汽車發(fā)動機構造與維修 課件 8.3空氣供給系統(tǒng)

空氣供給系統(tǒng)5.3空氣供給系統(tǒng)的構造與檢修空氣供給系統(tǒng)負責向汽油機提供與發(fā)動機相適應的清潔空氣，同時對流入發(fā)動機氣缸的進氣質量進行直接或間接計量。一、進氣系統(tǒng)作用和組成主要零部件：空氣濾清器、進氣總管、進氣歧管、空氣計量裝置、節(jié)氣門體、節(jié)氣門位置傳感器、怠速控制閥一、進氣系統(tǒng)作用和組成工作情況二、各組成部分的結構原理和檢修（一）空氣計量裝置作用對流入氣缸的氣體質量進行計量，并把空氣流量的信息輸送制ECU。位置L型發(fā)動機系統(tǒng)中，裝在空濾和節(jié)氣門體之間；目前較多的采用熱線式、熱模式空氣流量計。如桑塔納2000Gsi轎車的AJR發(fā)動機就采用了這種空氣流量計。（一）空氣計量裝置1.熱線式空氣流量計（1）結構

熱線式空氣流量計的基本構造如下圖所示。它主要由鉑絲制成的熱線(發(fā)熱體)、溫度補償電阻、控制熱線電流并輸出信號的控制電路、采樣管和流量計殼體等組成。

根據鉑絲熱線在流量計中安裝位置的不同，又分為主流測量方式和旁通測量方式兩種結構形式。（一）空氣計量裝置大排量的發(fā)動機采用主流量檢測方式，排量小的發(fā)動機則采用旁通測量方式。（一）空氣計量裝置⑵、工作原理當空氣流量增加時，RH的溫度下降，阻值↘，電橋失去平衡，放大器A自動給RH增加電流，使RH恢復原來的溫度和阻值。與此同時RA上的電壓增加。

RH具有自潔功能，在發(fā)動機轉速超過1500r/min,關閉點火開關，系統(tǒng)將RH加熱到1000以上保持1s。熱線電阻補償電阻精密電阻（一）空氣計量裝置（3）熱線式空氣流量計的輸出特性

隨著發(fā)動機進氣量增大，其輸出信號電壓越高。（一）空氣計量裝置（4）熱線式空氣流量計的檢測以日產MAXIMA車VG30E發(fā)動機的熱線式空氣流量計為例。1）檢查電路連接情況。檢查空氣流量計與微處理器的連接導線是否正常。插接器連接是否可靠。2）檢查外觀?？礋峤z是否折斷、臟污。護網有無堵塞破損。3）檢查輸出信號①就車檢查。打開點火開關，不起動發(fā)動機，測量端子E、D之間電壓，應為12V。若無電壓，再測E、C間的電壓，如果E、C電壓為12V，說明D端子搭鐵不良。應檢查D與ECU之間的線路或ECU的搭鐵電路。

（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置

測量端子B、D之間電壓，發(fā)動機不起動時應為0.5V；發(fā)動機起動，怠速時應為1.0－1.3V；發(fā)動機轉速達到3000r/min時應為1.8－2.0V。若不符合要求，則要拆下進一步檢查。②車下檢查。拆下空氣流量計，將蓄電池電壓加在D、E端子，然后用萬用表測B、D間電壓：

當有空氣吹入時，其電壓約為2.0～4.0V；當無空氣吹入時，其電壓約為1.6±0.5V（一）空氣計量裝置（5）檢查自清信號。(就車檢測)

①起動發(fā)動機加速至2500r/min以上；②讓發(fā)動機怠速運轉；拆下空氣流量計前的進氣管道及濾清器；③在發(fā)動機熄火5s后，熱線被加熱至發(fā)紅光，并持續(xù)1s。④如果看不到紅輝光，應檢查插接器的12號端子與空氣流量計線束插接器的接線端子F間是否導通；正常情況下應導通，若不通，說明自清電路發(fā)生斷路故障，應檢查線束；如果線束正常則應更換空氣流量計。

注意：有些車型的熱線式空氣流量計無些功能。（一）空氣計量裝置2.熱膜式空氣流量計熱模式空氣流量計是熱線式空氣流量計的改進產品，其結構及工作原理與熱線式空氣流量計基本相同，只是將熱線改為熱膜。（1）構造。發(fā)熱體不直接承受空氣流動所產生的作用力，增加了發(fā)熱體的強度，提高了工作可靠性，且無需加熱清潔電路所以無功能下降情況（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置（2）輸出特性。和熱線式空氣流量計一致。（3）熱模式空氣流量計的檢測。

以桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機熱膜式空氣流量計的檢查為例。1）檢查電路連接情況。檢查空氣流量計與微處理器的連接導線是否正常，以及插接器插接是否可靠。相關端子間的電阻應小于1Ω.2）檢查外觀。檢查防護網、熱膜有無異常

3）就車檢查。①拔下空氣流量計上的導線連接器，起動發(fā)動機,測端子2與搭鐵間電壓，該電壓應大于11.5V；否則應檢查熔絲、油泵繼電器及其連接電路。②打開點火開關，測量端子4與搭鐵間電壓，應為5V、否則應當檢查連接線路和ECU。（一）空氣計量裝置（4）車下檢查。拆下空氣流量計在端子4和搭鐵線間加5V電壓，端子2與搭鐵線間加12V電壓。用電吹風向內吹，測端子5、3之間電壓，觀察其變化，吹風越近電壓越高。（二）進氣歧管絕對壓力傳感器

一般裝于發(fā)動機機艙內，用一根真空管與進氣歧管相接或直接裝在節(jié)氣門后方的進氣歧管上。如下圖所示。1、安裝位置（二）進氣歧管絕對壓力傳感器2、分類分為壓阻效應式、電容式和電感式三種。（1）壓阻效應式。

靈敏度高、尺寸小、成本低、動態(tài)響應和抗振性好。

如圖所示。它由真空室、硅膜片和IC集成放大電路組成。（二）進氣歧管絕對壓力傳感器

壓力轉換元件是利用半導體壓阻效應制成的硅膜片。硅膜片為約3mm的正方形，其中部經光刻腐蝕形成直徑約2mm、厚約50μm的薄膜。在膜片表面規(guī)定位置有四個應變電阻，以惠斯頓電橋方式連接，如下圖所示。通過特殊加工，可使4個電阻應變片處于特殊位置，受到硅膜片應力作用，應變電阻R2、R4的阻值增加ΔR（二）進氣歧管絕對壓力傳感器檢測：以皇冠3.0發(fā)動機所采用的絕對壓力傳感器為例。其ECU連接電路圖：（二）進氣歧管絕對壓力傳感器①檢查電源電壓。點火開關置于“OFF”，拔下進氣歧管絕對壓力傳感器的導線連接器，然后將點火開關置于“ON”，不起動發(fā)動機，用萬用表直流電壓檔測量導線連接器中電源端Vc和接地端E2之間的電壓，其值為5V。如有異常，應檢查進氣歧管絕對壓力傳感器與ECU之間線路是否導通。②檢測輸出信號電壓。點火開關“ON”，不起動發(fā)動機，拆下進氣歧管絕對壓力傳感器和真空軟管。在ECU導線連接器側用萬用表電壓檔測量PIM端子與E2端子之間在大氣壓力狀態(tài)下的輸出電壓，并記錄。然后用真空泵向進氣歧管絕對壓力傳感器內施加真空，從13.3kPa起，每次遞增13.3Kpa，一直增到66.7Kpa。觀察PIM和E2端子建電壓。應當是隨真空度增加而下降。（二）進氣歧管絕對壓力傳感器真空室通進氣歧管（2）電容式進氣壓力傳感器（二）進氣歧管絕對壓力傳感器（3）電感式壓力傳感器（二）進氣歧管絕對壓力傳感器2、結構（二）進氣歧管絕對壓力傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器

節(jié)氣門體裝在空氣流量計和發(fā)動機進氣總管之間的進氣管上。

它由節(jié)氣門、怠速旁通氣道、怠速調節(jié)螺釘、輔助空氣閥等組成，如下圖所示。節(jié)氣門與加速踏板聯動，駕駛員通過加速踏板控制節(jié)氣門開度，對發(fā)動機的輸出功率進行控制。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器觸點式節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器線性式節(jié)氣門位置傳感器綜合式節(jié)氣門位置傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器1.觸點式節(jié)氣門位置傳感器

觸點式節(jié)氣門位置傳感器主要由一個滑動觸點和兩個固定觸點組成，如圖。如滑動觸點（TL）隨節(jié)氣門軸一起轉動，滑動觸點在節(jié)氣門全關（怠速）時與怠速固定觸點（IDL）閉合；在節(jié)氣門接近全開時與全開觸點（PSW）閉合；節(jié)氣門開度在中間位置時，滑動觸點與兩個固定觸點均斷開。ECU根據觸點的閉合情況確定發(fā)動機處于怠速、中等負荷或全負荷工況。觸點開關式節(jié)氣門位置傳感器的輸出特性：節(jié)氣門關閉時：怠速觸點“0”，大負荷觸點“1”，ECU結合車速傳感器信號，如果車速為零，說明處于怠速，就增加噴油量；車速不為零說明處于減速狀態(tài)，控制噴油器停止噴油。節(jié)氣門開度加大：怠速觸點“1”，大負荷觸點“1”。節(jié)氣門接近全開（80％以上）：怠速觸點“1”，大負荷觸點“0”。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器觸點開關式節(jié)氣門位置傳感器的檢測：（1）檢查搭鐵電路。斷開點火開關，拆下插接器，用萬用表測E1端子和車身之間的電阻，其阻值應為0.否則應檢查ECU和E1之間是否導通。（2）檢查工作電壓。接通點火開關，電壓表測另兩端子與車身之間電壓。應為12V。若無電壓，則說明傳感器的電源線有故障。應檢查傳感器電源線、微處理器電源線、主繼電器及熔絲。（3）檢查傳感器。在節(jié)氣門限位螺釘與限位桿之間插入規(guī)定厚度的塞尺，用萬用表歐姆檔測個端子之間是否導通。以下為參考值：（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器2.線性電位計式節(jié)氣門位置傳感器

線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的主要特點是，表示節(jié)氣門開度的輸出電壓與節(jié)氣門開度成線性關系。該傳感器的結構和電路如圖所示。

右圖給出了線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的輸出特性，從圖中可以看到傳感器的輸出電壓隨著節(jié)氣門開度的增大而線性地增大。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器3.綜合式節(jié)氣門位置傳感器

綜合式節(jié)氣門位置傳感器在日本豐田皇冠3.0、凌志LS400等轎車裝用的是由一個電位計和一個怠速觸點組成的綜合式節(jié)氣門位置傳感器，工作原理和檢修方法參閱前兩種節(jié)氣門位置傳感器，其電路如下圖所示。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器用萬用表檢測節(jié)氣門位置傳感器（1）檢查搭鐵。斷開點火開關，檢查E2端子與ECUE2端子之間、ECU與E1之間是否導通。（2）檢查電壓。點火開關“ON”，轉動節(jié)氣門，分別測IDL、VC、VTA三端子與車身間的電壓，參考值如表4－3.（3）檢查傳感器。①怠速觸點導通性檢查：當節(jié)氣門全閉時，IDL－E2應當導通；當氣門打開時，IDL端子和E2端子間應不導通。②檢查線性電位計電阻：VTA-E2間電阻應當隨節(jié)氣門開度加大而增大。

在節(jié)氣門限位螺釘和限位桿之間插入適當厚度的塞尺，測量各端子間的電阻，其值應符合表4－4的要求。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（4）節(jié)氣門位置傳感器的調整擰松節(jié)氣門位置傳感器的兩個固定螺釘，在節(jié)氣門限位桿和限位螺釘之間插入0.50mm的塞尺，同時用萬用表測量IDL與E2導通情況。逆時針轉動節(jié)氣門位置傳感器，使怠速觸點斷開，然后再順時針轉動直到怠速觸點閉合，然后擰緊固定螺釘。再用0.45和0.55mm的塞尺插入，看IDL-E2導通情況。當塞尺為0.45mm時，應導通；0.55mm則應斷開。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（5）用示波器檢測節(jié)氣門位置傳感器①將示波器測頭與電位計式位置傳感器的信號輸出端（下圖中的VT端）連接。

②打開汽車的點火開關或讓發(fā)動機運轉。

③讓節(jié)氣門由關閉位置逐漸開啟直至全開，同時觀察示波器顯示屏上的節(jié)氣門位置傳感器輸出信號的波形。正常波形應為一連續(xù)、平滑的斜線（下圖a）。若測得的信號波形不平滑，有突變（下圖b），則說明該節(jié)氣門位置傳感器有故障。教材163面（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（四）怠速控制裝置怠速空氣提供方式:⑴旁通空氣式

采用這種方式的系統(tǒng)在怠速時節(jié)氣門完全關閉。⑵

節(jié)氣門直動式

怠速時，油門踏板雖然完全松開，但節(jié)氣門并不完全關閉，而是仍通過它提供怠速空氣。旁通空氣式節(jié)氣門直動式作用：對發(fā)動機怠速時的進氣量進行控制。（四）怠速控制裝置1、節(jié)氣門直動式怠速控制機構（1）節(jié)氣門控制組件的構造。①節(jié)氣門定位電位計。安裝在節(jié)氣門體內，是可變電阻式傳感器，將節(jié)氣門開度、節(jié)氣門定位器的信號輸送給ECU。②節(jié)氣門電位計。與加速踏板聯動。③節(jié)氣門定位器。能適當開大或關小節(jié)氣門，是永磁式步進電機。旋轉時，通過減速齒輪機構帶動節(jié)氣門軸轉動。④怠速開關。與節(jié)氣門電位計一起裝在節(jié)氣門軸上。（四）怠速控制裝置2、旁通氣道式怠速控制機構

旁通氣道式怠速控制機構有多種形式，常見的有步進電動機式、旋轉滑閥式、電磁式怠速控制閥三種。（1）步進電機式怠速控制閥1）構造。由步進電機、螺旋機構、閥芯、閥座組成。（四）怠速控制裝置B1-B、A-A1、B-B1、A1-AB1-B、A1-A、B-B1、A-A12）步進電機怠速控制閥的工作原理。步進電機轉動一周，螺桿移動一個螺距。

①步進電機工作原理。（四）怠速控制裝置豐田公司的六線式步進電機（四）怠速控制裝置②步進電機的步進角。電動機的步進角有30°、15°、11.25°、7.5°、2.5°、1.8°例：豐田皇冠3.0的定子分上下兩部分，每部分有8對磁極，組合到一起就是轉一圈前進32步，所占角度11.25°.這種控制閥從全閉到全開共需125步，電動機旋轉四圈。（四）怠速控制裝置3）檢測。以豐田皇冠3.0為例。（四）怠速控制裝置就車檢查①怠速、暖機過程中轉速應達到1500r/min；發(fā)動機達到正常溫度后能恢復正750r/min②發(fā)動機熄火后閥會發(fā)出“咋嘈”的響聲。③點火開關“ON”，然后測ECU的ISC1、ISC2、ISC3、ISC4與E1間電壓。應當為9－14V。若無電壓說明ECU有故障。④測4組繞組電阻值（B1－S1，B1－S3，B2-S2，B2－S4），應為10－30Ω.車下檢查①拆下節(jié)氣門體②在B1、B2端子上接蓄電池正極，然后依次接S1,S2,S3,S4端子搭鐵，此時閥門應當漸閉。③再依次接S4，S3,S2,S1閥門應當漸開。（四）怠速控制裝置（2）旋轉滑閥式怠速控制閥1）構造。2）原理。（四）怠速控制裝置3）檢測。①點火開關“ON”，測ECU的ISC1和ISC2端子對E1端子的標準電壓應為9－14V。②測繞組阻值，應為18.8－28.8Ω.（3）電磁式怠速控制閥1）構造原理。分為占空比型和開關型兩種。2）檢測。①檢查電源電壓。②檢查線圈電阻。測量兩端子間電阻。應為10－15Ω.③工作情況檢查。直接接電源時閥芯應當動作。（四）怠速控制裝置3）檢測。①點火開關“ON”，測ECU的ISC1和ISC2端子對E1端子的標準電壓應為9－14V。②測繞組阻值，應為18.8－28.8Ω.（3）電磁式怠速控制閥1）構造原理。分為占空比型和開關型兩種。2）檢測。①檢查電源電壓。②檢查線圈電阻。測量兩端子間電阻。應為10－15Ω.③工作情況檢查。直接接電源時閥芯應當動作。（五）電子節(jié)氣門電子節(jié)氣門采用柔性連接。使用電纜線