發(fā)動機電子控制系統(tǒng)B.ppt

1、汽車教學網(wǎng) ,(1) 總體結(jié)構(gòu),Mono-Jetronic有多種形式，圖2.37所示即為其中的一種。,該裝置的特點是設(shè)置了帶微機(控制器)的空氣流量計，取代了安裝在車箱內(nèi)儀表板旁的微機。,微機安裝在空氣流量計上有利于減少插接件的數(shù)目，限制了從微機到噴油器因距離遠而造成的能量損耗。,為使微機得到充分冷卻，應使用特種合金制成的微機殼體，以利散熱。,汽車教學網(wǎng) ,圖2.37所示為Mono型汽油噴射系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。,(2) 工作原理,該系統(tǒng)直接測量空氣量，進行間斷噴射；其主要控制變量為空氣量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速。,噴油器與發(fā)動機進氣同步進行燃油噴射，對于4缸發(fā)動機，曲軸每轉(zhuǎn)一周噴油器噴射2次。,壓力調(diào)節(jié)器燃油

2、壓力恒定在0.1MPa，過量的燃油通過噴油器再流回燃油箱，有利于消除噴射裝置在工作時產(chǎn)生的蒸汽泡，易于重新啟動。,汽車教學網(wǎng) ,Mono型汽油噴射系統(tǒng)對于發(fā)動機的不同工況，如冷啟動、暖機、怠速自動調(diào)整、全負荷、加速工況所需要的補充燃油量，要靠控制器接收到的、安裝在發(fā)動機外的各種傳感器向其輸入的信息來確定。,利用噴油器開啟持續(xù)時間使噴油器適應發(fā)動機的各種工況。,汽車教學網(wǎng) ,2.2 電控汽油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,電控汽油噴射系統(tǒng)的基本組成和工作原理在2.1節(jié)已作過詳細介紹，本節(jié)就空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電控系統(tǒng)的主要裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理加以介紹。,2.2.1 空氣供給系統(tǒng),1. 空氣濾清器

3、,空氣濾清器的作用是防止空氣中的灰塵、雜物等隨空氣吸入氣缸，同時還可防止發(fā)動機回火時火焰?zhèn)鞯酵饷妗?汽車教學網(wǎng) ,電控汽油噴射發(fā)動機的空氣濾清器的結(jié)構(gòu)、原理與一般發(fā)動機的空氣濾清器相同，在此不作介紹。,2. 節(jié)氣門體,節(jié)氣門體如圖2.38所示，節(jié)氣門體裝在空氣流量計后方的進氣管上，它包含節(jié)氣門、節(jié)氣門位置傳感器、怠速旁通氣道和調(diào)整螺釘?shù)取?節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門的轉(zhuǎn)軸上。有些車型的節(jié)氣門體上還裝有節(jié)氣門回位緩沖器。,為防止在寒冷地區(qū)使用時節(jié)氣門轉(zhuǎn)動部位結(jié)冰，有些節(jié)氣門體的外圍設(shè)有發(fā)動機冷卻液通道，用以對節(jié)氣門體加溫。,汽車教學網(wǎng) ,有些車型還將怠速控制閥和附加空氣閥等也安裝在節(jié)氣門體上。,

4、由空氣閥在低溫運轉(zhuǎn)時提供附加空氣量，以利快怠速運轉(zhuǎn)和加速暖機?？諝忾y常用的有雙金屬式、石蠟式等。,有關(guān)怠速電子控制內(nèi)容將在后續(xù)章節(jié)介紹。,1) 怠速旁通氣道和怠速調(diào)整螺釘,電控汽油噴射發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門處于完全關(guān)閉位置。,這時經(jīng)過空氣流量計計量過的空氣是通過節(jié)氣門體上的怠速旁通氣道繞過節(jié)氣門進入進氣歧管的，如圖2.39所示。,汽車教學網(wǎng) ,怠速調(diào)整螺釘用以改變旁通氣道的通道面積，從而控制怠速時的進氣量，以調(diào)整怠速轉(zhuǎn)速。,2) 怠速空氣閥,怠速空氣閥的作用是在發(fā)動機低溫運轉(zhuǎn)時，增加進氣量，使發(fā)動機快怠速運轉(zhuǎn)，加強暖機過程，熱機后減少空氣量，使發(fā)動機由快怠速轉(zhuǎn)入穩(wěn)定的怠速運轉(zhuǎn)。,常用的怠速空

5、氣閥有蠟式、雙金屬片式兩種。,(1) 蠟式怠速空氣閥結(jié)構(gòu)與工作原理,蠟式怠速空氣閥由發(fā)動機冷卻水直接加熱而起作用。,汽車教學網(wǎng) ,冷卻水經(jīng)水管進入空氣閥內(nèi)，流經(jīng)蠟盒四周，如圖2.39所示。,當發(fā)動機溫度較低時，蠟盒內(nèi)蠟質(zhì)收縮，閥芯在彈簧作用下，打開旁通氣道，使空氣進入進氣歧管。,隨著發(fā)動機啟動后水溫的升高，蠟盒內(nèi)的蠟質(zhì)受熱不斷膨脹，推動閥芯，逐漸地關(guān)閉旁通氣道，使發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速逐漸恢復正常。,當水溫達80時，空氣閥旁通氣道將完全關(guān)閉。,(2) 雙金屬片式怠速空氣閥,雙金屬片式怠速空氣閥通過雙金屬片帶動閥,汽車教學網(wǎng) ,片，控制旁通氣道的開閉，如圖2.40所示。,發(fā)動機啟動時，雙金屬片使閥片處于

6、開啟狀態(tài)，連通了節(jié)氣門前后的旁通氣道，使節(jié)氣門關(guān)閉時有較多的空氣進入進氣歧管，提高了冷車怠速轉(zhuǎn)速，加速了預熱過程。,在發(fā)動機啟動的同時，電流通過加熱線圈，使雙金屬片受熱變形。,隨著溫度的逐漸升高，閥片隨之緩慢地關(guān)閉旁通氣道，怠速轉(zhuǎn)速便逐漸降到正常轉(zhuǎn)速。,當發(fā)動機處于正常溫度下工作時，加熱線圈仍通電加熱雙金屬片，而且發(fā)動機的熱量也不斷地傳給雙金屬片，使旁通氣道保持關(guān)閉狀態(tài)。,汽車教學網(wǎng) ,3. 進氣管,進氣管包括進氣總管和進氣歧管。,SPI系統(tǒng)發(fā)動機采用中央噴射法，進氣管形狀與化油器式發(fā)動機基本一致，如圖2.41(a)所示。,MPI系統(tǒng)發(fā)動機為消除進氣脈動和使各缸配氣均勻，對進氣總管、歧管在形狀

7、、容積等方面都提出了嚴格的設(shè)計要求。,各缸分別設(shè)立獨立的歧管，歧管和總管可制成整體型，如圖2.41(b)所示，也可分開制造再以螺栓連接，如圖2.41(c)所示。,汽車教學網(wǎng) ,2.2.2 燃油供給系統(tǒng),燃油供給系統(tǒng)的作用是向發(fā)動機及時地供應各種工況下所需要的燃油量，一般包括燃油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、汽油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器和冷啟動噴油器等裝置。,有的車上還裝有脈動阻尼減振器，如圖2.42所示。,1. 電動汽油泵,電動汽油泵的功能是從油箱中吸入汽油，將油壓提高到規(guī)定值，然后通過供給系統(tǒng)送到噴油器。,汽車教學網(wǎng) ,電動汽油泵為了能利用汽油進行冷卻，通常做成永磁式驅(qū)動電動機、泵體和外殼三部分。,

8、按泵體結(jié)構(gòu)的不同，電動汽油泵可分為滾柱式、渦輪式、齒輪式和葉片式等。,按安裝位置的不同，電動汽油泵又可分為內(nèi)裝式和外裝式。,內(nèi)裝式電動汽油泵安裝在油箱內(nèi)部，優(yōu)點是不易產(chǎn)生氣阻和泄漏，有利于熱油輸送，且工作噪聲??；,外裝式電動汽油泵串聯(lián)在油箱外部的輸油管路中，容易布置，但噪聲大，且易產(chǎn)生氣泡形成氣阻，外裝式一般采用滾柱式電動汽油泵。,汽車教學網(wǎng) ,各種汽油泵具有各自的結(jié)構(gòu)特點，但有一些共性的特點。,如圖2.43所示，汽油噴射系統(tǒng)中，要求汽油泵供給比發(fā)動機最大噴油量還要多的汽油，因而汽油泵的最大工作壓力比實際需求值大得多。,但噴射系統(tǒng)中油壓不能過高，故在汽油泵中設(shè)有一安全閥。,汽油泵工作壓力升高到

9、400kPa時，安全閥打開，汽油泵出油腔同時與吸油腔相通，汽油在泵內(nèi)循環(huán)，避免供油壓力過高。,為了防止發(fā)動機停轉(zhuǎn)時，供油壓力突然下降而引起汽油倒流，在汽油泵出油口安裝了單,汽車教學網(wǎng) ,向閥。,當發(fā)動機熄火時，汽油泵停止轉(zhuǎn)動，單向閥關(guān)閉，這樣在供油系統(tǒng)中仍有殘余壓力。,油路中殘余壓力的存在有利于發(fā)動機再次啟動，并能避免高溫時氣阻現(xiàn)象的發(fā)生。,1) 滾柱式電動汽油泵,滾柱式電動汽油泵屬外裝泵，主要由驅(qū)動電動機、滾柱泵、安全閥、單向閥和阻尼減振器等組成，如圖2.43所示。,滾柱泵工作原理圖如圖2.44所示，裝有滾柱的轉(zhuǎn)子與泵體間偏心，轉(zhuǎn)子凹槽內(nèi)的滾柱在旋轉(zhuǎn)慣性力的作用下緊壓在泵體內(nèi)表面上。,汽車教

10、學網(wǎng) ,相鄰兩滾柱與泵體內(nèi)表面形成一個工作油腔。,在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動過程中，工作油腔的容積不斷發(fā)生變化，在轉(zhuǎn)向進油腔時容積增大，吸入汽油；在轉(zhuǎn)向出油腔時，容積減小，壓力升高并泵出汽油。,由于滾柱泵工作過程的非連續(xù)性，在油路中的油壓有波動，因此在汽油泵出油端還裝有脈動阻尼減振器。,阻尼減振器內(nèi)的膜片和彈簧組成的緩沖系統(tǒng)吸收汽油的壓力波，降低壓力波動和噪聲，提高噴油控制精度。,汽車教學網(wǎng) ,2) 渦輪式電動汽油泵,渦輪式電動汽油泵屬內(nèi)裝泵，主要由驅(qū)動電動機、渦輪泵、單向閥和安全閥等組成。結(jié)構(gòu)和工作原理如圖2.45所示。,渦輪式電動汽油泵的驅(qū)動電動機、單向閥和安全閥等的工作過程與滾柱式電動汽油泵的相似。,汽

11、油泵部分主要由一個或兩個葉輪、外殼和泵蓋組成。當葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪邊緣的葉片把汽油從進油口壓向出油口。,渦輪式電動汽油泵的特點是供油壓力的脈動小，供油系統(tǒng)中不需要設(shè)置脈動阻尼減振,汽車教學網(wǎng) ,器，因而易于實現(xiàn)小型化，適合裝在油箱內(nèi)，簡化供油系統(tǒng)管路，降低噪聲。,由于它輸送效率低，故主要用于低壓且輸送量大的場合。,3) 齒輪式和葉片式電動汽油泵,齒輪式電動汽油泵工作原理與滾柱式電動汽油泵的工作原理十分類似，主要是利用內(nèi)外齒嚙合過程中腔室容積大小的變化，將汽油以一定的壓力泵出。,由于泵腔數(shù)目較多，因而出油壓力波動較滾柱式小。,汽車教學網(wǎng) ,葉片式電動汽油泵工作原理則類似于渦輪式，主要利用液體之間的

12、動能轉(zhuǎn)換實現(xiàn)汽油的輸送和壓力升高。,葉片式和渦輪式的主要區(qū)別在于葉輪的形狀、數(shù)目和滾道布置。,優(yōu)點是兩者都能以汽油及其蒸汽的混合物運轉(zhuǎn)，并能通過適當?shù)姆艢饪诜蛛x蒸汽，防止氣阻。,圖2.46分別為齒輪式和葉片式電動汽油泵工作原理圖。,由于汽油極易汽化而形成氣泡，引起泵油量明顯減少，并導致輸送壓力的波動。,汽車教學網(wǎng) ,為此，電動汽油泵采用雙級泵的結(jié)構(gòu)形式日趨增加。,圖2.47所示是由一只驅(qū)動電動機驅(qū)動的雙級泵。,雙級泵由初級泵和主輸油泵組成。初級泵(一般為葉片泵)分離蒸汽并以較低的壓力輸送到主輸油泵。,主輸油泵一般為齒輪式或渦輪式汽油泵，用以提高壓力。雙級泵具有良好的熱輸油性能。,4) 電動汽油

13、泵的控制,電控汽油噴射系統(tǒng)油泵控制的基本要求是：,汽車教學網(wǎng) ,只有在發(fā)動機處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，油泵才泵油；發(fā)動機不運轉(zhuǎn)時，即使接通點火開關(guān)，油泵也不工作。,油泵的轉(zhuǎn)速在外電壓的作用下，通常保持不變，因而輸油量不變。,但對于功率變化范圍大的發(fā)動機，大負荷時，需油量大，需油泵高速運轉(zhuǎn)；中小負荷時，需油量小，因而此時需油泵低速運轉(zhuǎn)，以減少不必要的磨損和電能損失。,因此汽油泵的控制主要包括汽油泵的開關(guān)控制和汽油泵轉(zhuǎn)速控制兩個方面。,汽車教學網(wǎng) ,(1) 汽油泵的開關(guān)控制,不同的電控汽油噴射系統(tǒng)有不同的控制方式。,圖2.48所示為裝有葉片式空氣流量計的L型系統(tǒng)汽油泵開關(guān)控制電路。,斷路繼電器線圈L1由流量

14、計上的觸點控制，線圈L2接在點火開關(guān)的啟動 “ST”上。,當發(fā)動機啟動時，點火開關(guān)接通線圈L2，斷路繼電器閉合，汽油泵工作。,當點火開關(guān)從“ST”回到IG位置時，如果啟動成功，發(fā)動機處于工作狀態(tài)，葉片式空氣流量計的觸點閉合，接通線圈L1，使斷路繼電器,汽車教學網(wǎng) ,觸點閉合，汽油泵仍工作；如果啟動失敗，發(fā)動機不轉(zhuǎn)動，葉片式空氣流量計的觸點打開，汽油泵將停止工作。,圖2.49所示是由ECU通過輸出電路來進行控制的。,這種控制方式由ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號是否存在來控制，適用于D型系統(tǒng)以及采用卡門旋渦式和熱式空氣流量計的L型系統(tǒng)。,當發(fā)動機啟動時，線圈L2被接通，觸點閉合，使汽油泵通電工作。,點火

15、開關(guān)從“ST”接柱回位后，若啟動失敗，發(fā)動機不轉(zhuǎn)動，ECU得不到轉(zhuǎn)速信號Ne，使晶,汽車教學網(wǎng) ,體管VT截止，則汽油泵停止工作；若發(fā)動機運轉(zhuǎn)，ECU得到轉(zhuǎn)速信號Ne，使晶體管VT導通，線圈L1接通，觸點閉合，則汽油泵通電工作。,(2) 油泵的轉(zhuǎn)速控制,圖2.50所示為汽油泵轉(zhuǎn)速控制原理圖。,當發(fā)動機在中、小負荷工作時，ECU使晶體管VT導通，控制繼電路工作，觸點B接通，由于電路中串聯(lián)了電阻器，汽油泵以低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。,在發(fā)動機工作在高速、大負荷狀態(tài)時，油耗增加，ECU使晶體管VT截止，控制繼電器斷電，,汽車教學網(wǎng) ,觸點A閉合，汽油泵工作電流提高，工作轉(zhuǎn)速升高，增加供油量。,有些發(fā)動機上專設(shè)汽油

16、泵ECU，通過控制加到汽油泵電動機上的不同電壓來實現(xiàn)對汽油泵轉(zhuǎn)速和泵油量的控制。,如圖2.51所示，當發(fā)動機低于最低轉(zhuǎn)速時，汽油泵ECU斷開汽油泵電路，即使點火開關(guān)接通，汽油泵也不工作。,當發(fā)動機在啟動或高轉(zhuǎn)速、大負荷工況時，發(fā)動機ECU給汽油泵ECU的“FPC”端輸入一個高電平信號，汽油泵ECU的“FP”端向驅(qū)動電動機提供較高的電壓(蓄電池電壓)，汽油泵高速轉(zhuǎn)動。,汽車教學網(wǎng) ,當發(fā)動機在怠速或小負荷工況時，發(fā)動機ECU向汽油泵ECU的“FPC”端輸入一個低電平信號，汽油泵ECU的“FP”端向驅(qū)動電動機提供低于蓄電池電壓的電壓(約9V)，汽油泵以低轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。,2. 汽油濾清器,汽油濾清器的作

17、用是濾除汽油中的雜質(zhì)，防止污物堵塞噴油器針閥等精密機件。,它裝在電動汽油泵之后的輸油管路中。它由紙質(zhì)濾芯再串聯(lián)一個棉纖維過濾網(wǎng)制成，其結(jié)構(gòu)如圖2.52所示。,過濾能力較大，有很好的濾清效果，能濾去直徑大于0.01mm的雜質(zhì)。,汽車教學網(wǎng) ,其外殼為密封式鐵殼，有一定的耐壓能力。,在正常使用情況下，這種汽油濾清器的使用壽命較長，汽車每行駛40000km才需更換。,3. 汽油壓力調(diào)節(jié)器,汽油壓力調(diào)節(jié)器的作用是根據(jù)進氣歧管壓力的變化來調(diào)節(jié)進入噴油器的汽油壓力，使兩者保持恒定的壓力差。,這樣，從噴油器噴出的汽油量便惟一地取決于噴油器的持續(xù)開啟時間，使電控單元能通過控制噴油時間的長短來精確地控制噴油量。

18、,汽車教學網(wǎng) ,汽油壓力調(diào)節(jié)器一般位于分配油管的一端，它可使汽油壓力調(diào)節(jié)在250kPa到300kPa范圍內(nèi)。,汽油壓力調(diào)節(jié)器的膜片，把由金屬殼體組成的內(nèi)腔分為彈簧室和燃油室，如圖2.53所示。,彈簧室內(nèi)有一根通氣管與進氣歧管相連，使供油系統(tǒng)中的油壓不僅取決于彈簧預緊力，而且取決于進氣歧管內(nèi)的氣體壓力。,當輸入的汽油壓力高于彈簧預緊力與進氣歧管壓力之和時，汽油推動膜片，向上壓縮彈簧，打開回油閥，使部分汽油流回油箱，油路中的油壓降低；,當汽油壓力低于彈簧預緊力和進氣歧管壓,汽車教學網(wǎng) ,力之和時，回油閥關(guān)閉，油壓升高。,這樣，就使噴油壓力隨進氣歧管的壓力變化而變化，從而使噴油壓力與進氣歧管壓力之差

19、值保持不變。,4. 汽油脈動阻尼器,汽油脈動阻尼器的作用是減小汽油管路中的壓力波動，并抑制噴油器或汽油壓力調(diào)節(jié)器在開啟與關(guān)閉過程中產(chǎn)生的壓力脈沖噪聲。,汽油脈動阻尼器采用膜片與彈簧組成的緩沖裝置，膜片將內(nèi)腔分為空氣室和燃油室，如圖2.54所示，當油壓脈動的汽油進入脈動阻尼器時，該脈動壓力通過膜片傳給彈簧而被吸,汽車教學網(wǎng) ,收，從而起到緩沖作用。,5. 噴油器,汽油噴射系統(tǒng)采用的噴油器是由發(fā)動機ECU直接控制的電磁控制式噴油器。,電磁噴油器的功能是根據(jù)ECU的控制信號向進氣歧管、進氣總管內(nèi)噴射定量的霧化汽油。,1) 噴油器的組成與工作原理,噴油器的組成如圖2.55所示，其工作原理是，電磁噴油器

20、通過絕緣墊圈安裝在進氣歧管或進氣道附近的缸蓋上，根據(jù)ECU發(fā)出的噴油脈沖信號將磁化線圈接通，在磁化線圈磁場的,汽車教學網(wǎng) ,作用下，針閥克服彈簧力而升起，向進氣歧管或總管噴射汽油。,當ECU將電路切斷時，吸力消失，彈簧使針閥復位關(guān)閉噴油口，停止噴射。,噴油量的多少取決于柱塞升起高度、噴口截面積、噴射壓差和噴油脈寬等。,當結(jié)構(gòu)確定后，噴油量主要決定于噴油脈寬信號，即磁化線圈通電時間。,2) 電磁噴油器的分類,電磁噴油器按用途和工作條件的需要，有很多種形式，但大致可分為如下幾類。,汽車教學網(wǎng) ,(1) 按噴油器用途分有多點噴射用和單點噴射用兩種。,多點噴射用噴油器一般是細長的，如圖2.55所示。,

21、單點噴射用噴油器由于供給量大，一般直徑比較大，且為了裝在節(jié)氣門體上，因而比較短，如圖2.56(e)所示。,(2)按供油方式分有上部供油和下部供油兩種。,上部供油方式的進油口在噴油器上部，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，為多點噴射系統(tǒng)采用，如圖2.56(b)、(c)所示。,汽車教學網(wǎng) ,下部供油方式的進油口在噴油器的下部，從供油分配器來的汽油直接流向噴油器下部，其壓力損失較小。,同時，下部供油方式采用循環(huán)供油，壓力油從下部進來，上部回油，即使高溫環(huán)境下產(chǎn)生蒸汽也可以通過上部排出，因而可以防止氣阻現(xiàn)象的發(fā)生。如圖2.56(a)所示。,(3) 按結(jié)構(gòu)形式分有軸針式和孔式兩種。,軸針式的優(yōu)點是不易堵塞，但噴射霧化效

22、果差，如圖2.56(d)、圖2.56(e)所示。,孔式噴油器的最大優(yōu)點是霧化質(zhì)量高。,汽車教學網(wǎng) ,孔式噴油器的使用越來越多，且隨著多氣門發(fā)動機的使用，向雙孔和多孔式方向發(fā)展，如圖2.56(a)、圖2.56(b)、圖2.56(c)所示。,(4) 按磁化線圈阻值分有高阻值和低阻值兩種。,高阻值噴油器的磁化線圈電阻為12 到17不等。低阻值噴油器的磁化線圈電阻為0.6 到3不等。,高阻值磁化線圈的電感較大，對控制信號的響應較慢。,為了提高響應速度，一般減少線圈匝數(shù)以降低電感，即產(chǎn)生了低阻值噴油器。,汽車教學網(wǎng) ,3) 噴油器的結(jié)構(gòu),(1) 軸針式噴油器,軸針式噴油器主要由濾網(wǎng)、彈簧、磁化線圈、針閥

23、和銜鐵等組成，如圖2.55所示。,其特點是軸針可使汽油環(huán)狀噴出，有利于霧化；針閥在噴口中往復運動，不易引起噴口堵塞。,(2) 孔式噴油器,孔式噴油器有球閥式和片閥式等幾種。,球閥式噴油器與軸針式噴油器類似。球閥桿為空心桿，質(zhì)量輕。另外，由于球閥有自動定心作用，因而具有較高的密封性能。,汽車教學網(wǎng) ,片閥式噴油器有低阻值(2到3)電流驅(qū)動型和高阻值(13到17)電壓驅(qū)動型兩種。,圖2.57所示為片閥式電磁噴油器結(jié)構(gòu)。,當磁化線圈未通電時，閥片被彈簧力和汽油壓力壓緊在閥座上。,當ECU控制裝置給磁化線圈通電后，電磁力克服彈簧力和液壓力之和，使彈簧壓縮、閥片升起，汽油通過計量孔噴出。,當ECU輸出的

24、噴油脈沖結(jié)束后，閥片在彈簧力作用下復位，如圖2.58所示。,(3) 單點噴射用噴油器,汽車教學網(wǎng) ,在單點噴射系統(tǒng)中，將壓力調(diào)節(jié)器、進氣溫度傳感器和1到2只噴油器等器件安裝在節(jié)氣門體上做成一個總成，稱為中央噴射單元，如圖2.59所示。,而電磁式噴油器是中央噴射單元的一個部件，也有軸針式和球閥式兩種類型。,4) 噴油器的驅(qū)動與控制,噴油器的驅(qū)動方式可分為電壓驅(qū)動和電流驅(qū)動兩種形式，如圖2.60所示。,電壓驅(qū)動是按ECU輸出電壓信號驅(qū)動噴油器工作，電流驅(qū)動是指ECU輸出較大的電流進行驅(qū)動。,汽車教學網(wǎng) ,電流驅(qū)動只適用于低阻噴油器，電壓驅(qū)動既適用于低阻噴油器，又適用于高阻噴油器。,(1) 電流驅(qū)動

25、,電流驅(qū)動回路無附加電阻，回路的阻抗和感抗均較小，驅(qū)動電流大，使噴油器具有良好的響應性。,如圖2.61所示，ECU控制是否搭鐵來決定噴油器的工作。,當ECU控制晶體管VT基極導通，驅(qū)動回路為：蓄電池()點火開關(guān)熔斷器噴油器線圈晶體管VT電阻搭鐵蓄電池()。,汽車教學網(wǎng) ,ECU通過對A點電位的檢測，可知噴油器線圈中電流的大小。,為了滿足噴油器打開速度要快，又要防止電流過大使線圈過熱損壞，ECU控制線圈電流在開始通電時，提供約為8A的較大電流；,打開后，則提供約為2A的較小保持電流，防止噴油器線圈發(fā)熱，減少功率損耗。,在此過程中晶體管VT以20kHz的頻率導通或截止，電流是以平均電流的形式體現(xiàn)的

26、。,(2) 電壓驅(qū)動,電壓驅(qū)動方式可直接驅(qū)動線圈電阻值高、線圈匝數(shù)多、工作電流小的高阻值噴油器。,汽車教學網(wǎng) ,對線圈阻值小的低阻值噴油器，需要在驅(qū)動回路中加入一附加電阻。,附加電阻與噴油器連接有兩種方式。,一種是每個噴油器各自串入一個附加電阻的獨立式，如圖2.62(a)所示，其優(yōu)點是當一個電阻損壞時，只影響一只氣缸的工作；缺點是由于串入電阻的阻值不可能完全一致，造成各缸供油量不同，影響各缸的功率平衡。,還有一種是共用電阻連接方式，如圖2.62(b)、(c)所示，優(yōu)點是各缸工作的一致性容易保證；缺點是一個電阻損壞后，全組的氣缸都無法工作。,汽車教學網(wǎng) ,電壓驅(qū)動式驅(qū)動回路簡單，但回路阻抗大，導

27、致電流減少，噴油器上產(chǎn)生的電磁引力降低，響應性差。,6. 冷啟動噴油器,1) 冷啟動噴油器的功用、結(jié)構(gòu)與工作原理,冷啟動噴油器安裝在進氣總管上，其功能是發(fā)動機在低溫啟動時投入工作，以改善發(fā)動機的低溫啟動性能。,它也是一種電磁式噴油器，其結(jié)構(gòu)如圖2.63所示。,冷機啟動時，冷啟動噴油器磁化線圈通電，將閥門吸起，汽油通過旋流式噴嘴噴出旋轉(zhuǎn)的,汽車教學網(wǎng) ,霧狀的汽油到進氣管道內(nèi)，加濃混合氣。,2) 冷啟動噴油器的控制,(1) 定時開關(guān)控制,控制原理如圖2.64所示，定時開關(guān)是一個溫控開關(guān)，用螺紋連接方式固定在發(fā)動機冷卻回路上。,定時開關(guān)由電熱線圈和雙金屬片等組成，當雙金屬片受熱至一定程度時，觸點即

28、張開，即發(fā)動機在熱狀態(tài)下啟動時，定時開關(guān)處于斷開狀態(tài)，冷啟動噴油器不噴油。,低溫啟動時，觸點閉合，冷啟動噴油器附加噴油，同時電熱線圈開始加熱，雙金屬片開,汽車教學網(wǎng) ,始受熱變形，最后觸點張開，冷啟動噴油器停止噴油。,(2) ECU與定時開關(guān)協(xié)同控制,單獨使用定時開關(guān)時，冷啟動噴油器的噴油范圍如圖2.65所示的陰影A部分。它決定的是基本噴油量。,為改善發(fā)動機的冷啟動性，使啟動更迅速，熱機過程更平緩，有些車使用ECU與定時開關(guān)協(xié)同控制，ECU可根據(jù)水溫信號對冷啟動噴油量進行修正，圖2.65(a)中陰影B部分即表示ECU修正的范圍。,圖2.65(b)為ECU與定時開關(guān)協(xié)同控制電路。,汽車教學網(wǎng) ,

29、某些車輛為了提高控制精度，取消了定時開關(guān)而改用ECU直接控制。,另外，由于冷啟動噴油器安裝在進氣總管上，不可避免地影響各缸供油的均勻性，故有些車輛不采用冷啟動噴油器而改用各缸噴油器來完成冷啟動噴油器的任務。,2.2.3 電子控制系統(tǒng),1. 電控單元(ECU),ECU是一種綜合裝置，它具備的基本功能如下：,汽車教學網(wǎng) ,(1) 接收傳感器或其他裝置輸入的信息，給傳感器提供參考電壓；將輸入的信息轉(zhuǎn)變?yōu)槲C所能接受的信號。,(2) 存儲、計算、分析處理信息；計算出輸出值所用的程序；存儲該車型的特點參數(shù)；存儲運算中的數(shù)據(jù)；存儲故障信息。,(3) 運算分析；根據(jù)信息參數(shù)求出執(zhí)行命令值；將輸出的信息與標準

30、值對比，查出故障。,(4) 輸出執(zhí)行命令；把弱信號變?yōu)閺姷膱?zhí)行命令；輸出故障信息。,(5) 自我修正功能。,汽車教學網(wǎng) ,在發(fā)動機控制系統(tǒng)中，ECU不僅用來控制燃油噴射系統(tǒng)，同時還具有點火提前角控制、怠速控制、排放控制、進氣控制、增壓控制、自診斷、失效保護和備用控制系統(tǒng)等多項控制功能。,發(fā)動機集中控制系統(tǒng)ECU的構(gòu)成如圖2.66所示。,ECU主要由輸入回路、A/D轉(zhuǎn)換器、微型計算機和輸出回路4部分組成。,(1) 輸入回路,輸入ECU的傳感器信號有兩種：一種是模擬信號，如圖2.67(a)所示，如熱線式的空氣流,汽車教學網(wǎng) ,量計的輸出信號和水溫傳感器的輸出信號等；,另一種是數(shù)字信號，如圖2.67

31、(b)所示，如卡門渦旋式空氣流量計的輸出信號和轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號等。,從傳感器輸出的信號輸入ECU后，首先通過輸入回路，其中數(shù)字信號直接輸入微機。,模擬信號則由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號之后再輸入微機。,(2) A/D轉(zhuǎn)換器,由傳感器輸入的模擬信號，微機不能直接處理，要用A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再輸入微機。,汽車教學網(wǎng) ,圖2.68為空氣流量計輸出模擬信號由A/D轉(zhuǎn)換器處理的示意圖。,(3) 微機,微機的功能是根據(jù)發(fā)動機工作的需要，把各種傳感器送來的信號用內(nèi)存的程序(微機處理的程序)和數(shù)據(jù)進行運算處理，并把處理結(jié)果如燃油噴射控制信號、點火控制信號等送往輸出回路。,微機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

32、如圖2.69所示。,2. 傳感器,1) 空氣流量計,汽車教學網(wǎng) ,空氣流量計是測量發(fā)動機的進氣量，用于L型EFI系統(tǒng)。,空氣流量計應設(shè)置在空氣濾清器和節(jié)氣門體之間，以下是幾種常用的空氣流量計。,(1) 葉片式空氣流量計,葉片式空氣流量計的結(jié)構(gòu)如圖2.70所示，工作原理如圖2.71所示。,空氣流量計由測量葉片、緩沖葉片、回位彈簧、電位計及殼體組成。,測量葉片隨空氣流量的變化在空氣主通道內(nèi)偏轉(zhuǎn)。,電位計部分主要由電位計、回位彈簧、調(diào)整齒圈等組成。,汽車教學網(wǎng) ,由于電位計與測量葉片是同軸的，所以當葉片偏轉(zhuǎn)時，電位計滑臂必然轉(zhuǎn)動。,由于轉(zhuǎn)軸一端裝有螺旋回位彈簧，當其彈力與吸入空氣氣流對測量葉片產(chǎn)生的

33、推力平衡時，葉片就會處于某一穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)位置，而電位計滑臂也處于鍍膜電阻的某一對應位置。,由圖2.71可以看出，電位計滑臂對電源的分壓輸出即代表此時的空氣流量。,把此電壓經(jīng)A/D(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換后送微機，微機依據(jù)空氣量的多少，經(jīng)過運算、處理，確定應該噴射的汽油量，并經(jīng)執(zhí)行器控制噴油，從而得到最佳空燃比。,汽車教學網(wǎng) ,這種空氣流量計的結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高，但進氣阻力大，響應較慢且體積較大。,(2) 卡門旋渦式空氣流量計,與葉片式空氣流量計相比，卡門渦旋式空氣流量計具有體積小、質(zhì)量輕、進氣道結(jié)構(gòu)簡單、進氣阻力小等優(yōu)點。,所謂卡門旋渦，是指在流體中放置一個柱狀物體時，在這一柱狀物體的下游就會產(chǎn)生如圖2

34、.72所示的兩列旋轉(zhuǎn)方向相反，并交替出現(xiàn)的旋渦。,渦旋發(fā)生的頻率f和空氣的流速v及柱體直徑d之間的關(guān)系是f=0.2v/d。,汽車教學網(wǎng) ,根據(jù)這種關(guān)系，可以通過測量渦旋發(fā)生的頻率，計算空氣流動速度，而將空氣通路的有效截面積與空氣流速相乘即可知空氣的體積流量。, 光學式卡門旋渦空氣流量計,光學式卡門旋渦空氣流量計的工作原理如圖2.73所示。,由圖可知，這種空氣流量計主要由管路、旋渦發(fā)生器、整流柵、導孔、金屬箔板彈簧、發(fā)光二極管(LED)、光敏晶體管等部分組成。,它是利用光電效應原理進行信號檢測與轉(zhuǎn)換的。,汽車教學網(wǎng) ,光敏管是一種半導體器件，可分為光敏二極管、光敏晶體管和光敏晶閘管等。,光敏二極

35、管與光敏晶體管不同之處在于，其PN結(jié)面積較大、距表面較淺、上電極較小，而光敏晶體管的發(fā)射區(qū)較小、基極無引出線，兩者均開有接收光照的窗口。,當受到光照時，它們都會產(chǎn)生內(nèi)光電效應的光生伏特現(xiàn)象，從而產(chǎn)生電流。,發(fā)光二極管作為光源使用，而光敏晶體管為光電轉(zhuǎn)換元件。,光學式卡門旋轉(zhuǎn)渦空氣流量計的工作原理是：在產(chǎn)生卡門旋渦的過程中，旋渦發(fā)生器兩側(cè)的,汽車教學網(wǎng) ,空氣壓力會發(fā)生變化，通過導孔作用在金屬箔上，從而使其振動。,發(fā)光二極管的光照在振動的金屬箔上時，光敏晶體管接收到的金屬箔上的反射光是被旋渦調(diào)制的光，其輸出經(jīng)解調(diào)得到代表空氣流量的頻率信號。, 超聲波式卡門旋渦空氣流量計,超聲波式卡門旋渦空氣流量

36、計的原理如圖2.74所示。,由圖可知，該空氣流量計中使用了超聲波傳感器。,汽車教學網(wǎng) ,所謂超聲波，是指頻率高于20kHz，人耳聽不到的機械波。,超聲波的方向性好，穿透力強，遇到雜質(zhì)或物體分界面會產(chǎn)生顯著的反射。,利用這些物理性質(zhì)，可把一些非電量轉(zhuǎn)換成聲學參數(shù)，通過壓電元件轉(zhuǎn)換成電量。,超聲波探頭即超聲波換能器，亦即超聲波傳感器，有發(fā)射探頭和接收探頭兩種。,利用壓電材料的逆壓電效應(即當對其通以超聲電信號時，它會產(chǎn)生機械波)制成的探頭為發(fā)射探頭，而利用壓電材料的壓電效應制成的探頭為接收探頭。,汽車教學網(wǎng) ,在卡門旋渦發(fā)生器下游管路兩側(cè)相對安裝超聲波發(fā)射探頭和接收探頭。,因卡門旋渦對空氣密度的影

37、響，就會使超聲波從發(fā)射探頭到接收探頭的時間較無旋渦變晚，而產(chǎn)生相位差。,對此相位信號進行處理，就可得到旋渦脈沖信號，即代表體積流量的電信號輸出。,(3) 熱線式空氣流量計,熱線式空氣流量計的基本構(gòu)成包括：感知空氣流量的白金熱線、根據(jù)進氣溫度進行修正的溫度補償電阻(冷線)、控制熱線電流的控制電路及殼體等。,汽車教學網(wǎng) ,根據(jù)白金熱線在殼體內(nèi)安裝的部位不同，可分為安裝在空氣主通道內(nèi)的主流測量方式和安裝在空氣旁通道內(nèi)的旁通測量方式。,圖2.75所示為采用主流測量方式的熱線空氣流量計結(jié)構(gòu)和工作原理圖。,在其進氣道內(nèi)的取樣管中有一根白金熱線RH，經(jīng)通電后發(fā)熱。,當發(fā)動機啟動后，空氣流過白金熱線周圍，使其

38、熱量散失，溫度下降，引起RH值的變化，橋式電路失去平衡，其輸出電位差發(fā)生變化；,控制電路根據(jù)電橋輸出電位差的變化調(diào)整加熱電流IA，使電橋處于新的穩(wěn)定狀態(tài)，并且,汽車教學網(wǎng) ,在RA上得到代表空氣流量的新的電壓輸出。,在這種流量計的前后端均裝有保護網(wǎng)。前面的用于進氣整流，后面的用于防止發(fā)動機回火時把白金熱線燒壞。,這種流量計的白金熱線和進氣溫度傳感器都安裝在主氣道中的取樣管內(nèi)，故稱為主流式熱線空氣流量計。,另一種是將白金熱線繞在陶瓷芯管上，并置于旁通氣道內(nèi)，故稱為旁通式熱線空氣流量計，如圖2.76所示。,這兩種流量計均具有污物自潔功能。,前者在發(fā)動機熄火后，電控單元能自動將熱,汽車教學網(wǎng) ,線加

39、熱至1000，時間約為1s，從而燒掉沾附在熱線上的塵埃；,后者工作時，其控制電路能始終保持熱線的溫度比大氣溫度高出20，以防止污物沾附。,這類流量計測量精度高、響應速度快，且進氣阻力小。,(4) 熱膜式空氣流量計,熱膜式空氣流量計的工作原理與熱線式空氣流量計類似，都是用惠斯登電橋工作的。,所不同的是：熱膜式不使用白金絲作為熱線，而是將熱線電阻、補償電阻及橋路電阻用,汽車教學網(wǎng) ,厚膜工藝制作在同一陶瓷基片上構(gòu)成的。,這種結(jié)構(gòu)可使發(fā)熱體不直接承受空氣流動所產(chǎn)生的作用力，增加了發(fā)熱體的強度，提高了空氣流量計的可靠性，誤差也較小。,該空氣流量計的結(jié)構(gòu)如圖2.77所示。,2) 進氣歧管壓力傳感器,采用

40、速度-密度方式檢測進氣量的電控汽油噴射系統(tǒng)，是利用進氣歧管壓力傳感器來間接地測量發(fā)動機吸入空氣量的。,常見的進氣歧管壓力傳感器有以下幾種。,(1) 膜盒式進氣歧管壓力傳感器,汽車教學網(wǎng) ,膜盒式進氣歧管壓力傳感器內(nèi)設(shè)有彈性金屬膜盒與大氣相通，如圖2.78所示。,與膜盒連接在一起的銜鐵可以在線圈繞組中移動。,當進氣歧管壓力發(fā)生變化時，膜盒膨脹，銜鐵在線圈繞組內(nèi)的位置隨之發(fā)生相應的變化，從而影響線圈繞組周圍的磁場。,這樣便可把膜盒的機械運動轉(zhuǎn)換成電信號，電控單元根據(jù)這個信號即可測出進氣歧管中的壓力。,(2) 應變片式進氣歧管壓力傳感器,汽車教學網(wǎng) ,由半導體應變片構(gòu)成的進氣壓力傳感器的結(jié)構(gòu)，如圖2

41、.79所示。,半導體應變式進氣壓力傳感器主要由半導體應變片、真空室、混合集成電路板和外殼等組成。,半導體應變片是在一個膜片上用半導體工藝制作4個等值電阻，并且接成電阻電橋。,該半導體電阻電橋應變片置于一個真空室內(nèi)，在進氣壓力作用下，應變片產(chǎn)生變形，電阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，從而將進氣壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻電橋輸出電壓的變化。,(3) 電容膜盒式進氣歧管壓力傳感器,汽車教學網(wǎng) ,電容膜盒式進氣歧管壓力傳感器由兩片用絕緣墊圈隔開的氧化鋁片組成，如圖2.80所示。,在鋁片的內(nèi)表面貼有兩片極薄的硅片，分別與一根引線相連。,鋁片和絕緣墊圈構(gòu)成中部有個真空腔的膜盒，該盒裝在與進氣管相通的容器內(nèi)。,當進氣

42、歧管壓力發(fā)生變化時，氧化鋁片彎曲變形，使硅片間的距離隨之改變，從而引起電容的變化。,這時，通過電控單元便可測得進氣歧管中的壓力。,3) 節(jié)氣門位置傳感器,汽車教學網(wǎng) ,節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，它將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，以便ECU控制噴油量。,節(jié)氣門位置傳感器有開關(guān)量輸出和線性輸出兩種類型。,(1) 開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器,這種節(jié)氣門位置傳感器實質(zhì)上是一種轉(zhuǎn)換開關(guān)，又稱為節(jié)氣門開關(guān)。它的結(jié)構(gòu)如圖2.81所示。,這種節(jié)氣門位置傳感器由與節(jié)氣門軸聯(lián)動的凸輪、動觸點、怠速觸點(IDL)、滿負荷觸點(PSW)等組成。,汽車教學網(wǎng) ,動觸點接計算機電源，當節(jié)氣門全關(guān)閉時，怠速觸點與動觸點

43、接通；當節(jié)氣門開度達50以上時，滿負荷觸點與動觸點接通；,而當節(jié)氣門開度在全閉至50之間時，動觸點懸空。,這樣，計算機就可以根據(jù)怠速觸點和滿負荷觸點提供的信號判斷節(jié)氣門位置，以便對發(fā)動機進行噴油控制，或?qū)ψ詣幼兯倨鬟M行控制。,這種節(jié)氣門位置傳感器結(jié)構(gòu)比較簡單，價格低廉，但其輸出是非連續(xù)的，檢測性差。,(2) 線性節(jié)氣門位置傳感器,汽車教學網(wǎng) ,線性節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門上，它可以連續(xù)檢測節(jié)氣門的開度。,它的結(jié)構(gòu)、等效電路及輸出特性如圖2.82所示。由圖可知，它由與節(jié)氣門軸聯(lián)動的電位器、怠速觸點及外殼等組成。,電位器的動觸點(即節(jié)氣門開度輸出觸點)隨節(jié)氣門開度在電阻膜上滑動，從而在該觸點上圖

44、2.82(b)中的VTA端子得到與節(jié)氣門開度成比例的線性電壓輸出，如圖2.82(c)所示。,當節(jié)氣門全閉時，另外一個與節(jié)氣門聯(lián)動的動觸點與怠速輸出觸點(IDL)接通，傳感器輸出怠速信號。,汽車教學網(wǎng) ,節(jié)氣門位置輸出的線性電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送計算機。,4) 發(fā)動機轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器,空氣流量計檢測的是單位時間內(nèi)的空氣流量，為確定每次循環(huán)符合最佳空燃比，應求得每次循環(huán)吸入的空氣量。,即在已知單位時間空氣流量的基礎(chǔ)上，應檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速。,為選取合適的噴油時刻和點火時刻，還需檢測每缸曲軸轉(zhuǎn)角的位置，故設(shè)發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器。,汽車教學網(wǎng) ,發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸位置傳感器有多種形式，常用的有磁

45、脈沖式、光電式、霍爾等。,就其安裝部位而言，有在曲軸前端、凸輪軸前端或分電器內(nèi)的，車型不同，所采用的結(jié)構(gòu)形式也不完全相同。,(1) 磁脈沖式,磁脈沖式傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2.83所示。,傳感器由轉(zhuǎn)子和線圈組成。轉(zhuǎn)子固定在分電器軸上，線圈固定在分電器殼體上。,永久磁鐵的磁力線經(jīng)轉(zhuǎn)子、線圈、托架構(gòu)成封閉回路，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，由于轉(zhuǎn)子凸起與托,汽車教學網(wǎng) ,架間的磁隙不斷發(fā)生變化，通過線圈的磁通也不斷變化，線圈中便產(chǎn)生感應電壓，并以交流形式輸出。,在實用結(jié)構(gòu)中，有的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器一同裝于分電器上，使用復合轉(zhuǎn)子與耦合線圈。,以四缸四沖程發(fā)動機為例，可采用具有一個凸起的G轉(zhuǎn)子和G1、G2耦合線圈，及

46、具有24齒的Ne轉(zhuǎn)子和Ne耦合線圈的傳感器，如圖2.84所示。,分電器軸轉(zhuǎn)動時，G轉(zhuǎn)子與Ne轉(zhuǎn)子與其同步轉(zhuǎn)動。,汽車教學網(wǎng) ,具有一個凸起的G轉(zhuǎn)子與G1、G2線圈間的磁隙不斷發(fā)生變化，分電器軸每轉(zhuǎn)一圈，G1和G2線圈各產(chǎn)生一個電壓脈沖。,只要在設(shè)計和裝配時，保證使G轉(zhuǎn)子凸起部分在一缸和四缸處于壓縮上止點時與G1 、G2線圈最靠近。即可通過檢測G1、G2線圈的電壓變化，判斷一缸、四缸上止點位置。,G信號作為曲軸轉(zhuǎn)角的參考信號提供給ECU，用以確定相對于每缸上止點的噴油正時和點火正時。,為了更精確地檢測曲軸轉(zhuǎn)角和檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速，還設(shè)有Ne轉(zhuǎn)子和耦合線圈。,汽車教學網(wǎng) ,Ne轉(zhuǎn)子上的凸起數(shù)為偶數(shù)(如

47、24個齒，則每兩點間隔15分電器軸轉(zhuǎn)角，即30曲軸轉(zhuǎn)角)，分電器軸轉(zhuǎn)動一周，在Ne線圈中產(chǎn)生次數(shù)與凸起個數(shù)相等的電壓脈沖。,將這些電壓脈沖輸入ECU，通過檢測脈沖間的間隔，就可檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速。,利用G信號和Ne信號的組臺，就可測定特定氣缸的曲軸轉(zhuǎn)角。,將G、Ne信號輸入ECU，可決定滿足發(fā)動機多種運轉(zhuǎn)條件的噴射量和噴射時刻，并確定基本點火提前角，如圖2.85、圖2.86所示。,汽車教學網(wǎng) ,轉(zhuǎn)子的齒數(shù)、形式、線圈的數(shù)目有多種形式，如：, G信號由一個四齒轉(zhuǎn)子和一個線圈檢測，可檢測每一缸的壓縮上止點位置；Ne信號由一個24齒轉(zhuǎn)子和一個線圈檢測，如圖2.87所示。, G信號由一個兩齒轉(zhuǎn)子和一個線圈

48、檢測，Ne信號由一個24齒轉(zhuǎn)子和一個線圈檢測，如圖2.88所示。, G信號由單齒轉(zhuǎn)子和一個線圈檢測。Ne信號由一個四齒轉(zhuǎn)子和一個線圈檢測，如圖2.89所示。,汽車教學網(wǎng) ,(2) 霍爾式傳感器,如圖2.90(a)所示，霍爾式傳感器的基本原理是：,當電流IV通過放在磁場中的半導體基片，且電流方向與磁場方向垂直時，在垂直于電流與磁場的半導體基片的橫向側(cè)面上，即產(chǎn)生一個與電流和磁場強度成正比的霍爾電壓。,霍爾式傳感器的工作情況入圖2.90 (c)所示。,汽車教學網(wǎng) ,霍爾傳感器可裝在分電器中，也可裝于飛輪附近，圖2.90(b)是裝于分電器的霍爾傳感器結(jié)構(gòu)。,觸發(fā)葉輪的葉片數(shù)等于發(fā)動機缸數(shù)，葉輪由分電

49、器軸帶動旋轉(zhuǎn)，葉片不斷地進出磁場的空氣隙。,葉輪以其缺口對著空氣隙時，磁鐵產(chǎn)生的磁通經(jīng)導板、空氣隙到半導體基片構(gòu)成回路，這時傳感器輸出霍爾電壓。,當葉輪的葉片進入空氣隙時，原磁路被葉片旁通。,此時，傳感器無霍爾電壓輸出。,汽車教學網(wǎng) ,霍爾電壓變化的時刻反映了曲軸的位置，ECU通過處理計算可得單位時間內(nèi)霍爾電壓變化的次數(shù)，即可反映發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。,(3) 光電式傳感器,光電式傳感器如圖2.91所示，主要由發(fā)光二極管、光敏二極管、遮光盤和控制電路組成。,發(fā)光二極管、光敏二極管和控制電路都裝在固定底板座上，發(fā)光二極管與光敏二極管位置相對，分別位于遮光盤的兩側(cè)。,遮光盤固定在凸輪軸上，與凸輪軸一同轉(zhuǎn)動

50、。遮光盤邊緣刻有360條縫隙，每轉(zhuǎn)過1條縫隙對應凸輪軸1轉(zhuǎn)角。,汽車教學網(wǎng) ,在遮光盤邊緣還刻有表示一缸上止點位置的縫隙和60(六缸機)或90(四缸機)間隔的縫隙。,當遮光盤擋住發(fā)光二極管的光線時，光敏二極管截止，控制電路輸出低電壓。,當縫隙對準發(fā)光二極管與光敏二極管時，光線照射到光敏二極管上，控制電路輸出高電平。,凸輪軸轉(zhuǎn)一周，由360條縫隙所控制的電路將輸出360個脈沖信號，每個脈沖信號對應于凸輪軸1轉(zhuǎn)角(曲軸2轉(zhuǎn)角)，此信號作為向微機輸入的轉(zhuǎn)速信號(Ne信號)。,汽車教學網(wǎng) ,由縫隙較寬的一缸上止點位置標記和60(或90)間隔縫隙所控制的電路將向微機輸入一缸上止點位置信號和缸序判別信號(

51、G信號)。,光電式傳感器可裝在分電器內(nèi)，也可直接裝于凸輪軸端，此時遮光盤將固定在凸輪軸上。,5) 溫度傳感器,為了判定發(fā)動機的熱狀態(tài)、計算進氣空氣的質(zhì)量流量及排氣凈化處理，需要能夠連續(xù)精確地測量冷卻水溫度、進氣溫度與排氣溫度的傳感器。,表2-1列出了汽車發(fā)動機用溫度傳感器的性能指標。,汽車教學網(wǎng) ,溫度傳感器有繞線電阻式、熱敏電阻式、擴散電阻式、半導體晶體管式、金屬芯式和熱電偶式等。,應用較多的是繞線電阻式和熱敏電阻式溫度傳感器。,(1) 繞線電阻式溫度傳感器,在絕緣繞線架上繞上高純度的鎳線，再罩上適當?shù)耐馓锥瞥?，用于測量冷卻水和進氣溫度。,利用其電阻值隨溫度變化而變化的特性，控制其精度在1

52、%以內(nèi)，響應特性較差，響應時間約為15s。,汽車教學網(wǎng) ,(2) 熱敏式溫度傳感器,這種傳感器也是利用半導體的電阻隨溫度變化而改變的特性，使其靈敏度高。有NTC(負溫度系數(shù))和PTC(正溫度系數(shù))兩種。,雖然靈敏度高，但線性差，使溫度限制在300以內(nèi)。不過，也有像氧化鋯那樣的高溫型熱敏式傳感器。,熱敏式傳感器的響應特性比繞線電阻式傳感器優(yōu)良，因而被廣泛地運用于檢測冷卻水和進氣溫度。,圖2.92所示為熱敏式溫度傳感器結(jié)構(gòu)。,汽車教學網(wǎng) ,6) 車速傳感器,車速傳感器信號主要用于發(fā)動機怠速和汽車加減速時的空燃比控制。主要有舌簧開關(guān)式和光電式兩種。,(1) 舌簧開關(guān)式車速傳感器,舌簧開關(guān)工車速傳感器

53、的構(gòu)造如圖2.93所示。,舌簧開關(guān)是在一個玻璃管內(nèi)裝有兩個細長的觸頭構(gòu)成的開關(guān)元件，其觸頭由磁性材料制成。,當其附近有磁場作用時，其觸頭就會互相吸引而閉合或者互相排斥而斷開。,汽車教學網(wǎng) ,車速傳感器由帶有四磁極的轉(zhuǎn)子、舌簧開關(guān)組成。,當變速器輸出軸通過軟軸帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，舌簧開關(guān)就會在轉(zhuǎn)子永久磁鐵作用下周期性地開關(guān)動作，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，舌簧開關(guān)開閉四次，通過外電路輸出四個脈沖。,如果將該脈沖信號送數(shù)字電路或計算機進行定時計數(shù)及運算，就可以得到車速輸出；如果進行累計計算和運算，則可以求出行駛里程。,(2) 光電式車速傳感器,汽車教學網(wǎng) ,光電式車速傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2.94所示。,光電式車速傳感器

54、由轉(zhuǎn)子、遮光板、光電傳感器及外殼等組成。,遮光板安裝在轉(zhuǎn)子軸上，其開槽的徑向部位恰位于光電傳感器的U形開口內(nèi)，U形開口一側(cè)安裝有發(fā)光二極管，另一側(cè)安裝有光敏晶體管。,當軟軸帶動遮光板旋轉(zhuǎn)時，發(fā)光二極管射向光敏晶體管的光線被斷續(xù)遮擋，從而使光敏晶體管輸出脈沖。,如果遮光板開槽數(shù)為20，則轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，傳感器輸出20個脈沖。,汽車教學網(wǎng) ,該脈沖信號經(jīng)計算機處理后，就可得到車速輸出。,7) 氧傳感器,氧傳感器安裝在排氣管內(nèi)。由于排氣中的氧濃度可以反映空燃比的大小，所以在電子控制汽油噴射系統(tǒng)中廣泛使用氧傳感器。,氧傳感器隨時將檢測的氧濃度反饋給電控裝置，電控裝置據(jù)此判斷空燃比是否偏離理論值，一旦偏離

55、，就調(diào)節(jié)噴油量，以控制空燃比收斂于理論值。,(1) 二氧化鈦(TiO2)氧傳感器,汽車教學網(wǎng) ,這種氧傳感器是一種體電阻型氣敏傳感器。,它是利用化學反應強、對氧氣敏感、易于還原的氧化物半導體材料二氧化鈦在與氧氣接觸時產(chǎn)生氧化還原反應，使晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導致電阻值發(fā)生變化的原理工作的。,它的結(jié)構(gòu)如圖2.95所示。,二氧化鈦氧傳感器由二氧化鈦元件、溫度補償熱敏元件、外殼、接線端子等組成。,它的工作過程是：當排氣中氧含量較高時，二氧化鈦的阻值增大；反之，當排氣中氧含量較低時，二氧化鈦的阻值減小。,汽車教學網(wǎng) ,將氧濃度轉(zhuǎn)換成電參數(shù)，經(jīng)過適當電路的處理，就可以獲得有用的電壓或電流信號。,二氧化鈦

56、氧傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、造價低、可靠性高。,(2) 二氧化鋯(ZrO2)氧傳感器,二氧化鋯傳感器的結(jié)構(gòu)如圖2.96所示。,二氧化鋯氧傳感器的基本元件是專用陶瓷體，即二氧化鋯固體電解質(zhì)管。,鋯管固定在帶有安裝螺紋的固定套內(nèi)，鋯管內(nèi)表面與大氣相通，外表面與排氣相通，其內(nèi)外表面都覆蓋著一層多孔性的鉑膜作為電極。,汽車教學網(wǎng) ,氧傳感器安裝在排氣管上，為了防止排氣管內(nèi)廢氣中的雜質(zhì)腐蝕鉑膜，在鋯管外表的鉑膜上覆蓋一層多孔的陶瓷層，并加有帶槽口的防護套管。,在其接線端有一個金屬護套，其上開有一孔，使鋯管內(nèi)表面與大氣相通。,當鋯管接觸氧氣時，氧氣透過多孔鉑膜電極，吸附于二氧化鋯，并經(jīng)電子交換成為負離子。,

57、由于鋯管內(nèi)表面通大氣，外表面通排氣，其內(nèi)外表面的氧氣分壓不同，則負氧離子濃度也不同，從而形成負氧離子由高濃度側(cè)向低濃,汽車教學網(wǎng) ,度側(cè)的擴散。,當擴散處于平衡狀態(tài)時，兩電極間便形成電動勢，所以二氧化鋯氧傳感器的本質(zhì)是化學電池，亦稱氧濃差電池。,二氧化鋯氧傳感器的電壓特性曲線如圖2.97所示。,當混合氧較稀時，排氣中含氧必然多，鋯管內(nèi)外的氧濃度差小，只產(chǎn)生小的電壓；,而當混合氣較濃時，排氣中含氧量較少，同時伴有較多的未完全燃燒物如一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)等，這些成分在鋯管外面的鉑催化下，與氧發(fā)生反應，消耗排氣中殘余的,汽車教學網(wǎng) ,氧，使鋯管外表面氧濃度變?yōu)榱?，這樣就使得鋯管內(nèi)外氧濃度差突然增大，傳感器輸出電壓也突然增大。,因此，其輸出特性在過量空氣系數(shù) =1時突變， 1時輸出幾乎為零， 1時輸出電壓接近1V。,8) 爆燃傳感器,爆燃傳感器的功用是把爆燃時傳到缸體上的機械振動轉(zhuǎn)化成電壓信號，輸入ECU作為爆燃控制信號。爆燃傳感器大多安裝在氣缸體上。,汽車教學網(wǎng) ,爆燃傳感器有磁致伸縮式和壓電式兩種，它們都屬于能量轉(zhuǎn)換型(發(fā)電型)傳感器，現(xiàn)分