第4章輔助控制系統(tǒng)

1、第第4 4章章 電控發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制系統(tǒng)電控發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制系統(tǒng) 通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)做到：通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)做到： (1) 掌握汽車排放物的分類，了解排氣凈化的掌握汽車排放物的分類，了解排氣凈化的 途徑及措施。途徑及措施。 (2) 掌握現(xiàn)代汽車上所采用的機(jī)外凈化方法的掌握現(xiàn)代汽車上所采用的機(jī)外凈化方法的 種類、特點(diǎn)及原理。種類、特點(diǎn)及原理。 (3) 了解電控可變氣門控制系統(tǒng)、電子節(jié)氣門了解電控可變氣門控制系統(tǒng)、電子節(jié)氣門 和廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。和廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理。 (4)了解車載診斷系統(tǒng)的原理和了解車載診斷系統(tǒng)的原理和OBD-的主要的主要 內(nèi)容內(nèi)容 第第1 1

2、節(jié)節(jié) 排放控制排放控制 一、汽車排放的主要有害氣體：一、汽車排放的主要有害氣體： lCO lHC lNOX 二、汽車有害氣體排入大氣的三條途二、汽車有害氣體排入大氣的三條途 徑：徑： l廢氣廢氣 l曲軸箱排出曲軸箱排出 l汽油蒸發(fā)汽油蒸發(fā) 三、汽車排氣污染物的性質(zhì)及危害三、汽車排氣污染物的性質(zhì)及危害 四、排氣污染物的形成機(jī)理四、排氣污染物的形成機(jī)理 （一）（一）COCO的形成的形成 汽油、柴油：汽油、柴油：CnHm 完全燃燒：完全燃燒：CnHm + O2 CO2+H2O 不完全燃燒：不完全燃燒：CnHm + O2 CO+H2O 所以：所以： （1）CO是在空氣量不足情況下的不完全是在空氣量不足

3、情況下的不完全 燃燒的產(chǎn)物。燃燒的產(chǎn)物。 （2）CO的排量基本上受空燃比支配。的排量基本上受空燃比支配。 空燃比空燃比14.7： 理論上不會(huì)有理論上不會(huì)有CO。 但因：但因： （1）混合氣混合及分配不均）混合氣混合及分配不均 （2）燃燒后高溫：）燃燒后高溫： CO2CO+O2 H2OH2+O2 H2+CO2CO+H2O 會(huì)有少量的會(huì)有少量的CO產(chǎn)生。產(chǎn)生。 （二）（二）HCHC的形成的形成 HC是不完全燃燒的產(chǎn)物是不完全燃燒的產(chǎn)物主要是未燃的或主要是未燃的或 燃料分解的產(chǎn)物。燃料分解的產(chǎn)物。 一切妨礙燃料燃燒的因素都是一切妨礙燃料燃燒的因素都是HC形成的原因。形成的原因。 HC的形成與空燃比的

4、關(guān)系：的形成與空燃比的關(guān)系： 空燃比空燃比 14.7： 空燃比空燃比 混入廢氣混入廢氣 量增多量增多 氧化氧化 反應(yīng)慢反應(yīng)慢 HC （三）（三）NONOX X的形成的形成 NOX主要是：主要是：NO（99%）和）和NO2（1%） 1、NO 熱熱NO：由空氣中的：由空氣中的N生成（主要）生成（主要） 燃料燃料NO：由燃料中含：由燃料中含N成分生成。成分生成。(0.02%) NO生成三要素：生成三要素： 高溫高溫 富氧富氧 氧與氮在高溫中停留時(shí)間長氧與氮在高溫中停留時(shí)間長 2 2、 NONO2 2的生成的生成 NO2不是在汽缸內(nèi)產(chǎn)生的，而是在不是在汽缸內(nèi)產(chǎn)生的，而是在 廢氣排入大氣，溫度下降后，由

5、廢氣排入大氣，溫度下降后，由NO 生成的，即：生成的，即：NO+O2NO2 NO2數(shù)量取決于燃料產(chǎn)物和外界空數(shù)量取決于燃料產(chǎn)物和外界空 氣之間的擴(kuò)散條件。氣之間的擴(kuò)散條件。 NONOX X的生成與空燃比的關(guān)系的生成與空燃比的關(guān)系 空燃比空燃比14.7： 空燃比空燃比 NO 大于理論空燃比大于理論空燃比 10%處，燃燒速處，燃燒速 度和溫度最高度和溫度最高 NO生成生成 量最大量最大 之后之后： 空燃比空燃比 燃燒溫度燃燒溫度 下降下降 NO 五、排氣凈化的途徑五、排氣凈化的途徑 汽車有害氣體排入大氣的三條途徑汽車有害氣體排入大氣的三條途徑： l廢氣（廢氣（65%85%） l曲軸箱排出（曲軸箱排

6、出（20%左右）左右） l汽油蒸發(fā)（油箱、化油器等）汽油蒸發(fā)（油箱、化油器等） 排氣凈化的途徑排氣凈化的途徑 l研制低污染動(dòng)力源的汽車研制低污染動(dòng)力源的汽車 l促進(jìn)燃料的完全燃燒促進(jìn)燃料的完全燃燒 l對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行排氣凈化處理對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行排氣凈化處理 l防止汽油蒸氣的泄漏防止汽油蒸氣的泄漏： l曲軸箱通風(fēng)曲軸箱通風(fēng) l蒸發(fā)損失控制蒸發(fā)損失控制 （一）（一）防止汽油蒸氣的泄漏防止汽油蒸氣的泄漏 曲軸箱通風(fēng)曲軸箱通風(fēng) 傳統(tǒng)方法：是將曲軸箱和空氣濾清器傳統(tǒng)方法：是將曲軸箱和空氣濾清器 用管子連接起來。使竄入曲軸箱的氣用管子連接起來。使竄入曲軸箱的氣 體經(jīng)由管子吸入空氣濾清器，再進(jìn)入體經(jīng)由管子吸入空氣濾

7、清器，再進(jìn)入 汽缸燃燒。汽缸燃燒。 缺點(diǎn)：空氣濾清器負(fù)壓小，處理不夠缺點(diǎn)：空氣濾清器負(fù)壓小，處理不夠 徹底，且機(jī)油和水會(huì)污染空氣濾清器徹底，且機(jī)油和水會(huì)污染空氣濾清器 的濾芯。的濾芯。 現(xiàn)在一般采用現(xiàn)在一般采用曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置：曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置： 在原先通風(fēng)在原先通風(fēng) 結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上， 再通過再通過PCV 閥（曲軸箱閥（曲軸箱 強(qiáng)制通風(fēng)閥）強(qiáng)制通風(fēng)閥） 將曲軸箱和將曲軸箱和 進(jìn)氣管連接進(jìn)氣管連接 起來。閥門起來。閥門 開度由進(jìn)氣開度由進(jìn)氣 管真空度自管真空度自 動(dòng)控制。動(dòng)控制。 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)， 進(jìn)氣歧管形成進(jìn)氣歧管形成 相對真空，把相對真空，把 曲軸箱蒸氣和曲軸箱蒸氣

8、和 吸入的空氣混吸入的空氣混 合（空氣通過合（空氣通過 發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾發(fā)動(dòng)機(jī)空氣濾 清器中的清器中的PCV 濾清器和軟濾清器和軟 管），再通過管），再通過 軟管和軟管和PCV閥閥 導(dǎo)入進(jìn)氣歧管導(dǎo)入進(jìn)氣歧管 進(jìn)入氣缸燃燒。進(jìn)入氣缸燃燒。 2. 2. 蒸發(fā)損失控制蒸發(fā)損失控制活性炭罐活性炭罐 利用活性炭吸利用活性炭吸 附原理，把油附原理，把油 箱、化油器等箱、化油器等 蒸發(fā)出來的蒸發(fā)出來的HC 收起來，再從收起來，再從 活性炭中分離活性炭中分離 出來，送入發(fā)出來，送入發(fā) 動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒。動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒。 燃油蒸發(fā)排放控制裝置一般由燃油箱、活性炭罐燃油蒸發(fā)排放控制裝置一般由燃油箱、活性炭罐 、 一些控制閥和相

9、互連接的軟管與專用管路組一些控制閥和相互連接的軟管與專用管路組 成。成。 在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，燃油蒸發(fā)排放控制裝置將燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，燃油蒸發(fā)排放控制裝置將燃油 蒸氣收集到活性炭罐中。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，在燃油蒸蒸氣收集到活性炭罐中。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，在燃油蒸 發(fā)排放裝置的控制下，燃油蒸氣從活性炭罐中排出發(fā)排放裝置的控制下，燃油蒸氣從活性炭罐中排出 并進(jìn)入進(jìn)氣歧管或空氣濾清器，最后到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)燃并進(jìn)入進(jìn)氣歧管或空氣濾清器，最后到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)燃 燒室燃燒。燒室燃燒。 微機(jī)控制的活性碳罐，其驅(qū)氣量控制閥的真空微機(jī)控制的活性碳罐，其驅(qū)氣量控制閥的真空 度由真空度電磁閥控制。度由真空度電磁閥控制。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各

10、工況、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各工況、 狀態(tài)傳感器的電信號(hào)確定一個(gè)最佳的驅(qū)氣流量值，狀態(tài)傳感器的電信號(hào)確定一個(gè)最佳的驅(qū)氣流量值， 以不同占空比的脈沖電壓形式輸出控制信號(hào)，控制以不同占空比的脈沖電壓形式輸出控制信號(hào)，控制 電磁閥工作，將驅(qū)氣量閥的真空度調(diào)到適當(dāng)?shù)闹?，電磁閥工作，將驅(qū)氣量閥的真空度調(diào)到適當(dāng)?shù)闹担?使膜片閥處于最佳的開度位置，從而使最佳數(shù)量的使膜片閥處于最佳的開度位置，從而使最佳數(shù)量的 驅(qū)氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管。驅(qū)氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管。 1.燃油箱燃油箱 2.加油口蓋加油口蓋 3.單向閥單向閥 4.驅(qū)氣量控制閥驅(qū)氣量控制閥 5.去去 進(jìn)氣歧管空氣進(jìn)氣歧管空氣 6.真空度電磁閥真空度電磁閥 7.活性碳罐活性碳罐

11、8.新鮮空新鮮空 氣氣 9.發(fā)動(dòng)機(jī)電信號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)電信號(hào) 1.燃油蒸汽進(jìn)口燃油蒸汽進(jìn)口2.燃油蒸汽排泄口燃油蒸汽排泄口 3.7.柵格柵格4.塑料外殼塑料外殼 5.活性碳活性碳 6.濾清網(wǎng)濾清網(wǎng)8.空氣空氣 存儲(chǔ)燃油蒸氣的活性存儲(chǔ)燃油蒸氣的活性 炭罐，一般為黑色圓炭罐，一般為黑色圓 柱形，常位于發(fā)動(dòng)機(jī)柱形，常位于發(fā)動(dòng)機(jī) 艙室的右前角或左前艙室的右前角或左前 角。角。 來自燃油箱的蒸來自燃油箱的蒸 氣從燃油蒸氣進(jìn)口進(jìn)氣從燃油蒸氣進(jìn)口進(jìn) 入，被活性粒子吸附，入，被活性粒子吸附， 在真空的作用下可從在真空的作用下可從 燃油蒸氣排泄口吸出，燃油蒸氣排泄口吸出， 進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室， 同時(shí)空氣

12、經(jīng)濾清網(wǎng)進(jìn)同時(shí)空氣經(jīng)濾清網(wǎng)進(jìn) 入活性碳罐。入活性碳罐。 （二）機(jī)外凈化方法（二）機(jī)外凈化方法 即在排氣管中安裝附加裝置，用化學(xué)或即在排氣管中安裝附加裝置，用化學(xué)或 物理方法對排氣中的有害成分加以凈化物理方法對排氣中的有害成分加以凈化 處理。處理。 常用方法有：常用方法有： l空氣噴射法（二次空氣法）空氣噴射法（二次空氣法） l熱反應(yīng)器法熱反應(yīng)器法 l催化劑法催化劑法 1、空氣噴射法（二次空氣法）空氣噴射法（二次空氣法） 將新鮮空氣將新鮮空氣 （二次空氣）（二次空氣） 噴射到排氣門噴射到排氣門 的背后，使高的背后，使高 溫廢氣中的溫廢氣中的 HC、CO在這在這 里與空氣接觸里與空氣接觸 進(jìn)一步燃

13、燒。進(jìn)一步燃燒。 典型的二次空氣系統(tǒng)典型的二次空氣系統(tǒng) 暖機(jī)時(shí)，空氣旁通閥（暖機(jī)時(shí)，空氣旁通閥（AIRD ）將空氣導(dǎo)入排氣歧）將空氣導(dǎo)入排氣歧 管管 暖機(jī)后，排氣歧管過多的空氣會(huì)影響暖機(jī)后，排氣歧管過多的空氣會(huì)影響EGR的工作的工作 AIRB將空氣導(dǎo)入到催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)將空氣導(dǎo)入到催化轉(zhuǎn)化器內(nèi) 熱真空開關(guān)控制空氣控制閥上的真空度。冷卻液溫?zé)嵴婵臻_關(guān)控制空氣控制閥上的真空度。冷卻液溫 度較低時(shí)，讓控制閥把空氣引入排氣歧管內(nèi)。當(dāng)發(fā)度較低時(shí)，讓控制閥把空氣引入排氣歧管內(nèi)。當(dāng)發(fā) 動(dòng)機(jī)的溫度達(dá)到正常的工作溫度時(shí)，熱敏真空開關(guān)動(dòng)機(jī)的溫度達(dá)到正常的工作溫度時(shí)，熱敏真空開關(guān) 會(huì)讓控制閥把空氣引入催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)。會(huì)讓

14、控制閥把空氣引入催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)。 空氣旁通閥（空氣旁通閥（ AIRB ）：裝在空氣泵和空氣控制閥）：裝在空氣泵和空氣控制閥 之間，有時(shí)與空氣控制閥作成一體。減速時(shí)真空信之間，有時(shí)與空氣控制閥作成一體。減速時(shí)真空信 號(hào)作用于空氣旁通閥，使壓縮空氣被引入大氣中，號(hào)作用于空氣旁通閥，使壓縮空氣被引入大氣中， 避免排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生回火。避免排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生回火。 含油較多的廢氣中導(dǎo)入過多的空氣會(huì)在消聲器內(nèi)產(chǎn)生含油較多的廢氣中導(dǎo)入過多的空氣會(huì)在消聲器內(nèi)產(chǎn)生 回火甚至爆炸。當(dāng)節(jié)氣門突然關(guān)閉時(shí)會(huì)產(chǎn)生較濃的回火甚至爆炸。當(dāng)節(jié)氣門突然關(guān)閉時(shí)會(huì)產(chǎn)生較濃的 混合氣。尾氣中的混合氣。尾氣中的HC能夠與來自空氣泵的空氣燃燒，

15、能夠與來自空氣泵的空氣燃燒， 形成回火。為了避免這種現(xiàn)象，空氣泵的空氣要很形成回火。為了避免這種現(xiàn)象，空氣泵的空氣要很 快分流到大氣中?？旆至鞯酱髿庵小?可分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。可分主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。 主動(dòng)式帶空氣泵，用在計(jì)算機(jī)控制的主動(dòng)式帶空氣泵，用在計(jì)算機(jī)控制的 發(fā)動(dòng)機(jī)上。被動(dòng)式（不帶空氣泵）主要發(fā)動(dòng)機(jī)上。被動(dòng)式（不帶空氣泵）主要 用在化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)上；用在化油器式發(fā)動(dòng)機(jī)上； 被動(dòng)式空氣噴射裝置：發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮被動(dòng)式空氣噴射裝置：發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮 帶驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，空氣經(jīng)壓縮以后通帶驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，空氣經(jīng)壓縮以后通 過管道由空氣噴嘴向排氣門的方向噴出。過管道由空氣噴嘴向排氣門的方向噴出。 整個(gè)

16、裝置除空氣壓縮機(jī)外，還必須有防整個(gè)裝置除空氣壓縮機(jī)外，還必須有防 止發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)產(chǎn)生后燃現(xiàn)象的防后燃止發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)產(chǎn)生后燃現(xiàn)象的防后燃 閥，防止廢氣倒流到空氣壓縮機(jī)去的單閥，防止廢氣倒流到空氣壓縮機(jī)去的單 向閥等。向閥等。 電動(dòng)空氣泵 空氣旁通閥空氣旁通閥 空氣換向閥 2 2、熱反應(yīng)器法、熱反應(yīng)器法 常與空氣二次噴射并用。常與空氣二次噴射并用。 這種反應(yīng)器安裝在排氣道出口處，它將排氣這種反應(yīng)器安裝在排氣道出口處，它將排氣 中的未燃?xì)怏w和噴射的空氣混合起來，并保持中的未燃?xì)怏w和噴射的空氣混合起來，并保持 在高溫下給予一定的反應(yīng)時(shí)間，從而使廢氣中在高溫下給予一定的反應(yīng)時(shí)間，從而使廢氣中 的的CO、

17、HC進(jìn)一步燃燒，以降低其排放量。進(jìn)一步燃燒，以降低其排放量。 3 3、催化劑法、催化劑法 相應(yīng)的裝置稱為催化轉(zhuǎn)換器，是利用催相應(yīng)的裝置稱為催化轉(zhuǎn)換器，是利用催 化劑促使排氣中的化劑促使排氣中的HC、CO、NOX起氧起氧 化或還原反應(yīng)，降低其含量的裝置?；蜻€原反應(yīng)，降低其含量的裝置。 分類：分類： l氧化催化轉(zhuǎn)換器氧化催化轉(zhuǎn)換器 l還原催化轉(zhuǎn)換器還原催化轉(zhuǎn)換器 l三元催化轉(zhuǎn)換器三元催化轉(zhuǎn)換器 1）氧化催化轉(zhuǎn)換器氧化催化轉(zhuǎn)換器 采用鉑等貴金屬（在氧化鋯或氧化鋁等顆粒采用鉑等貴金屬（在氧化鋯或氧化鋁等顆粒 狀或蜂窩狀載體中充填狀或蜂窩狀載體中充填鉑鉑-鈀鈀等貴金屬或銅、等貴金屬或銅、 錳等的金屬氧

18、化物）作催化劑，放在象消聲錳等的金屬氧化物）作催化劑，放在象消聲 器的容器內(nèi)，靠近排氣歧管安裝。使排氣中器的容器內(nèi)，靠近排氣歧管安裝。使排氣中 的的CO、HC能利用排氣中的剩余空氣在較低能利用排氣中的剩余空氣在較低 的溫度下以較高的速度進(jìn)行氧化反應(yīng)。的溫度下以較高的速度進(jìn)行氧化反應(yīng)。 催化劑本身不發(fā)生氧化反應(yīng)，其催化作用是催化劑本身不發(fā)生氧化反應(yīng)，其催化作用是 靠廢氣本身的熱量激發(fā)?？繌U氣本身的熱量激發(fā)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1）轉(zhuǎn)化效率高）轉(zhuǎn)化效率高 （2）能在較低溫度（）能在較低溫度（250左右）完左右）完 成氧化反應(yīng)。成氧化反應(yīng)。 2）還原催化轉(zhuǎn)換器還原催化轉(zhuǎn)換器 針對針對NOX 須造成化學(xué)

19、上還原的環(huán)境，需要燃須造成化學(xué)上還原的環(huán)境，需要燃 用濃混合氣用濃混合氣犧牲燃油經(jīng)濟(jì)性犧牲燃油經(jīng)濟(jì)性 在還原在還原NO時(shí)，常產(chǎn)生時(shí)，常產(chǎn)生NH3，有毒。，有毒。 不常用。不常用。 3）三元催化轉(zhuǎn)換器三元催化轉(zhuǎn)換器 三元催化反應(yīng)器是利用三元催化反應(yīng)器是利用鉑、鈀、銠鉑、鈀、銠等催化劑等催化劑 將排氣中的三種有害成分將排氣中的三種有害成分CO、HC、NOx進(jìn)進(jìn) 行化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無害的行化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無害的CO2、H2O和和N2的的 一種反應(yīng)器。一種反應(yīng)器。 目前，常用的催化劑有貴金屬類的目前，常用的催化劑有貴金屬類的鉑、鈀、鉑、鈀、 銠等。銠等。鉑（鉑（Pt）、鈀（）、鈀（Pd）作催化劑使）作催化

20、劑使CO、 HC進(jìn)一步氧化；銠（進(jìn)一步氧化；銠（Rh）作為催化劑、）作為催化劑、 CO、 HC作還原劑使作還原劑使NO還原為還原為N2。也有采用稀土。也有采用稀土 金屬氧化物作為催化劑，雖然成本比貴金屬金屬氧化物作為催化劑，雖然成本比貴金屬 低，但其凈化性能不及貴金屬。低，但其凈化性能不及貴金屬。 催化劑的作用是降低反應(yīng)溫度，加快轉(zhuǎn)化催化劑的作用是降低反應(yīng)溫度，加快轉(zhuǎn)化 速度，其反應(yīng)過程如下：速度，其反應(yīng)過程如下： 氧化反應(yīng)如下：氧化反應(yīng)如下： 4HC+5O2 = 4CO2+2H2O（蒸汽）（蒸汽） 2CO+O2 = 2CO2 還原反應(yīng)如下：還原反應(yīng)如下： NOx+CO - N2+CO2 NO

21、x+HC - N2+CO2+H2O NOx - N2+O2 三元催化反應(yīng)器，外形類似消聲器，由金屬外殼、三元催化反應(yīng)器，外形類似消聲器，由金屬外殼、 鋼絲網(wǎng)內(nèi)襯、載體和催化劑涂層組成。載體有顆粒鋼絲網(wǎng)內(nèi)襯、載體和催化劑涂層組成。載體有顆粒 狀、蜂窩狀整體陶瓷等形式。目前廣泛使用的是陶狀、蜂窩狀整體陶瓷等形式。目前廣泛使用的是陶 瓷蜂窩狀的載體，載體上有無數(shù)的孔穴，從而擴(kuò)大瓷蜂窩狀的載體，載體上有無數(shù)的孔穴，從而擴(kuò)大 了催化劑的表面積。當(dāng)廢氣通過載體中的孔穴時(shí)，了催化劑的表面積。當(dāng)廢氣通過載體中的孔穴時(shí)， 因反應(yīng)表面積增加而提高轉(zhuǎn)化率。因反應(yīng)表面積增加而提高轉(zhuǎn)化率。 采用鉑催化劑采用鉑催化劑 時(shí)

22、，時(shí)，CO、HC開開 始反應(yīng)溫度為始反應(yīng)溫度為 200，而較高，而較高 轉(zhuǎn)化率的溫度轉(zhuǎn)化率的溫度 為為400 600。 三元催化反應(yīng)器需要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，且其混合三元催化反應(yīng)器需要發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，且其混合 氣的空燃比控制在理論值附近時(shí)，才有較高氣的空燃比控制在理論值附近時(shí)，才有較高 的轉(zhuǎn)化率。的轉(zhuǎn)化率。 必須采用閉環(huán)控制空燃比，即用氧傳感器不斷必須采用閉環(huán)控制空燃比，即用氧傳感器不斷 檢測排氣中的檢測排氣中的O2含量，并將檢測信號(hào)送給含量，并將檢測信號(hào)送給ECU， 使之修正燃油量，以保持用理論混合氣工作。使之修正燃油量，以保持用理論混合氣工作。 下圖為控制框圖。下圖為控制框圖。 4 4、廢氣再循環(huán)（機(jī)

23、內(nèi)凈化）、廢氣再循環(huán)（機(jī)內(nèi)凈化） 廢氣再循環(huán)（廢氣再循環(huán)（ EGR，EXHAUST GAS RECIRCULATION）主要用來減少）主要用來減少NOx 的的排放。排放。 廢氣再循環(huán)是發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中通過廢氣再循環(huán)是發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中通過 EGR閥門，將部分廢氣返回進(jìn)氣管送入閥門，將部分廢氣返回進(jìn)氣管送入 燃燒室進(jìn)行再循環(huán)，以降低燃燒最高溫燃燒室進(jìn)行再循環(huán)，以降低燃燒最高溫 度，從而降低度，從而降低NOx排放。排放。 因?yàn)橐驗(yàn)镹Ox主要是在高溫富氧的條件下生主要是在高溫富氧的條件下生 成的，而廢氣（主要是惰性氣體）在燃成的，而廢氣（主要是惰性氣體）在燃 燒過程中吸收熱量。燒過程中吸收熱量。 EG

24、R率：率： EGR率率=EGR氣體量氣體量（吸入空氣量（吸入空氣量+EGR空空 氣量）氣量）100% 過度的廢氣再循過度的廢氣再循 環(huán)將會(huì)影響發(fā)動(dòng)環(huán)將會(huì)影響發(fā)動(dòng) 機(jī)的正常運(yùn)行，機(jī)的正常運(yùn)行， 特別是在怠速或特別是在怠速或 低轉(zhuǎn)速時(shí)，所以低轉(zhuǎn)速時(shí)，所以 EGR系統(tǒng)只能在系統(tǒng)只能在 某些工況下工作。某些工況下工作。 EGR系統(tǒng)的分類：系統(tǒng)的分類： l普通電子式普通電子式 l可變可變EGR率式率式 l閉環(huán)控制式閉環(huán)控制式 1）普通電子式普通電子式EGREGR系統(tǒng)系統(tǒng) 由由EGREGR電磁閥、節(jié)氣門位置傳感器、電磁閥、節(jié)氣門位置傳感器、EGREGR控制控制 閥、曲軸位置傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)的閥、曲軸位置傳感

25、器、發(fā)動(dòng)機(jī)的ECUECU、水溫傳、水溫傳 感器、啟動(dòng)信號(hào)等組成。感器、啟動(dòng)信號(hào)等組成。 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，微處理機(jī)根據(jù)各傳感器，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，微處理機(jī)根據(jù)各傳感器， 如曲軸位置傳感器、水溫傳感器、節(jié)氣門位如曲軸位置傳感器、水溫傳感器、節(jié)氣門位 置傳感器、點(diǎn)火開關(guān)等送來的信號(hào)，確定發(fā)置傳感器、點(diǎn)火開關(guān)等送來的信號(hào)，確定發(fā) 動(dòng)機(jī)目前在那一種工況下工作，以輸出指令，動(dòng)機(jī)目前在那一種工況下工作，以輸出指令， 控制排氣再循環(huán)電磁閥打開或關(guān)閉，從而控控制排氣再循環(huán)電磁閥打開或關(guān)閉，從而控 制排氣再循環(huán)控制閥打開或關(guān)閉，使排氣再制排氣再循環(huán)控制閥打開或關(guān)閉，使排氣再 循環(huán)進(jìn)行或停止。循環(huán)進(jìn)行或停止。 在下面

26、各種工況下，即發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)、在下面各種工況下，即發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)、 節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點(diǎn)接通時(shí)、節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點(diǎn)接通時(shí)、 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于 900rmin900rmin或高于或高于3200rmin3200rmin時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī) 的的ECUECU向排氣再循環(huán)電磁閥供給向排氣再循環(huán)電磁閥供給“接通接通” 信號(hào)時(shí)，閥門關(guān)閉，切斷了控制排氣再信號(hào)時(shí)，閥門關(guān)閉，切斷了控制排氣再 循環(huán)控制閥的真空通道，使循環(huán)控制閥的真空通道，使EGREGR系統(tǒng)不再系統(tǒng)不再 進(jìn)行排氣再循環(huán)；進(jìn)行排氣再循環(huán)； 其它工況時(shí)，其它工況時(shí)，ECUECU斷開電磁閥信號(hào)，則

27、進(jìn)斷開電磁閥信號(hào)，則進(jìn) 行排氣再循環(huán)。行排氣再循環(huán)。 2）可變可變EGREGR率式率式 可變可變EGR率排氣再循環(huán)的控制，又稱開環(huán)控率排氣再循環(huán)的控制，又稱開環(huán)控 制式排氣再循環(huán)。制式排氣再循環(huán)。 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)確定的根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)確定的EGR率與發(fā)動(dòng)機(jī)率與發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量的對應(yīng)關(guān)系，將有關(guān)數(shù)據(jù)存入轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量的對應(yīng)關(guān)系，將有關(guān)數(shù)據(jù)存入 發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)微機(jī)的內(nèi)微機(jī)的ROM中。發(fā)動(dòng)機(jī)工作中。發(fā)動(dòng)機(jī)工作 時(shí)，微處理機(jī)根據(jù)各種傳感器送來的信號(hào)，時(shí)，微處理機(jī)根據(jù)各種傳感器送來的信號(hào)， 確定發(fā)動(dòng)機(jī)在那一種工況下工作，經(jīng)過查表確定發(fā)動(dòng)機(jī)在那一種工況下工作，經(jīng)過查表 和計(jì)算修正，輸出適當(dāng)?shù)?/p>

28、指令，控制電磁閥和計(jì)算修正，輸出適當(dāng)?shù)闹噶?，控制電磁閥 的開度，以調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)的的開度，以調(diào)節(jié)排氣再循環(huán)的EGR率。率。 1.EGR控制閥控制閥 2.EGR通路通路3.排氣管排氣管 4.節(jié)氣門閥開關(guān)節(jié)氣門閥開關(guān) 5.電磁閥部電磁閥部 6.定壓閥部定壓閥部 7.VCM閥閥 圖中圖中VCM閥是一個(gè)真空調(diào)節(jié)閥，內(nèi)有兩個(gè)電閥是一個(gè)真空調(diào)節(jié)閥，內(nèi)有兩個(gè)電 磁閥（一個(gè)為再循環(huán)控制電磁閥，另一個(gè)為磁閥（一個(gè)為再循環(huán)控制電磁閥，另一個(gè)為 怠速調(diào)節(jié)電磁閥）。怠速調(diào)節(jié)電磁閥）。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，微處理機(jī)根據(jù)曲軸位置傳當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，微處理機(jī)根據(jù)曲軸位置傳 感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器、點(diǎn)感器、節(jié)氣門位置傳

29、感器、水溫傳感器、點(diǎn) 火開關(guān)、電源電壓等，給排氣再循環(huán)控制閥火開關(guān)、電源電壓等，給排氣再循環(huán)控制閥 提供不同占空比的脈沖電壓使其具有不同打提供不同占空比的脈沖電壓使其具有不同打 開、關(guān)閉頻率，以調(diào)節(jié)進(jìn)入開、關(guān)閉頻率，以調(diào)節(jié)進(jìn)入VCM閥負(fù)背壓室閥負(fù)背壓室 的空氣量，得到控制的空氣量，得到控制EGR閥不同開度所需的閥不同開度所需的 各種真空度，從而獲得為適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況所各種真空度，從而獲得為適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工況所 需的不同的需的不同的EGR率。率。 脈沖電壓信號(hào)的占空比越大，電磁閥打脈沖電壓信號(hào)的占空比越大，電磁閥打 開的時(shí)間越長，進(jìn)入開的時(shí)間越長，進(jìn)入VCM閥負(fù)壓室的空閥負(fù)壓室的空 氣量越多，真空度越

30、小，排氣再循環(huán)控氣量越多，真空度越小，排氣再循環(huán)控 制閥開度越小，制閥開度越小，EGR率越小，當(dāng)小至某率越小，當(dāng)小至某 一值時(shí)，排氣再循環(huán)閥關(guān)閉，排氣再循一值時(shí)，排氣再循環(huán)閥關(guān)閉，排氣再循 環(huán)系統(tǒng)停止工作。反之，脈沖電壓信號(hào)環(huán)系統(tǒng)停止工作。反之，脈沖電壓信號(hào) 的占空比越小，的占空比越小，EGR率越大。率越大。 EGREGR閥實(shí)物圖閥實(shí)物圖 3 3）閉環(huán)控制式）閉環(huán)控制式 在閉環(huán)控制在閉環(huán)控制 式排氣再循式排氣再循 環(huán)系統(tǒng)中，環(huán)系統(tǒng)中， 微處理機(jī)是微處理機(jī)是 以以EGR率作率作 為反饋信號(hào)為反饋信號(hào) 實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控 制的。制的。 新鮮空氣經(jīng)節(jié)氣門進(jìn)入穩(wěn)壓箱，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣新鮮空氣經(jīng)節(jié)氣門進(jìn)入穩(wěn)

31、壓箱，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣 中的一部分經(jīng)控制閥進(jìn)入穩(wěn)壓箱。中的一部分經(jīng)控制閥進(jìn)入穩(wěn)壓箱。 穩(wěn)壓箱中有穩(wěn)壓箱中有EGR率傳感器，對穩(wěn)壓箱中新鮮率傳感器，對穩(wěn)壓箱中新鮮 空氣與廢氣所形成的混合氣中的氧氣濃度進(jìn)空氣與廢氣所形成的混合氣中的氧氣濃度進(jìn) 行檢測，并將檢測結(jié)果輸入微處理機(jī)。行檢測，并將檢測結(jié)果輸入微處理機(jī)。 微處理機(jī)經(jīng)過分析計(jì)算后，向控制閥輸出控微處理機(jī)經(jīng)過分析計(jì)算后，向控制閥輸出控 制信息，不斷地調(diào)整制信息，不斷地調(diào)整EGR率，使排氣再循環(huán)率，使排氣再循環(huán) 的的EGR率時(shí)刻在微處理機(jī)的控制下保持在理率時(shí)刻在微處理機(jī)的控制下保持在理 想狀況，從而有效地減少想狀況，從而有效地減少NOx的排放量。的排放

32、量。 4.2 其它發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制技術(shù) 4.2.1 可變氣門驅(qū)動(dòng)電子控制 4.2.2 電子節(jié)氣門控制（ETC） 4.2.3 廢氣渦輪增壓電子控制 4.2.1 可變氣門驅(qū)動(dòng)電子控制 進(jìn)氣門和排氣門的特性參數(shù)主要有3個(gè)： 氣門開啟相位，氣門開啟持續(xù)角度（指 氣門保持升起持續(xù)的曲軸轉(zhuǎn)角）和氣門 升程。這3個(gè)特性參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、 油耗和排放有重要影響。 發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位圖如圖4-20所示。 圖4-20 發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位圖 近年來有些汽車采用了“可變式”的氣 門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，即可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) （Vallabe Valve Actuaion，縮寫為 VVA）。 若僅是氣門開啟相位和開啟持續(xù)角度可 變，便稱

33、為可變氣門正時(shí)（Variable Valve Timing，縮寫為 VVT）。圖4-21 所示為凸輪相位可變的可變氣門機(jī)構(gòu)。 圖4-21 可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu) 1-硅油緩沖器；2-螺紋花鍵；3-活塞；4-凸輪軸；5-回位彈簧。 與普通發(fā)動(dòng)機(jī)相比，VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)所不同 的是凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法，它 有中低速用和高速用兩組不同的氣門驅(qū) 動(dòng)凸輪，并可通過電子控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié) 進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。圖4-22是Honda公司的 可變氣門控制系統(tǒng)（VTEC） 圖4-22 Honda公司的可變氣門控制系統(tǒng)VTEC 1-凸輪軸；2-低速凸輪；3-高速凸輪；4-主搖臂；5-中間搖臂；6-次搖臂；7-液壓 柱銷A；8-

34、液壓柱銷B；9-止推銷；10-空行程彈簧；11-排氣門；12-進(jìn)氣門。 它的進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸都為每個(gè)缸設(shè)置 了并列的3個(gè)凸輪，相應(yīng)地有3個(gè)搖臂。凸輪軸 旋轉(zhuǎn)時(shí)，處在外側(cè)的2個(gè)低速凸輪2分別推動(dòng)外 側(cè)的主搖臂4和次搖臂6；處在中間的高速凸輪 3推動(dòng)中間的中間搖臂。這3個(gè)搖臂繞同一根搖 臂軸擺動(dòng)，但其中只有主搖臂和次搖臂才能推 動(dòng)氣門，而中間搖臂則須通過安置在內(nèi)部的液 壓柱銷A和B帶動(dòng)兩側(cè)的主搖臂和次搖臂方能推 動(dòng)氣門，如圖4-23所示。 圖4-23 低速時(shí)的搖臂傳動(dòng) 1-低速凸輪；2-凸輪軸；3-液壓柱銷A；4-液壓柱銷B；5-主搖臂； 6-中間搖臂；7-次搖臂；8-復(fù)位彈簧；9-止推銷；

35、10-搖臂軸。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處在高轉(zhuǎn)速范圍時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)潤 滑系統(tǒng)通過搖臂10中心的油道將機(jī)油壓 入液壓柱銷A左方的油腔，使液壓柱銷A 和B克服復(fù)位彈簧的作用力向右移動(dòng)一段 距離，如圖4-24所示。 圖4-24 高速時(shí)的搖臂傳動(dòng) 1-高速凸輪；2-機(jī)油；3-液壓壓力。 VTEC系統(tǒng)的電子控制與大多數(shù)同類系統(tǒng) 一樣，不考慮負(fù)荷信息。ECU只根據(jù)發(fā) 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、車速和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度控制電磁 閥，使油路中的滑閥令搖臂中液壓柱銷A 左方油腔或與壓力油接通，或泄壓，如 圖4-25所示。 圖4-25 VTEC系統(tǒng)電子控制框圖 從ECU發(fā)出信號(hào)到建立油壓而切換氣門規(guī)律所 經(jīng)歷的時(shí)間稱為切換響應(yīng)時(shí)間。反過來，系統(tǒng) 從高轉(zhuǎn)速

36、氣門規(guī)律切換到低轉(zhuǎn)速氣門規(guī)律的過 程依靠液壓柱銷B右方的復(fù)位彈簧而實(shí)現(xiàn)。這 一過程也需要切換響應(yīng)時(shí)間。這兩種切換響應(yīng) 時(shí)間的長短取決于液壓力和復(fù)位彈簧力的對比。 液壓力取決于油壓，其改變速度與機(jī)油的粘度 有關(guān)，因而與油溫有關(guān)；復(fù)位彈簧力則取決于 它的預(yù)置載荷。所以，對于確定的系統(tǒng)，切換 響應(yīng)時(shí)間與機(jī)油溫度和復(fù)位彈簧預(yù)置載荷有關(guān)， 如圖4-26和圖4-27所示。 圖4-26 切換響應(yīng)時(shí)間與機(jī)油溫度的關(guān)系 圖4-27 切換響應(yīng)時(shí)間與復(fù)位彈簧與之時(shí)間的關(guān)系 VTEC系統(tǒng)通過切換氣門規(guī)律，使發(fā)動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)矩曲線在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)變得相當(dāng) 平坦，如圖4-28所示。 圖4-28 裝有VTEC系統(tǒng)的NSX發(fā)動(dòng)機(jī)

37、轉(zhuǎn)矩曲線 氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 配氣相位：配氣相位：將發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的開將發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的開 啟開始與關(guān)閉終止的時(shí)刻用曲軸轉(zhuǎn)角表示。啟開始與關(guān)閉終止的時(shí)刻用曲軸轉(zhuǎn)角表示。 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速很高，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速很高，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一 個(gè)工作行程僅千分之幾秒，這么短的時(shí)間往個(gè)工作行程僅千分之幾秒，這么短的時(shí)間往 往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈進(jìn)氣不足，排氣不凈，造成，造成 功率下降。為了解決這一問題，一般發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。為了解決這一問題，一般發(fā)動(dòng)機(jī) 都采用都采用延長進(jìn)、排氣門的開啟時(shí)間延長進(jìn)、排氣門的開啟時(shí)間，增大氣，增大氣 體的進(jìn)出容

38、量以改善進(jìn)、排氣門的工作狀態(tài)，體的進(jìn)出容量以改善進(jìn)、排氣門的工作狀態(tài)， 藉以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。藉以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。 根據(jù)配氣相位圖，活塞從上止點(diǎn)移到下止點(diǎn)的根據(jù)配氣相位圖，活塞從上止點(diǎn)移到下止點(diǎn)的 進(jìn)氣過程中（綠色），進(jìn)氣門會(huì)提前開啟（進(jìn)氣過程中（綠色），進(jìn)氣門會(huì)提前開啟（） 和延遲關(guān)閉（和延遲關(guān)閉（）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)作功完畢，活塞）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)作功完畢，活塞 從下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)的排氣過程中（桔色），從下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)的排氣過程中（桔色）， 排氣門會(huì)提前開啟（排氣門會(huì)提前開啟（） 和延遲關(guān)閉（和延遲關(guān)閉（）。出現(xiàn)）。出現(xiàn) “氣門重疊氣門重疊”進(jìn)氣門進(jìn)氣門 和排氣門同時(shí)開啟的時(shí)刻，和排氣門同時(shí)開啟的時(shí)

39、刻， 可能會(huì)造成廢氣倒流。可能會(huì)造成廢氣倒流。 怠怠 速時(shí)候（速時(shí)候（ 1000轉(zhuǎn)以下）最轉(zhuǎn)以下）最 明顯，容易造成怠速工作明顯，容易造成怠速工作 不暢順，振動(dòng)過大，功率不暢順，振動(dòng)過大，功率 下降等現(xiàn)象。下降等現(xiàn)象。 怠速工作下的怠速工作下的“重疊重疊”時(shí)間是中等速度工作條件下時(shí)間是中等速度工作條件下 的的7倍。尤其是采用四氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)，倍。尤其是采用四氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)， “重疊階段重疊階段” 更容易造成怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不暢順的現(xiàn)象。為了消除這一更容易造成怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不暢順的現(xiàn)象。為了消除這一 缺陷，采用了缺陷，采用了“可變式可變式”的氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。的氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。 氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能根據(jù)轎車的運(yùn)行狀況，隨

40、時(shí)改氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能根據(jù)轎車的運(yùn)行狀況，隨時(shí)改 變配氣相位，改變變配氣相位，改變氣門升程氣門升程和和氣門開啟的持續(xù)時(shí)間氣門開啟的持續(xù)時(shí)間， 其凸輪軸、凸輪軸上的凸輪或氣門挺桿等元件是可其凸輪軸、凸輪軸上的凸輪或氣門挺桿等元件是可 以變動(dòng)的。以變動(dòng)的。 氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以通過兩種形式實(shí)現(xiàn)：氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以通過兩種形式實(shí)現(xiàn)： l凸輪軸和凸輪可變系統(tǒng)凸輪軸和凸輪可變系統(tǒng)：通過凸輪軸或凸輪的變換來改變：通過凸輪軸或凸輪的變換來改變 配氣相位和氣門升程；配氣相位和氣門升程； l氣門挺桿可變系統(tǒng)氣門挺桿可變系統(tǒng)：工作時(shí)凸輪軸和凸輪不變動(dòng)，氣門挺：工作時(shí)凸輪軸和凸輪不變動(dòng)，氣門挺 桿、搖臂或拉桿靠機(jī)

41、械力或液壓力的作用而改變。桿、搖臂或拉桿靠機(jī)械力或液壓力的作用而改變。 VTECVTEC發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù) VTEC是本田開發(fā)的、世界上第一個(gè)能同時(shí)控是本田開發(fā)的、世界上第一個(gè)能同時(shí)控 制氣門開閉時(shí)間及升程兩種不同情況的氣門制氣門開閉時(shí)間及升程兩種不同情況的氣門 控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)。VTEC（Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System） 的意思的意思“可變氣門配氣相位和氣門升程電子可變氣門配氣相位和氣門升程電子 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)”。 與普通發(fā)動(dòng)機(jī)相比，與普通發(fā)動(dòng)機(jī)相比， VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)所不同的發(fā)動(dòng)機(jī)所不同的 是

42、凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法，它有是凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法，它有中低中低 速用速用和和高速用高速用兩組不同的氣門驅(qū)動(dòng)凸輪，并兩組不同的氣門驅(qū)動(dòng)凸輪，并 可通過電子控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換?？赏ㄟ^電子控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 VTEC 以雅閣以雅閣F22B1發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸 輪軸為例，除了原有控制兩輪軸為例，除了原有控制兩 個(gè)氣門的一對凸輪（主凸輪個(gè)氣門的一對凸輪（主凸輪a 和次凸輪和次凸輪b）和一對搖臂（主）和一對搖臂（主 搖臂搖臂A和次搖臂和次搖臂B）外，還增）外，還增 加了一個(gè)較高的中間凸輪加了一個(gè)較高的中間凸輪c和和 相應(yīng)的搖臂（中間搖臂相應(yīng)的搖臂（中間搖臂C），）， 三

43、根搖臂內(nèi)部裝有由液壓控三根搖臂內(nèi)部裝有由液壓控 制移動(dòng)的小活塞。制移動(dòng)的小活塞。 發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，小活塞在原位置上，三根搖臂發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，小活塞在原位置上，三根搖臂 分離，主凸輪分離，主凸輪a和次凸輪和次凸輪b分別推動(dòng)主搖臂分別推動(dòng)主搖臂A和和 次搖臂次搖臂B，控制兩個(gè)進(jìn)氣門的開閉，氣門升量，控制兩個(gè)進(jìn)氣門的開閉，氣門升量 較少，情形好像普通的發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然中間凸輪較少，情形好像普通的發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然中間凸輪 c也推動(dòng)中間搖臂也推動(dòng)中間搖臂C，但由于搖臂之間已分離，但由于搖臂之間已分離， 其它兩根搖臂不受它的控制，所以不會(huì)影響氣其它兩根搖臂不受它的控制，所以不會(huì)影響氣 門的開閉狀態(tài)。門的開閉狀態(tài)。 發(fā)

44、動(dòng)機(jī)達(dá)到某一個(gè)設(shè)定的高轉(zhuǎn)速（發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到某一個(gè)設(shè)定的高轉(zhuǎn)速（3500轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) /分）時(shí)，電腦即會(huì)指令電磁閥啟動(dòng)液壓系分）時(shí)，電腦即會(huì)指令電磁閥啟動(dòng)液壓系 統(tǒng)，推動(dòng)搖臂內(nèi)的小活塞，使三根統(tǒng)，推動(dòng)搖臂內(nèi)的小活塞，使三根ABC搖臂搖臂 鎖成一體，一起由中間凸輪鎖成一體，一起由中間凸輪c驅(qū)動(dòng)，由于中驅(qū)動(dòng)，由于中 間凸輪比其它凸輪都高，升程大，所以進(jìn)氣間凸輪比其它凸輪都高，升程大，所以進(jìn)氣 門開啟時(shí)間延長，升程也增大了。門開啟時(shí)間延長，升程也增大了。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低 到某一個(gè)設(shè)定的低轉(zhuǎn)到某一個(gè)設(shè)定的低轉(zhuǎn) 速時(shí)，搖臂內(nèi)的液壓速時(shí)，搖臂內(nèi)的液壓 也隨之降低，活塞在也隨之降低，活塞在 回位彈簧作用

45、下退回回位彈簧作用下退回 原位，三根搖臂分開。原位，三根搖臂分開。 VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)與一般四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的不同：發(fā)動(dòng)機(jī)與一般四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)的不同：兩進(jìn)氣門兩進(jìn)氣門 的搖臂在中、低轉(zhuǎn)速下分別由不同的凸輪驅(qū)動(dòng)的搖臂在中、低轉(zhuǎn)速下分別由不同的凸輪驅(qū)動(dòng)，因此，因此 在中低轉(zhuǎn)速下兩氣門的配氣相位和升程是不同的。此在中低轉(zhuǎn)速下兩氣門的配氣相位和升程是不同的。此 時(shí)時(shí)一個(gè)氣門升程很小，幾乎不參與進(jìn)氣過程，進(jìn)氣通一個(gè)氣門升程很小，幾乎不參與進(jìn)氣過程，進(jìn)氣通 道基本上相當(dāng)于兩氣門發(fā)動(dòng)機(jī)。道基本上相當(dāng)于兩氣門發(fā)動(dòng)機(jī)。由于進(jìn)氣的流動(dòng)方向由于進(jìn)氣的流動(dòng)方向 不通過氣缸中心，故能產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，對于低不通過氣缸中心，故能

46、產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，對于低 速，尤其是冷車條件下提高混合氣均勻度、增大燃燒速，尤其是冷車條件下提高混合氣均勻度、增大燃燒 速率、減少壁面激冷效應(yīng)和余隙的影響，使燃燒更加速率、減少壁面激冷效應(yīng)和余隙的影響，使燃燒更加 充分，從而提高了經(jīng)濟(jì)性，大幅降低了充分，從而提高了經(jīng)濟(jì)性，大幅降低了HC、CO的排的排 放。放。高速時(shí)高速時(shí)，通過，通過VTEC電磁閥控制壓力油的走向，電磁閥控制壓力油的走向， 使得使得兩進(jìn)氣搖臂連成一體并由開啟時(shí)間最長、升程最兩進(jìn)氣搖臂連成一體并由開啟時(shí)間最長、升程最 大的進(jìn)氣凸輪來驅(qū)動(dòng)大的進(jìn)氣凸輪來驅(qū)動(dòng)，兩進(jìn)氣門按照大凸輪的輪廓同，兩進(jìn)氣門按照大凸輪的輪廓同 步進(jìn)行。大大增加了

47、進(jìn)氣流通面積和開啟持續(xù)時(shí)間，步進(jìn)行。大大增加了進(jìn)氣流通面積和開啟持續(xù)時(shí)間， 從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的動(dòng)力性。從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的動(dòng)力性。 通過通過VTEC系統(tǒng)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)可以根據(jù)行系統(tǒng)裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)可以根據(jù)行 駛工況自動(dòng)改變氣門的開啟時(shí)間和提升駛工況自動(dòng)改變氣門的開啟時(shí)間和提升 程度，即改變進(jìn)氣量和排氣量，從而達(dá)程度，即改變進(jìn)氣量和排氣量，從而達(dá) 到增大功率、降低油耗及減少污染的目到增大功率、降低油耗及減少污染的目 的。的。 整個(gè)整個(gè)VTEC系統(tǒng)由系統(tǒng)由ECU控制，接收發(fā)動(dòng)機(jī)控制，接收發(fā)動(dòng)機(jī) 傳感器（包括轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力、車速、傳感器（包括轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力、車速、 水溫等）的參數(shù)并進(jìn)行處理，輸出

48、相應(yīng)水溫等）的參數(shù)并進(jìn)行處理，輸出相應(yīng) 的控制信號(hào)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)的控制信號(hào)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn) 速工況下由不同的凸輪控制，獲得所需速工況下由不同的凸輪控制，獲得所需 的動(dòng)力的動(dòng)力 最近，本田又推出了比最近，本田又推出了比VTEC更先進(jìn)的更先進(jìn)的i- VTEC系統(tǒng)，系統(tǒng)，i-VTEC系統(tǒng)是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上， 添加了一個(gè)添加了一個(gè)“可變正時(shí)控制系統(tǒng)可變正時(shí)控制系統(tǒng)”，通過，通過 ECU控制程序調(diào)節(jié)進(jìn)氣門的開啟關(guān)閉，使氣控制程序調(diào)節(jié)進(jìn)氣門的開啟關(guān)閉，使氣 門的重疊時(shí)間更加精確，達(dá)到最佳的進(jìn)、排門的重疊時(shí)間更加精確，達(dá)到最佳的進(jìn)、排 氣時(shí)機(jī)，并且進(jìn)一步提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功

49、率。氣時(shí)機(jī)，并且進(jìn)一步提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。 從遠(yuǎn)期來看，從遠(yuǎn)期來看，VTEC將會(huì)被將會(huì)被 i-VTEC所取代。所取代。 它的原理是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)令每缸其中一它的原理是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)令每缸其中一 只進(jìn)氣門關(guān)閉，讓燃燒室內(nèi)形成一道稀薄的只進(jìn)氣門關(guān)閉，讓燃燒室內(nèi)形成一道稀薄的 混合氣渦流，結(jié)集在火花塞周圍點(diǎn)燃作功?；旌蠚鉁u流，結(jié)集在火花塞周圍點(diǎn)燃作功。 發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)則在原有基礎(chǔ)上提高進(jìn)氣門發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)則在原有基礎(chǔ)上提高進(jìn)氣門 的開度及時(shí)間，以獲取最大的充氣量。的開度及時(shí)間，以獲取最大的充氣量。 i-VTEC 系統(tǒng)與系統(tǒng)與 VTEC 系統(tǒng)相比較是在系統(tǒng)相比較是在 VTEC 系統(tǒng)上增加了系統(tǒng)上增

50、加了VTC 機(jī)構(gòu)，即機(jī)構(gòu)，即i- VTEC=VTEC+VTC，為了獲得最合適的，為了獲得最合適的 運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的氣門正時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的氣門正時(shí)，ECU對對VTC油壓油壓 控制閥進(jìn)行負(fù)荷控制，向控制閥進(jìn)行負(fù)荷控制，向VTC執(zhí)行器內(nèi)執(zhí)行器內(nèi) 的進(jìn)氣提前角油壓室或者進(jìn)氣延遲角油的進(jìn)氣提前角油壓室或者進(jìn)氣延遲角油 壓室供給油壓，壓室供給油壓，VTC執(zhí)行器根據(jù)供給的執(zhí)行器根據(jù)供給的 油壓改變凸輪軸的相位，以獲得該負(fù)荷油壓改變凸輪軸的相位，以獲得該負(fù)荷 下最佳的配氣相位。下最佳的配氣相位。 i-VTEC i-VTEC 技術(shù)技術(shù) i-VTEC DOHCi-VTEC DOHC VTCVTC對凸輪轉(zhuǎn)角的控制對凸輪轉(zhuǎn)角

51、的控制 VTC令氣門重疊時(shí)間更加精確，達(dá)到最佳的令氣門重疊時(shí)間更加精確，達(dá)到最佳的 進(jìn)、排氣門重疊時(shí)間，并將發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高進(jìn)、排氣門重疊時(shí)間，并將發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高 20%。 同時(shí)，同時(shí)，i-VTEC系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用進(jìn)氣歧管放在系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)采用進(jìn)氣歧管放在 前，排氣歧管放在后（靠車廂一端）的布置。前，排氣歧管放在后（靠車廂一端）的布置。 在進(jìn)氣歧管上增設(shè)了可變長度裝置，低轉(zhuǎn)速在進(jìn)氣歧管上增設(shè)了可變長度裝置，低轉(zhuǎn)速 時(shí)增長進(jìn)氣行程提高氣流速度，有利于提升時(shí)增長進(jìn)氣行程提高氣流速度，有利于提升 扭矩；而排氣歧管則縮短了長度，也就是縮扭矩；而排氣歧管則縮短了長度，也就是縮 短了與三元催化器之間的距離，使三元

52、催化短了與三元催化器之間的距離，使三元催化 器更快進(jìn)入適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?，能有效控制廢器更快進(jìn)入適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?，能有效控制廢 氣排放。由于發(fā)動(dòng)機(jī)一啟動(dòng)后氣排放。由于發(fā)動(dòng)機(jī)一啟動(dòng)后i-VTEC系統(tǒng)就系統(tǒng)就 進(jìn)入狀態(tài)，不論低轉(zhuǎn)速或者高轉(zhuǎn)速進(jìn)入狀態(tài)，不論低轉(zhuǎn)速或者高轉(zhuǎn)速VTC都在都在 工作，也就消除了原來工作，也就消除了原來VTEC系統(tǒng)存在的缺系統(tǒng)存在的缺 陷。陷。 VVT-i發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù) VVT-i是豐田獨(dú)有的領(lǐng)先發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，過去是豐田獨(dú)有的領(lǐng)先發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，過去 僅裝備于豐田的進(jìn)口原裝高檔車上。僅裝備于豐田的進(jìn)口原裝高檔車上。VVT-i （Variable Valve Timing and Lift w

53、ith intelligence）的意思是）的意思是“智能可變配氣正智能可變配氣正 時(shí)系統(tǒng)時(shí)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是可根據(jù)發(fā)動(dòng)。該系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是可根據(jù)發(fā)動(dòng) 機(jī)的狀態(tài)控制進(jìn)氣凸輪軸，通過調(diào)整凸輪軸機(jī)的狀態(tài)控制進(jìn)氣凸輪軸，通過調(diào)整凸輪軸 轉(zhuǎn)角對配氣時(shí)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，以獲得最佳的配轉(zhuǎn)角對配氣時(shí)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，以獲得最佳的配 氣正時(shí)，從而在所有速度范圍內(nèi)提高扭矩，氣正時(shí)，從而在所有速度范圍內(nèi)提高扭矩， 并能大大改善燃油經(jīng)濟(jì)性，有效提高汽車的并能大大改善燃油經(jīng)濟(jì)性，有效提高汽車的 功率與性能，減少油耗和廢氣排放。功率與性能，減少油耗和廢氣排放。 VVTi系統(tǒng)由傳感器、電控單元、液壓系統(tǒng)由傳感器、電控單元、液壓 控制閥和控制器等部分組成?？刂崎y和控制器等部分組成。 按控制器的安裝部位不同而分成兩種：按控制器的安裝部位不同而分成兩種： l一種是安裝在排氣凸輪軸上的，稱為一種是安裝在排氣凸輪軸上的，稱為 葉片式葉片式VVTi，比如說豐田大霸王；，比如說豐田大霸王； l另一種是安裝在進(jìn)氣凸輪軸上的，稱另一種是安裝在進(jìn)氣凸輪軸上的，稱 為螺旋槽式為螺旋槽式VVTi，凌志，凌志400、430等等 高級轎車就是采用的此種型式。高級轎車就是采用的此種型式。 4.2.2 電子節(jié)氣門控制（ETC） 傳