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1、第三章 进气系统的原理与检测方法,第一节进气供给系统的组成与工作原理,把可燃混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统（见图3-1），,图31空气供给系统的作用,图32空气滤清器的组成（一）,经空气滤清器过滤后的空气，通过空气流量计进行测量，再经节气门体流到稳压室后再进入进气总管，经分配后到达进气岐管且与喷油器喷出的燃油混合气后，被吸入气缸内进行燃烧。（见图3-2和图3-3）。,空气供给系统的组成框图（见图3-3）,图33空气供给系统的组成（二）,一、空气滤清器,1.空气滤清器的作用,空气滤清器的作用是清除空气中所含的尘土和沙粒，以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。(实物见图34）。,图
2、34空气滤清器的实物,2.空气滤清器的种类,图3-5空气滤清器的种类,3.空气滤清器的工作原理,目前，汽车使用的空气滤清器大部分为纸质滤清器，此类滤清器具有重量轻，安装方便和滤清效率高等优点。纸质滤清器主要由滤清器滤芯和滤纸壳盖组成（见图3-6），空气以很大的速度从进气口进入滤芯纸格的外表面，尘土等杂质被粘附在纸格的外表面，而透过滤纸的空气就变得清洁，并通过进气支管流向气缸参加燃烧。,纸质滤清器主要由滤清器滤芯和滤纸壳盖组成。,图36空气滤清器的组成,4.空气滤清器的保养,空气滤清器在汽车的作用是十分重要的，使用保养时应注意以下几点：,(1) 空气滤清器的清洁,纸质滤芯常用的清洁方法有两种：轻
3、拍法 吹洗法 ( 见图3-7)。,图3-7空气滤清器的清洁,在使用中应按汽车保养规定，经常清洁空气滤清器滤芯，以免因滤芯上粘附过多灰尘而增大进气阻力，降低发动机功率，增加耗油量。如滤芯破损、密封垫、老化变形或断裂，应及时更换（图3-8）。,图3-8空气滤清器的更换,二、节气门体,1.节气门体的作用,图3-9节气门体的实物,节气门体的实物如图3-9所示,在早期的车型上，有部分节气门上还加装有节气门位置缓冲器和怠速调整螺钉（见图3-10）。,图3-10带有节气门位置缓冲器的节气门体,2.节气门体的分类,（1）普通的节气门体,图3-11普通的节气门体的结构（一）,图3-12普通的节气门体（二）,此种
4、节气门体广泛的安装在大众车系上，与图3-11所示的节气体不一样的是节气门位置传感器与怠速控制装置安装在一起。在怠速时，依靠怠速电机通过连动装置直接驱动节气门转动，而无需图3-11所示的旁通气道。,工作原理：机械节气门体它的开度是由从油门踏板连接过来的拉索控制，也就是说，踏板的位置直接和节气门上的门板转轴相关。转轴的位置通过装配在节气门体上的位置传感器传输到ECU，ECU根据转轴位置的进气量来配比燃油供应量，达到最佳的经济性、动力性和排放。,（2）电子节气门体,图3-13电子节气门体的外部结构,图3-14为节气门体的内部结构,图3-14电子节气门体的内部结构,三、进气管,1.进气管的结构,图3-
5、15进气管的结构（一）,节气门可以控制进入发动机的进气量，进气岐管可以将进入发动机的空气均匀的分配给各缸。,图3-16进气管的结构（二）,2.进气管的形式,（1）单点喷射系统所用的进气管,单点喷射所用的进气管（见图3-17），与早期的化油器式进气管相似。,图3-17单点喷射系统所用的进气管,（2）整体式进气管,整体式进气管，进气岐管与进气总管在设计时为一整体（318），不能分开。,图318多点喷射系统使用的整体式进气管,（3）分开式进气管,分开式进气管（图3-19），进气岐管与进气总管是采用分开结构的，这样做的目的一般是为了消除进气脉动和使各缸配气均匀。,图3-19 分开式进气管,第二节进气及
6、增压控制的原理与检修方法,一、可变进气控制系统,可变进气控制系统是利用发动机进气管中的空气的波动效应来增大进气量的，或利用进气旋流作用来改善燃烧过程。一般情况下，进气道细而长，对发动机低速性能有利，进气道短而粗，对发动机高速性能有利。 不同车型的发动机所采用的进气系统在结构上存大许多差异，但原理都是都基本相同。,1. 蒙迪欧.5发动机可变进气歧管系统,图3-20蒙迪欧2.5L可变进气系统（一）,图3-21蒙迪欧2.5L可变进气系统（二）,2.奥迪V6发动机可变进气系统,奥迪V6发动机可变进气系统，在发动机每个进气岐管内都设置了进气转换阀，该转换阀由ECU通过真空电磁阀和真空拉力腔来控制（见图3
7、-22）。,图3-22奥迪V6发动机可变进气系统的结构图,1进气岐管 2真空电磁阀 3螺栓（6N.m） 4-真空管道 5转换阀6-压簧 7密封圈 8真空拉力腔 9螺栓（10N.m）10-盖板 11-单向阀 12-橡胶圈13真空负压通道,图3-23进气转换阀关闭,图3-24进气转换阀打开,3. 日产汽车发动机可变进气系统,图3-25发动机处于中小负荷工作时,在日产VG20发动机上安装有这种可变进气系统。当发动机在低速中、小负荷工作时，转换阀关闭，进气会通过细长的进气管流入，可以提高进气流速，由于细长管的动态效应，改善了中低速的扭矩特性（见图3-25）。,图326发动机处于大负荷工作时,当发动机在
8、高转速大负荷工作时，转换阀开启，空气流经短而粗的进气管道，大大提高了充气量，从而获得较大的效率（见图326）。,二、可变配气相位,可变配气相位控制系统包括可变气门正时系统和可变气门升程系统两大类。有些发动机配置了可变气门正时系统（如大众、丰田的可变气门正时系统），有些发动机则只配置了可变气门升程系统，（如本田的可变气门升程系统）。,1.大众车可变气门正时系统,（1）作用,国产大众帕萨特B5 ANQ发动机、奥迪A6 ANQ 、AWL、APS与ATX发动机、宝来ANG、AUM发动机及波罗BCC发动机中采用了可变配气相位（可变凸轮轴）技术。通过控制单元自动调节凸轮轴的链条机构，从而改变进气门的开启和
9、关闭时间，使发动机在高转速下获得尽可能多高的功率，在低转速下获得尽可能大的转矩，从而大大提高发动机的动力性，并可改变发动机的排放。,（2）结构组成,大众车可变气门正时系统主要是由凸轮轴调整器、凸轮轴调节阀（电磁阀）、链条组成（见图327）。,图3-27大众车可变气门正时系统,图328凸轮轴调整器的结构,凸轮轴调整器是在液压张紧器的基础上，加装了用ECU控制的电磁阀，形成了一个配气相位调节总成部件（见图328）。,图329凸轮轴调整器向上拉长时,如图329所示,图330凸轮轴调整器向下拉长时,如图330所示,（4）不同工况时系统的工作状态(帕萨特 B5 V6 发动机为例),图331帕萨特B5轿车
10、V6发动机的凸轮轴的排列,帕萨特 B5轿车V6 发动机的排气凸轮轴与进气凸轮轴的排列形式（见图331）。,1怠速时,怠速时，以左侧凸轮轴为例，调整器下部变长，上部变短，从而使进气凸轮轴逆时针发生一定角度旋转，使进气门延迟关闭，增大发动机扭矩（见图3-32）。,图332怠速时可变气门正时系统工作状态,2转速在1 000 r/min以上时,转速在1 000 r/min以上时，进气门提前打开。左侧凸轮轴调整器向下，右侧凸轮轴调整器向上运动，使正时链条发生一定角度的旋转（见图3-33）。,图3-33转速在1 000 r/min以上时可变气门正时系统工作状态,3转速在3700 r/min以上时,转速在3
11、 700 r/min以上时，左侧凸轮轴调整器向上，右侧凸轮轴调整器向下运动，进气门延迟关闭（见图3-34）。,图3-34转速在3700r/min以上时可变气门正时系统工作状态,（5）安装与检测,图3-35链条及凸轮轴的安装位置,2.日本丰田VVT-i可变气门正时系统,丰田VVT-i可变气门正时系统可以分为单凸轮轴式和双凸轮轴式两种。,（1）单凸轮轴式,图3-36单凸轮轴式可变气门正时系统,丰田汽车发动机的VVT-i系统早期只设计在进气凸轮轴上（见图3-36），,1结构组成,VTT-i系统主要由传感器、ECU、凸轮轴正时机油控制阀、VTT-i控制器等组成（见图3-37）。,图3-37 VVT-i
12、系统的组成,VTT-i控制器由与进气凸轮轴耦合的叶片和从动正时链的壳体组成（见图338）。,凸轮轴正时机油控制阀的结构见图3-39所示，它受ECU控制，是一个液压电磁阀，当滑阀处于不同的位置时，会分配液压控制VTT-i控制器至不同的位置（提前或滞后）。从而改变气门的正时。,图339凸轮轴正时机油控制阀的结构,图3-40凸轮轴正时机油控制阀的实物,凸轮轴正时机油控制阀的实物（见图3-40）,2控制原理,根据来自发动机ECU的提前信号，凸轮轴正时机油控制阀处于如图3-41所示的位置。油压作用到正时提前叶片室，使凸轮轴向正时提前方向转动。,图341正时提前位置,滞后,根据来自发动机ECU的滞后信号，
13、凸轮轴正时机油控制阀处在图3-42所示的位置，油压作用到正时滞后侧叶片室，使凸轮轴向正时滞后方向转动。,图342滞后位置,图3-43保持位置,根据来自发动机ECU的滞后信号，凸轮轴正时机油控制阀处在图3-43所示的位置，此时凸轮轴处于原来不变的位置。,2.双凸轮轴式,图344双凸轮轴式VVT-i系统,图345凸轮轴位置传感器,图346凸轮轴正时机油控制阀,三、废气涡流增压,1.作用,图347图废气涡轮增压器在实车上的加装,2.废气涡轮增压系统的组成,奥迪A61.8T涡轮增压器的主要由涡轮增压器、增压压力电磁阀、膜片式控制阀和冷却器组成（见图3-48,图3-48废气涡轮增压器的组成（一）,图34
14、9废气涡轮增压的组成（二）,1-增压涡轮 2-动力涡轮 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,1涡轮增压器,涡轮增压器内有动力涡轮和增压涡轮（见图350,图3-50废气涡轮增压器的结构,排气管中的废气推动动力涡轮旋转，动力涡轮旋转带动增压涡轮旋转，将进入发动机的进气进行增压，并通过中冷器降温后进入发动机燃烧室（见图3-51）。,图351涡轮增压器的工作原理,发动机转速较低时，涡轮转速达不到所需要的转速，空气压缩不足，发动机功率达不到要求。在实车上涡轮增压器的转子的工作转速高达每分钟数万转至二十多万转，因此，需要有单独的润滑油供应管路，并为浮动轴承
15、提供油膜支撑（见图352）。,图3-52涡轮增压器的润滑,2增压压力电磁阀和膜片式控制阀,发动机控制单元通过控制增压压力电磁阀，进一步控制膜片式控制阀，使旁通阀门动作，从而改变实际涡轮增压压力。阀门打开，增压压力下降；阀门关闭，增压压力上升（图353）。,图353奥迪A61.8T涡轮增压器膜片控制装置,（3）旁通阀,旁通阀的实物见图354,图354奥迪A61.8T涡轮增压器动力涡轮,（4）中冷器,在废气涡轮增压系统中，一般都带有中冷器（见图3-56），它可降低进气温度，对消除发动机爆震、提高进气效率等都是十分有利的。,图3-55中冷器的结构,3.废气涡轮增压器的控制原理,当需要增加进气压力时，
16、排气歧管排出的废气进入涡轮增压器，经动力涡轮排出；随着节气门开度的增加和发动机转速的升高，动力涡轮的转速加快，与其同轴的增压涡轮的转速也会加快，致使进气增压压力增大。如果此时旁通阀打开，通过动力涡轮的废气量和气压就会减小，动力涡轮和增压涡轮转速降低，进气增压压力就会减小。由此可见，通过控制旁通阀，就可以改变通过动力涡轮的废气量，从而实现对增压压力的控制。,第三节 怠速控制的原理与检测方法,一、怠速控制系统的组成,图3-57怠速控制系统的原理,1冷却水温度信号 2A/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,二、怠速控制的内容,怠速控制的具体内容主要包括：起动后控制、暖机过程控制、负荷变化时的控制、减速时的控制等。这些内容是由发动机ECU控制怠速空气控制阀来实现的。,三、怠速控制的方法,方法一：节气门直动式 直接控制节气门开度来控制进气量，执行元件为怠速电机，这种控制应用较少，大众车系的节气门体就是采用这种结构（见图3-58
