5章发动机电控技术- 辅助控制系统29

授人以鱼不如授人以渔
4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.1 谐波增压控制系统（ACIS）
1．压力波的产生
当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流流动突然停止，但 由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升。当气 体的惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向进气气流相反方向流动，压力下降。 膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。 2．压力波的利用方法 一般而言，进气管长度长时，压力波长，可使发动机中低转速区功率增大；进气管 长度短时，压力波波长短，可使发动机高速区功率增大。
3．EVAP控制系统的检测
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（1）一般维护：检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶
20000㎞应更换活性碳罐底部的进气滤心。 （2）真空控制阀的检查：拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给 真空控制阀施加约5KPa真空度时，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不 施加真空度时，吹入空气则不通。 （3）电磁阀的检查：拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软 管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空 度，若接蓄电池电压，真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻应为 36～44Ω 。
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4. 3 故障自诊断功能
4.3.2 自诊断系统工作原理
1、传感器的故障自诊断
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系统正常工作进，传感器输送给ECU的各种信号的电平都是在规定范围内变化，当 某一电路出现超出规定范围的信号，或ECU在一段时间里收不到某一传感器的输入 信号，或输入信号在一段时间内不发生变化时，故障自诊断功能就判定为该电路 信号出现故障。如水温传感器（THW）正常工作时，其输出电压信号在 0.1~4.8V 范围内变化。如果水温传感器输出电压低于0.1V（相当于水温高于139℃）或高于 4.8V（相当于水温低于-50℃）时，ECU即判断为故障信号，并将设定的故障并存 入存储器内.
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只有在理论空燃比14.7附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧
传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给ECU，用来对空燃比进行反 馈控制。
此外，发动机的排气温度过高（815℃以上），TWC转换效率将明显下降。
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4. 1 汽油机排放控制系统及检修
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Hale Waihona Puke Baidu
（4-2-1）
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4. 1 汽油机排放控制系统及检修
4.1.1 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统
（3）氧传感器控制电路
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日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。
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4. 1 汽油机排放控制系统及检修
VTC: 改变进气门的气门正时。 VANOS: 改变气门正时与气门重叠角度 VVT-I: 改变气门正时与气门重叠角度 VTEC: 改变气门之举升时，气门正时与气 门重叠角度随之改变。
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4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.4 电控节气门系统 电控节气门系统
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4. 1 汽油机排放控制系统及检修
4.1.2废气在循环控制系统（EGR）(4-3)
3．闭环控制EGR系统
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闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。
与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器，控制原理，EGR率传感器安装在进气 总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入 稳压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU，ECU根据此反 馈信号修正EGR电磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。 4．EGR控制系统的检修 （1）一般检查：拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真 空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提 高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。 （2）EGR电磁阀的检查：冷态测量电磁阀电阻应为33～39Ω 。电磁阀不通电时，从进气管侧 吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通；接上蓄电池电压时，应相反。 （3）EGR阀的检查：如图，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPa的真空度，EGR阀应 能开启，不施加真空度，EGR阀应能完全关闭。
4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.5 废气涡轮增压控制
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4. 3 故障自诊断功能
4.3.1 故障自诊断系统的功能
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1．通过自诊断测试判断电控系有无故障，有故障时，指示灯发出警报，并 将故障码存储。 2．在维修时，通过一定操作程序可将故障码调出，进行有针对性的检查。 3．当传感器或其电路发生故障时，自动起动失效保护功能。 4．当发生故障导致车辆无法行驶时，自动起动应急备用系统，以保证汽 车可以继续行驶。
1．电控节气门系统的功能
（1）非线性控制 （2）怠速控制 （3）减小换档冲击控制 （4）驱动力控制（TRC） （5）稳定性控制（VSC） （6）巡航控制 2．电控节气门系统结构与工作原理
结构如图所示，为LS400轿车节气门电控系统。
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4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.5 废气涡轮增压控制
发动机工作中，如果偶然出现一次不正常信号，ECU自诊断不会判断为故障。只有 当不正常信号持续一定时间或多次出现时，ECU才能判定为故障。如发动机转速在 1000r/min时，转速信号（Ne信号）丢失3～4个脉冲信号，ECU不会判定为转速信 号故障，“检查发动机”警示灯也不会亮，转速信号的故障码也不会存入存储器 内。
系统工作原理如图，ECU根据转速信号控制电磁真空通道阀的开闭。低速时，电磁真空孔道阀电路不 通，真空通道关闭，真空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增压控制阀处于关闭 状态。此时进气管长度长，压力波长大，以适应低速区域形成气体动力增压效果。高速时，ECU接通 电磁真空道阀的电路，真空通道打开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气增压控 制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播距离，使发动机在高速区域也得到较好的 气体动力增压效果。
4.1.1 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统
4．氧传感器（4-2），
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（4-2-1）
（1）氧化锆氧传感器 在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂，外侧与大气相同。 在400℃以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在 铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内 外侧氧的浓度差小，氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近0V），
4.1.2废气在循环控制系统（EGR）(4-3-1)
1．EGR控制系统功能
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将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低气缸的最高温度，以减少NOx的排 放量。
种类：开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统。 2．开环控制EGR系统 如图，主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。
2．EVAP控制系统的组成与工作原理 如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有 一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制。
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4. 1 汽油机排放控制系统及检修
4.1.3 汽油蒸气排放（EVAP）控制系统
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谐波增压控制系统是利用进气流惯性产生的压力波提高进气效率。
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4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.1 谐波增压控制系统（ACIS）
3．波长可变的谐波进气增压控制系统
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丰田皇冠车型2JZ—GE发动机采用在进气管增设一个大容量的空气室和电控真空阀，以实现压力波传 播路线长度的改变，从而兼顾低速和高速的进气增压效果。
维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气，真空电磁阀 电路有无短路或断路。
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4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.3 可变进气系统(4-1)
1．可变进气系统的要求
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自然进气的汽油发动机，利用可变进气系统．达到提高低、中转速及高 转速时的转矩。
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4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.2 动力阀控制系统
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功用：根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。
工作原理：受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。 发动机小负荷运转时，受ECU控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不 能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小 功率。当发动机负荷增大时，ECU根据转速、温度、空气流量信号将真空 电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力 阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率。
反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为1V）。在理论空燃比
附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变，如下图。 （2）氧化钛氧传感器
主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。
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4.1.1 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统
4．氧传感器（4-2），
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主讲：朱明
高级技师、经济师,工程师 高级技能专业教师 汽车维修工高级考评员
第五章 汽油机辅助控制系统
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4. 1 汽油机排放控制系统及检修
4.1.1 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统(4-0-1)（4-0）
1．三元催化转换器的功能
利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。 2．三元催化转换器的构造（4-1） 三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混合物。 3．影响三元催化转换器转换效率的因素 影响最大的是混合气的浓度和排气温度。
（一）增压控制系统功能
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根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的工作，以达到控制进气压力、 提高发动机动力性和经济性的目的。
（二）废气涡轮增压原理 当ECU检测到进气压力在0.098MPa以下时，受ECU控制的释压电磁阀的搭 铁回路断开，释压电磁阀关闭。此时涡轮增压器出口引入的压力空气，经 释压阀进入驱动空气室，克服气室弹簧的压力推动切换阀将废气进入涡轮 室的通道打开，同时将排气旁通道口关闭，此时废气流经涡轮室使增压器 工作。当ECU检测到的进气压力高于0.098MPa时，ECU将释压电磁阀的搭铁 回路接通，释压电磁阀打开，通往驱动器室的压力空气被切断，在气室弹 簧弹力的作用下，驱动切换阀，关闭进入涡轮室的通道，同时将排气旁通 道口打开，废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作，进气压力下降， 只到进气压力降至规定的压力时，ECU又将释压阀关闭，切换阀又将进入 涡轮室的通道口打开，废气涡轮增压器又开始工作。 授人以鱼不如授人以渔
2．可变进气系统的种类 1)可变进气歧管长度与断面积式 2)可变进气道式
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4. 2 汽油机进气控制系统及检修
4.2.3可变气门正时(与举升)系统(4-2)
1．可变气门正时(与举升)系统的要求
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要求配气相位随着发动机转速的变化，适当的改变进、排气门的提前或推 迟开启角和迟后关闭角。 2．可变气门正时(与举升)系统种类：
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4. 1 汽油机排放控制系统及检修
4.1.3 汽油蒸气排放（EVAP）控制系统
1．EVAP控制系统功能
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收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸气直接排出大 气而防止造成污染。同时，根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。