空氣供給系統(tǒng)

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1、本章主要介紹的內(nèi)容有：本章主要介紹的內(nèi)容有：第一節(jié) 空氣供給系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 空氣供給系統(tǒng)常用傳感器 第三章第三章 汽油機空氣供給系統(tǒng)汽油機空氣供給系統(tǒng)第一節(jié) 空氣供給系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu) 本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：空氣供給系統(tǒng)的組成及元件位置 空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造 一、作用一、作用 空氣供給系統(tǒng)是向汽油機提供與發(fā)動機負荷相適應的、清潔的空氣，同時對流入發(fā)動機氣缸的空氣質(zhì)量進行直接或間接計量，把進氣量的多少以電信號的形式告知電腦（ECU），使它們在系統(tǒng)中與噴油器噴出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合氣。同時作為噴油的主要依據(jù)。二、空氣供給系統(tǒng)的組成及元件位置 電控燃油噴射發(fā)

2、動機空氣供給系統(tǒng)基本相同，主要組成元件包括空氣濾清器、節(jié)氣門體和進氣管。分為：D型和L型EFI空氣供給系統(tǒng)噴油嘴進氣總管空氣閥或怠速控制閥節(jié)氣門體空氣流量計空氣濾清器L型EFI空氣供給系統(tǒng)示意圖D D型型EFIEFI空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng) D型噴射系統(tǒng)由于沒有空氣流量計，其進氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，應用比較廣泛。L L型型EFIEFI空氣供給系統(tǒng)空氣供給系統(tǒng)L型噴射系統(tǒng)對空氣量的測量更精確，應用也比較廣泛。三、三、空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造空氣供給系統(tǒng)基本元件的構(gòu)造基本元件：空氣濾清器、節(jié)氣門體、進氣管以及傳感器等。1、空氣濾清器用于濾除空氣中的灰塵，一般都為紙質(zhì)濾心，其結(jié)構(gòu)與普通發(fā)動機上相同。2、

3、進氣管 在多點電控燃油噴射式發(fā)動機上，為了消除進氣波動和保證各缸進氣均勻，對進氣總管和進氣歧管的形狀、容積都有嚴格的要求，每個氣缸必須一個單獨的進氣歧管。有些發(fā)動機的進氣總管與進氣歧管制成一體，有些則是分開制造再用螺栓連接。3、節(jié)氣門體 功能：節(jié)氣門體安裝在進氣管中，來控制發(fā)動機正常工況下的進氣量。組成：主要由節(jié)氣門和怠速空氣道等組成。節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門軸上，來檢測節(jié)氣門的開度。有的車上還設有副節(jié)氣門和副節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門緩沖器AAS節(jié)氣門位置傳感器第二節(jié)第二節(jié) 空氣供給系統(tǒng)常用傳感器本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：本節(jié)主要介紹的內(nèi)容有：卡門旋渦式

4、空氣流量計 熱線式空氣流量計 熱膜式空氣流量計 進氣歧管絕對壓力傳感器 節(jié)氣門位置傳感器 進氣溫度傳感器 水溫傳感器 空氣流量計一般安裝于空氣濾清器后的進氣管道中，如下圖所示。在電子控制汽油噴射發(fā)動機中使用的空氣流量計主要有翼片式空氣流量計、卡門旋渦式空氣流量計、熱線式空氣流量計和熱膜式空氣流量計。一、一、一、一、卡門旋渦式空氣流量計卡門旋渦式空氣流量計卡門旋渦式空氣流量計卡門旋渦式空氣流量計 主要由設置在空氣通道中央的錐狀卡門旋渦發(fā)生器和相應的旋渦檢測裝置等組成。當空氣流過卡門旋渦發(fā)生器時，在其后部將會不斷產(chǎn)生卡門旋渦。在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的卡門旋渦的個數(shù)（既發(fā)生頻率）與氣流的速度有關(guān)，只要測出

5、卡門旋渦的發(fā)生頻率，即可知道空氣流量的大小。檢測卡門旋渦頻率有兩種方法：反光鏡檢測方式和超聲波檢測。卡門旋渦式空氣流量計的構(gòu)造如下圖。1 1 1 1、反光鏡檢測法、反光鏡檢測法、反光鏡檢測法、反光鏡檢測法 反光鏡檢測方式的旋渦檢測裝置由反光鏡、發(fā)光二級管和光敏晶體管、板彈簧等組成，如下圖所示。當空氣流過卡門旋渦發(fā)生器時，受交替產(chǎn)生的卡門旋渦的影響，發(fā)生器兩側(cè)壓力也交替發(fā)生變化。用導壓孔把旋渦發(fā)生器兩側(cè)的壓力引到薄金屬制成的反光鏡背面，受發(fā)生器兩側(cè)交替變化壓力的作用、反光鏡將產(chǎn)生與旋渦發(fā)生頻率相同的偏轉(zhuǎn)振動，如下圖所示。2 2 2 2、超聲波檢測法、超聲波檢測法、超聲波檢測法、超聲波檢測法 超聲

6、波檢測方式的檢測裝置由超聲波信號發(fā)生器，超聲波接收器等組成。它是利用卡門旋渦的存在，會使通道橫截面空氣密度發(fā)生變化這一現(xiàn)象來測量旋渦的發(fā)生頻率。超聲波信號發(fā)生器安裝在空氣流動的垂直方向，在它的對面安裝超聲波接收器，如下圖所示。3 3 3 3、檢測、檢測、檢測、檢測以凌志LS400為例?？ㄩT渦旋式空氣流量的檢測項目有電阻檢測和波形檢測。電阻檢測如下圖所示，其數(shù)據(jù)參數(shù)如下表所示?！拘盘栴愋汀款l率信號 進氣量輸出信號頻率，信號的占空比也發(fā)生相應的變化。檢測：用吹風機模擬進氣，測量在不同進氣量條件下，傳感器的輸出信號的頻率，看傳感器的信號輸出頻率是否滿足要求。點火開關(guān)轉(zhuǎn)至ON位置，檢測VC與E2間電壓

7、應為5V，KS與E2間電壓應為24V。波形檢測如下圖所示。二、二、二、二、熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計熱線式空氣流量計按測量位置分：主流測量方式、旁通測量方式。熱線式：測量元件為鉑絲熱線，熱線纏繞在陶瓷管上；【信號類型】電壓信號，也有頻率信號進氣量信號電壓 進氣量信號頻率 1 1 1 1、工作原理、工作原理、工作原理、工作原理2 2 2 2、電路、電路、電路、電路熱線式空氣流量計檢測 熱線式空氣流量計都有自潔功能：發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過1500r/min，關(guān)閉點火開關(guān)使發(fā)動機熄火后，控制系統(tǒng)自動將熱線加熱到1000以上并保持約1s，使附在熱線上的粉塵燒掉。檢修（檢查

8、相應端子之間的電壓）：點火開關(guān)接通時，電源端子與搭鐵端子之間電壓應為蓄電池電壓。信號端子與搭鐵端子之間的電壓，發(fā)動機不工作時為24V，發(fā)動機工作時為1.01.5V。案例一案例一案例一案例一 發(fā)動機空氣流量計熱線臟污引起的怠速不穩(wěn)、發(fā)動機空氣流量計熱線臟污引起的怠速不穩(wěn)、發(fā)動機空氣流量計熱線臟污引起的怠速不穩(wěn)、發(fā)動機空氣流量計熱線臟污引起的怠速不穩(wěn)、加速不良、進氣管回火的故障加速不良、進氣管回火的故障加速不良、進氣管回火的故障加速不良、進氣管回火的故障故障現(xiàn)象：別克世紀轎車行駛時，發(fā)動機怠速不穩(wěn)，加速不良，急加速進氣管回火。故障排除：拆下火花塞進行跳火試驗，高壓火花正常。更換全部火花塞后再試，故

9、障依然存在。用專用清潔劑清洗進氣系統(tǒng)，用檢測儀清洗噴油器，然后起動發(fā)動機再試，故障仍未排除。拆下空氣濾清器，起動發(fā)動機，用手遮住節(jié)氣門體的進氣口以減少進氣量，使混合氣變濃進行試驗，結(jié)果發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，急加速不再回火。由此說明故障是由于混合氣過濃引起的。斷開點火開關(guān)，在燃油壓力調(diào)節(jié)器與噴油器間的管路上加裝一只燃油壓力表，然后起動發(fā)動機，查看壓力表，其壓力為255290kPa，說明燃油壓力正常。斷開點火開關(guān)，拔下空氣流量計配線連接器，起動發(fā)動機進行檢查，發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，加速性能也有所好轉(zhuǎn)，說明系空氣流量計損壞或工作不良。從節(jié)氣門體上拆下空氣流量計仔細檢查，熱線未斷，只是由于使用日久，熱線上

10、積垢過多，散熱不良，用化油器清洗劑將空氣流量計清洗干凈后裝車再試，發(fā)動機運轉(zhuǎn)正常，加速有力，故障排除。故障分析：由于MAF熱線上積垢過多，散熱不良，使空氣流量計輸出信號電壓降低，造成電子控制模塊（PCM）誤判，從而導致混合氣過濃（如下圖）。三、三、三、三、熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計熱膜式空氣流量計的結(jié)構(gòu)如下圖所示。工作原理如下圖所示。案例一案例一案例一案例一 空氣流量計輸出的空氣流量信號所反映空氣流量計輸出的空氣流量信號所反映空氣流量計輸出的空氣流量信號所反映空氣流量計輸出的空氣流量信號所反映 的進氣量低于實際進氣量的進氣量低于實際進氣量的進氣量低于實際進

11、氣量的進氣量低于實際進氣量故障現(xiàn)象 發(fā)動機怠速不穩(wěn)，急加速時有“坐車”現(xiàn)象。檢查與排除 用VAG1551故障閱讀儀讀取數(shù)據(jù)流，這時發(fā)現(xiàn)發(fā)動機空氣質(zhì)量流量僅為1.4 g/s，而正常應為2.04.0g/s。造成該故障的原因主要有兩個：進氣系統(tǒng)有泄漏；ECU接收到的空氣流量信號反映的進氣量低于其實際進氣量。經(jīng)認真檢查發(fā)現(xiàn)，進氣系統(tǒng)無泄漏。拔下空氣流量計線束側(cè)連接器后，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象消失（此時發(fā)動機ECU僅用節(jié)氣門位置傳感器和曲軸位置傳感器的信號來計算進氣量，發(fā)動機在故障保護模式下運轉(zhuǎn)）。由此初步判斷空氣流量計有故障。檢測空氣流量計輸出的信號電壓，發(fā)現(xiàn)發(fā)動機怠速時，信號電壓僅為0.30.4V。而正常應為

12、0.81.2 V。拆下空氣流量計，發(fā)現(xiàn)其熱膜處比較臟。用化油器清洗劑清洗熱膜后再將空氣流量計裝復，故障排除。在發(fā)動機怠速時測得的信號電壓和空氣質(zhì)量流量分別為0.9 V和2.5g/s。故障原因分析 因空氣流量計的熱膜臟后，其散熱不良，要維持熱膜正常溫度所需的電流強度下降。造成輸入ECU的信號電壓過低。ECU誤認為進氣量小而減小供油量。在加速時ECU又斷開了控制，從而導致混合氣過稀，出現(xiàn)上述故障。一般裝于發(fā)動機機艙內(nèi)，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，實際測量的是進氣管的真空度，通過換算成反映進氣量的參數(shù)。如下圖所示。四、進氣歧管絕對壓力傳感器四、進氣歧管絕對壓力傳感器作

13、用：在D型電控燃油噴射系統(tǒng)中，由進氣管絕對壓力傳感器測量進氣管壓力，并將信號輸入ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。安裝位置：靠近進氣歧管的發(fā)動機室內(nèi)。分類：按其檢測原理分壓敏電阻式、電容式等。信號類型：壓敏電阻式為電壓信號，電容式的為頻率信號1.1.1.1.壓敏電阻式壓敏電阻式壓敏電阻式壓敏電阻式 如下圖所示。它由壓力轉(zhuǎn)換元件和對輸出信號進行放大的混合集成電路等構(gòu)成。壓力轉(zhuǎn)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(jīng)光刻腐蝕形成直徑約2mm、厚約50m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。2.2.2.2.電容式電容式

14、電容式電容式 位于傳感器殼體內(nèi)腔的彈性膜片用金屬制成，彈性膜片上、下兩個凹玻璃的表面也均有金屬涂層，這樣在彈性膜片與兩個金屬涂層之間形成兩個串聯(lián)的電容，如下圖。3 3、進氣管絕對壓力傳感器電路及其檢測、進氣管絕對壓力傳感器電路及其檢測ECU通過VCC端子給傳感器提供標準5V電壓，傳感器信號經(jīng)端子PIM輸送給ECU，E2為搭鐵端子。檢測：點火開關(guān)轉(zhuǎn)至ON位，測量VCC與E2之間電壓應為5V。拆下傳感器連接真空軟管，用手動真空槍給傳感器施加真空度，PIM與E2之間電壓應隨真空度增加而下降。案例一案例一案例一案例一 轎車怠速冒黑煙轎車怠速冒黑煙轎車怠速冒黑煙轎車怠速冒黑煙故障現(xiàn)象：一款2.2L豐田佳

15、美采用壓力型電噴發(fā)動機的轎車，出現(xiàn)怠速時排氣管大量冒黑煙而高速時工作正常的現(xiàn)象。接通故障自診系統(tǒng)后，故障燈報警，利用讀碼器讀出的故障碼是26（即空燃比A/F過濃）。故障診斷與排除：五、節(jié)氣門位置傳感器TPS【作用】檢測節(jié)氣門的開度及開度變化，此信號輸入ECU，控制燃油噴射及其他輔助控制。【安裝位置】在節(jié)氣門軸上。【分類】開關(guān)式、線性式【信號類型】電壓節(jié)氣門開度增大，信號電壓升高。1.1.1.1.觸點式節(jié)氣門位置傳感器觸點式節(jié)氣門位置傳感器觸點式節(jié)氣門位置傳感器觸點式節(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，如下圖。如滑動觸點（TL）隨節(jié)氣門軸一起轉(zhuǎn)動，滑動觸

16、點在節(jié)氣門全關(guān)（怠速）時與怠速固定觸點（IDL）閉合，而在節(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(jù)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。2.2.2.2.線性式節(jié)氣門位置傳感器線性式節(jié)氣門位置傳感器線性式節(jié)氣門位置傳感器線性式節(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(guān)系。該傳感器的結(jié)構(gòu)和電路如圖所示。下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。3.3.3.3.綜合式節(jié)氣門位置傳感器綜合式

17、節(jié)氣門位置傳感器綜合式節(jié)氣門位置傳感器綜合式節(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。（1 1 1 1）用萬用表檢測節(jié)氣門位置傳感器）用萬用表檢測節(jié)氣門位置傳感器）用萬用表檢測節(jié)氣門位置傳感器）用萬用表檢測節(jié)氣門位置傳感器拔去節(jié)氣門位置傳感器的線束插頭。用萬用表在電位計式位置傳感器線束插座上測量電位計總電阻（下 圖中VC端和E端之間的電阻）。如有斷路、短路或阻值不符合標 準，說明該傳感器有故障。測量電位計滑動觸點的電阻（圖3-3

18、1中VT和E之間的電阻），該電 阻應能隨節(jié)氣門的開啟或關(guān)閉而平滑地變化，否則說明該傳感器有 故障。（2 2 2 2）用示波器檢測節(jié)氣門位置傳感器）用示波器檢測節(jié)氣門位置傳感器）用示波器檢測節(jié)氣門位置傳感器）用示波器檢測節(jié)氣門位置傳感器 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。打開汽車的點火開關(guān)或讓發(fā)動機運轉(zhuǎn)。讓節(jié)氣門由關(guān)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。4.4.4.4.節(jié)氣門體的基本設置節(jié)氣門體的基本設置節(jié)

19、氣門體的基本設置節(jié)氣門體的基本設置 節(jié)氣門基本設置方法如下圖所示案例一案例一案例一案例一 3.0L3.0L3.0L3.0L轎車在轎車在轎車在轎車在D D D D擋時發(fā)動機怠速不良擋時發(fā)動機怠速不良擋時發(fā)動機怠速不良擋時發(fā)動機怠速不良故障現(xiàn)象 一輛豐田皇冠3.0L轎車發(fā)動機檢查燈亮，暖機后，在N擋位時750r/min運行穩(wěn)定，但是在D擋位時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速500600r/min時運行不穩(wěn)定，偶爾像失火的樣子，轉(zhuǎn)速降到400r/min，其它工況都正常。故障診斷與排除六、進氣溫度傳感器IATS 功用：給ECU提供進氣溫度信號，作為燃油噴射和點火正時控制的修正信號。安裝位置：D型：空氣濾清器內(nèi)或進氣管內(nèi)；

20、L型：空氣流量計內(nèi) 工作原理：常采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻。負溫度系數(shù)：溫度升高，電阻下降。進氣溫度傳感器電阻值信號電壓THA 進氣溫度傳感器電阻值信號電壓THA 進氣溫度傳感器電路及其檢測 在ECU中有一標準電阻與傳感器的熱敏電阻串聯(lián)，并由ECU提供標準電壓，E2端子通過E1端子搭鐵。檢測：拆下傳感器放入熱水中，檢查其特性。如豐田車：20時電阻47k，20 時電阻23k，40 時電阻9001300，60 時電阻400700，80 時電阻200400傳感器ECU七、水溫傳感器THW 發(fā)動機冷卻液溫度（ECT）傳感器向ECU提供一個隨冷卻液溫度變化的模擬信號。這種傳感器通常固定在冷卻水管上，其下端浸入發(fā)動機的冷卻水中。其特性與進氣溫度傳感器類似，同樣為負溫度系數(shù)，典型的ECT在-40時電阻可達35000，在120時只有120。ECT與計算機之間有兩條連線，一條是電壓信號線，另一條是搭鐵線，結(jié)構(gòu)及特性曲線如下圖所示，冷卻液溫度傳感器的檢測冷卻液溫度傳感器的檢測冷卻液溫度傳感器的檢測冷卻液溫度傳感器的檢測 如圖所示。紅表筆接信號線B腳，黑表筆接接地腳A腳，點火開關(guān)打開應能檢測到ECU的5V參考電壓，否則檢查ECU到插口連線有無斷線，ECU有無損壞。