NO16-发动机辅助控制系统-增压控制系统课件.ppt
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1、主要内容一、怠速控制系统二、起动控制系统三、进气控制系统四、增压控制系统五、排放控制系统六、巡航控制及电控节气门系统七、冷却风扇及发电机控制系统,发动机辅助控制系统,八、故障自诊断系统九、失效保护系统十、应急备用系统,主要内容发动机辅助控制系统,四、增压控制系统,1.废气涡轮增压系统废气冲击涡轮驱动压气机叶轮。压气机为离心式,对空气增压。 中冷器使增压后的空气进入气缸前,进行中间冷却,以降低进气温度。,1-空气滤清器;2-抽气管;3-中冷器风扇;4-进气管;5-发动机;6-排气管;7-中冷器;8-增压器,四、增压控制系统1.废气涡轮增压系统1-空气滤清器;2-抽气,废气涡轮增压器,1-空气入口
2、 2-压气机壳3-空气出口 4-V型卡环5-后板 6-机油进口7-中间壳 8-护板9-涡轮壳 10-排气出口11-排气进口 12-涡轮13-增压器浮动轴承14-轴承壳 15-卡环16-机油出口 17-止推盘18-止推环 19-油封20-压气机叶轮21-固定螺母22-涡轮及叶轮轴,废气涡轮增压器1-空气入口 2-压气机壳,四、增压控制系统,2.增压控制系统的功能控制增压压力旁通阀式节流阀式可调叶片式控制供给增压空气量,四、增压控制系统2.增压控制系统的功能,四、增压控制系统,3.增压压力控制系统旁通阀式,1-空气滤清器2-空气流量计3-增压压力控制电磁阀4-废气涡轮增压器5-旁通阀6-驱动气室7
3、-中冷器8-增压压力传感器9、10-高压空气管,四、增压控制系统3.增压压力控制系统旁通阀式1-空气滤清,3.增压压力控制系统旁通阀式,旁通阀式增压压力控制装置通过电磁阀、驱动气室控制旁通阀开度,控制流经涡轮的废气量。用占空比型可电磁阀实现增压压力的连续控制和闭环控制。,1-压气机2-涡轮3-旁通阀4-控制杆5-膜片拉杆6-膜片弹簧7-膜片8-增压压力控制电磁阀,3.增压压力控制系统旁通阀式旁通阀式增压压力控制装置1-压,3.增压压力控制系统旁通阀式,增压压力控制电磁阀,1-通驱动气室管口2-低压空气侧管口3-阀4-高压空气侧管口5-线束连接器,3.增压压力控制系统旁通阀式增压压力控制电磁阀1
4、-通驱动气,四、增压控制系统,3.增压压力控制系统节流阀式节流阀安装在涡轮机进口处,调节废气进入涡轮机的流速,从而调节增压压力。,a)低速时节流阀关闭;b)高速时节流阀开启1-节流阀;2-增压器涡轮,四、增压控制系统3.增压压力控制系统节流阀式a)低速时节流,四、增压控制系统,3.增压压力控制系统可调叶片式控制电磁阀采用占空比控制型,通过驱动气室、控制连杆、调整环改变叶片角度,能对废气涡轮增压器实现四级转换控制。,a)系统组成;b)控制装置结构1-控制电磁阀;2-驱动气室;3-调整环; 4-可调叶片;5-调整环拨销;6-控制连杆;7-叶片轴;8-叶片拨销;9-支撑环,四、增压控制系统3.增压压
5、力控制系统可调叶片式a)系统组成,四、增压控制系统,3.增压压力控制系统可调叶片式,可调叶片式增压压力控制原理,可调叶片角度减小时,由于废气经过可调叶片流向涡轮时的通道截面变小,使废气流速加快,而且废气冲击涡轮叶片的外边缘,也增大了涡轮驱动力矩,所以废气涡轮增压器转速较高,增压压力相对提高。反之,可调叶片角度增大时,增压压力则相对减小。,四、增压控制系统3.增压压力控制系统可调叶片式可调叶片式增,四、增压控制系统,4.增压空气循环控制系统,1-空气滤清器2-空气流量计3-空气循环控制阀4-空气循环管5-压气机6-增压压力传感器7-空气循环控制电磁阀8-单向阀9、12、13、14-真空管10-真
6、空罐11-转速传感器,四、增压控制系统4.增压空气循环控制系统1-空气滤清器,五、排放控制系统,1.发动机排放控制技术应用在汽油机上的排放控制系统:汽油蒸汽排放(EVAP)控制系统废气再循环(EGR)系统、三元催化转换(TWC)系统二次空气供给系统应用在柴油机上的排放控制系统:废气再循环(EGR)系统、催化转换系统颗粒过滤系统,五、排放控制系统1.发动机排放控制技术,1.发动机排放控制技术汽油机与柴油机排放污染比较,1.发动机排放控制技术污染物种类柴油机汽油机备注CO (%),2.汽油蒸气排放控制系统,功能:收集汽油箱和浮式室内蒸发的汽油蒸气,将其引入气缸参加燃烧,以免直接排入大气造成污染。,
7、1-油箱盖 2-油箱 3-单向阀 4-排气管 5-电磁阀 6-节气门 7-进气管 8-真空室 9-真空控制阀 10-定量排放孔 11-活性炭罐,2.汽油蒸气排放控制系统功能:收集汽油箱和浮式室内蒸发的汽油,2.汽油蒸气排放控制系统,有些活性炭罐上不设真空控制阀,而是将受ECU控制的电磁阀直接装在活性炭罐与进气管之间的吸气管中。,2.汽油蒸气排放控制系统有些活性炭罐上不设真空控制阀,而是将,汽油蒸气排放控制系统检修,一般维护:经常检查各连接管路有无破损或漏气;检查炭罐有无裂纹;检查炭罐滤芯是否脏污,定期更换。真空控制阀的检查:用手动真空泵检查孔间的通断。电磁阀的检查:用手动真空泵检查电磁阀通、断
8、电时的开闭情况。测量其阻值应为3644。,检查EVAP控制阀,2.汽油蒸气排放控制系统,汽油蒸气排放控制系统检修一般维护:检查EVAP控制阀2.汽油,五、排放控制系统,3.废气再循环系统EGR的基本原理将废气中的一部分引入燃烧室中参与燃烧,降低最高的燃烧温度,抑制NOX在燃烧过程中生成量。废气再循环量的多少可用EGR率表示:EGR率EGR量/(进气量EGR量)100%EGR的实现方式 非增压柴油机的进、排气管存在足够的压差,实现EGR很容易。 增压柴油机实现EGR的途径分内部EGR和外部EGR两种类型 。,五、排放控制系统3.废气再循环系统,3.废气再循环系统内部EGR:通过排气门或者专用阀门
9、的开启来实现废气再循环 。,1-进气门;2-排气凸轮;3-EGR凸起;4-排气门,日本日野公司内部EGR装置:通过修改排气凸轮的形状,使排气门在进气行程中稍有提升,让部分高压废气回流到气缸内,从而实现废气再循环。,3.废气再循环系统1-进气门;2-排气凸轮;3-EGR凸起;,3.废气再循环系统外部EGR:将部分废气经外部管路引入进气系统来实现EGR。,低压回路EGR将废气引到压气机进口前的低压进气系统,高压回路EGR将废气引到压气机出口后的高压进气系统,3.废气再循环系统低压回路EGR高压,3.废气再循环系统高压回路EGR措施,a) 防逆流方式b) 进气节流方式c) 文丘里管方式d) EGR泵
10、方式,1-ECU;2-中冷器;3-柴油机;4-增压器;5-EGR阀;6-防逆流阀;7-进气节流阀;8-文丘里管;9-文丘里管旁通阀;10-EGR冷却器;11-EGR泵,3.废气再循环系统a) 防逆流方式1-ECU;2-中冷器;,3.废气再循环系统开环控制系统,真空驱动型EGR开环控制系统,1-ECU;2-柴油机转速信号;3- EGR阀;4- EGR电磁阀;5-空气流量计;6-催化转换器,3.废气再循环系统真空驱动型EGR开环控制系统 1-ECU;,3.废气再循环系统开环控制系统,3.废气再循环系统电驱动型EGR开环控制系统 1-ECU;2,3.废气再循环系统闭环控制系统,真空驱动型EGR闭环控
11、制系统,1-EGR阀开度传感器;2-EGR阀;3-电磁阀,电驱动型EGR闭环控制系统,3.废气再循环系统真空驱动型EGR闭环控制系统 1-EGR阀,3.废气再循环系统电驱动型EGR阀,3.废气再循环系统电驱动型EGR阀 1-电枢;2-阀开度传感,3.废气再循环系统EGR冷却系统EGR冷却系统的功用:对EGR气体进行冷却,这不仅使发动机的燃烧温度比用通常EGR的更低,从而进一步减少NOX的排放,而且还能有效地提高进气密度,使燃烧更完全,对减少PM等污染物排放也非常有利。,3.废气再循环系统EGR冷却系统对排放的影响 日本五十铃公司,3.废气再循环系统单向EGR冷却系统单向EGR冷却系统特点:在E
12、GR气体回路中加装了防逆流阀,解决了增压发动机很难解决的增压空气逆流问题。,单向EGR冷却系统,3.废气再循环系统单向EGR冷却系统,3.废气再循环系统EGR控制系统检修一般检查:冷机起动后或怠速时,拆下EGR阀上的真空软管,真空软管口应无吸力且发动机转速无变化;发动机温度达到正常后将转速提高到2500r/min以上,按上述方法检查, EGR阀上真空软管口应有吸力,发动机转速应有明显提高。,3.废气再循环系统,3.废气再循环系统EGR控制系统检修EGR电磁阀的检查:测量电阻:应为3339。工作情况检查:通电时:13口通,23口不通; 断电时:13口不通,23口通。,1通气滤网 2通进气管软管接
13、头 3通EGR阀软管接头,3.废气再循环系统1通气滤网,3.废气再循环系统EGR控制系统检修EGR阀的检查:用手动真空泵检查其开闭情况,施加13.314.7kPa真空度时,应完全开启。,3.废气再循环系统,五、排放控制系统,4.催化转化系统催化转化系统是发动机排气后处理系统的重要组成部分,它利用安装在发动机排气系统中的催化转化装置,使发动机排出的HC、CO、PM氧化,或使NOX还原,以达到降低排放污染的目的。催化转化装置主要分两类:氧化催化转化装置和还原催化转化装置。目前,汽车发动机上装用的催化转化装置主要有三元催化转化器(TWC)、氧化催化转化器(DOC)、选择性催化还原系统(SCR)和吸附
14、催化还原系统(NAC)等。,五、排放控制系统4.催化转化系统,5.催化转化系统三元催化转换器,催化剂为贵重金属铂和铑。含有HC、CO和NOX的废气流经转化器时,不仅可使废气中的HC和CO有害气体进一步氧化,生成无害气体CO2和H2O,并能促使废气中的NOx与CO发生还原反应,生成无害的CO2和N2气体。 可分为颗粒型和蜂巢型两种类型,5.催化转化系统三元催化转换器催化剂为贵重金属铂和铑。,5.催化转化系统三元催化转换器的转换效率,5.催化转化系统三元催化转换器的转换效率,氧传感器功用:检测排气中的氧浓度,向ECU输送空燃比信号。类型:氧传感器按性能特点不同可分为普通型、热型和宽量程型三种,普通
15、型氧传感器又分为氧化锆(ZrO2)式、氧化钛(TiO2)式。,5.催化转化系统,氧化锆式氧传感器及其输出特性a)结构b)信号波形1-法兰2-铂电极3-氧化锆管4-铂电极5-加热器6-涂层7-废气8-套管9-大气,在400以上的高温时,若氧化锆管内、外表面接处的气体中氧的浓度有很大差别,在氧化锆管内、外表面的两个铂电极之间将会产生电动势。,氧传感器5.催化转化系统氧化锆式氧传感器及其输出特性在4,5.催化转化系统氧传感器,氧化钛氧传感器及其输出特性a)结构b)电阻特性c)测量电路d)信号波形1-二氧化钛元件2-金属外壳3-陶瓷绝缘体4-接线端子5-陶瓷元件6-导线7-金属保护套,利用氧化钛与氧气
16、接触时发生氧化-还原反应、从而导致其电阻值变化的原理,测量废气中的氧浓度。随氧含量增高,二氧化钛的电阻值增大。,5.催化转化系统氧化钛氧传感器及其输出特性利用氧化钛与氧气接,5.催化转化系统氧传感器,由于氧化锆只能在400以上的高温时才能正常工作,为保证氧传感器在发动机排气温度较低时也能正常工作,有的氧传感器内装有加热器。热型氧传感器的加热器由发动机ECU控制,当排气温度较低时,加热器通电对氧化锆管进行加热。,热型氧传感器1-氧化锆管2-加热器,5.催化转化系统由于氧化锆只能在400以上的高温时才能正常,5.催化转化系统氧传感器,宽量程氧传感器能够在较宽的空燃比范围内检测排气中的氧浓度,比普通
17、氧传感器更适合汽油直接喷射发动机和柴油机。宽量程氧传感器以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来,氧化锆型氧传感器有一特性,就是当氧离子移动时会产生电动势,若相反将电动势加在氧化锆组件上,即会造成氧离子的移动。,宽量程氧传感器,5.催化转化系统宽量程氧传感器能够在较宽的空燃比范围内检测排,5.催化转化系统氧化催化转化器氧化催化转化器(Diesel Oxidation Catalyst,简称DOC)指安装在柴油汽车排气系统中,通过催化剂进行氧化反应,能同时降低排气中一氧化碳(CO)、总碳氢化合物(THC)和柴油颗粒物中可溶性有机物组分(SOF)的催化转化器。缺点是会将排气中的SO2氧化成SO3,生成
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