汽油機輔助控制系統(tǒng).doc

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1、 汽車發(fā)動機電控技術教案 第四章 汽油機輔助控制系統(tǒng) 課程名稱 汽車發(fā)動機電控技術 總學時：16學時 講課：10學時 實習：6學時 課程性質 理論課 任課教師 職 稱 授課對象 專業(yè) 年 班級 教學目的和 要 求 了解實效保護系統(tǒng)、自診斷系統(tǒng)和應急備用系統(tǒng)；掌握怠速速控制系統(tǒng)、進氣控制系統(tǒng)的原理和檢測；掌握EVAP、EGR控制系統(tǒng)的工作原理及檢修； 教學重點和 難 點 重

2、點：怠速控制系統(tǒng)、進氣控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)以巡航控制系統(tǒng)的功能、控制原理及主要元件的構造與檢修。 難點：怠速控制系統(tǒng)的控制原理。 教學進程 第 次課 第1次課 第2次課 第3次課 第4次課 第5次課 第6次課 授課章節(jié) 怠速控制系統(tǒng) 進氣控制系統(tǒng)、增壓控制系統(tǒng) 電子起動系統(tǒng) 排放控制系統(tǒng) 巡航控制及電控節(jié)氣門系統(tǒng)、冷卻風扇及發(fā)電機控制系統(tǒng) 故障自診斷系統(tǒng)、失效保護系統(tǒng)、應急備用系統(tǒng) 學 時 1 2 1 2 2 2 備 注 教案（章

3、節(jié)備課） 第1 節(jié) 怠速控制系統(tǒng) 教 案 內 容 一、怠速控制系統(tǒng)的功能與組成 1．怠速控制系統(tǒng)的功能： 用高怠速實現(xiàn)發(fā)動機起動后的快速暖機過程。 自動維持發(fā)動機怠速在目標轉速下穩(wěn)定運轉。 2．怠速控制系統(tǒng)的組成 主要由傳感器、ECU、和執(zhí)行元件三部分組成。 3．怠速控制的方法 怠速控制也就是對怠速工況下的進氣量進行控制。控制基本類型有節(jié)氣門直動式和旁通空氣式。 二、節(jié)氣門直動式怠速控制器 結構主要由直流電動機、減速齒輪機構、絲杠機構和傳動軸等組成。 原理：當直流電動機通電轉動時，經減速齒輪機構減速增扭后，再由絲杠機構將其旋轉運動轉換為傳動軸的直線運動。傳

4、動軸頂靠在節(jié)氣門最小開度限制器上，發(fā)動機怠速運轉時，ECU根據各傳感器的信號，控制直流電動機的正反轉和轉動量，以改變節(jié)氣門最小開度限制器的位置，從而控制節(jié)氣門的最小開度，實現(xiàn)對怠速進氣量進行控制的目的。 三、步進電動機型怠速控制閥 1．控制閥的結構與工作原理 步進電機主要由轉子和定子組成，絲杠機構將步進電機的旋轉運動轉變?yōu)橹本€運動，使閥心作軸向移動，改變閥心與閥座之間的間隙。安裝在節(jié)氣門上。 工作原理，當ECU控制使步進電機的線圈按1-2-3-4順序依次搭鐵時，定子磁場順時針轉動，由于與轉子磁場間的相互作用，使轉子隨定子磁場同步轉動。同理，步進電動機的線圈按相反的順序通電時，轉子則隨定

5、子磁場同步反轉。定子有32個爪級，步進電動機每轉一步為1/32圈，工作范圍為0～125個步進級。 2．控制閥的檢修 （1）在檢修時應注意 1）不要用手推拉控制閥，以免損壞絲杠機構的螺紋。 2）不要將控制閥浸泡在任何清洗液中，以免步進電動機損壞。 3）安裝時，檢查密封圈好壞，并在密封圈上涂少量潤滑油。 （2）檢修步進電動機型怠速控制閥的方法 1）拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發(fā)動機，分別檢測B1和B2與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓。 2）發(fā)動發(fā)動機后再熄火時，2～3s內在怠速控制閥附近應能聽到內部發(fā)出的“嗡嗡”響聲。 3）拆下控制閥線束連接器，測量B1與S1和S

6、3、B2與S2和S4之間的 教 案 內 容 電阻，應為10～30Ω。 4）拆下怠速電磁閥，將蓄電池正極接至B1和B2端子，負極按順序依次接通S1—S2—S3—S4端子時，隨步進電動機的旋轉，控制閥應向外伸出，如圖；若負極按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，則控制閥應向內縮回。 步進電動機型怠速控制閥工作情況檢查 a）接蓄電池正極 b）接蓄電池負極 3．控制閥控制的內容 （1）起動初始位置的設定 關閉點火開關使發(fā)動機熄火后，ECU的M—REL端子向主繼電器線圈供電延續(xù)約2～3s。在這段時間內，蓄電池繼續(xù)給ECU和步進電動機供電，ECU使怠速控制閥

7、回到起動初始位置。 （2）起動控制 在起動期間，ECU根據冷卻液溫度的高低控制步進電動機，調節(jié)控制閥的開度，使之到起動后暖機控制的最佳位置，此位置隨冷卻液溫度的升高而減小。 （3）暖機控制 在暖機過程中，ECU根據冷卻液溫度信號按內存的控制特性控制怠速控制閥的開度，隨溫度上升，怠速控制閥開度漸漸減小。當冷卻液溫度達到70℃時，暖機控制過程結束。 （4）怠速穩(wěn)定控制 當轉速信號與確定的目標轉速進行比較有一定差值時（一般為20r/min），ECU將通過步進電動機控制怠速控制閥，調節(jié)怠速空氣供給量，使發(fā)動機的實際轉速與目標轉速相同。 （5）怠速預測控制 在發(fā)動機負荷發(fā)生變化時，為了避

8、免怠速轉速波動或熄火，ECU會根據各負荷設備開關信號，通過步進電動機提前調節(jié)怠速控制閥的開度。 （6）電器負荷增多時的怠速控制 如電器負荷增大到一定程度時，蓄電池電壓會降低，為了保證電控系統(tǒng)正常的供電電壓，ECU根據蓄電池電壓調節(jié)怠速控制閥的開度，提高發(fā)動機怠速轉速，以提高發(fā)動機的輸出功率。 （7）學習控制 由于磨損原因導致怠速控制閥性能發(fā)生變化，怠速控制閥的位置相同時，實際的怠速轉速與設定的目標轉速略有不同，ECU利用反饋控制使怠速轉速回歸到目標轉速的同時，還可將步進電動機轉過的步數存儲在ROM中，以便在此后的怠速控制過程中使用。 四、旋轉電磁閥型怠速控制閥 教 案 內

9、 容 1．控制閥的結構與工作原理 ECU控制兩個線圈的通電或斷開，改變兩個線圈產生的磁場，兩線圈產生的磁場與永久磁鐵形成的磁場相互作用，可改變控制閥的位置，從而調節(jié)怠速空氣口的開度，以實現(xiàn)怠速控制。 雙金屬片制成的卷簧，起保護作用。當流過閥體冷卻液腔的冷卻液溫度變化時，雙金屬片變形，帶動擋塊轉動，從而改變閥軸轉動的兩個極限位置，以控制怠速控制閥的最大開度和最小開度。 工作原理：ECU控制旋轉電磁閥型怠速控制閥工作時，控制閥的開度是通過控制兩個線圈的平均通電時間（占空比）來實現(xiàn)的。 2．控制閥的控制內容 包括起動控制、暖機控制、怠速穩(wěn)定控制、怠速預測控制和學習控制。 3．控制閥的檢

10、修 （1）拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發(fā)動機，分別檢測電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓。 （2）發(fā)動機達到正常工作溫度、變速器處于空擋位置時，使發(fā)動機維持怠速運轉，用專用短接線接故障診斷座上的TE1與E1端子，發(fā)動機轉速應保持在1000～1200r/min，5s后轉速下降約200 r/min。 （3）拆下怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制閥側分別測量中間端子（＋B）與兩側端子（ISC1和ISC2）的電阻應為18.8～22.8Ω。 五、占空比控制電磁閥型怠速控制閥 1．控制閥的結構與工作原理 結構主要由控制閥、閥桿、線圈和彈簧等組成。 工作原理：控制閥的

11、開度取決于線圈產生的電磁力大小，與旋轉閥型怠速控制閥相同，ECU是通過控制輸入線圈脈沖信號的占空比來控制電場強度，以調節(jié)控制閥的開度，從而實現(xiàn)怠速空氣量的控制。 2．控制閥的控制內容 包括起動控制、暖機控制、怠速穩(wěn)定控制、怠速預測控制和學習控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制閥輔助控制發(fā)動機暖機過程的空氣供給量。 3．控制閥的檢修 （1）拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發(fā)動機，分別檢測電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓。 （2）拆下怠速控制閥上的兩端子線束連接器，在控制閥側分別測量兩端子之間電阻應為10～15Ω。 六、開關型怠速控制閥 1．控制閥的結構與工作

12、原理 主要由線圈和控制閥組成。工作原理與占空比電磁閥相同，不同的是開關型怠速控制閥工作時，ECU只對閥內線圈通電和斷電兩種狀態(tài)控制。 2．控制閥的控制內容 只進行通、斷電的控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制輔助控制發(fā)動機暖機過程的空氣量。 3．控制閥的檢測 同占空比控制電磁閥相同。 第2節(jié) 進氣控制系統(tǒng) 教 案 內 容 一、動力閥控制系統(tǒng) 功用：根據發(fā)動機不同的負荷，改變進氣流量去改善發(fā)動機的動力性能。 工作原理：受真空控制的動力閥在進氣管上，控制進氣管空氣通道的大小。發(fā)動機小負荷運轉時，受ECU控制的真空電磁閥關閉，真空室的真空度不能進入動力閥上部的

13、真空室，動力閥關閉，進氣通道變小，發(fā)動機輸出小功率。當發(fā)動機負荷增大時，ECU根據轉速、溫度、空氣流量信號將真空電磁閥電路接通，真空電磁閥打開，真空室的真空度進入動力閥，將動力閥打開，進氣通道變大，發(fā)動機輸出大的扭矩和功率。 維修時主要檢查真空罐、真空氣室、和真空管路有無漏氣，真空電磁閥電路有無短路或斷路。 二、諧波增壓控制系統(tǒng)（ACIS） 諧波增壓控制系統(tǒng)是利用進氣流慣性產生的壓力波提高進氣效率。 1．壓力波的產生 當氣體高速流向進氣門時，如進氣門突然關閉，進氣門附近氣流流動突然停止，但由于慣性，進氣管仍在進氣，于是將進氣門附近氣體被壓縮，壓力上升。當氣體的慣性過后，被壓縮的氣體開

14、始膨脹，向進氣氣流相反方向流動，壓力下降。膨脹氣體的波傳到進氣管口時又被反射回來，形成壓力波。 2．壓力波的利用方法 一般而言，進氣管長度長時，壓力波長，可使發(fā)動機中低轉速區(qū)功率增大；進氣管長度短時，壓力波波長短，可使發(fā)動機高速區(qū)功率增大。 3．波長可變的諧波進氣增壓控制系統(tǒng) 豐田皇冠車型2JZ—GE發(fā)動機采用在進氣管增設一個大容量的空氣室和電控真空閥，以實現(xiàn)壓力波傳播路線長度的改變，從而兼顧低速和高速的進氣增壓效果。 系統(tǒng)工作原理如圖，ECU根據轉速信號控制電磁真空通道閥的開閉。低速時，電磁真空孔道閥電路不通，真空通道關閉，真空罐的真空度不能進入真空氣室，受真空氣室控制的進氣增壓控

15、制閥處于關閉狀態(tài)。此時進氣管長度長，壓力波長大，以適應低速區(qū)域形成氣體動力增壓效果。高速時，ECU接通電磁真空道閥的電路，真空通道打開，真空罐的真空度進入真空氣室，吸動膜片，從而將進氣增壓控制閥打開，由于大容量空氣室的參與，縮短了壓力波的傳播距離，使發(fā)動機在高速區(qū)域也得到較好的氣體動力增壓效果。 ACIS系統(tǒng)工作原理 1—噴油器2—過氣道3—空氣濾清器4—過氣室 5—渦流控制氣門 教 案 內 容 6—進氣控制閥7—節(jié)氣門 8—真空驅動器 維修時檢查空氣真空電磁閥的電阻為38.5～44.5Ω。 三、可變配氣相位控制系統(tǒng)（VTEC） 1．對配氣相位的要求 要

16、求配氣相位隨著發(fā)動機轉速的變化，適當的改變進、排氣門的提前或推遲開啟角和遲后關閉角。 2．VTEC機構的組成 同一缸有主進氣門和次進氣門，主搖臂驅動主進氣門，次搖臂驅動次進氣門，中間搖臂在主次之間，不與任何氣門直接接觸。 VTEC配氣機構與普通配氣機構相比較，主要區(qū)別是：凸輪軸上的凸輪較多，且升程不等，結構復雜。 3．VTEC機構的工作原理 功能：根據發(fā)動機轉速、負荷等變化來控制VTEC機構工作，改變驅動同一氣缸兩進氣門工作的凸輪，以調整進氣門的配氣相位及升程，并實現(xiàn)單進氣門工作和雙進氣門工作的切換。 工作原理：發(fā)動機低速運轉時，電磁閥不通電使油道關閉，此時，三個搖臂彼此分離，主凸

17、輪通過搖臂驅動主進氣門，中間凸輪驅動中間搖臂空擺；次凸輪的升程非常小，通過次搖臂驅動次進氣門微量關閉。配氣機構處于單進、雙排氣門工作狀態(tài)，單進氣門由主凸輪軸驅動。 當發(fā)動機高速運轉，電腦向VTEC電磁閥供電，使電磁閥開啟，來自潤滑油道的機油壓力作用在正時活塞一側，此時兩個活塞分別將主搖臂和次搖臂與中間搖臂接成一體，成為一個組合搖臂。此時，中間凸輪升程最大，組合搖臂受中間凸輪驅動，兩個進氣門同步工作。 當發(fā)動機轉速下降到設定值，電腦切斷電磁閥電流，正時活塞一側油壓下降，各搖臂油缸孔內的活塞在回位彈簧作用下，三個搖臂彼此分離而獨立工作。 4．VTEC系統(tǒng)電路 VTEC控制系統(tǒng) 教

18、 案 內 容 5．VTEC系統(tǒng)的檢測 發(fā)動機不工作時，拆下氣門室罩，轉動曲軸分別使各缸處于壓縮上止點位置，用手按壓中間搖臂，應能與主搖臂和次搖臂分離單獨運動。 在使用中，本田車系若有故障21，說明VTEC電磁閥或電路有故障，按以下進行檢查： （1）清除故障碼，在重新調取故障碼。 （2）關閉點火開關，拆開VTEC電磁閥線束，測電磁閥線圈電阻應為14～30Ω。 （3）檢查VTEC電磁閥與電腦之間的接線。 （4）起動發(fā)動機，當工作溫度正常時，檢查發(fā)動機轉速分別為1000r/min、2000 r/min和4000 r/min時的機油壓力。 （5）用換件法檢查電腦是否有故障。

19、 第3節(jié) 增壓控制系統(tǒng) 教 案 內 容 一、增壓控制系統(tǒng)功能 根據發(fā)動機進氣壓力的大小，控制增壓裝置的工作，以達到控制進氣壓力、提高發(fā)動機動力性和經濟性的目的。 二、廢氣渦輪增壓 當ECU檢測到進氣壓力在0.098MPa以下時，受ECU控制的釋壓電磁閥的搭鐵回路斷開，釋壓電磁閥關閉。此時渦輪增壓器出口引入的壓力空氣，經釋壓閥進入驅動空氣室，克服氣室彈簧的壓力推動切換閥將廢氣進入渦輪室的通道打開，同時將排氣旁通道口關閉，此時廢氣流經渦輪室使增壓器工作。

20、當ECU檢測到的進氣壓力高于0.098MPa時，ECU將釋壓電磁閥的搭鐵回路接通，釋壓電磁閥打開，通往驅動器室的壓力空氣被切斷，在氣室彈簧彈力的作用下，驅動切換閥，關閉進入渦輪室的通道，同時將排氣旁通道口打開，廢氣不經渦輪室直接排出，增壓器停止工作，進氣壓力下降，只到進氣壓力降至規(guī)定的壓力時，ECU又將釋壓閥關閉，切換閥又將進入渦輪室的通道口打開，廢氣渦輪增壓器又開始工作。 廢氣渦輪增壓原理圖 第4節(jié) 排放控制系統(tǒng) 教 案 內 容 一、汽油蒸氣排放（EVAP）控制系統(tǒng) 1．EVAP控制系統(tǒng)功能 收集汽油箱和浮子室內蒸氣的汽油蒸

21、氣，并將汽油蒸氣導入氣缸參加燃燒，從而防止汽油蒸氣直接排出大氣而防止造成污染。同時，根據發(fā)動機工況，控制導入氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。 2．EVAP控制系統(tǒng)的組成與工作原理 如圖，油箱的燃油蒸氣通過單向閥進入活性碳罐上部，空氣從碳罐下部進入清洗活性碳，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閥，排放控制閥內部的真空度由碳罐控制電磁閥控制。 EVAP控制系統(tǒng) 發(fā)動機工作時，ECU根據發(fā)動機轉速、溫度、空氣流量等信號，控制碳罐電磁閥的開閉來控制排放控制閥上部的真空度，從而控制排放控制閥的開度。當排放控制閥打開時，燃油蒸氣通過排放控制閥被吸入進氣歧管。 在部分電控EVAP控制

22、系統(tǒng)中，活性碳罐上不設真空控制閥，而將受ECU控制的電磁閥直接裝在活性碳罐與進氣管之間的吸氣管中。如圖韓國現(xiàn)代轎車裝用的電控EVAP控制系統(tǒng)。 韓國現(xiàn)代轎車EVAP系統(tǒng) 3．EVAP控制系統(tǒng)的檢測 （1）一般維護 檢查管路有無破損或漏氣，碳罐殼體有無裂紋，每行駛 20000㎞應更換活性碳罐底部的進氣濾心。 教 案 內 容 （2）真空控制閥的檢查 拆下真空控制閥，用手動真空泵由真空管接頭給真空控制閥施加約5KPa真空度時，從活性碳罐側孔吹入空氣應暢通，不施加真空度時，吹入空氣則不通。 （3）電磁閥的檢查 拆開電磁閥進氣管一側的軟管，用手動用真空泵由軟管接頭給控

23、制電磁閥施加一定的真空度，電磁閥不通電時應能保持真空度，若接蓄電池電壓，真空度應釋放。測量電磁閥兩端子間電阻應為36～44Ω。 二、廢氣在循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR） 1．EGR控制系統(tǒng)功能 將適當的廢氣重新引入氣缸參加燃燒，從而降低氣缸的最高溫度，以減少NOx的排放量。 種類：開環(huán)控制EGR系統(tǒng)和閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)。 2．開環(huán)控制EGR系統(tǒng) 如圖，主要由EGR閥和EGR電磁閥等組成。 開環(huán)控制EGR系統(tǒng) 原理：EGR閥安裝在廢氣再循環(huán)通道中，用以控制廢氣再循環(huán)量。EGR電磁閥安裝在通向EGR真空通道中，ECU根據發(fā)動機冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉速和起動等信號來控制電磁閥的通電或

24、斷電。ECU不給EGR電磁閥通電時，控制EGR閥的真空通道接通，EGR閥開啟，進行廢氣再循環(huán)；ECU給EGR電磁閥通電時，控制EGR閥的真空度通道被切斷，EGR閥關閉，停止廢氣在循環(huán)。 EGR率＝[EGR量／（進氣量＋EGR量）]100℅ 3．閉環(huán)控制EGR系統(tǒng) 閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)，檢測實際的EGR率或EGR閥開度作為反饋控制信號，其控制精度更高。 與開環(huán)相比只是在EGR閥上增設一個EGR閥開度傳感器，控制原理，EGR率傳感器安裝在進氣總管中的穩(wěn)壓箱上，新鮮空氣經節(jié)氣門進入穩(wěn)壓箱，參與再循環(huán)的廢氣經EGR電磁閥進入穩(wěn)壓箱，傳感器檢測穩(wěn)壓箱內氣體中的氧濃度，并轉換成電信號送給ECU，EC

25、U根據此反饋信號修正EGR電磁閥的開度，使EGR率保持在最佳值。 教 案 內 容 4．EGR控制系統(tǒng)的檢修 （1）一般檢查 拆下EGR閥上的真空軟管，發(fā)動機轉速應無變化，用手觸試真空軟管應無真空吸力；發(fā)動機溫度達到正常工作溫度后，怠速時檢查結果應與冷機時相同，若轉速提高到2500 r/min左右，拆下真空軟管，發(fā)動機轉速有明顯提高。 （2）EGR電磁閥的檢查 冷態(tài)測量電磁閥電阻應為33～39Ω。電磁閥不通電時，從進氣管側吹入空氣應暢通，從濾網處吹應不通；接上蓄電池電壓時，應相反。 （3）EGR閥的檢查 如圖，用手動真空泵給EGR閥膜片上方施加約15KPa的真空度，

26、EGR閥應能開啟，不施加真空度，EGR閥應能完全關閉。 EGR閥的檢查 三、三元催化轉換器（TWC）與空燃比反饋控制系統(tǒng) 1．TWC功能 利用轉換器中的三元催化劑，將發(fā)動機排出廢氣中的有害氣體轉變?yōu)闊o害氣體。 2．TWC的構造 三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混合物。 3．影響TWC轉換效率的因素 影響最大的是混合氣的濃度和排氣溫度。 只有在理論空燃比14.7附近，三元催化轉化器的轉化效率最佳，一般都裝有氧傳感器檢測廢氣中的氧的濃度，氧傳感器信號輸送給ECU，用來對空燃比進行反饋控制。 此外，發(fā)動機的排氣溫度過高（815℃以上），TWC轉換效率將明顯下降。 4．氧傳感

27、器 （1）氧化鋯氧傳感器 在敏感元件氧化鋯的內外表面覆蓋一層鉑，外側與大氣相同。 在400℃以上的高溫時，若氧化鋯內外表面處的氣體中的氧的濃度有很大差別，在鉑電極之間將會產生電壓。當混合氣稀時，排氣中氧的含量高，傳感器元件內外側氧的濃度差小，氧化鋯元件內外側兩極之間產生的電壓很低（接近0V），反之，如排氣中幾乎沒有氧，內外側的之間電壓高（約為1V）。在理論空燃比附近，氧傳感器輸出電壓信號值有一個突變，如下圖。 （2）氧化鈦氧傳感器 主要由二氧化鈦元件、導線、金屬外殼和接線端子等組成。 教 案 內 容 氧化鋯氧傳感器及其輸出特性 a）結構b）輸出特性 1— 法蘭2

28、—鉑電極3—氧化鋯管4—鉑電極5—加熱器 6—涂層7—廢氣8—套管9—大氣 當廢氣中的氧濃度高時，二氧化鈦的電阻值增大；反之，廢氣中氧濃度較低時二氧化鈦的電阻值減小，利用適當的電路對電阻變量進行處理，即轉換成電壓信號輸送給ECU，用來確定實際的空燃比。 （3）氧傳感器控制電路 日本豐田LS400轎車氧傳感器控制電路。 氧傳感器控制電路 閉環(huán)控制，當實際空燃比比理論空燃比小時，氧傳感器向ECU輸入的高電壓信號（0.75～0.9V）。此時ECU減小噴油量，空燃比增大。當空燃比增大到理論空燃比時，氧傳感器輸出電壓信號將突變下降至0.1 V左右，ECU立即控制增加噴油量，空燃比減小。如

29、此反復，就能將空燃比精確地控制在理論空燃比附近一個極小的范圍內。 教 案 內 容 5．TWC及氧傳感器的檢修 （1）使用注意事項 1）裝有氧傳感器和TWC裝置的汽車，禁止使用含鉛汽油。 2）裝用蜂巢型轉換器的汽車，一般汽車每行駛80000㎞應更換轉換器芯體。 3）裝用顆粒型轉換器的汽車，其顆粒形催化劑的重量低于規(guī)定值時，應更換。 （2）熱型氧傳感器加熱器的檢查 檢測加熱器線圈的電阻，如：豐田LS400在20℃時線圈阻值應為5.1～6.3Ω。 （3）氧傳感器信號檢查 發(fā)動機高速運轉，直到氧傳感器的工作溫度達到400℃以上再維持怠速運轉。然后反復踩動加速踏板，

30、并測量氧傳感器輸出信號電壓，加速時應為高電壓信號，減速時應輸出低電壓信號。 四、二次空氣供給系 1．二次空氣供給系功能： 在一定工況下，將新鮮空氣送入排氣管，促使廢氣中的一氧化碳和碳氫化合物進一步氧化，從而降低一氧化碳和HC的排放量，同時加快三元催化轉換器的升溫。 2．組成與工作原理 控制閥主要由舌簧閥和膜片閥組成。 工作原理：點火開關接通后，蓄電池向二次空氣電磁閥供電，ECU控制電磁閥搭鐵回路。電磁閥不通電時，關閉通向膜片閥真空室的真空通道，膜片閥彈簧推動膜片下移，關閉二次空氣供給通道；ECU給電磁閥通電，進氣管真空度將膜片閥吸起，使二次空氣進入排氣管。 3．二次空氣供給系統(tǒng)的

31、檢修 （1）低溫起動發(fā)動機后，拆下空氣濾清器蓋，應聽到舌簧閥發(fā)出的“嗡、嗡”聲。 （2）拆下二次空氣供給軟管，用手指蓋住軟管口檢查，發(fā)動機溫度在18～63℃范圍內怠速運轉時，有真空吸力；溫度在63℃以上，起動后70s內應有真空吸力，起動70s后應無真空吸力；發(fā)動機轉速從4000r/min急減速時，應有真空吸力。 （3）拆下二次空氣閥，從空氣濾清器側軟管接頭吹入空氣應不漏氣。 （4）電磁閥的檢查，阻值應為36～44Ω。 第5節(jié) 巡航控制及電控節(jié)氣門系統(tǒng) 教 案 內 容 一、巡航控制系統(tǒng) 1．巡航控制系統(tǒng)的功能

32、（1）勻速控制功能 （2）巡航控制車速設定功能 （3）滑行功能 （4）加速功能 （5）恢復功能 （6）車速下限控制功能 （7）車速上限控制功能 （8）手動解除功能 （9）自動解除功能 （10）自動變速器控制功能 （11）快速修正巡航控制車速功能 （12）自診斷功能 2．巡航控制系統(tǒng)的組成 主要由操縱開關、安全開關、傳感器、巡航控制ECU和執(zhí)行元件組成。 3．電動機式巡航控制執(zhí)行元件 主要執(zhí)行元件有電動機、電磁離合器、位置傳感器和安全開關。 4．氣動膜片式巡航控制執(zhí)行元件 主要有真空輸送閥、真空輸送電磁閥、真空釋放閥、膜片氣室和膜片拉桿等組成。 5．巡航控制使

33、用注意事項 （1）在天氣惡劣條件下不要使用。 （2）在解除巡航控制模式后，應關閉巡航控制系統(tǒng)的控制開關。 （3）在坡道較大或較多的道路上行駛時不要使用。 （4）若巡航指示燈閃亮時，說明有故障，請勿使用。 （5）ECU是巡航控制系統(tǒng)的中樞，對電磁環(huán)境、濕度及機械振動有較高的要求。 6．巡航控制系統(tǒng)的使用方法 （1）設定巡航速度 （2）解除巡航控制模式 （3）提高巡航控制車速 （4）降低巡航控制車速 7．巡航控制系統(tǒng)的檢修 系統(tǒng)工作時，如果ECU在預定的時間內收不到車速信號，或由于操縱開關或執(zhí)行元件故障而自動解除巡航控制模式，系統(tǒng)指示燈閃爍5次，說明巡航控制系統(tǒng)有故障。

34、二、電控節(jié)氣門系統(tǒng) 1．電控節(jié)氣門系統(tǒng)的功能 教 案 內 容 （1）非線性控制 （2）怠速控制 （3）減小換檔沖擊控制 （4）驅動力控制（TRC） （5）穩(wěn)定性控制（VSC） （6）巡航控制 2．電控節(jié)氣門系統(tǒng)結構與工作原理 結構如圖所示，為LS400轎車節(jié)氣門電控系統(tǒng)。 電控節(jié)氣門系統(tǒng) 1—電磁離合器2—加速踏板位置傳感器3—節(jié)氣門控制桿 4—節(jié)氣門5—節(jié)氣門位置傳感器6—節(jié)氣門控制電動機 工作原理如圖所示，發(fā)動機ECU根據各傳感器輸入信號確定最佳的節(jié)氣門開度，并通過對控制電動機和電磁離合器的控制改變節(jié)氣門開度。 電控節(jié)氣門系統(tǒng)工作原理 3．

35、電控節(jié)氣門系統(tǒng)的檢測 發(fā)生故障時，系統(tǒng)自動停止工作，指示燈“CHECK ENGING”亮，調取故障碼，并按故障提示診斷和排除故障。 第6節(jié) 冷卻風扇及發(fā)電機控制系統(tǒng) 教 案 內 容 一、冷卻風扇控制系統(tǒng) 功能：發(fā)動機控制ECU根據冷卻液溫度傳感器信號和空調開關信號，通過風扇繼電器來控制風扇電動機電路的通斷，以實現(xiàn)對風扇的控制。 原理：北京切諾基4.0L發(fā)動機冷卻風扇系統(tǒng)電路圖，發(fā)動機控制ECU控制風扇繼電器線圈的搭鐵回路，當冷卻液溫度低于98℃時，ECU斷開風扇繼電器搭鐵回路，冷卻風扇不工作；當卻液溫度高于103℃時，冷卻風扇工作。如果選擇空調開關信號，不管冷卻

36、液溫度多少，風扇始終工作。 風扇繼電器控制電路 二、發(fā)電機控制系統(tǒng) 功能：根據蓄電池電壓信號，控制發(fā)電機的輸出信號。 原理：蓄電池電壓信號經端子3輸送給ECU，ECU控制發(fā)電機勵磁繞組的搭鐵回路以調節(jié)磁場強度，從而實現(xiàn)發(fā)電機輸出電壓的控制。 發(fā)電機控制系統(tǒng)電路 第7節(jié) 故障自診斷系統(tǒng) 教 案 內 容 一、故障自診斷系統(tǒng)的功能 1．通過自診斷測試判斷電控系有無故障，有故障時，指示燈發(fā)出警報，并將故障碼存儲。 2．在維修時，通過一定操作程序可將故障碼調出，進行有針對性的檢查。 3．當傳感器或其電路發(fā)生故障時，自動起動失效保護功能。 4．當發(fā)生故障

37、導致車輛無法行駛時，自動起動應急備用系統(tǒng)，以保證汽車可以繼續(xù)行駛。 二、自診斷系統(tǒng)工作原理 1．傳感器故障自診斷原理 若傳感器輸入ECU的信號超出正常范圍，或在一定時間內ECU收不到該傳感器信號，或該傳感器輸入ECU的信號在一定時間內不發(fā)生變化，自診斷系統(tǒng)均判斷定為“故障信號”。 例如水溫傳感器，當傳感器向ECU輸送的信號電壓低于0.3V或高于4.7V，自診斷系統(tǒng)會判斷為故障信號。 2．執(zhí)行元件故障自診斷原理 在沒有反饋信號的開環(huán)控制中，執(zhí)行元件如有故障，自診斷系統(tǒng)只能根據ECU輸出的執(zhí)行信號來判斷。原理與傳感器類似。 帶有反饋信號的閉環(huán)控制工作時，自診斷系統(tǒng)還可根據反饋信號判別

38、故障。 三、自診斷系統(tǒng)的使用 故障指示燈 故障指示燈控制電路 當檢測到有故障時，儀表盤上的故障指示燈“CHECK ENGINE”點亮，以警告駕駛員或維修人員。 在使用中，點火開關接通，發(fā)動機沒有起動或起動后的短時間內，“故障指示燈”點亮是正?，F(xiàn)象，當起動后幾秒鐘內或發(fā)動機達到一定轉速（一般為500r/min）后，“故障指示燈”應熄滅。 四、OBD—Ⅱ簡介 OBD是“ON—BOARD DINGOSITICS”的縮寫，是由美國汽車工程學會（SEA）提出的，經環(huán)保機構（EPA）和加州資源協(xié)會（CARB）認證通過的。 第8節(jié) 失效保護系統(tǒng) 教 案 內 容 一

39、、失效保護系統(tǒng)的功能 功能：在電控系統(tǒng)中，當自診斷系統(tǒng)判定某傳感器或其電路出現(xiàn)故障（即失效）時，由自診斷系統(tǒng)起動而進入工作狀態(tài)，給ECU提供設定的目標信號來代替故障信號，以保持控制系統(tǒng)繼續(xù)工作，確保發(fā)動機仍能繼續(xù)運轉。 二、失效保護系統(tǒng)設定的標準信號 1．冷卻水溫度信號 若冷卻水溫度傳感器或其電路發(fā)生故障時，失效保護系統(tǒng)給ECU提供設定的冷卻水溫度信號，通常按冷卻水溫度為80℃控制發(fā)動機工作，防止混合氣過濃或過稀。 2．進氣溫度傳感器 當進氣溫度傳感器或其電路發(fā)生故障時，失效保護系統(tǒng)給ECU提供設定的進氣溫度信號，通常按進氣溫度為20℃控制發(fā)動機工作，防止混合氣過濃或過稀。 3．

40、點火確認信號 點火系統(tǒng)發(fā)生故障造成不能點火，ECU接收不到點火控制反饋的點火確認信號時，失效保護系統(tǒng)使ECU立即切斷燃油噴射，使發(fā)動機停止運轉。 4．節(jié)氣門位置傳感器信號 當節(jié)氣門位置傳感器或其電路發(fā)生故障時，ECU將始終接收節(jié)氣門處于全開或全關狀態(tài)信號，無法對噴油量進行精確控制。此時，失效保護系統(tǒng)中，通常按節(jié)氣門開度為0或25設定標準的節(jié)氣門位置傳感器。 5．點火提前角 爆燃傳感器或其電路發(fā)生故障時，失效保護系統(tǒng)使ECU將點火提前角固定在一個適當值。 6．凸輪軸位置傳感器 當凸輪軸位置傳感器發(fā)生故障時，導致G1和G2兩個信號不能輸送給ECU，則只能利用應急備用系統(tǒng)維持發(fā)動機基本

41、運轉。 7．空氣流量計信號 若空氣流量計或其電路發(fā)生故障，ECU無法按進氣量計算基本噴油量，將引起發(fā)動機失速或不能起動。此時，失效保護系統(tǒng)使ECU根據起動信號和節(jié)氣門位置傳感器信號按固定的噴射時間控制發(fā)動機工作。 8．進氣管絕對壓力傳感器信號 如此傳感器發(fā)生故障，ECU無法按進氣流量計算基本噴油量，失效保護系統(tǒng)使ECU按設定的固定值控制噴油量，或起動應急備用系統(tǒng)維持發(fā)動機運轉。 第9節(jié) 應急備用系統(tǒng) 教 案 內 容 一、應急備用系統(tǒng)的功能 功能：由ECU內的備用IC來完成，只能維持汽車的基本功能，而不能保證發(fā)動機正常性能運行。 二、應急系統(tǒng)

42、的工作原理 當起動備用系統(tǒng)工作后，備用IC根據控制所需的幾個基本傳感器信號，按照固定的程序對執(zhí)行元件進行簡單的控制。應急備用系統(tǒng)工作時，只能根據起動開關信號和怠速觸點信號將發(fā)動機的工況簡單地分為起動、怠速和非怠速，并按預先設定的固定數值輸出噴油控制信號和控制信號。 作 業(yè) 1．一般在哪些情況下需要提高發(fā)動機的怠速轉速? 2．簡述步進電機式怠速控制執(zhí)行機構的工作原理。 3．步進電機式怠速控制執(zhí)行機構的控制內容有哪些? 4．影響三元催化轉換器壽命的因素有哪些? 5．簡述豐田2JZ—GE發(fā)動機上的進氣慣性增壓系統(tǒng)的作用與工作原理。 6．廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)的作用與基本工作原理。

43、 7．簡述空燃比反饋控制的工作原理。 8．無水溫傳感器故障碼，水溫傳感器信號是否正常?為什么? 9.諧波增壓控制系統(tǒng)中壓力波是如何產生的？ 10.冷卻風扇控制系統(tǒng)的功能？ 本 章 小 結 1．汽油機怠速控制系統(tǒng)可使發(fā)動機在各種工況下能自動調節(jié)其怠速。 2．怠速控制執(zhí)行機構通過對怠速空氣量的控制來控制發(fā)動機的怠速轉速。 3．怠速控制的方式有旁通空氣式和節(jié)氣門直動式兩種。 4．汽油機怠速控制系統(tǒng)主要由發(fā)動機主控制器ECU、執(zhí)行機構和各種傳感器等組成。 5．步進電機的正常工作范圍為0～125個步級(日本車)，0～255個步級(美國車)。 6．步進電機式怠速

44、控制執(zhí)行機構的控制內容有：起動初始位置設定、起動后控制、暖機控制、反饋控制、發(fā)動機轉速變化的預控制、學習控制。 7．節(jié)氣門直動式怠速控制執(zhí)行機構通過控制節(jié)氣門的開啟程度來調節(jié)怠速時的空氣流量，從而實現(xiàn)怠速的控制。 8．豐田車旋轉電磁閥式怠速控制執(zhí)行機構的線圈阻值為18.8Ω～22.8Ω之間。 9．電控動力閥控制系統(tǒng)通過改變進氣管通道的截面積改變進氣量，以改善發(fā)動機的動力性。 10．電控進氣慣性增壓控制系統(tǒng)是利用進氣氣流慣性產生的壓力波來提高進氣效率的。 本 章 小 結 11．諧波增壓進氣控制系統(tǒng)在進氣管中增設大容量的空氣室和電控真空閥，實現(xiàn)壓力波傳播線路長度的改變，從而達

45、到低速和高速的進氣增壓效果。 12．VTEC根據發(fā)動機轉速、負荷等變化來控制VTEC機構工作，改變驅動同一氣缸兩進氣門工作的凸輪，以調整進氣門的配氣相位及升程，并實現(xiàn)單進氣門工作和雙進氣門工作的切換。 13．根據增壓裝置使用的動力源不同，增壓裝置可分為廢氣渦輪增壓和動力增壓兩種類型。 14．廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)控制廢氣流經渦輪室對進氣增壓。 15．廢氣中的有害成份主要是CO、HC和NOx，CO在混合氣濃時多，HC在怠速和減速時最多，NOx在行駛時最多。 16．汽車排放廢氣主要來自發(fā)動機燃燒后的排放、曲軸箱竄氣和汽油蒸發(fā)。 17．汽車排放后凈化控制的內容有廢氣再循環(huán)、三元催化轉換器。

46、 18．燃油蒸氣控制主要采取了由發(fā)動機控制單元控制的活性炭罐蒸發(fā)污染控制裝置。 19．廢氣再循環(huán)是將排氣歧管中廢氣回送到進氣歧管，隨混合氣進入氣缸，降低發(fā)動機燃燒室溫度，抑制NOx的產生。 20．三元催化轉換器是把發(fā)動機排出廢氣中的有害氣體轉化為無害氣體。 21．發(fā)動機控制單元接受氧傳感器反饋信號，對理論空燃比進行精確的反饋控制。 22．巡航控制系統(tǒng)由操縱開關、安全開關、傳感器、巡航控制ECU、和執(zhí)行元件組成。有電動機式和氣動膜片式兩種。 23．電控節(jié)氣門系統(tǒng)功能有非線性控制、怠速控制、減小換擋沖擊控制、驅動力控制、穩(wěn)定性控制和巡航控制。 24．冷卻風扇控制系統(tǒng)功能：發(fā)動機控制ECU根據冷卻液溫度傳感器信號和空調開關信號，通過風扇繼電器來控制風扇電動機電路的通斷，以實現(xiàn)對風扇的控制。 25．發(fā)電機控制系統(tǒng)功能：根據蓄電池電壓信號，控制發(fā)電機的輸出信號。 26．ECU內設置一個信號監(jiān)測軟件，如某一信號不在范圍內或一段時間內沒有發(fā)生應該有的變化，ECU判斷該信號有故障，并設定故障碼。 27．OBD—Ⅱ的產生是為了加強對廢氣排放的監(jiān)控，采用標準16孔診斷座和統(tǒng)一標準的故障碼。 28．應急備用系統(tǒng)的功能是由ECU內的備用IC來完成，只能維持汽車的基本功能，而不能保證發(fā)動機正常性能運行。 備 注 22