5-发动机辅助控制系统.ppt

1、主要内容 一、怠速控制系统 二、起动控制系统 三、进气控制系统 四、增压控制系统 五、排放控制系统 六、巡航控制及电控节气门系统 七、冷却风扇及发电机控制系统,第四章 发动机辅助控制系统,八、故障自诊断系统 九、失效保护系统 十、应急备用系统,一、怠速控制系统(idle speed control) 1.汽油机怠速控制系统的功能与组成,怠速控制系统的功能： 怠速是指节气门关闭，油门踏板完全松开，发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。 ISC系统的功能是怠速转速控制。,1.汽油机怠速控制系统的功能与组成,怠速控制系统的组成： 传感器、ECU和执行元件 ，执行元件为怠速控制阀。,1冷却

2、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,1.汽油机怠速控制系统的功能与组成,怠速控制的方法： 节气门直动式直接控制节气门开度来控制进气量，执行元件为电机，应用较少。,1节气门 2进气管 3节气门操纵臂 4执行元件,怠速控制的方法： 旁通空气式控制旁通气道的进气量 ，执行元件为怠速控制阀，应用较广泛。 怠速控制阀类型：步进电机型、 旋转电磁阀型、占空比控制电磁阀型、开关型等。,1节气门 2进气管 3节气门操纵臂 4执行元件 5-怠速空气通道,1.汽油机怠速控制系统的功能与组成,1节气门操纵臂 2怠速控制器 3节气门体 4喷油器 5燃

3、油压力调节器 6节气门 7防转六角孔 8弹簧 9直流电动机 10、11、13齿轮 12传动轴 14丝杠,2.汽油机节气门直动式怠速控制器,一、怠速控制系统,一、怠速控制系统 3.步进电机型怠速控制阀,1控制阀 2前轴承 3后轴承 4密封圈 5丝杠机构 6线束连接器 7定子 8转子,步进电动机的结构图 1、2线圈 3爪极 4、6定子 5转子,原理：线圈通电顺序不同，步进电动机的转动方向不同；输入线圈的脉冲数量不同，步进电动机转过角度不同。,转子：用永久磁铁制成有16个（八对）磁极 两个定子：每个定子都由2个带16个爪极的铁心交错装配在一起，两个定子上分别绕有1相和3相、2相和4相两组线圈，每个定

4、子上2线圈的绕制方向相反。,步进电机结构,转子每转一步与定子错开一个爪极的位置，由于定子有32个爪极（上、下两个铁心各16个），所以步进电动机每转一步为1/32圈（约11转角），步进电动机的工作范围为0125个步进级,步进电机型怠速控制阀工作原理,步进电机型怠速控制阀电路,步进电机型怠速控制阀的检修,将点火开关 “ON”，分别测量ECU端子E1与ISC1 ISC4之间的电压，均应为蓄电池电压（914V）； 拆开ISC阀线束连接器，分别测量端子B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的电阻，阻值均应为1030； 工作情况检查：,结构：怠速控制阀安装在阀轴的中部，阀轴的一端装有圆柱形永久磁铁，永久磁

5、铁对应的圆周位置上装有位置相对的2个线圈。,原理：改变两个线圈产生的磁场强度，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，即可改变怠速控制阀的位置。,一、怠速控制系统 4.旋转电磁阀型怠速控制阀,旋转电磁阀型怠速控制阀电路,旋转电磁阀型怠速控制阀检修,点火开关转置“ON”但不起动发动机，在线束侧测量电源端子与搭铁间电压，应为蓄电池电压。 发动机达到正常工作温度后维持怠速，短接诊断座上的TE1与E1端子，发动机转速应保持在10001200r/min，5S后转速下降约200r/min。 拆开控制阀3端子线束连接器，在控制阀侧分别测量“+B”与ISC1和ISC2端子间的电阻，正常应为18.822.

6、8。,占空比AB,1、5-弹簧 2-线圈 3-阀杆 4-控制阀,一、怠速控制系统 5.占空比控制电磁阀型怠速控制阀,6-石蜡感温器 7-控制阀 8、9-弹簧,占空比控制电磁阀型怠速控制阀需要快怠速控制阀来控制暖机过程的空气供给量。,快怠速控制阀,拆开怠速控制阀线束连接器，将点火开关转至“ON”但不起动发动机，在线束侧测量电源端子与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压。 拆开怠速控制阀线束连接器，在控制阀侧测量两端子之间的电阻，正常应为10-15。,占空比控制电磁阀型怠速控制阀电路及检修,一、怠速控制系统 6.开关型怠速控制阀,1-线圈 2-控制阀,与电控燃油喷射系统一体，其功能包括： 怠速转速控制

7、目的：使发动机维持一定转速稳定运转 控制方式：通过控制循环供（喷）油量来实现。 各缸均匀性控制 目的：尽量缩小同一工作循环各缸供（喷）油量的差值，以保持发动机怠速运转稳定和减轻振动 。 控制方式：通过对各缸供（喷）油量的瞬时调节实现 。,一、怠速控制系统 7.柴油机怠速控制系统,二、起动控制系统,1.功能 起动时的燃油喷射控制、进气控制、增压控制和辅助起动装置控制等，在此主要介绍柴油机特有的辅助起动装置（预热装置）控制。 2.柴油机起动预热装置 按预热对象不同：进气预热、燃烧室预热、冷却液预热 。 按预热装置不同：电预热、火焰预热。,2.柴油机起动预热装置,二、起动控制系统,二、起动控制系统,

8、2.柴油机起动预热装置 火焰预热器 燃油和进气管中的部分空气进入蒸发管混合，并在炽热管头部被点燃，燃烧放出的热量对进气管中的空气加热。 火焰预热器所需的燃油通常由燃油喷射系统中的低压输油泵供给，并用电磁阀控制向火焰预热器供油的油路，电磁阀电路则由ECU或温控开关控制。,1-计量孔；2-进油口；3-进油滤网； 4-螺纹； 5-密封圈；6-壳体； 7-蒸发管；8-炽热管；9-火焰罩,二、起动控制系统,2.柴油机起动预热装置电热塞 电热塞的线圈由加热线圈、控制线圈串联构成。控制线圈具有正温度系数特性，随温度升高，由于控制线圈电阻值增大，减小了流过加热线圈的电流，从而限制了加热线圈的温度。,1-线束连

9、接器；2-绝缘垫片；3-壳体；4-散热钢套；5-控制线圈；6-填料； 7-加热线圈；8-绝缘垫，9-密封垫；10-固定螺母,二、起动控制系统,3.柴油机起动预热控制系统 以电热塞预热的起动预热控制系统为例，ECU根据发动机转速信号、冷却液温度信号和点火开关信号，通过继电器控制电热塞是否通电及通电时间的长短。,1-电热塞 2-电热塞继电器 3-点火开关 4-蓄电池正极线 5-预热指示灯 6-控制线 7-反馈信号线,二、起动控制系统,3.柴油机起动预热控制系统 起动预热过程中各元件通断情况,二、起动控制系统,4. 起动控制系统检修 起动控制系统电路(宝莱),二、起动控制系统,4. 起动控制系统检修

10、 预热继电器检测 拆下继电器，用万用表测量继电器线圈两个端子间电阻，应为(不断路)。 用蓄电池或稳压电源张继电器线圈施加12V电压，用万用表测量继电器开关的两个端子间电阻，应为0V(导通)。,预热塞检测 关闭点火开关，拆开预热塞线束连接器，给线圈施加12V电压。用二极管灯的一端连接到蓄电池正极，另一端触试预热塞，二极管灯应亮。,三、进气控制系统,目的： 提高进气量，改善发动机动力性能。 应用在汽油机上的进气控制系统： 动力阀控制系统 谐波进气增压系统 气门驱动控制系统。 应用在柴油机上的进气控制系统： 进气节流控制系统 进气涡流控制系统 气门驱动控制系统,三、进气控制系统 1.汽油机动力阀控制

11、系统 控制发动机进气道的空气流通截面大小，以适应发动机不同转速和负荷时的进气量需求，从而改善发动机的动力性。,）动力阀开启 ）动力阀关闭 1真空罐 2真空电磁阀 3ECU 4膜片真空气室 5动力阀,三、进气控制系统 3.汽油机谐波进气增压控制系统(ACIS),利用进气管内的压力波与进气门的开启配合，当进气门开启时，使反射回来的压力波正好传到该气门附近，从而形成进气增压的效果，提高发动机的充气效率和功率。,工作原理图 1-进气控制阀 2-进气室 3-空气滤清器 4-真空驱动器,谐波进气增压控制系统组成,1进气控制阀 2真空驱动器 3真空电磁阀 4ECU 5转速信号 6真空罐 7节气门,检修：检查

12、VSV阀电阻应为38.544.5。,谐波进气增压控制系统电路,三、进气控制系统,3.柴油机进气节流控制系统 功能：控制进气量和进气管压力，保证混合气浓度符合不同负荷时的要求，保证低转速时能够正常进行废气再循环。 控制方式：在进气道中安装一个节气门，并由电控执行元件根据ECU的指令控制节气门的开度。 类型：直流电机型、电控气动型。,三、进气控制系统,3.柴油机进气节流控制系统,直流电机型进气节流控制系统,电控气动型进气节流控制系统,三、进气控制系统,4.柴油机进气涡流控制系统 功能：利用电控装置来改变进气道结构或干扰进气道中的气流运动，从而实现进气涡流控制的。 控制方法：喷气式 、双气道式、气道

13、分隔式、导气屏式 、旁通气道式 、气道转换式 。,4.柴油机进气涡流控制系统,喷气式进气涡流控制装置 喷气式进气涡流控制是通过向进气道喷入空气对进气流进行干扰来降低进气涡流强度。 低速时，喷气孔关闭，原有进气道可以产生较强的进气涡流；高速时，喷气孔开启并向进气道喷入空气，喷入的空气与进气道的空气流相撞，使进气涡流强度降低。 通过改变喷气的角度或速度，可增大控制涡流强度的变化范围。 喷入的空气一般来源于储气筒。,1-进气道；2-喷气孔；3-气缸,4.柴油机进气涡流控制系统,双气道式进气涡流控制装置 副进气道以一定的角度与主进气道相连，主进气道能够产生低速时所需强进气涡流，副进气道用于控制主进气道

14、的进气涡流。 低速时，利用转换阀关闭副进气道，利用主进气道产生强度较大的主涡流；高速时，利用转换阀开启副进气道，利用副进气道产生的反向涡流降低主进气道产生涡流的强度，同时两气道进气也可提高充气效率。 转换阀开度不同，进气涡流强度不同。,1-转换阀； 2-副进气道； 3-主进气道；4-气缸,4.柴油机进气涡流控制系统,气道分隔式进气涡流控制装置 利用水平放置的隔板将进气道分成上、下两层。 低速时，控制阀关闭上层进气道，进气道流通截面变小，进气流速度提高，进气涡流增强。 高速时，控制阀则开启上层进气道，两层气道进气使进气道流通截面增大，进气流速度降低，进气涡流减弱。,1-控制阀；2-上层进气道；

15、3-下层进气道；4-气缸；5-隔板,4.柴油机进气涡流控制系统,导气屏式进气涡流控制装置 导气屏实际就是导向叶片，安装在进气门上并可绕气门旋转。 进气时，利用导向叶片对进气流的导向作用，在气缸内产生绕气缸轴线旋转的进气涡流。 进气涡流的强度取决于导向叶片的包角和方位角 。,4.柴油机进气涡流控制系统,旁通气道式进气涡流控制装置 利用从气道上部凸出到下部的隔板将气道分为螺旋气道和旁通气道，并利用旁通阀关闭或开启旁通气道，来改变进气流通截面大小，从而实现对进气涡流的控制。,1-气缸；2-旁通气道；3-隔板； 4-旁通阀；5-螺旋气道,4.柴油机进气涡流控制系统,气道转换式进气涡流控制装置 挡块将进

16、气道分为螺旋气道（左侧）和直气道（右侧）。 高速时，用转换阀关闭螺旋气道，由直气道进气，进气涡流较弱； 中等转速时，利用转换阀关闭直气道，由能产生较强涡流的螺旋气道进气，进气涡流较强； 低速时，利用转换阀关闭直气道，节流阀也部分关闭，能产生很强的进气涡流。,1-节流阀；2-挡块；3-气道转换阀,4.柴油机进气涡流控制系统,进气涡流控制系统的组成,（喷气式）进气涡流控制系统的组成,1-空气压力传感器；2-储气筒；3-发动机；4-转速传感器；5-冷却液温度传感器； 6-加速踏板位置传感器；7-加速踏板；8-ECU；9-电磁阀；10气动膜片阀； 11-进气管；12-进气道；13-喷气孔,5.气门驱动

17、控制系统 功能：根据发动机转速和负荷的变化，适时调整配气相位和气门升程。 配气相位：指进、排气门实际开启或关闭的时刻和开启持续时间，用曲轴转角表示。,三、进气控制系统,大众车系V6发动机可变配气相位控制机构,1正时电磁阀 2液压缸 3排气凸轮轴 4进气凸轮轴 5正时调节器,曲轴通过正时皮带驱动排气凸轮轴，排气凸轮轴通过正时链条驱动进气凸轮轴,5.气门驱动控制系统,调整正时链紧边来改变配气相位。,左列气缸,右列气缸,排气凸轮,排气凸轮,进气凸轮,进气凸轮,低速时配气相位提前,高速时配气相位推迟,大众车系V6发动机可变配气相位控制机构,本田公司可变配气相位控制机构,英文：Variable Valv

18、e Life Timing Valve Electronic Control 简称：i-VTEC 中文：可变配气正时及气门升程电子控制机构,本田发动机配气机构特点 每缸两进两排4气门，进、排气门分排两列，单顶置凸轮轴、双摇臂轴，皮带传动。 VTEC机构功用 根据发动机转速和负荷变化，通过摇臂总成改变进气门配气相位和升程。,5.气门驱动控制系统,VTEC机构组成,1-正时片 2-中间摇臂 3-次摇臂 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,配气相位取决于凸轮；主凸轮按低速小负荷单进气门工作设计；中间凸轮按高速大负荷双进气门工作设计。,VTEC机构工作原

19、理,a)低速小负荷时；b)高速大负荷时 1-主凸轮 2-次凸轮 3-次摇臂 4-回位弹簧 5-阻挡活塞 6-同步活塞B 7-同步活塞A 8-正时活塞 9-主摇臂 10-中间摇臂 11-油液,低速小负荷不工作。 3摇臂分开。 主凸轮通过主摇臂驱动主进气门，满足进气。 中间凸轮驱动中间摇臂空摆。 次凸轮通过次摇臂驱动次进气门微量开闭。 高速大负荷工作。 2同步活塞将3摇臂插接成一体。 2进气门由中间凸轮驱动同步工作。 主、次凸轮不起作用,VTEC机构工作原理,宝马车系可变配气相位控制机构,德文：VALVETRONIC 英文或：Variable Camshaft Control 中文：可变凸轮轴控制

20、系统,ECU指令控制电动机偏心轴转动中置摇臂支点变化摇臂摆动幅度变化气门升程变化。 气门升程的变化范围：09.7mm。 发动机取消节气门，通过控制气门升程控制进气量。 利用电位计式传感器检测加速踏板位置。,5.气门驱动控制系统,丰田车系可变配气相位控制机构,英文：Variable Valve Timing Lift-intelligent 简称：VVTL-i（在 VVT-i基础上升级为VVTL-i ） 中文：智慧型可变气门正时及升程,5.气门驱动控制系统,两进气门共用一个摇臂总成驱动。低速时，滑块不与高速凸轮接触，高速凸轮空转，低速凸轮驱动摇臂。高速时，滑销移动将滑块顶靠在高速凸轮上，低速凸轮

21、空转，高速凸轮驱动摇臂。,丰田公司进气门升程控制机构,低速时,高速时,四、增压控制系统,1.废气涡轮增压系统 废气冲击涡轮驱动压气机叶轮。 压气机为离心式，对空气增压。 中冷器使增压后的空气进入气缸前，进行中间冷却，以降低进气温度。,1-空气滤清器；2-抽气管；3-中冷器风扇； 4-进气管； 5-发动机；6-排气管； 7-中冷器； 8-增压器,废气涡轮增压器,1-空气入口 2-压气机壳 3-空气出口 4-V型卡环 5-后板 6-机油进口 7-中间壳 8-护板 9-涡轮壳 10-排气出口 11-排气进口 12-涡轮 13-增压器浮动轴承 14-轴承壳 15-卡环 16-机油出口 17-止推盘 1

22、8-止推环 19-油封 20-压气机叶轮 21-固定螺母 22-涡轮及叶轮轴,四、增压控制系统,2.增压控制系统的功能 控制增压压力 旁通阀式 节流阀式 可调叶片式 控制供给增压空气量,三、增压控制系统,3.增压压力控制系统旁通阀式,1-空气滤清器 2-空气流量计 3-增压压力控制电磁阀 4-废气涡轮增压器 5-旁通阀 6-驱动气室 7-中冷器 8-增压压力传感器 9、10-高压空气管,3.增压压力控制系统旁通阀式,旁通阀式增压压力控制装置 通过电磁阀、驱动气室控制旁通阀开度，控制流经涡轮的废气量。 用占空比型可电磁阀实现增压压力的连续控制和闭环控制。,1-压气机 2-涡轮 3-旁通阀 4-控

23、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,3.增压压力控制系统旁通阀式,增压压力控制电磁阀,1-通驱动气室管口 2-低压空气侧管口 3-阀 4-高压空气侧管口 5-线束连接器,四、增压控制系统,3.增压压力控制系统节流阀式 节流阀安装在涡轮机进口处，调节废气进入涡轮机的流速，从而调节增压压力。,a)低速时节流阀关闭；b)高速时节流阀开启 1-节流阀；2-增压器涡轮,四、增压控制系统,3.增压压力控制系统可调叶片式 控制电磁阀采用占空比控制型，通过驱动气室、控制连杆、调整环改变叶片角度，能对废气涡轮增压器实现四级转换控制。,a)系统组成；b)控制装置结构 1-控制电磁阀

24、；2-驱动气室；3-调整环； 4-可调叶片；5-调整环拨销； 6-控制连杆；7-叶片轴；8-叶片拨销；9-支撑环,四、增压控制系统,3.增压压力控制系统可调叶片式,可调叶片式增压压力控制原理,可调叶片角度减小时，由于废气经过可调叶片流向涡轮时的通道截面变小，使废气流速加快，而且废气冲击涡轮叶片的外边缘，也增大了涡轮驱动力矩，所以废气涡轮增压器转速较高，增压压力相对提高。反之，可调叶片角度增大时，增压压力则相对减小。,四、增压控制系统,4.增压空气循环控制系统,1-空气滤清器 2-空气流量计 3-空气循环控制阀 4-空气循环管 5-压气机 6-增压压力传感器 7-空气循环控制电磁阀 8-单向阀

25、9、12、13、14-真空管 10-真空罐 11-转速传感器,五、排放控制系统,1.发动机排放控制技术 应用在汽油机上的排放控制系统： 汽油蒸汽排放（EVAP）控制系统 废气再循环（EGR）系统、 三元催化转换（TWC）系统 二次空气供给系统 应用在柴油机上的排放控制系统： 废气再循环（EGR）系统、 催化转换系统 颗粒过滤系统,1.发动机排放控制技术 汽油机与柴油机排放污染比较,2.汽油蒸气排放控制系统,功能：收集汽油箱和浮式室内蒸发的汽油蒸气，将其引入气缸参加燃烧，以免直接排入大气造成污染。,1-油箱盖 2-油箱 3-单向阀 4-排气管 5-电磁阀 6-节气门 7-进气管 8-真空室 9-

26、真空控制阀 10-定量排放孔 11-活性炭罐,2.汽油蒸气排放控制系统,有些活性炭罐上不设真空控制阀，而是将受ECU控制的电磁阀直接装在活性炭罐与进气管之间的吸气管中。,汽油蒸气排放控制系统检修,一般维护： 经常检查各连接管路有无破损或漏气； 检查炭罐有无裂纹； 检查炭罐滤芯是否脏污，定期更换。 真空控制阀的检查： 用手动真空泵检查孔间的通断。 电磁阀的检查： 用手动真空泵检查电磁阀通、断电时的开闭情况。 测量其阻值应为3644。,检查EVAP控制阀,2.汽油蒸气排放控制系统,五、排放控制系统,3.废气再循环系统 EGR的基本原理 将废气中的一部分引入燃烧室中参与燃烧，降低最高的燃烧温度，抑制

27、NOX在燃烧过程中生成量。 废气再循环量的多少可用EGR率表示： EGR率EGR量/（进气量EGR量）100% EGR的实现方式 非增压柴油机的进、排气管存在足够的压差，实现EGR很容易。 增压柴油机实现EGR的途径分内部EGR和外部EGR两种类型 。,3.废气再循环系统 内部EGR：通过排气门或者专用阀门的开启来实现废气再循环 。,1-进气门；2-排气凸轮；3-EGR凸起；4-排气门,日本日野公司内部EGR装置：通过修改排气凸轮的形状，使排气门在进气行程中稍有提升，让部分高压废气回流到气缸内，从而实现废气再循环。,3.废气再循环系统 外部EGR：将部分废气经外部管路引入进气系统来实现EGR。

28、,低压回路EGR 将废气引到压气机进口前的低压进气系统,高压回路EGR 将废气引到压气机出口后的高压进气系统,3.废气再循环系统 高压回路EGR措施,a) 防逆流方式 b) 进气节流方式 c) 文丘里管方式 d) EGR泵方式,1-ECU； 2-中冷器；3-柴油机；4-增压器；5-EGR阀；6-防逆流阀； 7-进气节流阀；8-文丘里管；9-文丘里管旁通阀；10-EGR冷却器；11-EGR泵,3.废气再循环系统 开环控制系统,真空驱动型EGR开环控制系统,1-ECU；2-柴油机转速信号；3- EGR阀； 4- EGR电磁阀；5-空气流量计；6-催化转换器,3.废气再循环系统 开环控制系统,3.废

29、气再循环系统 闭环控制系统,真空驱动型EGR闭环控制系统,1-EGR阀开度传感器；2-EGR阀；3-电磁阀,电驱动型EGR闭环控制系统,3.废气再循环系统 电驱动型EGR阀,3.废气再循环系统 EGR冷却系统 EGR冷却系统的功用：对EGR气体进行冷却，这不仅使发动机的燃烧温度比用通常EGR的更低，从而进一步减少NOX的排放，而且还能有效地提高进气密度，使燃烧更完全，对减少PM等污染物排放也非常有利。,3.废气再循环系统 单向EGR冷却系统 单向EGR冷却系统特点：在EGR气体回路中加装了防逆流阀，解决了增压发动机很难解决的增压空气逆流问题。,单向EGR冷却系统,3.废气再循环系统 EGR控制

30、系统检修 一般检查： 冷机起动后或怠速时，拆下EGR阀上的真空软管，真空软管口应无吸力且发动机转速无变化； 发动机温度达到正常后将转速提高到2500r/min以上，按上述方法检查， EGR阀上真空软管口应有吸力，发动机转速应有明显提高。,3.废气再循环系统 EGR控制系统检修 EGR电磁阀的检查： 测量电阻：应为3339。 工作情况检查：通电时：13口通，23口不通； 断电时：13口不通，23口通。,1通气滤网 2通进气管软管接头 3通EGR阀软管接头,3.废气再循环系统 EGR控制系统检修 EGR阀的检查： 用手动真空泵检查其开闭情况，施加13.314.7kPa真空度时，应完全开启。,五、排

31、放控制系统,4.催化转化系统 催化转化系统是发动机排气后处理系统的重要组成部分，它利用安装在发动机排气系统中的催化转化装置，使发动机排出的HC、CO、PM氧化，或使NOX还原，以达到降低排放污染的目的。 催化转化装置主要分两类：氧化催化转化装置和还原催化转化装置。目前，汽车发动机上装用的催化转化装置主要有三元催化转化器（TWC）、氧化催化转化器（DOC）、选择性催化还原系统（SCR）和吸附催化还原系统（NAC）等。,4.催化转化系统 三元催化转换器,催化剂为贵重金属铂和铑。 含有HC、CO和NOX的废气流经转化器时，不仅可使废气中的HC和CO有害气体进一步氧化，生成无害气体CO2和H2O，并能

32、促使废气中的NOx与CO发生还原反应，生成无害的CO2和N2气体。 可分为颗粒型和蜂巢型两种类型,4.催化转化系统 三元催化转换器的转换效率,氧传感器 功用：检测排气中的氧浓度，向ECU输送空燃比信号。 类型：氧传感器按性能特点不同可分为普通型、热型和宽量程型三种，普通型氧传感器又分为氧化锆（ZrO2）式、氧化钛（TiO2）式。,4.催化转化系统,氧化锆式氧传感器及其输出特性 a）结构 b）信号波形 1-法兰 2-铂电极 3-氧化锆管 4-铂电极 5-加热器 6-涂层 7-废气 8-套管 9-大气,在400以上的高温时，若氧化锆管内、外表面接处的气体中氧的浓度有很大差别，在氧化锆管内、外表面的

33、两个铂电极之间将会产生电动势。,4.催化转化系统 氧传感器,氧化钛氧传感器及其输出特性 a)结构 b)电阻特性 c)测量电路 d)信号波形 1-二氧化钛元件 2-金属外壳 3-陶瓷绝缘体 4-接线端子 5-陶瓷元件 6-导线 7-金属保护套,利用氧化钛与氧气接触时发生氧化-还原反应、从而导致其电阻值变化的原理，测量废气中的氧浓度。随氧含量增高，二氧化钛的电阻值增大。,4.催化转化系统 氧传感器,由于氧化锆只能在400以上的高温时才能正常工作，为保证氧传感器在发动机排气温度较低时也能正常工作，有的氧传感器内装有加热器。 热型氧传感器的加热器由发动机ECU控制，当排气温度较低时，加热器通电对氧化锆

34、管进行加热。,热型氧传感器 1-氧化锆管 2-加热器,4.催化转化系统 氧传感器,宽量程氧传感器能够在较宽的空燃比范围内检测排气中的氧浓度，比普通氧传感器更适合汽油直接喷射发动机和柴油机。 宽量程氧传感器以普通氧化锆型氧传感器为基础扩展而来，氧化锆型氧传感器有一特性，就是当氧离子移动时会产生电动势，若相反将电动势加在氧化锆组件上，即会造成氧离子的移动。,宽量程氧传感器,4.催化转化系统 氧化催化转化器 氧化催化转化器（Diesel Oxidation Catalyst，简称DOC）指安装在柴油汽车排气系统中，通过催化剂进行氧化反应，能同时降低排气中一氧化碳（CO）、总碳氢化合物（THC）和柴油

35、颗粒物中可溶性有机物组分（SOF）的催化转化器。 缺点是会将排气中的SO2氧化成SO3，生成危害更大的硫酸雾或固态硫酸盐颗粒。,氧化催化转化器作用原理,4.催化转换系统 选择性催化还原系统 选择性催化还原技术（SCR）：“选择性”是指在催化还原转化过程中，利用还原剂的特性优先选择NOX在催化剂作用下一起被氧化，而不是按自然规律先是比较容易氧化的HC和CO被氧化，从而大大提高转化效率（可达99%），它是近年来比较成功的NOX催化还原技术。 选择性催化还原剂：主要有氨（NH3）、尿素（Urea）及碳氢化物（如柴油等）。 氨：是一种有毒物质，气态氨的储存和运输都不方便。 尿素：水溶性好，储存运输很方

36、便，而且价格低廉，使用安全； 碳氢化合物：比较容易获得，但还原催化能力并不是很强。,4.催化转换系统 选择性催化还原系统 目前，比较认可的NOX还原技术是以尿素作催化剂的选择性催化还原技术，尿素的催化作用机理是：,4.催化转换系统 选择性催化还原系统,德国BOSCH公司SCR-NO-NH3催化转化电控系统,4.催化转换系统 吸附-催化还原系统 吸咐-催化还原系统主要采用吸附和催化还原两项技术，其关键技术是吸附技术。 吸附技术，主要是利用充填有NOX吸附剂的吸附器，在富氧条件下将难以催化还原的NOX首先储存起来，再用其它方法进行处理。吸附器类似一个过滤器，但它过滤的是发动机排气中的NOX。常用的

37、吸附剂为贵金属、碱金属或碱土金属氧化物，如碳酸钾（K2CO3）和金属钡（Ba）等，吸附剂的耐硫性能和高温稳定性也比较差。 吸附剂吸附的NOX到一定量后，必须采取使吸附剂“再生”，一般是在转化器上配置预热空气鼓风机和预热器，当吸附剂中吸附了规定量的NOX后，利用热风使NOX从吸附剂中分离出来，而后在催化剂（如铂等）作用下，使NOX与还原剂发生反应，生成无害气体。,5.颗粒过滤系统 颗粒过滤系统的主要装置就是颗粒过滤器（Diesel Particulate Filter，简称DPF），它是安装在柴油汽车排气系统中，通过过滤来降低排气中颗粒物（PM）的装置。 颗粒过滤器的过滤效率可达50%90%。过

38、滤效率是指试验车辆或发动机按照某种指定的工况运行时，柴油颗粒过滤器前后的颗粒物排放重量的变化率，即,五、排放控制系统,5.颗粒过滤系统 颗粒过滤器 Diesel Particulate Filter，简称DPF，它是安装在柴油汽车排气系统中，通过过滤来降低排气中颗粒物（PM）的装置。 过滤材料有：金属丝网、陶瓷纤维、泡沫陶瓷和壁流式蜂窝陶瓷等。,颗粒过滤器,5.颗粒过滤系统 过滤器再生技术 滤器再生：指定期除去过滤器中的颗粒，使其恢复到原来的工作状态。 被动再生：指集催化转化技术和颗粒过滤技术于一体，利用柴油机排气本身所具有的能量（热量）进行再生。但柴油机排气温度较低，被动再生困难。 主动再生

39、：指利用外加能源（如：电加热器、燃烧器或发动机操作条件的改变以提高排气温度）使颗粒物过滤器内部温度达到颗粒物的氧化燃烧温度而进行的再生。,5.颗粒过滤系统 过滤器再生技术 为提高过滤器的“再生效率”，被动再生所采取的措施 ： 利用催化剂降低颗粒着火最低温度 提高排气温度(过滤器与氧化催化转化器组合),5.颗粒过滤系统 过滤器再生技术,电加热主动再生系统,内置电加热主动再生系统,5.颗粒过滤系统 过滤器再生技术,燃烧器主动再生系统,1-柴油机 2-消声器 3-过滤器 4-出口温度信号 5-转速信号 6-负荷信号 7-排气压力信号 8-进口温度信号 9-燃烧器温度信号,5.颗粒过滤系统 过滤器再生

40、技术,6.二次空气供给系统 功能：在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而降低一氧化碳和HC的排放量，同时加快三元催化转换器的升温。,五、排放控制系统,检修 簧片阀的检查：低温起动后，听舌簧阀发出的声音。 整体检查：低温、低速、小负荷时二次空气供给软管应有真空吸力；高温、高速、大负荷时相反。 二次空气控制阀的检查：用手动真空泵和吹气法检查其密封和工作情况。 电磁阀的检查：测量电阻，一般应为3644；分别在通电和不通电时用吹气法检查其密封和工作情况。,6.二次空气供给系统,六、巡航控制及电控节气门系统,1.巡航控制系统 功能 驾驶员启动巡航控制系统并设

41、定行驶速度，不需驾驶员操纵加速踏板，巡航控制系统即可自动保持汽车按设定的车速行驶。 汽车进入巡航控制状态后，若车速过低（一般为40km/h）、汽车急减速（一般减速度超过2m/s2）或ECU检测到系统有故障时，ECU将自动解除巡航控制状态。 匀速控制功能、巡航控制车速设定功能、滑行功能、加速功能、恢复功能、车速下限控制功能、车速上限控制功能、手动接除功能、自动接除功能、自动变速器控制功能、快速修正巡航控制车速功能、自诊断功能。,1.巡航控制系统 组成 操纵开关、安全开关、传感器、ECU和执行元件等。,1电源 2操纵开关 3巡航控制ECU 4执行元件 5接节气门 6车速传感器 7制动灯开关,1.巡

42、航控制系统 组成 操纵开关：安装在转向信号手柄上或转向盘上，驾驶员通过操纵开关给ECU输入巡航控制命令，主要用于选择巡航控制状态、设置或修改巡航状态控制车速等。,1Set（设定） 2Resume（恢复） 3Accelerate（加速） 4Coast (滑行),1.巡航控制系统 组成 安全开关：包括制动灯开关、驻车制动开关、离合器开关和空挡起动开关。功用是向ECU提供解除巡航控制的信号，以免巡航控制系统的工作与驾驶员的操作目的发生冲突，导致系统损坏或发生事故。 传感器：除上述开关外，还必须由车速传感器、节气门位置传感器、执行元件位置传感器向ECU提供信号。 巡航控制ECU：接收各传感器(包括开关

43、)信号，对系统工作状态或执行元件实施控制。 执行元件：执行ECU的控制，控制节气门的开度。有两种类型：电动机式和气动膜片式。,1.巡航控制系统 组成,巡航控制ECU工作原理,1.巡航控制系统 组成,数字式微机控制巡航控制系统,1电动机 2电磁离合器主动件 3电磁离合器从动盘 4减速齿轮 5扇齿轮 6节气门控制臂 7输出轴 8节气门位置传感器 8节气门位置传感器驱动齿轮 10安全开关,1.巡航控制系统 电动机式巡航控制执行元件,1.巡航控制系统 气动膜片式巡航控制执行元件,1巡航控制ECU 2真空输送控制电磁阀 3真空输送阀 4传感器 5真空释放控制电磁阀 6真空释放阀 7膜片气室,凌志LS40

44、0巡航控制系统电路：,六、巡航控制及电控节气门系统,2.电控节气门系统 功能 非线性控制 ：使节气门开度更精确，节气门开度变化更圆滑，从而改善汽车驾驶性能和乘坐舒适性。 怠速控制：完成怠速控制的功能。 减小换挡冲击控制：与自动变速器电控系统工作同步，降低自动变速器换挡时产生的冲击。 驱动力控制：完成通过调节节气门开度，改变发动机的输出动力，以满足驱动力控制的要求。 稳定性控制：完成通过调节节气门开度，改变发动机的输出动力，以满足稳定性控制(VSC)的要求。 巡航控制：完成巡航控制功能。,2.电控节气门系统 结构,加速踏板通过节气门拉索与节气门轴上的节气门控制杆连接。电控节气门系统发生故障时，电

45、磁离合器切断控制电动机与节气门之间的动力传递，节气门在回位弹簧作用下关闭，此时加速踏板通过节气门拉索带动节气门控制杆将节气门打开并限制其开度，即使加速踏板踩到底，节气门开度也不能增大。,1电磁离合器 2加速踏板位置传感器 3节气门控制杆 4节气门 5节气门位置传感器 6节气门控制电动机,发动机ECU根据各种传感器信号确定最佳的节气门开度，并通过节气门控制电动机和电磁离合器来改变节气门开度。,2.电控节气门系统 原理,七、冷却风扇及发电机控制系统 1.冷却风扇控制系统 功能：发动机控制ECU根据冷却液温度传感器信号和空调开关信号，通过风扇继电器来控制风扇电动机电路的通断，以实现对风扇工作的控制。

46、 控制方法：通过风扇继电器控制风扇工作。,七、冷却风扇及发电机控制系统 2.发电机控制系统 功能：根据蓄电池电压信号，控制发电动机的输出电压。 控制方法：ECU控制发电动机励磁绕组的搭铁回路以调节磁场强度，从而实现对发电动机输出电压的控制，并利用充电指示灯监测充电系统的工作情况。,八、故障自诊断系统 1.故障自诊断系统的功能 通过故障自诊断测试判断电控系统有无故障，当出现故障时，点亮故障指示灯发出报警信号，并将诊断结果以故障码的形式进行存储。 维修时，通过一定的操作程序可将故障码调出；排除故障后，还应能将存储的故障码清除。 当传感器或其电路发生故障时，故障自诊断系统自动启动失效保护系统。 当发

47、生故障导致车辆无法行驶时，故障自诊断系统自动启动应急备用系统。,八、故障自诊断系统 2.故障自诊断系统原理 传感器故障自诊断：传感器输入ECU的信号超出正常范围，或在一定时间内ECU收不到该传感器信号，或该传感器输入ECU的信号在一定时间内不发生变化，自诊断系统均判定为“故障信号”。 执行元件故障自诊断：根据ECU输出的控制信号来判断开环控制系统中执行元件及其电路故障；闭环控制系统还可根据反馈信号判别执行元件及其电路故障。,八、故障自诊断系统 3.故障指示灯（CHECK ENGINE灯）,点火开关接通，发动机没有起动或起动后的短时间内，故障指示灯点亮是正常现象，但起动后几秒钟（一般35s）内或

48、发动机达到一定转速（一般为500r/min）后，故障指示灯应熄灭。,九、失效保护系统 1.失效保护系统的功能 当故障自诊断系统判定某传感器或其电路出现故障（即失效）时，由故障自诊断系统启动而进入工作状态，给ECU提供设定的标准信号来替代故障信号，以保持控制系统继续工作，确保发动机仍能继续运转。 当个别重要的传感器或其电路发生故障时，有可能危及发动机安全运转，失效保护系统则会使ECU立即采取强制性措施，切断燃油喷射，使发动机停止运转，确保车辆安全。,2.失效保护系统设定的标准信号 冷却水温度信号：80 进气温度信号：20 点火确认信号 ：立即切断燃油喷射 节气门位置传感器信号：025 爆燃传感器

49、信号：将点火提前角设定为固定值 凸轮轴位置传感器信号 ：利用应急备用系统维持发动机基本运转 空气流量计信号：根据起动开关信号和节气门位置传感器确定工况，并分别以固定的起动、怠速、小负荷、大负荷工况喷油量喷油 进气管绝对压力传感器信号：按设定的固定值控制喷油量，或启动应急备用系统维持发动机运转,十、应急备用系统 1.应急备用系统的功能 应急备用系统的功能由ECU内的备用IC来完成。 当ECU内的微处理器或少数重要的传感器出现故障、车辆无法行驶时，该系统使ECU把燃油喷射和点火正时控制在设定的水平上，作为一种备用功能使汽车能维持基本行驶。 应急备用系统只能维持汽车的基本功能，而不能保证发动机按正常性能运行。,