汽油机电控发动机第三章.

辽宁省劳动经济学校电控发动机精品课程第三章进气系统的原理与检测方法辽宁省劳动经济学校第一节进气供给系统的组成与工作原理辽宁省劳动经济学校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3－1空气供给系统的作用辽宁省劳动经济学校图3－2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）。辽宁省劳动经济学校空气供给系统的组成框图（见图3-3）图3－3空气供给系统的组成（二）辽宁省劳动经济学校一、空气滤清器•1.空气滤清器的作用辽宁省劳动经济学校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3－4）。图3－4空气滤清器的实物辽宁省劳动经济学校2.空气滤清器的种类图3-5空气滤清器的种类辽宁省劳动经济学校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。辽宁省劳动经济学校纸质滤清器主要由滤清器滤芯和滤纸壳盖组成。图3－6空气滤清器的组成辽宁省劳动经济学校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：辽宁省劳动经济学校(1)空气滤清器的清洁纸质滤芯常用的清洁方法有两种：①轻拍法②吹洗法(见图3-7)。图3-7空气滤清器的清洁辽宁省劳动经济学校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空气滤清器的更换辽宁省劳动经济学校二、节气门体•1.节气门体的作用辽宁省劳动经济学校图3-9节气门体的实物节气门体的实物如图3-9所示辽宁省劳动经济学校在早期的车型上，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辽宁省劳动经济学校2.节气门体的分类•（1）普通的节气门体辽宁省劳动经济学校普通的节气门体上面一般安装有怠速控制阀、节气门位置传感器、节气门拉索轮、节气门等重要器件（见图3-11）。门位置传感器节气怠速控制阀节气门拉索轮图3-11普通的节气门体的结构（一）图3-11普通的节气门体的结构（一）辽宁省劳动经济学校图3-12普通的节气门体（二）此种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。辽宁省劳动经济学校•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。辽宁省劳动经济学校（2）电子节气门体电子节气门体与普通节气门体最大的不同是在节气门体上面看不到节气门拉索轮。节气门的打开与关闭是由ECU控制电机完成的（见图3-13）。图3-13电子节气门体的外部结构辽宁省劳动经济学校图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辽宁省劳动经济学校三、进气管•1.进气管的结构辽宁省劳动经济学校进气管的结构如图3－15～3－16所示，图3-15进气管的结构（一）辽宁省劳动经济学校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）辽宁省劳动经济学校2.进气管的形式•（1）单点喷射系统所用的进气管辽宁省劳动经济学校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辽宁省劳动经济学校（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（3－18），不能分开。图3－18多点喷射系统使用的整体式进气管辽宁省劳动经济学校（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分开式进气管辽宁省劳动经济学校第二节进气及增压控制的原理与检修方法•一、可变进气控制系统辽宁省劳动经济学校•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。辽宁省劳动经济学校1.蒙迪欧２.5Ｌ发动机可变进气歧管系统辽宁省劳动经济学校蒙迪欧２.5Ｌ发动机具有可变进气歧管系统，每缸都有长短两个进气道（见图3-20）。长进气道短进气道图3-20蒙迪欧2.5L可变进气系统（一）辽宁省劳动经济学校低速时，空气从此通道进入发动机高速时（３３００转以上），此阀门打开，空气从两个通道进入发动机通过两个通道对进气系统进行控制，即可以满足低速时对进气的需求，又可以满足高速时对进气的需求（见图3-21）。图3-21蒙迪欧2.5L可变进气系统（二）辽宁省劳动经济学校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3-22）。辽宁省劳动经济学校图3-22奥迪V6发动机可变进气系统的结构图辽宁省劳动经济学校•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－真空负压通道辽宁省劳动经济学校图3-23进气转换阀关闭当发动机的转速低于4100r/min时，进气转换阀处于关闭状态，空气经过细而长的进气通道进入汽缸，使发动机在低速时的扭矩增大，有利于汽车克服阻力（见图3-23）。进气转换阀辽宁省劳动经济学校图3-24进气转换阀打开当发动机的转速高于4100r/min时，进气转换阀处于打开状态，空气经过粗而短的的进气通道进入汽缸，使发动机在高速时的功率增大，有利于汽车提高车速（见图3-24）。进气转换阀辽宁省劳动经济学校•3.日产汽车发动机可变进气系统辽宁省劳动经济学校图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）。辽宁省劳动经济学校图3－26发动机处于大负荷工作时当发动机在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3－26）。辽宁省劳动经济学校二、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）。辽宁省劳动经济学校1.大众车可变气门正时系统•（1）作用辽宁省劳动经济学校•国产大众帕萨特B5ANQ发动机、奥迪A6ANQ、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。辽宁省劳动经济学校（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3－27）。图3-27大众车可变气门正时系统辽宁省劳动经济学校图3－28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3－28）。辽宁省劳动经济学校图3－29凸轮轴调整器向上拉长时如图3－29所示辽宁省劳动经济学校图3－30凸轮轴调整器向下拉长时如图3－30所示辽宁省劳动经济学校•（4）不同工况时系统的工作状态(帕萨特B5V6发动机为例)辽宁省劳动经济学校图3－31帕萨特B5轿车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3－31）。辽宁省劳动经济学校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3－32怠速时可变气门正时系统工作状态辽宁省劳动经济学校2转速在1000r/min以上时转速在1000r/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1000r/min以上时可变气门正时系统工作状态辽宁省劳动经济学校3转速在3700r/min以上时转速在3700r/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辽宁省劳动经济学校（5）安装与检测图3-35链条及凸轮轴的安装位置辽宁省劳动经济学校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。辽宁省劳动经济学校（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），辽宁省劳动经济学校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3-37VVT-i系统的组成辽宁省劳动经济学校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3－38）。辽宁省劳动经济学校\\\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3－39凸轮轴正时机油控制阀的结构辽宁省劳动经济学校图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）辽宁省劳动经济学校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3－41正时提前位置辽宁省劳动经济学校②滞后根据来自发动机ECU的滞后信号，凸轮轴正时机油控制阀处在图3-42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3－42滞后位置辽宁省劳动经济学校图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。辽宁省劳动经济学校2.双凸轮轴式VTT-i控制器VTT-i控制器图3－44双凸轮轴式VVT-i系统辽宁省劳动经济学校如图3－45所示，为安装在气缸盖上面的凸轮轴位置传感器。用于感测凸轮轴所处的位置。图3－45凸轮轴位置传感器辽宁省劳动经济学校凸轮轴正时机油控制阀的结构如图3－46所示图3－46凸轮轴正时机油控制阀辽宁省劳动经济学校三、废气涡流增压•1.作用辽宁省劳动经济学校废气涡轮增压器图3－47图废气涡轮增压器在实车上的加装辽宁省劳动经济学校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