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1、汽油机进气控制系统一、进气惯性增压控制系统(ACIS)看视频4-9(一)系统工作原理空气在进气管内流动时，具有一定的惯性并且会在进气管内产生一种往复运动的压力波，如果此压力波达到进气门时即开启进气门，则会明显提高进气充量。实验证明，进气管长，压力波也长，可使发动机低、中速区段内的功率增大；进气管短时，压力波也短，可使发动机高转速区段内的功率增大。进气惯性增压控制系统(ACIS)就是在节气门已全开的情况下，利用进气的空气谐振，进一步加大充气量，使低速运转时进气管长，而高速运转时则进气管短。可控的进气谐振近年来发展很快，形式也很多，其工作原理大体上可分为两种。一种是根据发动机转速和负荷的变化情况，
2、自动地改变进气管的有效长度；另一种是可变波长的谐波控制进气系统。(二)改变进气管有效长度的ACIS右图给出了改变进气管有效长度的一种装置。低转速时，ECU使进气控制阀片关闭，进气流经较长的管道；高转速时阀片打开，由于流动阻力的不同，进气会自动地大部分经由阀片直接流入进气歧管，从而使有效长度变短。这种方法可以在高、低转速时均获得高的充量系数，从而提高转矩。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0(三)进气谐波波长可变的ACIS当空气室出口的控制阀关闭时，进气管内的脉动压力波传递长度为空气滤清器到进气门的距离，这一距离较长，适应发动机
3、中、低速工况形成气体动力增压效果。当控制阀打开时，接通真空罐，打开进气增压控制阀。由于大容量空气室的参与，在进气道控制阀处形成气帘，使进气脉动压力只能在空气室出口和进气门之间传播，缩短了压力波的传播距离，以满足发动机高速工况下的气体动力增压要求。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0二、动力阀控制系统某些发动机进气管上除安装节气门调节进气量外，还安装动力阀控制系统，它能根据发动机的不同负荷改变进气量，从而改变发动机的动力性能。真空控制的动力阀装在进气管上，控制进气管空气通道的大小。当发动机小负荷运转时，ECU控制真空电磁阀关闭，
4、动力阀也关闭，进气通道变小，发动机输出较小功率；当发动机负荷增大，ECU根据转速、温度、空气量等信号接通真空电磁阀，真空管内的真空度提高而将动力阀打开，进气通道变大，发动机输出较大功率。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0(a)打开(b)关闭图4-20动力阀控制系统1-真空室；2-真空电磁阀；3-ECU(ECCS)；4-单向阀；5-动力阀三、可变气门正时和升程电子控制系统(VTEC)(一)概述汽油发动机要达到良好的动力性、燃油经济性和排放性能，首先必须控制合适的汽油与空气的混合比例。在怠速、中低速、中小负荷、高速大负荷时，对混
5、合气浓度的要求相同，普通进气机构的发动机其配气相位和气门升程都是固定的，发动机在中低速时，主要考虑省油和改善排放,但这时进气量偏大；高速时，动力性是主要的，需多供给汽油，但供给的汽油又受到进气量的限制而不能太多，这时进气量偏少,传统的发动机由于受进气量的限制，动力性、经济性以及排放性的潜力均未发挥完全，随着轿车汽油机的高速化和废气排放法的日趋严格，配气机构固定不变的缺点变得越来越突出。为此，可变气门机构(简称VTEC)作为内燃设计的新技术迅速发展。(二)VTEC机构的组成本田汽车公司VTEC，它可以使发动机在高速时改变气门正时和升程，并由ECM电控组件控制，同时也可以改变高速时进、排气门开启的
6、重叠时间使发动机在高速范围由于VTEC作用使发动机输出更大的功率。本田ACCORD F22B1发动机VTEC机构主要由气门(每缸2进、2排)、凸轮、摇臂、同步活塞A、B、正时活塞等组成。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0(三)VTEC机构结构和工作原理VTEC机构中的凸轮有三个，它们的线型不相同。高速凸轮位于中央叫做中间凸轮，它的升程最大；另两个低速凸轮，较高的一个叫主凸轮，较低的叫做次凸轮。与这三个凸轮相对应的中间摇臂、主摇臂和次摇臂，两个气门分别安装在主、次摇臂上。在三个摇臂内有一孔道，内装有正时活塞、A、B、同步活塞、
7、定位活塞，每个气缸的两个进气门上都安装有这样一套VTEC机构。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0(四)VTEC系统的控制当发动机转速为2300-3200r/min、车速超过10 km/h、冷却水温度超过10和根据进气歧管压力判断的发动机负荷较大时，ECM操纵VTEC电磁阀打开油路，使从机油泵输出的压力油推动同步活塞把三个摇臂连锁起来，实行VTEC气门正时和升程变动，以改变进气量，增加发动机功率。如果不符合以上转换条件，ECM将VTEC电磁阀断电，切断油路，不实行VTEC控制。四、巡航控制和电控节气门系统(一)巡航控制系统1、
8、功能巡航控制(Cruise Control)是让驾驶员无需操作油门踏板就能保证汽车以某一固定的预选车速行驶的控制系统。当汽车在高速公路上长时间行驶时，一旦打开巡航控制开关，系统就能够根据道路行驶阻力的变化，自动地增减发动机油门的开度，使汽车行驶速度保持一定，从而给驾驶带来了很大的方便，同时也可以得到较好的燃油经济性。2、组成及工作原理控制开关用于打开或关闭系统，设置希望的车速，以及选择其它的控制细节。设置行驶速度时，ECU先根据车速传感器信号计算车速,并与所设置的车速相比较后产生一个偏差信号，然后控制执行机构，通过一套连杆机构驱动油门使实际车速与所设置的车速一致，从而保持车速恒定。系统可通过一
9、个取消控制信号(由制动开关、离合器开关和驻车制动开关输出的信号)来结束巡航控制车速行驶。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0 3、执行机构巡航控制系统常采用电动机型执行机构或真空管型执行机构来控制油门的开度。(1)电动机型执行机构右图是一种电机型执行机构的结构示例，当电磁离合器通电后，随着离合器的结合，控制电流通过控制电机依次驱动涡轮、蜗杆和末端齿轮，然后再通过一个连杆机构驱动发动机油门。连杆的位置由连接于连杆轴上的传感器进行检测，通过比较连杆的实际运动和控制目标，来控制电机的旋转。当踩下离合器或制动踏板，或变速箱处于空档，直
10、接控制电磁离合器将其分离，使巡航控制的执行机构对油门控制不起作用。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0(2)真空型执行机构右图所示为一种真空管型执行机构。当执行机构中的线圈通电时，真空口(用于发动机真空压力的输入)打开，大气口关闭，这样执行机构内部产生真空，吸出隔膜片。线圈不通电时，真空口关闭，大气口打开，空气进入执行元件，隔膜片被弹簧拉回。通过改变控制线圈信号的占空比来控制真空度的变化，从而控制隔膜片来改变油门开度。该执行机构中还有一个释放阀，当巡航控制结束时，控制线圈断电，允许空气进入执行机构内，这样可保证即使控制阀的通空
11、气口开启失败，巡航控制的功能也能够安全终止。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0(二)电控节气门系统1、功能传统的节气门由驾驶员直接控制，此时，主节气门开度恒定的随加速踏板的开度改变，在许多工况下，节气门开度的这种变化规律难以满足实际要求，电控节气门控制系统能根据加速踏板踩下的程度和不同驾驶条件的要求计算节气门开度，驱动节气门控制马达，从而达到优化节气门开度控制的目的。2、结构及工作原理加速踏板位置传感器位于节气门阀体上，与节气门杆安装在一起，节气门杆与加速踏板的油门拉线相连，加速踏板位置传感器将加速踏板的开度转换成表示加速踏
12、板的下踏量大小及变化速率两种电信号，一起传送给发动机ECU.；节气门位置传感器将节气门开度转换成电信号输入发动机ECU，其输出特性与加速踏板位置传感器相同；节气门控制马达是具有良好响应和低能耗的直流电动机，由发动机ECU通过控制流过节气门控制马达的电流方向和大小来控制节气门开度.screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0 3、控制内容电控节气门控制系统工作原理如图所示。发动机ECU根据加速踏板位置传感器、节气门位置传感器、车速档位、驾驶模式等信号驱动节气门控制马达，根据不同行驶条件实现不同节气门开度的优化控制，包括：screen.w
13、idth-333)this.width=screen.width-333border=0(1)非线性控制传统的节气门由加速踏板直接控制节气门开度，从而达到调节发动机转速或功率的目的，这时发动机转速或功率的变化取决于加速踏板下踏的规律，这种调控方法在许多工况下对汽车的驾驶性能和乘车舒适性等不利。而电控节气门由发动机ECU根据加速踏板、节气门位置、车速等其它行车信号，通过节气门驱动马达来调节节气门开度，可实现所有工况下节气门开度的优化控制，如加、加速控制，低摩擦路面行驶控制，从而改善驾驶性能和乘车舒适性。(2)怠速控制以前的步进马达型怠速控制阀用来控制发动机冷机怠速和普通怠速，采用电控节气门后，则
14、由节气门控制马达控制发动机怠速转速。(3)减小换挡冲击控制节气门控制与变速箱电控系统控制同步，在变速箱换当时减小冲击。(4)驱动力控制系统(TRC)节气门控制作为TRC系统的一部分，节气门接受从ABS&TRC&VSC ECU输出的指令。如果驱动轮打滑率超过预定范围，节气门就会按照指令减小开启程度，从而保证车辆行驶的稳定性和驱动力。(5)稳定性控制(VSC)协调控制为充分发挥VSC系统的效用，节气门开启程度也受ABS&TRC&VSC ECU控制。(6)巡航控制以前的车辆由巡航控制执行器控制车速，巡行控制执行器控制节气门开度。采用电控节气门后，车速由节气门控制马达控制。五、废气涡轮增压控制看fla
15、sh4-4废气涡轮增压闭环控制系统如图所示。发动机所需的增压压力目标值大小由ECU根据发动机运行状况，如加速情况，冷却水温度、爆震状况和进气空气量等确定。增压压力由进气管压力传感器检测，并作为反馈信号输入ECU。ECU根据其与增压压力目标值的差值，发出不同占空比的脉冲信号(频率为20Hz)，控制电磁阀平均开启始时间的长短，以调节真空膜盒中的控制压力大小,控制废气涡轮增压器废气放气阀的开度或可变喷咀环的角度，从而控制增压器的转速，产生发动机所需的目标增压压力。screen.width-333)this.width=screen.width-333border=0图4-29废气涡轮增压控制图4-30废气涡轮增压控制系统工作原理图示意图1-切换阀；2-动作器；3-空气冷却器；4-空气滤清器；5-ECU；6-释压电磁阀
