第二章 进气控制系统

进气系统了解汽车电控发动机中空气供给系统的组成，掌握各部件的安装位置、结构和工作原理；掌握空气流量计、进气绝对压力传感器和节气门位置传感器的结构、线路及检测方法；了解现代可变进气控制技术。学习目标本章主要内容：空气供给系统现代可变进气控制技术一、空气供给系统1.1功用为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。1.2组成1.2.1D型空气供给系统1.2.2L型空气供给系统1.3空气供给系统的基本元件1.3.1空气滤清器用于滤除空气中的灰尘，一般都为纸质滤心。一般5000公里清洁一次,20000公里更换。1.纸制滤芯2.上壳体3.下壳体4.进气管1.3.2节气门体节气门体用来控制发动机正常工况下的进气量。节气门体主要由节气门、旁通道、节气门位置传感器、怠速控制装置等组成。节气门体检修时应检查是否有积垢或结胶,必要时清洗。续一:1.3.3进气管为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和进气歧管的形状、容积都有严格的要求。各进气歧管长度应相等。进气总管须适应谐波增压的要求。检查是否漏气，连接是否可靠，密封垫是否完好，与气缸盖接合的平面度。工作任务1：空气供给系统的基本维护检查空气滤清器滤芯是否赃污，必要时用压缩空气吹净或更换；检查各连接部位应连接可靠，密封垫应完好；检查节气门体是否有积垢和积胶情况，必要时进行清洗。1.3.4空气流量计功用：在L型电控燃油喷射系统中，用于测量进入发动机的进气量，转换成电信号并输入ECU。决定基本喷油量和基本点火提前角，如表1所示。表1桑塔纳AJR发动机部分负荷进气流量试验进气流量（g/s）10111213141516点火提前角（°）39.037.536.736.033.732.230.7喷油脉宽（ms）4.935.445.956.376.97.317.82类型叶片式空气流量计热式空气流量计卡门旋涡式空气流量计1.3.4.1叶片式空气流量计由测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道等组成。此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。空气通过→测量板打开→测量板同轴的电位计检测出叶片转动的角度→将进气量转换成电压信号VS送给ECU。测量板打开，油泵开关FC和E1闭合。反之，则断开。进气温度传感器是采用热敏电阻，温度高，THA和E2之间阻值降低，从而使THA输出电压值小。1.3.4.2热式空气流量计热式空气流量计按测量元件形式分：热线式和热膜式。结构简单，进气阻力小，精度高，耐久性，应用广泛。热线式热线式空气流量计结构简单，进气阻力小，检测精度高，使用耐久性好，各种性能较好，应用越来越广泛。如图RA、RB、RH和RK构成惠斯顿电桥，当空气通过时，使RH温度下降，为了保持电桥的平衡，空气流量越大，U0的值越大。续一：热线式空气流量计按测量位置分：主流测量方式、旁通测量方式。大排量的发动机采用主流量检测方式，排量小的发动机则采用旁通测量方式。主流测量方式一般设置了“自洁”功能：发动机转速1500r/min以上，关闭点火开关时，热线瞬间温度升高至1000℃，将热线上的灰尘烧掉。a）旁通测量方式b）主流测量方式热膜式热膜式空气流量计是热线式空气流量计的改进产品，其发热元件采用平面形铂金属膜电阻器，增加了发热体的强度，提高了工作可靠性，且无需加热清洁电路。1.3.4.3卡门旋涡式空气流量计气体通过涡流发生器时会产生许多涡旋。旋涡数量与空气流速成正比，因此，通过测量涡流的数量就可计算空气流速和流量。体积小、质量轻、进气道结构简单、进气阻力小。工作任务2：热膜式空气流量计的检修万用表检测桑塔纳AJR发动机热膜式流量传感器信号线：插好连接器，起动，测量插头5与搭铁间的电压，怠速时，为1.5V，并随进气流量的增大而增大。搭铁线：拔下连接器，点火开关OFF，测量插头3与搭铁间的电阻，应小于1Ω。电源线：拔下连接器，起动，测量插头2与搭铁间的电压，应为12V；点火开关ON，但不需启动时，插头4与搭铁间的电压，应为5V。搭铁信号起动，运行时5V起动、运行12V续一：示波器检测（信号）通常热线（热膜）式空气流量传感器输出信号电压范围是从怠速时超过1.25V变至节气门全开时超过4V，当急减速时输出信号电压应比怠速时的电压稍低。案例分析案例：进气流量传感器脏污车型：桑塔纳2000GSi型轿车，装备AJR发动机，采用博世M3.8.2电喷系统，1999年出厂。故障：发动机急加速回火、行驶无力。检查：检查油路/点火系统/进气管道正常。检查进气流量传感器。用万用表检测传感器的2号电源端子，电压为12V，正常。5号端子为信号电压输出端，正常时怠速应为1.3V左右，急加速时应为3.5～4.5V。检测中发现急加速时为2.8V左右，显然传感器的输出信号电压偏低。随即拆下进气流量传感器，检查发现传感器取样管内的热膜金属铂（电阻）上有一些絮丝状的杂物，用化油器清洗剂喷洗干净后，装复试车，发动机不再回火，故障排除。分析：进气流量传感器脏污，检测不到流量的变化。信号偏低，混合气偏稀。1.3.5进气歧管压力传感器功用：在D型电控燃油喷射系统中，用来测量进气管压力。位置：通过软管安装在进气管附近；直接安装在进气管上。特点：结构简单，体积小，抗震性好，工作可靠，价格低。1.3.5.1进气歧管压力传感器构造由硅膜片、真空室、混合集成电路、线束、插头和壳体组成。硅膜片是压力转换元件，薄膜片表面上，有四只阻值相等的应变电阻片连接成惠斯顿电桥电路。压力越高，硅膜片的变形越大，输出电压越高。工作任务3：进气压力传感器的检修（1）万用表检测信号线：接脚PIM与E2间的动态信号电压，随进气压力增大而增大,大气压3.3~3.9V。搭铁线：插头E2与搭铁间的搭铁电阻电阻，应为0Ω。电源线：插头ACC与搭铁间的供电电压，应为4.5-5.5V。（2）示波器检测信号模拟信号：通常信号电压在怠速时为1.25V，当节气门全开时略低于5V，全减速时接近0V。搭铁信号电源案例分析案例：进气压力传感器的真空管破裂。车型：凯迪拉克4.1L。故障：油耗大但不冒黑烟，怠速稳定，动力性和加速性能也较好。检查：用诊断仪读取发动机数据，其中MAP=0kPa，MAP=5V，02S在0．7-0．8V。从数据看主要原因是MAP=0kPa，可能原因是进气压力传感器损坏或真空管脱落、破裂。检查发现接在进气压力传感器上的真空管破裂，更换真空管后怠速时信号0．5v，踩下加速踏板时信号电压上升，故障排除。分析：真空管破裂，造成真空度为零，压力最大，所以信号电压一直是5V，发动机控制单元根据信号认为一直是全负荷工况，所以不断增加喷油量，造成油耗大。1.3.6节气门位置传感器功用：检测节气门的开度及变化，输入ECU，作为控制燃油喷射及其他辅助系统的信号。位置：节气门轴类型：开关式和线性式1.3.6.1线性式节气门位置传感器结构：由可变电阻、滑动触点、怠速触点等组成。原理：滑动触点随着节气门轴同步运转，如图由A转至B。怠速触点是当节气门全关闭时提供怠速信号。节气门全关，UVTA=0V；节气门全开，UVTA=5V；1.3.6.2开关式节气门位置传感器当节气门关闭时，怠速触点闭合、功率触点断开。（左图）当节气门开度增大时，凸轮随节气门轴转动使怠速触点顶开，功率触点断开。（中间图）节气门接近全开时，凸轮使功率触点闭合，怠速触点断开。（右图）续一：端子1为ECU供电线（5V）端子2为输出信号线，端子3接地。打开点火开关，U1-3=5V；节气门全闭：U2-3=0.1~0.9V；节气门全开：U2-3=3.0~4.8V。工作任务4：节气门位置传感器检修搭铁线：插头Ｅ2与搭铁间的电阻，应小于0。5Ω。电源线：VＣ与搭铁间的电压5V；IDL与搭铁间12V。传感器电阻：插座各接角间的电阻，应与规定相符。提取波形，应如图所示，输出信号电压随节气门开度的增大而增大。传感器的电压应从怠速时的低于1V到节气门全开时的低于5V。VVΩ案例分析车型：旁蒂克车。故障：怠速低且不稳，行驶时正常，行驶时踩制动发动机转速下降直至熄火。检查：行驶时正常说明喷油、点火基本正常，用诊断仪读取发动机数据，发现怠速时节气门位置传感器信号0．82V（标准为0．5v），踩下加速踏板，节气门位置传感器信号连续上升，放开加速踏板信号又回至0．82V，这说明节气门位置传感器信号错误。检查发现节气门位置传感器损坏，更换后恢复正常。分析：0．82v即告之控制电脑目前发动机处于小负荷状态，热车后发动机控制系统处于闭环控制，根据氧传感器信号修正喷油量，使空燃比在14．7附近，使实际怠速时混合气稀，从而怠速低，甚至熄火。1.3.7进气温度传感器功用：给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。位置：进气管路中，常装在空气滤清器、空气流量计或进气管。结构：负热敏电阻，随着温度升高，电阻值降低。1.3.8怠速（辅助）空气阀功用：在发动机低温启动及暖机过程中，提供附加空气量，以利快怠速运转和加速暖机。原理：辅助空气阀根据发动机的温度，自动调整旁通阀的大小，以调节空气量。2.1空气供给系统的维护检查空气滤清器滤芯是否赃污，必要时用压缩空气吹净或更换检查各连接部位应连接可靠，密封垫应完好；检查节气门内腔是否有积垢和积胶情况，必要时进行清洗。