汽車發(fā)動機電控技術-電子教案

第1章汽車發(fā)動機電控技術概述1.1概述汽車發(fā)動機電控技術開展汽車發(fā)動機電控技術的開展始于20世紀60年代，可分為三個階段:第一階段，從20世紀60年代中期到70年代末期，主要是為改善局部性能而對汽車電器產(chǎn)品進行技術改造。第二階段，從20世紀70年代末期到90年代中期。進入20世紀70年代后，隨著汽車數(shù)量的日益增多，汽車平安問題和排放污染日益嚴重，能源危機的影響更加突出。第三階段，從20世紀90年代中期到現(xiàn)在，主要表達在以“人-車-環(huán)境”為主線的系統(tǒng)工程整體的優(yōu)化上。電控技術對汽車發(fā)動機性能的影響。。。。。。1.2應用在汽車發(fā)動機上的電子控制系統(tǒng)目前應用在汽車發(fā)動機上常用的電子控制系統(tǒng)主要有:電控燃油噴射系統(tǒng)、電控點火系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、進氣控制系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)、增壓控制系統(tǒng)、巡航控制系統(tǒng)、警告提示系統(tǒng)、自診斷與報警系統(tǒng)、失效保護系統(tǒng)和應急備用系統(tǒng)。1.電控燃油噴射系統(tǒng)主要是根據(jù)進氣量確定根本的噴油量，再根據(jù)其他傳感器〔如冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等〕信號對噴油量進行修正，使發(fā)動機在各種運行工況下均能獲得最正確濃度的混合氣。2.電控點火系統(tǒng)電控點火系統(tǒng)最根本的功能是控制點火提前角。該系統(tǒng)根據(jù)各相關傳感器信號判斷發(fā)動機的運行工況和運行條件，選擇最理想的點火提前角點燃混合氣，改善發(fā)動機的燃燒過程。根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、空調壓縮機是否工作、變速器是否掛入擋位等狀況，并通過怠速控制閥對發(fā)動機進氣量進行控制，使發(fā)動機隨時以最正確怠速轉速運轉。4.進氣控制系統(tǒng)進氣控制系統(tǒng)的功能是根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷的變化，對發(fā)動機的進氣進行控制，以提高發(fā)動機的充氣效率，從而改善發(fā)動機的動力性。5.排放控制系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)的功能主要是對發(fā)動機排放控制裝置的工作實行電子控制。6.增壓控制系統(tǒng)增壓控制系統(tǒng)的功能是對發(fā)動機進氣增壓裝置的工作進行控制。7.巡航控制系統(tǒng)巡航控制系統(tǒng)的功用是駕駛員設定巡航控制模式后，ECU根據(jù)汽車運行工況和運行環(huán)境信息，自動控制發(fā)動機工作，使汽車自動維持在一定的車速進行行駛。8.警告提示系統(tǒng)由ECU控制各種指示和報警裝置，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能及時發(fā)出信號以警告提示，如氧傳感器失效、油箱油溫過高等。9.自診斷與報警系統(tǒng)在發(fā)動機電控系統(tǒng)中，電子控制單元〔ECU〕都具有自診斷系統(tǒng)，對控制系統(tǒng)各局部的工作情況進行監(jiān)測。10.失效保護系統(tǒng)失效保護系統(tǒng)的功能主要是當傳感器或傳感器線路發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)自動按電腦中預先設定的參考信號值工作，以便發(fā)動機能繼續(xù)運轉。11.應急備用系統(tǒng)應急備用系統(tǒng)的功能是當控制系統(tǒng)電腦發(fā)生故障時，自動啟用備用系統(tǒng)〔備用集成電路〕，按設定的信號控制發(fā)動機轉入強制運轉狀態(tài)，以防止車輛停駛在路途中。應急備用系統(tǒng)只能維持發(fā)動機運轉的根本功能，但不能保證發(fā)動機的性能。1.3汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)的根本組成電控系統(tǒng)的根本組成類型任何一種電控系統(tǒng)，其主要組成都可分為信號輸入裝置、電子控制單元〔ECU〕和執(zhí)行元件三大局部。信號輸入裝置是各種傳感器。傳感器的功用是采集控制系統(tǒng)所需的信號，并將其轉換成電信號通過線路傳輸給ECU。電子控制單元〔ECU〕是一種綜合控制電子裝置，其功用是給各傳感器提供參考〔基準〕電壓，接收傳感器或其他裝置輸入的信號，并對所接收的信號進行存儲、計算和分析處理，根據(jù)計算和分析的結果向執(zhí)行元件發(fā)出指令。執(zhí)行元件是受ECU控制，具體執(zhí)行某項控制功能的裝置。2.電控系統(tǒng)的類型電控系統(tǒng)有兩種根本類型:即開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器的類型及功用汽車發(fā)動機集中控制系統(tǒng)所用的傳感器主要有:1.空氣流量計〔MAFS〕由空氣流量計測量發(fā)動機的進氣量，并將信號輸入ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。2.進氣管絕對壓力傳感器〔MAPS〕由進氣管絕對壓力傳感器測量進氣管內氣體的絕對壓力，并將該信號輸入ECU，作為燃油和點火控制的主控制信號。3.節(jié)氣門位置傳感器〔TPS〕節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門的開度及開度變化〔如全關〔怠速〕、全開〕以及節(jié)氣門開閉的速率〔單位時間內開閉的角度〕信號，此信號輸入ECU，用于燃油噴射控制及其他輔助控制〔如EGR、開閉環(huán)控制等〕。4.凸輪軸位置傳感器〔CMPS〕凸輪軸位置傳感器給ECU提供曲軸轉角基準位置信號〔G信號〕，作為供油正時控制和點火正時控制的主控制信號。5.曲軸位置傳感器〔CKPS〕曲軸位置傳感器有時稱為轉速傳感器，用來檢測曲軸轉角位移，作為供油正時控制和點火正時控制的主控制信號。6.進氣溫度傳感器〔IATS〕進氣溫度傳感器的功用是給ECU提供進氣溫度信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。7.發(fā)動機冷卻液溫度傳感器〔ECTS〕發(fā)動機冷卻液溫度傳感器給ECU提供發(fā)動機冷卻液溫度信號，作為燃油噴射控制和發(fā)動機的修正信號。8.車速傳感器〔VSS〕車速傳感器檢測汽車行駛速度，給ECU提供車速信號〔SPD信號〕，用于巡航控制和限速斷油控制，也是自動變速器的主控制信號。9.氧傳感器〔O2S〕氧傳感器用來檢測汽車排氣中的氧含量，向ECU輸送空燃比的反響信號，進行噴油量的閉環(huán)控制。10.爆燃傳感器〔KS〕爆燃傳感器用來檢測汽油機是否爆燃及爆燃強度，將此信號輸入ECU，可作為點火正時控制的修正〔反響〕信號。11.起動開關〔STA〕發(fā)動機起動時，通過起動開關給ECU提供一個起動信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。12.空調開關〔A/C〕又稱空調信號空調信號用來檢測空調壓縮機是否工作，空調信號與空調壓縮機電磁離合器的電源在一起，ECU根據(jù)A/C信號控制發(fā)動機怠速時點火提前角、怠速轉速和斷油轉速等，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。13.擋位開關自動變速器由P/N〔停車或空擋〕擋位掛入其他擋位時，發(fā)動機負荷將有所增加，擋位開關向ECU輸入信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。14.制動燈開關在制動時，由制動燈開關向ECU提供制動信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。15.動力轉向開關采用動力轉向裝置的汽車，當轉向盤由中間位置向左右轉動時，由于動力轉向油泵工作而使發(fā)動機負荷加大，此時動力轉向開關向ECU輸入信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。16.巡航〔定速〕控制開關當進入巡航控制狀態(tài)時，由巡航控制開關向ECU輸入巡航控制狀態(tài)信號，由ECU對車速進行自動控制。隨著控制系統(tǒng)應用的日益廣泛及其功能的擴展，傳感器的數(shù)量也將不斷增加，以滿足汽車更高的要求。電子控制單元的根本功能發(fā)動機控制ECU的功能隨車型而異，但都必須有如下根本功能:〔1〕給傳感器提供標準2V、5V、9V或者12V電壓，接收各種傳感器和其他裝置輸入的信息，并將輸入的信息轉換成微機所能接受的數(shù)字信號。〔2〕儲存該車型的特征參數(shù)和運算中所需的有關數(shù)據(jù)信息。〔3〕確定計算輸出指令所需的程序，并根據(jù)輸入信號和相關程序計算輸出指令數(shù)值?！?〕將輸入指令信號和輸出指令信號與標準值進行比擬，確定并儲存故障信息。〔5〕向執(zhí)行元件輸出指令，或根據(jù)指令輸出自身已儲存的信息〔如故障信息等〕。〔6〕自我修正功能〔學習功能〕。執(zhí)行元件的類型在發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中，執(zhí)行元件主要有:噴油器、點火器、怠速控制閥、巡航控制電磁閥、節(jié)氣門控制電動機、EGR閥、進氣控制閥、二次空氣噴射閥、活性炭罐排泄電磁閥、油泵繼電器、風扇繼電器、空調壓縮機繼電器、自診斷顯示與報警裝置、儀表顯示器等。第2章汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)2.1電控燃油噴射系統(tǒng)概述燃油噴射系統(tǒng)的根本概念燃油噴射式是根據(jù)直接或間接測量空氣的進氣量，確定燃燒所需的汽油量并通過控制噴油量開啟時間來進行精確配制，使一定量的汽油以一定的壓力通過噴油器噴射到發(fā)動機的進氣道或汽缸內與相應空氣形成可燃混合氣。燃油噴射系統(tǒng)的分類1.按控制裝置的控制方式分類按控制裝置的控制方式的不同可分為機械控制式燃油噴射系統(tǒng)〔K型〕、機電混合控制式燃油噴射系統(tǒng)〔K-E型〕和電控燃油噴射系統(tǒng)〔EFI〕三類。按燃油噴射位置不同可分為缸內噴射和缸外噴射。缸外噴射按噴油器安裝部位又可分為單點噴射〔SPI〕和多點噴射〔MPI〕?！?〕單點噴射是指在進氣總管中的節(jié)流閥體內設置一只〔或兩只〕噴油器，對各缸實行集中噴射如圖2-4〔a〕所示?！?〕多點噴射多點噴射是在每缸進氣門前分別設置一噴油器，實行各缸分別供油。多點噴射因其控制精度高而被廣泛使用，如圖2-4〔b〕所示。圖2-4單點噴射和多點噴射示意圖1—燃料;2—空氣;3—節(jié)氣門;4—進氣歧管;5—噴油器;6—發(fā)動機4.按燃油噴射方式分類按燃油噴射方式不同可分為連續(xù)噴射和間歇噴射?！?〕連續(xù)噴射是指在發(fā)動機運轉期間汽油被連續(xù)不斷地噴射，其噴油量的大小取決于燃油系統(tǒng)壓力的上下。〔2〕間歇噴射間歇噴射又稱脈沖噴射，是指在發(fā)動機運轉期間汽油被間斷地噴射。如圖2-5所示。圖2-5噴油器噴射時序5.按空氣量的計量方式分類電控燃油噴射系統(tǒng)按對空氣量的計量方式不同可分為進氣歧管壓力計量式〔D型〕和空氣流量計量式〔L型〕。如圖2-6所示為桑塔納2000GSi型轎車AJR發(fā)動機所用的L型電控燃油噴射系統(tǒng)。圖2-6桑塔納2000GSi型轎車AJR發(fā)動機所用的L型電控燃油噴射系統(tǒng)1—熱線式空氣流量計;2—電子控制單元〔ECU〕;3—電動燃油泵;4—節(jié)氣門控制器;5—怠速電機〔與節(jié)氣門控制單元一體〕;6—進氣溫度傳感器;7—油壓調節(jié)器;8—噴油器;9—爆燃傳感器;10—汽油濾清器;11—點火線圈;12—氧傳感器;13—冷卻液溫度傳感器;14—轉速傳感器電控燃油噴射系統(tǒng)的組成及工作原理電控燃油噴射系統(tǒng)一般由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)三大局部組成。如圖2-7所示為常見電控燃油噴射系統(tǒng)在汽車上的安裝情況及零件分配圖，如圖2-8所示為電控燃油噴射系統(tǒng)的操作原理圖。圖2-7電控燃油噴射系統(tǒng)在汽車上的安裝情況及零件分配圖1—噴油器;2—燃油壓力調節(jié)器;3—輔助空氣閥;4—汽油濾清器;5—溫度時間開關;6—水溫傳感器;7—冷起動噴油器;8—空氣流量計;9—節(jié)氣門;10—進氣溫度傳感器;11—節(jié)氣門位置傳感器;12—電控單元;13—降壓電阻;14—電動汽油泵;15—汽油緩沖器圖2-8電控燃油噴射系統(tǒng)的操作原理圖1—油箱;2—汽油濾清器;3—電動汽油泵;4—輔助空氣閥;5—汽油緩沖器;6—燃油壓力調節(jié)器;7—冷起動噴油器;8—水溫傳感器;9—噴油器;10—溫度時間開關;11—節(jié)氣門位置傳感器;12—怠速控制閥;13—空氣流量計;14—進氣溫度傳感器;15—旁通空氣道調整螺釘;16—空氣濾清器;17—電子控制單元;18—點火線圈;19—點火開關;20—EFI繼電器;21—電動汽油泵繼電器1.空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)的功用是根據(jù)發(fā)動機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節(jié)?？諝夤┙o系統(tǒng)主要由空氣流量計或進氣歧管絕對壓力傳感器、進氣溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進氣歧管、輔助空氣閥及空氣濾清器等組成。2.燃油供給系統(tǒng)燃油供給系統(tǒng)是根據(jù)電控單元的驅動信號，以恒定的壓差將一定數(shù)量的汽油噴入進氣管。燃油供給系統(tǒng)主要由油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、燃油壓力調節(jié)器、燃油分配管、噴油器等組成。3.電子控制系統(tǒng)電子控制系統(tǒng)由電控單元〔ECU〕、傳感器、執(zhí)行器等組成，它的主要功能是采集發(fā)動機的工況信號，計算確定最正確的噴油量、噴油時刻以及點火時刻，還具有故障診斷功能，可保存故障代碼，并通過故障指示燈輸出故障代碼。其根本原理如圖2-9所示。圖2-9電子控制系統(tǒng)根本原理圖2.2進氣系統(tǒng)主要元件的構造與檢修進氣系統(tǒng)的組成與類型根據(jù)測量空氣流量的方式不同，進氣系統(tǒng)可分為質量流量式進氣系統(tǒng)〔用于L型EFI系統(tǒng)〕、速度密度式進氣系統(tǒng)〔用于D型EFI系統(tǒng)〕和節(jié)流速度式進氣系統(tǒng)三種。質量流量式進氣系統(tǒng)如圖2-10所示為質量流量式進氣系統(tǒng)結構圖，該進氣系統(tǒng)利用空氣流量計直接測量吸入的空氣量，通常用測得的空氣流量與發(fā)動機轉速的比值作為計算噴油量的標準。圖2-10質量流量式進氣系統(tǒng)結構圖1—空氣濾清器;2—空氣流量計;3—節(jié)氣門體;4—節(jié)氣門;5—進氣總管〔穩(wěn)壓箱〕;6—噴油器;7—進氣歧管;8—輔助空氣閥節(jié)氣門裝在節(jié)氣門體上，控制進入各缸的空氣量，在該總成上還裝有空氣閥。當溫度低時空氣閥翻開，局部附加空氣進入進氣總管，以提高怠速轉速，加快暖機過程〔亦稱快怠速〕。在裝有怠速控制閥〔ISCV〕的發(fā)動機上，由ISCV來完成空氣閥的作用。速度密度式進氣系統(tǒng)速度密度式進氣系統(tǒng)是利用進氣歧管絕對壓力傳感器測得進氣歧管中的絕對壓力，然后根據(jù)絕對壓力值和發(fā)動機轉速來推算出每一循環(huán)發(fā)動機吸入的空氣量。速度密度式進氣系統(tǒng)組成如圖2-11所示，它與質量流量式進氣系統(tǒng)的主要差異是用進氣歧管絕對壓力傳感器代替了空氣流量計。圖2-11速度密度式進氣系統(tǒng)組成1—進氣歧管絕對壓力傳感器;2—發(fā)動機;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3.節(jié)流速度式進氣系統(tǒng)節(jié)流速度式進氣系統(tǒng)是利用節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉速來間接計算進氣質量的。進氣系統(tǒng)主要零部件的結構1.空氣濾清器電控燃油噴射發(fā)動機的空氣濾清器與一般發(fā)動機的空氣濾清器相同，在此不再作詳細介紹。2.空氣流量計空氣流量計安裝在空氣濾清器和節(jié)氣門之間，用來測量進入汽缸內空氣量的多少，然后，將進氣量信號轉換成電氣信號輸入電控單元，由電控單元計算出噴油量，控制噴油器向節(jié)氣門室〔進氣管〕噴入與進氣量成最正確比例的燃油。圖2-12葉片式空氣流量計的結構圖1—電位計;2—電動汽油泵觸點〔可動〕;3—進氣溫度傳感器;4—電動汽油泵固定觸點;5—測量板〔葉片〕;6—怠速調整螺釘〔1〕葉片式空氣流量計如圖2-12所示是葉片式空氣流量計的結構圖，如圖2-13所示是葉片式空氣流量計的空氣通道，如圖2-14所示是葉片式空氣流量計的電位計局部結構圖。葉片式空氣流量計由測量板〔葉片〕、緩沖板、阻尼室、旁通空氣道、怠速調整螺釘、回位彈簧等組成，此外內部還設有電動汽油開關及進氣溫度傳感器等。圖2-13葉片式空氣流量計的空氣通道1—旁通空氣道;2—進氣溫度傳感器;3—閥門;4—阻尼室;5—緩沖板;6—主空氣通道;7—測量板〔葉片〕圖2-14葉片式空氣流量計的電位計局部結構圖1—空氣進口;2—電動汽油泵觸點;3—平衡塊;4—回位彈簧;5—電位計局部;6—空氣出口葉片式空氣流量計的電位計是以電位變化來檢測空氣量的裝置，它與空氣流量計測量板同軸安裝，能把因測量板開度而產(chǎn)生的滑動電阻變化轉換為電壓信號，并送給電子控制單元，如圖2-15〔a〕、圖2-15〔b〕所示是電位計與測量板的安裝關系及葉片式空氣流量計的工作原理圖。圖2-15電位計與測量板的安裝關系及葉片式空氣流量計的工作原理1—電位計;2—自空氣濾清器來的空氣;3—到發(fā)動機的空氣;4—測量板;5—電位計滑動觸頭;6—旁通空氣道葉片式空氣流量計的電位計內部電路如圖2-16所示，電位計檢測空氣量有電壓比與電壓值兩種方式。圖2-16電位計內部電路1—電動汽油泵開關;2—電位計葉片式空氣流量計的電壓輸出形式有兩種，一種是電壓值US隨進氣量的增加而降低;另一種那么是電壓值US隨進氣量的增加而升高，如圖2-17所示。圖2-17葉片式空氣流量計的電壓輸出形式〔2〕卡門旋渦式空氣流量計卡門旋渦式空氣流量計按照檢測方式不同，可以分為反光鏡檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計和超聲波檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計兩種。如圖2-18所示為反光鏡檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計結構圖及輸出脈沖信號波形，這種卡門旋渦式空氣流量計是把卡門旋渦發(fā)生器兩側的壓力變化，通過導壓孔引向由薄金屬制成的反光鏡外表，使反光鏡產(chǎn)生振動，反光鏡一邊振動，一邊將發(fā)光二極管射來的光反射給光電晶體管，這樣旋渦的頻率在壓力作用下轉換成鏡面的振動頻率，鏡面的振動頻率通過光電耦合器轉換成脈沖信號。圖2-18反光鏡檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計結構圖及輸出脈沖信號波形1—反光鏡;2—發(fā)光二極管;3—鋼板彈簧;4—空氣流;5—卡門旋渦;6—旋渦發(fā)生體7—壓力導向孔;8—光電晶體管;9—進氣管路;10—支承板圖2-19超聲波檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計結構圖1—整流柵;2—旋渦發(fā)生體;3—旋渦穩(wěn)定板;4—信號發(fā)生器〔超聲波發(fā)射頭〕;5—超聲波發(fā)生器;6—通往發(fā)動機;7—卡門旋渦;8—超聲波接收器;9—與旋渦數(shù)對應的疏密聲波;10—整形放大電路;11—旁通空氣道;12—通往計算機;13—整形成矩形波〔脈沖〕如圖2-19所示為超聲波檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計結構圖，這種空氣流量計是利用卡門旋渦引起的空氣疏密度變化進行測量的，用接收器接收連續(xù)發(fā)射的超聲波信號，因接收到的信號隨空氣疏密度的變化而變化，由此即可測得旋渦頻率，從而測得空氣流量?！?〕熱線式空氣流量計〔熱膜式空氣流量計〕熱線式空氣流量計有三種形式:一種是把熱線和進氣溫度傳感器都放在進氣主通路的取樣管內，稱為主流測量式，其結構如圖2-20〔a〕所示;另一種是把熱線纏在繞線管上并把它和進氣溫度傳感器都放在旁通空氣道內，稱為旁通測量式，其結構如圖2-20〔b〕所示。第三種熱線式空氣流量計的發(fā)熱體不是熱線而是熱膜，其結構如圖2-20〔c〕所示。?！?〕真空度-轉速式〔壓感式〕空氣流量計〔進氣歧管壓力傳感器〕真空度-轉速式〔壓感式〕空氣流量計，從某種角度上講，它并不是空氣流量計，僅是一只進氣歧管壓力傳感器，但由于其功用仍是測量進入發(fā)動機汽缸的進氣量。圖2-20熱線式空氣流量計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—插接器;7—熱金屬線和冷金屬線;8—陶瓷螺線管;9—接控制回路;10—進氣溫度傳感器〔冷金屬線〕;11—旁通空氣道;12—主通氣路;13—通往發(fā)動機;14—熱膜;15—金屬網(wǎng)式和半導體式兩種。如圖2-21所示為真空膜盒式進氣歧管壓力傳感器的結構圖，該傳感器由真空膜盒〔兩個〕、隨著膜盒膨脹和收縮可左右移動的鐵心、與鐵心聯(lián)動的差動變壓器以及在大氣壓力差作用下可在膜盒工作區(qū)間進行功率擋與經(jīng)濟擋轉換的膜片構成，傳感器被膜片分為左右兩個氣室。圖2-21真空膜盒式進氣歧管壓力傳感器的結構圖1—大氣壓力側;2—歧管負壓側;3—印刷線路板;4—回位彈簧;5—差動變壓器;6—鐵心;7—中空膜盒;8—膜片;9—膜盒支點如圖2-22所示為半導體式進氣歧管壓力傳感器的結構圖，它由半導體壓力轉換元件〔硅片〕與過濾器組成。該傳感器的主要元件是一片很薄的硅片，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真空窗以傳感壓力，如圖2-23〔a〕所示。硅片中的四個電阻連接成惠斯通電橋形式，如圖2-23〔b〕所示。圖2-22半導體式進氣歧管壓力傳感器的結構圖1—真空室;2—硅片;3—輸出端子;4—過濾器圖2-23半導體式壓力傳感器硅膜片的結構及電路1—硅片;2—硅;3—真空管;4—硼硅酸玻璃片;5—二氧化硅膜;6—應變電阻;7—金屬塊;8—穩(wěn)壓電源;9—差動放大器〔1〕多點式〔MPI〕節(jié)氣門體節(jié)氣門體位于空氣流量計和發(fā)動機之間的進氣管上，與駕駛員的加速踏板聯(lián)動，是使進氣通道變化，從而控制發(fā)動機運轉工況的裝置，如圖2-24所示為節(jié)氣門體的外觀和結構原理圖。節(jié)氣門體包括控制進氣量的節(jié)氣門通道和怠速運行的旁通空氣道，節(jié)氣門位置傳感器也裝在節(jié)氣門軸上，用來檢測節(jié)氣門開度。圖2-24節(jié)氣門體的外觀和結構原理圖1—怠速調整螺釘;2—旁通通道;3—節(jié)氣門;4—節(jié)氣門軸;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)氣門位置傳感器;11—輔助空氣閥;12—通冷卻水管路;13—緩沖器〔2〕單點式〔SPI〕節(jié)氣門體SPI式節(jié)氣門體較MPI式節(jié)氣門體結構復雜，主要是在SPI式節(jié)氣門體內還裝有集中供油用的主噴油器、壓力調節(jié)器和節(jié)氣門位置傳感器。主噴油器只有一個，它裝在節(jié)氣門殼體的上部，所噴出的燃油供給發(fā)動機各缸使用，如圖2-25所示是SPI式節(jié)氣門體結構圖。圖2-25SPI式節(jié)氣門體結構圖1—空氣閥;2—壓力調節(jié)器;3—節(jié)氣門;4—通往油箱;5—自空氣濾清器來的空氣;6—噴油器;7—來自電動汽油泵;8—調節(jié)螺釘;9—通往發(fā)動機4.空氣閥發(fā)動機冷起動時，溫度低，摩擦阻力大，暖機時間長?？諝忾y的作用是在發(fā)動機低溫起動時，可通過空氣閥為發(fā)動機提供額外的空氣〔此局部空氣也由空氣流量計計量〕，保持發(fā)動機怠速穩(wěn)定運轉，使發(fā)動機起動后迅速暖車，從而縮短暖車時間?！?〕雙金屬片調節(jié)式空氣閥雙金屬片調節(jié)式空氣閥的結構及工作原理如圖2-27所示，它由雙金屬元件、加熱線圈和空氣閥等組成，旁通空氣空道截面積的大小由雙金屬片控制回轉控制閥門來決定。圖2-26由空氣閥構成的空氣通道1—通往發(fā)動機的空氣;2—進氣歧管;3—空氣閥;4—怠速螺釘;5—自空氣濾清器來的空氣;6—節(jié)氣閥;7—緩沖罐〔穩(wěn)壓箱〕圖2-27雙金屬片調節(jié)式空氣閥的結構及工作原理1—加熱線圈;2—接空氣進氣歧管;3—閥門;4—接空氣濾清器;5—銷;6—雙金屬片如圖2-28所示是雙金屬片調節(jié)式空氣閥的空氣量調節(jié)范圍曲線，當環(huán)境溫度為20℃圖2-28雙金屬片調節(jié)式空氣閥的空氣量調節(jié)范圍曲線〔環(huán)境溫度為20℃〔2〕石蠟調節(jié)式空氣閥石蠟調節(jié)式空氣閥，根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度，控制空氣通路面積。如圖2-29〔a〕所示是這種一體化結構的總體構成。當發(fā)動機處于低溫狀態(tài)時，冷卻液溫度低，石蠟體積收縮，閥門在外彈簧作用下翻開，如圖2-29〔b〕所示，空氣流經(jīng)閥門從旁通空氣道進入進氣管。發(fā)動機暖車后，冷卻液溫度升高，石蠟體積膨脹變大，推動空氣閥克服內彈簧的彈力向左移動，將空氣閥關閉，截斷空氣通道，如圖2-29〔c〕所示。圖2-29石蠟調節(jié)式空氣閥的結構與工作原理1—怠速調整螺釘;2—自空氣濾清器來的空氣;3—節(jié)氣門;4—至進氣總管;5—感溫器;6—閥門;7—冷卻水流;8—彈簧;9—空氣閥柱塞5.怠速控制閥怠速控制閥不僅集中了節(jié)氣門和由怠速調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)動機實際工況來改變怠速時流入發(fā)動機的空氣量。6.真空調節(jié)器真空調節(jié)器結構如圖2-30〔a〕所示，當汽車急減速〔發(fā)動機制動〕時，進氣管真空度突然增加，真空調節(jié)器內的A腔真空度上升，吸起膜片向上抬，將真空調節(jié)器控制閥翻開，把一局部空氣送入進氣壓力緩沖器內，從而可以抑制進氣管真空度劇增，防止發(fā)動機瞬時熄火。如圖2-30〔b〕所示是真空調節(jié)器的效果曲線圖，使用真空調節(jié)器后，可以在汽車急減速時，保證進氣管真空度曲線平滑過渡，減少進氣管真空度的波動幅度，維持發(fā)動機轉速平穩(wěn)。圖2-30真空調節(jié)器的結構與效果曲線圖1—通往進氣緩沖器;2—膜片;3—通進氣管;4—閥門;5—進氣閥;6—A腔;7—裝真空調節(jié)器時的進氣管真空度曲線;8—無真空調節(jié)器時的曲線;9—急減速狀態(tài)2.3燃油供給系統(tǒng)主要元件的構造與檢修燃油系統(tǒng)的框圖及系統(tǒng)構成如圖2-31所示，它主要由油箱、電動汽油泵、燃油壓力調節(jié)器、汽油濾清器、噴油器、冷起動噴油器和溫度時間開關等構成。圖2-31燃油系統(tǒng)的框圖及系統(tǒng)構成1—油箱;2—電動汽油泵;3—燃油濾清器;4—噴油總管;5—噴油器;6—冷起動噴油器;7—接進氣歧管;8—燃油壓力調節(jié)器;9—回油管;10—各缸進氣歧管;11—吸入空氣燃油濾清器燃油濾清器是把含在汽油中的氧化鐵、粉塵等固體夾雜物質除去，防止燃油系統(tǒng)堵塞，減小機械磨損，確保發(fā)動機穩(wěn)定運轉，提高可靠性。其結構如圖2-32〔a〕所示。濾芯元件一般采用菊花形和盤簧形兩種結構，如圖2-32〔b〕所示。盤簧形結構具有單位體積過濾面積大的特點。圖2-32燃油濾清器電動汽油泵電動汽油泵有兩種安裝方式:一種是在油箱外，安裝在輸送管路中的外裝串聯(lián)式;另一種是安裝在油箱中的內裝式。從結構形式分，電動汽油泵有滾柱式、旋渦式和次擺線式三種，其分類情況如下:EFI用電動汽油泵外裝串聯(lián)式——滾柱式內裝式滾柱式旋渦式次擺線式目前電動汽油泵一般都安裝在汽車的油箱內，如圖2-33所示。圖2-33油箱內安裝的電動汽油泵1—進油濾網(wǎng);2—電動汽油泵;3—隔振橡膠;4—支架;5—汽油出油管;6—小油箱;7—油箱;8—回油管1.外裝串聯(lián)式電動汽油泵這種電動汽油泵安裝在油箱外，它主要由油泵驅動電機和滾柱式油泵組成，如圖2-34所示。圖2-34外裝串聯(lián)式電動汽油泵1—阻尼穩(wěn)壓器;2—單向閥;3—泵室;4—吸入口;5—平安閥;6—油泵驅動電動機;7—排出口;8—膜片;9—轉子;10—泵套;11—滾柱2.內裝式電動汽油泵內裝式電動汽油泵因其安裝在油箱內，所以噪音小，同串聯(lián)式電動汽油泵相比，它不易產(chǎn)生氣阻和燃油漏泄。圖2-35內裝旋渦式電動汽油泵1—出油閥;2—平安閥;3—電刷;4—電樞;5—磁極;6—葉輪;7—濾網(wǎng);8—泵蓋;9—泵殼;10—葉片溝槽;11—蝸輪內裝式電動汽油泵具有泵油量大，泵油壓力較高〔可達600kPa以上〕、供油壓力穩(wěn)定、運轉噪聲小、使用壽命長等優(yōu)點，所以，應用最為廣泛。3.電動汽油泵控制電路電動汽油泵的控制包括油泵開關控制和油泵轉速控制。如圖2-36〔a〕所示為采用內部裝有電動汽油泵開關觸點的空氣流量計電動汽油泵控制電路圖。無論是采用卡門旋渦式還是采用熱線式空氣流量計，都是用如圖2-36〔b〕所示的ECU的晶體管來控制電動汽油泵的供電情況。圖2-36電動汽油泵控制電路〔一〕1—蓄電池;2—點火線圈開關;3—主繼電器;4—斷路繼電器;5—空氣流量計;6—電動汽油泵;7—輸入回路;8—后備集成電路;9—分電器控制電路如圖2-37〔a〕所示，ECU根據(jù)發(fā)動機轉速和負荷控制油泵繼電器工作，當發(fā)動機中小負荷低轉速運轉時，觸點B閉合，油泵電路中串入電阻器5使油泵轉速降低;當大負荷高轉速時，ECU發(fā)出信號切斷油泵繼電器，A點閉合，使油泵轉速升高。圖2-37電動汽油泵控制電路〔二〕1—點火開關;2—主繼電器;3—斷路繼電器;4、11—油泵繼電器;5—電阻器;6—油泵開關;7—電動汽油泵;8—蓄電池;9—機油壓力開關;10—發(fā)電機開關如圖2-37〔b〕所示為帶有自動保護功能的電動汽油泵控制電路，該電路能在點火開關處于“斷開”位置時，發(fā)動機的機油壓力為零，或發(fā)電機不轉動時，電動汽油泵不工作，從而防止汽油噴出而引起火災。燃油壓力調節(jié)器燃油壓力調節(jié)器的作用是控制噴油器的噴油壓力保持為255kPa的恒定值，使發(fā)動機在各種負荷和轉速下，都能精確地進行噴油控制。圖2-38燃油壓力調節(jié)器的結構1—彈簧室;2—彈簧;3—膜片;4—燃油室;5—回油閥;6—殼體;7—真空管接頭燃油壓力調節(jié)器的結構如圖2-38所示，它由金屬殼體構成，其內部由膜片分成彈簧室和燃油室兩局部，來自輸油管路的高壓油由入口進入并充滿燃油室，推動膜片，翻開閥門，在設定壓力下和彈簧力平衡，局部燃油經(jīng)回油管流回油箱，輸油管內壓力的大小取決于彈簧的壓力。圖2-39燃油壓力脈動減振器結構1—閥門;2—彈簧;3—膜片;4—來自電動汽油泵;5—輸送管道燃油壓力脈動減振器當噴油器噴射燃油時，在輸送管道內會產(chǎn)生燃油壓力脈動，燃油壓力脈動減振器能夠使燃油壓力脈動衰減，以減弱燃油輸送管道中的壓力脈動傳遞，降低噪聲。如圖2-39所示為燃油壓力脈動減振器結構。噴油器EFI系統(tǒng)中使用的噴油器是電磁式的，噴油器通過絕緣墊圈安裝在進氣歧管或進氣通道附近的缸蓋上，并用輸油管將其位置固定，根據(jù)ECU提供的噴射信號進行燃油噴射。1.對噴油器的要求〔1〕具有良好的霧化能力和適當?shù)膰婌F形狀;〔2〕具有良好的流量特性;〔3〕具有良好的防積炭功能;〔4〕使用壽命長;〔5〕結構簡單。2.噴油器的種類根據(jù)燃油噴射類型不同，噴油器可分為SPI用噴油器〔圖2-40〕和MPI用噴油器〔圖2-41〕;按結構形式不同，噴油器可分為從噴油器下部供油方式〔圖2-40〕和從噴油器上部供油方式〔圖2-41〕兩種;以噴油器噴口形式來區(qū)分，可分為針閥型和孔型兩種〔圖2-41〕。圖2-40噴油器下部供油方式1—燃油出口;2—燃油入口圖2-41噴油器上部供油方式3.噴油器的結構與工作原理如圖2-42所示是噴油器的結構圖，在筒狀外殼內裝有電磁線圈、柱塞、回位彈簧和針閥等。柱塞和針閥裝成一體，在回位彈簧壓力作用下，針閥緊貼閥座，將噴孔封閉。另外，為防止油中所含雜質影響針閥動作，設有濾清器，為適應不同應用場合，設有調整針閥行程的調整墊片。圖2-42噴油器的結構圖1—燃油接頭;2—電插頭;3—電磁線圈;4—銜鐵;5—行程;6—閥體;7—殼體;8—針閥;9—凸緣部;10—調整墊片;11—彈簧;12—濾清器圖2-43噴油器附加電阻1—噴油器附加電阻;2—如圖2-43所示，在控制噴油器的電磁線圈電路中串聯(lián)一只附加電阻后，流過電磁線圈的電流受到限制而減少，從而可以提高噴油器電磁線圈的響應特性。附加電阻有如下兩種串聯(lián)方式。如圖2-44〔a〕、圖2-44〔b〕所示是多缸發(fā)動機每缸噴油器都分別串聯(lián)一只附加電阻。圖2-44噴油器附加電阻1—附加電阻;2—噴油器;3—噴射信號如圖2-44〔c〕、圖2-44〔d〕所示是共用式附加電阻，對于偶數(shù)多缸發(fā)動機，首先把汽缸分為兩組，然后每一組汽缸噴油器共用一只附加電阻。5.噴油器的噴霧特性噴油器所噴燃油的霧化情況和油束形狀對發(fā)動機工作影響很大，如果油束形狀合理，霧化效果好，那么發(fā)動機就會獲得冷起動性好、怠速平穩(wěn)、排污少的效果。對于SPI系統(tǒng)，由于噴油器安裝在節(jié)氣門附近，燃油噴出后，在進氣管中有較長時間的霧化過程，故所需燃油壓力較低;而對于MPI系統(tǒng)，噴油器一般安裝在進氣管或汽缸蓋上，因為是朝向進氣門噴射燃油，霧化時間短，為保證良好的霧化，應使油壓相應提高。圖2-45雙孔式噴油器的結構圖〔2TZ-FE型發(fā)動機〕1—針閥;2—電線插座;3—電磁線圈2.冷起動噴油器冷起動噴油器是一種裝在進氣總管中央部位進行燃油輔助噴射的電磁閥式噴油閥，冷起動噴油器的結構如圖2-46所示，冷起動噴油器由燃料入口插接器、電線接頭、電磁線圈、可動磁芯、旋渦噴油嘴等組成。為了提高向各汽缸分配燃油的均勻性，有的冷起動噴油器上設有兩個旋渦式噴油嘴，其結構如圖2-48所示，其安裝如圖2-47〔b〕所示。圖2-46冷起動噴油器的結構圖1—旋渦噴油嘴;2—噴射管道;3—閥;4—電磁線圈;5—電線接頭;6—燃油入口插接器;7—旋渦噴油嘴構造;8—閥座;9—可動磁芯;10—彈簧圖2-47冷起動噴油器的安裝圖1—冷起動噴油器;2—進氣;3—進氣總管;4—進氣歧管圖2-48兩個旋渦噴油嘴的冷起動噴油器結構圖1—彈簧;2—電磁線圈;3—電線插座;4—柱塞1.溫度時間開關控制溫度時間開關的結構如圖2-49〔a〕所示，它主要由雙金屬片、加熱線圈及搭鐵觸點等構成。由于其工作工況是由發(fā)動機溫度和起動電流共同決定的，因此它應裝在能反映發(fā)動機溫度的位置上。當發(fā)動機溫度較低時，溫度時間開關的觸點閉合，當點火開關處于“STA”位置時，電流按圖2-49〔b〕中箭頭方向流動，使冷起動噴油器噴油。發(fā)動機起動后，點火開關轉至“ON”位置時，冷起動噴油器停止噴油。在起動過程中，假設起動機運轉時間過長，有可能使火花塞被淹濕。但由于電流流過加熱線圈，使雙金屬片受熱彎曲，觸點斷開〔圖2-49〔c〕〕，電流不再流經(jīng)冷起動噴油器，因而可防止火花塞被淹濕。同時，加熱線圈②進一步加熱雙金屬片，以免觸點再次閉合。。圖2-49溫度時間開關結構圖及與冷起動噴油器的工作原理1—電線接頭;2—釘形殼體;3—雙金屬片;4—加熱線圈;5—搭鐵觸點;6—蓄電池;7—點火開關;8—線圈①;9—線圈②;10—溫度時間開關ECU控制冷起動噴油器的電路如圖2-50所示，為了改善發(fā)動機冷起動性能，在使用溫度時間開關控制的同時，ECU還可以根據(jù)冷卻液溫度對冷起動噴油器的噴油時間進行控制。圖2-50ECU控制冷起動噴油器的電路圖1—溫度時間開關;2—冷起動噴油器;3—水溫傳感器2.4電控系統(tǒng)主要元件的構造與檢修電控系統(tǒng)的功用是接收來自表示發(fā)動機工作狀態(tài)的各個傳感器輸送來的信號，根據(jù)ECU內預存的程序加以比擬和修正，決定噴油量和點火提前角。如圖2-51所示是與電控燃油噴射控制有關的主要控制系統(tǒng)部件的構成圖。圖2-51與電控燃油噴射控制有關的主要控制系統(tǒng)部件的構成圖1—斷路繼電器;2—主繼電器;3—起動裝置;4—電動汽油泵;5—油箱;6—汽油濾清器;7—蓄電池;8—曲軸位置傳感器〔分電器〕;9—點火開關;10—點火線圈;11—大氣壓力傳感器;12—空氣濾清器;13—進氣溫度傳感器;14—空氣流量計;15—冷起動噴油器;16—空氣閥;17—節(jié)氣門位置傳感器;18—燃油壓力調節(jié)器;19—氧傳感器;20—溫度時間開關;21—冷卻液溫度傳感器傳感器1.水溫傳感器水溫傳感器安裝在發(fā)動機節(jié)溫器出水口附近，它的功用是檢測發(fā)動機冷卻液溫度。發(fā)動機在運轉過程中，混合氣濃度需根據(jù)發(fā)動機溫度的上下進行修正，并采用水溫傳感器向ECU輸送溫度信號。水溫傳感器的結構如圖2-52〔a〕所示，它由封閉在金屬盒內的對溫度變化非常敏感的負溫度系數(shù)熱敏電阻〔NTC電阻〕構成，利用電阻值的變化來檢測冷卻液的溫度。熱敏電阻的特性如圖2-52〔b〕所示，冷卻液溫度越低電阻值越大，冷卻液溫度越高電阻值越小。將該傳感器的信號輸入到ECU，就可以根據(jù)冷卻液溫度進行噴油量的控制。冷卻液溫度傳感器與ECU的連接電路如圖2-52〔c〕所示。圖2-52水溫傳感器結構、熱敏電阻特性及與ECU的連接電路1—NTC電阻;2—外殼;3—電線接頭;4—水溫傳感器;5—接蓄電池端;6—電控單元〔ECU〕;7—水溫信號2.進氣溫度傳感器進氣溫度傳感器的功能是檢測發(fā)動機吸入〔進入空氣流量計〕的空氣溫度，并將空氣溫度信號轉變成ECU能識別的電信號傳送給ECU，它根據(jù)進氣溫度的上下，做不同程度的額外噴油。圖2-53〔a〕所示是進氣溫度傳感器的剖面圖，圖2-53〔b〕所示是進氣溫度傳感器與ECU的連接電路圖。圖2-53進氣溫度傳感器剖面圖及與ECU的連接電路1—導線;2—空氣流量計殼體;3—熱敏電阻;4—進氣溫度傳感器3.曲軸位置傳感器和發(fā)動機轉速傳感器檢測發(fā)動機轉速及曲軸轉角位置，需要采用發(fā)動機轉速傳感器和曲軸位置傳感器。具有這種功能的傳感器形式很多，其中使用最多的是電磁式傳感器、光電式傳感器和霍爾效應式傳感器?！?〕電磁式傳感器這種傳感器可用于測定曲軸、凸輪軸和分電器驅動軸的轉動位置，用來控制點火和燃油噴射時間或測量發(fā)動機轉速。如圖2-54所示的復合轉子和耦合線圈構成。下面以四缸四行程發(fā)動機為例，就檢測特定汽缸曲軸轉角基準位置〔如壓縮上止點〕進行說明。圖2-54G、N耦合線圈安裝圖1—轉子G;2—耦合線圈G1;3—耦合線圈G2;4—轉子N;5、9—耦合線圈N;6—轉子G、Ne;7—耦合線圈G1、G2;8—分電器安裝在分電器軸〔分電器轉1圈曲軸轉2圈〕上的具有一個凸起局部的轉子G與分電器軸一起轉動時，由于轉子和耦合線圈G1、G2之間的磁隙不斷發(fā)生變化，在各個耦合線圈上，相對分電器每轉1圈，就會產(chǎn)生一個電壓脈沖。通過合理設計，使轉子G的凸起局部在一缸及四缸壓縮上止點時，最靠近耦合線圈G1、G2。這樣，通過檢測G1、G2耦合線圈的電壓變化，就可以知道一缸、四缸的壓縮上止點位置。圖2-55〔a〕為G1、G2產(chǎn)生的電壓信號實例。圖2-55〔b〕所示，利用信號G和信號N的組合，就可以檢測特定汽缸的曲軸轉角位置，把G、N信號輸入ECU，即可決定滿足發(fā)動機多種運轉條件的噴油量及噴油時刻。圖2-55曲軸轉角信號〔2〕光電式傳感器圖2-56〔a〕所示是光電式曲軸轉角傳感器的工作原理圖，位于光敏二極管對面的是作為光源的發(fā)光二極管，在它們之間有一個能斷續(xù)遮光的轉盤。圖2-56光電式曲軸轉角傳感器的工作原理與結構圖1—輸出信號;2—光敏二極管;3—發(fā)光二極管;4—電源;5—轉盤;6—轉子頭蓋;7—密封蓋;8—波形電路;9—第一缸120°信號縫隙;10—1°信號縫隙;11—120°信號縫隙圖2-56〔b〕、圖2-56〔c〕所示為六缸發(fā)動機用分電器內的光電式曲軸轉角傳感器的結構，它由發(fā)光二極管和光敏二極管組合來檢測帶縫隙的轉盤的旋轉位置，安裝在分電器內〔或凸輪軸前部〕。它決定分組噴射控制及電子點火控制曲軸每轉兩轉的供油正時和點火正時。〔3〕霍爾效應式傳感器如圖2-57所示，磁場中有一個霍爾半導體片，恒定電流I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產(chǎn)生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。如圖2-57所示的方法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用做點火正時傳感器。圖2-57霍爾效應式傳感器1—霍爾半導體元件;2—永久磁鐵;3—擋隔磁力線的葉片4.車速傳感器車速傳感器主要有舌簧開關型和光電耦合型兩種形式，下面主要以舌簧開關型為例講述其原理。舌簧開關型車速傳感器可用于檢測汽車速度〔裝在組合儀表內〕，如圖2-59〔a〕所示，也可用于指示曲軸位置〔裝在分電器內〕，如圖2-59〔b〕所示。圖2-59舌簧開關型車速傳感器1—磁鐵;2—至轉速表軟軸;3—舌簧開關;4—分電器軸舌簧開關傳感器工作原理如圖2-61〔a〕、圖2-61〔b〕所示，觸點的磁性與磁鐵近側極性相反，從而使舌簧開關觸點靠本身磁性吸引，使開關導通。磁鐵隨轉速表軟軸轉動后，當只有一端靠近舌簧開關時，觸點那么不受磁力線影響，觸點分開。這樣，兩個舌簧開關在轉速表軟軸上的磁鐵作用下，相互以180°的夾角進行通、斷變換，把汽車行駛速度信息輸入ECU，舌簧開關與ECU的連接電路如圖2-61〔c〕所示。圖2-61舌簧開關傳感器的工作原理及ECU的連接電路圖1—數(shù)字式儀表;2—舌簧開關;3—磁鐵;4—ECU;5—至其他計數(shù)裝置5.節(jié)氣門開度傳感器節(jié)氣門開度傳感器的作用是測量節(jié)氣門在全閉還是在全開的位置，將節(jié)氣門的開閉狀態(tài)信號輸送給ECU，可以滿足節(jié)氣門不同開度狀態(tài)的噴射量控制。節(jié)氣門開度傳感器通常有三種形式，分別是:線性式節(jié)氣門開度傳感器，開關式節(jié)氣門開度傳感器，編碼式節(jié)氣門開度傳感器?！?〕線性式節(jié)氣門開度傳感器如圖2-62〔a〕所示為線性式節(jié)氣門開度傳感器的結構圖，傳感器有兩個同節(jié)氣門聯(lián)動的可動電刷觸點，一個觸點可在位于基板上的電阻體上滑動，利用電阻值的變化，測量與節(jié)氣門開度相對應的線性輸出電壓，根據(jù)輸出的電壓值，可知道節(jié)氣門的開度?！?〕開關式節(jié)氣門開度傳感器如圖2-63〔a〕所示是開關式節(jié)氣門開度傳感器的結構圖，該傳感器由安裝在節(jié)氣門體上并與節(jié)氣門軸聯(lián)動的凸輪、可檢測出怠速位置的怠速觸點、可檢測出全開位置的全開觸點〔也叫功率觸點〕以及沿導向凸輪溝槽移動的可動觸點等構成。圖2-63〔b〕為開關式節(jié)氣門開度傳感器的結構簡圖。圖2-63〔c〕所示是開關式節(jié)氣門開度傳感器的輸出特性。圖2-62線性式節(jié)氣門開度傳感器1—電阻體;2—檢測節(jié)氣門開度用的電刷;3—檢測節(jié)氣門全關閉的電刷;Vcc—電源端子;VTA—節(jié)氣門開度輸出端子;IDL—怠速觸點;E1—地線;4—怠速觸點開關;5—滑動觸頭;6—節(jié)氣門開度傳感器圖2-63開關式節(jié)氣門開度傳感器1—導向凸輪;2—節(jié)氣門軸;3—控制桿;4—可動觸點;5—怠速觸點;6—全開觸點〔功率觸點〕;7—導線插頭;8—導向凸輪槽;9—全開觸點信號;10—怠速觸點信號;11—節(jié)氣門開度傳感器如圖2-63〔c〕所示，節(jié)氣門全關時，可動觸點和怠速觸點接觸，可以檢測出節(jié)氣門的全關閉狀態(tài)，即輸出高電平〔5V或12V〕，否那么輸出0V。假設節(jié)氣門的開度較大〔如50°以上〕，可動觸點和全開觸點〔功率觸點〕接觸，可以檢測節(jié)氣門的大開度狀態(tài)，即可輸出高電平，否那么輸出0V。圖2-64編碼式節(jié)氣門開度傳感器〔3〕編碼式節(jié)氣門開度傳感器編碼式節(jié)氣門開度傳感器的結構如圖2-64所示，它是通過印制電路板上的編碼圖形與外部驅動軸運動并在圖形上滑動的觸點，來檢測出節(jié)氣門回轉角的。如圖2-65〔a〕所示為怠速回轉時節(jié)氣門開度傳感器狀態(tài)，此時，如IDL觸點處于閉合，即可檢測出怠速狀態(tài)。如圖2-65〔b〕所示為加速回轉時節(jié)氣門開度傳感器狀態(tài)，此時，加速觸點與印制電路板的加速線路Acc1與Acc2交替處于閉合、翻開狀態(tài)。對于在一定時間內的急加速，與信號檢出的同時，ECU進行非同步噴射控制，以提高加速容量。如圖2-65〔c〕所示為高負荷回轉時節(jié)氣門開度傳感器狀態(tài)，在節(jié)氣門翻開一定程度時，功率觸點〔PSW〕處于閉合狀態(tài)，即可檢測出高負荷狀態(tài)。如圖2-65〔d〕所示為減速回轉時節(jié)氣門開度傳感器狀態(tài)，此時加減速檢測觸點處于翻開狀態(tài)，ECU不進行非同步噴射控制。6.爆燃傳感器〔在第3章介紹〕7.氧傳感器〔在第4章介紹〕8.大氣壓力傳感器檢測大氣壓力需采用大氣壓力傳感器，同第二節(jié)中所述的測定進氣管壓力的半導體式進氣歧管壓力傳感器一樣，測定大氣壓力大多采用根據(jù)壓電效應制成的半導體式壓力傳感器。圖2-65各運轉狀態(tài)下節(jié)氣門開度傳感器的狀態(tài)1—加減速檢測觸點ON;2—加減速檢測觸點OFF圖2-66主繼電器的結構1—線圈;2—滑閥〔可動鐵心〕;3—調整塊;4—觸點繼電器1.主繼電器主繼電器的作用是使包括ECU在內的電控燃油噴射系統(tǒng)的各部件不受電源干擾和電壓脈沖的影響。主繼電器一般多采用滑閥型，圖2-66所示是主繼電器的結構圖，圖2-67〔a〕所示為不裝步進電動機式怠速控制閥的主繼電器電源電路。圖2-67〔b〕所示是裝有步進電動機式怠速控制閥的主繼電器電源電路，主繼電器由ECU控制。采用雙回路點火開關的汽車，使用單觸點式主繼電器，具體接線如圖2-68〔a〕所示。采用單回路點火開關的汽車，使用雙觸點式主繼電器，其具體接線如圖2-68〔b〕所示，這些電路圖對檢修電路極有參考價值。圖2-67主繼電器的電源電路1—點火開關;2—主繼電器;3—ECU圖2-68主繼電器接線圖1—點火開關;2—一般電器設備;3—接ECU和電動汽油泵;4—單觸點式主繼電器;5—接噴油器和火花塞2.斷路繼電器斷路繼電器是控制電動汽油泵的繼電器，該繼電器的作用是使電動汽油泵只有在發(fā)動機運轉時才工作，即當點火開關接通，但發(fā)動機不運轉時，油泵停止泵油。如圖2-69所示為斷路繼電器的結構和電路圖。圖2-69斷路繼電器的結構和電路圖1—可動片;2—線圈;3—觸點K發(fā)動機控制單元〔ECU〕發(fā)動機控制單元根據(jù)各種傳感器送來的信號，確定滿足發(fā)動機運轉狀態(tài)所需的燃油噴射量，并根據(jù)該噴射量去控制噴油器的噴射時間。圖2-70是ECU的構成框圖。圖2-70ECU的構成框圖1—傳感器;2—模擬信號;3—輸入回路;4—A/D轉換器;5—輸出回路;6—執(zhí)行元件;7—微機;8—數(shù)字信號;9—ROM-RAM記憶裝置電控系統(tǒng)噴油器與供油正時控制燃油噴射式發(fā)動機所需燃油靠噴油器供給。各種類型汽車執(zhí)行元件噴油器的控制電路大同小異，如圖2-71所示為桑塔納2000系列轎車噴油器的控制電路。圖2-71桑塔納2000系列轎車噴油器的控制電路〔括號內代號為桑塔納2000GSi型轎車ECU插座端子代號〕供油正時的控制供油正時就是指噴油器何時開始噴油。根據(jù)燃油噴射時序的不同，多點燃油噴射系統(tǒng)又可分為同時噴射的控制、分組噴射的控制和順序噴射的控制三種噴射方式。1.同時噴射的控制多點燃油同時噴射就是各缸噴油器同時噴油，其控制電路如圖2-72〔a〕所示，各缸噴油器并聯(lián)在一起，電磁線圈中的電流由一只功率三極管VT驅動控制。噴油器控制信號波形如圖2-72〔b〕所示。由于各缸同時噴油，因此供油正時與發(fā)動機進氣—壓縮—做功—排氣工作循環(huán)無關，如圖2-72〔c〕所示。圖2-72多點燃油同時噴射控制電路與正時關系2.分組噴射的控制多點燃油分組噴射就是將噴油器噴油分組進行控制，一般將四缸發(fā)動機分成兩組，六缸發(fā)動機分成三組，八缸發(fā)動機分成四組。四缸發(fā)動機分組噴射的控制電路如圖2-73〔a〕所示。供油正時關系如圖2-73〔b〕所示。3.順序噴射的控制多點燃油順序噴射控制就是各缸噴油器按照一定的順序噴油。由于各缸噴油器獨立噴油，因此也叫獨立噴射，控制電路如圖2-74〔a〕所示。圖2-73多點燃油分組噴射控制電路與正時關系在順序噴射的控制中，發(fā)動機工作一個循環(huán)〔曲軸轉2圈720°〕，各缸噴油器按照特定的順序依次噴油一次，供油正時關系如圖2-74〔d〕所示。圖2-74多點燃油順序噴射控制電路與正時關系噴油量的控制噴油量的控制大致可分為起動控制、根本噴油量控制、加減速控制、怠速控制和空燃比反響控制等。1.發(fā)動機起動時噴油量的控制發(fā)動機起動時，起動機驅動發(fā)動機運轉，其轉速很低〔50r/min左右〕且波動較大，導致反映進氣量的空氣流量信號或進氣壓力信號誤差較大。因此，在發(fā)動機冷起動時，ECU不是以空氣流量傳感器信號或進氣壓力信號作為計算噴油量的依據(jù)的，而是按照可編程只讀存儲器中預先編制的起動程序和預定空燃比控制噴油。起動控制采用開環(huán)控制，ECU首先根據(jù)點火開關、曲軸位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感器提供的信號，判定發(fā)動機是否處于起動狀態(tài)，以便決定是否按起動程序控制噴油，然后根據(jù)冷卻液溫度傳感器信號確定根本噴油量。2.發(fā)動機起動后噴油量的控制在發(fā)動機運轉過程中，噴油器的總噴油量由根本噴油量、噴油修正量和噴油增量三局部組成，如圖2-76所示。根本噴油量由進氣量傳感器〔空氣流量傳感器或歧管壓力傳感器〕和曲軸位置傳感器〔發(fā)動機轉速傳感器〕信號計算確定;噴油修正量由與進氣量有關的進氣溫度、大氣壓力、氧傳感器等傳感器信號和蓄電池電壓信號計算確定;噴油增量由反映發(fā)動機工況的點火開關信號、冷卻液溫度和節(jié)氣門位置等傳感器信號計算確定。圖2-76噴油量控制示意圖〔1〕根本噴油量的控制根本噴油量〔或根本噴油時間〕是在標準大氣狀態(tài)〔溫度為20℃〔2〕噴油修正量的控制①ECU根據(jù)空氣溫度和大氣壓力等信號，對噴油量〔噴油時間〕進行修正，使發(fā)動機在各種運行條件下，都能獲得最正確的噴油量。②空燃比的修正為了提高發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和降低廢氣的排放，在工況不同時，其空燃比也不相同。③空燃比反響修正電控發(fā)動機都配裝了三元催化轉換器和氧傳感器，借助于安裝在排氣管上的氧傳感器反響的空燃比信號，對噴油脈沖寬度進行反響優(yōu)化控制。④蓄電池電壓修正噴油器的電磁線圈為感性負載，其電流按指數(shù)規(guī)律變化，因此當噴油脈沖到來時，噴油器閥門開啟和關閉都將滯后一定時間，為此必須進行修正?！?〕噴油增量的控制增量是在一些特殊工況下〔如暖機、加速等〕，為加濃混合氣而增加的噴油量。。加濃的程度可表示為:①起動后增量②暖機增量③加速增量。斷油控制斷油控制是電腦在一些特殊工況下，暫時中斷燃油噴射，以滿足發(fā)動機運轉中的特殊要求。它包括以下幾種斷油控制方式:超速斷油是在發(fā)動機轉速超過允許的最高轉速時，由電腦自動中斷噴油，以防止發(fā)動機超速運轉，造成機件損壞，也有利于減小燃油消耗量，減少有害物排放。2.減速斷油控制減速斷油控制過程是由電腦根據(jù)節(jié)氣門位置、發(fā)動機轉速、水溫等運轉參數(shù)，作出的綜合判斷。在滿足一定條件時，電腦執(zhí)行減速斷油控制。3.溢油消除起動時燃油噴射系統(tǒng)向發(fā)動機提供很濃的混合氣。假設屢次轉動起動馬達后發(fā)動機仍未起動，淤集在汽缸內的濃混合氣可能會浸濕火花塞，使之不能跳火。這種情況稱為溢油或淹缸。此時駕駛員可將油門踏板踩到底，并轉動點火開關，起動發(fā)動機。電腦在這種情況下會自動中斷燃油噴射，以排除汽缸中多余的燃油，使火花塞枯燥。裝有電子控制自動變速器的汽車在行駛中自動升擋時，控制變速器的電腦會向燃油噴射系統(tǒng)的電腦發(fā)出減扭矩信號。燃油噴射系統(tǒng)的電腦在收到這一減扭矩信號時，會暫時中斷個別汽缸〔如2、3缸〕的噴油，以降低發(fā)動機轉速，從而減輕換擋沖擊。第3章汽油機電控點火系統(tǒng)3.1電控點火系統(tǒng)的功能點火提前角的控制圖3-1點火提前角對發(fā)動機性能的影響A—不點火;B—點火過早;C—點火適當;D—點火過遲點火時刻對發(fā)動機的影響很大。如圖3-1所示。假設點火過早，那么活塞還在向上止點移動過程中，氣體壓力已到達很大數(shù)值。這時氣體壓力作用的方向與活塞運動的方向相反，此時有效功減小，發(fā)動機功率也將減小。因此，應當在活塞到達上止點之前點火，使氣體壓力在活塞位置相當于曲軸轉到上止點后10°～15°時到達最高值。點火時曲軸的曲拐位置與壓縮行程結束活塞在上止點時曲拐位置之間的夾角，稱為點火提前角。通常把發(fā)動機發(fā)出功率最大和油耗率最小的點火提前角稱為最正確點火提前角。最正確點火提前角除了保證發(fā)動機的動力性和燃料的經(jīng)濟性外，還必須保證排放污染最小。發(fā)動機工況不同，需要的最正確點火提前角也不相同。圖3-2點火提前角的計算2.點火提前角的計算微機控制的點火提前角由初始點火提前角、根本點火提前角和修正點火提前角組成，如圖3-2所示?！?〕初始點火提前角初始點火提前角又稱為固定點火提前角，其值的大小取決于發(fā)動機的形式，并由曲軸位置傳感器的初始位置決定，一般為上止點前6°～12°?！?〕根本點火提前角根本點火提前角是發(fā)動機最主要的點火提前角，是設計微機控制點火系統(tǒng)時確定的點火提前角?！?〕修正點火提前角為使實際點火提前角適應發(fā)動機的運轉狀況，以便得到良好的動力性、經(jīng)濟性和排放性能，必須根據(jù)相關因素〔如冷卻液溫度、進氣溫度、開關信號等〕適當增大或減小點火提前角，即對點火提前角進行必要的修正。修正點火提前角的工程有多有少，主要有暖機修正、怠速穩(wěn)定性修正、空燃比反響修正和過熱修正。3.點火提前角的控制為了說明微機控制的點火系統(tǒng)的工作過程，下面以四缸發(fā)動機點火時刻為例說明。設該發(fā)動機判缸信號在上止點前BTDC105°時產(chǎn)生、曲軸轉速2000r/min時最正確點火提前角為上止點前BTDC30°，如圖3-9所示。圖3-9點火提前角的控制過程通電時間的控制通電時間是指大功率管的導通時間，即點火線圈初級繞組的通電時間。如圖3-10所示為蓄電池電壓與通電時間的修正曲線。圖3-10蓄電池電壓與通電時間的修正曲線在實際控制中，ECU是將導通時間轉換成曲軸轉角進行控制的，因此通電時間控制又稱為閉合角控制。3.2電控點火系統(tǒng)的組成與工作原理電控汽油機點火系統(tǒng)的類型按點火系統(tǒng)結構和開展過程可分為:傳統(tǒng)點火系統(tǒng)和計算機控制的點火系統(tǒng)。在傳統(tǒng)點火系統(tǒng)中有:〔1〕觸點式點火系統(tǒng)?！?〕晶體管輔助點火系統(tǒng)。〔3〕無觸點式電子點火系統(tǒng)。無觸點式電子點火系統(tǒng)按點火觸發(fā)信號產(chǎn)生的方式不同又可分為:①磁感應式。②光電式。③霍爾效應式。電控點火系統(tǒng)根本組成與工作原理電控點火系統(tǒng)主要由電源、傳感器、電控單元ECU、點火控制器、點火線圈、分電器〔有分電器電控系統(tǒng)〕、各種控制開關以及火花塞等組成。1.電源電源一般由蓄電池和發(fā)電機共同組成，主要是給點火系統(tǒng)提供電能。2.傳感器傳感器主要用來檢測與點火有關的發(fā)動機的工況信息，并將檢測結果輸入ECU，作為計算和控制點火時刻的依據(jù)。雖然各型汽車采用的傳感器的類型、數(shù)量、結構及安裝位置不盡相同，但是其作用都大同小異，而且這些傳感器大多與燃油噴射系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)等電子控制系統(tǒng)共用。傳感器主要由凸輪軸位置〔上止點位置〕傳感器、曲軸位置〔曲軸轉速與轉角〕傳感器、空氣流量傳感器、節(jié)氣門位置〔負荷〕傳感器、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、車速傳感器、爆燃傳感器、各種控制開關、點火控制器以及火花塞等組成，如圖3-11所示。圖3-11微機控制點火系統(tǒng)的組成〔1〕凸輪軸位置〔上止點位置〕傳感器是確定曲軸基準位置和點火基準的傳感器。該傳感器在曲軸旋轉至某一特定的位置〔如1缸上止點點火在上止點前某一確定的角度〕時，輸出一個脈沖信號，ECU將這一脈沖信號作為計算曲軸位置的基準信號，再利用曲軸轉角信號計算出曲軸任一時刻所處的具體位置。凸輪軸位置和曲軸位置信號是保證ECU控制電子點火系統(tǒng)正常工作的最根本的信號。〔2〕空氣流量傳感器是確定進氣量大小的傳感器?？諝饬髁啃盘栞斎隕CU后，除了用于計算根本噴油時間之外，還用做負荷信號來計算和讀取根本點火提前角?！?〕進氣溫度傳感器信號反映發(fā)動機吸入空氣的溫度。〔4〕節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門開啟角度轉化為電信號輸入ECU，ECU利用該信號和車速傳感器信號來綜合判斷發(fā)動機所處的工況〔怠速、中等負荷、大負荷、減速〕，并對點火提前角進行修正?！?〕爆燃傳感器用于點火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)。ECU根據(jù)爆燃傳感器輸出的信號來判斷發(fā)動機是否發(fā)生爆燃，從而對點火提前角進行修正。3.電控單元〔ECU〕電控單元〔ECU〕既是燃油噴射控制系統(tǒng)的控制中心，也是點火控制系統(tǒng)的控制中心。在ECU的只讀存儲器〔ROM〕中，除存儲有監(jiān)控和自檢等程序之外，還存儲有由臺架試驗測定的該型發(fā)動機在各種工況下的最正確點火提前角。4.點火控制器點火控制器又稱點火電子組件、點火器或功率放大器，是微機控制點火系統(tǒng)的功率輸出級，它接收ECU輸出的點火控制信號并進行功率放大，以便驅動點火線圈工作。有分電器電控點火系統(tǒng)微機控制點火系統(tǒng)按點火線圈高壓電分配方式可分為機械配電方式和電子配電方式。機械配電方式是指分火頭將高壓電分配至分電器蓋旁電極，再通過高壓線輸送到各缸火花塞的傳統(tǒng)配電方式。采用機械配電方式分配高壓電的點火系統(tǒng)稱為有分電器點火系統(tǒng)。無分電器電控點火系統(tǒng)電子配電方式是指在點火控制器控制下，點火線圈的高壓電按照一定的點火順序，直接加在火花塞上的直接點火方式。采用電子配電方式分配高壓電的點火系統(tǒng)稱為無分電器電控點火系統(tǒng)DIS〔DistributorlessIgnitionSystem〕，無分電器電控點火系統(tǒng)主要有以下兩種類型。1.同時點火方式同時點火是指點火線圈每產(chǎn)生一次高壓電，都使兩個汽缸的火花塞同時跳火，即雙缸同時點火。次級繞組產(chǎn)生的高壓電將直接加在四缸發(fā)動機的1、4缸或2、3缸〔六缸發(fā)動機的1、6缸、2、5缸或3、4缸〕，火花塞電極上跳火。雙缸同時點火時，一個汽缸處于壓縮行程末期，是有效點火;另一個處于排氣行程末期，缸內溫度較高而壓力很低，火花塞電極間隙的擊穿電壓很低，對有效點火汽缸火花塞的擊穿電壓和火花放電能量影響很小，是無效點火。曲軸旋轉一轉后，兩缸所處行程恰好相反。雙缸同時點火時，高壓電的分配有二極管分配和點火線圈分配兩種形式。2.單獨點火的控制點火系統(tǒng)采用單獨點火方式時，每一個汽缸都配有一個點火線圈，且直接安裝在火花塞上方，其根本組成和工作原理和同時點火方式相同。單獨點火的優(yōu)點是省去了高壓線，點火能量損耗進一步減少，此外，所有高壓部件都可安裝在發(fā)動機汽缸蓋的金屬屏蔽罩內，點火系統(tǒng)對無線電的干擾可大幅降低。爆燃控制系統(tǒng)1.爆燃控制系統(tǒng)組成圖3-15爆燃控制系統(tǒng)組成利用點火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠有效地控制點火提前角，從而使發(fā)動機工作在爆燃的臨界狀態(tài)。帶有爆燃控制的點火提前角閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖3-15所示，由傳感器、帶通濾波電路、信號放大電路、整形濾波電路、比擬基準電壓形成電路、積分電路、點火提前角控制電路和點火控制器等組成。2.爆燃的判別常用的方法是，將發(fā)動機無爆燃時的傳感器輸出電壓與產(chǎn)生爆燃時的輸出電壓進行比擬，從而得出結論。〔1〕基準電壓確實定最簡單的方法如圖3-16所示，首先對傳感器輸出信號進行濾波和半波整流，利用平均電路求得信號電壓的平均值，然后再乘以常數(shù)倍即可形成基準電壓UB，平均值的倍數(shù)由設計制造時的試驗確定。圖3-16基準電壓確實定方法〔2〕爆燃強度的判別確定爆燃強度常用的方法如圖3-17所示，首先利用基準電壓值對傳感器輸出信號進行整形處理，然后對整形后的波形進行積分，求得積分值Ui。當積分值Ui超過基準電壓UB時，ECU將判定發(fā)動機發(fā)生爆燃。圖3-17爆燃強度的判別3.爆燃的控制爆燃控制系統(tǒng)是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)爆燃傳感器信號，從存儲器中查尋相應的點火提前角控制點火時刻，控制結果由爆燃傳感器反響到ECU輸入端，再由ECU對點火提前角進行修正，控制過程如圖3-15所示。3.3電控點火系統(tǒng)主要元件的構造和維修3汽車電子點火控制器的組成汽車電子點火控制器又稱為汽車無觸點電子點火控制器〔簡稱無觸點電子點火器或無觸點電子點火組件〕。汽車電子點火控制器用來將傳感器輸入的交變信號脈沖進行整形、放大，轉變?yōu)辄c火控制信號，經(jīng)開關型功率晶體三極管放大后控制點火線圈初級繞組的通斷和點火系統(tǒng)的工作。點火控制器內部主要由汽缸判別、閉合角控制、恒流控制、平安信號控制等電路組成。如圖3-18所示。在有分電器的電控點火系統(tǒng)中，點火線圈一般都與分電器組裝在一起，稱之為整體式點火組件，如圖3-19所示。圖3-18點火控制器內部電路組成圖3-19整體式點火組件1—墊片;2—電容器;3—導線夾;4—分電器蓋;5—點火器;6—分電器殼體;7—點火線圈防塵罩;8—分電器電纜;9—分火頭;10—點火線圈在無分電器電控點火系統(tǒng)中，點火線圈一般單獨安裝在點火控制器附近，如圖3-20所示。圖3-20無分電器電控點火系統(tǒng)點火控制器位置1—點火控制器;2—點火線圈電子點火控制器的檢查方法有以下幾種控制:〔1〕外觀檢查法〔2〕測量輸入電阻法〔3〕用干電池檢查法〔4〕用試燈檢查法點火線圈點火線圈實際上就是一種升壓變壓器，其作用就是將蓄電池或發(fā)電機輸出的低壓升高到15kV～20kV，供火花塞產(chǎn)生高壓電火花。1.點火線圈的類型根據(jù)點火線圈鐵心的形狀和磁路的不同，常將點火線圈分為開磁路點火線圈和閉磁路點火線圈兩類?！?〕開磁路點火線圈開磁路點火線圈由矩形硅鋼片疊成的鐵心、初級繞組、次級繞組等組成，其結構及其磁路圖如圖3-24所示。圖3-24開磁路點火線圈結構及其磁路圖〔2〕閉磁路點火線圈閉磁路點火線圈與開磁路點火線圈在結構上的明顯差異是鐵心。閉磁路點火線圈采用了“口”字形或“日”字形鐵心而不是條形鐵心，其顯著特點是初、次級繞組在磁路上耦合緊密，即耦合系數(shù)大，可達0.95～0.98。圖3-25是閉磁路點火線圈結構及其磁路圖。圖3-25閉磁路點火線圈結構及其磁路圖2.點火線圈的檢測方法〔1〕外觀檢查查看點火線圈外外表，如發(fā)現(xiàn)其膠木蓋裂損、接線柱松動、滑絲、外殼變形、工作時溫度過高、填充物外溢或高壓插座接觸不良等現(xiàn)象時，說明其質量不良，應更換新件?！?〕點火線圈絕緣性能檢查用萬用表R×10kΩ擋檢查，將兩表筆分別接點火線圈初級繞組接線線柱和外殼，正常情況其絕緣電阻應為∞，否那么應更換新件?！?〕點火線圈初級繞組的檢查用萬用表R×1Ω擋，測量點火線圈兩低壓接線柱間的電阻?！?〕點火線圈次級繞組的檢查用萬用表R×1Ω擋，測量點火線圈正極和高壓端之間的電阻，其阻值一般在5kΩ～15kΩ之間。爆燃傳感器爆燃傳感器是點火時刻閉環(huán)控制必不可少的重要部件，其功用是將發(fā)動機爆燃信號轉換為電信號傳遞給ECU，ECU根據(jù)爆燃信號對點火提前角進行修正，從而使點火提前角保持最正確。按檢測發(fā)動機缸體振動頻率的檢測方式不同，爆燃傳感器可分為共振型和非共振型兩種。汽車用爆燃傳感器按結構不同可分為電感式和壓電式兩種。1.電感式爆燃傳感器〔1〕電感式爆燃傳感器結構特點電感式爆燃傳感器為共振型爆燃傳感器，主要由感應線圈、伸縮桿、永久磁鐵和殼體組成。〔2〕電感式爆燃傳感器工作原理當發(fā)動機產(chǎn)生振動時，傳感器的伸縮桿就會隨之產(chǎn)生振動，感應線圈中的磁通量就會發(fā)生變化。由電磁感應原理可知，線圈中就會感應交變電動勢，即傳感器就有信號電壓輸出，輸出電壓上下取決于發(fā)動機的振動強度和振動頻率。如圖3-27所示為電感式爆燃傳感器輸出波形。圖3-27電感式爆燃傳感器輸出波形2.壓電式爆燃傳感器〔1〕壓電式非共振型爆燃傳感器非共振型壓電式爆燃傳感器的結構如圖3-28所示，主要由套筒、壓電元件、慣性配重、塑料殼體和接線插座等組成。圖3-28壓電式非共振型爆燃傳感器的結構圖1—套筒底座;2—絕緣墊圈;3—壓電元件;4—慣性配重;5—塑料殼體;6—固定螺栓;7—接線插座;8—電極壓電元件的信號輸出端就會輸出與振動頻率和振動強度有關的交變電壓信號，如圖3-29所示。圖3-29轉速不同時壓電式非共振型爆燃傳感器輸出波形圖3-30壓電式火花塞座金屬墊圈型爆燃傳感器結構圖1—火花塞;2—墊圈;3—爆燃傳感器;4—汽缸墊3.檢測〔1〕桑塔納2000GLi型轎車爆燃傳感器的檢測當爆燃傳感器發(fā)生故障時，發(fā)動機ECU能檢測到有關信息，并使發(fā)動機進入故障應急狀態(tài)下運行。利用專用的V.A.G1551或V.A.G1552故障閱讀儀，通過診斷插座可以讀取此故障的有關信息。檢修爆燃傳感器時，可用萬用表電阻OHM×100kΩ或R×10kΩ擋檢測傳感器電阻。檢測時，斷開點火開關，拔下傳感器線束插頭，檢測結果應當符合表3-1規(guī)定。〔2〕桑塔納2000GSi，捷達AT、GTX型轎車爆燃傳感器的檢測桑塔納2000GSi，捷達AT、GTX型轎車爆燃傳感器電路連接及插頭和插座上端子位置如圖3-31所示，檢修時用萬用表電阻OHM×100kΩ或R×10kΩ擋檢測傳感器電阻。檢測時，斷開點火開關，拔下傳感器線束插頭，檢測結果應當符合表3-2規(guī)定。圖3-31爆燃傳感器電路連接及插頭和插座上端子位置結構圖點火控制電路1.桑塔納2000GLi型轎車點火電路桑塔納2000GLi型轎車無觸點晶體管點火系統(tǒng)主要由內裝霍爾傳感器的分電器、點火控制器、點火線圈、火花塞等組成，如圖3-32所示。點火過程大致可分為下面三個階段:圖3-32桑塔納2000GLi型轎車無觸點晶體管點火電路〔1〕當霍爾傳感器輸出接通信號時，點火控制器接通點火線圈初級繞組，蓄電池提供低壓電路電流?！?〕當霍爾傳感器輸出斷路信號時，點火控制便切斷點火線圈初級繞組，低壓電流及其產(chǎn)生的磁場立即消失?！?〕高壓電流經(jīng)過分電器送到各缸火花塞時，高壓電經(jīng)火花塞的中心電極，擊穿中心電極與旁電極之間的火花塞間隙，進入旁電極。在擊穿火花塞間隙時，點燃火花塞附近的可燃混合氣，完成強制點火功能。2.豐田花冠轎車電子點火電路豐田花冠〔Corolla〕轎車采用的是分電器電控點火系統(tǒng)，它主要由點火開關、分電器、電子點火控制器、點火線圈以及火花塞組成。3.豐田皇冠轎車電子點火電路豐田皇冠轎車采用的是無分電器電控點火系統(tǒng)，如圖3-34所示。圖3-34豐田皇冠轎車電子點火電路其根本的工作原理如下:〔1〕來自曲軸位置傳感器的信號曲軸位置傳感器由G1、G2及Ne三個線圈組成，其功能是判別汽缸、檢測曲軸的轉角以及決定點火時刻的原始設定位置。〔2〕ECU輸出信號ECU通過曲軸位置傳感器接收到G1、G2、Ne信號，向點火控制器輸出IGf、IGdA、IGdB三個信號。〔3〕點火控制器點火控制器內有汽缸判別、閉合角控制、恒流控制、平安信號等電路，其主要功能是接收IGf、IGdA、IGdB信號，并依次驅動各個點火線圈工作。另外，它還向ECU輸入平安信號〔IGf〕?！?〕平安信號IGf平安信號是將點火控制器斷續(xù)點火線圈的初級電流的信號反響給ECU的信號，使點火控制器具有平安功能。第4章汽車機輔助控制系統(tǒng)4.1怠速控制系統(tǒng)怠速控制系統(tǒng)概述1.怠速控制系統(tǒng)的功能怠速是指節(jié)氣門關閉，油門踏板完全松開，且發(fā)動機對外無功率輸出并保持最低轉速穩(wěn)定運轉的工況。怠速控制系統(tǒng)的功能是根據(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。圖4-1怠速控制系統(tǒng)的組成1—冷卻液溫度信號;2—A/C開關信號;3—空擋位置開關信號;4—轉速信號;5—節(jié)氣門位置信號;6—車速信號;7—執(zhí)行元件2.怠速控制系統(tǒng)的組成怠速控制系統(tǒng)主要由傳感器、ECU和執(zhí)行元件三局部組成，如圖4-1所示。3.怠速控制的方法怠速控制的實質就是對怠速工況下的進氣量進行控制。在發(fā)動機集中控制系統(tǒng)中，控制怠速進氣量的方法可分為兩種根本類型:節(jié)氣門直動式和旁通空氣式。如圖4-2所示，節(jié)氣門直動式通過執(zhí)行元件改變節(jié)氣門的最小開度來控制怠速進氣量，而在旁通空氣式怠速控制系統(tǒng)中，設有旁通節(jié)氣門的怠速空氣道，由執(zhí)行元件控制流經(jīng)怠速空氣道的空氣量。圖4-2怠速進氣量控制方式1—節(jié)氣門;2—進氣管;3—節(jié)氣門操縱臂;4—執(zhí)行元件;5—怠速空氣道節(jié)氣門直動式怠速控制器節(jié)氣門直動式怠速控制器的外形及結構圖如圖4-3所示，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。直流電動機可正轉可反轉，當直流電動機通電轉動時，經(jīng)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。圖4