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1、汽车发动机电控技术汽车发动机电控技术第第 5 5 章章 发动机电控辅助系统发动机电控辅助系统 6/18/2022第第5 5章章 发动机电控辅助系统发动机电控辅助系统 教学目标教学目标教学目标教学目标了解各种可变进气与增压控制系统的进气工作原理；了解各种可变进气与增压控制系统的进气工作原理；了解三元催化转换器、空燃比反馈控制系统的工作原理了解三元催化转换器、空燃比反馈控制系统的工作原理；了解排放控制系统的工作控制原理了解排放控制系统的工作控制原理； 了解自诊断系统工作原理了解自诊断系统工作原理法；法；掌握怠速控制系统的控制原理掌握怠速控制系统的控制原理； 了解巡航控制系统、应急备用系统、失效保护
2、系统、发电了解巡航控制系统、应急备用系统、失效保护系统、发电机控制系统与冷却风扇控制系统的工作原理。机控制系统与冷却风扇控制系统的工作原理。6/18/2022教学内容教学内容教学内容教学内容辅助进气控制系统；辅助进气控制系统；排放控制系统；排放控制系统；自诊断系统；自诊断系统；怠速控制系统怠速控制系统； 巡航控制系统；巡航控制系统； 应急备用系统；应急备用系统； 失效保护系统；失效保护系统； 其他辅助控制系统；其他辅助控制系统； 电控辅助系统的故障案例。电控辅助系统的故障案例。6/18/2022教学重点教学重点教学重点教学重点动力阀可变进气系统、进气谐波增压控制系统、动力阀可变进气系统、进气谐
3、波增压控制系统、废气涡轮增压控制系统、可变配气相位控制系统的进气工作原理；废气涡轮增压控制系统、可变配气相位控制系统的进气工作原理；三元催化转换器、空燃比反馈控制系统的工作原理；三元催化转换器、空燃比反馈控制系统的工作原理；废气再循环控制系统、汽油蒸发回收控制系统、废气再循环控制系统、汽油蒸发回收控制系统、二次空气供给控制系统的工作控制原理；二次空气供给控制系统的工作控制原理；怠速控制系统的控制原理。怠速控制系统的控制原理。6/18/2022教学难点教学难点教学难点教学难点VTEC系统的检修；系统的检修；各排放控制控制系统的检修；各排放控制控制系统的检修；步进电动机式怠速控制阀的检修；步进电动
4、机式怠速控制阀的检修；旋转电磁阀式怠速控制阀的检修；旋转电磁阀式怠速控制阀的检修；占空比控制式怠速控制阀的检修；占空比控制式怠速控制阀的检修；巡航控制系统的检修。巡航控制系统的检修。6/18/2022教学方法教学方法教学方法教学方法讲授、课件、视频与实物讲授、课件、视频与实物教学时数教学时数教学时数教学时数2222学时学时6/18/20225.1 5.1 辅助进气控制系统辅助进气控制系统5.1.1 5.1.1 动力阀可变进气控制系统动力阀可变进气控制系统（a）发动机在低速、中、小负荷工况下工作时（b）发动机在高转速、大负荷工况下工作时6/18/2022（a）发动机在低速、中、小负荷工况下工作时
5、（b）发动机在高转速、大负荷工况下工作时1-膜片式执行器 2-至进气管（负压） 3-真空罐 4-三通电磁阀 5-空气滤清器 6-ECU丰田双气道动力阀可变进气控制系统6/18/20225.1.2 5.1.2 进气谐波增压控制系统进气谐波增压控制系统1-喷油器 2-进气道 3-空气滤清器 4-大容量进气室 5-真空驱动器 6-进气增压控制阀 7-涡流控制气门 8-节气门6/18/2022进气谐波增压控制系统控制原理 6/18/2022皇冠3.0轿车进气谐波增压控制系统控制电路 6/18/20225.1.3 5.1.3 废气涡轮增压控制系统废气涡轮增压控制系统u废气涡轮增压的基本原理 1-空气流量
6、计 2-空气滤清器3-增压涡轮 4-涡轮增压器 5-动力涡轮 6-放气阀 7、8-增压压力控制电磁阀9-节气门 10-中间冷却器6/18/2022u废气涡轮增压的优点废气涡轮增压的优点 （1）能提高进气密度，增加充气量。能使发动机在各种转速下达到最佳充气效果，可增加功率40%左右，而且还可提高扭矩、降低油耗。 （2）能消除因大气压力（平原-山区）的不同引起的实际充气量的变化对发动机的影响。一般发动机在海拔高度升高1000m后，功率约下降8%10%，油耗增加4%5%。 （3）增压器所消耗的功率是由排出的废气提供，并不消耗发动输出的有效功率。在废气涡轮增压系统中，一般都带有中间冷却器进行中冷，它对
7、增加充气量、降低热负荷、消除爆震等都是十分有利的。6/18/2022u废气涡轮增压控制系统的控制原理废气涡轮增压控制系统的控制原理 1-空气滤清器 2-空气流量计 3-增压涡轮 4-涡轮增压器 5-动力涡轮 6-放气控制阀 7-爆震传感器 8-冷却液温度传感器 9-增压压力传感器 10-节气门位置传感器 11-冷却器 12-点火器 13-曲轴位置传感器 14-增压压力控制电磁阀 15-火花塞 16-点火线圈 17-喷油器6/18/20225.1.4 5.1.4 可变配气相位控制系统可变配气相位控制系统u可变配气相位控制系统的功能可变配气相位控制系统的功能 根据发动机转速、负荷等变化来控制VTE
8、C机构工作，改变驱动同一汽缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。6/18/2022uVTECVTEC机构的组成机构的组成 1-正时板 2-中间摇臂 3-辅助摇臂 4-同步活塞B 5-同步活塞A 6-正时活塞 7-进气门 8-主摇臂 9-凸轮轴1-同步活塞B 2-同步活塞A 3-弹簧 4-正时活塞 5-主摇臂 6-中间摇臂 7-辅助摇臂6/18/2022uVTECVTEC机构的工作原理机构的工作原理 （a）VTEC机构低速工作状态 （b）VTEC机构高速工作状态1-主凸轮 2-辅助凸轮 3-中间凸轮 4-中间摇臂 5-辅助摇臂 6-阻挡活塞
9、7-同步活塞B 8-同步活塞A 9-正时活塞 10-主摇臂6/18/2022uVTECVTEC系统的控制电路系统的控制电路 6/18/2022uVTECVTEC系统的检修系统的检修清除并重新调取故障码测量电磁阀线圈电阻检查连接线路机油压力的检查电磁阀的检查摇臂的检查 用换件法检查ECM 6/18/2022（1）清除故障码，并重新起动发动机，必要时进行路试，再次调取故障码，若不再有故障码21，说明VTEC系统存在间歇性故障，应检查VTEC电磁阀连接线路是否连接不良。（2）关闭点火开关，拆开VTEC电磁阀线束插接器，测量电磁阀线圈电阻（1号端子与搭铁间）。标准电阻应为1430,否则应更换电磁阀。（
10、3）若电磁阀电阻符合标准，检查VTEC电磁阀与ECM之间的连接线路是否有断路或短路故障。 6/18/2022（4）若上述检查均正常，接好VTEC电磁阀线束插接器，拆下电磁阀上的M10螺栓，将专用低压压力表和接头连接到电磁阀上，连接转速表。然后起动发动机，当达到正常工作温度后（冷却风扇转动），检查发动机转速分别为1000r/min、2000r/min和4000r/min时的机油压力，若机油压力均高于49kPa，则应检查VTEC电磁阀是否有故障，必要时应更换电磁阀。若上述检查机油压力均低于49kPa，则关闭点火开关，拆开VTEC电磁阀插头，用蓄电池直接给电磁阀通电。然后起动发动机，测量转速为300
11、0r/min时的机油压力。机油压力应达到250kPa以上，否则说明机油泵工作不良或润滑系统有泄漏。 6/18/2022（5）VTEC电磁阀的检查。从汽缸盖上拆下VTEC电磁阀总成后，应检查电磁阀滤清器。若滤清器有堵塞现象，则应更换机油滤清器和发动机润滑油；同时必须更换电磁阀密封垫（一经拆下，必须更换新件）。若滤清器未堵塞，则拆开VTEC电磁阀，用手指检查阀的运动是否自如，若有发卡现象，应更换电磁阀。6/18/2022第第5 5章章 汽油机电控辅助系统汽油机电控辅助系统（6）VTEC摇臂的检查。发动机不工作时，拆下气门室罩盖，转动曲轴分别使各缸处于压缩上止点位置，用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和
12、辅助摇臂分离单独运动。用专用堵塞堵住油道减压孔，拆下油压检查孔处的密封螺栓，通入压力为400kPa的压缩空气，用手推动正时板端部使其向上移动23mm。当转动曲轴使汽缸内活塞处于压缩上止点位置，三个摇臂并列平行时，从三个摇臂的缝隙中观察同步活塞的结合情况，同步活塞应将三个摇臂连接为一体，用手按压中间摇臂应不能单独运动；当停止输入压缩空气时，再推动正时板使其向上移动，摇臂内的同步活塞应迅速回位。进气摇臂总成的工作情况若不符合上述要求，应分解检查摇臂总成，必要时成组更换进气摇臂。6/18/20225.2 5.2 排放控制系统排放控制系统5.2.1 5.2.1 三元催化转换器、氧传感器与空燃比反馈控三
13、元催化转换器、氧传感器与空燃比反馈控制系统制系统u三元催化转化器（三元催化转化器（TWCTWC）6/18/2022u空燃比反馈控制系统空燃比反馈控制系统 实际空燃比精确地控制在理论空燃比14.7附近一个极小的范围内，以保证三元催化器以较高的转换效率工作。 6/18/2022u氧传感器氧传感器氧传感器的类型氧化锆式氧化钛式宽带型氧传感器 6/18/2022氧化锆式氧传感器 （a）氧化锆（ZrO2）管 （b）工作原理图 （c）结构图1-安装法兰 2-隔热陶瓷管 3-连接电缆 4-护套 5-氧化锆管 6-信号电压引出套 7-外壳 8-加热元件 9-加热元件接电片6/18/2022氧化锆式氧传感器 由
14、于氧化锆只能在400以上的高温时才能正常工作，为保证发动机在进气量少、排气温度低时也能正常工作，有的氧化锆式氧传感器内还装有加热器，加热器也由发动机ECU控制。不带加热器的氧传感器称为普通型氧传感器，带加热器的氧传感器称为热型氧传感器。6/18/2022氧化钛式氧传感器 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，当废气中的氧浓度较低时，二氧化钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即可转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。 6/18/2022宽带型氧传感器 1-ECU 2-感应室电压 3-电极 4-大气 5-测试腔 6-扩散孔 7-泵氧元 8-排气 9-泵氧元电流
15、日本丰田凌志LS400轿车氧传感器控制电路 6/18/2022u三元催化转换器（TWC）及氧传感器的检修注意事项 热型氧传感器加热器的检查 氧传感器信号检查 6/18/2022三元催化转换器及氧传感器的检修三元催化转换器及氧传感器的检修（1）装有氧传感器和TWC的汽车，禁止使用含铅汽油，以防止催化剂“铅中毒”而失效。（2）TWC固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂载体损坏。（3）装用蜂巢型TWC的汽车一般每行驶80000Km应更换转换器芯体。装用颗粒型TWC的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。（4）如果发动机的排气温度过高（815以上），TWC的转
16、换效率将明显下降。有些TWC中装有排气温度报警装置，当报警装置发出报警信号时，应停机熄火，查明排气温度过高的原因，予以排除。在实际使用中，排气温度过高一般是由于发动机长时间在大负荷下工作或因故障而燃烧不完全所致。6/18/2022 主要是测量其加热器线圈电阻，如：丰田凌志LS400轿车氧传感器加热器线圈，在20时阻值应为5.16.3。若不符合规定，应更换氧传感器。6/18/2022（1）连接好氧传感器线束插接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器工作温度达到400以上。（2）维持怠速运转。（3）反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应输出高电压信号（0.750.90V），减速时应输出低电压信号（0.10.4V）。（4）若不符合上述要求，应更换氧传感器。 6/18/20225.2.2 5.2.2 废气再循环控制系统废气再循环控制系统 废气再循环简称为废气再循环简称为废气再循环简称为废气再循环简称为EGREGREGREGR 其功能是在发动机工作过程中，将一部分废气引入进气管，与新鲜空气（或混合气）混合后返回汽缸进行再循环。 EGR率=EGR气体流量/（吸入空气量EGR气体流
