第五章 汽油機輔助控制系統(tǒng)

第一節(jié)怠速控制系統(tǒng)第二節(jié)進氣控制系統(tǒng)第三節(jié)增壓控制系統(tǒng)第四節(jié)排放控制系統(tǒng)第五節(jié)故障自診斷系統(tǒng)第六節(jié)失效保護系統(tǒng)第七節(jié)應(yīng)急備用系統(tǒng)汽油機輔助控制系統(tǒng)一、怠速控制系統(tǒng)的功能與組成二、節(jié)氣門直動式怠速控制器三、步進電動機型怠速控制閥第一節(jié)怠速控制系統(tǒng)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：根據(jù)發(fā)動機工作溫度和負載，由ECU自動控制怠速工況下的空氣供給量，維持發(fā)動機以穩(wěn)定怠速運轉(zhuǎn)。

2.怠速控制系統(tǒng)的組成：如圖，主要由傳感器、ECU、和執(zhí)行元件三部分組成。1、冷卻液溫度信號2、A/C開關(guān)信號3、空擋位置開關(guān)信號4、轉(zhuǎn)速信號5、節(jié)氣門位置信號6、車速信號7、執(zhí)行元件下一頁1、節(jié)氣門2、進氣管3、節(jié)氣門操縱臂4、執(zhí)行元件5、怠速空氣道A）節(jié)氣門直動式b）旁通空氣式

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。如右圖

結(jié)構(gòu)如圖，主要由直流電動機、減速齒輪機構(gòu)、絲杠機構(gòu)和傳動軸等組成。二、節(jié)氣門直動式怠速控制器ａ）外形圖ｂ）結(jié)構(gòu)圖1、節(jié)氣門操縱臂2、怠速控制器3、節(jié)氣門體4、噴油器5、燃油壓力調(diào)節(jié)器6、節(jié)氣門7、防轉(zhuǎn)六角孔8、彈簧9、直流電動機10、11、13、齒輪12、傳動軸14、絲杠下一頁當(dāng)直流電動機通電轉(zhuǎn)動時，經(jīng)減速齒輪機構(gòu)減速增扭后，再由絲杠機構(gòu)將其旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為傳動軸的直線運動。傳動軸頂靠在節(jié)氣門最小開度限制器上，發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，ECU根據(jù)各傳感器的信號，控制直流電動機的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)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。原理：1.控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理2.控制閥的檢修3.控制閥的控制內(nèi)容三、步進電動機型怠速控制閥旁通空氣控制機構(gòu)類型：步進電機式怠速控制機構(gòu)；旋轉(zhuǎn)電磁閥式怠速控制機構(gòu)；占空比型電磁閥怠速控制機構(gòu)；開關(guān)型怠速控制機構(gòu)1、步進電機式怠速控制機構(gòu)（1）步進電機式怠速控制機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)：步進電動機型怠速控制閥的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖ａ所示，步進電機主要由轉(zhuǎn)子和定子組成，絲杠機構(gòu)將步進電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)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。步進電動機的結(jié)構(gòu)如圖ｂ所示，主要由用永久磁鐵制成有16個（8對）磁極的轉(zhuǎn)子和兩個定子鐵心組成。ａ）1、控制閥2、前軸爪3、后軸承4、密封圈5、絲杠機構(gòu)7、定子6、線束連接器8、轉(zhuǎn)子ｂ）1、2—線圈3—爪極4．6—定子5—轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子一周分為32個步級進行，每個步級轉(zhuǎn)動一個爪的角度，即11.25°(一般步進電動機為2到125個步級)。（2）工作原理步進電動機的工作原理工作原理如圖，當(dāng)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(zhuǎn)動，由于與轉(zhuǎn)子磁場間的相互作用，使轉(zhuǎn)子隨定子磁場同步轉(zhuǎn)動。同理，步進電動機的線圈按相反的順序通電時，轉(zhuǎn)子則隨定子磁場同步反轉(zhuǎn)。定子有32個爪級，步進電動機每轉(zhuǎn)一步為1/32圈，工作范圍為0～125個步進級。a）輸入脈沖b）工作過程步進電動機型怠速控制閥電路（日本豐田皇冠3.0轎車）如圖所示。主繼電器觸點閉合后，蓄電池電源經(jīng)主繼電器到達怠速控制閥的B1和B2端子、ECU的＋B和＋B1端子，B1端子向步進電動機的1、3相兩個線圈供電，B2端子向2、4相兩個線圈供電。4個線圈的分別通過端子S1、S2、S3和S4與ECU端子ISC1、ISC2、ISC3和ISC4相連，ECU控制各線圈的搭鐵回路，以控制怠速控制閥的工作。（3）步進電機式怠速控制閥的控制過程初始值設(shè)定起動初始位置設(shè)定。由于步進電機不具有復(fù)位功能，因此當(dāng)點火開關(guān)關(guān)閉(OFF)后，ECU控制M—REL端使主繼電器繼續(xù)供電3s(見下圖)，然后ECU控制步進電機將怠速控制閥全部打開，以便為下次起動做好準備。B.起動后控制

發(fā)動機起動時，由于怠速控制閥預(yù)先在全開位置，在起動期間經(jīng)過怠速控制閥的旁通閥空氣量最大，發(fā)動機容易起動。發(fā)動機起動后，若怠速控制閥仍保持在全開狀態(tài)，怠速轉(zhuǎn)速會過高。為了避免出現(xiàn)這種情況，在起動過程中，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到由冷卻液溫度確定的對應(yīng)轉(zhuǎn)速時，ECU控制步進電機轉(zhuǎn)動，使怠速控制閥逐漸關(guān)小到與冷卻液溫度對應(yīng)的開度。C.暖機控制

暖機過程中，ECU控制步進電機轉(zhuǎn)動，使怠速控制閥從起動后的開度逐漸關(guān)小，當(dāng)冷卻液溫度達到70℃時，暖機控制結(jié)束，怠速控制閥達到正常怠速開度。D.反饋控制

發(fā)動機起動后，當(dāng)滿足反饋控制條件(怠速觸點閉合，車速低于2km／h、空調(diào)開關(guān)斷開)時，ECU將根據(jù)發(fā)動機實際轉(zhuǎn)速與存儲器中預(yù)先設(shè)定的目標轉(zhuǎn)速進行比較。如果發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速低于目標轉(zhuǎn)速且超過一定值(如200r／min)時，ECU控制怠速控制閥將閥門開大；反之，如果發(fā)動機的實際轉(zhuǎn)速高于目標轉(zhuǎn)速時，將閥門關(guān)小。E.預(yù)測轉(zhuǎn)速控制

發(fā)動機在怠速運轉(zhuǎn)時，如空擋起動開關(guān)、空調(diào)開關(guān)接通或斷開，都將使發(fā)動機的負荷立刻發(fā)生變化。為了避免發(fā)動機怠速時轉(zhuǎn)速波動或熄火，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速出現(xiàn)變化前，ECU控制怠速控制閥開大或關(guān)小一個固定位置。F.電器負荷增大控制

在怠速運轉(zhuǎn)時，如使用的電器負荷增大到一定程度時，蓄電池電壓就會降低。為了保證ECU的+B端和點火開關(guān)IG端具有正常的供電電壓，需要控制步進電機相應(yīng)地增加旁通道空氣量，提高發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速，提高發(fā)動機的輸出功率。G.學(xué)習(xí)控制

ECU通過步進電機的正、反轉(zhuǎn)步數(shù)，確定怠速控制閥的位置，達到調(diào)整發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速的目的。由于發(fā)動機在整個使用期間，其性能會發(fā)生變化，雖然這時怠速控制閥的位置未變，但實際的怠速轉(zhuǎn)速也會偏離初始數(shù)值。此時ECU利用反饋控制的方法，使發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到目標值。與此同時，ECU將步進電機轉(zhuǎn)過的步數(shù)存儲在存儲器中，在以后的怠速控制中使用。（1）拆下控制閥線束連接器，點火開關(guān)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，2～3s內(nèi)在怠速控制閥附近應(yīng)能聽到內(nèi)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S3、B2與S2和S4之間的電阻，應(yīng)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(zhuǎn)，控制閥應(yīng)向外伸出；若負極按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，則控制閥應(yīng)向內(nèi)縮回。（4）控制閥的檢修1.控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理2.控制閥的控制內(nèi)容3.控制閥的檢修旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥1.控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理

結(jié)構(gòu)如左圖，ECU控制兩個線圈的通電或斷開，改變兩個線圈產(chǎn)生的磁場，兩線圈產(chǎn)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(diào)節(jié)怠速空氣口的開度，以實現(xiàn)怠速控制。結(jié)構(gòu)圖位置圖原理圖1、控制閥2、雙金屬片3、冷卻液腔4、閥體5、7、線圈6、永久磁鐵8、閥軸9、怠速空氣口10、固定銷11、擋塊12、閥軸限位桿ECU的控制脈沖信號的占空比大小，即控制線圈L1、L2中平均電流的大小，使電磁閥旋轉(zhuǎn)一定的角度。

占空比指ECU控制信號在一個周期內(nèi)通電時間與通電周期之比。當(dāng)占空比為50%時，線圈L1、L2的平均通電時間相等，產(chǎn)生的磁場作用力相互抵消，閥軸停止轉(zhuǎn)動。占空比超過50%時，線圈L2磁場強度大于線圈L1的磁場強度，閥門轉(zhuǎn)過一定角度，打開旁通口。

包括起動控制、暖機控制、怠速穩(wěn)定控制、怠速預(yù)測控制和學(xué)習(xí)控制。2.控制內(nèi)容（1）拆下控制閥線束連接器，點火開關(guān)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(zhuǎn)，用專用短接線接故障診斷座上的TE1與E1端子，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在1000～1200r/min，5s后轉(zhuǎn)速下降約為200r/min。（3）拆下怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制閥側(cè)分別測量中間端子（＋B）與兩側(cè)端子（ISC1和ISC2）的電阻應(yīng)為18.8Ω～22.8Ω。3.控制閥的檢修1.控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理2.控制閥的控制內(nèi)容3.控制閥的檢修占空比控制電磁閥型怠速控制閥1.控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)如圖，主要由控制閥、閥桿、線圈和彈簧等組成。工作原理：控制閥的開度取決于線圈產(chǎn)生的電磁力大小，與旋轉(zhuǎn)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(diào)節(jié)控制閥的開度，從而實現(xiàn)怠速空氣量的控制。1、5彈簧2、線圈3、閥桿

4、控制閥占空比型電磁閥怠速控制機構(gòu)占空比控制型電磁閥工作時，由ECU確定控制脈沖信號的占空比，磁化線圈中平均電流的大小取決于占空比。占空比越大，磁化線圈中平均電流越大，磁場強度越大，閥門升程越大，旁通道開度越大。包括起動控制、暖機控制、怠速穩(wěn)定控制、怠速預(yù)測控制和學(xué)習(xí)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。2.控制閥的控制內(nèi)容

拆下控制閥線束連接器，點火開關(guān)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；拆下怠速控制飯上的兩端子線束連接器，在控制閥側(cè)分別測量兩端子之間電阻應(yīng)為10～15Ω。3.控制閥的檢修1.控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理2.控制閥的控制內(nèi)容3.控制閥的檢測開關(guān)型怠速控制閥1.控制閥的結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)主要由線圈和控制閥組成。如左圖所示。工作原理與占空比電磁閥相同，不同的是開關(guān)型怠速控制閥工作時，ECU只對閥內(nèi)線圈通電和斷電兩種狀態(tài)控制。開關(guān)型怠速控制閥1一線圈2一控制閥只進行通、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。2.控制閥的控制內(nèi)容3.控制閥的檢測開關(guān)型怠速控制閥的檢修與占空比控制電磁閥型怠速控制閥基本相同。一、動力閥控制系統(tǒng)二、諧波增壓控制系統(tǒng)（ACIS）第二節(jié)進氣控制系統(tǒng)功用：根據(jù)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。工作原理如圖，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。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。一、動力閥控制系統(tǒng)1、真空罐2、真空電磁閥3、ECU4、膜片真空氣室5、動力閥1.壓力波的產(chǎn)生及利用2.諧波進氣增壓系統(tǒng)工作原理3.諧波進氣增壓系統(tǒng)控制原理二、諧波增壓控制系統(tǒng)（ACIS）

1.壓力波的產(chǎn)生及利用

當(dāng)氣體高速流向進氣門時，如進氣門突然關(guān)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壓縮，壓力上升。當(dāng)氣體的慣性過后，被壓縮的氣體開始膨脹，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。一般而言，進氣管長度長時，壓力波長大，可使發(fā)動機中低轉(zhuǎn)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。

ACIS系統(tǒng)工作原理

1、噴油器2、進氣道3、空氣濾清器4、進氣室5、渦流控制氣門6、進氣控制閥7、節(jié)氣門8、真空驅(qū)動器2.諧波進氣增壓系統(tǒng)工作原理3.諧波進氣增壓系統(tǒng)控制原理諧波進氣增壓系統(tǒng)控制原理一、增壓控制系統(tǒng)功能及類型二、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)三、廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

第三節(jié)增壓控制系統(tǒng)

根據(jù)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(jīng)濟性的目的。根據(jù)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。一、增壓控制系統(tǒng)功能及類型

工作原理：當(dāng)ECU檢測到進氣壓力在0.098MPa以下時，釋壓電磁閥關(guān)閉。渦輪增壓器出口引入的壓力空氣，廢氣進入渦輪室的通道打開，排氣旁通道口關(guān)閉，此時廢氣流經(jīng)渦輪室使增壓器工作。當(dāng)ECU檢測到的進氣壓力高于0.098MPa時，釋壓電磁閥打開，關(guān)閉進入渦輪室的通道，同時排氣旁通道口打開，廢氣不經(jīng)渦輪室直接排出，增壓器停止工作。直到進氣壓力降至規(guī)定的壓力時，ECU又將釋壓閥關(guān)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。二、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)下一頁

1、切換閥2、驅(qū)動氣室3、空氣冷卻器4、空氣濾清器5、ECU6、釋壓電磁閥三、廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)有些增壓控制系統(tǒng)中，通過控制增壓器的轉(zhuǎn)速來控制增壓壓力。ECU根據(jù)發(fā)動機的運行工況（加速、爆燃、冷卻液溫度、進氣量等信號），確定增壓壓力的目標值，并通過進氣管壓力傳感器來檢測發(fā)動機的實際增壓壓力值。1—爆燃傳感器2—切換閥控制電磁閥3—ECU

4—進氣管絕對壓力傳感器5—空氣流量計

6—噴嘴環(huán)控制電磁閥7—噴嘴環(huán)驅(qū)動氣室

8—切換閥驅(qū)動氣室

一、汽油蒸氣排放（EVAP）控制系統(tǒng)二、廢氣在循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）三、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWC）與空燃比反饋控制系統(tǒng)四、二次空氣供給系統(tǒng)第四節(jié)排放控制系統(tǒng)1.EVAP控制系統(tǒng)功能2.EVAP控制系統(tǒng)的組成與工作原理3.EVAP控制系統(tǒng)的檢修一、汽油蒸氣排放（EVAP）控制系統(tǒng)

收集汽油箱和浮子室內(nèi)蒸氣的汽油蒸氣，并將汽油蒸氣導(dǎo)入氣缸參加燃燒，從而防止氣油蒸氣直接排出大氣而防止造成污染。同時，根據(jù)發(fā)動機工況，控制導(dǎo)入氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。1.EVAP控制系統(tǒng)功能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，排放控制閥沙鍋內(nèi)部的真空度由碳罐控制電磁閥控制，電磁閥受ECU控制。1、油箱蓋2、油箱3、單向閥4、排氣管5、電磁閥6、節(jié)氣門7、進氣門8、真空閥9、真空控制閥10、定量排放孔11、活性碳罐下一頁

工作原理：發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)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(dāng)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控制系統(tǒng)中，活性碳罐上不設(shè)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。

1.EGR控制系統(tǒng)功能2.開環(huán)控制EGR系統(tǒng)3.閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)4.EGR控制系統(tǒng)的檢修二、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）將適當(dāng)?shù)膹U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)。1.EGR控制系統(tǒng)功能2.開環(huán)控制EGR系統(tǒng)

如右圖，主要由EGR閥和EGR電磁閥等組成原理：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電磁閥按裝在通向EGR真空通道中，ECU根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和起動等信號來控制電磁閥的通電或斷電。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(guān)閉，停止廢氣在循環(huán)。1、EGR電磁閥2、節(jié)氣門3、EGR閥4、水溫傳感器5、曲軸位置傳感器6、ECU7、起動信號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(shè)一個EGR閥開度傳感器，控制原理如圖，EGR率傳感器安裝在進氣總管中的穩(wěn)壓箱上，新鮮空氣經(jīng)節(jié)氣門進入穩(wěn)壓箱，參與再循環(huán)的廢氣經(jīng)EGR電磁閥進入穩(wěn)壓箱，傳感器檢測穩(wěn)壓箱內(nèi)氣體中的氧濃度，并轉(zhuǎn)換成電信號送給ECU，ECU根據(jù)此反饋信號修正EGR電磁閥的開度，使EGR率保持在最佳值。下一頁用EGR閥開度反饋控制的EGR系統(tǒng)用EGR率反饋控制的EGR系統(tǒng)

利用轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變?yōu)闊o害氣體。1.TWC功能三、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWC）與空燃比反饋控制系統(tǒng)2.TWC的構(gòu)造如上圖，三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物。影響因素

影響最大的是混合氣的濃度和排氣溫度。如上圖只有在理論空燃比14.7附近，三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換效率將明顯下降。

工作過程：當(dāng)含有HC和CO的廢氣在有氧的情況下通過轉(zhuǎn)換器時,鉑催化劑開始氧化，HC和CO與氧化生成水蒸氣和CO2。此次氧化反應(yīng)對NOx的減少無影響，要減少氮氧化合物(N0x)，需進行一次還原反應(yīng)。在三元催化反應(yīng)器中，用銠作催化劑,將N0x分解成氮、氧元素。污染物的高效轉(zhuǎn)換是在大約250℃的工作溫度下開始的

3.工作過程及影響因素1）.氧傳感器功用來檢測廢氣中的氧的濃度，以確定實際的空燃比比理論值大還是小，并把信號輸送給ECU，ECU根據(jù)氧傳感器反饋的此信號，對噴油量進行修正，使實際的空燃比A/F約為14.7，過量空氣系數(shù)λ控制在0.98～1.02之間，故氧傳感器也稱為λ傳感器。圖4-11氧傳感器的安裝位置

（1）氧化鋯氧傳感器掃4-10和4-11氧化鋯氧傳感器及其輸出特性

a）結(jié)構(gòu)b）輸出特性1—

法蘭2—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—大氣下一頁（1）氧化鋯氧傳感器結(jié)構(gòu)如右圖ａ，在400℃以上的高溫時，若氧化鋯內(nèi)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(chǎn)生電壓。當(dāng)混合氣稀時，排氣中氧的含量高，傳感器元件內(nèi)外側(cè)氧的濃度差小，氧化鋯元件內(nèi)外側(cè)兩極之間產(chǎn)生的電壓很低（接近0V），反之，如排氣中幾乎沒有氧，內(nèi)外側(cè)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。如右圖ｂ氧化鋯氧傳感器及其輸出特性

a）結(jié)構(gòu)b）輸出特性1—

法蘭2—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（2）氧化鈦氧傳感器結(jié)構(gòu)如右圖，主要由二氧化鈦元件、導(dǎo)線、金屬外殼和接線端子等組成。當(dāng)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(dāng)?shù)碾娐穼﹄娮枳兞窟M行處理，即轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給ECU，用來確定實際的空燃比。1—二氧化鈦元件2—金屬外殼3—陶瓷絕緣體4—接線端子5—陶瓷元件6—導(dǎo)線7—金屬保護套下一頁（3）氧化鈦傳感器控制電路

氧化鈦氧傳感器的工作電路，如圖所示。ECU2#端子將一個恒定的1V工作電壓加在氧化鈦式氧傳感器的一端上，傳感器的另一端與ECU4#端子相接。當(dāng)排出的廢氣中氧濃度隨發(fā)動機混合氣濃度變化而變化時，氧傳感器的電阻隨之改變，ECU4#端子上的電壓降也隨著變化。當(dāng)4#端子上的電壓高于參考電壓時，ECU判定混合氣過濃；當(dāng)4#端子上的電壓低于參考電壓時，ECU判定混合氣過稀。通過ECU的反饋控制，可保持混合氣的濃度在理論空燃比附近。在實際的反饋控制過程中，二氧化鈦式氧傳感器與ECU連接的4#端子上的電壓也是在0.1～0.9V之間不斷變化

3）、空燃比反饋控制假定開始時混合氣的實際空燃比偏濃，此時氧傳感器輸出高電平信號（0.75-0.9V）。ECU收到這一信號后，通過減小(開始驟降，然后緩降)反饋修正系數(shù)，使噴油持續(xù)時間縮短，噴油器的噴油量減少。由于噴油量減少，混合氣很快變稀。當(dāng)混合氣濃度低于理論空燃比時，氧傳感器輸出低電位信號（氧傳感器信號下降到0.1V左右）。ECU接收到這一信號后，又使反饋修正系數(shù)增大（開始快升，然后緩升)，結(jié)果使噴油持續(xù)時間延長，噴油器的噴油增加，致使混合氣又很快變濃。如此反復(fù)循環(huán)，不斷地對空燃比進行反饋控制，最終使混合氣的實際空燃比在穩(wěn)定在理論值附近。3）、空燃比反饋控制

下列工況不使用閉環(huán)控制：●怠速運轉(zhuǎn)時●節(jié)氣門全開大負荷時●減速斷油時●起動時●發(fā)動機冷卻液溫度低時或氧傳感器溫度未達到工作溫度400℃時●氧傳感器失效時4）.氧傳感器的使用與檢修注意事項

氧傳感器使用時需要按照規(guī)定里程或時間間隔定期檢測或更換，新型的能保證行駛8～11萬km。。更換時應(yīng)清除排氣管上安裝螺紋孔內(nèi)的沉積物，在安裝時還需用專用的防粘劑，該防粘劑含有石墨和玻璃粉，石墨燒掉后留下玻璃粉在螺紋上易于拆卸。在維修保養(yǎng)的過程中，應(yīng)避免在氧傳感器附近使用橡膠潤滑劑、皮帶油或者含硅的噴劑。硅化合物會堆集在傳感器通大氣一側(cè)，造成不正確電壓信號，使電腦誤以為是稀混合氣信號，而將混合氣調(diào)整過淡。使用含鉛汽油則效果正相反，鉛化合物堆集在傳感器通廢氣一側(cè)，使電腦誤以為是濃混合氣信號，而將混合氣調(diào)整過稀。檢測可用各類掃描儀器、數(shù)字電壓表來測量氧傳感器的信號電壓信號隨混合氣濃度變化的情況，以及ECU對電壓信號的反應(yīng)。在檢測時不要用模擬(指針)式電壓表，因其內(nèi)阻小，通過的檢測電流足以燒壞傳感器。不要使用電阻表，以防輸入檢測電流燒壞。不要短接二線式氧傳感器兩接柱，或?qū)尉€式的輸出導(dǎo)線接地，以免造成損壞。使用注意事項⑴保持發(fā)動機良好的工作狀態(tài)，即理想的空燃比和安全燃燒，避免安裝前排氣污染物濃度過大(CO≥8%、CH≥0.5%)。⑵禁止使用含鉛汽油，會降低催化劑活性。⑶催化劑最適合的工作溫度是400～800℃，不能超過1000℃，否則會促進催化劑過早老化，縮短使用壽命；⑷裝用蜂巢型轉(zhuǎn)換器的汽車，一般汽車每行駛80000㎞應(yīng)更換轉(zhuǎn)換器芯體；裝用顆粒型轉(zhuǎn)換器的汽車，其顆粒形催化劑的重量低于規(guī)定值時，應(yīng)更換。⑸行駛應(yīng)注意避免撞擊，因為三元催化器大多數(shù)內(nèi)部都是蜂窩陶器形成的催化劑承載體，碰撞后容易破碎，使催化器和排氣系統(tǒng)堵塞；避免灌水、浸水,否則將會大幅度降低催化器的凈化效果。⑹盡量將熱車狀態(tài)的三元催化轉(zhuǎn)換器遠離易燃物，以免引起火災(zāi)。三元催化轉(zhuǎn)化器的檢修⑴技術(shù)狀況檢查⑵功能檢查⑶典型的顆粒式催化轉(zhuǎn)化器的維修方法1.二次空氣供給系功能2.組成與工作原理3.二次空氣供給系統(tǒng)的檢修四、二次空氣供給系統(tǒng)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(zhuǎn)換器的升溫。1.二次空氣供給系功能2.組成與工作原理

如圖控制閥主要由舌簧閥和膜片閥組成。工作原理：點火開關(guān)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(guān)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(guān)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。

下列情況ECU不給二次空氣電磁閥通電：●電控燃油噴射系統(tǒng)進入閉環(huán)控制●冷卻液溫度超過規(guī)定范圍●發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷超過規(guī)定值●ECU發(fā)現(xiàn)有故障五、二次空氣供給系統(tǒng)AS

一、故障自診斷系統(tǒng)的功能二、自診斷系統(tǒng)工作原理三、自診斷系統(tǒng)的使用四、OBD—Ⅱ簡介第五節(jié)故障自診斷系統(tǒng)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(diào)出，進行有針對性的檢查；

3.當(dāng)傳感器或其電路發(fā)生故障時，自動啟動失效保護功能；

4.當(dāng)發(fā)生故障導(dǎo)致車輛無法行駛時，自動啟動應(yīng)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

2.執(zhí)行元件故障自診斷原理

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(nèi)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(nèi)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(dāng)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(jù)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(jù)反饋信號判別故障。三、自診斷系統(tǒng)的使用

故障指示燈當(dāng)檢測到有故障時，儀表盤上的故障指示燈“CHECKENGINE”點亮，以警告駕駛員或維修人員。在使用中，點火開關(guān)接通，發(fā)動機沒有起動或起動后的短時間內(nèi)，“故障指示燈”點亮是正?，F(xiàn)象，當(dāng)起動后幾秒鐘內(nèi)或發(fā)動機達到一定轉(zhuǎn)速（一般為500r/min）后，“故障指示燈”應(yīng)熄滅。四、OBD—Ⅱ簡介

OBD是“ON—BOARDDINGOSITICS”的縮寫，是由美國汽車工程學(xué)會（SEA）提出的，經(jīng)環(huán)保機構(gòu)（EPA）和加州資源協(xié)會（CARB）認證通過的。20世紀70年代，汽車電控系統(tǒng)中開始采用了第一代隨車診斷系統(tǒng)（OBD－I）；1994年以后，美國、日本和歐洲的主要汽車制造廠家生產(chǎn)的電控汽車逐步開始采用第二代隨車診斷系統(tǒng)（OBD—Ⅱ）。下一頁OBD一Ⅱ的主要特點：

l）汽車按標準裝用統(tǒng)一的16端子診斷座，并將診斷座統(tǒng)一安裝在駕駛室儀表盤下方。

2）OBD一Ⅱ具有數(shù)據(jù)傳輸功能，

3）OBD一Ⅱ具有行車記錄功能

4）裝用OBD一Ⅱ的汽車，采用相同的故障碼代號及故障碼意義統(tǒng)一。一、失效保護系統(tǒng)的功能二、失效保護系統(tǒng)設(shè)定的標準信號1．冷卻水溫度信號2．進氣溫度傳感器3．點火確認信號4．節(jié)氣門位置傳感器信號5．點火提前角6．凸輪軸位置傳感器7．空氣流量計信號8．進氣管絕對壓力傳感器信號第六節(jié)失效保護系統(tǒng)一、失效保護系統(tǒng)的功能

在電控系統(tǒng)中，當(dāng)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)啟動而進入工作狀態(tài)，給ECU提供設(shè)定的目標信號來代替故障信號，以保持控制