辅助控制系统

占空比型电磁阀怠速控制机构

占空比控制型电磁 阀工作时，由ECU确 定控制脉冲信号的 占空比，磁化线圈 中平均电流的大小 取决于占空比。占 空比越大，磁化线 圈中平均电流越大， 磁场强度越大，阀 门升程越大，旁通 道开度越大。
占空比控制型电磁阀结构 1—弹簧；2—磁化线圈；3—轴； 4—阀；5—壳体；6—波纹管； 7—传感器；8—进气总管；9—节 气门
节气门直动控制装置 1—节气门操纵臂；2—怠速执行器；3、6—节气门； 4—喷油器；5—调压器；7—防转孔；8—弹簧；9—电动机； 10、11、13—齿轮；12—传动轴；14—丝杠
旁通空气控制机构
旁通空气控制机构是通过改变旁通道的流通面积来控制怠 速进气量，以达到怠速控制的目的。 在多点燃油喷射系统中多采用控制旁通空气通路的执行机 构，其类型主要有以下几种：
2.废气再循环阀
废气再循环阀通过特殊通道使排气歧管连通，其真 实管上方的真空度由废气再循环装置系统的真空电 磁阀控制。 ECU根据转速、空气流量、进气压力以及温度信号， 控制真空电磁阀的占空比，从而控制废气再循环的 开度来改变废气再循环率。
(a) 剖面图
(b) 外形图 废气再循环阀结构
(c) 气流走向
三、燃油蒸气排放控制装置
活性炭罐蒸发污染控制装置 1—油箱盖及真空泄放阀；2—油箱；3—单向阀；4—蒸汽通 气管路；5—废气再循环及炭罐控制电磁阀；6—节气门； 7—进气歧管；8—真空室；9—排放控制阀；10—定量排放 小孔；11—活性炭罐


此装置是为了防止油箱内的汽油蒸汽向大气排放产生污染 而设置的。 油箱中的汽油蒸汽通过单向阀进入炭罐上部，空气从炭罐 下部进入清洗活性炭 在炭罐右上方，有一定量排放小孔及受真空控制的排放控 制阀。ECU控制炭罐电磁控制阀的开度，调节排放控制阀 上方的真空度，从而控制排放控制阀的开度。 当排放控制阀打开时，汽油蒸汽通过排放控制阀吸入进气 歧管。
第三节 进气控制系统及检修



一、进气惯性增压控制系统（ACIS） 二、动力阀控制系统 三、可变气门正时和升程电子控制技术 四、巡航和电控节气门系统 五、废气涡轮增压控制
一、进气惯性增压控制系统（ACIS）
(一) 系统工作原理 (二) 改变进气管有效长度的ACIS (三) 进气谐波波长可变的ACIS
(三)进气谐波波长Baidu Nhomakorabea变的ACIS
工作原理:
当空气室出口的控制阀关闭时，进气管内的脉动 压力波传递长度为空气滤清器到进气门的距离，这一距离 较长，适应发动机中、低速工况形成气体动力增压效果。 当控制阀打开时，接通真空罐，打开进气增压控制阀。 由于大容量空气室的参与，在进气道控制阀处形成气帘， 使进气脉动压力只能在空气室出口和进气门之间传播，缩 短了压力波的传播距离，以满足发动机高速工况下的气体 动力增压要求。
1.步进电机式怠速控制机构; 2.旋转电磁阀式怠速控制机构 3.占空比型电磁阀怠速控制机构; 4.真空电磁阀怠速控制机构

步进电机式怠速控制机构
步进电机与怠速控制阀 做成一体，装在进气总 管内。 电机可顺时针或逆时针 旋转，使阀沿轴向移动， 改变阀与阀座之间的间 隙，调节流过节气门旁 通通道的空气量。 该种怠速控制阀还可用 来控制发动机的快怠速， 而不需要辅助空气阀。
1. 2.
怠速控制装置分类 控制装置的结构与工作原理
怠速控制装置分类
怠速控制的内容包括启动后控制、暖机过程控制、 负荷变化的控制和减速时的控制等。目前使用的， 按控制原理可分为两类。
节气门直动控制式 怠速控制装置 步进电动机调节机构
旋转电磁阀调节机构 旁通空气控制式 占空比电磁阀控制机构 真空电磁阀控制机构

(一)系统工作原理



空气在进气管内流动时，具有一定的惯性并且会在进气管 内产生一种往复运动的压力波，如果此压力波达到进气门 时即开启进气门，则会明显提高进气充量。实验证明，进 气管长，压力波也长，可使发动机低、中速区段内的功率 增大；进气管短时，压力波也短，可使发动机高转速区段 内的功率增大。 进气惯性增压控制系统（ACIS）就是在节气门已全开的情 况下，利用进气的空气谐振，进一步加大充气量，使低速 运转时进气管长，而高速运转时则进气管短。 可控的进气谐振近年来发展很快，形式也很多，其工作原 理大体上可分为两种。一种是根据发动机转速和负荷的变 化情况，自动地改变进气管的有效长度；另一种是可变波 长的谐波控制进气系统。
二、动力阀控制系统
工作原理 某些发动机进气管上除安装节气门调节进气量外，还 安装动力阀控制系统，它能根据发动机的不同负荷改变进 气量，从而改变发动机的动力性能。真空控制的动力阀装 在进气管上，控制进气管空气通道的大小。当发动机小负 荷运转时，ECU控制真空电磁阀关闭，动力阀也关闭，进 气通道变小，发动机输出较小功率；当发动机负荷增大， ECU根据转速、温度、空气量等信号接通真空电磁阀，真 空管内的真空度提高而将动力阀打开，进气通道变大，发 动机输出较大功率。
2. 三元催化器结构、原理

三元催化反应器，其外 观像一个排气消声器 (实际上它也兼起消声 器作用)。壳体用耐高 温、耐腐蚀的材料制成， 内部装有网格状陶瓷催 化床。它装在靠近发动 机的排气管位置上。催 化床内附着铂(或钯)和 铑的混合物。铂能促使 CO、HC氧化；而铑则能 加速NOx的还原。
3. 氧传感器结构、原理
(a)节气门直动式 (b)旁通空气方式 怠速控制执行机构的空气控制方式 1—节气门； 2—节气门操纵臂；3—执行元件
节气门直动控制式
节气门直动控制式是直接通过对节气门最小开度的控制来 控制怠速。 由ECU控制直流电动机的正反转和转动量。直流电动机驱 动减速齿轮并通过螺旋传动将转动量转变成直线移动，从 而控制节气门开度的大小，达到控制怠速进气量和怠速转 速的目的。 这种控制形式的优点是结构简单、工作稳定性好，缺点 是采用了齿轮减速机构后执行速度慢、动态响应性差。
（1）氧化锆氧传感器
（2）氧化钛氧传感器
氧化锆氧传感器
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），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。

(a) 打开
(b) 关闭
动力阀控制系统 1—真空室；2—真空电磁阀；3—ECU(ECCS)； 4—单向阀；5—动力阀
三、可变气门正时和升程电子控制系统 (VTEC)
(一 ) (二 ) (三 ) (四 )

概述 VTEC机构的组成 VTEC机构结构和工作原理 VTEC系统的控制
氧化锆氧传感器及其输出特性 a）结构 b）输出特性 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
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。 当废气中的氧浓度高时， 二氧化钛的电阻值增大；反 之，废气中氧浓度较低时二 氧化钛的电阻值减小，利用 适当的电路对电阻变量进行 处理，即转换成电压信号输 送给ECU，用来确定实际的 空燃比。
步进电机怠速控制 1—阀座；2—阀轴；3—定子线圈；4—轴 承；5—进给丝杠机构；6—旁通空气进口； 7—阀
步进电机的控制电路
步进电机的转动方 向可通过改变4个定 子线圈的通电顺序 来实现。转子一周 分为32个步级进行， 每个步级转动一个 爪的角度，即 11.25°(一般步进 电动机为2到125个 步级)。
（二）改变进气管有效长度的ACIS

右图给出了改变进气管有 效长度的一种装置。低转 速时，ECU使进气控制阀片 关闭，进气流经较长的管 道；高转速时阀片打开， 由于流动阻力的不同，进 气会自动地大部分经由阀 片直接流入进气歧管，从 而使有效长度变短。这种 方法可以在高、低转速时 均获得高的充量系数，从 而提高转矩。
一、三元催化转化器、氧传感器与闭环控制
1.
系统工作原理 2. 三元催化器结构、原理 3. 氧传感器结构、原理
1.系统工作原理

三元催化：三元催化转化器是 现代汽车普遍采用排气净化装 置，三元催化转化器装在排气 管中，能把发动机排出废气中 的有害气体转化成无害气体。 三元催化剂是铂(或钯)和铑的 混合物，它不仅能将HC和CO氧 化变成CO2和H2O，而且能促使 NOx和CO发生反应转变为CO2和 N2，但是只有当空燃比保持稳 定时，其转化效率才能得到精 确控制。
步进电机的控制电路
步进电机式怠速控制机构原理
步进电机式怠速控制机构 1—怠速控制阀；2—稳压箱；3—节气门体；4—空气流量计
旋转电磁阀式怠速控制机构

旋转电磁阀装在节气门体上，通过永久磁铁及周 围的磁化线圈控制机构来控制阀门的旋转角度， 从而改变怠速空气通道的截面积。
旋转电磁阀怠速控制机构 1—阀；2—双金属带；3—冷却水腔；4—阀体；5—线圈；6—永久磁铁；7—线圈L2； 8—轴；9—旁通口；10—固销；11—挡块；12—杆
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
二、废气再循环(EGR)系统
1.系统工作原理 2.废气再循环阀 3.废气再循环率的控制

1.系统工作原理

废气再循环就是在ECU的控制下，根据发动机的不同工况， 将一部分废气引入进气管，与新鲜可燃混合气混合后，再 进入气缸燃烧，从而降低了燃烧速度和温度，减少了NOx 生成量。但是，过度的废气再循环将会影响发动机的正常 运行，特别是在怠速、低转速小负荷及发动机处于冷态运 行时，再循环的废气将会明显降低发动机的性能。因此， 应选择NOX排放量多的发动机运转范围，根据工况条件的 变化自动调节参与再循环的废气量。通常，在低温和全负 荷工况中，ECR停止工作。
真空电磁阀怠速控制机构

ECU根据各种 传感器的输入 信号控制VSV 阀打开和关闭， 控制旁通空气 量，使发动机 保持稳定怠速 运转。
真空电磁阀怠速控制机构
第二节 排放控制系统及检修




概述 汽油机的有害排放包括因混合气燃烧不完全产生 的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)，在高温燃烧 中产生的氮氧化合物(N0x)。 电控汽油机中的排放控制系统主要有： 一、三元催化转化器、氧传感器与闭环控制 二、废气再循环(EGR)系统 三、燃油蒸气排放控制装置
3.废气再循环率的控制
可变废气再循环率系统 1—ECU；2—节气门开关；3—废气再循环管路；4—废气 再循环阀；5—定压阀；6—真空控制电磁阀；7—电磁阀
真空控制电磁阀(VCM)由废气再循环电磁控制阀和怠速调 节电磁阀组成。 ECU根据传感器输入信号、点火开关和电源电压等，给废 气再循环控制阀提供不同占空比的控制脉冲信号，调节真 空调节阀真空管进入的空气量，控制废气再循环阀的真空 度，从而改变废气再循环率。
第四章 汽油机辅助控制系统
第一节 第二节 第三节
第四节
第五节
怠速控制系统 排放控制系统及检修 进气控制系统及检修 故障自诊断功能 失效保护和备用系统
第一节 怠速控制系统(ISC)

概述: 燃油喷射发动机怠速时，节气门处于全关闭状态，空气通 过节气门缝隙及旁通节气门的怠速调节通路进入发动机， 由空气流量计(或进气歧管压力传感器)检测该进气量，并 根据转速及其他修正信号控制喷油量， 发动机控制系统怠速控制装置的功能就是由ECU控制调节 空气通路面积以控制空气流量的方法来实现的。自动维持 发动机怠速稳定运转。

氧传感器与闭环控制：只有当发动机在标准的理论空燃 比14．7运转时，三元催化转化器的转化效率最佳，为 此必须对空燃比进行精确的控制，在发动机控制系统中 普遍采用由氧传感器组成的空燃比反馈控制方式，即闭 环控制方式。在三元催化转化器前面的排气歧管或排气 管内装有氧传感器， ECU根据氧传感器反馈的空燃比浓 稀信号，控制喷油量的增加或减少。