点喷射系统:几个缸共用一个喷油器(节气门体喷射或中央喷射系统。,单点喷射系统 1进气歧管 2喷油器 3节气门,4.1 概述,二、汽油机电控燃油喷射系统的类型5.按有无反馈信号：开环控制系统和闭环控制系统（1）开环控制系统（无氧传感器）将通过实验确定的发动机各工况的最佳供油参数预先存入ECU，在发动机工作时，ECU根据系统中各传感器的输入信号，判断自身所处的运行工况，并计算出最佳喷油量，通过对喷油器喷射持续时间的控制来控制混合气的浓度。（2）闭环控制系统（有氧传感器）在闭环控制系统中，发动机排气管上加装了氧传感器，根据排气中含氧量的变化，判断实际进入汽缸的混合气空燃比，再通过ECU与设定的目标空燃比值进行比较，并根据误差修正喷油器喷油量，使空燃比保持在设定的目标值（A/F=14.7）附近。,4.2 空气供给系统,一、功用：根据发动机各工况不同的要求，将一定量的空气经过滤、计量后引入发动机汽缸，以控制发动机正常工作时的进气量。二、组成及工作过程1.组成：包括空气滤清器、节气门体和进气管等。此外，怠速控制系统的怠速控制阀和控制系统的进气温度传感器、节气门位置传感器、进气管绝对压力传感器或空气流量计也安装在空气供给系统中。,4.2 空气供给系统,1空气滤清器2空气流量计3进气软管4节气门体5进气总管,2.L型喷射系统的工作过程,L型,4.2 空气供给系统,1空气滤清器2稳压室3节气门体4进气控制阀5进气总管6真空罐7真空控制电磁阀8真空气室9怠速控制阀,D型,3.D型喷射系统的工作过程,4.2 空气供给系统,三、各主要零部件的结构及原理一）节气门体1.功用：节气门体安装在进气管中，用以控制发动机正常运行工况下的进气量。2.组成：由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。,4.3 燃油供给系统,一、功用 储存并滤清汽油，并根据发动机各工况的要求，向发动机提供清洁的、压力与进气歧管气压相匹配的、数量经精确计量的汽油。二、组成及工作过程1.组成：油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、燃油压力调节器、连接油管等。,4.3 燃油供给系统,2.工作过程,燃油供给系统的工作原理图,4.3 燃油供给系统,三、各主要零部件的结构及原理一）油箱油箱用以存储汽油，油箱的数目及容量随车型不同而不同。一般油箱的储备里程为300600km。二）燃油滤清器,安装在燃油泵之后的高压油路中，其功用是滤除燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损。采用纸质滤心。一般汽车每行驶2000040000或12年应更换，安装时应注意方向（箭头标记），不能装反。,燃油滤清器的结构图1入口 2出口 3滤芯,4.3 燃油供给系统,三、各主要零部件的结构及原理三）电动燃油泵 1.功用：为电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。2.类型：按安装位置不同分：内置式安装在油箱中，具有噪声小、不易产生气阻、不 易泄漏、安装管路较简单。外置式串接在油箱外部的输油管路中，优点是容易布置，安装自由度大，但噪声大，易产生气阻。按其结构不同：涡轮式、滚柱式、转子式。,4.3 燃油供给系统,三、各主要零部件的结构及原理三）电动燃油泵3.涡轮式电动燃油泵（1）结构及原理：主要由油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀等组成。,4.3 燃油供给系统,涡轮式电动燃油泵工作原理,4.3 燃油供给系统,三、各主要零部件的结构及原理三）电动燃油泵3.涡轮式电动燃油泵（2）出油阀（单向阀）的功用：燃油泵不工作时，出油阀关闭，使油管内保持一定的残余压力，以便发动机启动和防止产生气阻。（3）卸压阀（安全阀）的功用：卸压阀安装壳体一端，当燃油泵出油口的燃油压力达到0.4MPa时，卸压阀开启，使燃油泵内的燃油流回油箱，以防止输油压力过高。（4）特点：泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等。,4.3 燃油供给系统,三、各主要零部件的结构及原理三）电动燃油泵4.滚柱式电动燃油泵（1）结构及原理：主要由油泵电动机、滚柱泵、出油阀、卸压阀等组成。,滚柱式电动燃油泵 1卸压阀 2滚柱泵 3油泵电动机 4出油阀 5进油口 6出油口,工作原理图1泵壳体 2滚柱 3转子轴 4转子,4.3 燃油供给系统,三、各主要零部件的结构及原理四）燃油分配管1.功用：燃油分配管安装在发动机进气歧管上部，其功用是固定喷油器和燃油压力调节器，并将燃油分配到各缸喷油器。2.结构：,1卡簧 2“O”形圈 3与进气管相连 4燃油压力调节器5喷油器 6燃油分配管,4.3 燃油供给系统,三、各主要零部件的结构及原理五）燃油压力调节器 1.功用：调节燃油分配管内的燃油压力，使之与进气歧管内的气体压力之差（喷油压差）保持恒定（250300kPa）。2.结构：主要由膜片、弹簧、回油阀等组成。3.原理：,1弹簧室 2弹簧 3膜片 4燃油室5回油阀 6壳体 7真空管接头,4.4 控制系统,一、功用：根据发动机的运行工况和车辆运行状况确定并执行发动机的最佳控制方案（控制最佳空燃比），保证发动机的动力性、经济性和排放性能在各种工况下都处于最佳的工作状态。二、组成及工作过程：1.组成：由传感器、电控单元（ECU）和执行元件组成。2.工作过程：,控制系统的工作原理图,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理1.空气流量计：（1）功用：测量发动机的进气量，将空气流量转换成电信号送给ECU，作为燃油喷射的主控信号。用于L型EFI。（2）类型：根据测量原理不同：叶片式、卡门旋涡式和热式。热式空气流量计按测量元件不同：热线式和热膜式。,4.4 控制系统,1.空气流量计：（3）热线式空气流量计的结构及原理 结构：主要由防护网、采样管、热线电阻、温度补偿电阻、控制电路等组成。,1防护网2采样管 3热线电阻4温度补偿电阻5控制电路板6线束插接器,空气流,4.4 控制系统,1.空气流量计：（3）热线式空气流量计的结构及原理检测原理：利用惠斯通电桥电路原理自洁功能：发动机转速超过1500r/min，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到1000以上并保持约1s，以烧掉附在热线电阻器上的粉尘。,RA精密电阻RB精密电阻RH热线电阻RK温度补偿电阻A 控制电路,4.4 控制系统,工作原理：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采样管内，与RA、RB共同构成惠斯通电桥电路。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，电阻值也发生变化，使电桥失去平衡，若要保持电桥平衡，控制电路调节桥压改变流经热线电阻的电流，以保持其温度（比进气温度高100）与阻值恒定，精密电阻RA两端的电压也相应变化。即当空气流量发生变化时，流经热线的电流也随之发生变化。将这种变化的信号输入ECU，就可测得空气流量(质量流量测量方式）。,4.4 控制系统,（3）热膜式空气流量计的结构及原理结构和原理与热线式空气流量计基本相同。热膜式空气流量计是采用热膜代替热线，并将热膜镀在陶瓷片上，制造成本较低，而且由于测量元件不直接承受气流的作用力，所以热膜式空气流量计的使用寿命较长。,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理2.进气管绝对压力传感器：（1）功用：测量进气管压力，将压力转换成电信号送给ECU，作为燃油喷射的主控制信号。用于D型EFI。（2）类型：压敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等，应用最多的是压敏电阻式和电容式。（3）压敏电阻式进气管绝对压力传感器结构：由硅片（其上有压敏电阻）、IC放大电路和绝对真空室（绝对压力为0）组成。进气压力传感器用一根软管与进气管连接，将进气管内的压力转变为电压信号送给ECU。,4.4 控制系统,（3）压敏电阻式进气管绝对压力传感器工作原理：,原理：压力变化，压敏电阻阻值变化，使电桥电路输出电压也发生变化。由于输出电压很小，需经IC放大电路放大后输送给ECU。,4.4 控制系统,（4）电容式进气管绝对压力传感器结构：金属制成的弹性膜片位于传感器壳体内腔，弹性膜片上、下两个凹玻璃的表面也均有金属涂层，这样在弹性膜片与两个金属涂层之间形成两个串联的电容。,1弹性膜片 2凹玻璃 3金属涂层 4输出端子 5空腔 6滤网 7壳体,4.4 控制系统,（4）电容式进气管绝对压力传感器工作原理：它利用电容效应检测进气管绝对压力。,压力作用下，弹性膜片产生位移，弹性膜片与两个金属涂层之间的距离变化，使两个电容的电容量也变化，使总的电容量变化。将电容量的变化量经过测量电路转换成电压信号输送给ECU（通过检测电容量的变化来测量进气管的绝对压力）。,1弹性膜片 2凹玻璃 3金属涂层 4输出端子 5空腔6滤网7壳体,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理3.节气门位置传感器（1）功用：检测节气门的开度及开度变化，将节气门的开度转变成电压信号送给ECU，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。（2）类型：节气门位置传感器安装在节气门体上，由节气门轴驱动，分电位计式、触点式和综合式3种类型。,4.4 控制系统,3.节气门位置传感器（3）电位计式节气门位置传感器,利用滑动触点在电阻体上的滑动来改变电阻值。当节气门开度不同时，电位计输出电压也不同，可知节气门开度。全关时输出电压应约为0.5V，随节气门增大，输出电压增强，全开时约为5V。,输入 输出 搭铁,4.4 控制系统,3.节气门位置传感器（4）触点式节气门位置传感器,1节气门位置传感器 2怠速触点 3全开触点 4滑动触点 5节气门轴,由滑动触点和两个固定触点（怠速触点和全开触点）组成。节气门全关时，滑动触点与怠速触点接触；节气门接近全开时，滑动触点与全开触点接触；节气门在中间位置时，滑动触点与两固定触点均不接触。ECU根据触点闭合情况确定发动机怠速、中等负荷或全负荷工况。,4.4 控制系统,3.节气门位置传感器（5）综合式节气门位置传感器 由滑动触点（一个为节气门开度位置触点，一个为怠速位置触点）、电阻器及外壳等组成。,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理4.进气温度传感器（1）功用：给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。（2）安装位置：在D型EFI中，安装在空气滤清器内或进气管内，在L型EFI中，安装在空气流量计内。采用热式空气流量计时有些也装有进气温度传感器。（3）结构及工作原理：,E2,E1,THA,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理5.冷却液温度传感器（1）功用：给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制修正信号。（2）安装位置：一般安装在气缸体上或水套出口处。（3）控制原理：与进气温度传感器相同,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理6.凸轮轴/曲轴位置传感器（1）凸轮轴位置传感器的功用：给ECU提供曲轴转角基准位置信号（第一缸压缩上止点信号）。（2）曲轴位置传感器：又称转速传感器，其功用给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号。（3）安装位置：必须安装在与曲轴或凸轮轴有精确传动关系的位置处，如曲轴、飞轮、分电器或凸轮轴上。（4）类型：电磁式、霍尔式和光电式三种。,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理6.凸轮轴/曲轴位置传感器（5）电磁感应式凸轮轴/曲轴位置传感器组成：由永久磁铁、感应线圈及信号齿盘等组成。凸齿与线圈不对中时，凸齿与线圈之间的空气间隙大而磁场弱；凸齿与线圈对中时，凸齿与线圈之间的空气间隙小而磁场强；控制原理：,电磁感应式曲轴位置传感器1-永久磁铁 2-插头 3-发动机壳体 4-铁心 5-感应线圈 6-信号齿盘,4.4 控制系统,（5）电磁感应式凸轮轴/曲轴位置传感器,1-永久磁铁 2-插头 3-发动机壳体 4-铁心 5-感应线圈 6-信号齿盘,信号齿盘由曲轴带动旋转，当凸齿靠近和离开感应线圈时，由于通过感应线圈上的磁通大小发生变化，从而在线圈两端产生感应电压。感应电压与磁通的变化率成正比。转速升高时线圈内磁通的变化率增加，导致感应电压幅值变高，周期变短。反之，转速降低时线圈内磁通的变化率减小，导致感应电压幅值变小，周期变长。在信号齿盘上缺2个齿，以识别第一缸上止点的位置。ECU根据交流电压的变化频率可判别发动机转速和各缸工作位置。,6.凸轮轴/曲轴位置传感器（6）霍尔式曲轴位置传感器霍尔效应:当在半导体基片两端通以控制电流I,并在基片的垂直方向施加强度为B的磁场时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势UH(称为霍尔电动势或霍尔电压)，该现象称为霍尔效应。霍尔电压：,RH为霍尔常数；I为控制电流；B为磁感应强度；d为霍尔元件的厚度。,4.4 控制系统,4.4 控制系统,（6）霍尔式曲轴位置传感器结构：触发叶轮（触发叶片及缺口）、霍尔元件、永久磁铁等。,控制原理：发动机工作时，曲轴带动触发叶轮转动，当叶片进入永久磁铁3和霍尔元件2之间的空气隙时，磁场被叶片所旁路，霍尔元件不受磁场作用，不产生霍尔电压。当叶片离开空气隙、缺口对着永久磁铁3和霍尔元件时，霍尔元件受磁场作用，产生霍尔电压。霍尔元件中间歇产生的霍尔电压，经集成电路放大整形后，将信号送给ECU判别发动机转速信号和曲轴转角信号。,4.4 控制系统,6.凸轮轴/曲轴位置传感器（7）光电式凸轮轴/曲轴位置传感器组成：由信号盘、发光二极管、光敏晶体管等组成。工作原理：当隙缝对准发光二极管时，产生电压信号送给ECU。当隙缝转过发光二极管时，不产生电压信号。信号盘转动一周，外侧光敏晶体管导通和截止360次，该信号作为发动机转速信号和曲轴转角信号送给ECU；内侧光敏晶体管导通和截止6次，该信号作为各缸上止点信号送给ECU，其中较宽的一个作为第一缸上止点的基准信号。,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理7.车速传感器：（1）功用：给ECU提供车速信号（SPD信号），用于巡航控制和限速断油控制。也是自动变速器的主控制信号。（2)安装位置：组合仪表内或变速器输出轴上。（3）类型：光电式和舌簧开关式。光电式车速传感器结构原理与光电式凸轮轴/曲轴位置传感器基本相同。,4.4 控制系统,三、传感器的结构及原理7.车速传感器：（4）舌簧开关式车速传感器 结构：磁铁、舌簧开关等。工作原理:车速表软轴由安装在变速器输出轴上的齿轮驱动，车速表软轴驱动磁铁旋转，每转一圈相对固定的舌簧开关，磁铁的极性变换4次，从而使开关触点闭合或断开，ECU根据触点开闭的频率即可确定车速。,1组合仪表计算机 2舌簧开关 3ECU,ECU给车速传感器提供12V标准电压并进行监控，舌簧开关控制搭铁，当舌簧开关闭合使电路接通时，传感器便产生一个脉冲信号输送给ECU。,4.4 控制系统,四、执行元件喷油器1.功用：根据ECU的指令，控制燃油喷射量。2.安装位置：单点在节气门体空气入口处；多点各进气歧管或进气道附近的缸盖上。3.类型：按喷油器结构的不同：轴针式、球阀式及片阀式。按燃料送入位置的不同：上部进油式和下部进油式。按电磁线圈阻值的不同：高阻式（1318）和低阻式（25）。,4.4 控制系统,四、执行元件喷油器4.结构：由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁、针阀等组成。5.工作原理：,当喷油器不喷油时，回位弹簧通过衔铁使针阀紧压在阀座上，防止滴油。当电磁线圈通电时，产生电磁吸力，压缩回位弹簧，吸起衔铁并带动针阀离开阀座，燃油从喷孔中喷出。当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，回位弹簧使针阀迅速关闭，喷油器停止喷油。,4.5 电控汽油机辅助控制系统,一、怠速控制系统1.功能：根据发动机的工作温度和负荷，由ECU自动控制怠速工况下的进气量，以维持发动机怠速运转的稳定。2.怠速控制的方式：（1）节气门直动式：通过执行元件改变节气门的最小开度来控制怠速工况下的进气量。（2）旁通空气式：通过执行元件改变怠速旁通空气道的流通截面来控制怠速工况下的进气量。,4.5 电控汽油机辅助控制系统,3.节气门直动式怠速控制（1）结构：由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构、传动轴等组成。,1节气门操纵臂 2怠速控制器 3节气门体 4喷油器 5燃油压力调节器 6节气门 7防转六角孔 8弹簧 9直流电动机 10、11、13齿轮 12传动轴 14丝杠,4.5 电控汽油机辅助控制系统,3.节气门直动式怠速控制（2）控制原理：直流电动机可正转也可反转，当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上。发动机怠速运转时，ECU根据各种传感器信号，控制直流电动机的正反转和转动量，改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速工况下进气量的控制。,1节气门操纵臂 2怠速控制器 3节气门体 6节气门8弹簧 9直流电动机 10、11、13齿轮 12传动轴 14丝杠,4.5 电控汽油机辅助控制系统,4.旁通空气式怠速控制（1）步进电机型怠速控制阀 步进电机型怠速控制阀的结构原理,1控制阀 2前轴承 3后轴承 4密封圈 5丝杠机构 6线束插接器 7定子 8转子,步进电动机由定子和转子构成，丝杠机构将转子的旋转运动转变为阀杆的直线运动。控制阀与阀杆制成一体，控制阀伸入到怠速空气道内的阀座处。发动机怠速运转时，ECU根据各种传感器信号，控制步进电动机的正反转和转动量，以调节控制阀与阀座之间的间隙，改变怠速空气道的流通截面，实现对怠速工况下进气量的控制。,4.5 电控汽油机辅助控制系统,4.旁通空气式怠速控制（1）步进电机型怠速控制阀 步进电机的结构及原理 结构：主要由用永久磁铁制成有16个磁极的转子和两个定子铁芯组成。每个定子都由2个带16个爪极的铁芯交错装配在一起，其上分别绕有1相和3相、2相和4相两组线圈。,1、2线圈 3爪极 4、6定子 5转子,4.5 电控汽油机辅助控制系统,控制原理：当ECU控制使步进电动机线圈按1234顺序通电时，定子磁场顺时针转动，由于它与转子磁场间具有相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，当步进电动机线圈按相反顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。转子每转一步与定子错开一个爪极的位置，由于定子有32个爪极（上、下两个铁芯各16个），所以步进电动机每转一步为1/32圈（步距角为11.）。从一次通电到另一次通电称为一拍，每一拍转子转过的角度称为步距角。,4.5 电控汽油机辅助控制系统,4.旁通空气式怠速控制（2）旋转电磁阀型怠速控制阀结构：,1控制阀 2双金属片 3冷却液腔 4阀体 5、7线圈 6永久磁铁8阀轴 9怠速空气口 10固定销 11挡块 12阀轴限位杆,4.5 电控汽油机辅助控制系统,4.旁通空气式怠速控制（2）旋转电磁阀型怠速控制阀原理：改变两个线圈产生的磁场强度，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，即可改变怠速控制阀的位置。,4.5 电控汽油机辅助控制系统,4.旁通空气式怠速控制（3）占空比控制电磁阀型怠速控制阀结构：,1、5弹簧 2线圈 3阀杆 4控制阀,4.5 电控汽油机辅助控制系统,4.旁通空气式怠速控制（3）占空比控制电磁阀型怠速控制阀原理：控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，与旋转阀型怠速控制阀相同，ECU是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度，以调节控制阀的开度，从而实现怠速空气量的控制。,二、进气控制系统1.动力阀控制系统（1）功用：根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。（2）结构及原理,4.5 电控汽油机辅助控制系统,1真空罐 2真空电磁阀 3ECU 4膜片真空气室 5动力阀,二、进气控制系统2.谐波进气增压控制系统（1）功能：根据发动机转速的变化，改变进气管内压力波的传播距离，以提高充气效率，改善发动机性能。（2）组成：,4.5 电控汽油机辅助控制系统,1进气控制阀 2真空驱动器 3真空电磁阀 4ECU5转速信号 6真空罐 7节气门,4.5 电控汽油机辅助控制系统,二、进气控制系统2.谐波进气增压控制系统（3）工作原理：,1喷油器 2进气道 3空气滤清器4进气室 5涡流控制气门6进气控制阀 7节气门 8真空驱动器,当发动机转速较低时，同一汽缸的进气门关闭与开启间隔的时间较长，此时进气控制阀关闭，使进气管内压力波的传递距离为进气门到空气滤清器的距离，这一距离较长，压力波反射回到进气门附近所需时间也较长；当发动机处于高速运转时，此时进气控制阀开启，由于大容量进气室的影响，使进气管内压力波传递距离缩短为进气门到进气室之间的距离，与同一汽缸的进气门关闭与开启间隔的时间较短相适应，从而使发动机在高速运转时得到较好的进气增压效果。,4.5 电控汽油机辅助控制系统,三、增压控制系统根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的工作，以达到控制进气压力、提高发动机动力性和经济性的目的。根据增压装置使用的动力源不同，增压装置可分为废气涡轮增压和动力增压两种类型。1.废气涡轮增压控制系统的组成,1切换阀 2驱动气室 3空气冷却器 4空气滤清器 5ECU 6释压电磁阀,4.5 电控汽油机辅助控制系统,三、增压控制系统1.废气涡轮增压控制系统的控制原理当ECU检测到进气压力在0.098MPa以下时，释压电磁阀关闭。涡轮增压器出口引入的压力空气，废气进入涡轮室的通道打开，排气旁通道口关闭，此时废气流经涡轮室使增压器工作。当ECU检测到的进气压力高于0.098MPa时，释压电磁阀打开，关闭进入涡轮室的通道，同时排气旁通道口打开，废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作。直到进气压力降至规定的压力时，ECU又将释压阀关闭，切换阀又将进入涡轮室的通道口打开，废气涡轮增压器又开始工作。,4.5 电控汽油机辅助控制系统,四、故障自诊断系统1.功能：电控系统工作时，故障自诊断系统对电控系统各种输入信号和输出信号进行监测，并运用程序进行推理、判断，将结果迅速反馈到主控系统，改变控制状态；此外，还根据自诊断结果控制故障指示灯工作。2.工作原理：系统正常工作时，微机输入、输出信号的电压都在规定范围内变化。ECU内设置了一个传感器信号监测软件，用来判别输入的信号有否异常。如果某一信号不在规定范围内或一段时间内没有发生应该有的变化，微机就判断该信号电路出现了故障，并设定一故障代码存在微机的读写存储器RAM中，同时点亮发动机故障指示灯。,4.5 电控汽油机辅助控制系统,五、失效保护系统1.功能：当故障自诊断系统判定某传感器或其电路出现故障（即失效）时，由故障自诊断系统启动而进入工作状态，给ECU提供设定的标准信号来替代故障信号，以保持控制系统继续工作，确保发动机仍能继续运转。2.设定的标准信号：冷却液温度信号进气温度传感器信号点火确认信号节气门位置传感器信号点火提前角凸轮轴位置传感器信号空气流量计信号,4.5 电控汽油机辅助控制系统,六、应急备用系统 1.功能：当ECU内的微处理器或少数重要的传感器出现故障、车辆无法行驶时，该系统使ECU把燃油喷射和点火正时控制在设定的水平上，作为一种备用功能使汽车能维持基本行驶，以便把汽车开到最近的维修站或适宜的地方，所以又可称为回家系统。2.工作原理：,