8电控汽油发动机-进气控制系统

保持状态
控制器工作情况 控制阀工作情况
说明：预定的气门正时被设置后，发动机ECU使凸轮轴正时机 油控制阀处于空挡位置（提前与滞后的中间位置），由此保持 预定的气门正时。
凸轮 轴正 时机 油控 制阀
凸轮轴正时机油控制阀由一个用来转换机油通道的滑阀、一 个用来控制移动滑阀的线圈、一个柱塞及一个回位弹簧组成。 凸轮轴正时机油控制阀根据ECU的指令控制控制滑阀的位置， 从而控制机油液压使VVT-i控制器处于提前、滞后或保持位 置。当发动机停机时，凸轮轴正时机油控制阀多处在滞后状 态，以确保启动性能。
可变长度进气支管 1-空气滤清器 2-节气门 3-转换阀 4-转换阀控制机构 5-ECU
奥迪 A4发动机可变进气歧管长度增压系统
奥迪 A4发动机可变进气歧管长度增压系统
丰田3GR-FE发动机 谐波进气增压控制系统
工 作 原 理
谐波增压控制系统 ACIS
低速时，进气控制阀关闭，压力波传播距离长，发动机低 速性能好。 高速时，进气控制阀打开，压力波传播距离短，发动机高 速性能好。
1、丰田VVT-i 智能可变气门正时系统
结构组成
•由传感器、发动机ECU和执行机构（VVT-i控制器、 凸轮轴正时机油控制阀）三部分组成。
控制原理
发动机ECU根据发动机转速、进气量、节气 门位置和水温计算出一个最优气门正时，凸 轮轴正时机油控制阀根据发动机ECU的控制 指令选择至VVT-i控制器的不同油路以处于 提前、滞后或保持这三个不同的工作状态。 此外，发动机ECU根据来自凸轮轴位置传感 器和曲轴位置传感器的信号检测实际的气门 正时，从而尽可能地进行反馈控制，以获得 预定的气门正时。
典型废气涡轮增压控制系统
废气涡轮增压系统功能
•利用发动机排出的高温高压废气的热能和动能， 驱使涡轮增压器中的动力涡轮带动同轴的增压 涡轮一起转动，从而加大循环进气量，提高发 动机的输出功率，提高动力性和经济性。 •增压后进气温度提高，混合气可以适当变稀， 从而可以使CO和HC的排放量有所降低。 •国产一汽奥迪A6 1.8T、一汽宝来1.8T 和上海帕 萨特1.8T等乘用车都采用了带废气涡轮增压器 的增压进气系统。
可变配气相位控制系统：根据发动机转速、负荷等参数变化 来控制VTEC机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的 凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工 作和双进气门工作的切换。
动力阀控制系统
在进气量较小的低速、小负荷工况下，使进气道空气流通 截面减小，可提高进气流速，从而提高充气效率，改善发 动机的低速性能； 在进气量较大的高速、大负荷工况下，适当增大进气道空 气流通截面，可减少进气阻力，提高进气量，从而改善发 动机的高速性能。
节气门 进气控制阀 真空驱动器
ECU
真空罐 传感器信号
ACIS电磁阀
ACIS控制电 路
ACIS组成
ACIS电磁阀电阻：38.5～44.5Ω
控制方式：ECU→ACIS电磁阀→真空→真空驱动器→进气控制阀
皇冠2JZ-GE发动机ACIS的检修
（1）电磁阀的检修 检查电磁阀线圈。在常温下两端子间的电阻测 量，当测得两端子间电阻是38.5~44.5Ω，同时 两端子与电磁阀壳体也不导通时，表示正常； 否则应予以更换。
废气涡轮 增压器的 基本结构
主要部件有涡轮增压器、增压压力电磁阀、 膜片式放气控制阀和冷却器组成。涡轮增压 器内有动力涡轮和增压涡轮，它们安装在同 一根轴上。
工作情况
Байду номын сангаас
工 作 原 理
利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮增压 机内的涡轮（位于排气道内），涡轮又带动同轴的 压缩轮（位于进气道内），压缩轮就压缩由空气滤 清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。
带有涡轮增压的 汽油发动机电子控制系统

工作过程
当VSV开启，执行器内的受压空气经VSV逸出到压缩 轮侧的进气管内，此时执行器内的受压气体压力Pa＜ Pb，执行器内的膜片受压变形减小，废气阀开度也相 应减小，废气绕过涡轮的旁通量减少，增压压力上升。

当VSV关闭时，受压缩轮增压的气体直接作用在执 行器的膜片上，膜片受压变形增大，废气阀开度也相 应增大，废气绕过涡轮的旁通量增多，增压压力下降。
进气管细长时，压力波波长长，可使发动 机中低转速区功率增大；进气管短粗时， 压力波波长短，可使发动机高转速区功率 增大。 ACIS通过对进气空气控制阀进行优化控制 以实现进气歧管长度的改变来提高充气效 率，从而使发动机在整个转速范围内都能 提高扭矩输出，尤其是在低转速范围内。
可变进气歧管长度增压系统
优缺点比较
一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功 率与未装增压器的相比，可增加大约40%甚至更 多。这意味着一台小排量的发动机经增压后，可 以产生同较大排量发动机相同的功率。 发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中产生 的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高，从而 使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响， 而且还会提高进气温度。 维修费用高，如更换涡轮增压器：奥迪A6 1.8T为 20000元、宝来1.8T 为16500元、帕萨特1.8T为 13000元。
执行器内有膜片将之 分隔成左右两个腔，膜 片左侧受进气增压压力 的作用，膜片右侧装有 弹簧。膜片与废气阀通 过一根推杆连接。 当压缩轮侧进气增压 压力增加到足以克服执 行器内的弹簧力时，推 杆推动废气阀开启。一 部分废气绕过涡轮经排 气歧管直接排放出去， 增压压力也随之下降。
增压压力的控制
为了保证发动机在不同转速及工况下都得 到最佳增压值，防止发动机爆震和限制热 负荷，对涡轮增压系统增压压力必须进行 控制。 1. 旁通放气法：调节进入动力涡轮室的废气 量从而对增压压力进行控制。 2. 带有涡轮增压的汽油发动机电子控制系统。
二、进气控制系统
目的：提高进气量，改善发动机动力性能。
类型：动力阀控制系统、谐波进气增压系统（ACIS）、可变 配气相位控制系统（VTEC）等多种。
动力阀控制系统：是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。 谐波进气增压系统：利用了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。
膜片真空气室
真空电磁阀 ECU 空 气 动力阀 真空管
控制方式：ECU→真空电磁阀→真空→膜片真空气室→动力阀
进气惯性增压控制系统基本原理
发动机工作中，由于进排气门的不断开 关，进气流在进气歧管内出现压力脉动。 利用进气行程进气管内高速流动的气体 的惯性效应、波动效应来提高充气效率。 为此，可按照气体压力波传播的特点设 计进气道，使进气道的长度、形状都可 改变。
VVT-i 控制器 结构与 工作原理
由一个固定在进气凸轮轴上的叶片、一个与从动正时链轮 一体的壳体、一个锁销组成。控制器有气门正时提前室和 气门正时滞后室这两个液压室。 通过凸轮轴正时机油控制阀的控制，它可在进气凸轮轴上 的提前或滞后油路中传送机油压力，使控制器叶片沿圆周 方向旋转，连续改变进气门正时，以获得最佳的配气相位。
低速时，电磁真空通道阀电路不通，真空通道关 闭，真空罐的真空度不能进入真空电动机，受真 空电动机控制的进气增压控制阀处于关闭状态。 此时进气管长，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接通电磁真空通道阀的电路，真空通 道打开，真空罐的真空度进入真空电动机，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。
可变进气系统之可变配气相位控制系统VTEC
中凸轮升程最大，次凸轮升程最 小。 主凸轮的形状适合发动机低速时 单气门工作的配气相位要求；中 凸轮的形状适合发动机高速时双 进气门工作的配气相位要求。
四个活塞 安装处
VTEC工作原理
VTEC工作原理
发动机低速时，电磁阀断电，油道关闭。在弹簧作用下， 各活塞均回到各自孔内，三个摇臂彼此分离。此时，主凸 轮通过主摇臂驱动主进气门，中间摇臂驱动中间摇臂空摆 （不起作用），次凸轮升程非常小，通过次摇臂驱动次进 气门微量开闭，以防止进气门附近积聚燃油。配气机构处 于单进、双排气门工作状态。 发动机高速运转，且发动机转速、负荷、冷却液温度及车 速均达到设定值时，电磁阀通电，油道打开。在机油作用 下，同步活塞A和同步活塞B分别将主摇臂与中间摇臂、 次摇臂与中间摇臂插接成一体，成为一个同步工作的组合 摇臂。此时，由于中凸轮升程最大，组合摇臂由中凸轮驱 动，两个进气门同步工作，进气门配气相位和升程与发动 机低速时相比，气门的升程、提前开启角度和迟后关闭角 度均较大。此时配气机构处于双进、双排气门工作状态。
2.增压发动机进气压力上升的原因： 通常是涡轮增压器及发动机供油系统、配 气系统的故障。 由涡轮增压器直接造成增压压力上升的原 因一般是增压压力控制电磁阀或膜片控制 电磁阀损坏，使旁通阀不能适时打开。
4.1.3 可变气门正时系统
传统的自然吸气式发动机，其配气机构的 配气相位和气门升程都是固定的，这就使 进气量相对是固定的，动力性、经济性以 及排放性的潜力均未完全发挥。随着轿车 汽油机的高速化和排放法规的日趋严格， 可变气门技术已经迅速发展起来。 丰田公司的VVT-i技术和本田公司的VTEC 技术由于能有效提高发动机的充气效率， 改善发动机的燃烧效率，大幅度地提高了 发动机的性能而令人瞩目。
（3）真空罐的检查 当由A向B吹气时应当导通，见图4-5a；而由B向A吹气 时应当截止，见图4-5b。用手指按住B口（图4-5c）， 施加53.3kPa的真空，观察1min，表头真空度应无变化。 如不合上述要求，应更换真空罐。
三、增压控制系统
功能：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。 分类：根据增压装置使用的动力源不同，增压装置 分废气涡轮增压和动力增压两种。目前多采用废气 涡轮增压。