發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修

1、第一章 發(fā)動(dòng)機(jī)電控汽油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與維修第一節(jié) 電控汽油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一 電控汽油噴射系統(tǒng)的組成圖1-1所示為常見(jiàn)電控汽油噴射系統(tǒng)在汽車(chē)上的安裝情況及零件分配圖，圖1-2所示為電控汽油噴射系統(tǒng)的操作原理圖。圖1-1 電控汽油噴射系統(tǒng)在汽車(chē)上的安裝情況及零件分配圖1-噴油器 2-燃油壓力調(diào)節(jié)器 3-輔助空氣閥 4-汽油濾清器 5-溫度時(shí)間開(kāi)關(guān) 6-水溫傳感器 7-冷起動(dòng)噴油器 8-空氣流量計(jì) 9-節(jié)氣門(mén)室 10-進(jìn)行溫度傳感器 11-節(jié)氣門(mén)位置傳感器 12-電控單元 13-降壓電阻 14-電動(dòng)汽油泵 15-汽油緩沖器圖1-2 電控汽油噴射系統(tǒng)操作原理圖1-油箱 2-汽油濾清器 3-電動(dòng)汽油泵

2、4-輔助空氣閥 5-汽油緩沖器 6-燃油壓力調(diào)節(jié)器 7-冷起動(dòng)噴油器 8-水溫傳感器 7-冷起動(dòng)噴油器 8-水溫傳感器 9-噴油器 10-溫度時(shí)間開(kāi)關(guān) 11-節(jié)氣門(mén)位置傳感器 12-怠速調(diào)整螺釘 13-空氣流量計(jì) 14-進(jìn)氣溫度傳感器 15-旁通氣道調(diào)整螺釘 16-空氣濾清器 17-電控單元 18-點(diǎn)火線圈 19-點(diǎn)火開(kāi)關(guān) 20-EFI繼電器 21-電動(dòng)汽油泵繼電器按其控制原理完成方式來(lái)看，電控汽油噴射系統(tǒng)由電控單元（ECU）、傳感器和執(zhí)行器三個(gè)部分組成，如圖1-3所示。執(zhí)行器Z執(zhí)行器Y執(zhí)行器X傳感器C傳感器AECU傳感器B圖1-3 電控汽油噴射系統(tǒng)的組成電控汽油噴射系統(tǒng)均有一個(gè)電控單元（EC

3、U），它是系統(tǒng)的核心控制元件。ECU一方面接收來(lái)自傳感器的信號(hào)；另一方面完成對(duì)信息的處理工作，同時(shí)發(fā)出相應(yīng)的控制指令來(lái)控制執(zhí)行元件的正確動(dòng)作。ECU接收的信息主要有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、空氣流量、節(jié)氣門(mén)位置、進(jìn)氣溫度、冷卻液溫度、曲軸位置、負(fù)荷和氧傳感器信息等。傳感器是電控汽油噴射系統(tǒng)的“觸角”，是感知信息的部件，它負(fù)責(zé)向電控單元提供汽車(chē)的運(yùn)行狀況和發(fā)動(dòng)機(jī)的工況。傳感器主要有空氣流量傳感器（空氣流量計(jì)）、節(jié)氣門(mén)位置傳感器（節(jié)氣門(mén)開(kāi)關(guān)）、氧傳感器（測(cè)定空燃比）、爆震傳感器、曲軸轉(zhuǎn)角傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器及各種溫度傳感器等。執(zhí)行器負(fù)責(zé)執(zhí)行電控單元發(fā)出的各項(xiàng)指令，執(zhí)行器主要有噴油器、怠速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)汽油

4、泵、繼電器和點(diǎn)火線圈等。從部件的功能來(lái)講，電控汽油噴射系統(tǒng)一般由進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)組成。在點(diǎn)火與燃油噴射相結(jié)合的電控汽油噴射系統(tǒng)中還包含有一個(gè)點(diǎn)火子系統(tǒng)。進(jìn)氣系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況提供適量的空氣，并根據(jù)電控單元的指令完成空氣量的調(diào)節(jié)。進(jìn)氣系統(tǒng)主要由空氣流量計(jì)或進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器、進(jìn)行溫度傳感器、節(jié)氣門(mén)位置傳感器、進(jìn)氣歧管、輔助空氣閥及空氣濾清器等組成。燃油供給系統(tǒng)是根據(jù)電控單元的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以恒定的壓差將一定數(shù)量的汽油噴入進(jìn)氣管。燃油供給系統(tǒng)主要由電動(dòng)汽油泵、汽油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器及冷起動(dòng)噴油器等組成。電子控制系統(tǒng)由電控單元、各類傳感器、驅(qū)動(dòng)器及

5、繼電器等組成。該系統(tǒng)還具有故障診斷功能，可保存故障代碼，并通過(guò)故障指示燈輸出故障代碼。二 進(jìn)氣系統(tǒng)（一）進(jìn)氣系統(tǒng)的組成與型式進(jìn)氣系統(tǒng)是測(cè)量和控制汽油燃燒時(shí)所需要的空氣量的。其組成是由測(cè)量空氣流量的方式?jīng)Q定的，根據(jù)測(cè)量空氣流量的方式不同，進(jìn)氣系統(tǒng)有質(zhì)量流量式的進(jìn)氣系統(tǒng)（用于L型EFI系統(tǒng)）、速度密度式的進(jìn)氣系統(tǒng)（用于D型EFI系統(tǒng)）和節(jié)流速度式的進(jìn)氣系統(tǒng)三種。1、質(zhì)量流量式進(jìn)氣系統(tǒng)圖1-4所示為質(zhì)量流量式進(jìn)氣系統(tǒng)，該進(jìn)氣系統(tǒng)利用空氣流量計(jì)直接測(cè)量吸入的空氣量，通常用測(cè)得的空氣流量與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的比值作為計(jì)算噴油量的標(biāo)準(zhǔn)?？諝饨?jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾后，用空氣流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，然后通過(guò)節(jié)氣體到達(dá)穩(wěn)壓箱，再分

6、配給各缸進(jìn)氣管。在進(jìn)氣管內(nèi)，由噴油器中噴出的汽油與空氣混合后被吸入氣缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。圖1-4 質(zhì)量流量式進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖a）系統(tǒng)圖 b）剖視圖1-空氣濾清器 2-空氣流量計(jì) 3-節(jié)氣門(mén)體 4-節(jié)氣門(mén) 5-進(jìn)氣總管（穩(wěn)壓箱） 6-噴油器 7-進(jìn)氣歧管 8-輔助空氣閥節(jié)氣門(mén)裝在節(jié)氣門(mén)體上，控制進(jìn)入各缸的空氣量，在該總成上還裝有空氣閥。當(dāng)溫度低時(shí)空氣閥打開(kāi)，部分附加空氣進(jìn)入進(jìn)氣總管，以提高怠速轉(zhuǎn)速，加快暖機(jī)過(guò)程（亦稱快怠速）。在裝有怠速控制閥（ISCV）的發(fā)動(dòng)機(jī)上，由ISCV來(lái)完成空氣閥的作用。2、速度密度式進(jìn)氣系統(tǒng)速度密度式進(jìn)氣系統(tǒng)，利用進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器測(cè)得進(jìn)氣歧管中的絕對(duì)壓力，然后根據(jù)絕對(duì)壓力

7、值和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速推算出每一循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量。由于進(jìn)氣歧管中的空氣壓力是變化的，因此速度密度方式不容易精確檢測(cè)吸入的空氣量。速度密度方式的進(jìn)氣系統(tǒng)組成如圖1-5所示，它與質(zhì)量流量方式進(jìn)氣系統(tǒng)的主要差別是用進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器代替了空氣流量計(jì)。圖1-5 速度密度方式進(jìn)氣系統(tǒng)a）系統(tǒng)框圖 b）系統(tǒng)構(gòu)成圖1-進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器 2-發(fā)動(dòng)機(jī) 3-穩(wěn)壓箱 4-節(jié)流閥體 5-空氣濾清器 6-空氣閥 7-噴油器經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾的空氣，經(jīng)節(jié)氣門(mén)體流入穩(wěn)壓箱，分配給各缸進(jìn)氣管，然后與噴油器噴射的汽油混合形成可燃混合氣，再吸入氣缸內(nèi)。3、節(jié)流速度式進(jìn)氣系統(tǒng)節(jié)流速度式進(jìn)氣系統(tǒng)是利用節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)

8、間接計(jì)算進(jìn)氣質(zhì)量的。由于此種控制方式在轎車(chē)上使用極少，故本書(shū)不作介紹。（二）進(jìn)氣系統(tǒng)主要零部件的結(jié)構(gòu)1、空氣濾清器電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣濾清器與一般發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣濾清器相同，在此不再作詳細(xì)介紹。2、空氣流量計(jì)空氣流量計(jì)安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門(mén)之間，用來(lái)測(cè)量進(jìn)入氣缸內(nèi)空氣量的多少，然后，將進(jìn)氣量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)輸入電控單元，從而由電控制單元計(jì)算出噴油量，控制噴油器向節(jié)氣門(mén)室（進(jìn)氣管）噴入與進(jìn)氣量成最佳比例的燃油。目前汽車(chē)上所用的空氣流量計(jì)主要有葉片式空氣流量計(jì)、卡門(mén)渦旋式空氣流量計(jì)、真空度-轉(zhuǎn)速（壓感式）空氣流量計(jì)（進(jìn)氣歧管壓力傳感器）、熱線式空氣流量計(jì)和熱膜式空氣流量計(jì)等五種。其中真空度-轉(zhuǎn)

9、速空氣流量計(jì)僅為一只進(jìn)氣歧管壓力傳感器。（1）葉片式空氣流量計(jì)圖1-6所示是葉片式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)，圖1-7所示是葉片式空氣流量計(jì)的空氣通道，圖1-8所示是葉片式空氣流量計(jì)的電位計(jì)部分結(jié)構(gòu)。圖1-6 葉片式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)1-電位計(jì) 2-電動(dòng)汽油泵觸點(diǎn)（可動(dòng)）3-進(jìn)氣溫度傳感器 4-電動(dòng)汽油泵固定觸點(diǎn) 5-測(cè)量板（葉片）6-怠速調(diào)整螺釘圖1-7 葉片式空氣流量計(jì)的空氣通道1-旁通氣道 2-進(jìn)氣溫度傳感器 3-閥門(mén) 4-阻尼室 5-緩沖板 6-主空氣通道 7-測(cè)量板（葉片）圖1-8 葉片式空氣流量計(jì)的電位計(jì)部分結(jié)構(gòu)圖1-空氣進(jìn)口 2-電動(dòng)汽油泵接點(diǎn) 3-平衡塊 4-回位彈簧 5-電位計(jì)部分 6-

10、空氣出口 葉片式空氣流量計(jì)由測(cè)量板（葉片）、緩沖板、阻尼室、旁通氣道、怠速調(diào)整螺釘、回位彈簧等組成，此外內(nèi)部還設(shè)有電動(dòng)汽油開(kāi)關(guān)及進(jìn)氣溫度傳感器等。在有的葉片式空氣流量計(jì)中，還有一電動(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān)，其作用是當(dāng)點(diǎn)火接通而發(fā)動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，控制電動(dòng)汽油泵不工作。一旦空氣流量計(jì)中有空氣流過(guò)時(shí)，此開(kāi)關(guān)閉合，電動(dòng)汽車(chē)油泵開(kāi)始工作。這種有電動(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān)的空氣流量計(jì)的電插座一般為7腳。葉片式空氣流量計(jì)電位器是以電位變化檢測(cè)空氣量的裝置，它與空氣流量計(jì)測(cè)量板同軸安裝，能把因測(cè)量板開(kāi)度而產(chǎn)生的滑動(dòng)電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并送給電控單元（圖1-9 a）。圖1-9 b）所示是其工作原理圖，在測(cè)量板的回轉(zhuǎn)軸上，裝有一根螺旋

11、回位彈簧，當(dāng)吸入空氣推開(kāi)測(cè)量板的力與彈簧變形后的回位力相平衡時(shí)，測(cè)量板即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。用電位計(jì)檢測(cè)出測(cè)量板的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，即可得知空氣流量。葉片式空氣流量計(jì)電位器的內(nèi)部電路如圖1-10所示，電位計(jì)檢測(cè)空氣量有電壓比與電壓值兩種方式。圖1-9 電位計(jì)與測(cè)量板的安裝關(guān)系及葉片式空氣流量計(jì)的工作原理a）電位計(jì)與測(cè)量板的安裝關(guān)系 b）葉片式空氣流量計(jì)的工作原理1-電位計(jì) 2-自空氣濾清器來(lái)的空氣 3-到發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣 4-測(cè)量板 5-電位計(jì)滑動(dòng)觸頭 6-旁通氣道圖1-10 電位計(jì)內(nèi)部電路1-電動(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān) 2-電位計(jì)在VB端子上加有蓄電池電壓而形成電壓VC，那么，檢測(cè)出來(lái)的是VB-E2與VC-VS的電壓比。如表

12、1-1中的圖所示。電壓值的檢測(cè)方法為：吸入空氣量隨電位計(jì)動(dòng)作變化的電壓值。當(dāng)在VC點(diǎn)加上一定的電壓（+5V）時(shí)，電位計(jì)滑動(dòng)觸頭的動(dòng)作隨吸入空氣量變化，VS-E2間的電壓變化直接作為吸入空氣量信息，把滑動(dòng)觸頭電壓值送入電控單元并進(jìn)行A/D變換，即可以數(shù)字信號(hào)輸出檢測(cè)結(jié)果?；瑒?dòng)觸頭電壓與吸入空氣量成正比，呈線性關(guān)系。表1-1為以電壓比與電壓值兩種檢測(cè)方式的對(duì)比表。由于電路設(shè)計(jì)上的不同，葉片式空氣流量計(jì)的電壓輸出形式有兩種，一種是電壓值Us隨進(jìn)氣量的增加而升高；另一種則是電壓值Us隨進(jìn)氣量的增加而降低，如圖1-11所示。圖1-11 葉片式空氣流量計(jì)的電壓輸出形式a）電壓值Us隨進(jìn)氣量增加而降低 b）

13、電壓值Us 隨進(jìn)氣量增加而升高表1-1 兩種檢測(cè)方式對(duì)比表項(xiàng)目電壓比方式電壓值方法電路原理圖檢測(cè)方法為向VB點(diǎn)加上蓄電池電壓（12V），而設(shè)置中間接點(diǎn)VC，即可以VB-E2、VC-VS之間的電壓比方式檢測(cè)，隨電壓的變化，其誤差為零由于在VC點(diǎn)加上一定電壓（+15V），故可右使VS點(diǎn)電壓隨吸入空氣量變化，該點(diǎn)電壓值即可作為吸入空氣量值如把VS點(diǎn)電壓值輸入ECU，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，可在ECU中轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)通過(guò)測(cè)量板直接測(cè)量吸入空氣量使用進(jìn)氣溫度傳感器、電動(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān)等通過(guò)測(cè)量板直接測(cè)量吸入空氣量使用進(jìn)氣溫度傳感器、電動(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān)等特性吸入空氣量Q1吸入空氣量Q1電壓比（Us/UB）Us（2

14、）卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)與葉片式空氣流量計(jì)相比，具有體積小、重量輕、進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、進(jìn)氣阻力小等優(yōu)點(diǎn)。卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)按照旋渦數(shù)的檢測(cè)方式不同，可以分為反光鏡檢測(cè)方式卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)和超聲波檢出方式卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)兩種。圖1-12所示為反光鏡檢測(cè)方式卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)，這種卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)是把卡門(mén)旋渦發(fā)生器兩側(cè)的壓力變化，通過(guò)導(dǎo)壓孔而引向薄金屬制成的反光鏡表面，使反光鏡產(chǎn)生振動(dòng)，反光鏡一邊振動(dòng)，一邊將發(fā)光二極管射來(lái)的光反射給光電晶體管這樣旋渦的頻率在壓力作用下轉(zhuǎn)換成鏡面的振動(dòng)頻率，鏡面的振動(dòng)頻率通過(guò)光電耦合器轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，進(jìn)氣量愈大，脈沖信號(hào)的頻率愈

15、高，進(jìn)氣量愈小，脈沖信號(hào)頻率愈低。ECU根據(jù)該脈沖信號(hào)的頻率，檢測(cè)進(jìn)氣量（當(dāng)然也要經(jīng)過(guò)進(jìn)氣溫度修正）和基準(zhǔn)點(diǎn)火提前角，如圖1-12c所示。圖1-12 反光鏡檢測(cè)式卡門(mén)渦旋空氣流量計(jì)結(jié)構(gòu) a）結(jié)構(gòu)圖 b）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 c）輸出脈沖信號(hào)波形1-反光鏡 2-發(fā)光二極管 3-鋼板彈簧 4-空氣流 5-卡門(mén)旋渦 6-旋渦發(fā)生體 7-壓力導(dǎo)向孔 8-光電晶體管 9-進(jìn)氣管路 10-支承板圖1-13所示為超聲波檢出式卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖，這種空氣流量計(jì)是利用卡門(mén)旋渦引起的空氣疏密度變化進(jìn)行測(cè)量的，用接收器接收連續(xù)發(fā)射的超聲波信號(hào)，因接收到的信號(hào)空氣疏密度的變化而變化，由此即可測(cè)得旋渦頻率，從而測(cè)得空氣流量

16、。其具體方法是在卡門(mén)旋渦發(fā)生區(qū)空氣通道的兩側(cè)，分別裝上超聲波發(fā)射頭5和超聲波接收器9，發(fā)射頭4沿渦列的垂直方向發(fā)射超聲波，由于旋渦使超聲波的傳播速度發(fā)生變化，超聲波受到周期性的調(diào)制，使其振幅、相位、頻率發(fā)生變化。這種被調(diào)制后的超聲波，被超聲接收器9接收后，變換成相應(yīng)的電壓，再經(jīng)整形、放大電路，形成與旋渦數(shù)目相應(yīng)的矩形脈沖信號(hào)，然后送入電控單元作為空氣流量信號(hào)。圖1-13 超聲波檢出式卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)1-整流柵 2-旋渦發(fā)生體 3-旋渦穩(wěn)定板 4-信號(hào)發(fā)生器（超聲波發(fā)射頭） 5-超聲波發(fā)生器 6-通往發(fā)動(dòng)機(jī) 7-卡門(mén)旋渦 8-超聲波接收器 9-與旋渦數(shù)對(duì)應(yīng)的疏密聲波 10-整形放大電路 11

17、-旁通通路 12-通往計(jì)算機(jī) 13-整形成矩形波（脈沖）由于卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)，沒(méi)有可動(dòng)部件，反應(yīng)靈敏，測(cè)量精度高，所以現(xiàn)在被廣泛采用。卡門(mén)旋渦式空氣流量計(jì)與葉片式空氣流量計(jì)直接測(cè)得的均是空氣的體積流量，因此在空氣流量計(jì)內(nèi)均裝有進(jìn)氣溫度傳感器，以便對(duì)隨氣溫而變化的空氣密度進(jìn)行修正，從而正確計(jì)算出進(jìn)氣的質(zhì)量流量。（3）熱線式空氣流量計(jì)熱線式空氣流量計(jì)有三種形式：一種是把熱線和進(jìn)氣溫度傳感器都放在進(jìn)氣主通路的取樣管內(nèi)，稱為主流測(cè)量式，其結(jié)構(gòu)如圖1-14a所示；另一種是把熱線纏在繞線管上和進(jìn)氣溫度傳感器都放在旁通氣路內(nèi)，稱為旁通測(cè)量式，其結(jié)構(gòu)如圖1-14b所示。這兩種熱線式空氣流量計(jì)為了將熱線溫度

18、與進(jìn)氣溫度的溫差維持恒定，都設(shè)有控制回路，如果熱線因吸入的空氣而變冷，則控制回路可以增加供給熱線的電流，以使熱線與進(jìn)氣的溫度差恢復(fù)到原來(lái)恒定的狀態(tài)。第三種是發(fā)熱體不是熱線而是熱膜，即在熱線位置放上熱膜，發(fā)熱金屬膜固定在薄的樹(shù)脂膜上，這種結(jié)構(gòu)可使發(fā)熱體不直接承受空氣流動(dòng)所產(chǎn)生的作用力，以延長(zhǎng)使用壽命，其結(jié)構(gòu)如圖1-14c所示。圖1-14 熱線式空氣流量計(jì)a）主流測(cè)量式熱線式空氣流量計(jì) b）旁通測(cè)量式熱線空氣流量計(jì) c）熱膜式空氣流量計(jì)1-防回火網(wǎng) 2-取樣管 3-白金熱線 4-上游溫度傳感器 5-控制回路 6-連接器7-熱金屬線和冷金屬線 8-陶瓷螺線管 9-接控制回路 10-進(jìn)氣溫度傳感器（冷

19、金屬線）11-旁通氣路 12-主通氣路 13-通往發(fā)動(dòng)機(jī) 14-熱膜 15-金屬網(wǎng)熱線式空氣流量計(jì)長(zhǎng)期使用后，會(huì)在熱線上積累雜質(zhì)，為了消除使用中電熱線上附著的膠質(zhì)積炭對(duì)測(cè)量精度的影響，為此在流量計(jì)上采用燒凈措施解決這個(gè)問(wèn)題。每當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)（或起動(dòng)時(shí)），ECU自動(dòng)接通空氣流量計(jì)殼體內(nèi)的電子電路，加熱熱線，使其溫度在1s內(nèi)升高1000。由于燒凈溫度必須非常精確，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火4s后，該電路才被接通。由于熱線式空氣流量計(jì)測(cè)量的是進(jìn)氣質(zhì)量流量，它已把空氣密度、海拔高度等影響考慮在內(nèi)，因此可以得到非常精確的空氣流量信號(hào)。（4）真空度-轉(zhuǎn)速式（壓感式）空氣流量計(jì)（進(jìn)氣歧管壓力傳感器）真空度-轉(zhuǎn)速式（壓

20、感式）空氣流量計(jì)，從某種角度上講，它并不是空氣流量計(jì)，僅為一只進(jìn)氣歧管壓力傳感器，但由于其功用仍是測(cè)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的進(jìn)氣量，故我們?nèi)宰鳛橐环N空氣流量計(jì)來(lái)討論。在電控汽油噴射系統(tǒng)中常用的進(jìn)氣歧管壓力傳感器有真空膜盒式和半導(dǎo)體式兩種。圖1-15所示為真空膜盒式進(jìn)氣歧管壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖，該傳感器由真空膜盒（兩個(gè)）、隨著膜盒膨脹和收縮可左右移動(dòng)的鐵心、與鐵心連動(dòng)的差動(dòng)變壓器，以及在大氣壓力差作用下，可在膜盒工作區(qū)間進(jìn)行功率檔與經(jīng)濟(jì)檔轉(zhuǎn)換的膜片構(gòu)成，傳感器被膜片分為左右兩個(gè)氣室。圖1-15 真空膜盒式進(jìn)氣歧管壓力傳感器1-大氣壓力側(cè) 2-歧管負(fù)壓側(cè) 3-印刷線路板 4-回位彈簧 5-差動(dòng)變壓器 6-

21、鐵心 7-中空膜盒 8-膜片 9-膜盒支點(diǎn)圖1-16所示為半導(dǎo)體式進(jìn)氣歧管壓力傳感器的結(jié)構(gòu)圖，它由半導(dǎo)體壓力轉(zhuǎn)換元件（硅片）與過(guò)濾器組成。圖1-16 半導(dǎo)體式進(jìn)氣歧管壓力傳感器1-真空室 2-硅片 3-輸出端子 4-過(guò)濾體該傳感器的主要元件是一片很薄的硅片，外圍較厚，中間最薄，硅片上下兩面各有一層二氧化硅膜。在膜層中，沿硅片四邊，有四個(gè)應(yīng)變電阻。在硅片四角、各有一個(gè)金屬塊，通過(guò)導(dǎo)線和電阻相連。在硅片底面粘接了一塊硼硅酸玻璃片，使硅膜片中部形成一個(gè)真空窗以感傳感壓力，如圖1-17a所示。傳感器通常用一根橡膠管和需要測(cè)量其中壓力的部位相聯(lián)。硅片中的四個(gè)電阻連接成惠斯登電橋形式，如圖1-17b所示，

22、由穩(wěn)定電源供電，電橋應(yīng)在硅片無(wú)變形時(shí)調(diào)到平衡狀態(tài)。當(dāng)空氣壓力增加時(shí)，硅膜片彎由，引起電阻值的變化，其中R1和R4的電阻增加，而R2、R3的電阻則等量減少。這使電橋失去平衡而在AB端形成電位差，從而輸出正比于壓力的電壓信號(hào)。圖1-17 半導(dǎo)體式壓力傳感器硅膜片的結(jié)構(gòu)及電路a）硅膜片的結(jié)構(gòu) b）硅膜片的橋形電路1-硅片 2-硅 3-真空管 4-硼硅酸玻璃片 5-二氧化硅膜 6-應(yīng)變電阻 7-金屬塊 8-穩(wěn)壓電源 9-差動(dòng)放大器3、節(jié)氣門(mén)體（1）多點(diǎn)式（MPI）節(jié)氣門(mén)體節(jié)氣門(mén)體位于空氣流量計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的進(jìn)氣管上，與駕駛員的加速踏板聯(lián)動(dòng)，是使進(jìn)氣通道變化，從而控制發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況的裝置，圖1-18所示

23、為節(jié)氣門(mén)體的外觀和結(jié)構(gòu)原理圖。節(jié)氣門(mén)體包括控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門(mén)通道和怠速運(yùn)行的空氣旁通道，節(jié)氣門(mén)位置傳感器也裝在節(jié)氣門(mén)軸上，用來(lái)檢測(cè)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度。有的節(jié)氣門(mén)體上裝有石蠟式空氣閥或節(jié)氣門(mén)回位緩沖器。為避免冬季空氣中的水分在節(jié)氣門(mén)體上結(jié)冰，有的還將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水流經(jīng)該總成，如圖1-18a所示。有些發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速時(shí)節(jié)氣門(mén)是全閉的，空氣經(jīng)旁通氣道進(jìn)入進(jìn)氣總管。在怠速時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)整的方法是；順時(shí)針旋轉(zhuǎn)怠速調(diào)整螺釘，減少旁通空氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速降低；反時(shí)針旋松怠速調(diào)整螺釘，增加旁通氣量，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增高。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，節(jié)氣門(mén)處于全關(guān)閉位置。怠速運(yùn)轉(zhuǎn)所需的空氣量流經(jīng)旁通通路，在旁通通路中，安裝了能改變通

24、路面積的旁通螺釘（怠速調(diào)整螺釘）。但一些裝有怠速控制閥的發(fā)動(dòng)機(jī)中，沒(méi)有此螺釘，而靠ECU控制怠速控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)怠速控制。節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度大小由發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率來(lái)決定，在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率最大時(shí)，要求節(jié)氣門(mén)具有不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率下降的通道面積，節(jié)氣門(mén)通路面積和輸出功率的關(guān)系，如圖1-19所示。圖1-18 節(jié)氣門(mén)的外觀和結(jié)構(gòu)圖a）節(jié)氣門(mén)體的外觀 b）結(jié)構(gòu)原理圖1-怠速調(diào)速螺釘 2-旁通通路 3-節(jié)氣門(mén) 4-節(jié)氣門(mén)軸 5-穩(wěn)壓箱（緩沖室）6-加速踏板 7-加速踏板金屬絲 8-操縱臂 9-回位彈簧 10-節(jié)氣門(mén)位置傳感器 11-輔助空氣閥 12-通冷卻水管路 13-緩沖器圖1-19 節(jié)氣門(mén)通路面積與輸出功率的關(guān)

25、系及節(jié)氣門(mén)開(kāi)度特性a）節(jié)氣門(mén)通路面積與輸出功率的關(guān)系 b）節(jié)氣門(mén)開(kāi)度特性1-線性 2-非線性節(jié)氣門(mén)開(kāi)度隨加速踏板踏下量的變化特性，與傳動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)，應(yīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和車(chē)輛匹配的最佳特性來(lái)決定。圖1-19b中的特性曲線1表示節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度與加速踏板的踏板量成正比例。但是，這種開(kāi)度特性使空氣閥的通路面積變化量較大，特別是在大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上，即使是加速踏板很小的變動(dòng)量，也會(huì)使車(chē)輛產(chǎn)生急驟的加速或減速。為解決這一問(wèn)題，可采用以下結(jié)構(gòu)形式的節(jié)氣門(mén)體，一種是改變操縱臂的形狀和構(gòu)造，使節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度與加速踏板的踏下量不成比例（見(jiàn)圖1-19b所示的特性曲線2）。還有一種是在節(jié)流閥體內(nèi)把進(jìn)氣通道分成兩路，每路各有一

26、個(gè)閥。當(dāng)踏板下加速踏板時(shí)，主閥首先打開(kāi)，繼續(xù)踏下加速踏板，同主閥聯(lián)結(jié)的輔助閥接著打開(kāi)，利用兩個(gè)閥的非同步動(dòng)作，也可得到同前一種形式同樣的節(jié)氣門(mén)非線性開(kāi)度特性，上述各種節(jié)流閥體的特性，見(jiàn)表1-2。檢測(cè)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的節(jié)氣門(mén)位置傳感器，安裝在節(jié)氣門(mén)軸的一端。節(jié)氣門(mén)位置傳感器的輸出信號(hào)用于各種控制。（2）單點(diǎn)式（SPI）節(jié)氣門(mén)體SPI式節(jié)氣門(mén)體較MPI式節(jié)氣門(mén)體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要是在SPI式節(jié)氣門(mén)體內(nèi)還裝有集中供油用的主噴油器、壓力調(diào)節(jié)器和節(jié)氣門(mén)位置傳感器。主噴油器只有一個(gè)，它裝在節(jié)氣門(mén)殼體的上部，所噴出的燃油要供給發(fā)動(dòng)機(jī)各缸使用，圖1-20所示是SPI式節(jié)氣門(mén)體結(jié)構(gòu)圖。圖1-20 SPI式節(jié)氣門(mén)體結(jié)構(gòu)圖1

27、-空氣閥 2-壓力調(diào)節(jié)器 3-節(jié)氣門(mén) 4-通汽油箱 5-自空氣濾清器來(lái)的空氣 6-噴油器 7-從電動(dòng)汽油泵來(lái) 8-調(diào)節(jié)螺釘 9-通往發(fā)動(dòng)機(jī)表1-2 節(jié)流閥體特性表方式構(gòu)造特性線性型同基本構(gòu)成型加速踏板踏下量成比例，一個(gè)操縱臂工作非線性型（1閥型）非線性型（2閥型）注：表中圖注的含意：1-閥工作凸輪 2-非線性凸輪 3-同加速踏板聯(lián)動(dòng)操縱臂 4-輔助閥 5-主閥。4、空氣閥發(fā)動(dòng)機(jī)冷車(chē)起動(dòng)時(shí)，溫度低，摩擦阻力大，暖機(jī)時(shí)間長(zhǎng)?？諝忾y的作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)，可通過(guò)空氣閥為發(fā)動(dòng)機(jī)提供額外的空氣（此部分空氣也由空氣流量計(jì)計(jì)量），保持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，使發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后迅速暖車(chē)，從而縮短暖車(chē)時(shí)間?？諝忾y一

28、打開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣量就能被空氣流量計(jì)測(cè)出，把該信號(hào)傳給ECU，從而使噴油器的噴油量也增加，做到在低溫下順利起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)完成暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)之后，流經(jīng)空氣閥的空氣即被切斷，發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣改由節(jié)氣門(mén)體的旁通通路供給，使發(fā)動(dòng)機(jī)在通常的怠速工況下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，由空氣閥構(gòu)成的空氣通道如圖1-21所示。圖1-21 由空氣閥構(gòu)成的空氣通道1-去發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣 2-進(jìn)氣歧管 3-空氣閥 4-怠速調(diào)節(jié)螺釘 5-自空氣濾清器來(lái)的空氣 6-節(jié)氣門(mén) 7-緩沖罐（穩(wěn)壓箱）空氣閥按其結(jié)構(gòu)和動(dòng)作方式可分為兩種：一種是利用加熱線圈引起的變位原理，使閥工作的雙金屬片調(diào)節(jié)式；另一種是利用發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水熱量引起的石蠟脹縮原理，使閥工作

29、的石蠟型。（1）雙金屬片式空氣閥雙金屬片式空氣閥的結(jié)構(gòu)及工作如圖1-22所示，它由雙金屬元件、加熱線圈和空氣閘閥等組成，旁通空氣管路截面積的大小由雙金屬片控制回轉(zhuǎn)控制閥門(mén)來(lái)決定。當(dāng)溫度低或無(wú)電流通過(guò)加熱線圈時(shí)，閥門(mén)總是打開(kāi)的，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)時(shí)，旁通空氣道全開(kāi)，管路截面積最大。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，空氣通過(guò)節(jié)氣門(mén)的旁通氣道經(jīng)空氣閥進(jìn)入進(jìn)氣總管。此時(shí)雖然節(jié)氣門(mén)是關(guān)閉的，但進(jìn)氣量較大，怠速轉(zhuǎn)速較高。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)的同時(shí)，加熱線圈上就有電流流過(guò)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的升高和加熱線圈加熱時(shí)間的增長(zhǎng)，雙金屬片逐漸彎曲變形，帶動(dòng)回轉(zhuǎn)控制閥門(mén)旋轉(zhuǎn)，逐漸關(guān)閉旁通氣道，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速。暖機(jī)后，雙金屬片不僅受電加熱，還受

30、發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量加熱，使閥門(mén)保持關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常怠速工作，當(dāng)熱機(jī)再起動(dòng)時(shí)，閥門(mén)保持關(guān)閉，以免發(fā)動(dòng)機(jī)快怠速運(yùn)行。所以該空氣閥應(yīng)安裝在能代表并感受發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的部位，不但能保證在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)時(shí)雙金屬片同時(shí)受加熱線圈和發(fā)動(dòng)機(jī)熱量的加熱，而且能在熱機(jī)起動(dòng)時(shí)，機(jī)體的熱量仍能使閥門(mén)關(guān)閉，避免發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速過(guò)高。圖1-22 空氣閥的結(jié)構(gòu)和工作a）在低溫時(shí) b ）暖機(jī)后1-加熱線圈 2-接空氣進(jìn)氣歧管 3-閥門(mén) 4-接空氣濾清器 5-銷 6-雙金屬片圖1-23所示是雙金屬片式空氣閥的空氣量調(diào)節(jié)范圍曲線，當(dāng)環(huán)境溫度為20時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后3min6min，空氣閥即可受雙金屬片推動(dòng)而關(guān)閉。圖1-23 空氣閥空氣量調(diào)節(jié)范

31、圍曲線（環(huán)境溫度為20時(shí)）（2）石蠟調(diào)節(jié)式空氣閥石蠟調(diào)節(jié)式空氣閥，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水溫度，控制空氣通路面積?？刂屏?lái)自恒溫石蠟的熱脹冷縮，而熱脹冷縮的值隨周?chē)鷾囟榷兓２捎眠@種形式的空氣閥，導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水是必要的，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，大多采用與節(jié)氣門(mén)體加熱共用的冷卻水管路一體化結(jié)構(gòu)，圖1-24a所示是這種一體化結(jié)構(gòu)的總體構(gòu)成。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低溫狀態(tài)時(shí)，冷卻水溫度低，石蠟體積收縮，閥門(mén)在外彈簧作用下打開(kāi)，如圖1-24b所示，空氣流經(jīng)閥門(mén)從旁通氣道進(jìn)入進(jìn)氣管。發(fā)動(dòng)機(jī)暖車(chē)后，冷卻水溫度升高，石蠟體積膨脹變大，推動(dòng)空氣閥克服內(nèi)彈簧向左移動(dòng)，將空氣閥關(guān)閉，截?cái)嗫諝馔ǖ?，如圖1-24c所示。由于內(nèi)彈簧比外彈簧硬

32、，所以閥門(mén)是逐漸關(guān)閉的，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也平穩(wěn)過(guò)渡到正常怠速狀態(tài)。當(dāng)冷卻水溫度高于80時(shí)，閥門(mén)是緊閉的，這可使熱機(jī)再起動(dòng)時(shí)，避免發(fā)動(dòng)機(jī)快怠速運(yùn)行。圖1-24 石蠟型空氣閥的結(jié)構(gòu)與工作a）石蠟式空氣閥的結(jié)構(gòu) b）低溫時(shí)空氣閥開(kāi)啟狀態(tài) c）高溫度時(shí)空氣閥的關(guān)閉狀態(tài)1-怠速調(diào)整螺釘 2-自空氣濾清器 3-節(jié)氣門(mén) 4-至進(jìn)氣總管 5-感溫器 6-閥門(mén) 7-冷卻水流 8-彈簧 9-空氣閥柱塞5、怠速控制閥（ISCV）怠速控制閥不僅集中了節(jié)氣門(mén)和由怠速調(diào)整螺釘控制的旁通通道的功能，而且還能在ECU控制下，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工況來(lái)改變怠速時(shí)流入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量?？刂频∷倏諝饬康膱?zhí)行機(jī)構(gòu)，可大致分為兩種，一種是控制

33、節(jié)氣門(mén)全關(guān)閉位置的節(jié)氣門(mén)直動(dòng)式；另一種是控制節(jié)氣門(mén)旁通路中空氣量的旁通空氣式，圖1-25為這兩種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成原理圖。大多數(shù)的空氣流量控制機(jī)構(gòu)選用旁通空氣式，而旁通空氣式驅(qū)動(dòng)閥門(mén)的型式又有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型、旋轉(zhuǎn)滑閥式、占空比控制真空開(kāi)關(guān)閥和開(kāi)關(guān)控制型真空開(kāi)關(guān)閥等。圖1-25 控制怠速空氣量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)a）節(jié)氣門(mén)直動(dòng)式 b）旁通空氣式1-節(jié)氣門(mén) 2-發(fā)動(dòng)機(jī) 3-節(jié)氣門(mén)操縱臂 4-執(zhí)行元件 5-加速踏板金屬絲（1）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型怠速控制裝置此控制方式是通過(guò)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)旁通空氣閥的運(yùn)動(dòng)。閥的運(yùn)動(dòng)可以使旁通孔的流通面積發(fā)生變化，用來(lái)控制旁通空氣流量，由此達(dá)到控制怠速轉(zhuǎn)速的止的?？刂茩C(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1

34、-26a所示，閥心固定在閥軸上，閥軸的另一端有螺紋，旋入步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，通過(guò)絲桿來(lái)帶動(dòng)閥一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由圖中可以看出，閥心與閥座之間的流通面積靠閥的前進(jìn)與后退來(lái)調(diào)整。流通面積越大，流入進(jìn)氣歧管中的空氣越多，怠速轉(zhuǎn)速也就越高，反之，轉(zhuǎn)速減小。所以，只需控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)量就能控制怠速轉(zhuǎn)速。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是它本身有幾組勵(lì)磁線圈，用改變勵(lì)磁線圈的通電順序，來(lái)改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。線圈每通一次電，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一定量（一般為幾度到十幾度）。因此，可以很精確地調(diào)整流通面積，可以把怠速轉(zhuǎn)速控制在很精確的范圍內(nèi)，圖1-26b所示為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制電路。圖1-26 步進(jìn)電動(dòng)

35、機(jī)控制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖及控制電路a）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 b）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制電路1-閥座 2-閥軸 3-定子 4-軸承 5-進(jìn)給絲桿 6-轉(zhuǎn)子 7-閥心（2）旋轉(zhuǎn)滑閥式怠速控制裝置同步進(jìn)電動(dòng)機(jī)相類似，怠速轉(zhuǎn)速的調(diào)整也是通過(guò)調(diào)整旁通空氣閥孔的流通面積進(jìn)行調(diào)整的，閥孔的結(jié)構(gòu)如圖1-27a所示，從圖中可見(jiàn)，旋轉(zhuǎn)滑閥依靠不同的轉(zhuǎn)動(dòng)角度來(lái)控制閥孔流通面積；從而控制流入進(jìn)氣總管的空氣量。閥與閥軸固定在一體，閥軸可帶動(dòng)閥轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)控制閥孔的面積，使流入進(jìn)氣總管的空氣量變化。閥軸上還固定著一個(gè)圓柱形磁鐵，此磁鐵放在一個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度及方向可變的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，可使圓柱形磁鐵旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)閥旋轉(zhuǎn)。磁場(chǎng)是靠通電的螺線

36、管形成的。如圖1-27b所示，線圈W1與線圈W2分別由ECU控制通斷。當(dāng)I1=I2時(shí)，W1、W2產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度相同，作用在永久磁鐵上的力相等，使磁鐵及閥軸處于平衡狀態(tài)。當(dāng)I1增加、I2減小時(shí)，閥軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，反之順序針旋轉(zhuǎn)。圖1-27 閥孔的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、工作原理及控制電路a）閥孔的結(jié)構(gòu) b）磁場(chǎng)的工作原理 c）控制電路1-自空氣濾清器來(lái)空氣 2-至進(jìn)氣總管空氣 3-旁通口 4-閥 5-至P/S高怠速控制空氣旋轉(zhuǎn)電磁閥控制電路如圖1-27c所示，兩組線圈的通斷由一條控制線控制，控制信號(hào)為脈沖信號(hào)，控制信號(hào)波形如圖1-28a所示?？刂菩盘?hào)的占空比為T(mén)1/（T1+T2），通過(guò)控制脈沖信號(hào)的占空比，就能達(dá)到控制的目的。當(dāng)占