汽车底盘电控技术

汽车底盘电控技术（共6篇）

篇1：汽车底盘电控技术

《汽车底盘电控技术》电子教案

模块一

概述

一、汽车底盘电子控制技术的现状

①电子控制自动变速器ECT ②防抱死制动系统ABS ③驱动轮防滑转调节系统ASR ④电子控制动力转向系统EPS ⑤电子控制悬架系统EMS ⑥电子控制制动力分配系统EBD ⑦电子控制制动辅助系统EBA ⑧电子控制稳定性程序ESP ⑨轮胎中央充放气系统CIDC ⑩自动驱动管理系统ADM

二、自动变速器技术的发展

1938年，通用公司研制了将行星齿轮变速器与液力耦合器结合在一起的液力自动变速器，这是现代轿车自动变速器的雏形。

1942年，通用公司研制的自动变速器上采用了双导轮、可闭锁的综合式变矩器。1947年，通用公司将液力传动装置用于批量生产的小客车上。

1969年，雷诺（Renault）汽车装备了采用电子计算机控制的液力自动变速器。1978年，美国克莱斯勒（Chrysler）公司生产了带锁止式液力变矩器的自动变速器。

1981年起开发出各种采用微处理机的微机控制自动变速系统，实现了自动变速器的智能控制。1983年，德国博世（Bosch）公司研制成功发动机和自动变速器共用的电子控制单元。机械式自动变速器（AMT）、无级自动变速器（CVT）快速发展。

三、防抱死制动系统的发展

1920年，英国人霍纳摩尔研制成功了ABS技术，并于1932年申请了第一个防滑专利。

1947年，为在美国飞机上开始采用ABS。

1954年，美国福特（Ford）公司率先在林肯（Lincoln）轿车上采用ABS技术。1958年，研制成功四轮两通道低选控制式Maxa-ret ABS。1960年，改造成四通道控制式ABS。

1985年，博世公司对ABS-Ⅱ系统进行了结构简化和系统优化，研制出了经济型防抱死制动系统ABS-ⅡE系统。

三、驱动轮防滑转调节系统的发展

1971年，美国通用汽车公司开始研制通过中断发动机点火来减小发动机输出转矩，进而避免驱动轮滑转的电子控制系统。

1986年，博世公司研制出ABS/ASR 2U系统，首次将ABS和ASR两个系统合为一体。1987年，丰田汽车公司将牵引力控制系统TCS（traction control system）装备在皇冠轿车上。

四、电子控制悬架系统的发展

1988年，日产（NISSAN）汽车公司将SS（sonar suspension）系统安装在千里马（Maxima）轿车上。1989年，丰田汽车公司研制出EMAS（electronic modulated air suspension）系统。1997年，汽车通用汽车公司研制出连续可调路面感应式悬架（CVRSS）系统。

五、电子控制动力转向系统的发展

1988年，美国通用公司研制出可变助力转向系统，并应用在林肯轿车上。同年，日本铃本（Suzuki）汽车公司研制出电子控制电动式动力转向系统EPS，并装备在Cervo轿车上。

1991年，美国福特汽车公司开发出电子可变量孔助力转向系统EVO。

模块二

自动变速器

自动变速器就是能够根据道路条件和汽车负载的变化自动变换传动比的变速装置。

课题一

自动变速器的分类和组成

一、自动变速器的种类

液力式自动变速器(Automatic Transmission，简称AT)、机械式自动变速器(Automatic Mechanical Transmission，简称AMT)、无级自动变速器(Continuously Variable Transmission，简称CVT)。

二、液力式自动变速器的种类

（1）按前进挡的数目分类

按前进挡的数目可将自动变速器分为二挡式、三挡式、四挡式。（2）按汽车的驱动方式分类

按照汽车的驱动方式可将自动变速器分为后桥驱动自动变速器和前桥驱动自动变速器。（3）按照齿轮变速机构的类型分类

自动变速器可分为普通直齿式自动变速器（又称定轴式自动变速器）和行星齿轮式自动变速器（又称动轴式自动变速器）两种。

（4）按液力变矩器有无锁止离合器分类 有锁止离合器和无锁止离合器两种。（5）按控制系统分类

分为液压控制自动变速器和电子控制自动变速器。

三、自动变速器组成

自动变速器主要由液力变矩器、齿轮变速系统、控制系统组成。1．液力变矩器

液力变矩器位于发动机和齿轮变速系统之间。2．齿轮变速系统

自动变速器齿轮变速系统安装在液力变矩器后面，其作用是改变传动比和传动方向，进而改变汽车的行驶速度和行驶方向。

自动变速器齿轮变速系统包括齿轮变速机构和换挡执行元件两大部分。3．控制系统

控制系统一般安装在齿轮变速系统的下部，其作用是根据汽车的运行状态（车速、节气门开度等）自

动控制齿轮变速系统的工作。

控制系统可分为液压控制系统和电子控制系统。

课题二

液力传动装置

一、液力耦合器

液力耦合器由泵轮和涡轮组成。

二、液力变矩器

1．液力变矩器的结构及工作原理

液力变矩器由泵轮、导轮、涡轮三部分组成。

导轮的作用是改变由涡轮回流到泵轮的液流方向，从而实现变矩。2．带单向离合器的液力变矩器

虽然设置导轮可以增大涡轮的输出转矩，但只有在泵轮和涡轮转速相差较大时才能实现，在转速相差较小的情况下并不能实现。

为消除泵轮、涡轮转速差小时因导轮引起的能量损耗，又加装了单向离合器。

当泵轮、涡轮转速差小时，导轮在单向离合器上转动，此时导轮已不再起作用，即液力变矩器的变矩功能已消失，变矩器的作用和耦合器相同，变矩器相当于耦合器。因此，通常把导轮开始转动的这一点叫液力变矩器的耦合点。

装有单向离合器的液力变矩器具有两种工作状态：变矩状态和耦合状态。通常我们把变矩器的工作状态又叫变矩器的相，因此变矩器的这两种状态也叫变矩器的两个相，这种变矩器又称二相式综合式液力变矩器。

3．单向离合器

液力变矩器常用的单向离合器有楔块型和滚柱型两种。（1）楔块型单向离合器

主要由内圈、外圈、楔形块、保持弹簧组成。（2）滚柱型单向离合器

滚柱型单向离合器主要由内圈、外圈、滚柱、保持弹簧等组成。4．带锁止离合器的液力变矩器

锁止离合器在车速、节气门开度等条件满足时，将泵轮和涡轮锁定在一起，使变矩器内的动力传递由

液力传递转变为机械传递，传递效率达到100%。

（1）带锁止离合器液力变矩器的结构（2）带锁止离合器液力变矩器的工作原理 5．液力变矩器的工作特性（1）概念

①变矩器的转速比e：变矩器的涡轮转速和泵轮转速之比叫变矩器的转速比。

②变矩器的转矩比k：变矩器输出转矩（即涡轮转矩）与输入转矩（即泵轮转矩）之比就是变矩器的转矩比。

③变矩器效率η：变矩器输出功率与输入功率之比叫变矩器效率。

④变矩器失速点：变矩器转速比为零（涡轮不转动）时的工作点叫变矩器的失速点。

⑤变矩器耦合工作点：在装有单向离合器的变矩器上，把导轮在涡轮回流液体作用下开始转动的工作点叫耦合工作点（耦合点）。

（2）工作特性

①液力变矩器的工作范围可划分为三个：即变矩区、耦合区和锁止区。②在变矩区，液力变矩器的转矩比k随着转速比e的增大而减小。在失速点时，转矩比最大，而此时正当汽车起步，需要最大的转矩。

③在变矩区，液力变矩器（装有单向离合器）的效率η随着转速比的增大不断提高，到接近耦合点时达到最大值，其增长规律呈曲线状。进入耦合区后，变矩器效率η继续增大，到转速比e=0.95时，其效率又迅速下降。

6．液力变矩器的分类

（1）按液力变矩器的组成元件分类 分为三元件式、四元件式等。（2）按液力变矩器的工作特性分类 分为单相式、二相式、三相式等。7．液力变矩器的检查（1）导轮单向离合器的检查（2）传动板的检查

（3）导轮固定套管（即变矩器轴套）的检查（4）液力变矩器的清洗

课题三

行星齿轮变速系统

行星齿轮变速系统由行星齿轮机构和换挡执行元件（也称变速执行机构）两大部分组成。

一、行星齿轮机构

1．行星齿轮机构的构造

行星齿轮机构由太阳轮、行星齿轮（简称行星轮）、行星齿轮架（简称行星架）和环齿圈等组成。2．行星齿轮机构的变速原理

行星齿轮机构中有3个可活动的元件：太阳轮、行星架（包括行星轮）、环齿圈。若固定其中一个元件，则另外两个元件可构成具有一定传动比的齿轮变速装置。

二、换挡执行元件

行星齿轮变速系统的换挡执行元件有离合器、制动器、单向离合器三种。1．离合器

离合器的作用是将行星齿轮变速系统的输入轴与行星齿轮机构中的任一元件连接起来，把液力变矩器输出的能量传递给行星齿轮机构；或者将行星齿轮机构中的任二元件连接起来，以实现直接传动。

（1）离合器的结构

自动变速器中所使用的离合器一般为湿式多片式离合器，主要由摩擦片、钢片、离合器鼓、离合器活塞、活塞回位弹簧、O形密封圈等组成。

（2）离合器的工作原理

离合器活塞受液压作用将钢片和摩擦片压紧在一起，钢片与摩擦片之间产生摩擦力，通过摩擦力实现力的传递。

（3）泄油装置

设置该泄油球阀的目的是防止离合器分离不彻底。

采用泄油球阀的主要缺点是进油初期密封不严，存在泄漏，使油腔压力建立缓慢。为克服此缺点，设计了液压平衡式活塞。

（4）离合器的技术要求

离合器的主要技术要求是离合器片间的间隙。2．制动器

制动器的作用是固定行星齿轮机构中的元件，实现某种传动比的传动。

常用的制动器有两种：片式制动器和带式制动器。（1）片式制动器

片式制动器的结构和前述湿式多片式离合器完全相同。（2）带式制动器

带式制动器主要由制动鼓、制动带、推杆、活塞等组成。（3）制动器的技术要求

制动器的技术要求和离合器相同。

三、辛普森行星齿轮变速系统

以辛普森（SIMPSON）行星齿轮变速系统应用最为广泛。目前使用的多为辛普森行星齿轮变速系统的改进型，即在原基础上改进为四速行星齿轮变速系统。

改进后的辛普森行星齿轮变速系统有两种：一种是在原辛普森行星齿轮变速系统的基础上，再加一个超速行星排，形成三行星排四速辛普森行星齿轮变速系统；另一种是对原双行星排式辛普森行星齿轮变速系统进行改进，通过改变前后行星排各元件的组成方式和增加换挡执行元件，使其改变为带超速挡的双行星排四速辛普森行星齿轮变速系统。

丰田皇冠3.0轿车A340E型自动变速器三行星排四速辛普森行星齿轮变速系统。1．停车挡（P挡位）2．空挡（N挡位）3．倒挡（R挡位）

4．前进1挡（D挡位1挡）5．前进2挡（D挡位2挡）

6．前进3挡（D挡位3挡，又称直接挡）7．超速挡（D挡位4挡，又称O/D挡）8．2挡位2挡 9． L挡位

课题四

液压控制系统

液压控制系统就是利用机械方式将车速和节气门开度转变为速控液压信号和加速踏板控制液压信号，然后，由这两个液压信号控制换挡执行元件的工作，使变速器适时自动升降挡。

液压控制系统主要由油泵、主油路油压调节装置、换挡信号装置、换挡控制装置、变矩器锁止离合器

控制装置、缓冲安全装置等组成。

一、液压控制阀的基本工作原理

液压控制阀按其用途可分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀三种。1．方向控制阀

方向控制阀用于控制油液流动的方向。（1）换向阀的工作原理（2）换向阀的种类

根据换向阀滑阀的操纵方式不同，可将其分为手动式、液动式等多种形式。2．压力控制阀

压力控制阀的作用是调节油路中工作液体的压力（1）压力控制阀的工作原理（2）压力控制阀的种类

常用的压力控制阀有稳压阀和调压阀。3．流量控制阀

流量控制阀改变流量的办法是改变截面积。4．其他种类的阀门（1）单向节流阀

单向节流阀用于控制作用在换挡执行元件（离合器、制动器）上的油压变化速率以改善换挡质量。单向节流阀是单向阀和节流阀的组合。（2）缓冲阀

缓冲阀由缓冲弹簧和活塞组成，并联在执行元件的工作油路上。

二、液压控制系统各组成部分的结构与工作原理

液压控制系统由油泵、主油路压力调节阀、换挡信号阀、换挡控制阀、变矩器锁止离合器控制阀、缓冲安全装置等组成。

（一）主油路压力调节阀

主油路压力调节阀（简称主调压阀）就是压力控制阀，其作用是根据汽车的运行状况（车速、节气门开度等）自动调节控制系统主油路的油压，以满足自动变速器在不同工况时的需求。

主油路压力调节阀主要由滑阀、调压柱塞、弹簧及阀体等组成。

调节后的主油路压力也是变化的，并且随着节气门油压的升高而升高。倒挡时主油路压力比其他挡位均高。

（二）换挡信号阀

换挡信号阀指节气门阀和速控液压阀。1．节气门阀

节气门阀的作用是将节气门开度的变化转换为油液压力的变化，用以控制换挡时刻。常见的节气门阀有两种形式：机械式节气门阀和真空式节气门阀。

（1）机械式节气门阀（2）真空式节气门阀 2．速控液压阀

速控液压阀的作用是将自动变速器输出轴的转速（相当于车速）变化转变为油液压力（即速控液压）的变化。

速控液压阀按照其工作特性可分为单级式速控液压阀和双级式速控液压阀。

单级式速控液压阀是指在自动变速器的所有工作状态，速控液压阀所产生的速控液压和车速之间只存在一种变化关系。

双级式速控液压阀是指在自动变速器的工作过程中，速控液压和车速之间存在两种变化关系。常见的双级式速控液压阀有两种：单重块双级式速控液压阀和双重块双级式速控液压阀。（1）双重块双级式速控液压阀

双重块双级速控液压阀主要由初级重块、次级重块、滑阀、弹簧、从动齿轮等组成。（2）单重块双级式速控液压阀

丰田轿车自动变速器单重块双级式速控液压阀。

（三）换挡控制阀

换挡控制阀根据其控制方式可分为手控制阀（又叫手动阀）和自动换挡阀两种。1．手控制阀

手控制阀的作用是由驾驶员选择自动变速器的挡位。自动变速器的挡位就是指换挡杆位置。2．自动换挡阀

自动换挡阀的作用是根据节气门阀提供的节气门开度信号（节气门油压）和速控液压阀提供的车速信号（速控液压）自动控制各前进挡之间的变换。

自动换挡阀的工作过程。

（1）换挡杆在D挡位时自动换挡阀的工作过程

①1-2换挡阀：1-2换挡阀用于控制前进1挡、前进2挡之间的挡位变换。

②2-3换挡阀：2-3换挡阀用于控制前进2挡与前进3挡之间的挡位变换。③3-4换挡阀：3-4换挡阀用于控制前进3挡与前进4挡（超速挡）之间的变换。（2）换挡杆在2挡位时自动换挡阀的工作过程 ①2-3换挡阀与3-4换挡阀 ②1-2换挡阀

（3）换挡杆在L挡位时自动换挡阀的工作过程

当换挡杆位于L挡位时，变速器只能在1挡工作。若变速器不在1挡工作，那么控制系统将强制其降至1挡。

（4）强制降挡柱塞工作时各自动换挡阀的工作过程

当节气门开度变化时，节气门拉索便拉动节气门凸轮绕其轴线转动。凸轮在转动过程中，顶动强制降挡柱塞和节气门阀。

（四）变矩器锁止离合器控制装置

变矩器锁止离合器控制装置主要包括锁止信号阀和锁止转换阀。1．锁止信号阀

锁止信号阀的作用是根据速控液压（汽车车速）控制锁止转换阀的动作，使锁止离合器接合或分离。2.锁止转换阀

锁止转换阀的作用是根据锁止信号阀输出的信号（来自超速制动器B0的主油压），改变变矩器内工作液的流动方向，从而控制锁止离合器的接合与分离。

3.锁止离合器的工作过程（1）锁止离合器的接合（2）锁止离合器的分离

（五）其他液压装置 1.超速（O/D）电磁阀 2.缓冲器

3.倒挡离合器顺序阀和倒挡制动顺序阀

倒挡离合器顺序阀和倒挡制动顺序阀均用于减小换挡冲击，改善换挡质量。

三、液压控制系统的控制过程

自动变速器工作时，液压控制系统通过控制齿轮变速系统换挡执行元件（即离合器、制动器、单向离合器）的工作来实现挡位的变换。现以丰田A43D型自动变速器为例，分析自动变速器在各挡位时液压控

制系统的工作情况。

⑤位于主油路上的限压阀（卸压阀）用于限制主油路的最高压力，以保护液压系统。1.R挡位 2.D挡位

（1）D挡位1挡（2）D挡位2挡

（3）D挡位3挡（直接挡）（4）D挡位4挡（超速挡）

课题五

电子控制系统一、电子控制系统的组成

电子控制自动变速器的控制系统由电子控制系统和液压控制系统两部分组成。液压控制系统主要由压力调节阀、换挡阀、变矩器离合器锁止控制装置等组成；电子控制系统由传感器、电控单元和执行器三部分组成。

电子控制系统的传感器主要包括节气门位置传感器、车速传感器、冷却水温传感器、发动机转速传感器以及一些控制开关，其作用是感知汽车行驶状况和发动机运转状况，并将其转变为电信号，输入电控单元。

电子控制系统的执行器是指几个电磁阀。

二、传感器

1．节气门位置传感器

节气门位置传感器的作用是监测发动机节气门开度，并将节气门开度转变为电信号后向电控单元输出，电控单元根据该信号和车速信号控制自动变速器的换挡和变矩器锁止离合器的接合与分离。

2．车速传感器

车速传感器的作用是将汽车行驶速度转变成电信号输入电控单元，用于控制变速器换挡时刻和变矩器锁止时刻。为了实现车速传感器失效保护功能，一般装有两个车速传感器：主车速传感器和辅助车速传感器。常用的车速传感器有舌簧开关式和电磁感应式两种。

（1）舌簧开关式车速传感器

舌簧开关式车速传感器主要由旋转磁铁（带有若干对磁级）和舌簧开关管组成。（2）电磁感应式车速传感器

电磁感应式车速传感器主要由永久磁铁和电磁感应线圈组成。

3．挡位开关和空挡启动开关

挡位开关的作用是监测换挡杆（手动阀）的位置，将换挡杆的位置转换为电信号后输入电控单元，同时控制仪表板上挡位指示灯的工作。

空挡启动开关的作用是控制启动机只有在换挡杆处于P位或N位时才能工作，发动机才能启动。4．行驶方式选择开关

行驶方式选择开关用于选择自动变速器的控制模式。自动变速器一般有标准模式（又称正常模式，NORMAL简称“NORM”或“N”）和动力模式（POWER简称“PWR”或“P”）两种行驶方式。

5．超速主开关

超速主开关用于控制自动变速器超速挡的工作。超速主开关安装在换挡杆上。6．降挡开关（自动跳合开关）

降挡开关的作用是监测节气门开度是否达到节气门全开的位置（一般指节气门开度大于85%）。

三、电控单元

电控单元的作用是接收反映汽车行驶状况和发动机运转状况的各传感信号，并对其进行分析处理后，向执行器（第一、第二电磁阀、锁止电磁阀、油压电磁阀）发出执行指令，控制自动变速器的换挡正时、锁止正时及油压，另外，电控单元还具有超速挡控制、缓冲器背压控制、发动机转矩控制、故障自诊断和失效保护等功能。

1．换挡正时的控制（1）自动换挡图（2）换挡正时的控制过程 2．变矩器锁止正时的控制 3．超速挡的控制 4．缓冲器背压的控制 5．发动机转矩的控制 6．故障自诊断 7．失效保护功能

（1）车速传感器的失效保护功能（2）电磁阀的失效保护功能

四、执行器

自动变速器电子控制系统的执行器是指控制换挡阀和锁止阀动作的电磁阀。一般电子控制自动变速器有三个电磁阀：第一电磁阀、第二电磁阀和锁止电磁阀。第一和第二电磁阀用于控制换挡阀的动作，锁止电磁阀用于控制变矩器锁止阀的工作。

五、电子控制系统的控制过程

电子控制自动变速器的控制过程包括自动变速器的换挡控制过程和变矩器锁止离合器的锁止控制过程。

（一）电子控制自动变速器的换挡控制过程 1．电子控制自动变速器的换挡控制原理

2．丰田A43DE型电子控制自动变速器的换挡控制过程 ①P挡位 ②R挡位 ③N挡位 ④D挡位

a.D挡位1挡（前进1挡）。b.D挡位2挡（前进2挡）。c.D挡位3挡（直接挡）。d.D挡位4挡（超速挡）。⑤ 2挡位 a.2挡位1挡。b.2挡位2挡。⑥L挡位

（二）变矩器锁止离合器的控制过程

课题六

自动变速器电子控制系统元件的检查

一、传感器的检查

1.辅助车速传感器的检查

2.主车速传感器的检查

二、开关的检查

自动变速器电子控制系统的开关有挡位开关和空挡启动开关、行驶方式选择开关、制动灯开关、超速主开关、降挡开关。

1．挡位开关和空挡启动开关的检查 2．行驶方式选择开关的检查 3．制动灯开关的检查 4．超速主开关的检查 5．降挡开关的检查

三、执行器的检查

1．检查电磁阀 2．检查电磁阀的密封性

课题七

自动变速器的故障诊断

一、基本检查调整

自动变速器的基本检查调整项目有怠速、节气门、变速器节气门拉线、工作液的液面和油质、空挡启动开关、超速主开关。

1．怠速的检查调整

各种型号的发动机都有其规定怠速值。怠速过高、过低都会影响自动变速器的工作性能。2．节气门的检查调整

节气门的检查内容是：检查在加速踏板踩到底时，节气门是否能全部打开。3．变速器节气门拉线的检查调整

变速器节气门拉线的检查内容是：检查变速器节气门拉线是否调整到规定位置，即变速器节气门拉线的松紧度是否合适。

4．工作液液面和品质的检查

（1）自动变速器工作液液面高度的检查（2）工作液品质的检查 5．空挡启动开关的检查调整

6．超速主开关（即O/D主开关）的检查调整

二、手动换挡试验

手动换挡试验的步骤：

①拔下所有电磁阀的线束插接器（或拔下自动变速器电控单元电源保险丝），使所有电控装置都停止工作。

②在汽车行驶时，先检查换挡杆在R挡位有无倒挡，再检查换挡杆在L、2和D挡位之间来回拨动时，自动变速器的实际工作挡位变换是否符合关系（对丰田车而言）。

③接好电磁阀的线束插接器，清除因拔下电磁阀而在电控单元自诊断系统产生的故障码。

三、电子控制系统的故障自诊断

自诊断法就是指利用自诊断系统的故障码来确定故障部位的方法。故障码的提取方法有两种：一种是借助于汽车电脑解码器从汽车电控单元的专用输出接口提取；另一种是人工提码。

四、液压机械系统的故障诊断

（一）失速试验

失速试验可用来检查发动机与自动变速器的综合性能。通过失速试验可检查发动机的输出功率、液力变矩器导轮单向离合器的功能及齿轮变速系统换挡执行元件（即离合器、制动器等）的工作状态。

1．失速试验方法 2．失速试验时注意事项 3．失速试验结果分析

（二）时间滞后试验（又称迟滞试验、延时试验）1．时间滞后试验方法 2．时间滞后试验注意事项 3．时间滞后试验结果分析

（三）液压试验

1．主油路油压试验方法（如图2-115所示）2．主油路油压试验时注意事项 3．主油路油压测量结果分析

（四）路试

路试即在汽车行驶过程中对自动变速器的所有挡位进行试验，进一步检查自动变速器的工作情况。通过路试可以帮助查找自动变速器的故障原因，确定故障部位。另外，路试也是检验修理质量的最佳方法。

路试主要检查换挡车速与换挡质量（即换挡时有无冲击、打滑、振动和噪音）。1．D挡位路试

（1）检查升挡车速和升挡质量（2）检查降挡车速和降挡质量（3）检查变矩器锁止机构的工作情况 2．2挡位路试（1）检查升挡车速（2）检查发动机制动作用（3）检查自动变速器的换挡质量 3．L挡位路试 4．R挡位路试 5．P挡位路试

课题八

无级变速器简介

无级变速器CVT（Continuously Variable Transmission）采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，可以实现传动比的连续改变。

一、无级变速器的结构

无级变速器主要由主动带轮、从动带轮、V形传动钢带等组成。电控无级变速器（ECVT）采用金属三角传动带作为减速传力元件。

二、电控无级变速器的工作原理

电控单元通过液压装置改变带轮直径，可实现速比的无级变化。

课题九

DSG双离合变速器简介

DSG是Direct Shift Gearbox的英文缩写，即直接换挡变速器，也称为S-Tronic变速器或者双离合变速器（Double-clutch Gearbox）。DSG双离合变速器综合了传统手动变速器和自动变速器的优点，换挡更快，传递扭矩更大，效率更高。

一、DSG双离合变速器的主要特点

新一代DSG变速器采用了2个离合器（图2-120）和具有6个前进挡的传统齿轮变速器作为动力传递部件。其中一个离合器控制单数挡位齿轮，另外一个离合器控制双数挡位齿轮。

DSG双离合变速器的主要特点有

二、DSG双离合变速器的结构

DSG双离合变速器主要由多片湿式双离合器、三轴式齿轮变速器、自动换挡机构、电子控制液压控制系统组成。

三、DSG双离合变速器的工作原理

模块三

防抱死制动系统

防抱死制动系统（Anti-lock Braking System，简称ABS）和驱动轮防滑转调节系统均属主动安全装置。

课题一

防抱死制动系统的组成与工作原理

一、汽车制动原理

当车轮转速降低后，由于惯性作用，汽车车身仍要以原来的速度前进，于是在车轮和路面之间产生摩擦力，该摩擦力使汽车车身速度（即车速）降低。这就是汽车制动的基本原理。

汽车制动时车轮上所受到的力有：制动器制动力（即在车轮周缘为克服制动摩擦力矩所需加的力），地面制动力（即地面与车轮间的摩擦力）。由此可见，汽车制动的实现取决于两个方面的因素：一是制动器制动力；二是地面制动力。

在一般硬实路面上，地面制动力的最大值就是地面附着力Fφ，其表达式为：

Fφ=φFZ

其中：FZ——地面对车轮的法向反作用力；φ——地面与轮胎间的附着系数。

地面对车轮的法向反作用力受载客数量（或载货量）、前后轴荷分配、汽车上坡或下坡等因素的影响；地面与轮胎间的附着系数受车轮在地面上的滑动程度、轮胎花纹、轮胎气压、路面状况等影响。在车辆载荷、轮胎花纹、轮胎气压、路面状况等一定的前提下，地面附着力就仅与车轮在地面上的滑动程度有关。

二、车轮滑移率

通常用滑移率表示汽车车轮在地面上滑动的程度。所谓滑移率就是汽车在制动过程中车轮的滑动位移占总位移的比例。

三、地面附着系数与滑移率

（1）附着系数随路面性质不同而不同。在干混凝土路面上的附着系数最大，在冰地上的附着系数最小。

（2）无论在什么路面上，附着系数都随滑移率的变化而变化，且变化趋势基本相同。车轮的纵向附着系数直接影响汽车的制动效能。在10%～30%之间达到最大。

车轮的横向附着系数直接影响汽车的方向稳定性。当滑移率为0时，横向附着系数最大；随着滑移率的增大，横向附着系数会越来越小，而且在滑移率超过30%后会急剧下降；当滑移率达到100%时，车轮横向附着系数将会变得非常小。

如果在汽车制动时将车轮滑移率控制在20%左右，则纵向附着系数最大，可获得最大地面制动力，最大程度地缩短制动距离；同时，在车轮滑移率为20%附近横向附着系数也较大，可使汽车制动时能较好地保持方向稳定性和转向控制能力。

四、防抱死制动系统的组成

防抱死制动系统的主要组成有轮速传感器、电控单元、制动压力调节器等。防抱死制动系统和常规制动系统组合在一起就构成了带ABS的汽车制动系统。

五、防抱死制动系统的控制过程

防抱死制动系统是以最佳车轮滑移率（或最佳减速度）为控制目标，电控单元根据轮速传感器（有的车上还设有减速度传感器）检测到的车轮转速进行控制。在制动过程中，当电控单元根据车轮转速信号判

断到车轮即将抱死时，便向执行元件发出控制指令，使执行元件动作，调节作用在制动轮缸的液压，从而控制作用在车轮上的制动力，使车轮始终工作在不被抱死（滑移率为10%～30%）的状态下，达到最佳制动效果，使汽车在保证行驶稳定性的前提下有最短的制动距离。

防抱死制动系统常见的控制方式有逻辑门限值控制、最优控制、滑动模态变结构控制等。

所谓逻辑门限值控制就是预先选择一些运动参数作为控制参数并设定相应控制门限值，在制动时，将检测到的实际参数与电控单元内设定的门限值进行比较，按照一定的逻辑，根据比较的结果，适时对制动液压进行调节。

六、防抱死制动系统的分类

1．按制动压力调节器与制动主缸的结构关系分类（1）分离式防抱死制动系统

分离式防抱死制动系统是指制动主缸和制动压力调节器分别独立安装的防抱死制动系统。（2）整体式防抱死制动系统

制动主缸和制动压力调节器安装在一起，形成一个整体的防抱死制动系统，称为整体式防抱死制动系统。

2．按控制通道分类

在防抱死制动系统中，通常把能够独立进行制动液压调节的制动管路称作控制通道。

在实际控制中，有的车轮单独占用一个控制通道，单独对其液压进行调节，这种控制方式叫独立控制或单轮控制；也有两个车轮共用一个控制通道，这种控制方式叫同时控制或一同控制；如果实行一同控制的两个车轮又在同一轴上，则把这种控制方式称为同轴控制或轴控制。

当一同控制的两个车轮行驶在不同附着系数路面上时，制动时两个车轮抱死的时刻不同，行驶在低附着系数路面上的车轮会先抱死，行驶在高附着系数路面上车轮会后抱死。在控制时以保证低附着系数路面上车轮不抱死为控制条件而进行压力调节的原则称作低选原则；在控制时以保证高附着系数路面上车轮不抱死为控制条件而进行压力调节的原则称作高选原则。

（1）单通道系统

单通道系统是指仅有一条控制通道的防抱死制动系统（2）双通道系统

双通道系统是指有两条控制通道的防抱死制动系统。（3）三通道系统

三通道系统是指有三条控制通道的防抱死制动系统。

对两后轮按低选原则进行一同控制，可以保证汽车在各种条件下左、右两个后轮的制动力相等，使汽车在各种路面上制动时都具有良好的行驶稳定性。

对两前轮进行独立控制，可以充分利用两前轮的附着力，一方面可以使汽车获得尽可能大的制动力，缩短制动距离，另一方面可使制动时两前轮始终保持较大的横向附着力，使汽车保持良好的转向控制能力。

（4）四通道控制系统

四通道控制系统是指有四条控制通道的防抱死制动系统。

课题二

轮速传感器

一、轮速传感器的结构

轮速传感器主要由传感器转子、传感器线圈、永久磁铁组成。

二、轮速传感器的工作原理

三、轮速传感器的分类

常见的轮速传感器按其极轴的形状不同可分为：凿式极轴速度传感器、菱形极轴速度传感器和柱式极轴速度传感器。

四、轮速传感器的工作电路

五、轮速传感器的检查

（1）检查轮速传感器电阻

（2）检查轮速传感器传感线圈有无搭铁现象（3）检查轮速传感器的安装情况（4）检查轮速传感器转子齿面

课题三

减速度传感器

减速度传感器的作用是检测汽车的减速度。电控单元根据减速度传感器输入的减速度信号判断路面的附着系数，从而控制防抱死制动系统的工作，以获得更好的制动性能。

常见的减速度传感器有光电式减速度传感器、水银式减速度传感器和差动变压器式减速度传感器。

一、减速度传感器的结构与工作原理

1．光电式减速度传感器

光电式减速度传感器主要由两个发光二极管、两个光敏晶体管、一个透光板和一个信号转换电路组成。2．水银式减速度传感器

水银式减速度传感器主要由玻璃管及放在其中的水银组成。3．差动变压器式减速度传感器

差动变压器式减速度传感器主要由线圈、铁心、弹簧、变压器油及印刷电路板组成。

二、减速度传感器的工作电路

三、减速度传感器的检查

一般来说，装有减速度传感器的汽车上都设有减速度传感器诊断系统。借助该诊断系统可以对减速度传感器的安装情况、工作状态进行检查。

课题四

电控单元

电控单元（ABS ECU）是防抱死制动系统的中枢，用来接收传感器输送的信号，并根据传感信号进行运算、比较、判断，然后向执行器（即制动压力调节器）发出指令，调节制动液压，从而达到防止车轮抱死的目的。

一、电控单元的组成

电控单元主要由四部分组成：输入电路A、控制电路B、输出电路C及稳压、监测与保护电路D。

二、电控单元的功能

电控单元的主要功能是控制车轮转速，防止车轮抱死。除此之外，还具有初始检测功能、故障自诊断功能、传感器检测功能和失效保护功能。

1．轮速控制

电控单元根据轮速传感器输入的信号，计算出车轮转速，然后按其内存的程序控制车轮转速，防止车

轮抱死。

2．初始检测功能

每次接通点火开关后，电控单元就对系统各元件进行一次检测，判断系统各组件的工作状态是否正常。3．故障自诊断功能

在防抱死制动系统工作过程中，电控单元中的检测电路不断对各信号进行监测。4．失效保护功能

当电控单元检测到防抱死制动系统出现故障时，就控制继电器动作，断开执行器的工作电源，让防抱死制动系统停止工作，使制动系统恢复到普通制动方式，这就是防抱死制动系统的失效保护功能。

5．传感器检测功能

传感器检测功能用于判断轮速传感器和传感器转子的工作性能。

课题五

制动压力调节器

制动压力调节器是防抱死制动系统的执行器，按照电控单元发出的指令控制作用在制动轮缸上的液压，调节车轮制动力，以达到既防止车轮抱死、又能使车轮与地面间的附着力最大的目的。通常，制动压力调节器串联在制动主缸和轮缸之间。

一、制动压力调节器的分类

1．根据动力来源分类

可分为液压式和气压式两种类型。2．根据总体结构分类 分为整体式和分离式两种。3．根据调压方式分类

根据调压方式不同，制动压力调节器可分为循环式和变容式两种。

循环式制动压力调节器根据制动油液的循环方式又可分为开放式循环调压方式和封闭式循环调压方式。

二、循环式制动压力调节器

（一）循环调压分离式制动压力调节器 1．循环调压分离式制动压力调节器的结构

循环调压分离式制动压力调节器主要由三位三通电磁阀、储液罐和电动泵组成。（1）三位三通电磁阀（2）储液罐和电动泵

2．循环调压分离式制动压力调节器的工作原理

循环调压分离式制动压力调节器在防抱死制动系统不工作、工作（升压、保压、减压）时，有着不同的工作状态。

（1）防抱死制动系统不工作时（2）防抱死制动系统工作时 ①“减压”时： ②“保压”时： ③“升压”时：

（二）循环调压整体式制动压力调节器 1．循环调压整体式制动压力调节器的结构

整体式制动压力调节器总成主要由储液室、液面传感器、蓄压器、电动油泵、双作用压力开关、压力变换器、后轮比例阀、差压开关、制动总泵及制动压力调节器组成。

（1）储液室

储液室用于储存制动系的大部分制动液。储液室内部被分隔成三个腔室，分别与总泵第一腔、总泵第二腔及助力控制阀相连。

（2）液面传感器

液面传感器用于检测储液室内液面的高低，以判断制动液是否充足。当（3）蓄压器

蓄压器用储存高压制动液，蓄压器呈囊状，其内部被一膜片分隔成两个腔室。（4）电动油泵

电动油泵用于将储液室内的低压制动液加压，并输送到蓄压器。（5）双作用压力开关

双作用压力开关的作用是监测蓄压器的压力，控制电动油泵的工作。（6）压力变换器

压力变换器的作用是将油压信号转换成电压信号，并将该电信号输入ABS ECU，以检测制动系的工作情况。

（7）后轮比例阀

后轮比例阀用来控制作用在后轮制动轮缸中的液压，以平衡普通制动时前、后轮的制动力。

（8）差压开关

差压开关用于检测制动主缸第一腔和第二腔的压力差。（9）制动压力调节器

整体式防抱死制动系统制动压力调节器主要由增压阀、减压阀、截止阀、单向阀组成。其中增压阀和减压阀均为二位二通阀，截止阀为二位三通阀。

2．循环调压整体式制动压力调节器的工作原理（1）防抱死制动系统不工作（普通制动方式）时（2）防抱死制动系统工作时 ①“减压”时： ②“保压”时 ③“升压”时：

三、变容式制动压力调节器

1．前轮制动压力调节器的结构与工作原理

前轮制动压力调节器主要由电磁开关阀、单向球阀、活塞、电动机、电磁制动器以及心轴等组成。2．后轮制动压力调节器的结构及工作原理

和前轮制动压力调节器所不同的是：前轮制动压力调节器是由电磁开关阀和活塞控制的单向球阀共同控制制动轮缸的液压，而后轮制动压力调节器取消了电磁开关阀，仅仅依靠单向球阀控制液压。

后轮制动压力调节器采用了一个电动机，一个齿轮减速器，一个心轴，两个活塞和两个单向球阀。两个活塞由电动机控制，同时动作。两个后轮的防抱死控制采用“低选原则”，以附着力较小的车轮为标准，同时对两个轮进行防抱死控制。

四、制动压力调节器的工作电路

五、制动压力调节器的检查

（1）电磁线圈的检查（2）电动泵的检查

模块四

驱动轮防滑转调节系统

驱动轮防滑转调节系统的作用是在汽车驱动过程中，特别是在起步、加速和转弯过程中，防止驱动轮滑转，使汽车快速、平稳地起步和加速。

课题一

驱动轮防滑转调节系统的组成与工作原理

一、驱动轮防滑转的基本知识

所谓驱动轮滑转就是指汽车在起步时，驱动轮不停地转动，但汽车却原地不动，或者在加速时，汽车车速不能随驱动轮转速的提高而提高。驱动轮滑转的根本原因是汽车的驱动力超过了地面的附着力。

一般地，用滑移率来表示汽车制动时车轮滑移的程度，而用滑转率来表示驱动轮的滑转程度。滑转率的表达式如下：

Sdrv100% r汽车的滑转率直接影响汽车驱动时的纵向、横向附着系统。

二、驱动轮防滑转的控制方法

1．对发动机输出转矩进行控制 ①调节喷油量。

②推迟点火（即减小点火提前角）。③调节进入发动机汽缸的空气量。2．对驱动轮进行制动

这种控制方法是防止滑转最迅速的一种方法，但是为了保证乘坐舒适，制动力不能太大，因此这种方式一般是作为节气门调整发动机输出转矩方法的补充。

3．对差速锁进行锁止控制

这种控制方法用在电子控制的可锁止差速器上。在这三种控制方式中，目前较多的采用前两种的组合。

三、驱动轮防滑转调节系统的优点

①汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱动力；

②能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力； ③减少了轮胎的磨损与发动机油耗。

四、驱动轮防滑转调节系统的组成和工作原理

1．驱动轮防滑转调节系统组成

驱动轮防滑转调节系统是控制车轮滑转率的装置，主要由轮速传感器、电控单元（ASR ECU）、驱动轮防滑转调节系统执行器（如电磁阀等）、ASR警示灯、ASR关闭指示灯等组成。

2．驱动轮防滑转调节系统的工作原理

五、ASR和ABS区别

ASR系统和ABS系统的不同之处是，ABS根据轮速信号计算出车轮滑移率，ASR则根据轮速信号计算出车轮滑转率。

ASR在汽车起步、加速等工况时起作用，但在汽车制动时不起作用，而ABS则是在汽车制动时起作用，在汽车正常运行过程（包括起步、加速等工况）中不起作用。

课题二

典型驱动轮防滑转调节系统一、丰田凌志LS400轿车ABS/TRC系统的组成

丰田凌志LS400 UCF10系列轿车ABS/TRC系统主要由轮速传感器、ABS/TRC ECU、ABS执行器、TRC执行器、辅助节气门马达、主节气门位置传感器、辅助节气门位置传感器、TRC关断开关、TRC关断指示灯、TRC指示灯等组成。

二、丰田凌志LS400轿车ABS/TRC系统主要部件的结构

1．ABS执行器

ABS执行器即制动压力调节器，其作用是在汽车制动过程中车轮的滑移率超出最佳值时，控制作用在制动分泵上的制动液压。

2．TRC制动执行器

TRC制动执行器主要由TRC隔离电磁阀总成和TRC泵总成组成。（1）TRC隔离电磁阀总成

TRC隔离电磁阀总成主要由三个隔离电磁阀、压力开关或压力传感器组成。三个隔离电磁阀分别是制动总泵隔离电磁阀（主制动油缸隔离电磁阀）、蓄压器隔离电磁阀和储液器隔离电磁阀。

（2）TRC泵总成

TRC泵总成主要由泵和蓄压器组成。3．副节气门执行器

副节气门执行器的作用是根据ABS/TRC ECU输出的信号控制副节气门的开启角度，从而控制进入发动机的空气量，以达到控制发动机输出扭矩的目的。

副节气门执行器指控制副节气门动作的步进电机，主要由永磁体、传感线圈和旋转轴组成。4．副节气门位置传感器

副节气门位置传感器的作用是检测副节气门的开度，并把相应的信号输送到发动机和自动变速器ECU和ABS/TRC ECU。

5．ABS/TRC ECU ABS/TRC ECU的主要控制功能有：车轮速度控制功能、初始检测功能、继电器控制功能、故障诊断功能和失效保护功能。

（1）车轮速度控制

在汽车运行中，ECU不停地从轮速传感器接收四个车轮的转速信号并不断地计算出各个车轮的速度，并且根据两个前轮速度估算出汽车的行驶速度，并据此设置目标控制速度值。

（2）初始检测功能 副节气门执行器的检测：

ABS/TRC ECU对副节气门执行器进行检测的条件： ①变速杆处于“P”或“N”位置； ②主节气门完全关闭； ③车速为0。

TRC制动执行器电磁阀的检测：点火开关一打开，就开始对TRC制动执行器电磁阀进行初始检测。ABS/TRC ECU对制动执行器电磁阀进行检测的条件是： ①变速杆处于“P”或“N”位置； ②车速为0； ③发动机工作。（3）继电器控制功能

点火开关打开后，ABS/TRC ECU就会控制接通TRC制动主继电器和TRC副节气门继电器。（4）故障诊断功能

（5）失效保护功能

6．TRC关断开关（TRC OFF开关）、TRC关断指示灯（TRC OFF指示灯）、TRC指示灯

三、丰田凌志LS400系列轿车ABS/TRC系统的工作电路

1．自检过程 2．等待工作状态 3．ABS工作时 4．TRC工作时

四、丰田凌志LS400轿车ABS/TRC系统的工作过程

1．ABS/TRC系统未进入工作状态时 2．ABS系统工作时 3．TRC系统工作时

首先ECU控制副节气门执行器中的步进电机转动，减小副节气门的开度，减小进气量，减小发动机的输出扭矩；当ECU判断需要对驱动轮进行制动介入时，便控制TRC制动执行器中的三个隔离电磁阀通电。

五、丰田凌志LS400轿车ABS/TRC系统各部件的检查

1．TRC制动执行器的检查 2．压力开关的检查 3．TRC泵电机总成的检查 4．副节气门位置传感器的检查

5．TRC关断开关（TRC OFF开关）的检查 6．TRC指示灯的检查

课题三

防抱死制动系统和驱动轮防滑转调节系统的故障诊断

一、防抱死制动系统和驱动轮防滑转调节系统故障诊断程序

1．用户问题分析

2．初步检查 3．故障自诊断 4．验证故障征兆 5．再次进行故障自诊断 6．修理 7．验证试验

二、防抱死控制系统和驱动轮防滑转调节系统的故障自诊断

（一）丰田凌志LS400轿车防抱死制动系统的故障自诊断 1．检查指示灯 2．故障自诊断（1）提取故障代码（2）故障代码表（3）清除故障代码

（二）丰田凌志LS400轿车TRC系统的故障自诊断 1．检查指示灯 2．故障自诊断

三、防抱死控制系统和驱动轮防滑转调节系统的故障征兆检查表

（一）丰田凌志LS400轿车ABS系统故障征兆检查表

（二）丰田凌志LS400轿车TRC系统故障征兆检查表

模块五

电子控制悬架系统

电子控制悬架系统的英文全称为Electronic Controlled Suspension System，简称ECSS，也有的称之为电子调节悬架系统，其英文全称为Electronic Modulated Suspension System，简称EMS。电子控制悬架系统的作用是根据路面条件、载重质量、行驶速度等来自动调节车身高度、悬架刚度和减振器阻尼，从而使车辆在各种行驶条件下均可获得最佳的行驶平顺性和操纵稳定性。

课题一

电子控制悬架系统的组成与工作原理

一、概述

汽车悬架是车架与车桥之间的弹性连接传力装置。汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。

独立悬架是指两侧车轮分别安装在断开式车轴两端，每段车轴和车轮单独通过弹性元件与车架相连。这种结构的优点是当一侧车轮跳动时对另一侧车轮不产生影响。

汽车悬架主要由弹性元件、减振器和导向装置等三部分组成。

二、电子控制悬架系统的组成与工作原理

1．电子控制悬架系统的组成

该系统主要由空气压缩机、干燥器、空气电磁阀、车身高度传感器、带有减振器的空气弹簧、悬架控制执行器、悬架控制选择开关和电控单元等组成。

2．电子控制悬架系统的工作原理

当需要升高车身时，电控单元便控制空气电磁阀使压缩空气进入空气弹簧的主气室，空气弹簧伸长，车身高度升高；当需要降低车身高度时，电控单元便控制空气电磁阀使主气室中的压缩空气排放到大气中，空气弹簧被压缩。

当需要改变悬架刚度时，电控单元通过悬架执行器来控制空气弹簧主、辅气室之间的连通阀，改变主、辅气室之间的气体流量，进而改变悬架的刚度。

当需要改变减振器的阻尼力时，电控单元便控制减振器的阻尼力调节装置工作，调节减振器的阻尼力。

三、电子控制悬架系统各主要组件的结构

1．车身高度传感器

车身高度传感器的作用是检测车身高度的变化，将车身高度转变为电信号向电控单元输入，作为车身高度控制的主要依据。目前，汽车多用光电式车身高度传感器。

光电式车身高度传感器主要光电耦合元件、遮光板、旋转轴、连杆组成。2．车身高度控制执行装置 3．空气悬架刚度调节装置

空气悬架刚度调节装置主要由刚度调节阀和悬架控制执行器组成。

4．悬架系统阻尼调节装置

阻尼调节装置是通过改变阻尼孔的大小来改变悬架系统的阻尼力。（1）机电式阻尼调节装置

主要由阻尼调节执行机构和减振器两大部分组成。阻尼调节执行机构位于减振器的上部，可以驱动减振器中的回转阀转动，改变阻尼孔的大小。

阻尼调节执行机构主要由直流电动机、减速齿轮、挡块、电磁铁等组成。直流电动机用于驱动回转阀的转动；挡块用于限制减速齿轮的旋转，挡块的工作由电磁铁控制。

机电式阻尼调节装置的工作由电控单元内存程序根据车速传感器、加速度传感器、转向传感器等输出的反映车辆行驶状态的信号进行控制。

（2）压电式阻尼调节装置

压电式阻尼调节装置主要由压电传感器、压电执行器和阻尼力变换阀三部分组成。

课题二

典型电子控制悬架系统

1．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统的组成

丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统主要由车身高度传感器、主节气门位置传感器、转向传感器、高度控制压缩机和排气阀、干燥器、1号高度控制阀、2号高度控制阀、前悬架控制执行器、后悬架控制执行器、1号高度控制继电器、2号高度控制继电器、悬架控制ECU、停车灯开关、LRC开关、高度控制开关、高度控制ON/OFF开关、汽车车速传感器、IC调节器等组成。

2．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统的控制电路 3．丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统的控制功能

丰田凌志LS400 UCF10系列轿车电子调节空气悬架系统主要有车身高度控制、悬架刚度控制和减震器减振力控制三项控制功能。电子调节空气悬架中储存有起弹簧作用的压缩空气，即空气弹簧，空气弹簧的“刚度”和车辆高度由控制系统根据车辆的行驶状态进行自动调整；同样，减震器的减振力也由控制系统进行控制，以抑制车辆倾斜、制动时前部裁头以及高速行驶过程中后部下坐等车辆姿态变化，这样就可以保证乘坐的舒适性和行驶的操纵稳定性。

（1）车身高度控制

悬架ECU根据车身高度传感器输入的信号，通过高度控制阀实现对车身高度的控制。（2）空气弹簧刚度和减震器减振力的控制

课题三

电子控制悬架系统的故障诊断

（1）指示灯检查

首先将点火开关转到ON位，检查LRC（凌志驾驶控制）指示灯和高度控制指示灯。（2）故障代码的提取（3）故障代码表（4）故障代码的清除

模块六

电子控制动力转向系统

电子控制动力转向系统的英文全称为Electronic Controlled Power Steering，简称EPS。电子控制动力转向系统的作用是根据汽车行驶速度自动调节转向动力放大倍率，以保证转向系在高、低速时都获得最佳的驾驶性能。

课题一

电子控制动力转向系统的组成与工作原理

汽车转向系按转向力源不同，可分为机械式转向系、动力转向系。电子控制动力转向系统则是动力转向系统和电子控制系统结合的产物，能够根据汽车的行驶速度将汽车的驾驶性能控制在最佳状态。

一、动力转向系的组成和工作原理

1．动力转向系的组成

动力转向系主要由转向油泵、转向动力缸、转向控制阀和机械转向器等组成。2．动力转向系的工作原理（1）汽车直线行驶时（2）汽车转弯时

3．电子控制动力转向系统的分类

根据动力源不同，电子控制动力转向系统可分为电子控制液压式动力转向系统（简称液压式EPS）和电子控制电动式动力转向系统（简称电动式EPS）。

二、电子控制液压式动力转向系统

电子控制液压式动力转向系统是在液压动力转向系统的基础上增加电子控制装置得到的。1．电子控制液压式动力转向系统的组成

主要由车速传感器、电控单元、电磁阀、动力转向控制阀和动力转向油泵等组成。通过控制流向动力转向油缸两侧油室内的液压油流量来实现动力转向控制的，因此该系统又称流量控制式动力转向系。

2．电子控制液压式动力转向系统的工作原理

在工作时，电控单元根据车速传感器输入的信号，向电磁阀输出不同占空比的控制信号，控制电磁阀阀芯的开启程度，以控制转向动力缸活塞两侧油室的旁路液压油流量，从而改变转向盘上的转向力。

三、电子控制电动式动力转向系统

电子控制电动式动力转向系统是以电动机作为动力转向的动力源，由电控单元根据扭矩传感器和车速传感器输出的信号进行动力转向控制。

（一）电子控制电动式动力转向系统的组成

电子控制电动式动力转向系统主要由车速传感器、扭矩传感器、电控单元、电磁离合器和电动机等组成。

1．扭矩传感器

扭矩传感器的作用是检测转向盘的转动方向以及转向盘与转向器之间的相对扭矩，是电子控制电动式动力转向系统的一个重要传感器。常用的扭矩传感器按工作原理可分为两种：电磁感应式和滑动可变电阻式。

（1）电磁感应式扭矩传感器（2）滑动可变电阻式扭矩传感器 2．电磁离合器和电动机

电磁离合器11位于电动机的输出端，用于切断和接通电动机通向转向机构的动力传动路线。电动式动力转向系统所用电动机为永磁式直流电动机。3．电控单元

（二）电子控制电动式动力转向系统的工作原理

当驾驶员转动转向盘时，装在转向轴上的扭矩传感器检测出转向轴上的转矩，电控单元根据该转矩信号与车速传感器输出的车速信号计算出转向助力的大小和方向，并据此选定电动机的电流和转向。然后电控单元向执行器（电动机和电磁离合器）输出控制指令，控制电磁离合器通电接合、电动机通电转动，电

动机输出的转矩经减速机构减速增扭后，施加在转向机构上，实现与汽车车速相匹配的转向助力。

（三）铃木车系电子控制电动式动力转向系统

铃木车系电子控制电动式动力转向系统按车速控制范围可分为两种：低中速控制型（0~45km/h）和全范围控制型（0~80km/h）。

1．低中速控制型（0~45km/h）EPS 低中速控制型（0~45km/h）EPS的主要控制内容有：（1）速度控制

15%当车速高于4510%km/h时，汽车转向系按普通转向方式工作。

（2）电动机电流控制

电控单元根据扭矩传感器和车速传感器输出的转向力矩和车速信号确定电动机的工作电流。（3）临界控制

临界控制的目的是保护电子控制电动式动力转向系统中的电动机及其控制组件。2．全范围控制型（0~80km/h）EPS 全范围控制型（0~80km/h）EPS的主要控制内容有：（1）电动机电流控制

电控单元根据车速传感器输送的信号控制电动机的工作电流，实现全车速范围的车速感应型控制。（2）临界控制

为避免电动机及其控制组件在临界状态下因工作电流大发热造成的损坏，每当最大电流连续通过20秒后，电控单元就控制逐步减小电动机的工作电流，每次减小1.5A。

课题二

电子控制动力转向系统的检查

1.初步检查 ①检查轮胎气压；

②检查悬架与转向连接件之间的润滑； ③检查前轮定位；

④检查转向系统接头及悬架臂球接头； ⑤检查所有接头是否牢固可靠；

⑥检查动力转向泵油液是否变质、液面是否正常。2.检查电磁阀

（1）检查电磁阀线圈电阻

（2）检查电磁阀针阀的位移量

篇2：汽车底盘电控技术

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课程 汽车底盘电控技术 专业 汽修 适用班级 20新能源高工班、20汽修高工班

本试卷共 2 页，满分100 分；考试时间：60分钟；考试方式：实操 命题人：杨梦鹏

题目：自动变速器的修理与检测

考核时间：40分钟，从 时 分至 时 分，共用时

问答题：（40分）

1、自动变速器由哪些元件组成？

2、离合器主要有哪些元件组成？

篇3：汽车底盘电控技术现状与发展研究

对于汽车最为重要的部分之一, 汽车底盘扮演了非常重要的角色。汽车底盘电控技术已经取得了巨大的发展, 不论在汽车行驶安全性、动力性还是在乘坐舒适度方面都发挥着不可替代的作用。据统计, 全球市场对汽车电控系统需求量最大的是兼具安全性和舒适性的电子系统, 其中大部分是电子底盘控制系统。汽车底盘使得驾驶者可作出加速、减速以及转向运动。在整个驾驶过程中, 驾驶员通过汽车中的转向盘、制动踏板、油门对整个行驶过程进行有效控制。驾驶员一系列的操作通过前轮的转向角及车轮上的驱动力矩或制动力矩进行具体的执行, 真正起作用的是轮胎的纵向力和侧向力。

2 汽车底盘常见的电控系统

伴随着人们对车辆的稳定性、安全性能和乘坐舒适性等方面逐渐提出更多的要求, 为了进一步提高汽车的易操作性、经济性、动力性和安全性能, 电子控制技术已经广泛应用到了汽车底盘中。

2.1 电控自动变速器

电控自动变速器的应用使得汽车在行驶过程中能够根据实际行驶情况进行变速器的档位自动变换, 具有驾驶更加省力、发动机寿命更长、起步加速更加平稳、有效避免过载以及发动机熄火等优点。目前, 市面上的自动变速器主要有一下三种:电控机械式自动变速器、液力-机械式自动变速器、电控机械式无级变速器 (CVT) 。

电子控制在自动变速器上的应用实现了汽车行驶过程中的自动补偿调节, 自动变速器电子控制通过动力传动控制模块接收来自汽车上各种传感器的电子信号输入, 根据汽车的使用工况对这些信息处理来决定液力自动变速器运行工况。按照这些工况, 来控制变速器的升档和降档及换档感觉。自动变速器主要运用电子气动换挡装置, 传统汽车利用机械换挡杆与变速器构件进行连接, 而利用这种电子控制装置取代机械装置, 通过气动伺服阀气缸以及电磁阀来进行控制, 能够简化操作者的手动操控, 同时发挥汽车最佳的安全性能和动力性能。

2.2 防抱死制动系统

防抱死制动系统简称为ABS, 是英文“Anti-lock Brake System”的缩写。防抱死制动系统在汽车制动中起到了重要的作用, 对制动器动力进行制动控制, 防止车轮抱死, 保证汽车车轮与地面之间的附着力保持最大值状态。ABS主要有以下几个优点:一是减少汽车轮胎路损情况, 二是当汽车处于紧急制动情况下时依然能够进行方向的操纵, 三是在汽车紧急制动过程中游侠防止车辆甩尾以及侧滑的发生, 四是最大限度缩短制动距离以及制动时间。

针对ABS的研究, 重点是其系统控制方法的研究。针对自动刹车防抱死系统的控制策略主要是运用逻辑门限值进行控制的方法, 不需要具体建立数学模型。在这种控制方法下, 能有效地进行系统的非线性控制, 通过控制汽车的滑移率门限值和车轮的角加速度与减速度进行车辆制动控制, 实现汽车的自动刹车防抱死技术[3]。

2.3 电控防滑驱动系统

电控防滑驱动系统最主要的作用是调节汽车驱动车轮牵引力, 以此来控制驱动车轮滑转, 又被称为牵引力控制系统 (Traction Control System) , 简称为TCS。如果汽车在弱附着或者软附着的界面进行加速或起步, 由于只能从界面获得很低的附着力, 小于车轮获得的驱动力, 车轮往往会发生滑转, 这种情况会导致车辆的加速性能和起步稳定性大打折扣。而电控防滑驱动系统能够分析车轮的滑转情况和运动状态, 对施加到车轮上的驱动力矩进行控制, 对发动机动力输出进行及时控制火势对滑转的车轮施以制动力, 通过TCS的控制能够有效降低驱动轮的滑转几率, 以此避免汽车行驶稳定性以及牵引力的下降, 从而能够保障车辆在弱附着或者软附着的界面的行驶稳定性和牵引通过性。

2.4 悬架系统

悬架系统是连接车轮与车身之间全部部件以及零件的总称。悬架系统主要由减振器、弹簧 ( 例如螺旋弹簧、板簧、扭杆等等) 以及导向机构这三个部分共同组成。悬架系统能够有效的降低、抑制车轮与车体之间的振动与动载, 保证汽车在行驶过程中的平顺性以及稳定性。

电子控制悬架系统包括主动悬架和半主动悬架两种, 主动悬架能够有效改善汽车的乘坐舒适度和安全性能, 成为汽车电控悬架系统的主要发展目标。电控主动悬架又包括电控主动液压悬架和电控空气悬架这两种。电控主动液压悬架通过伸缩液压减震器, 根据车载电脑计算的悬架加速度使得车辆在行驶过程中保持平衡。电控空气悬架通过感应路面状况以及自身受到的作用力, 能够及时进行空气减震器的摩擦和刚度的控制, 以保证整个过程中车辆始终保持在可接受的范围之内发生适度震动。[5]这两种主动悬架都是通过对减振器阻尼以及悬架刚度进行调节控制, 抑制车身的震动, 同时能够调节车身的高度, 对被动悬架局限区域进行突破, 令汽车悬架特性能够与道路状况相适应, 从而保证了汽车行驶过程的平顺性以及操纵稳定性。

2.5 汽车电子稳定系统 (ESP)

汽车电子稳定系统简称为ESP, 是Electronic Stability Programme的缩写。汽车电子稳定系统可以帮助汽车驾驶者有效避免汽车出现的不稳定状况。ESP是基于ABS系统开发而来的, 可以对紧急驾驶工况例如驾驶员慌乱反应等进行有效识别, 同时通过向单个车轮施以制动并对发动机控制系统进行有效干预, 以此保证汽车的稳定性。汽车电子稳定系统能够对理想转向角、轮速差异、侧向力以及横摆角度等信号进行有效综合, 并对汽车失控状态快速判断, 并及时发挥作用使汽车稳定下来。

汽车电子稳定系统利用传感器感知以及算法分析将监测到的汽车的实际运动状态与操作员期望获得的车辆运动状态进行比较, 当二者相差过大时, 便会主动进行控制, 主要是调节施加在车轮上的纵向的作用力, 改变横摆力矩, 从而使汽车发生适当的横摆运动, 使车辆调整到操作员期望获得的车辆运动状态。尤其是当车辆行驶在弯道上时, 如图所示, 为了使车辆调整到操作员期望获得的车辆运动状态, ESP系统会控制车轮的前后轴的侧向力, 改变汽车的横摆力矩, 使汽车发生横摆, 实现方向的有效控制[5]。

3 汽车底盘电控技术发展趋势

汽车底盘各个电控系统之间相互联系并相互依赖, 彼此之间相互影响。汽车控制效果的不断优化、资源不断节约以及控制系统可靠性不断提高将成为未来汽车的重要发展方向。

虽然电控自动变速器、防抱死制动系统 (ABS) 、电控防滑驱动系统 (TCS) 、悬架系统、转向控制系统和汽车电子稳定系统 (ESP) 等这些电子控制技术得到了广泛应用和研究, 为汽车电控技术的进一步发展, 为了打开一个广阔的前景, 对提高车辆的性能也发挥了不可替代的作用, 然而汽车毕竟作为一个整体, 其性能将依赖于各个系统的共同运转, 如果依然保持现在这样各个系统独立工作的状态, 任由不同的系统之间互相影响和制约, 无疑不利于汽车整体性能的提升, 每个电控系统也在互相的约束下无法发挥最大的效率。这样一来, 汽车 (特别是汽车底盘) 中各电控系统的集成了成为了当下研究的焦点。

考虑到未来汽车发展势必要求汽车整体性能的提升, 汽车 (特别是汽车底盘) 中各电控系统的集成将成为不可避免的发展方向。因此, 利用高速局域网络CAN将汽车电控系统进行有效结合, 实现汽车底盘多层面控制将成为现代汽车底盘电控技术的重要发展趋势。

参考文献

[1]Denner V.Automobilelektronik der Zukunft[C].Euroforum Elek-tronik-Systeme im Automobi, l, 2005.

[2]Rieth P.Der zweite Draht zum Bremspedal[J].Automobilelek-tronik, 2003 (04) .

[3]邓文华.汽车ABS与半主动悬架系统协调控制研究[D].昆明理工大学, 2014.

[4]吕济明.汽车TCS系统建模及控制逻辑研究[D].吉林大学, 2005.

[5]洪亮, 严世榕.汽车底盘电控技术中的动力学问题[J].福州大学机械工程学院, 2009.

[6]李刚.汽车底盘控制技术的现状综述[J].吉林大学, 2011.

篇4：汽车底盘电控技术

关键词：汽车电控技术;发展趋势;维修策略

0 引言

由于汽车电控技术的不断发展，对现代汽车的维修策略提供了改革的时机，彻底改变了其维修技术的现状，开创了现代汽车维修中的全新概念。由于汽车电控技术是汽车行业发展的前提基础，其技术水平直接影响到人们车辆出行的安全性。为了更好的促进汽车行业的发展，为人们提供更加优质的服务，需要对汽车维修理念进行优化与改进，汽车维修技术在得到汽车电控技术的支持下，可以有效的提高其维修质量，能够为人们提供更加安全、优质的服务。

1 汽车电控技术的概况

1.1 汽车电控技术的主要内容

汽车电控技术主要是由电子控制中枢、传感器以及控制程序等相关软件组成的，其主要分为六类，包括：电动汽车技术、车身电子安全控制技术、发动机电子控制技术、底盘电子控制技术、智能汽车、交通技术以及整车控制技术。

目前，发动机电子控制技术以及地盘电子控制技术的发展逐渐成熟与完善。另外，整车控制技术包括网络总线技术以及信息系统平台。这项技术可以对汽车整体线路的连接进行简化，从而可以有效的提高汽车的可靠性与安全性，能够实现信息资源的共享与整合，方便对故障进行诊断，从而可以对整个结构进行优化与整合[1]。

1.2 汽车电控技术的发展情况

汽车电控技术在信息化时代中得到快速的发展，其逐渐朝着智能化、网络化以及集成化等方向发展，其中集成化的发展主要包括：在嵌入式系统以及局域网控制的发展过程中，汽车电控系统的集成主要体现在动力系统的综合控制方面，主要是将牵引力控制系统、驱动防滑控制系统以及制动防抱死系统等结合在一起，并对其进行有效的控制，以便确保汽车的驱使性能控制在最佳水平。其智能化发展主要指的是通过对自适应系统、神经网络控制以及模糊控制等方式的引入，来促进汽车的发展。根据驾驶人员的目标资源，通过全球定位获取途中的天气、车流量、交通拥挤等各种情况，从而为驾驶人员自动筛选出最佳线路。

同时，智能化技术以及计算机技术的发展，将会加快汽车智能化的发展进程。另外，其网络化发展指的是随着网络技术的发展，现代汽车中的层次化系统结构以及各种控制方式的进一步研发，使得电控设备与零件在汽车中的应用越来越广泛，其中汽车的车载电子网络系统以及数据通信等重要性逐渐突显出来，从而对汽车的电子网络要求越来越高。

2 现代汽车的维修策略

2.1 提高维修人员自身综合素质

随着科学技术的不断发展，在汽车领域中，主要以汽车电控技术为主的相关技术在不断的改进与发展，并且其应用范围在不断的扩大。从而使得现代化的汽车结构越来越复杂，其科学技术的含量在不断的提高。尤其是在汽车维修的时候，其主要采用的是智能化、自动化以及数字化的诊断设备，有效的提高了维修效率。但是在这种诊断与维修的情况下，需要以先进的汽车技术以及高素质的维修技术人员为前提条件。

因此，需要加强对维修人员的综合素质培训，不仅需要提高维修人员的理论知识以及专业维修知识，还需要确保维修人员熟练掌握计算机技术、传感技术、自动控制技术等，并具有一定的英语阅读能力，能够了解有关英文的维修材料，通过互联网技术查询汽车的维修信息。可以通过各种培训活动或者进修等方式提高自身的专业技能，及时掌握最新的汽车维修技术。汽车维修企业还需要在内部组织各种交流会以及培训活动，不断的更新维修观念，掌握好维修的新知识以及技能，以便更好的适应现代化汽车维修工作，提供更优质的维修服务[2]。

2.2 在诊断过程中，重视维修数据的应用与检索

在信息化的时代下，各个领域均处在一个全新的发展阶段中，汽车行业从汽车的结构到控制技术等环节均逐渐实现智能化、信息化、自动化发展。汽车的新品牌、新技术以及装备等层出不穷。维修技术人员无法对其所有的维修数据进行整理，并将其记录在大脑中。维修技术人员在技术、知识以及经验的积累方面逐渐体现出其局限性的缺陷。

为了有效的解决这一问题，可以通过汽车维修的互联网络，通过网络对其维修数据进行整理与收集，通过上网查找资料、上网解答疑难问题或者上网培训等方式来有效的解决维修过程中存在的问题。因此，维修技术人员需要重视对维修数据的应用与检索工作，还需要熟练掌握各种汽车数据的查阅技能，这些技能是维修人员必须要掌握的[3]。

2.3 加强诊断仪器设备的使用

现代汽车的维修逐渐朝着智能化、自动化以及数字化方向发展，在诊断故障的时候，通常会应用到四轮定位仪、汽车传统示波器、解码器等相关诊断设备。这些设备的应用有效的提高了汽车维修的效率，使得汽车维修逐渐从一门手艺转变为一种技术。因此，维修人员在对汽车进行故障诊断的时候，需要加强对诊断仪器设备的运用，以便有效的提高汽车故障诊断的准确性与可靠性，从而提高维修的质量与效率。

3 总结

随着科学技术的迅猛发展，汽车电控技术得到较快的发展与应用，从而有效的促进其维修技术的革新，通过充分应用各种技术与设备，使得汽车维修效率逐渐提高，能够为人们提供更加优质的服务，从而有效的促进汽车行业的健康发展。

参考文献：

[1]黄坚.汽车电控新技术的发展与对维修行业的要求[J].装备制造技术，2010，14（2）：15-16.

[2]杨沿平.我国汽车维修人才培养模式[J].重庆工学院学报，2011，16（8）：56.

篇5：车身与底盘电控技术-空调技术

空调系统

汽车空调是利用媒介物质对车内的空气进行调节，使之在温度、湿度、流速和洁净度上能满足人体舒适的需要，并预防或去除玻璃上的雾、霜、和冰雪，保障乘员身体健康和行车安全。

衡量汽车空调的主要指标有：温度、湿度、流速和洁净度等。

汽车空调系统主要包括：制冷系统、暖风系统、通风系统、空气净化系统和控制系统。空调系统分独立式空调和非独立式空调：

非独立式——压缩机由汽车发动机驱动，工作状态受发动机工况的影响，用于中小型汽车。

独立式——压缩机由副发动机驱动不受发动机工况的影响，用于大中型客车。

一、空调系统的主要组成元件

膨胀阀式：压缩机、冷凝器、干燥瓶、膨胀阀、蒸发器

节流孔式：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、液气分离器

压缩机：

功用：压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过皮带轮带动，对气体进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。压缩机由皮带轮带动，控制压缩机工作的是电磁离合器，其中还有AC开关、风扇开关、低压开关、低压开关、高压开关共同决定压缩机工作。经过压缩机压缩后的冷却剂温度在70-80℃。

压缩机一般可分为立式和卧式。

立式：曲柄连杆式压缩机

这种压缩机属于二冲程，即吸气和压缩。曲轴旋转时，通过连杆带动活塞往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面构成的工作容积便会发生周期性变化，从而在制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。曲轴连杆式压缩机是第1代压缩机，它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低。适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强，但一般整体更换。

但是曲轴连杆式压缩机也有一些明显的缺点，例如无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化。排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大的振动。

由于曲柄连杆式压缩机的上述特点，已经很少有小排量压缩机采用这种结构形式，曲轴连杆式压缩机目前大多应用在客车和卡车的大排量空调系统中。

曲柄连杆式压缩机标有S的端口为低压进气，管内压力在1.5-2.5kgf/cm2，D为高压进气，管内压力在12-15kgf/cm2。

卧式：斜盘式压缩机

斜盘式压缩机的主要部件是主轴和斜盘。各气缸以压缩机主轴为中心圆周布置，活塞运动方向与压缩机的主轴平行。斜盘式压缩机分单向斜盘式（摆盘式）和双向斜盘式。大多数斜盘式压缩机的活塞被制成双头活塞，例如轴向6缸压缩机，则3缸在压缩机前部，另外3

缸在压缩机后部。当主轴旋转时，双头活塞在相对的气缸中一前一后的滑动，斜盘也随着旋转，斜板边缘推动活塞作轴向往复运动。如果斜板转动一周，前后2个活塞各一个循环，相当于2个气缸工作。如果是轴向6缸压缩机，缸体截面上均匀分布3个气缸和3个双头活塞，当主轴旋转一周，相当于6个气缸的作用。

斜盘式压缩机比较容易实现小型化和轻量化，而且可以实现高转速工作。它的结构紧凑，效率高，性能可靠，在实现了可变排量控制之后，目前广泛应用于汽车空调。

旋转叶片式压缩机

旋转叶片式压缩机的气缸形状有圆形和椭圆形2种。在圆形气缸中，转子的主轴与气缸的圆心有一个偏心距，使转子紧贴在气缸内表面的吸、排气孔之间。在椭圆形气缸中，转子的主轴和椭圆中心重合。

转子上的叶片将气缸分成几个空间，当主轴带动转子旋转一周时，这些空间的容积不断发生变化，制冷剂蒸气在这些空间内也发生体积和温度上的变化。旋转叶式压缩机没有吸气阀，因为叶片能完成吸入和压缩制冷剂的任务。如果有2个叶片，则主轴旋转一周有2次排气过程。叶片越多，压缩机的排气波动就越小。

由于旋转叶片式压缩机的体积和重量可以做到很小，易于在狭小的发动机舱内进行布置，加之噪声和振动小以及容积效率高等优点，在汽车空调系统中也得到了一定的应用。但是旋转叶片式压缩机对加工精度要求很高，制造成本较高。

涡旋式压缩机

涡旋压缩机结构主要分为动静式和双公转式2种。目前动静式应用最为普遍，它的工作部件主要由动涡轮与静涡轮组成，动、静涡轮的结构十分相似，都是由端板和由端板上伸出的渐开线型涡旋齿组成，两者偏心配置且相差180°，静涡轮静止不动，而动涡轮在专门的防转机构的约束下，由曲柄轴带动作偏心回转平动，即无自转，只有公转。

涡旋式压缩机具有很多优点。例如压缩机体积小、重量轻，驱动动涡轮运动的偏心轴可以高速旋转。因为没有了吸气阀和排气阀，涡旋压缩机运转可靠，而且容易实现变转速运动和变排量技术。多个压缩腔同时工作，相邻压缩腔之间的气体压差小，气体泄漏量少，容积效率高。涡旋式压缩机以其结构紧凑、高效节能、微振低噪以及工作可靠性等优点，在小型制冷领域获得越来越广泛的应用，也因此成为压缩机技术发展的主要方向之一。

冷凝器：

功用：冷凝器能将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气，起冷凝散热的作用。大部分汽车上的冷凝器安装在水箱前面。经过冷凝器后制冷剂由气态变为液态，温度在40-50℃。

气体通过一根长长的管子（通常盘成螺线管），让热量散失到四周的空气中，铜之类的金属导入性能强，常用于输送蒸气。为提高冷凝器的效率经常在管道上附加热传导性能优异的散热片，加大散热面积，以加速散热。并通过风机加快空气对流的方式把热带走。

冷凝器按结构类型分为管翅式冷凝器和管带式冷凝器。

干燥瓶（储液罐）：

功用：干燥吸收制冷剂中可能存在的水份；过滤制冷剂中的杂物；储存系统循环所需的制冷剂。若没有干燥瓶，膨胀阀容易堵塞，造成不制冷。

干燥瓶的高压管路用的是钢管，而低压管路用的是橡胶管。

缓冲器是干燥瓶的附属设备，其实是一个空腔，用于除去或减轻气体流动的脉动和噪音。

干燥瓶上的检视窗用于检查雪钟的状态，若有气泡则表明雪种混杂了空气，可能是拆装后没有抽真空或系统泄漏等原因。

干燥瓶上的低压开关，当雪种压力达2公斤，开关接通。低压开关的作用是防压缩机干磨；而高压开关的作用则是防高压爆管。

膨胀阀（节流孔）：

膨胀阀和节流孔都为空调系统中的节流膨胀装置，其功用为节流膨胀，使中温高压的液体变为低温低压的半蒸汽。

膨胀阀也分很多种，有内平衡式热力膨胀阀、外平衡式热力膨胀阀等。膨胀阀由阀体、感温包、平衡管三大部分组成。感温包内充注的是处于气液平衡饱和状态的制冷剂，这部分制冷剂与系统内的制冷剂是不相通的。它一般是绑在蒸发器出气管上，与管子紧密接触以感受蒸发器出口的过热蒸气温度，由于它内部的制冷剂是饱和的，所以就根据温度传递温度下饱和状态的压力给阀体。

节流孔管，外形是一根铜管，四周分布有很多细小的孔，高压液体通过小孔进行喷射节流。

液气分离器：

功用：液气分离器装在压缩机前，避免液态雪种进入压缩机，造成液击，从而避免压缩机损坏。

一般液气分离器用于制冷量较大的系统中。

蒸发器：

功用：低温低压的的半蒸汽通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。

蒸发器按结构分有管翅式蒸发器和管带式蒸发器。

鼓风机：

功用：吸收蒸发器制冷后的气体，促进制冷后的空气流通，输送到各个出风口。且外实现空调系统的内循环和外循环。鼓风机的风速可以通过变电阻、变磁通量、变线圈匝数改变。

二、空调系统的工作原理：

（1）空调的制冷：

空调制冷原理分为压缩过程、冷凝过程、节流膨胀过程、蒸发吸热过程。

压缩过程：低温低压的气态制冷剂被压缩机吸入，并压缩成高温高压的制冷剂气体。该过程的主要作用是压缩增压，以便使气体液化。这一过程是以消耗机械功作为补偿。在压缩过程中，制冷剂状态不发生变化，而温度、压力不断上升，形成过热气体。

冷凝过程：制冷剂由压缩机排出后进入冷凝器。此过程的特点是制冷剂的状态发生改变，由气态逐渐向液态转变。冷凝后的制冷剂液体呈中温高压状态。

节流膨胀过程：中温高压的制冷剂液体经膨胀阀节流降压后进入蒸发器。该过程的作用是制冷剂降温降压、调节流量、控制制冷能力。其特点是制冷剂经过膨胀阀时，压力、温度急剧下降，由中温高压液体变成低温低压的半蒸汽。

蒸发吸热过程：低温低压的半蒸汽进入蒸发器，吸热制冷后从蒸发器出口被压缩机吸入。此过程的特点是制冷剂状态由液态变化为气态，此时压力不变。节流后，低温低压的半蒸汽

制冷剂在蒸发器中不断吸收气化潜热，即吸收车内的热量又变成低温低压的气体，该气体又被压缩机吸入再压缩。

膨胀阀系统和节流孔式系统的区别：

在膨胀阀系统中，最常用的是离合器恒温膨胀阀系统，它的工作原理是由热力膨胀阀和离合器控制蒸发压力。由热力膨胀阀控制蒸发器供液量，保证蒸发压力在一定范围内变化。当车速增加时，蒸发压力降低，蒸发器表面结霜。这时，由压力开关或热敏开关来脱开压缩机离合器，使压缩机停止运行，待霜层融化后，压力开关又自动接通压缩机。而热力膨胀阀是一种自动调节阀。它能根据车内热负荷的变化，通过加大或减少液态制冷剂的流量来适应热负荷的变化，维持蒸发器出口处制冷剂蒸汽有一定的过热度。常规的离合器热力膨胀阀系统，在冷凝器与节流元件之间设有储液干燥器，采用膨胀阀的系统所配置的储液罐要大些，主要是考虑当需要增加制冷剂流量时有液可供，不致出现节流元件气堵，同时可在储液罐内放置干燥剂袋，以吸收制冷剂中的水分。

节流孔式节流装置与膨胀阀式相比较有以下特点：结构简单，不易损坏，但不能控制蒸发器的供液量，只起节流降压作用，不能保证蒸发压力稳定。当汽车加速时，压缩机转速增加，蒸发压力降低，蒸发器芯温度降低，此时由压力循环开关或温度开关信号切断电磁离合器线路，使压缩机停止运行，防止蒸发器结冰。待蒸发器温度上升后，压力/温度控制开关信号控制压缩机重新开始运行。在这种结构中，为了防止过的低热负荷时压缩机出现液击现象，在蒸发器与压缩机吸入口之间必须设有气液分离器，使未蒸发完的液态制冷剂分离出来，暂存于罐的下部。由于该罐置于高温的发动机舱内，它很快就会继续蒸发成为气态，从而保证了压缩机的安全。同时，取消了冷凝器后的储液干燥罐，将干燥剂转移到了气液分离罐中。而在冷凝器最后一段散热管也能起到一定的储液作用。

（2）空调的制热：

汽车暖风系统主要分为两种：一种是以发动机冷却液为热源，目前绝大多数车辆使用；另外一种是以燃料为热源，少数中高档轿车采用。目前应用广泛的以发动机冷却液为热源的主流汽车暖风系统，此种暖风系统因其使用成本低廉取暖效率较高，深受广大汽车厂商青睐。当发动机冷却液温度较高时，冷却液流过暖风系统中的热交换器（一般称为暖风小水箱），将鼓风机送来的空气与发动机冷液进行热交换，空气加热后被鼓风机通过各出风口送入车内。

三、空调系统的检漏和加雪种

（1）检漏的原因：

当空调系统有空气进入后，空气含有水蒸气将会造成：

①膨胀阀冰堵，制冷剂通过膨胀阀进行膨胀与节流时，在低温低压下，水蒸汽形成冰堵。②腐蚀设备、造成润滑油变质，水分与制冷剂化合分解形成沉淀物。

③使系统压力升高，常温下空气不会冷凝成液体，长期停在冷凝器上部，引起制冷剂热交换恶化，压力升高。轻则影响制冷效果，重则管道爆管。

（2）空调雪种检漏的方法：

1、目视法：在空调系统加注冷冻机油（空调压缩机专用机油），可与制冷剂溶合。在空调系统的泄漏出会有机油渗出，可用肉眼观察出。

2、洗洁精法：在空调系统的可疑泄漏出涂上洗洁精，有气泡冒出即为系统泄漏。

3、氮气法：以氮气代替雪种，在空调系统加注氮气进行循环。保压一般为1 h左右以上则

表示系统不泄漏。

4、抽真空：用真空泵将空调系统抽成真空状态，保持一段时间，如果系统泄漏，真空度将减少。

5、燃烧法（卤素灯）：把卤素灯点燃后，把卤素等靠近空调系统可疑处旁进行检查，如果系统有泄漏，即有雪种参与燃烧，火焰将呈现绿色，泄漏严重呈紫色，这种方法的弊端是燃烧后的气体有剧毒，不推介使用。

6、荧光剂法：利用荧光剂在检漏灯照射下会发出黄绿荧光的原理，将荧光剂按一定比例加入空调系统中，系统运作2 h后戴上专用眼镜，用检漏灯照射系统的外部，泄漏处将呈明亮的黄色荧光。

7、电子检漏仪（卤素检漏仪）：用电子捡漏仪的探头对着有可能渗漏的地方移动，当检漏仪发出警报声时，即表明此处有大量的泄漏。

（3）加雪种：

1、雪种的介绍：

汽车空调所用的制冷剂，主要有两种：R12 和R134a。

对于制冷剂R12 具有很好的热力性、物理化学和安全性质，被广泛用于制冷空调。它能与润滑油以任意比例相互溶解。由于R12 中含有氯原子，当其排放到大气中并升入大气同温层后，在太阳的强烈照射下，分离出氯原子，而导致臭氧层的破坏。因此，随着人们对环境保护的越来越关注，R12 开始被禁用了。后来经过努力，人们发现的R134a 是R12 良好的替代品，它的热力性质与稳定性与R12相近。

2、抽真空步骤：

维修或更换空调系统零件后，在重新加雪种前需对空调系统抽真空。

①将真空泵，加注表阀，空调系统连接，真空泵连接加注表的黄管，另外的蓝管和红管分别连接空调系统的低压开关和高压开关。

②开动真空泵，打开高、低压手动阀，抽真空时间为5-10min，低空表的真空度读数应大于100kgf/cm2。

③捡漏，关闭高、低压手动阀，30min后，低压表针不动，为无泄漏，可关闭真空泵。

3、加雪种方法与步骤：

（1）高压加注：

从压缩机排气阀的旁通孔加注，充入的是液体。特点是安全、快速，适用于制冷系统的第一次加注，即经检漏、抽真空后的系统加注。加注时不得开动压缩机。制冷罐倒立。

高压加注步骤：

1）抽真空后，顺时针转动制冷剂瓶注入阀手柄，则阀上顶针将制冷罐顶开一个小孔，然后逆时针旋松注入手柄退回顶针，制冷剂进入中间注入软管。

2）旋松表阀中间注入软管螺母，如有白色气体或“嘶嘶”声。为注入软管中空气已排除，可以拧紧该螺母。

3）旋开高压表侧手动阀,将制冷剂罐倒立制冷剂以液态进入。

注意：制冷剂瓶倒放于磅称上，以便从高压侧充注液态制冷剂,控制加入量。从高压恻注入规定量的液态制冷剂后，关闭制冷剂罐上的开启阀，然后将仪表卸下。这里注意，从高压恻向系统注制冷剂时，发动机处于不动状态，不可以打开歧管压力表的低压手动阀，以防液击。

（2）低压加注：

从压缩机吸气阀的旁通孔加注，充入的是气体。特点是速度慢，可在系统补充制冷剂的情况下使用。

低压加注步骤：

1）旋开低压侧手动阀，制冷剂以气态从低压侧进入制冷系统。

2）第一罐充注完毕，先关闭高、低压表手动阀，接上第二罐并重新开启，注入。

3）充注后，关闭高、低压表的两个手动阀，从维修阀上拆下与表阀连在一起的高压表软管。

篇6：汽车发动机电控技术 电子教案

1.1 概 述

1.1.1 汽车发动机电控技术发展

汽车发动机电控技术的发展始于20世纪60年代，可分为三个阶段:第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代末期，主要是为改善部分性能而对汽车电器产品进行技术改造。第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期。进入20世纪70年代后，随着汽车数量的日益增多，汽车安全问题和排放污染日益严重，能源危机的影响更加突出。第三阶段，从20世纪90年代中期到现在，主要体现在以“人-车-环境”为主线的系统工程整体的优化上。1.1.2 电控技术对汽车发动机性能的影响

1.提高发动机的动力性。2.提高发动机的燃油经济性。3.改善发动机的加速或减速性能。4.改善发动机的起动性能。5.降低排放污染。

6.故障发生率大大降低。

1.2 应用在汽车发动机上的电子控制系统

目前应用在汽车发动机上常用的电子控制系统主要有:电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、进气控制系统、排放控制系统、增压控制系统、巡航控制系统、警告提示系统、自诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用系统。

1.电控燃油喷射系统

主要是根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气。

2.电控点火系统 电控点火系统最基本的功能是控制点火提前角。该系统根据各相关传感器信号判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，改善发动机的燃烧过程。

3.怠速控制系统

根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等状况，并通过怠速控制阀对发动机进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。4.进气控制系统 进气控制系统的功能是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机的动力性。

5.排放控制系统 排放控制系统的功能主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。

6.增压控制系统 增压控制系统的功能是对发动机进气增压装置的工作进行控制。

7.巡航控制系统 巡航控制系统的功用是驾驶员设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持在一定的车速进行行驶。8.警告提示系统 由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告提示，如氧传感器失效、油箱油温过高等。

9.自诊断与报警系统 在发动机电控系统中，电子控制单元（ECU）都具有自诊断系统，对控制系统各部分的工作情况进行监测。

10.失效保护系统 失效保护系统的功能主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。11.应急备用系统 应急备用系统的功能是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统（备用集成电路），按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防止车辆停驶在路途中。应急备用系统只能维持发动机运转的基本功能，但不能保证发动机的性能。

1.3 汽车发动机电控系统的基本组成

1.3.1 电控系统的基本组成类型

1.电控系统的基本组成任何一种电控系统，其主要组成都可分为信号输入装置、电子控制单元（ECU）和执行元件三大部分。信号输入装置是各种传感器。传感器的功用是采集控制系统所需的信号，并将其转换成电信号通过线路传输给ECU。电子控制单元（ECU）是一种综合控制电子装置，其功用是给各传感器提供参考（基准）电压，接收传感器或其他装置输入的信号，并对所接收的信号进行存储、计算和分析处理，根据计算和分析的结果向执行元件发出指令。执行元件是受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。

2.电控系统的类型 电控系统有两种基本类型:即开环控制系统和闭环控制系统。1.3.2 传感器的类型及功用

汽车发动机集中控制系统所用的传感器主要有: 1.空气流量计（MAFS）

由空气流量计测量发动机的进气量，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。

2.进气管绝对压力传感器（MAPS）

由进气管绝对压力传感器测量进气管内气体的绝对压力，并将该信号输入ECU，作为燃油和点火控制的主控制信号。3.节气门位置传感器（TPS）节气门位置传感器检测节气门的开度及开度变化（如全关（怠速）、全开）以及节气门开闭的速率（单位时间内开闭的角度）信号，此信号输入ECU，用于燃油喷射控制及其他辅助控制（如EGR、开闭环控制等）。4.凸轮轴位置传感器（CMPS）凸轮轴位置传感器给ECU提供曲轴转角基准位置信号（G信号），作为供油正时控制和点火正时控制的主控制信号。

5.曲轴位置传感器（CKPS）曲轴位置传感器有时称为转速传感器，用来检测曲轴转角位移，作为供油正时控制和点火正时控制的主控制信号。

6.进气温度传感器（IATS）进气温度传感器的功用是给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

7.发动机冷却液温度传感器（ECTS）发动机冷却液温度传感器给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射控制和发动机的修正信号。8.车速传感器（VSS）车速传感器检测汽车行驶速度，给ECU提供车速信号（SPD信号），用于巡航控制和限速断油控制，也是自动变速器的主控制信号。

9.氧传感器（O2 S）氧传感器用来检测汽车排气中的氧含量，向ECU输送空燃比的反馈信号，进行喷油量的闭环控制。

10.爆燃传感器（KS）爆燃传感器用来检测汽油机是否爆燃及爆燃强度，将此信号输入ECU，可作为点火正时控制的修正（反馈）信号。

11.起动开关（STA）发动机起动时，通过起动开关给ECU提供一个起动信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

12.空调开关（A/C）又称空调信号 空调信号用来检测空调压缩机是否工作，空调信号与空调压缩机电磁离合器的电源在一起，ECU根据A/C信号控制发动机怠速时点火提前角、怠速转速和断油转速等，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

13.挡位开关 自动变速器由P/N（停车或空挡）挡位挂入其他挡位时，发动机负荷将有所增加，挡位开关向ECU输入信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

14.制动灯开关 在制动时，由制动灯开关向ECU提供制动信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

15.动力转向开关 采用动力转向装置的汽车，当转向盘由中间位置向左右转动时，由于动力转向油泵工作而使发动机负荷加大，此时动力转向开关向ECU输入信号，作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。

16.巡航（定速）控制开关 当进入巡航控制状态时，由巡航控制开关向ECU输入巡航控制状态信号，由ECU对车速进行自动控制。随着控制系统应用的日益广泛及其功能的扩展，传感器的数量也将不断增加，以满足汽车更高的要求。1.3.3 电子控制单元的基本功能

发动机控制ECU的功能随车型而异，但都必须有如下基本功能:（1）给传感器提供标准2 V、5 V、9 V或者12 V电压，接收各种传感器和其他装置输入的信息，并将输入的信息转换成微机所能接受的数字信号。（2）储存该车型的特征参数和运算中所需的有关数据信息。（3）确定计算输出指令所需的程序，并根据输入信号和相关程序计算输出指令数值。（4）将输入指令信号和输出指令信号与标准值进行比较，确定并储存故障信息。（5）向执行元件输出指令，或根据指令输出自身已储存的信息（如故障信息等）。（6）自我修正功能（学习功能）。1.3.4 执行元件的类型

在发动机集中控制系统中，执行元件主要有:喷油器、点火器、怠速控制阀、巡航控制电磁阀、节气门控制电动机、EGR阀、进气控制阀、二次空气喷射阀、活性炭罐排泄电磁阀、油泵继电器、风扇继电器、空调压缩机继电器、自诊断显示与报警装置、仪表显示器等。

第2章 汽油机电控燃油喷射系统

2.1 电控燃油喷射系统概述

2.1.1 燃油喷射系统的基本概念

燃油喷射式是根据直接或间接测量空气的进气量，确定燃烧所需的汽油量并通过控制喷油量开启时间来进行精确配制，使一定量的汽油以一定的压力通过喷油器喷射到发动机的进气道或汽缸内与相应空气形成可燃混合气。

2.1.2 燃油喷射系统的分类 1.按控制装置的控制方式分类

按控制装置的控制方式的不同可分为机械控制式燃油喷射系统（K型）、机电混合控制式燃油喷射系统（K-E型）和电控燃油喷射系统（EFI）三类。2.按燃油喷射位置分类

按燃油喷射位置不同可分为缸内喷射和缸外喷射。

3.按喷油器安装部位分类

缸外喷射按喷油器安装部位又可分为单点喷射（SPI）和多点喷射（MPI）。

（1）单点喷射是指在进气总管中的节流阀体内设置一只（或两只）喷油器，对各缸实行集中喷射如图2-4（a）所示。（2）多点喷射多点喷射是在每缸进气门前分别设置一喷油器，实行各缸分别供油。多点喷射因其控制精度高而被广泛使用，如图2-4（b）所示。

图2-4 单点喷射和多点喷射示意图

1—燃料;2—空气;3—节气门;4—进气歧管;5—喷油器;6—发动机

4.按燃油喷射方式分类 按燃油喷射方式不同可分为连续喷射和间歇喷射。（1）连续喷射是指在发动机运转期间汽油被连续不断地喷射，其喷油量的大小取决于燃油系统压力的高低。（2）间歇喷射间歇喷射又称脉冲喷射，是指在发动机运转期间汽油被间断地喷射。如图2-5所示。

图2-5 喷油器喷射时序

5.按空气量的计量方式分类 电控燃油喷射系统按对空气量的计量方式不同可分为进气歧管压力计量式（D型）和空气流量计量式（L型）。如图2-6所示为桑塔纳2000GSi型轿车AJR发动机所用的L型电控燃油喷射系统。

图2-6 桑塔纳2000GSi型轿车AJR发动机所用的L型电控燃油喷射系统

1—热线式空气流量计;2—电子控制单元（ECU）;3—电动燃油泵;4—节气门控制器;5—怠速电机（与节气门控制单元一体）;6—进气温度传感器;7—油压调节器;8—喷油器;9—爆燃传感器;10—汽油滤清器;11—点火线圈;12—氧传感器;13—冷却液温度传感器;14—转速传感器

2.1.3 电控燃油喷射系统的组成及工作原理

电控燃油喷射系统一般由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统三大部分组成。如图2-7所示为常见电控燃油喷射系统在汽车上的安装情况及零件分配图，如图2-8所示为电控燃油喷射系统的操作原理图。

图2-7 电控燃油喷射系统在汽车上的安装情况及零件分配图

1—喷油器;2—燃油压力调节器;3—辅助空气阀;4—汽油滤清器;5—温度时间开关;6—水温传感器;7—冷起动喷油器;8—空气流量计;9—节气门;10—进气温度传感器;11—节气门位置传感器;12—电控单元;13—降压电阻;14—电动汽油泵;15—汽油缓冲器

图2-8 电控燃油喷射系统的操作原理图

1—油箱;2—汽油滤清器;3—电动汽油泵;4—辅助空气阀;5—汽油缓冲器;6—燃油压力调节器;7—冷起动喷油器;8—水温传感器;9—喷油器;10—温度时间开关;11—节气门位置传感器;12—怠速控制阀;13—空气流量计;14—进气温度传感器;15—旁通空气道调整螺钉;16—空气滤清器;17—电子控制单元;18—点火线圈;19—点火开关;20—EFI继电器;21—电动汽油泵继电器

1.空气供给系统

空气供给系统的功用是根据发动机的工况提供适量的空气，并根据电控单元的指令完成空气量的调节。空气供给系统主要由空气流量计或进气歧管绝对压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、进气歧管、辅助空气阀及空气滤清器等组成。2.燃油供给系统

燃油供给系统是根据电控单元的驱动信号，以恒定的压差将一定数量的汽油喷入进气管。燃油供给系统主要由油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油压力调节器、燃油分配管、喷油器等组成。

3.电子控制系统

电子控制系统由电控单元（ECU）、传感器、执行器等组成，它的主要功能是采集发动机的工况信号，计算确定最佳的喷油量、喷油时刻以及点火时刻，还具有故障诊断功能，可保存故障代码，并通过故障指示灯输出故障代码。其基本原理如图2-9所示。

图2-9 电子控制系统基本原理图

2.2 进气系统主要元件的构造与检修

2.2.1 进气系统的组成与类型

根据测量空气流量的方式不同，进气系统可分为质量流量式进气系统（用于L型EFI系统）、速度密度式进气系统（用于D型EFI系统）和节流速度式进气系统三种。1.质量流量式进气系统

如图2-10所示为质量流量式进气系统结构图，该进气系统利用空气流量计直接测量吸入的空气量，通常用测得的空气流量与发动机转速的比值作为计算喷油量的标准。

图2-10 质量流量式进气系统结构图

1—空气滤清器;2—空气流量计;3—节气门体;4—节气门;5—进气总管（稳压箱）;6—喷油器;7—进气歧管;8—辅助空气阀

节气门装在节气门体上，控制进入各缸的空气量，在该总成上还装有空气阀。当温度低时空气阀打开，部分附加空气进入进气总管，以提高怠速转速，加快暖机过程（亦称快怠速）。在装有怠速控制阀（ISCV）的发动机上，由ISCV来完成空气阀的作用。2.速度密度式进气系统

速度密度式进气系统是利用进气歧管绝对压力传感器测得进气歧管中的绝对压力，然后根据绝对压力值和发动机转速来推算出每一循环发动机吸入的空气量。速度密度式进气系统组成如图2-11所示，它与质量流量式进气系统的主要差别是用进气歧管绝对压力传感器代替了空气流量计。

图2-11 速度密度式进气系统组成

1—进气歧管绝对压力传感器;2—发动机;3—稳压箱;4—节流阀体;5—空气滤清器;6—空气阀;7—喷油器

3.节流速度式进气系统 节流速度式进气系统是利用节气门开度和发动机转速来间接计算进气质量的。

2.2.2 进气系统主要零部件的结构

1.空气滤清器 电控燃油喷射发动机的空气滤清器与一般发动机的空气滤清器相同，在此不再作详细介绍。

2.空气流量计 空气流量计安装在空气滤清器和节气门之间，用来测量进入汽缸内空气量的多少，然后，将进气量信号转换成电气信号输入电控单元，由电控单元计算出喷油量，控制喷油器向节气门室（进气管）喷入与进气量成最佳比例的燃油。

图2-12 叶片式空气流量计的结构图

1—电位计;2—电动汽油泵触点（可动）;3—进气温度传感器;4—电动汽油泵固定触点;5—测量板（叶片）;6—怠速调整螺钉

（1）叶片式空气流量计

如图2-12所示是叶片式空气流量计的结构图，如图2-13所示是叶片式空气流量计的空气通道，如图2-14所示是叶片式空气流量计的电位计部分结构图。叶片式空气流量计由测量板（叶片）、缓冲板、阻尼室、旁通空气道、怠速调整螺钉、回位弹簧等组成，此外内部还设有电动汽油开关及进气温度传感器等。

图2-13 叶片式空气流量计的空气通道

1—旁通空气道;2—进气温度传感器;3—阀门;4—阻尼室;5—缓冲板;6—主空气通道;7—测量板（叶片）

图2-14 叶片式空气流量计的电位计部分结构图

1—空气进口;2—电动汽油泵触点;3—平衡块;4—回位弹簧;5—电位计部分;6—空气出口

叶片式空气流量计的电位计是以电位变化来检测空气量的装置，它与空气流量计测量板同轴安装，能把因测量板开度而产生的滑动电阻变化转换为电压信号，并送给电子控制单元，如图2-15（a）、图2-15（b）所示是电位计与测量板的安装关系及叶片式空气流量计的工作原理图。

图2-15 电位计与测量板的安装关系及叶片式空气流量计的工作原理

1—电位计;2—自空气滤清器来的空气;3—到发动机的空气;4—测量板;5—电位计滑动触头;6—旁通空气道

叶片式空气流量计的电位计内部电路如图2-16所示，电位计检测空气量有电压比与电压值两种方式。

图2-16 电位计内部电路 1—电动汽油泵开关;2—电位计

叶片式空气流量计的电压输出形式有两种，一种是电压值 US 随进气量的增加而降低;另一种则是电压值 US 随进气量的增加而升高，如图2-17所示。

图2-17 叶片式空气流量计的电压输出形式

（2）卡门旋涡式空气流量计

卡门旋涡式空气流量计按照检测方式不同，可以分为反光镜检测方式的卡门旋涡式空气流量计和超声波检测方式的卡门旋涡式空气流量计两种。

如图2-18所示为反光镜检测方式的卡门旋涡式空气流量计结构图及输出脉冲信号波形，这种卡门旋涡式空气流量计是把卡门旋涡发生器两侧的压力变化，通过导压孔引向由薄金属制成的反光镜表面，使反光镜产生振动，反光镜一边振动，一边将发光二极管射来的光反射给光电晶体管，这样旋涡的频率在压力作用下转换成镜面的振动频率，镜面的振动频率通过光电耦合器转换成脉冲信号。

图2-18 反光镜检测方式的卡门旋涡式空气流量计结构图及输出脉冲信号波形

1—反光镜;2—发光二极管;3—钢板弹簧;4—空气流;5—卡门旋涡;6—旋涡发生体 7—压力导向孔;8—光电晶体管;9—进气管路;10—支承板

图2-19 超声波检测方式的卡门旋涡式空气流量计结构图

1—整流栅;2—旋涡发生体;3—旋涡稳定板;4—信号发生器（超声波发射头）;5—超声波发生器;6—通往发动机;7—卡门旋涡;8—超声波接收器;9—与旋涡数对应的疏密声波;10—整形放大电路;11—旁通空气道;12—通往计算机;13—整形成矩形波（脉冲）

如图2-19所示为超声波检测方式的卡门旋涡式空气流量计结构图，这种空气流量计是利用卡门旋涡引起的空气疏密度变化进行测量的，用接收器接收连续发射的超声波信号，因接收到的信号随空气疏密度的变化而变化，由此即可测得旋涡频率，从而测得空气流量。（3）热线式空气流量计（热膜式空气流量计）

热线式空气流量计有三种形式:一种是把热线和进气温度传感器都放在进气主通路的取样管内，称为主流测量式，其结构如图2-20（a）所示;另一种是把热线缠在绕线管上并把它和进气温度传感器都放在旁通空气道内，称为旁通测量式，其结构如图2-20（b）所示。第三种热线式空气流量计的发热体不是热线而是热膜，其结构如图2-20（c）所示。（4）真空度-转速式（压感式）空气流量计（进气歧管压力传感器）

真空度-转速式（压感式）空气流量计，从某种角度上讲，它并不是空气流量计，仅是一只进气歧管压力传感器，但由于其功用仍是测量进入发动机汽缸的进气量。

图2-20 热线式空气流量计

1—防回火网;2—取样管;3—白金热线;4—上游温度传感器;5—控制回路;6—插接器;7—热金属线和冷金属线;8—陶瓷螺线管;9—接控制回路;10—进气温度传感器（冷金属线）;11—旁通空气道;12—主通气路;13—通往发动机;14—热膜;15—金属网 式和半导体式两种。

如图2-21所示为真空膜盒式进气歧管压力传感器的结构图，该传感器由真空膜盒（两个）、随着膜盒膨胀和收缩可左右移动的铁心、与铁心联动的差动变压器以及在大气压力差作用下可在膜盒工作区间进行功率挡与经济挡转换的膜片构成，传感器被膜片分为左右两个气室。

图2-21 真空膜盒式进气歧管压力传感器的结构图

1—大气压力侧;2—歧管负压侧;3—印刷线路板;4—回位弹簧;5—差动变压器;6—铁心;7—中空膜盒;8—膜片;9—膜盒支点

如图2-22所示为半导体式进气歧管压力传感器的结构图，它由半导体压力转换元件（硅片）与过滤器组成。该传感器的主要元件是一片很薄的硅片，硅片底面粘接了一块硼硅酸玻璃片，使硅膜片中部形成一个真空窗以传感压力，如图2-23（a）所示。硅片中的四个电阻连接成惠斯通电桥形式，如图2-23（b）所示。

图2-22 半导体式进气歧管压力传感器的结构图 1—真空室;2—硅片;3—输出端子;4—过滤器

图2-23 半导体式压力传感器硅膜片的结构及电路

1—硅片;2—硅;3—真空管;4—硼硅酸玻璃片;5—二氧化硅膜;6—应变电阻;7—金属块;8—稳压电源;9—差动放大器 3.节气门体

（1）多点式（MPI）节气门体

节气门体位于空气流量计和发动机之间的进气管上，与驾驶员的加速踏板联动，是使进气通道变化，从而控制发动机运转工况的装置，如图2-24所示为节气门体的外观和结构原理图。节气门体包括控制进气量的节气门通道和怠速运行的旁通空气道，节气门位置传感器也装在节气门轴上，用来检测节气门开度。

图2-24 节气门体的外观和结构原理图

1—怠速调整螺钉;2—旁通通道;3—节气门;4—节气门轴;5—稳压箱（缓冲室）;6—加速踏板;7—加速踏板金属丝;8—操纵臂;9—回位弹簧;10—节气门位置传感器;11—辅助空气阀;12—通冷却水管路;13—缓冲器

（2）单点式（SPI）节气门体

SPI式节气门体较MPI式节气门体结构复杂，主要是在SPI式节气门体内还装有集中供油用的主喷油器、压力调节器和节气门位置传感器。主喷油器只有一个，它装在节气门壳体的上部，所喷出的燃油供给发动机各缸使用，如图2-25所示是SPI式节气门体结构图。

图2-25 SPI式节气门体结构图

1—空气阀;2—压力调节器;3—节气门;4—通往油箱;5—自空气滤清器来的空气;6—喷油器;7—来自电动汽油泵;8—调节螺钉;9—通往发动机

4.空气阀

发动机冷起动时，温度低，摩擦阻力大，暖机时间长。空气阀的作用是在发动机低温起动时，可通过空气阀为发动机提供额外的空气（此部分空气也由空气流量计计量），保持发动机怠速稳定运转，使发动机起动后迅速暖车，从而缩短暖车时间。（1）双金属片调节式空气阀

双金属片调节式空气阀的结构及工作原理如图2-27所示，它由双金属元件、加热线圈和空气阀等组成，旁通空气空道截面积的大小由双金属片控制回转控制阀门来决定。

图2-26 由空气阀构成的空气通道

1—通往发动机的空气;2—进气歧管;3—空气阀;4—怠速螺钉;5—自空气滤清器来的空气;6—节气阀;7—缓冲罐（稳压箱）

图2-27 双金属片调节式空气阀的结构及工作原理

1—加热线圈;2—接空气进气歧管;3—阀门;4—接空气滤清器;5—销;6—双金属片

如图2-28所示是双金属片调节式空气阀的空气量调节范围曲线，当环境温度为 20℃时，发动机起动后3 min～ 6 min，空气阀即可受双金属片推动而关闭。

图2-28 双金属片调节式空气阀的空气量调节范围曲线（环境温度为20℃时）

（2）石蜡调节式空气阀

石蜡调节式空气阀，根据发动机冷却液温度，控制空气通路面积。如图2-29（a）所示是这种一体化结构的总体构成。当发动机处于低温状态时，冷却液温度低，石蜡体积收缩，阀门在外弹簧作用下打开，如图2-29（b）所示，空气流经阀门从旁通空气道进入进气管。发动机暖车后，冷却液温度升高，石蜡体积膨胀变大，推动空气阀克服内弹簧的弹力向左移动，将空气阀关闭，截断空气通道，如图2-29（c）所示。

图2-29 石蜡调节式空气阀的结构与工作原理

1—怠速调整螺钉;2—自空气滤清器来的空气;3—节气门;4—至进气总管;5—感温器;6—阀门;7—冷却水流;8—弹簧;9—空气阀柱塞

5.怠速控制阀

怠速控制阀不仅集中了节气门和由怠速调整螺钉控制的旁通通道的功能，而且还能在ECU控制下，根据发动机实际工况来改变怠速时流入发动机的空气量。6.真空调节器

真空调节器结构如图2-30（a）所示，当汽车急减速（发动机制动）时，进气管真空度突然增加，真空调节器内的A腔真空度上升，吸起膜片向上抬，将真空调节器控制阀打开，把一部分空气送入进气压力缓冲器内，从而可以抑制进气管真空度剧增，防止发动机瞬时熄火。如图2-30（b）所示是真空调节器的效果曲线图，使用真空调节器后，可以在汽车急减速时，保证进气管真空度曲线平滑过渡，减少进气管真空度的波动幅度，维持发动机转速平

稳。

图2-30 真空调节器的结构与效果曲线图

1—通往进气缓冲器;2—膜片;3—通进气管;4—阀门;5—进气阀;6—A腔;7—装真空调节器时的进气管真空度曲线;8—无真空调节器时的曲线;9—急减速状态

2.3 燃油供给系统主要元件的构造与检修

燃油系统的框图及系统构成如图2-31所示，它主要由油箱、电动汽油泵、燃油压力调节器、汽油滤清器、喷油器、冷起动喷油器和温度时间开关等构成。

图2-31 燃油系统的框图及系统构成

1—油箱;2—电动汽油泵;3—燃油滤清器;4—喷油总管;5—喷油器;6—冷起动喷油器;7—接进气歧管;8—燃油压力调节器;9—回油管;10—各缸进气歧管;11—吸入空气

2.3.1 燃油滤清器

燃油滤清器是把含在汽油中的氧化铁、粉尘等固体夹杂物质除去，防止燃油系统堵塞，减小机械磨损，确保发动机稳定运转，提高可靠性。其结构如图2-32（a）所示。滤芯元件一般采用菊花形和盘簧形两种结构，如图2-32（b）所示。盘簧形结构具有单位体积过滤面积大的特点。

图2-32 燃油滤清器

2.3.2 电动汽油泵 电动汽油泵有两种安装方式:一种是在油箱外，安装在输送管路中的外装串联式;另一种是安装在油箱中的内装式。从结构形式分，电动汽油泵有滚柱式、旋涡式和次摆线式三种，其分类情况如下: EFI用电动汽油泵外装串联式——滚柱式内装式滚柱式旋涡式次摆线式目前电动汽油泵一般都安装在汽车的油箱内，如图2-33所示。

图2-33 油箱内安装的电动汽油泵

1—进油滤网;2—电动汽油泵;3—隔振橡胶;4—支架;5—汽油出油管;6—小油箱;7—油箱;8—

回油管

1.外装串联式电动汽油泵

这种电动汽油泵安装在油箱外，它主要由油泵驱动电机和滚柱式油泵组成，如图2-34所示。

图2-34 外装串联式电动汽油泵

1—阻尼稳压器;2—单向阀;3—泵室;4—吸入口;5—安全阀;6—油泵驱动电动机;7—排出

口;8—膜片;9—转子;10—泵套;11—滚柱

2.内装式电动汽油泵

内装式电动汽油泵因其安装在油箱内，所以噪音小，同串联式电动汽油泵相比，它不易

产生气阻和燃油漏泄。

图2-35 内装旋涡式电动汽油泵

1—出油阀;2—安全阀;3—电刷;4—电枢;5—磁极;6—叶轮;7—滤网;8—泵盖;9—泵壳;10

—叶片沟槽;11—蜗轮

内装式电动汽油泵具有泵油量大，泵油压力较高（可达 600 kPa以上）、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等优点，所以，应用最为广泛。

3.电动汽油泵控制电路

电动汽油泵的控制包括油泵开关控制和油泵转速控制。如图2-36（a）所示为采用内部装有电动汽油泵开关触点的空气流量计电动汽油泵控制电路图。无论是采用卡门旋涡式还是采用热线式空气流量计，都是用如图 2-36（b）所示的ECU的晶体管来控制电动汽油泵的供电情况。

图2-36 电动汽油泵控制电路

（一）1—蓄电池;2—点火线圈开关;3—主继电器;4—断路继电器;5—空气流量计;6—电动汽油泵;7—输入回路;8—后备集成电路;9—分电器

控制电路如图2-37（a）所示，ECU根据发动机转速和负荷控制油泵继电器工作，当发动机中小负荷低转速运转时，触点B闭合，油泵电路中串入电阻器5使油泵转速降低;当大负荷高转速时，ECU发出信号切断油泵继电器，A点闭合，使油泵转速升高。

图2-37 电动汽油泵控制电路

（二）1—点火开关;2—主继电器;3—断路继电器;

4、11—油泵继电器;5—电阻器;6—油泵开关;7—电动汽油泵;8—蓄电池;9—机油压力开关;10—发电机开关

如图2-37（b）所示为带有自动保护功能的电动汽油泵控制电路，该电路能在点火开关处于“断开”位置时，发动机的机油压力为零，或发电机不转动时，电动汽油泵不工作，从而防止汽油喷出而引起火灾。

2.3.3 燃油压力调节器

燃油压力调节器的作用是控制喷油器的喷油压力保持为255 kPa的恒定值，使发动机在各种负荷和转速下，都能精确地进行喷油控制。

图2-38 燃油压力调节器的结构

1—弹簧室;2—弹簧;3—膜片;4—燃油室;5—回油阀;6—壳体;7—真空管接头

燃油压力调节器的结构如图2-38所示，它由金属壳体构成，其内部由膜片分成弹簧室和燃油室两部分，来自输油管路的高压油由入口进入并充满燃油室，推动膜片，打开阀门，在设定压力下和弹簧力平衡，部分燃油经回油管流回油箱，输油管内压力的大小取决于弹簧的压力。

图2-39 燃油压力脉动减振器结构

1—阀门;2—弹簧;3—膜片;4—来自电动汽油泵;5—输送管道

2.3.4 燃油压力脉动减振器

当喷油器喷射燃油时，在输送管道内会产生燃油压力脉动，燃油压力脉动减振器能够使燃油压力脉动衰减，以减弱燃油输送管道中的压力脉动传递，降低噪声。如图2-39所示为燃油压力脉动减振器结构。

2.3.5 喷油器

EFI系统中使用的喷油器是电磁式的，喷油器通过绝缘垫圈安装在进气歧管或进气通道附近的缸盖上，并用输油管将其位置固定，根据ECU提供的喷射信号进行燃油喷射。

1.对喷油器的要求

（1）具有良好的雾化能力和适当的喷雾形状;（2）具有良好的流量特性;（3）具有良好的防积炭功能;（4）使用寿命长;（5）结构简单。

2.喷油器的种类

根据燃油喷射类型不同，喷油器可分为SPI用喷油器（图2-40）和MPI用喷油器（图2-41）;按结构形式不同，喷油器可分为从喷油器下部供油方式（图2-40）和从喷油器上部供油方式（图2-41）两种;以喷油器喷口形式来区分，可分为针阀型和孔型两种（图2-41）。

图2-40 喷油器下部供油方式

1—燃油出口;2—燃油入口

图2-41 喷油器上部供油方式

3.喷油器的结构与工作原理

如图2-42所示是喷油器的结构图，在筒状外壳内装有电磁线圈、柱塞、回位弹簧和针阀等。柱塞和针阀装成一体，在回位弹簧压力作用下，针阀紧贴阀座，将喷孔封闭。另外，为防止油中所含杂质影响针阀动作，设有滤清器，为适应不同应用场合，设有调整针阀行程的调整垫片。

图2-42 喷油器的结构图

1—燃油接头;2—电插头;3—电磁线圈;4—衔铁;5—行程;6—阀体;7—壳体;8—针阀;9—凸缘部;10—调整垫片;11—弹簧;12—滤清器

图2-43 喷油器附加电阻

1—喷油器附加电阻;2—喷油器线圈4.喷油器附加电阻

如图2-43所示，在控制喷油器的电磁线圈电路中串联一只附加电阻后，流过电磁线圈的电流受到限制而减少，从而可以提高喷油器电磁线圈的响应特性。附加电阻有如下两种串联方式。如图2-44（a）、图2-44（b）所示是多缸发动机每缸喷油器都分别串联一只附加电阻。

图2-44 喷油器附加电阻

1—附加电阻;2—喷油器;3—喷射信号

如图2-44（c）、图2-44（d）所示是共用式附加电阻，对于偶数多缸发动机，首先把汽缸分为两组，然后每一组汽缸喷油器共用一只附加电阻。

5.喷油器的喷雾特性

喷油器所喷燃油的雾化情况和油束形状对发动机工作影响很大，如果油束形状合理，雾化效果好，那么发动机就会获得冷起动性好、怠速平稳、排污少的效果。对于SPI系统，由于喷油器安装在节气门附近，燃油喷出后，在进气管中有较长时间的雾化过程，故所需燃油压力较低;而对于MPI系统，喷油器一般安装在进气管或汽缸盖上，因为是朝向进气门喷射燃油，雾化时间短，为保证良好的雾化，应使油压相应提高。

图2-45 双孔式喷油器的结构图（2TZ-FE型发动机）

1—针阀;2—电线插座;3—电磁线圈

2.3.6 冷起动喷油器

冷起动喷油器是一种装在进气总管中央部位进行燃油辅助喷射的电磁阀式喷油阀，冷起动喷油器的结构如图2-46所示，冷起动喷油器由燃料入口插接器、电线接头、电磁线圈、可动磁芯、旋涡喷油嘴等组成。为了提高向各汽缸分配燃油的均匀性，有的冷起动喷油器上设有两个旋涡式喷油嘴，其结构如图2-48所示，其安装如图2-47（b）所示。

图2-46 冷起动喷油器的结构图

1—旋涡喷油嘴;2—喷射管道;3—阀;4—电磁线圈;5—电线接头;6—燃油入口插接器;7—旋涡喷油嘴构造;8—阀座;9—可动磁芯;10—弹簧

图2-47 冷起动喷油器的安装图

1—冷起动喷油器;2—进气;3—进气总管;4—进气歧管

图2-48 两个旋涡喷油嘴的冷起动喷油器结构图 1—弹簧;2—电磁线圈;3—电线插座;4—柱塞

1.温度时间开关控制

温度时间开关的结构如图2-49（a）所示，它主要由双金属片、加热线圈及搭铁触点等构成。由于其工作工况是由发动机温度和起动电流共同决定的，因此它应装在能反映发动机温度的位置上。当发动机温度较低时，温度时间开关的触点闭合，当点火开关处于“STA”位置时，电流按图2-49（b）中箭头方向流动，使冷起动喷油器喷油。发动机起动后，点火开关转至“ON”位置时，冷起动喷油器停止喷油。在起动过程中，若起动机运转时间过长，有可能使火花塞被淹湿。但由于电流流过加热线圈，使双金属片受热弯曲，触点断开（图2-49（c）），电流不再流经冷起动喷油器，因而可防止火花塞被淹湿。同时，加热线圈②进一步加热双金属片，以免触点再次闭合。

图2-49 温度时间开关结构图及与冷起动喷油器的工作原理

1—电线接头;2—钉形壳体;3—双金属片;4—加热线圈;5—搭铁触点;6—蓄电池;7—点火开关;8—线圈①;9—线圈②;10—温度时间开关

2.ECU控制

ECU控制冷起动喷油器的电路如图2-50所示，为了改善发动机冷起动性能，在使用温度时间开关控制的同时，ECU还可以根据冷却液温度对冷起动喷油器的喷油时间进行控制。

图2-50 ECU控制冷起动喷油器的电路图

1—温度时间开关;2—冷起动喷油器;3—水温传感器

2.4 电控系统主要元件的构造与检修

电控系统的功用是接收来自表示发动机工作状态的各个传感器输送来的信号，根据ECU内预存的程序加以比较和修正，决定喷油量和点火提前角。如图2-51所示是与电控燃油喷射控制有关的主要控制系统部件的构成图。

图2-51 与电控燃油喷射控制有关的主要控制系统部件的构成图

1—断路继电器;2—主继电器;3—起动装置;4—电动汽油泵;5—油箱;6—汽油滤清器;7—蓄电池;8—曲轴位置传感器（分电器）;9—点火开关;10—点火线圈;11—大气压力传感器;12—空气滤清器;13—进气温度传感器;14—空气流量计;15—冷起动喷油器;16—空气阀;17—节气门位置传感器;18—燃油压力调节器;19—氧传感器;20—温度时间开关;21—冷却液温度传感器

2.4.1 传感器 1.水温传感器

水温传感器安装在发动机节温器出水口附近，它的功用是检测发动机冷却液温度。发动机在运转过程中，混合气浓度需根据发动机温度的高低进行修正，并采用水温传感器向ECU输送温度信号。水温传感器的结构如图2-52（a）所示，它由封闭在金属盒内的对温度变化非常敏感的负温度系数热敏电阻（NTC电阻）构成，利用电阻值的变化来检测冷却液的温度。热敏电阻的特性如图2-52（b）所示，冷却液温度越低电阻值越大，冷却液温度越高电阻值越小。将该传感器的信号输入到ECU，就可以根据冷却液温度进行喷油量的控制。冷却液温度传感器与ECU的连接电路如图2-52（c）所示。

图2-52 水温传感器结构、热敏电阻特性及与ECU的连接电路

1—NTC电阻;2—外壳;3—电线接头;4—水温传感器;5—接蓄电池端;6—电控单元（ECU）;7—水温信号

2.进气温度传感器

进气温度传感器的功能是检测发动机吸入（进入空气流量计）的空气温度，并将空气温度信号转变成ECU能识别的电信号传送给ECU，它根据进气温度的高低，做不同程度的额外喷油。图2-53（a）所示是进气温度传感器的剖面图，图2-53（b）所示是进气温度传感器与ECU的连接电路图。

图2-53 进气温度传感器剖面图及与ECU的连接电路 1—导线;2—空气流量计壳体;3—热敏电阻;4—进气温度传感器

3.曲轴位置传感器和发动机转速传感器

检测发动机转速及曲轴转角位置，需要采用发动机转速传感器和曲轴位置传感器。具有这种功能的传感器形式很多，其中使用最多的是电磁式传感器、光电式传感器和霍尔效应式传感器。

（1）电磁式传感器

这种传感器可用于测定曲轴、凸轮轴和分电器驱动轴的转动位置，用来控制点火和燃油喷射时间或测量发动机转速。如图2-54所示的复合转子和耦合线圈构成。下面以四缸四行程发动机为例，就检测特定汽缸曲轴转角基准位置（如压缩上止点）进行说明。

图2-54 G、N耦合线圈安装图

1—转子G;2—耦合线圈G1;3—耦合线圈G 2;4—转子N;

5、9—耦合线圈N;6—转子G、Ne;7—耦合线圈G

1、G 2;8—分电器

安装在分电器轴（分电器转1圈曲轴转2圈）上的具有一个凸起部分的转子G与分电器轴一起转动时，由于转子和耦合线圈G

1、G 2之间的磁隙不断发生变化，在各个耦合线圈上，相对分电器每转1圈，就会产生一个电压脉冲。通过合理设计，使转子G的凸起部分在一缸及四缸压缩上止点时，最靠近耦合线圈G 1、G 2。这样，通过检测G

1、G 2耦合线圈的电压变化，就可以知道一缸、四缸的压缩上止点位置。图2-55（a）为G

1、G 2产生的电压信号实例。图2-55（b）所示，利用信号G和信号N的组合，就可以检测特定汽缸的曲轴转角位置，把G、N信号输入ECU，即可决定满足发动机多种运转条件的喷油量及喷油时刻。

图2-55 曲轴转角信号

（2）光电式传感器

图2-56（a）所示是光电式曲轴转角传感器的工作原理图，位于光敏二极管对面的是作为光源的发光二极管，在它们之间有一个能断续遮光的转盘。

图2-56 光电式曲轴转角传感器的工作原理与结构图 1—输出信号;2—光敏二极管;3—发光二极管;4—电源;5—转盘;6—转子头盖;7—密封盖;8—波形电路;9—第一缸120°信号缝隙;10—1°信号缝隙;11—120°信号缝隙

图2-56（b）、图2-56（c）所示为六缸发动机用分电器内的光电式曲轴转角传感器的结构，它由发光二极管和光敏二极管组合来检测带缝隙的转盘的旋转位置，安装在分电器内（或凸轮轴前部）。它决定分组喷射控制及电子点火控制曲轴每转两转的供油正时和点火正时。（3）霍尔效应式传感器

如图2-57所示，磁场中有一个霍尔半导体片，恒定电流 I从A到B通过该片。在洛仑兹力的作用下，I的电子流在通过霍尔半导体时向一侧偏移，使该片在CD方向上产生电位差，这就是所谓的霍尔电压。如图2-57所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用做点火正时传感器。

图2-57 霍尔效应式传感器

1—霍尔半导体元件;2—永久磁铁;3—挡隔磁力线的叶片

4.车速传感器

车速传感器主要有舌簧开关型和光电耦合型两种形式，下面主要以舌簧开关型为例讲述其原理。舌簧开关型车速传感器可用于检测汽车速度（装在组合仪表内），如图2-59（a）所示，也可用于指示曲轴位置（装在分电器内），如图2-59（b）所示。

图2-59 舌簧开关型车速传感器

1—磁铁;2—至转速表软轴;3—舌簧开关;4—分电器轴

舌簧开关传感器工作原理如图2-61（a）、图2-61（b）所示，触点的磁性与磁铁近侧极性相反，从而使舌簧开关触点靠本身磁性吸引，使开关导通。磁铁随转速表软轴转动后，当只有一端靠近舌簧开关时，触点则不受磁力线影响，触点分开。这样，两个舌簧开关在转速表软轴上的磁铁作用下，相互以180°的夹角进行通、断变换，把汽车行驶速度信息输入ECU，舌簧开关与ECU的连接电路如图2-61（c）所示。

图2-61 舌簧开关传感器的工作原理及ECU的连接电路图 1—数字式仪表;2—舌簧开关;3—磁铁;4—ECU;5—至其他计数装置 5.节气门开度传感器

节气门开度传感器的作用是测量节气门在全闭还是在全开的位置，将节气门的开闭状态信号输送给ECU，可以满足节气门不同开度状态的喷射量控制。节气门开度传感器通常有三种形式，分别是:线性式节气门开度传感器，开关式节气门开度传感器，编码式节气门开度传感器。

（1）线性式节气门开度传感器

如图2-62（a）所示为线性式节气门开度传感器的结构图，传感器有两个同节气门联动的可动电刷触点，一个触点可在位于基板上的电阻体上滑动，利用电阻值的变化，测量与节气门开度相对应的线性输出电压，根据输出的电压值，可知道节气门的开度。（2）开关式节气门开度传感器

如图2-63（a）所示是开关式节气门开度传感器的结构图，该传感器由安装在节气门体上并与节气门轴联动的凸轮、可检测出怠速位置的怠速触点、可检测出全开位置的全开触点（也叫功率触点）以及沿导向凸轮沟槽移动的可动触点等构成。图2-63（b）为开关式节气门开度传感器的结构简图。图2-63（c）所示是开关式节气门开度传感器的输出特性。

图2-62 线性式节气门开度传感器

1—电阻体;2—检测节气门开度用的电刷;3—检测节气门全关闭的电刷;Vcc —电源端子;VTA —节气门开度输出端子;IDL—怠速触点;E1 —地线;4—怠速触点开关;5—滑动触头;6—节气门开度传感器

图2-63 开关式节气门开度传感器

1—导向凸轮;2—节气门轴;3—控制杆;4—可动触点;5—怠速触点;6—全开触点（功率触点）;7—导线插头;8—导向凸轮槽;9—全开触点信号;10—怠速触点信号;11—节气门开度传感器 如图2-63（c）所示，节气门全关时，可动触点和怠速触点接触，可以检测出节气门的全关闭状态，即输出高电平（5 V或12 V），否则输出0 V。若节气门的开度较大（如50°以上），可动触点和全开触点（功率触点）接触，可以检测节气门的大开度状态，即可输出高电平，否则输出0 V。

图2-64 编码式节气门开度传感器

（3）编码式节气门开度传感器

编码式节气门开度传感器的结构如图2-64所示，它是通过印制电路板上的编码图形与外部驱动轴运动并在图形上滑动的触点，来检测出节气门回转角的。如图2-65（a）所示为怠速回转时节气门开度传感器状态，此时，如IDL触点处于闭合，即可检测出怠速状态。如图2-65（b）所示为加速回转时节气门开度传感器状态，此时，加速触点与印制电路板的加速线路Acc1与Acc2 交替处于闭合、打开状态。对于在一定时间内的急加速，与信号检出的同时，ECU进行非同步喷射控制，以提高加速容量。如图2-65（c）所示为高负荷回转时节气门开度传感器状态，在节气门打开一定程度时，功率触点（PSW）处于闭合状态，即可检测出高负荷状态。如图2-65（d）所示为减速回转时节气门开度传感器状态，此时加减速检测触点处于打开状态，ECU不进行非同步喷射控制。6.爆燃传感器（在第3章介绍）

7.氧传感器（在第4章介绍）

8.大气压力传感器

检测大气压力需采用大气压力传感器，同第二节中所述的测定进气管压力的半导体式进气歧管压力传感器一样，测定大气压力大多采用根据压电效应制成的半导体式压力传感器。

图2-65 各运转状态下节气门开度传感器的状态

1—加减速检测触点ON;2—加减速检测触点OFF

图2-66 主继电器的结构

1—线圈;2—滑阀（可动铁心）;3—调整块;4—触点

2.4.2 继电器 1.主继电器

主继电器的作用是使包括ECU在内的电控燃油喷射系统的各部件不受电源干扰和电压脉冲的影响。主继电器一般多采用滑阀型，图2-66所示是主继电器的结构图，图2-67（a）所示为不装步进电动机式怠速控制阀的主继电器电源电路。图2-67（b）所示是装有步进电动机式怠速控制阀的主继电器电源电路，主继电器由ECU控制。采用双回路点火开关的汽车，使用单触点式主继电器，具体接线如图2-68（a）所示。采用单回路点火开关的汽车，使用双触点式主继电器，其具体接线如图2-68（b）所示，这些电路图对检修电路极有参考价值。

图2-67 主继电器的电源电路

1—点火开关;2—主继电器;3—ECU

图2-68 主继电器接线图

1—点火开关;2—一般电器设备;3—接ECU和电动汽油泵;4—单触点式主继电器;5—接喷油

器和火花塞

2.断路继电器

断路继电器是控制电动汽油泵的继电器，该继电器的作用是使电动汽油泵只有在发动机运转时才工作，即当点火开关接通，但发动机不运转时，油泵停止泵油。如图2-69所示为断路继电器的结构和电路图。

图2-69 断路继电器的结构和电路图 1—可动片;2—线圈;3—触点K 2.4.3 发动机控制单元（ECU）

发动机控制单元根据各种传感器送来的信号，确定满足发动机运转状态所需的燃油喷射量，并根据该喷射量去控制喷油器的喷射时间。图2-70是ECU的构成框图。

图2-70 ECU的构成框图

1—传感器;2—模拟信号;3—输入回路;4—A/D转换器;5—输出回路;6—执行元件;7—微机;8—数字信号;9—ROM-RAM记忆装置

2.5 电控系统喷油器与供油正时控制

燃油喷射式发动机所需燃油靠喷油器供给。各种类型汽车执行元件喷油器的控制电路大同小异，如图2-71所示为桑塔纳2000系列轿车喷油器的控制电路。

图2-71 桑塔纳2000系列轿车喷油器的控制电路（括号内代号为桑塔纳2000GSi型轿车ECU

插座端子代号）

2.5.1 供油正时的控制

供油正时就是指喷油器何时开始喷油。根据燃油喷射时序的不同，多点燃油喷射系统又可分为同时喷射的控制、分组喷射的控制和顺序喷射的控制三种喷射方式。1.同时喷射的控制

多点燃油同时喷射就是各缸喷油器同时喷油，其控制电路如图2-72（a）所示，各缸喷油器并联在一起，电磁线圈中的电流由一只功率三极管VT驱动控制。喷油器控制信号波形如图2-72（b）所示。由于各缸同时喷油，因此供油正时与发动机进气—压缩—做功—排气工作循环无关，如图2-72（c）所示。

图2-72 多点燃油同时喷射控制电路与正时关系

2.分组喷射的控制

多点燃油分组喷射就是将喷油器喷油分组进行控制，一般将四缸发动机分成两组，六缸发动机分成三组，八缸发动机分成四组。四缸发动机分组喷射的控制电路如图2-73（a）所示。供油正时关系如图2-73（b）所示。3.顺序喷射的控制

多点燃油顺序喷射控制就是各缸喷油器按照一定的顺序喷油。由于各缸喷油器独立喷油，因此也叫独立喷射，控制电路如图2-74（a）所示。

图2-73 多点燃油分组喷射控制电路与正时关系

在顺序喷射的控制中，发动机工作一个循环（曲轴转2圈720°），各缸喷油器按照特定的顺序依次喷油一次，供油正时关系如图2-74（d）所示。

图2-74 多点燃油顺序喷射控制电路与正时关系

2.5.2 喷油量的控制

喷油量的控制大致可分为起动控制、基本喷油量控制、加减速控制、怠速控制和空燃比反馈控制等。

1.发动机起动时喷油量的控制

发动机起动时，起动机驱动发动机运转，其转速很低（50 r/min左右）且波动较大，导致反映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大。因此，在发动机冷起动时，ECU不是以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷油量的依据的，而是按照可编程只读存储器中预先编制的起动程序和预定空燃比控制喷油。起动控制采用开环控制，ECU首先根据点火开关、曲轴位置传感器和节气门位置传感器提供的信号，判定发动机是否处于起动状态，以便决定是否按起动程序控制喷油，然后根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量。2.发动机起动后喷油量的控制

在发动机运转过程中，喷油器的总喷油量由基本喷油量、喷油修正量和喷油增量三部分组成，如图2-76所示。基本喷油量由进气量传感器（空气流量传感器或歧管压力传感器）和曲轴位置传感器（发动机转速传感器）信号计算确定;喷油修正量由与进气量有关的进气温度、大气压力、氧传感器等传感器信号和蓄电池电压信号计算确定;喷油增量由反映发动机工况的点火开关信号、冷却液温度和节气门位置等传感器信号计算确定。

图2-76 喷油量控制示意图

（1）基本喷油量的控制

基本喷油量（或基本喷油时间）是在标准大气状态（温度为20℃，压力为101 kPa）下，根据发动机每个工作循环的进气量、发动机转速和设定的空燃比来确定的。（2）喷油修正量的控制

①ECU根据空气温度和大气压力等信号，对喷油量（喷油时间）进行修正，使发动机在各种运行条件下，都能获得最佳的喷油量。②空燃比的修正为了提高发动机动力性、经济性和降低废气的排放，在工况不同时，其空燃比也不相同。③空燃比反馈修正电控发动机都配装了三元催化转换器和氧传感器，借助于安装在排气管上的氧传感器反馈的空燃比信号，对喷油脉冲宽度进行反馈优化控制。④蓄电池电压修正喷油器的电磁线圈为感性负载，其电流按指数规律变化，因此当喷油脉冲到来时，喷油器阀门开启和关闭都将滞后一定时间，为此必须进行修正。

（3）喷油增量的控制

增量是在一些特殊工况下（如暖机、加速等），为加浓混合气而增加的喷油量。加浓的程度可表示为:①起动后增量②暖机增量③加速增量。2.5.3 断油控制

断油控制是电脑在一些特殊工况下，暂时中断燃油喷射，以满足发动机运转中的特殊要求。它包括以下几种断油控制方式: 1.超速断油控制

超速断油是在发动机转速超过允许的最高转速时，由电脑自动中断喷油，以防止发动机超速运转，造成机件损坏，也有利于减小燃油消耗量，减少有害物排放。2.减速断油控制

减速断油控制过程是由电脑根据节气门位置、发动机转速、水温等运转参数，作出的综合判断。在满足一定条件时，电脑执行减速断油控制。

3.溢油消除

起动时燃油喷射系统向发动机提供很浓的混合气。若多次转动起动马达后发动机仍未起动，淤集在汽缸内的浓混合气可能会浸湿火花塞，使之不能跳火。这种情况称为溢油或淹缸。此时驾驶员可将油门踏板踩到底，并转动点火开关，起动发动机。电脑在这种情况下会自动中断燃油喷射，以排除汽缸中多余的燃油，使火花塞干燥。4.减扭矩断油控制

装有电子控制自动变速器的汽车在行驶中自动升挡时，控制变速器的电脑会向燃油喷射系统的电脑发出减扭矩信号。燃油喷射系统的电脑在收到这一减扭矩信号时，会暂时中断个别汽缸（如2、3缸）的喷油，以降低发动机转速，从而减轻换挡冲击。

第3章 汽油机电控点火系统

3.1 电控点火系统的功能

3.1.1 点火提前角的控制

1.点火提前角对发动机性能的影响

图3-1 点火提前角对发动机性能的影响

A—不点火;B—点火过早;C—点火适当;D—点火过迟

点火时刻对发动机的影响很大。如图3-1所示。若点火过早，则活塞还在向上止点移动过程中，气体压力已达到很大数值。这时气体压力作用的方向与活塞运动的方向相反，此时有效功减小，发动机功率也将减小。因此，应当在活塞到达上止点之前点火，使气体压力在活塞位置相当于曲轴转到上止点后10°～15°时达到最高值。点火时曲轴的曲拐位置与压缩行程结束活塞在上止点时曲拐位置之间的夹角，称为点火提前角。通常把发动机发出功率最大和油耗率最小的点火提前角称为最佳点火提前角。最佳点火提前角除了保证发动机的动力性和燃料的经济性外，还必须保证排放污染最小。发动机工况不同，需要的最佳点火提前角也不相同。

图3-2 点火提前角的计算

2.点火提前角的计算

微机控制的点火提前角由初始点火提前角、基本点火提前角和修正点火提前角组成，如图3-2所示。

（1）初始点火提前角

初始点火提前角又称为固定点火提前角，其值的大小取决于发动机的形式，并由曲轴位置传感器的初始位置决定，一般为上止点前6°～12°。（2）基本点火提前角

基本点火提前角是发动机最主要的点火提前角，是设计微机控制点火系统时确定的点火提前角。

（3）修正点火提前角

为使实际点火提前角适应发动机的运转状况，以便得到良好的动力性、经济性和排放性能，必须根据相关因素（如冷却液温度、进气温度、开关信号等）适当增大或减小点火提前角，即对点火提前角进行必要的修正。修正点火提前角的项目有多有少，主要有暖机修正、怠速稳定性修正、空燃比反馈修正和过热修正。3.点火提前角的控制

为了说明微机控制的点火系统的工作过程，下面以四缸发动机点火时刻为例说明。设该发动机判缸信号在上止点前BTDC105°时产生、曲轴转速2000 r/min时 最佳点火提前角为上止点前BTDC30°，如图3-9所示。

图3-9 点火提前角的控制过程

3.1.2 通电时间的控制

通电时间是指大功率管的导通时间，即点火线圈初级绕组的通电时间。如图3-10所示为蓄电池电压与通电时间的修正曲线。

图3-10 蓄电池电压与通电时间的修正曲线

在实际控制中，ECU是将导通时间转换成曲轴转角进行控制的，因此通电时间控制又称为闭合角控制。

3.2 电控点火系统的组成与工作原理

3.2.1 电控汽油机点火系统的类型

按点火系统结构和发展过程可分为:传统点火系统和计算机控制的点火系统。在传统点火系统中有:（1）触点式点火系统。（2）晶体管辅助点火系统。（3）无触点式电子点火系统。无触点式电子点火系统按点火触发信号产生的方式不同又可分为:①磁感应式。②光电式。③霍尔效应式。

3.2.2 电控点火系统基本组成与工作原理

电控点火系统主要由电源、传感器、电控单元ECU、点火控制器、点火线圈、分电器（有分电器电控系统）、各种控制开关以及火花塞等组成。

1.电源

电源一般由蓄电池和发电机共同组成，主要是给点火系统提供电能。2.传感器

传感器主要用来检测与点火有关的发动机的工况信息，并将检测结果输入ECU，作为计算和控制点火时刻的依据。虽然各型汽车采用的传感器的类型、数量、结构及安装位置不尽相同，但是其作用都大同小异，而且这些传感器大多与燃油喷射系统、怠速控制系统等电子控制系统共用。传感器主要由凸轮轴位置（上止点位置）传感器、曲轴位置（曲轴转速与转角）传感器、空气流量传感器、节气门位置（负荷）传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、车速传感器、爆燃传感器、各种控制开关、点火控制器以及火花塞等组成，如图3-11所示。

图3-11 微机控制点火系统的组成

（1）凸轮轴位置（上止点位置）传感器是确定曲轴基准位置和点火基准的传感器。该传感器在曲轴旋转至某一特定的位置（如1缸上止点点火在上止点前某一确定的角度）时，输出一个脉冲信号，ECU将这一脉冲信号作为计算曲轴位置的基准信号，再利用曲轴转角信号计算出曲轴任一时刻所处的具体位置。凸轮轴位置和曲轴位置信号是保证ECU控制电子点火系统正常工作的最基本的信号。

（2）空气流量传感器是确定进气量大小的传感器。空气流量信号输入ECU后，除了用于计算基本喷油时间之外，还用做负荷信号来计算和读取基本点火提前角。（3）进气温度传感器信号反映发动机吸入空气的温度。（4）节气门位置传感器将节气门开启角度转化为电信号输入ECU，ECU利用该信号和车速传感器信号来综合判断发动机所处的工况（怠速、中等负荷、大负荷、减速），并对点火提前角进行修正。

（5）爆燃传感器用于点火提前角闭环控制系统。ECU根据爆燃传感器输出的信号来判断发动机是否发生爆燃，从而对点火提前角进行修正。3.电控单元（ECU）

电控单元（ECU）既是燃油喷射控制系统的控制中心，也是点火控制系统的控制中心。在ECU的只读存储器（ROM）中，除存储有监控和自检等程序之外，还存储有由台架试验测定的该型发动机在各种工况下的最佳点火提前角。4.点火控制器

点火控制器又称点火电子组件、点火器或功率放大器，是微机控制点火系统的功率输出级，它接收ECU输出的点火控制信号并进行功率放大，以便驱动点火线圈工作。3.2.3 有分电器电控点火系统

微机控制点火系统按点火线圈高压电分配方式可分为机械配电方式和电子配电方式。机械配电方式是指分火头将高压电分配至分电器盖旁电极，再通过高压线输送到各缸火花塞的传统配电方式。采用机械配电方式分配高压电的点火系统称为有分电器点火系统。3.2.4 无分电器电控点火系统

电子配电方式是指在点火控制器控制下，点火线圈的高压电按照一定的点火顺序，直接加在火花塞上的直接点火方式。采用电子配电方式分配高压电的点火系统称为无分电器电控点火系统DIS（Distributorless Ignition System），无分电器电控点火系统主要有以下两种类型。

1.同时点火方式

同时点火是指点火线圈每产生一次高压电，都使两个汽缸的火花塞同时跳火，即双缸同时点火。次级绕组产生的高压电将直接加在四缸发动机的1、4缸或2、3缸（六缸发动机的1、6缸、2、5缸或3、4缸），火花塞电极上跳火。双缸同时点火时，一个汽缸处于压缩行程末期，是有效点火;另一个处于排气行程末期，缸内温度较高而压力很低，火花塞电极间隙的击穿电压很低，对有效点火汽缸火花塞的击穿电压和火花放电能量影响很小，是无效点火。曲轴旋转一转后，两缸所处行程恰好相反。双缸同时点火时，高压电的分配有二极管分配和点火线圈分配两种形式。2.单独点火的控制

点火系统采用单独点火方式时，每一个汽缸都配有一个点火线圈，且直接安装在火花塞上方，其基本组成和工作原理和同时点火方式相同。单独点火的优点是省去了高压线，点火能量损耗进一步减少，此外，所有高压部件都可安装在发动机汽缸盖的金属屏蔽罩内，点火系统对无线电的干扰可大幅降低。3.2.5 爆燃控制系统 1.爆燃控制系统组成

图3-15 爆燃控制系统组成

利用点火提前角闭环控制系统能够有效地控制点火提前角，从而使发动机工作在爆燃的临界状态。带有爆燃控制的点火提前角闭环控制系统如图3-15所示，由传感器、带通滤波电路、信号放大电路、整形滤波电路、比较基准电压形成电路、积分电路、点火提前角控制电路和点火控制器等组成。2.爆燃的判别

常用的方法是，将发动机无爆燃时的传感器输出电压与产生爆燃时的输出电压进行比较，从而得出结论。

（1）基准电压的确定

最简单的方法如图3-16所示，首先对传感器输出信号进行滤波和半波整流，利用平均电路求得信号电压的平均值，然后再乘以常数倍即可形成基准电压UB，平均值的倍数由设计制造时的试验确定。

图3-16 基准电压的确定方法

（2）爆燃强度的判别

确定爆燃强度常用的方法如图3-17所示，首先利用基准电压值对传感器输出信号进行整形处理，然后对整形后的波形进行积分，求得积分值 Ui。当积分值Ui超过基准电压UB时，ECU将判定发动机发生爆燃。

图3-17 爆燃强度的判别

3.爆燃的控制

爆燃控制系统是一个闭环控制系统，发动机工作时，ECU根据爆燃传感器信号，从存储器中查寻相应的点火提前角控制点火时刻，控制结果由爆燃传感器反馈到ECU输入端，再由ECU对点火提前角进行修正，控制过程如图3-15所示。

3.3 电控点火系统主要元件的构造和维修3

3.3.1 汽车电子点火控制器的组成

汽车电子点火控制器又称为汽车无触点电子点火控制器（简称无触点电子点火器或无触点电子点火组件）。汽车电子点火控制器用来将传感器输入的交变信号脉冲进行整形、放大，转变为点火控制信号，经开关型功率晶体三极管放大后控制点火线圈初级绕组的通断和点火系统的工作。点火控制器内部主要由汽缸判别、闭合角控制、恒流控制、安全信号控制等电路组成。如图3-18所示。在有分电器的电控点火系统中，点火线圈一般都与分电器组装在一起，称之为整体式点火组件，如图3-19所示。

图3-18 点火控制器内部电路组成

图3-19 整体式点火组件

1—垫片;2—电容器;3—导线夹;4—分电器盖;5—点火器;6—分电器壳体;7—点火线圈防尘罩;8—分电器电缆;9—分火头;10—点火线圈

在无分电器电控点火系统中，点火线圈一般单独安装在点火控制器附近，如图3-20所示。

图3-20 无分电器电控点火系统点火控制器位置

1—点火控制器;2—点火线圈

电子点火控制器的检查方法有以下几种控制:（1）外观检查法（2）测量输入电阻法（3）用干电池检查法（4）用试灯检查法 3.3.2 点火线圈

点火线圈实际上就是一种升压变压器，其作用就是将蓄电池或发电机输出的低压升高到15 kV～20 kV，供火花塞产生高压电火花。1.点火线圈的类型

根据点火线圈铁心的形状和磁路的不同，常将点火线圈分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两类。

（1）开磁路点火线圈

开磁路点火线圈由矩形硅钢片叠成的铁心、初级绕组、次级绕组等组成，其结构及其磁路图如图3-24所示。

图3-24 开磁路点火线圈结构及其磁路图（2）闭磁路点火线圈

闭磁路点火线圈与开磁路点火线圈在结构上的明显差异是铁心。闭磁路点火线圈采用了“口”字形或“日”字形铁心而不是条形铁心，其显著特点是初、次级绕组在磁路上耦合紧密，即耦合系数大，可达0.95～0.98。图3-25是闭磁路点火线圈结构及其磁路图。

图3-25 闭磁路点火线圈结构及其磁路图

2.点火线圈的检测方法

（1）外观检查查看点火线圈外表面，如发现其胶木盖裂损、接线柱松动、滑丝、外壳变形、工作时温度过高、填充物外溢或高压插座接触不良等现象时，说明其质量不良，应更换新件。（2）点火线圈绝缘性能检查用万用表 R×10 kΩ挡检查，将两表笔分别接点火线圈初级绕组接线线柱和外壳，正常情况其绝缘电阻应为∞，否则应更换新件。（3）点火线圈初级绕组的检查用万用表 R×1Ω挡，测量点火线圈两低压接线柱间的电阻。（4）点火线圈次级绕组的检查用万用表 R×1Ω挡，测量点火线圈正极和高压端之间的电阻，其阻值一般在5 kΩ～15 kΩ之间。

3.3.3 爆燃传感器

爆燃传感器是点火时刻闭环控制必不可少的重要部件，其功用是将发动机爆燃信号转换为电信号传递给ECU，ECU根据爆燃信号对点火提前角进行修正，从而使点火提前角保持最佳。按检测发动机缸体振动频率的检测方式不同，爆燃传感器可分为共振型和非共振型两种。汽车用爆燃传感器按结构不同可分为电感式和压电式两种。1.电感式爆燃传感器

（1）电感式爆燃传感器结构特点

电感式爆燃传感器为共振型爆燃传感器，主要由感应线圈、伸缩杆、永久磁铁和壳体组成。

（2）电感式爆燃传感器工作原理

当发动机产生振动时，传感器的伸缩杆就会随之产生振动，感应线圈中的磁通量就会发生变化。由电磁感应原理可知，线圈中就会感应交变电动势，即传感器就有信号电压输出，输出电压高低取决于发动机的振动强度和振动频率。如图3-27所示为电感式爆燃传感器输出波形。

图3-27 电感式爆燃传感器输出波形

2.压电式爆燃传感器

（1）压电式非共振型爆燃传感器 非共振型压电式爆燃传感器的结构如图3-28所示，主要由套筒、压电元件、惯性配重、塑料壳体和接线插座等组成。

图3-28 压电式非共振型爆燃传感器的结构图

1—套筒底座;2—绝缘垫圈;3—压电元件;4—惯性配重;5—塑料壳体;6—固定螺栓;7—接线插座;8—电极

压电元件的信号输出端就会输出与振动频率和振动强度有关的交变电压信号，如图3-29所示。

图3-29 转速不同时压电式非共振型爆燃传感器输出波形

图3-30 压电式火花塞座金属垫圈型爆燃传感器结构图

1—火花塞;2—垫圈;3—爆燃传感器;4—汽缸垫

3.检测

（1）桑塔纳2000GLi型轿车爆燃传感器的检测 当爆燃传感器发生故障时，发动机ECU能检测到有关信息，并使发动机进入故障应急状态下运行。利用专用的V.A.G1551或V.A.G1552故障阅读仪，通过诊断插座可以读取此故障的有关信息。检修爆燃传感器时，可用万用表电阻OHM×100 kΩ或 R×10 kΩ挡检测传感器电阻。检测时，断开点火开关，拔下传感器线束插头，检测结果应当符合表3-1规定。（2）桑塔纳2000GSi，捷达AT、GTX型轿车爆燃传感器的检测

桑塔纳2000GSi，捷达AT、GTX型轿车爆燃传感器电路连接及插头和插座上端子位置如图3-31所示，检修时用万用表电阻OHM×100 kΩ或 R×10 kΩ挡检测传感器电阻。检测时，断开点火开关，拔下传感器线束插头，检测结果应当符合表3-2规定。

图3-31 爆燃传感器电路连接及插头和插座上端子位置结构图

3.3.4 点火控制电路

1.桑塔纳2000GLi型轿车点火电路

桑塔纳2000GLi型轿车无触点晶体管点火系统主要由内装霍尔传感器的分电器、点火控制器、点火线圈、火花塞等组成，如图3-32所示。点火过程大致可分为下面三个阶段:

图3-32 桑塔纳2000GLi型轿车无触点晶体管点火电路

（1）当霍尔传感器输出接通信号时，点火控制器接通点火线圈初级绕组，蓄电池提供低压电路电流。

（2）当霍尔传感器输出断路信号时，点火控制便切断点火线圈初级绕组，低压电流及其产生的磁场立即消失。

（3）高压电流经过分电器送到各缸火花塞时，高压电经火花塞的中心电极，击穿中心电极与旁电极之间的火花塞间隙，进入旁电极。在击穿火花塞间隙时，点燃火花塞附近的可燃混合气，完成强制点火功能。2.丰田花冠轿车电子点火电路

丰田花冠（Corolla）轿车采用的是分电器电控点火系统，它主要由点火开关、分电器、电子点火控制器、点火线圈以及火花塞组成。3.丰田皇冠轿车电子点火电路

丰田皇冠轿车采用的是无分电器电控点火系统，如图3-34所示。

图3-34 丰田皇冠轿车电子点火电路

其基本的工作原理如下:（1）来自曲轴位置传感器的信号曲轴位置传感器由G1、G2及 Ne三个线圈组成，其功能是判别汽缸、检测曲轴的转角以及决定点火时刻的原始设定位置。

（2）ECU输出信号ECU通过曲轴位置传感器接收到G1、G2、Ne 信号，向点火控制器输出IGf、IGdA、IGdB 三个信号。

（3）点火控制器点火控制器内有汽缸判别、闭合角控制、恒流控制、安全信号等电路，其主要功能是接收IGf、IGdA、IGdB 信号，并依次驱动各个点火线圈工作。另外，它还向ECU输入安全信号（IGf）。

（4）安全信号IGf 安全信号是将点火控制器断续点火线圈的初级电流的信号反馈给ECU的信号，使点火控制器具有安全功能。

第4章 汽车机辅助控制系统

4.1 怠速控制系统

4.1.1 怠速控制系统概述 1.怠速控制系统的功能

怠速是指节气门关闭，油门踏板完全松开，且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。怠速控制系统的功能是根据发动机工作温度和负载，由ECU自动控制怠速工况下的空气供给量，维持发动机以稳定怠速运转。

图4-1 怠速控制系统的组成

1—冷却液温度信号;2—A/C开关信号;3—空挡位置开关信号;4—转速信号;5—节气门位置信

号;6—车速信号;7—执行元件

2.怠速控制系统的组成

怠速控制系统主要由传感器、ECU和执行元件三部分组成，如图4-1所示。3.怠速控制的方法

怠速控制的实质就是对怠速工况下的进气量进行控制。在发动机集中控制系统中，控制怠速进气量的方法可分为两种基本类型:节气门直动式和旁通空气式。如图4-2所示，节气门直动式通过执行元件改变节气门的最小开度来控制怠速进气量，而在旁通空气式怠速控制系统中，设有旁通节气门的怠速空气道，由执行元件控制流经怠速空气道的空气量。

图4-2 怠速进气量控制方式

1—节气门;2—进气管;3—节气门操纵臂;4—执行元件;5—怠速空气道

4.1.2 节气门直动式怠速控制器

节气门直动式怠速控制器的外形及结构图如图4-3所示，主要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等组成。直流电动机可正转可反转，当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。

图4-3 节气门直动式怠速控制器的外形图及结构图

1—节气阀操纵臂;2—怠速控制器;3—节气门体;4—喷油器;5—燃油压力调节器;6—节气门;7—防转六角孔;8—弹簧;9—直流电动机;10、11、13—齿轮;12—传动轴;14—丝杠

4.1.3 步进电动机型怠速控制阀

1.控制阀的结构与工作原理

步进电动机型怠速控制阀的结构如图4-4所示。步进电动机由转子和定子构成，丝杠机构将步进电动机的旋转运动变为阀杆的直线运动，控制阀与阀杆制成一体。步进电动机的结构如图4-

5、图4-6所示，主要由用永久磁铁制成的有16个（8对磁极沿圆周均匀分布）磁极的转子和两个定子铁心组成。

图4-4 步进电动机型怠速控制阀的结构图

1—控制阀;2—前轴爪;3—后轴承;4—密封圈;5—丝杠机构;6—线束插接器;7—定子;8—转子

图4-5 步进电动机的结构 1、2—线圈;3—爪极;4—定子B;5—转子;6—定子A

图4-6 定子结构示意图

步进电动机的工作原理如图4-7所示。当ECU控制步进电动机的线圈按1-2-3-4的顺序依次搭铁时，定子磁场顺时针转动（图4-7（b）向右），由于与转子磁场间的相互作用（同性相斥，异性相吸），使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。转子每转一步便与定子错开一个爪极的位置，由于定子有32个爪极（上、下两个铁心各16个），所以步进电动机每转一步为1/32圈（约11°转角），步进电动机的工作范围为0～125个步进级。

图4-7 步进电动机的工作原理

图4-8 步进电动机型怠速控制阀电路

2.控制阀的检修

（1）在检修步进电动机型怠速控制阀时的注意事项①不要用手推或拉控制阀，以免损坏丝杆机构的螺纹。②不要将控制阀浸泡在任何清洗液中，以免步进电动机损坏。③安装时，检查密封圈不应有任何损伤，并在密封圈上涂少量润滑油。

（2）检修步进电动机型怠速控制阀的方法①拆开怠速控制阀线束插接器，将点火开关转至“ON”但不起动发动机，在线束侧分别测量B1 和 B2 端子（参照图4-8）与搭铁之间的电压，均应为蓄电池电压（9 V～14 V），否则说明怠速控制阀电源电路有故障。②发动机起动后再熄火时，2 s～3 s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”声，否则应进一步检查怠速控制阀、控制电路及ECU。③拆开怠速控制阀线束插接器，在控制阀侧分别测量端子（参照图4-8）B1 与S1 和S3、B2 与S2 和S4 之间的电阻，阻值均应为10Ω～30Ω，否则应更换怠速控制阀。④如图4-9所示，拆下怠速控制阀后，将蓄电池正极接至B1 和 B2 端子，负极按顺序依次接通S1-S2-S3-S4 端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出;蓄电池负极按相反顺序依次接通S4-S3-S2-S1 时，则控制阀应向内缩回。3.控制阀的控制内容

（1）起动初始位置的设定为了改善发动机的再起动性，在发动机点火开关关断后，ECU的M-REL端子（图4-8）向主继电器线圈供电一段时间（2 s）。在这段时间内，蓄电池继续给ECU和步进电动机供电（2 s），ECU使怠速控制阀回到起动初始（全开）位置。待步进电动机回到起动初始位置后，主继电器线圈断电，蓄电池停止给ECU和步进电动机供电，怠速控制阀保持全开（125步）不变，为下次起动做好准备。

图4-9 步进电动机型怠速控制阀工作情况检查

（2）起动控制发动机起动时，由于怠速控制阀预先设定在全开位置，在起动期间经怠速空气道可供给最大的空气量，发动机容易起动。

（3）暖机控制暖机控制又称快怠速控制，在暖机过程中，ECU根据冷却液温度信号按内存的控制特性控制步进电机的运动步数，从而控制怠速控制阀开度，随着温度的上升，怠速控制阀开始逐渐关闭。当冷却液温度达到70℃时，暖机控制过程结束。

（4）怠速稳定控制在怠速运转时，ECU将接收到的实际转速信号与存储器中的目标转速进行比较，其差值超过一定值（一般为20 r/min）时，ECU将通过步进电动机控制怠速控制阀，调节怠速空气供给量，使发动机的实际转速与目标转速相同。

（5）怠速预测控制发动机在怠速运转时，空挡起动开关、空调开关的接通或断开都将使发动机的负荷立即发生变化。

（6）电器负载增多时的怠速控制在怠速运转时，如使用的电器负载增大到一定程度时，蓄电池电压就会降低。

（7）学习控制在发动机使用过程中，由于磨损等原因会导致怠速控制阀的性能发生改变，虽然怠速控制阀的位置相同，但实际的怠速转速会与初设的目标转速略有不同。

4.1.4 旋转电磁阀型怠速控制阀 1.控制阀的结构与工作原理

旋转电磁阀型怠速控制阀的结构如图4-10所示。控制阀安装在阀轴的中部，阀轴的一端装有圆柱形永久磁铁，永久磁铁对应的圆周位置上装有位置相对的两个线圈。由ECU控制两个线圈的通电或断电，改变两个线圈产生的磁场强度，即可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速空气量的控制。

图4-10 旋转电磁阀型怠速控制阀

1—控制阀;2—双金属片;3—冷却液腔;4—阀体;

5、7—线圈;6—永久磁铁;8—阀轴;9—怠速空气口;10—固定销;11—挡块;12—阀轴限位杆

ECU控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间（占空比）来实现的。

2.控制阀的控制内容

旋转电磁阀型怠速控制阀（旁通空气式怠速控制系统）的控制内容主要包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制，具体内容与步进电动机控制旁通空气式怠速控制系统基本相同。

3.控制阀的检修

旋转电磁阀型怠速控制阀电路（日本丰田PREVIA轿车）如图4-12所示，在维修时，应进行如下检查:

图4-12 旋转电磁阀型怠速控制阀电路

（1）拆开怠速控制阀线束插接器，将点火开关转至“ON”的位置，但不起动发动机，在线束插接器侧测量电源端子（+B）与搭铁之间的电压，应为蓄电池电压（9 V～14 V），否则说明怠速控制阀电源电路有故障。

（2）在发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线短接故障诊断座上的TE1 与E1 端子，发动机转速应保持在1000 r/min～ 1200 r/min，5 s后转速下降约200 r/min。

（3）拆开怠速控制阀上的三端子线束插接器，在控制阀侧分别测量中间端子（+B）与两侧端子（ISC1 和ISC2）之间的电阻，正常应为18.8Ω～22.8Ω，否则应更换怠速控制阀。

图4-13 占空比控制电磁阀型怠速控制阀结构 1、5—回位弹簧;2—电磁线圈;3—阀杆;4—控制阀

4.1.5 占空比控制电磁阀型怠速控制阀

1.控制阀的结构与工作原理

占空比控制电磁阀型怠速控制阀结构如图 4-13所示，主要由控制阀、阀杆、电磁线圈和回位弹簧、进气口、出气口等组成。控制阀的工作原理:控制阀与阀杆制成一体，当电磁线圈通电时，电磁线圈就会产生电磁吸力，当它超过回位弹簧的弹力时，阀杆将被吸起，使阀杆离开阀座，将旁通空气道打开;当电磁线圈断电时，阀杆在回位弹簧的作用下回位，旁通空气道关闭。

图4-14 快怠速控制阀的结构

1—冷却液腔;2—石蜡感温器;3—控制阀;

4、5—弹簧 2.控制阀的控制内容

占空比控制电磁阀型怠速控制系统的控制内容包括起动控制、暖机控制、反馈控制、怠速预测控制和学习控制。但由于占空比控制电磁阀型怠速控制阀控制的旁通空气量少，在采用此种控制阀的怠速控制系统中，仍需要快怠速控制阀辅助控制发动机暖机过程的空气供给量。快怠速控制阀的结构如图4-14所示，主要由石蜡感温器、控制阀和弹簧等组成。

4.1.6 开关型怠速控制阀

图4-16 开关型怠速控制阀的结构

1—线圈;2—控制阀

1.控制阀的结构与工作原理

开关型怠速控制阀的结构，如图4-16所示，主要由线圈和控制阀组成。其工作原理与占空比控制电磁阀型怠速控制阀类似。不同的是开关型怠速控制阀工作时，ECU只对阀内线圈通电或断电两种状态进行控制，电磁线圈通电时，控制阀开启，线圈断电时，则控制阀关闭。开关型怠速控制阀也只有开或关两个位置。

2.控制阀的控制内容

当发动机工作时，ECU根据发动机的工作状况对控制阀线圈只进行通、断电控制，其控制条件见表4-1。在满足以下条件之一时，控制阀开或关。

4.2进气控制系统

在发动机电控系统中，进气控制系统主要包括动力阀控制系统、谐波增压控制系统、可变配气相位控制系统。

4.2.1 动力阀控制系统 1.动力阀控制系统的功能

动力阀控制系统的功能是控制发动机进气道的空气流通截面大小，以适应发动机不同转速和负荷时对进气量的要求，从而改善发动机的动力性。

2.动力阀控制系统的结构原理

ECU控制的动力阀控制系统如图4-17所示。动力阀控制系统主要由真空罐、真空电磁阀、ECU、膜片真空气室、动力阀等组成。

图4-17 动力阀控制系统

1—真空罐;2—真空电磁阀;3—ECU;4—膜片真空气室;5—动力阀

控制进气道空气流通截面大小的动力阀安装在进气管上，动力阀的开闭由膜片真空气室控制，ECU根据各传感器信号通过真空电磁阀（VSV阀）控制真空罐与膜片真空气室的真空通道。发动机小负荷运转时，进气量较少，ECU断开真空电磁阀搭铁回路，真空罐中的真空度不能进入膜片真空气室，动力阀处于关闭位置，进气通道变小。当发动机大负荷运转时，进气量较多，ECU接通真空电磁阀搭铁回路，真空罐中的真空度经真空电磁阀进入膜片真空气室，动力阀开启，进气通道变大。动力阀控制系统的主要控制信号有发动机转速、温度、空气流量等。

4.2.2 谐波增压控制系统

谐波进气增压控制系统工作原理如图 4-18所示。当发动机转速较低时，同一汽缸的进气门关闭与开启间隔的时间较长，此时进气控制阀关闭，使进气管内压力波的传递距离为进气门到空气滤清器的距离;当发动机处于高速区域运转时，此时进气控制阀开启，由于大容量进气室的参与，在进气道控制阀处形成气帘，使进气压力脉动波只能在空气室出口和进气门之间传播，缩短了压力波的传播距离，使发动机在高速时得到较好的进气增压效果。谐波进气增压控制系统控制原理如图4-19所示。ECU根据发动机转速信号控制电磁真空阀的开闭，低速时，电磁真空阀由于不通电而关闭，真空罐无法与真空马达的管路相通，真空马达不动作，进气增压控制阀处于关闭状态，此时进气压力波传播距离较长;高速时，ECU接通电磁真空阀的电路，电磁真空阀开启，真空罐与真空马达的管路相通，真空马达动作，将进气增压控制阀开启，缩短了进气压力波的传播距离。

图4-18 谐波进气增压控制系统工作原理图

1—喷油器;2—进气道;3—空气滤清器;4—进气室;5—涡流控制阀;6—进气控制阀;7—节气阀;8—真空驱动器

图4-19 谐波进气增压控制系统原理图

4.2.3 可变配气相位控制系统

目前，汽车发动机一般都是根据性能的要求，通过试验来确定某一常用转速下较合适的配气相位，在装配时，对正配气正时标记，即可保证已确定的配气相位，且在发动机使用中，已确定的配气相位是不能改变的。自然发动机性能只能在某一常用转速下最好，而在其他转速下工作时，发动机的性能相对较差。为解决上述问题，在有些汽车发动机上采用了可变配气相位控制机构。例如日本本田公司生产的汽车发动机上，配备了更先进的VTEC（Variable Valve Life Timing & Valve Electronic Control）、可变配气正时（相位）及气门升程电子控制系统。

1.VTEC机构的组成

VTEC机构的组成如图4-20所示。同一缸的两个进气门有主、次之分，即主进气门和次进气门。每个进气门通过单独的摇臂驱动，驱动主进气门的摇臂称为主摇臂，驱动次进气门的摇臂称为次摇臂，在主、次摇臂之间装有一个中间摇臂，中间摇臂不与任何气门直接接触，三个摇臂并列在一起组成进气摇臂总成。进气摇臂总成如图4-21所示，在三个摇臂靠近气门的一端均设有油缸孔，油缸孔中装有靠液压控制的正时活塞、同步活塞、阻挡活塞及弹簧。正时活塞一端的油缸孔与发动机的润滑油道相通，ECU通过电磁阀控制油道的通或断。

图4-20 VTEC机构的组成

1—正时片;2—中间摇臂;3—次摇臂;4—同步活塞B;5—同步活塞A;6—正时活塞;7—进气门;8—主摇臂;9—凸轮轴

图4-21 进气摇臂总成

1—同步活塞B;2—同步活塞A;3—弹簧;4—正时活塞;5—主摇臂;6—中间摇臂;7—次摇臂

2.VTEC机构的工作原理

发动机低速运转时，电磁阀不通电使油道关闭，机油压力不能作用在正时活塞上，在次摇臂油缸孔内的弹簧和阻挡活塞的作用下，正时活塞和同步活塞A回到主摇臂油缸孔内，与中间摇臂等宽的同步活塞B停留在中间摇臂的油缸孔内，三个摇臂彼此分离，如图4-22所示，此时，主凸轮通过主摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆（不起作用）;次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量开闭，其目的是防止次进气门附近积聚燃油。当发动机高速运转，且发动机转速、负荷、冷却液温度及车速达到设定值时，电脑向VTEC电磁阀供电，使电磁阀开启，来自润滑油的机油压力作用在正时活塞一侧，由正时活塞推动两同步活塞和阻挡活塞移动，两同步活塞分别将主摇臂与中间摇臂、次摇臂与中间摇臂插接成一体，成为一个同步工作的组合摇臂，如图4-23所示。

图4-22 VTEC机构低速工作状态

1—主凸轮;2—次凸轮;3—次摇臂;4—阻挡活塞;5—同步活塞A;6—正时活塞;7—主摇臂;8—同步活塞B

图4-23 VTEC机构高速工作状态

1—中间凸轮;2—中间摇臂

3.VTEC控制系统电路

VTEC控制系统电路如图4-24所示。发动机控制ECU根据发动机转速、负荷、冷却液温度和车速信号控制VTEC电磁阀。电磁阀通电后，通过压力开关给电脑提供一个反馈信号，以便监控系统工作。

图4-24 VTEC控制系统电路图

4.VTEC系统的检修

在维修时，拆下VTEC电磁阀总成后，检查电磁阀滤清器，若滤清器有堵塞现象，应更换滤清器和发动机润滑油。电磁阀密封垫一经拆下，必须更换新件。拆开VTEC电磁阀，用手指检查阀的运动是否自如，若有发卡现象，应更换电磁阀。发动机不工作时，拆下气门室罩盖，转动曲轴分别使各缸处于压缩上止点位置，用手按压中间摇臂，应能与主摇臂和次摇臂分离单独运动。

4.3 增压控制系统

增压控制系统的功能是根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的工作，控制进气压力、提高发动机的动力性和经济性。根据增压装置使用的动力源不同，增压装置可分为废气蜗轮增压和动力增压两种类型。废气蜗轮增压是利用发动机排出的废气能量驱动增压装置工作，动力增压则是利用发动机输出动力或电源驱动增压装置工作。图4-25所示为废气蜗轮增压控制系统。

图4-25 废气蜗轮增压控制系统

1—切换阀;2—驱动气室;3—空气冷却器;4—空气滤清器;5—ECU;6—释压电磁阀

4.4 排放控制系统

在现代汽车尤其是轿车上装用了多种排放控制系统，主要包括:曲轴箱强制通风（PCV）控制系统、废气再循环（EGR）控制系统、三元催化转换器（TWC）控制系统、二次空气供给系统和热空气供给系统、燃油蒸气排放（EVAP）控制系统等，其中EGR控制系统、TWC控制系统、二次空气供给系统、EVAP控制系统采用了ECU控制。4.4.1 废气再循环控制系统

废气再循环简称EGR，是指在发动机工作时，将一部分废气重新引入汽缸参加燃烧的过程。EGR是目前降低NOx 的一种有效的方法。废气再循环的程度用EGR率来表示，它是指发动机进行废气再循环时，废气再循环量在进入缸内的气体中所占的比率，即

EGR率=［EGR量/（进气量+EGR量）］×100%

图4-27 开环控制EGR系统

1—EGR电磁阀;2—节气门;3—EGR阀;4—水温传感器

1.开环控制EGR系统

开环控制EGR系统（日本公爵3.0E轿车）如图4-27所示，主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。EGR阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。EGR电磁阀安装在通向EGR阀的真空通道中，ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。ECU不给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空通道接通，EGR阀开启，进行废气再循环;ECU给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空通道被切断，EGR阀关闭，停止废气再循环，这种控制系统属于普通电子控制的EGR系统。在开环控制EGR系统中，EGR率只能预先设定，发动机在各种工况下的实际EGR率则不能检测。

2.闭环控制EGR系统

在闭环控制EGR系统中，以实际检测的EGR率或EGR阀的开度作为反馈控制信号，控制精度更高。用EGR阀开度作为反馈信号的闭环控制EGR系统如图4-28所示。与采用普通电子控制的EGR系统相比，只是在EGR阀上增设了一个EGR阀开度传感器（电位计式）。闭环控制EGR系统工作时，EGR阀开度传感器可将EGR阀开启高度的信号转换为相应的电压信号，并反馈给ECU，ECU根据反馈信号控制真空电磁阀的动作，调节EGR阀的真空度，从而改变EGR率。

图4-28 用EGR阀开度作为反馈信号的闭环控制EGR系统

3.EGR控制系统的检查

（1）一般检查在冷起动后，立即拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管口应无真空吸力;发动机温度达到正常温度后，怠速时按上述方法检查，其结果应与冷起动时相同;发动机在正常工作温度下，若将转速提高到2500 r/min左右，折弯真空软管后并从EGR阀上拆下软管，发动机转速应有明显提高（因中断废气再循环）。若不符合上述要求，说明EGR系统工作不正常，应查明故障原因，予以排除。

（2）EGR电磁阀的检查在冷态下测量电磁阀电阻，一般应为33Ω～39Ω;如图4-30所示，EGR电磁阀不通电时，从通往进气管侧接头处吹入空气应畅通，从通往大气的滤网处吹入空气应不通。

（3）EGR阀的检查如图4-31所示，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15 kPa的真空度时，EGR阀应能开启;不施加真空度时，EGR阀应能完全关闭。若不符合上述要求，应更换EGR阀。

图4-30 EGR电磁阀的检查

1—通往大气的滤网;2—通往进气管侧软管接头;3—EGR阀侧软管接头

图4-31 EGR阀的检查

4.4.2 三元催化转换器（TWC）与空燃比反馈控制系统 1.三元催化转换器

三元催化转换器是利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。它安装在排气管中部。

图4-33 TWC的转换效率与混合气浓度的关系

发动机排出的废气流经TWC时，三元催化剂不仅可使废气中的HC和CO有害气体进一步氧化，生成无害气体CO2 和H2 O，并能促使废气中的NOx 与CO反应生成无害的CO2 和N2。TWC将有害气体转变成无害气体的效率受很多因素的影响，其中影响最大的是混合气浓度和排气温度。TWC的转换效率与混合气浓度的关系如图4-33所示。只有在标准的理论空燃比14.7附近，对废气中三种有害气体（碳氢化物、一氧化碳、氮氧化物）的转换效率均比较高。

图4-34 电控燃油喷射系统的闭环控制原理图

2.氧传感器