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汽车发动机电子控制技术,工程二 电控汽油发动机,,进气系统检修,每循环充气量的传感方法可以分为间接法和直接法两种进气系统的组成,一、进气系统的组成,1.空气密度法〔直接检测方法〕,,2.速度密度法〔间接检测方法〕,,L,型,D,型,,,L,型和,D,型发动机的结构示意,1.空气密度法〔直接检测方法〕:采用该种方法直接利用空气流量〔MAF〕传感器所提供的信号来代表进气量 ,采用这种方法检测进气量的发动机称为L型电控发动机2.速度密度法〔间接检测方法〕:利用装在进气歧管上的进气歧管绝对压力〔MAP〕传感器所提供的压力信号，再结合进气温度信号〔IAT〕、发动机转速信号〔RPM〕、估算的容积效率〔VE〕和废气再循环量〔EGR〕一起，采用速度密度公式来换算出进入发动机的空气量，采用这种方法检测进气量的发动机称为D型电控发动机 .,D型 EFI空气供给系统：,1-,空气滤清器；,2-,稳压箱；,,3-,节气门体；,4-,进气控制阀；,5-,进气室；,6-,真空罐；,,7-,电磁真空阀；,8-,真空驱动器；,9-,怠速控制阀L型 EFI空气供给系统：,1-,空气滤清器；,,2-,空气流量计；,,3-,进气连接管,,4-,节气门体；,,5-,进气室。

1〕空气流量计的安装位置,1,、空气流量计的类型,二、空气流量计,,,2〕空气流量计的类型,,2.,热线式空气流量计,1〕热线式空气流量计的类型,热线式空气流量计的安装位置,,〔a〕旁通测量方式 〔b〕主流测量方式,大排量的发动机采用主流量检测方式，排量小的发动机那么采用旁通测量方式 主流测量方式的热线式空气流量计,2〕热线式空气流量计的组成,,铂金热线电阻〔正温度系数电阻〕—感知空气流量,,温度补偿电阻,(,冷线，负温度系数的电阻,)—,感知进气温度,,控制线路板,,壳体,就使得，所以热线式空气流量计也称为质量式空气流量计热线式空气流量计的内部组成,热线式空气流量计的信号特征,通过热线的电流是空气质量流量的单一函数，电流与进气质量成正比，如何将此换算为电压信号？,3〕热线式空气流量计的工作原理,热线温度与进气温度差,,热线式空气流量计的电路原理,热线温度与吸入的空气温度差保持在恒定,,热线式空气流量计结构和工作原理〔主流测量方式〕,4〕热线式空气流量计的自清洁作用,热线式空气流量计都有自清洁功能，即：发动机转速超过,1500r/min,，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到,1000,℃以上并保持约,1s,,使附在热线上的粉尘烧掉。

2.,热膜式空气流量计,热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性3.,卡门旋涡式空气流量计,,卡门涡流的形成,卡门旋涡式空气流量计的根本原理,,卡门涡流频率〔f〕=常数〔0.2〕×空气流速〔V)/涡流发生器直径〔d〕,,空气流量Q = 空气流速〔V〕 ×流通截面积〔A〕,,卡门旋涡频率的测量方式有光学式和超声波式两种1),光学式卡门旋涡空气流量计,2),超声波式卡门旋涡空气流量计,三、 压力传感器,分类：有三种，膜盒式进气歧管压力传感器；应变片式进气歧管压力传感器；电容膜盒式进气歧管压力传感器,1.,膜盒式进气歧管压力传感器,膜盒式进气歧管压力传感器工作原理,2.,应变片式进气歧管压力传感器,进气歧管进气压力传感器,,1—,半导体应变片；,2—,混合集成电路；,3—,真空室,,应变片式进气歧管压力传感器工作原理,3.,电容膜盒式进气歧管压力传感器,,,电容膜盒式进气歧管压力传感器,,,1—,真空腔；,2—,进气歧管；,3—,氧化铝片；,4—,硅片；,5—,引线,当进气歧管压力发生变化时，氧化铝片弯曲变形，使硅片间的距离随之改变，从而引起电容的变化。

作用：检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制节气门位置传感器类型:,,〔1〕电位计式节气门位置传感器,,〔2〕触点式节气门位置传感器,,〔3〕综合式节气门位置传感器,,四、节气门位置传感器〔TPS 〕,,1.,电位计式节气门位置传感器,利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度全关时电压信号应约为,0.5V,，随节气门增大，信号电压增强，全开时约为,5V,1,、节气门位置传感器,2,、怠速触点,3,、全开触点,4,、滑动触点,5,、节气门轴,由滑动触点和两个固定触点〔功率触点和怠速触点〕组成节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，当节气门开度达50°以上时，可动触点与怠速触点接触，检测节气门大开度状态如右图,2.,触点式节气门位置传感器,,3.,综合式节气门位置传感器,由一个电位计和一个怠速触点组成，工作原理和前两种相同 如右图,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五、,,温度传感器,,1.,进气温度传感器,,D,型安装在空气滤清器或进气管内，,L,型安装在空气流量计内结构如图,,,,,在,ECU,中有一标准电阻与传感器的热敏电阻串联，并由,ECU,提供标准电压，,E2,端子通过,E1,端子搭铁。

当热敏电阻随进气温度变化时，,ECU,通过,THA,端子测得的分压值随之变化，,ECU,根据此分压值判断进气温度功用：给,ECU,提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制修正信号2.,冷却水温度传感器,,,,冷却水温度传感器一般安装在气缸体水道上或冷却水出口处其工作原理与进气温度传感器相同凸轮轴位置传感器：给ECU提供曲轴转角基准位置〔第一缸压缩上止点〕信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号曲轴位置传感器：检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射和点火控制的主控信号1.,功用,六、凸轮轴,/,曲轴位置传感器,组成：上局部为曲轴位置传感器，有带一个凸齿的G转子和两个感应线圈G1和G2组成下局部为曲轴位置传感器由一个带24个凸齿的Ne转子和一个Ne感应线圈组成原理：利用电磁线圈产生的脉冲信号来确定发动机转速和各缸的工作位置检测：检查感应线圈的电阻，冷态下的G1和G2感应线圈电阻应为125～200Ω，Ne感应线圈电阻应为155～250Ω2.,电磁式凸轮轴,/,曲轴位置传感器,丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器,,丰田公司TCCS系统用磁脉冲式传感器安装在分电器内，该传感器分成上、下两局部，上局部产生G信号，下局部产生Ne信号。

1—G,转子,2—G,1,感应线圈,3—G,2,感应线圈,,4—Ne,转子,5,、,9—Ne,感应线圈,6—G,和,Ne,转子,7—G,1,和,G,2,感应线圈,8—,分电器壳体,,电磁式凸轮轴／曲轴位置传感器电路,组成：由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器组成原理：ECU通过电源使电流通过霍尔晶体管，旋转转子的凸齿经过磁场时使磁场强度改变，霍尔晶体管产生的霍尔电压放大后输送给ECU，ECU根据霍尔电压产生的次数确定曲轴转角和发动机转速检测：点火开关转至“ON〞位置，如图，检测A、C之间的电压应为8V，B、C间输出的信号电压应为5V到0V交替变化3.,霍尔式凸轮轴,/,曲轴位置传感器,触发叶片霍尔式曲轴位置传感器,,美国,GM,公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端，采用触发叶片的结构型式1—,转子,2—,永久磁铁,,3—,霍尔晶体管,4—,放大器,同步信号传感器电路,组成：由转子、发光二极管、光敏二极管和放大器组成原理：利用发光二极管作为信号源随转子转动，当透光孔与发光二极管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后输送给ECU检测：点火开关转至“ON〞位置，检测电脑侧1和2端子间电压为12V，给传感器施加12V电压，正在信号输出端子3和4与1之间接上电流表，转动转子一圈，两个电流表应分别摆动1次和4次，电流应约为1mA。

4.,光电式凸轮轴,/,曲轴位置传感器,,1,、密封圈,2,、分火头,3,、发光二级管,4,、光敏二极管,5,、放大电路,6,、转子,,光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路,1,、怠速控制系统的功能,,怠速控制的功用：一是实现发动机起动后的快速暖机过程；二是自动维持发动机怠速稳定运转，即在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量怠速控制的实质就是控制怠速时的空气吸入量，所以也将怠速控制系统称为怠速空气控制系统（,Idle Air Control system,,简称,IAC,）ECU,根据发动机工作温度和负载，自动控制怠速工况下的空气供给量，维持发动机以稳定怠速运转七、,怠速控制系统,2,、怠速空气提供方式,,,⑴旁通空气式,,采用这种方式的系统在怠速时节气门完全关闭⑵,,节气门直动式,,怠速时，油门踏板虽然完全松开，但节气门并不完全关闭，而是仍通过它提供怠速空气旁通空气式 节气门直动式,3,、怠速控制系统的组成,,传感器的功用是检测发动机的运行工况和负载设备的工作状况，ECU那么根据各种传感器的输人信号确定一个怠速运转的目标转速，并与实际转速进行比较，根据比较结果控制执行元件工作，以调节进气量，使发动机的怠速转速到达所确定的目标转速。

4.,怠速工况的识别,,,在怠速控制系统中，,ECU,需要根据节气门位置信号和车速信号确认怠速工况，只有在节气门全关、车速为零时，才进行怠速控制5. 怠速控制执行元件的类型和工作原理、检测方法,,,,以旁通式怠速控制系统为例，该种怠速控制系统目前主要有两种根本类型：,,⑴步进电机型〔step motor type 〕,,⑵旋转电磁阀型( rotary solenoid type ),EFI主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠步进电机的Bl和B2端子、ECU的+B和+B1端子，B1端子向步进电动机的Cl-C3相两个线圈供电，B2端子向C2-C4相两个线圈供电4个线圈的分别通过端子Sl、S2、S3和S4与ECU端子ISCl、ISC2、ISC3和ISC4相连，ECU控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作当ECU控制使步进电动机的电磁线圈C1、C2、C3、C4按l—2—3—4顺序通过晶体管依次搭铁时，定子磁场顺时针转动，由于与转子磁场间的相互作用(同性相斥，异性相吸)，吸拉转子转动同理，如果按C4、C3、C2、C1的顺序依次搭铁，步进电动机的线圈按相反的顺序通电，转子那么随定子磁场同步反转。

一台实际的步进电机将利用四组电磁线圈，使转子永久磁铁旋转一圈具有32步,。