第2篇 發(fā)動(dòng)機(jī)控制篇課件

汽車電器與電子控制技術(shù)哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）汽車工程學(xué)院規(guī)格嚴(yán)格功夫到家（威海）HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYSCHOOLOFAUTOMOBILEENGINEERING汽車工程學(xué)院課程主要內(nèi)容及章節(jié)安排第1篇輔助知識(shí)篇第1章汽車電子技術(shù)概述第2章汽車供電系統(tǒng)與常用傳感器第2篇發(fā)動(dòng)機(jī)控制篇第3章電控汽油噴射系統(tǒng)第4章電控點(diǎn)火系統(tǒng)第5章發(fā)動(dòng)機(jī)綜合控制系統(tǒng)第3篇底盤與傳動(dòng)系控制篇第6章自動(dòng)變速器第7章汽車防滑控制系統(tǒng)第8章行駛安全及舒適性控制系統(tǒng)第9章電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)第4篇其它設(shè)備控制篇第10章附屬設(shè)備及新型電子控制技術(shù)2023/1/14第2頁第2篇發(fā)動(dòng)機(jī)控制篇2023/1/14第3頁第5章發(fā)動(dòng)機(jī)綜合控制系統(tǒng)主要介紹發(fā)動(dòng)機(jī)的一些輔助控制系統(tǒng)，主要包括怠速控制、排放控制、進(jìn)氣控制技術(shù)。2023/1/14第4頁5.1怠速控制5.1.1怠速控制的目的和策略5.1.2怠速控制系統(tǒng)的組成與控制原理5.1.3怠速控制裝置分類5.1.4怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5.1.5怠速控制內(nèi)容與控制過程2023/1/14第5頁5.1.1怠速控制的目的和策略汽油機(jī)在正常運(yùn)行工況下，是用由駕駛員通過加速踏板控制節(jié)氣門開度，調(diào)節(jié)進(jìn)氣量的方法來控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的。燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，節(jié)氣門處于全關(guān)閉狀態(tài)，空氣通過節(jié)氣門間隙及旁通節(jié)氣門的怠速調(diào)節(jié)通路進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，由空氣流量計(jì)（或進(jìn)氣歧管壓力傳感器）檢測(cè)該進(jìn)氣量，并根據(jù)轉(zhuǎn)速及其他修正信號(hào)控制噴油量，使輸出轉(zhuǎn)矩與發(fā)動(dòng)機(jī)本身內(nèi)部阻力矩相平衡，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。2023/1/14第6頁5.1.1怠速控制的目的和策略當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部阻力矩發(fā)生變化時(shí)，怠速運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速將會(huì)發(fā)生變化。發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)怠速控制裝置的功能就是由ECU自動(dòng)維持發(fā)動(dòng)機(jī)怠速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，以降低怠速時(shí)的燃油消耗量，且滿足排放法規(guī)的要求。怠速控制(IdleSpeedControl，ISC)是通過調(diào)節(jié)空氣通路面積以控制空氣流量的方法實(shí)現(xiàn)的。怠速時(shí)噴油量的控制由燃油噴射控制系統(tǒng)根據(jù)與空氣量相匹配的原則進(jìn)行增減，以達(dá)到目標(biāo)空燃比。2023/1/14第7頁5.1.2怠速控制系統(tǒng)的組成與控制原理2023/1/14第8頁怠速控制系統(tǒng)的組成與控制原理控制量計(jì)算執(zhí)行元件驅(qū)動(dòng)器怠速狀態(tài)判別執(zhí)行器比較器發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速節(jié)氣門全閉信號(hào)ECU車速信號(hào)目標(biāo)轉(zhuǎn)速冷卻液溫度空調(diào)開關(guān)空擋位置開關(guān)怠速控制程序圖2023/1/14第9頁怠速控制系統(tǒng)的組成與控制原理怠速控制程序圖2023/1/14第10頁怠速控制系統(tǒng)的組成與控制原理2023/1/14第11頁怠速控制系統(tǒng)的組成與控制原理ECU根據(jù)從傳感器的輸入信號(hào)所決定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，根據(jù)比較得出的差值，確定相當(dāng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)速的控制量，去驅(qū)動(dòng)控制空氣量的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使怠速轉(zhuǎn)速保持在目標(biāo)轉(zhuǎn)速附近。2023/1/14第12頁5.1.3怠速控制裝置分類—節(jié)氣門直動(dòng)式節(jié)氣門直動(dòng)式特點(diǎn)直接調(diào)節(jié)節(jié)氣門的最小開度來控制臺(tái)速進(jìn)氣量；一般用在單點(diǎn)汽油噴射SPI系統(tǒng)中；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定，但響應(yīng)慢；執(zhí)行機(jī)構(gòu)外形尺寸較大。2023/1/14第13頁怠速控制裝置分類—旁通空氣式旁通空氣式特點(diǎn)通過改變旁通氣道截面面積來控制怠速進(jìn)氣量；一般用在多點(diǎn)汽油噴射MPI系統(tǒng)中；按結(jié)構(gòu)和控制方式可分為步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)電磁閥調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、占空比控制機(jī)構(gòu)和開關(guān)控制機(jī)構(gòu)等。2023/1/14第14頁5.1.4怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)節(jié)氣門直動(dòng)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)2023/1/14第15頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—節(jié)氣門直動(dòng)式怠速怠速執(zhí)行機(jī)構(gòu)由直流電動(dòng)機(jī)、減速齒輪、絲杠等組成。怠速執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸與節(jié)氣門操縱臂的全閉限制器相接觸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU控制直流電動(dòng)機(jī)通電時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩，通過減速齒輪，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩被增大。然后又通過絲杠變角位移為傳動(dòng)軸的直線運(yùn)動(dòng)，通過傳動(dòng)軸的旋入活旋出，調(diào)節(jié)節(jié)氣門全閉限制位置，達(dá)到調(diào)節(jié)節(jié)氣門處空氣通道面積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)怠速轉(zhuǎn)速的控制。

2023/1/14第16頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—旁通空氣式(1)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)式怠速控制閥2023/1/14第17頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)——步進(jìn)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)及定子爪極分布定子結(jié)構(gòu)定子爪極分布2023/1/14第18頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)的控制電路相線繞組的控制電路2023/1/14第19頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—步進(jìn)電機(jī)相線控制脈沖步進(jìn)原理2023/1/14第20頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)式怠速控制機(jī)構(gòu)及原理2023/1/14第21頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—步進(jìn)電機(jī)2023/1/14第22頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—占空比控制所謂占空比是指一個(gè)周期內(nèi)，接通信號(hào)的時(shí)間與整個(gè)周期的時(shí)間之比。占空比2023/1/14第23頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—占空比控制這種類型怠速控制由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU信號(hào)控制的電流通過占空比控制閥，線圈被激勵(lì)，怠速控制閥移動(dòng)。這就改變了閥與閥體之間的間隙，從而控制怠速的轉(zhuǎn)速。在實(shí)際運(yùn)作中，流至螺旋線圈的電流是每100ms通斷一次。所以，閥的位置是由信號(hào)接通與關(guān)斷時(shí)間的比值確定的，通常用占空比來描述。怠速控制閥打開的越大，線圈中有電流通過的時(shí)間越長(zhǎng)。需要說明的是，快怠速的轉(zhuǎn)速是用其他空氣閥控制的。2023/1/14第24頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—占空比控制2023/1/14第25頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—占空比控制簡(jiǎn)化成2023/1/14第26頁怠速控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)—旋轉(zhuǎn)電磁閥式結(jié)構(gòu)位置圖工作原理2023/1/14第27頁怠速控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)—旋轉(zhuǎn)電磁閥式控制電路占空比信號(hào)2023/1/14第28頁怠速控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)—旋轉(zhuǎn)電磁閥式工作原理2023/1/14第29頁怠速控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)—開關(guān)控制型VSV2023/1/14第30頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—石蠟式2023/1/14第31頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—雙金屬片式發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高時(shí)2023/1/14第32頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—雙金屬片式發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高時(shí)2023/1/14第33頁怠速控制系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)—雙金屬片式發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高時(shí)2023/1/14第34頁5.1.5怠速控制過程2023/1/14第35頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)怠速控制原理電路2023/1/14第36頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式(1)起動(dòng)設(shè)定為改善發(fā)動(dòng)機(jī)再次啟動(dòng)的功能，保持怠速控制閥全開，發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)或點(diǎn)火開關(guān)關(guān)斷后，需要繼續(xù)供電給ECU和怠速控制閥片刻；因此，為了保持主繼電器接通，ECU從“M-REL”端子輸出12V電壓，直至怠速控制閥被設(shè)定。設(shè)定一完成，怠速控制閥就切斷流至主繼電器殘留的電流。2023/1/14第37頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式(2)起動(dòng)控制由于怠速控制閥事先設(shè)定，起動(dòng)中通過怠速控制閥的空氣量是最大可能量，這使發(fā)動(dòng)機(jī)易于起動(dòng)。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，如果怠速控制閥保持全開，轉(zhuǎn)速會(huì)升的太高。所以，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)中或起動(dòng)后達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速（這一轉(zhuǎn)速由冷卻液溫度信號(hào)確定）時(shí)，ECU就開始輸出信號(hào)至怠速控制閥，使其從125級(jí)（全開）閉合至接近由冷卻液溫度所確定的一點(diǎn)；控制的相關(guān)信號(hào)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne)、冷卻液溫度(THW)、節(jié)氣門怠速位置(IDL)、車速(SPD)等。2023/1/14第38頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式起動(dòng)控制2023/1/14第39頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式(3)暖機(jī)（快怠速）控制當(dāng)冷卻液溫度升高時(shí)，怠速控制閥從起動(dòng)中閉合的那一點(diǎn)繼續(xù)逐漸閉合。當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到80℃時(shí)，怠速控制閥將快怠速控制終止。2023/1/14第40頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式暖機(jī)控制2023/1/14第41頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式(4)反饋控制怠速觸點(diǎn)接觸，車速低于預(yù)定值，冷卻液溫度約為80℃時(shí)，就進(jìn)行反饋控制。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與存儲(chǔ)在ECU存儲(chǔ)器中的目標(biāo)轉(zhuǎn)速相差超過20r/min，ECU就輸出一個(gè)信號(hào)至怠速控制閥，要其增加或減少通過旁通通道的空氣量，使實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速相符；目標(biāo)轉(zhuǎn)速因發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷等狀況而異，如空擋起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)開關(guān)是否接通等?？刂频南嚓P(guān)信號(hào)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne)、節(jié)氣門怠速位置(IDL)、車速(SPD)、冷卻液溫度(THW)、空調(diào)器(A/C)和空檔起動(dòng)開關(guān)(NSW)等。2023/1/14第42頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式反饋控制2023/1/14第43頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式(5)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化估計(jì)控制空擋起動(dòng)開關(guān)或空調(diào)器開關(guān)接通后，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷也立即改變。為防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速因此而改變，ECU輸出信號(hào)至怠速控制閥，使其在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變前，按一固定量打開或閉合；此時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne)、節(jié)氣門怠速位置(IDL)、車速(SPD)、空調(diào)器(A/C)和空檔起動(dòng)開關(guān)(NSW)等。2023/1/14第44頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式(6)電負(fù)荷怠速提高控制由于施加電負(fù)荷時(shí)，交流發(fā)電動(dòng)機(jī)的發(fā)電能力增加，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU將打開一定的級(jí)數(shù)，使在端子“+B”或端子“IGSW”已有電壓降時(shí)，或者在信號(hào)已施加在端子“LP”、端子“DFG”、或端子“ELS”上時(shí)，提高怠速轉(zhuǎn)速；此時(shí)根據(jù)電負(fù)荷(LP、DFG或ELS)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne)、節(jié)氣門怠速位置(IDL)和車速(SPD)等信號(hào)進(jìn)行控制。2023/1/14第45頁怠速控制過程—步進(jìn)電機(jī)式(7)其他控制除了上述控制外，有些發(fā)動(dòng)機(jī)還有其他控制形式；如減速時(shí)，怠速控制閥在這個(gè)控制中的運(yùn)作類似減速緩沖閥；當(dāng)機(jī)油壓力開關(guān)接通時(shí)，怠速控制閥打開少許量。2023/1/14第46頁怠速控制過程—占空比控制式占空比怠速控制閥控制電路2023/1/14第47頁怠速控制過程—占空比控制式(1)起動(dòng)控制為在曲軸開始旋轉(zhuǎn)時(shí)改善起動(dòng)性能，當(dāng)起動(dòng)信號(hào)接通，使占空比怠速控制閥完全打開。(2)反饋控制除了起動(dòng)控制、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化估計(jì)控制及恒定占空比控制這些情況，ECU都改變“V-ISC”信號(hào)以保持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。(3)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化估計(jì)控制空調(diào)器開關(guān)或空擋起動(dòng)開關(guān)接通時(shí)，占空比改變。這一控制就是幫助限制怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的改變。(4)恒定載荷控制當(dāng)?shù)∷儆|電斷開或空調(diào)器開關(guān)接通時(shí)，ECU使占空比怠速控制閥保持在一固定開度。2023/1/14第48頁怠速控制過程—旋轉(zhuǎn)電磁閥式旋轉(zhuǎn)電磁閥式怠速控制閥控制電路2023/1/14第49頁怠速控制過程—旋轉(zhuǎn)電磁閥式(1)起動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，怠速控制閥根據(jù)存儲(chǔ)在ECU存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，按照發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況打開，這就改善了起動(dòng)性能。此時(shí)ECU根據(jù)冷卻液溫度(THW)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne)等信號(hào)進(jìn)行控制。(2)暖機(jī)（快怠速）控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，ECU根據(jù)冷卻液溫度控制快怠速。此外，還進(jìn)行反饋控制，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)怠速轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速匹配。目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。2023/1/14第50頁怠速控制過程—旋轉(zhuǎn)電磁閥式(3)反饋控制發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，當(dāng)反饋控制運(yùn)作的所有條件都具備時(shí)，ECU就不斷地將發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速相比較。ECU將必需的控制信號(hào)輸送至怠速控制閥，以便調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，使之與目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速相匹配；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速低于目標(biāo)怠速轉(zhuǎn)速時(shí)，ECU就傳送信號(hào)至怠速控制閥，將其打開；反之，ECU就輸出閉合信號(hào)至怠速控制閥。目標(biāo)轉(zhuǎn)速也因發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況而異，如空擋起動(dòng)開關(guān)、空調(diào)器開關(guān)是否接通，電負(fù)荷信號(hào)是通還是斷等?？刂频南嚓P(guān)信號(hào)有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(Ne)、節(jié)氣門怠速位置(IDL)、車速(SPD)、空擋起動(dòng)開關(guān)(NSW)、電負(fù)荷(LPD、FG或ELS)和空調(diào)器(A/C)等。2023/1/14第51頁怠速控制過程—旋轉(zhuǎn)電磁閥式(4)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化估計(jì)控制空擋起動(dòng)開關(guān)、尾燈繼電器或除霧器繼電器或空調(diào)器開關(guān)接通后，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷也立刻改變。為防止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也因此而改變，此前，ECU就輸出信號(hào)至怠速控制閥，將其打開或關(guān)閉一固定量；ECU根據(jù)空擋起動(dòng)開關(guān)在(NSW)、電負(fù)荷(LPD、FG或ELS)、車速(SPD)和空調(diào)器(A/C)等信號(hào)進(jìn)行控制。2023/1/14第52頁怠速控制過程—旋轉(zhuǎn)電磁閥式(5)其他控制除了上述控制外，還有減速緩沖器控制。作用是防止當(dāng)節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點(diǎn)閉合時(shí)，因發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然變化而使怠速轉(zhuǎn)速突然下降；在有些型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，安裝有電動(dòng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置(EHPS)，當(dāng)因電動(dòng)液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置工作電負(fù)荷急劇增加時(shí)，怠速轉(zhuǎn)速也增加。在渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)中，當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速在高速或高負(fù)荷工作后恢復(fù)正常時(shí)，若油壓力降得太低，不能給渦輪提供足夠潤(rùn)滑，會(huì)發(fā)生渦輪咬死。為此必須控制怠速轉(zhuǎn)速逐漸降低，以使機(jī)油泵給渦輪增壓器供給充足的機(jī)油，防止上述情況發(fā)生。2023/1/14第53頁怠速控制過程—開關(guān)控制型(VSV)開關(guān)控制型怠速控制閥控制電路2023/1/14第54頁怠速控制過程—開關(guān)控制型由上圖可知，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU根據(jù)來自各個(gè)傳感器的信號(hào)，將信號(hào)傳送至怠速控制閥，使發(fā)動(dòng)機(jī)以適當(dāng)轉(zhuǎn)速進(jìn)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。在暖機(jī)時(shí)，快怠速轉(zhuǎn)速由空氣閥控制。在下列情況下，開關(guān)控制型怠速控制閥由關(guān)斷轉(zhuǎn)至接通：(1)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸正在旋轉(zhuǎn)時(shí)，以及在起動(dòng)后的瞬間。(2)當(dāng)?shù)∷儆|點(diǎn)接通，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于一預(yù)定的轉(zhuǎn)速（視空當(dāng)起動(dòng)開關(guān)信號(hào)而定）時(shí)。2023/1/14第55頁怠速控制過程—開關(guān)控制型(3)在怠速觸電接通（自動(dòng)變速器車輛），從“P”或“N”位換至其他任何檔位后的幾秒鐘。(4)尾燈控制開關(guān)接通。(5)后窗除霧器開關(guān)接通。(6)如檢查端子“T”或“TE1”連接至“E1”，則開關(guān)控制型怠速控制閥保持關(guān)斷。但是，如果控制開關(guān)或后窗除霧器開關(guān)接通，則開關(guān)控制型怠速控制閥也接通。此時(shí)開關(guān)控制型怠速控制閥閥打開，流過旁通通道空氣量增大，是發(fā)動(dòng)機(jī)怠速保持穩(wěn)定。2023/1/14第56頁怠速控制過程—開關(guān)控制型在下列情況下開關(guān)控制型怠速控制閥有接通轉(zhuǎn)至關(guān)斷：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，經(jīng)過一段的時(shí)間。(2)怠速觸點(diǎn)接通而且A/C的磁性離合器分離時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升至超過一預(yù)定的轉(zhuǎn)速（視空擋起動(dòng)開關(guān)信號(hào)而定）時(shí)。2023/1/14第57頁怠速控制過程—開關(guān)控制型(3)怠速觸點(diǎn)接通而且A/C的磁性離合器分離（自動(dòng)變速器車輛），變速器從“P”或“N”位換至其他任何檔位后一段預(yù)定時(shí)間，并且發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過一預(yù)定轉(zhuǎn)速時(shí)。(4)尾燈控制開關(guān)關(guān)斷。(5)后窗除霧器開關(guān)關(guān)斷。此時(shí)開關(guān)控制型怠速控制閥關(guān)閉，流通旁通通道空氣量減少，使發(fā)動(dòng)機(jī)保持穩(wěn)定怠速運(yùn)轉(zhuǎn)。2023/1/14第58頁5.2排放控制對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣控制和凈化問題，目前已研究出許多技術(shù)措施。這些方法大致可分為：發(fā)動(dòng)機(jī)本身的改進(jìn)和增加排放凈化裝置。而由于發(fā)動(dòng)機(jī)本身的改進(jìn)，較難滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)和降低成本等要求，因此現(xiàn)代汽車采取了多種排放控制措施來減少汽車的排氣污染，如三元催化轉(zhuǎn)換、廢氣再循環(huán)(EGR)、活性碳管蒸發(fā)控制系統(tǒng)等。2023/1/14第59頁歐洲排放法規(guī)2023/1/14第60頁實(shí)驗(yàn)法求MAP圖492Q發(fā)動(dòng)機(jī)工況法的頻次圖2023/1/14第61頁5.2排放控制5.2.1閉環(huán)控制5.2.2廢氣再循環(huán)控制(EGR)5.2.3二次空氣噴射5.2.4活性碳罐蒸發(fā)污染控制2023/1/14第62頁5.2.1閉環(huán)控制三元催化裝置轉(zhuǎn)換效率與空燃比關(guān)系2023/1/14第63頁5.2.1閉環(huán)控制由上圖可知，三元催化裝置轉(zhuǎn)換效率最高是處于理論空燃比附近，而開環(huán)控制中ECU只根據(jù)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、進(jìn)氣壓力和冷卻液溫度等信號(hào)確定噴油量，很難精確的控制空燃比在14.7:1附近。為此在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中普遍采用有氧傳感器組成的空燃比反饋控制方式。用氧傳感器測(cè)量排氣中氧的含量來判斷混合氣的濃稀程度，從而將信號(hào)反饋給噴油系統(tǒng)。2023/1/14第64頁5.2.1閉環(huán)控制在閉環(huán)控制中，當(dāng)實(shí)際空燃比比理論空燃比?。ɑ旌蠚鉂猓r(shí)，氧傳感器向ECU輸入的是高電壓信號(hào)(0.75~0.9V)。此時(shí)ECU將減小噴油量，空燃比增大。當(dāng)空燃比增大到理論空燃比14.7:1時(shí)，氧傳感器輸出電壓信號(hào)將突變下降至0.1V左右。此信號(hào)輸入ECU后，ECU立即控制增加噴油量，空燃比又開始減小。只要空燃比剛減到理論空燃比以下時(shí)，氧傳感器輸出電壓信號(hào)又突變，上升至0.75V以上，反饋給ECU后，ECU又將控制減小噴油量。如此反復(fù)，就能將空燃比精確地控制在理論空燃比14.7:1附近一個(gè)極小的范圍內(nèi)。而此時(shí)三元催化轉(zhuǎn)換器也保證工作在最佳狀態(tài)。2023/1/14第65頁5.2.1閉環(huán)控制由上述可知，閉環(huán)控制的實(shí)質(zhì)在于保持實(shí)際空燃比為14.7:1，但任何需要以非理論空燃比運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)工況都只能采用開環(huán)控制。當(dāng)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)、節(jié)氣門全開時(shí)、大負(fù)荷時(shí)、減速斷油時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度低或氧傳感器溫度未達(dá)到工作溫度（400℃）時(shí)或氧傳感器失效或其配線發(fā)生故障時(shí)應(yīng)采用開環(huán)控制。2023/1/14第66頁5.2.1閉環(huán)控制空燃比反饋控制過程2023/1/14第67頁5.2.2廢氣再循環(huán)控制廢氣再循環(huán)簡(jiǎn)稱為EGR(ExhaustGasRecirculatiom)系統(tǒng)，是目前用于降低NOx排放的一種有效措施。它是將一部分排氣引入進(jìn)氣管與新混合氣混合后進(jìn)入氣缸燃燒，從而實(shí)現(xiàn)再循環(huán)，并對(duì)送入進(jìn)氣系統(tǒng)的排氣進(jìn)行最佳的控制。2023/1/14第68頁廢氣再循環(huán)凈化NOx原理在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，將一部分廢氣引入氣缸，降低氣缸最低燃燒溫度，抑制或減少NOx的生成與排放。2023/1/14第69頁廢氣再循環(huán)凈化NOx原理過度的廢氣再循環(huán)，也會(huì)降低混合氣的著火性能和發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，特別是在怠速、轉(zhuǎn)速低小負(fù)荷及發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)運(yùn)行時(shí)，再循環(huán)的廢氣會(huì)明顯降低發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。因此應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、工況及工作條件的變化自動(dòng)調(diào)整參與在循環(huán)的廢氣量，并選擇NOx排放量多的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，進(jìn)行適量的EGR控制。2023/1/14第70頁廢氣再循環(huán)凈化NOx原理EGR的控制指標(biāo)采用EGR率表示，其定義為：2023/1/14第71頁廢氣再循環(huán)凈化NOx原理EGR與燃油消耗率和排放的關(guān)系2023/1/14第72頁廢氣再循環(huán)凈化NOx原理不同的A/F時(shí)EGR率與NOx、HC和燃油消耗率的關(guān)系2023/1/14第73頁廢氣再循環(huán)凈化NOx原理一般機(jī)械式控制裝置的EGR率（一般為5%~15%）較小，即使采用能進(jìn)行比較復(fù)雜控制的機(jī)械式控制裝置，控制的自由度也受到限制，并且控制裝置繁多。電子式廢氣再循環(huán)(EGR)控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以進(jìn)行較大EGR（15%~20%）控制，但隨著EGR的增加，燃燒將變得不穩(wěn)定，缺火嚴(yán)重，油耗上升，HC的排量也增加。因此，當(dāng)燃燒惡化時(shí)，可減少EGR率，甚至完全停止EGR。電子式EGR控制系統(tǒng)的主要功能，就是選擇NOx排放量多的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，進(jìn)行適量EGR控制。2023/1/14第74頁EGR控制策略廢氣再循環(huán)率與轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量的關(guān)系由試驗(yàn)確定，存入ECU。工作時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況，查表計(jì)算修正，以控制電磁閥開度，調(diào)節(jié)廢氣循環(huán)率。兩種控制方式：開環(huán)與閉環(huán)。閉環(huán)控制時(shí)，在穩(wěn)壓箱中的廢氣再循環(huán)傳感器檢測(cè)氧濃度，ECU經(jīng)分析計(jì)算后重新調(diào)整廢氣再循環(huán)率，從而有效的減少NOx的排放。2023/1/14第75頁EGR控制策略閉環(huán)控制式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)框圖2023/1/14第76頁EGR控制策略(1)在冷機(jī)、怠速、小負(fù)荷時(shí)，NOx的排放本來就小，為了穩(wěn)定運(yùn)行要求缸內(nèi)充分充氣，EGR=0；(2)在輕微加速或巡航控制期間，小EGR以求經(jīng)濟(jì)性；(3)在中等負(fù)荷時(shí)，NOx的排放較大，盡可能采用大的EGR以求排放性；(4)在大功率、高轉(zhuǎn)速時(shí)，可燃混合氣體較濃，NOx的排放不大，盡可能采用小的EGR以求動(dòng)力性。(5)EGR率對(duì)排放、油耗的影響還與空燃比、點(diǎn)或提前角有關(guān)，增大EGR時(shí)適當(dāng)?shù)脑黾狱c(diǎn)火提前角。2023/1/14第77頁EGR控制策略EGR率與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的關(guān)系2023/1/14第78頁EGR控制策略EGR率與點(diǎn)火提前角的關(guān)系2023/1/14第79頁EGR控制策略EGR率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的關(guān)系2023/1/14第80頁EGR控制策略2023/1/14第81頁EGR控制策略內(nèi)部EGR控制適當(dāng)?shù)乜刂茪忾T重疊角，可以控制EGR率。下止點(diǎn)180o下止點(diǎn)后71o下止點(diǎn)后31o上止點(diǎn)前37o下止點(diǎn)前29o上止點(diǎn)后35o上止點(diǎn)后3o下止點(diǎn)前64o2023/1/14第82頁廢氣再循環(huán)控制方法真空控制電磁閥由廢氣再循環(huán)電磁閥和怠速調(diào)節(jié)電磁閥組成。ECU通過線圈通電占空比調(diào)節(jié)真空調(diào)節(jié)閥真空管進(jìn)入的空氣量，控制廢氣再循環(huán)閥的真空度，改變廢氣再循環(huán)率。一般根據(jù)轉(zhuǎn)速、空氣流量、進(jìn)氣壓力以及溫度信號(hào)，控制真空電磁閥(VCM)占空比，從而控制廢氣再循環(huán)閥的開度改變廢氣再循環(huán)率；占空比越大，進(jìn)入空氣越多，真空度越小，廢氣再循環(huán)閥開度越小，廢氣再循環(huán)率就越小。2023/1/14第83頁廢氣再循環(huán)控制方法真空電磁閥控制的EGR閥示意圖2023/1/14第84頁廢氣再循環(huán)控制方法—普通電子式普通電子式EGR控制系統(tǒng)2023/1/14第85頁廢氣再循環(huán)控制方法—普通電子式工作原理是：在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)各傳感器，如曲軸位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、點(diǎn)火開關(guān)送來的信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)目前在哪一種工況下工作，以輸出指令，控制廢氣再循環(huán)電磁閥打開或關(guān)閉，從而控制廢氣再循環(huán)閥打開或關(guān)閉，使廢氣再循環(huán)進(jìn)行或停止。2023/1/14第86頁廢氣再循環(huán)控制方法—普通電子式具體的工作工程見上表，表中所列各種工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU向廢氣再循環(huán)電磁閥供給“接通”信號(hào)時(shí)，電磁閥接通，閥門關(guān)閉，切斷了控制廢氣再循環(huán)控制閥的真空通道，使廢氣再循環(huán)系統(tǒng)不再工作。2023/1/14第87頁廢氣再循環(huán)控制方法線型EGR閥電路原理數(shù)字式EGR閥2023/1/14第88頁廢氣再循環(huán)控制方法2023/1/14第89頁廢氣再循環(huán)控制方法—可變EGR率控制系統(tǒng)可變EGR率廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)2023/1/14第90頁廢氣再循環(huán)控制方法—可變EGR率控制系統(tǒng)可變EGR率廢氣再循環(huán)控制的工作原理是：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)確定的RGR率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量的對(duì)因關(guān)系，將有關(guān)數(shù)據(jù)存入發(fā)動(dòng)機(jī)ECU內(nèi)的ROM中。發(fā)動(dòng)機(jī)工作室，ECU根據(jù)各種傳感器送來的信號(hào)，確定發(fā)動(dòng)機(jī)在哪一種工況工作，經(jīng)過查表和計(jì)算修正、輸出適當(dāng)?shù)闹噶睿刂齐姶砰y的開度，以調(diào)節(jié)廢氣再循環(huán)的EGR率。2023/1/14第91頁5.2.3二次空氣吸入與二次空氣噴射如果新鮮空氣進(jìn)入排氣支管，且廢氣夠熱，廢氣就會(huì)在排入大氣以前重新燃燒，廢氣中的CO和HC也就會(huì)轉(zhuǎn)化成為無污染的CO2和H2O。目前有兩種方法，即二次空氣吸入(AS)和二次空氣噴射(AI)。二次空氣吸入法利用廢氣的波動(dòng)（即排氣壓力有規(guī)律的突然變化）打開和關(guān)閉片簧閥，讓空氣斷續(xù)的進(jìn)入排氣支管。由于其量甚小，一般只適用于體積較小的發(fā)動(dòng)機(jī)。2023/1/14第92頁5.2.3二次空氣吸入與二次空氣噴射當(dāng)廢氣排放要增加時(shí)，即在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)而且是減速中時(shí)，二次空氣吸入系統(tǒng)由ECU操縱。在其他工作狀況下，這一系統(tǒng)不工作，以防止三元催化凈化器TWC過熱。在下述所有條件都得到滿足時(shí)，ECU打開用于二次空氣吸入系統(tǒng)的VSV，并且操縱二次空氣吸入系統(tǒng)。(1)在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)冷卻液溫度低于35℃。EFI功率加農(nóng)不運(yùn)作。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于預(yù)定值。(2)在減速時(shí)冷卻液溫度低于35℃。節(jié)氣門位置傳感器IDL觸點(diǎn)閉合（加速踏板完全松開）。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在約1000~3000r/min之間。2023/1/14第93頁5.2.3二次空氣吸入與二次空氣噴射二次空氣噴射控制系統(tǒng)2023/1/14第94頁5.2.4活性炭罐蒸發(fā)污染控制活性碳罐蒸發(fā)污染控制裝置圖2023/1/14第95頁5.2.4活性炭罐蒸發(fā)污染控制燃油蒸發(fā)排放物控制系統(tǒng)2023/1/14第96頁5.2.4活性炭罐蒸發(fā)污染控制2023/1/14第97頁5.2.4活性炭罐蒸發(fā)污染控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量等信號(hào)，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(dāng)排放控制閥打開時(shí)，汽油蒸汽通過排放控制閥被吸入進(jìn)氣支管。2023/1/14第98頁5.2.5曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)控制新空氣經(jīng)進(jìn)氣過濾器進(jìn)入曲軸箱PCV閥進(jìn)入氣缸。曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)2023/1/14第99頁5.3進(jìn)氣控制

5.3.1可變進(jìn)氣流量控制5.3.2進(jìn)氣慣性增壓系統(tǒng)(ACIS)5.3.3廢氣渦輪增壓控制2023/1/14第100頁5.3.1可變進(jìn)氣流量控制發(fā)動(dòng)機(jī)小負(fù)荷或低于某一轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要求進(jìn)氣速度高，克服缸內(nèi)壓力，需要進(jìn)氣道長(zhǎng)而窄，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的進(jìn)氣渦流，提高燃燒效率，節(jié)約燃油。發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增大或以高于某一轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要減小進(jìn)氣阻力，要求進(jìn)氣通道變大(短而寬)，提高進(jìn)氣效率，改善發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率。2023/1/14第101頁5.3.1可變進(jìn)氣流量控制可變進(jìn)氣流量控制及其在各種轉(zhuǎn)速下的充氣系數(shù)示意圖2023/1/14第102頁5.3.1可變進(jìn)氣流量控制2023/1/14第103頁5.3.1可變進(jìn)氣流量控制凌志車可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度方案和發(fā)動(dòng)機(jī)外特性2023/1/14第104頁5.3.1可變進(jìn)氣流量控制凌志車可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度控制方案方案2023/1/14第105頁5.3.1可變進(jìn)氣流量控制凌志車可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度的控制系統(tǒng)框圖2023/1/14第106頁5.3.1可變進(jìn)氣流量控制凌志車可變進(jìn)氣管長(zhǎng)度的控制系統(tǒng)實(shí)物2023/1/14第107頁5.3.2進(jìn)氣慣性增壓控制系統(tǒng)(ACIS)利用進(jìn)氣氣流慣性產(chǎn)生的壓力波提高進(jìn)氣效率。進(jìn)氣管長(zhǎng)，壓力波長(zhǎng)大，可是發(fā)動(dòng)機(jī)中、低速區(qū)功率增大；進(jìn)氣管短，壓力波短，可使發(fā)動(dòng)機(jī)高速區(qū)增大功率。不可變長(zhǎng)度的進(jìn)氣管一般按最大扭矩對(duì)應(yīng)的速度區(qū)設(shè)計(jì)。渦流控制是在低速工況下，減小進(jìn)氣截面積，增強(qiáng)進(jìn)氣渦流，提高燃燒效率。高速時(shí)真空室相當(dāng)于濾波器，進(jìn)氣脈動(dòng)壓力波不能在空氣室出口與進(jìn)氣門之間傳播。2023/1/14第108頁5.3.2進(jìn)氣慣性增壓控制系統(tǒng)ACIS系統(tǒng)工作原理2023/1/14第109頁5.3.2進(jìn)氣管型增壓控制系統(tǒng)ACIS系統(tǒng)控制原理圖2023/1/14第110頁5.3.2進(jìn)氣管型增壓控制系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電磁閥馬達(dá)磁體軸定子ACIS(可變進(jìn)氣道)閥2023/1/14第111頁5.3.3廢氣渦輪增壓控制利用釋壓電磁閥控制進(jìn)入驅(qū)動(dòng)氣室的氣體壓力。進(jìn)氣壓力高于0.098MPa時(shí)，打開釋壓電磁閥，關(guān)閉進(jìn)入渦輪室通道，同時(shí)打開旁通氣道，廢氣直接排出。2023/1/14第112頁5.4配氣相位可變控制5.4.1配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響5.4.2配氣相位控制方法5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)2023/1/14第113頁5.4配氣相位可變控制配氣相位是指凸輪線形與此相關(guān)凸輪軸相對(duì)曲軸的角度；氣流通過能力與氣門直徑、升程和氣門開啟延續(xù)角大小有關(guān)。（時(shí)面積）配氣相位會(huì)影響氣流通過能力，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率、殘余廢氣量和泵氣損失，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性和排放性。VVT-i，VTEC，VANOS改善發(fā)動(dòng)機(jī)換氣效率。2023/1/14第114頁5.4.1配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響高速時(shí)，進(jìn)排氣流速高，大配氣相位和大氣門重疊角，可解決發(fā)動(dòng)機(jī)高速進(jìn)氣不足，提高換氣效率。低速時(shí)，進(jìn)氣流速慢，排氣壓力小：進(jìn)氣晚關(guān)角比高速時(shí)??；低負(fù)荷氣門重疊角小；開啟延續(xù)角要小。增壓機(jī)中一般氣門定時(shí)按有利于低速工況設(shè)計(jì)（重疊角小、進(jìn)氣門關(guān)閉早），高速時(shí)增壓效果增強(qiáng)，充氣不會(huì)惡化。不需VVT技術(shù)。2023/1/14第115頁下止點(diǎn)180o下止點(diǎn)后71o下止點(diǎn)后31o上止點(diǎn)前37o下止點(diǎn)前29o上止點(diǎn)后35o上止點(diǎn)后3o下止點(diǎn)前64o5.4.1配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響高速時(shí)，進(jìn)排氣流速高，大配氣相位和大氣門重疊角，可解決發(fā)動(dòng)機(jī)高速進(jìn)氣不足，提高換氣效率。低速時(shí)，進(jìn)氣流速慢，排氣壓力小：進(jìn)氣晚關(guān)角比高速時(shí)??；低負(fù)荷氣門重疊角?。婚_啟延續(xù)角要小。增壓機(jī)中一般氣門定時(shí)按有利于低速工況設(shè)計(jì)（重疊角小、進(jìn)氣門關(guān)閉早），高速時(shí)增壓效果增強(qiáng)，充氣不會(huì)惡化。不需VVT技術(shù)。2023/1/14第116頁5.4.1配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響在怠速，輕載，低溫和啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)載荷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)作范圍上止點(diǎn)下止點(diǎn)減少?gòu)U氣進(jìn)入進(jìn)氣側(cè)下止點(diǎn)后71o下止點(diǎn)后31o上止點(diǎn)前37o下止點(diǎn)前29o上止點(diǎn)后35o上止點(diǎn)后3o下止點(diǎn)前64o作用：穩(wěn)定燃燒，提高燃油經(jīng)濟(jì)性。2023/1/14第117頁5.4.1配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響發(fā)動(dòng)機(jī)載荷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)作范圍上止點(diǎn)下止點(diǎn)提高內(nèi)部EGR率，消除泵氣損失下止點(diǎn)后71o下止點(diǎn)后31o上止點(diǎn)前37o下止點(diǎn)前29o上止點(diǎn)后35o上止點(diǎn)后3o下止點(diǎn)前64o中等載荷。作用：改善排放控制，改善燃油經(jīng)濟(jì)性。2023/1/14第118頁5.4.1配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響低中轉(zhuǎn)速，大負(fù)荷。發(fā)動(dòng)機(jī)載荷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)作范圍上止點(diǎn)下止點(diǎn)充分利用燃燒壓力提高充氣效率下止點(diǎn)后71o下止點(diǎn)后31o上止點(diǎn)前37o下止點(diǎn)前29o上止點(diǎn)后35o上止點(diǎn)后3o下止點(diǎn)前64o作用：改善功率和扭矩。2023/1/14第119頁5.4.1配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)影響發(fā)動(dòng)機(jī)載荷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速運(yùn)作范圍上止點(diǎn)下止點(diǎn)提高充氣效率減少泵氣損失下止點(diǎn)后71o下止點(diǎn)后31o上止點(diǎn)前37o下止點(diǎn)前29o上止點(diǎn)后35o上止點(diǎn)后3o下止點(diǎn)前64o高速，重載。作用：提高功率。2023/1/14第120頁5.4.2配氣相位控制方法希望發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、油耗小、排放好。

ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、節(jié)氣門位置、冷卻液溫度和凸輪軸位置等信號(hào)與預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比，控制凸輪軸轉(zhuǎn)角。隨時(shí)改變配氣相位，改變氣門升程和氣門開啟的持續(xù)時(shí)間。兩種方法：(1)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配氣相位和氣門升程；(2)氣門挺桿可變系統(tǒng)，工作時(shí)凸輪軸或凸輪不變動(dòng)，氣門挺桿、搖臂或拉桿靠機(jī)械力或液壓力的作用而改變，從而改變配氣相位和氣門升程。2023/1/14第121頁5.4可變配氣相位本田VTEC兩組凸輪軸低速時(shí)，高速凸輪軸空轉(zhuǎn)高速時(shí)氣門受高速凸輪軸控制。2023/1/14第122頁5.4可變配氣相位—豐田VVT-iVVT-i可變進(jìn)氣的氣門正時(shí),有一個(gè)VVT-I控制圓盤，以轉(zhuǎn)動(dòng)此控制盤，控制slidingpin來提早或延遲氣閥的開與關(guān)的時(shí)間。用電動(dòng)方式來驅(qū)動(dòng)“連續(xù)式”的可變氣門正時(shí)，VVTL-i則在VVT-i引擎上再多了于“搖臂”與“凸輪軸”內(nèi)下功夫，藉由油壓來使一小小個(gè)銷的移動(dòng)來決定頂?shù)侥欠N尺寸的凸輪。進(jìn)氣門定時(shí)受液壓活塞控制，調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角使配氣定時(shí)優(yōu)化。2023/1/14第123頁5.4可變配氣相位低、中轉(zhuǎn)速時(shí)，由于搖臂內(nèi)的pin未移動(dòng)，凸輪軸上只有小角度的凸輪有頂?shù)綋u臂，大角度的突輪無效地空轉(zhuǎn)。高轉(zhuǎn)速時(shí)，搖臂內(nèi)的pin已移動(dòng)，凸輪軸上只有大角度的凸輪有頂?shù)綋u臂，小角度的突輪無效地空轉(zhuǎn)。2023/1/14第124頁5.4可變配氣相位Valvetronic透過電動(dòng)馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)偏心軸搖臂Valvetronic比起VVTL-i與i-VTEC更進(jìn)一步的地方是它除了可連續(xù)性變化氣門正時(shí)與相位外，揚(yáng)程(升程)也是連續(xù)性微調(diào)Valvetronic的搖臂是“偏心軸”的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)搖臂作動(dòng)時(shí)，非固定在圓心轉(zhuǎn)動(dòng)，而是稍微偏離中心點(diǎn)，雖然量不大，但是一經(jīng)過搖臂的長(zhǎng)度施力(如杠桿原理一樣)，閥門開與關(guān)的“深度”就可以被改變了。2023/1/14第125頁5.4可變配氣相位2023/1/14第126頁5.4可變配氣相位

Valvetronic配合著雙VANOS原本就有的連續(xù)性可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，而作到了“正時(shí)、重疊時(shí)間及升程”都可以『連續(xù)性』的變化。而搭載這新引擎的316TI：1.8升、115hp/5500rpm，但是扭力有18kgm/3500rpm的高原式曲線，性能上算是還可以的水準(zhǔn)，但它比以前的1.8升引擎更省油，每公升可以跑14.5km，即使是低辛烷值的汽油，到高品質(zhì)的油品，它都可以正常的工作，達(dá)歐盟EU-4的標(biāo)準(zhǔn)。凸輪軸藉由搖臂去驅(qū)動(dòng)氣門的開與關(guān)2023/1/14第127頁5.4可變配氣相位2023/1/14第128頁5.4可變配氣相位VariableValveTiming2023/1/14第129頁5.4可變配氣相位2023/1/14第130頁5.4可變配氣相位MRE式VVT傳感器2023/1/14第131頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)2023/1/14第132頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)進(jìn)氣凸輪軸排氣凸輪軸主正時(shí)鏈VVT-i控制器(排氣側(cè))副正時(shí)鏈(右側(cè))主鏈張緊器副鏈張緊器液壓氣門間隙調(diào)節(jié)器VVT-i控制器(進(jìn)氣側(cè))2023/1/14第133頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)VVT-i控制器VVT-i控制器進(jìn)氣側(cè)排氣側(cè)輔助彈簧凸輪軸正時(shí)轉(zhuǎn)子2023/1/14第134頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)正時(shí)轉(zhuǎn)子MRE式VVT傳感器(進(jìn)氣側(cè))左側(cè)氣缸組MRE式VVT傳感器(排氣側(cè))MRE式VVT傳感器(排氣側(cè))2023/1/14第135頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)進(jìn)氣側(cè)排氣側(cè)葉輪鎖止銷提前延遲提前延遲鎖止銷左側(cè)氣缸組VVT-icontroller來轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸，而達(dá)到氣門的正時(shí)改變(此為VVTL-i的凸輪軸)2023/1/14第136頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)曲軸惰輪副正時(shí)鏈(右側(cè))自動(dòng)張緊器副正時(shí)鏈(左側(cè))自動(dòng)張緊器主正時(shí)鏈自動(dòng)張緊器主正時(shí)鏈副正時(shí)鏈(右側(cè))副正時(shí)鏈(左側(cè))2023/1/14第137頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)MRE式拾磁線圈式0V0V磁體MRE線圈磁體正時(shí)轉(zhuǎn)子2023/1/14第138頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)傳感器輸出低電平傳感器輸出高電平磁力線正時(shí)轉(zhuǎn)子2023/1/14第139頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)MRE式拾磁線圈式傳感器輸出信號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)

轉(zhuǎn)速時(shí)間傳感器輸出信號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)

轉(zhuǎn)速無檢測(cè)信號(hào)時(shí)間2023/1/14第140頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)V傳感器輸入電壓過低故障VVT傳感器輸出電壓0.34.7傳感器輸入電壓過高故障高電位低電位2023/1/14第141頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)利用機(jī)油壓力和彈簧彈力保持恒定為“0”的氣門間隙?！?”氣門間隙油道油道柱塞低壓室單向球單向球彈簧高壓室柱塞彈簧2023/1/14第142頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)凸輪軸升程開始，柱塞被壓下，高壓室內(nèi)的機(jī)油被封閉。2023/1/14第143頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)搖臂以液壓氣門間隙調(diào)節(jié)器為支點(diǎn)壓下氣門。固定不動(dòng)支點(diǎn)2023/1/14第144頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)柱塞回彈，單向閥打開，機(jī)油進(jìn)入高壓室。車身2023/1/14第145頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)柱塞回彈，氣門間隙保持為“0”。“0”氣門間隙2023/1/14第146頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)VVTL-i不僅提高了馬力，還保有平順的扭力輸出，就是這樣的方式，VVTL-i結(jié)合了VVT-i的連續(xù)式可變正時(shí)與重疊角，與VTEC式的凸輪軸切換，而首先達(dá)到第一具可以說是“近似”完美式的引擎，VVT-i加入可以變化valve揚(yáng)程(升程)後的新引擎VVTL-i，果然在性能版的Celica身上有超過每公升100hp以上的實(shí)力，1.8升的它能有180hp/7800rpm(美規(guī))的的超強(qiáng)實(shí)力(日規(guī)的Celica更高達(dá)192ps)!而且它還保有扭力曲線高而平原式的表現(xiàn)，0-96km/hr，美規(guī)Celica就有7.5秒的路測(cè)實(shí)力，VVTL-i真是Toyota劃時(shí)代的力作！2023/1/14第147頁5.4.3可變配氣相位控制結(jié)構(gòu)電磁氣門：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活，易實(shí)現(xiàn)內(nèi)部EGR控制。但不精確、功率大、體積大成本高、穩(wěn)定性差。2023/1/14第148頁5.5電控節(jié)氣門系統(tǒng)5.5.1電控節(jié)氣門系統(tǒng)概述5.5.2電控節(jié)氣門系統(tǒng)的控制原理和部件結(jié)構(gòu)2023/1/14第149頁5.5.1電控節(jié)氣門系統(tǒng)概述在傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門操縱機(jī)構(gòu)中，由于節(jié)氣門拉索連接加速踏板和節(jié)氣門軸，節(jié)氣門開度的大小由駕駛員控制。雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，但節(jié)氣門的響應(yīng)性差，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)后置的大型車輛上，其表現(xiàn)尤為突出。采用電控節(jié)氣門系統(tǒng)（電子油門）則可避免時(shí)滯現(xiàn)象的發(fā)生，大大提高節(jié)氣門的操縱響應(yīng)性，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能。

2023/1/14第150頁5.5.1電控節(jié)氣門系統(tǒng)概述電控節(jié)氣門系統(tǒng)還可以衍生出許多新的控制功能。如果采用電控節(jié)氣門系統(tǒng)，則只需使用較少的開關(guān)、傳感器和軟件，就能實(shí)現(xiàn)汽車的多項(xiàng)功能，如汽車的巡航速度控制、怠速空轉(zhuǎn)控制以及牽引力控制和行駛穩(wěn)定性控制等。一旦電控節(jié)氣門系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)對(duì)節(jié)氣門的開度實(shí)施了控制，在動(dòng)力控制模塊（PCM）的控制下，步進(jìn)電機(jī)能夠?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)提供怠速控制和加速控制等功能，這樣就可以省去怠速控制（IAC）電動(dòng)機(jī)和巡航控制伺服系統(tǒng)。同時(shí)，利用汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的車輪轉(zhuǎn)速傳感器得到的數(shù)據(jù)來監(jiān)測(cè)汽車