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发动机及发动机附属系统,第一部分 发动机的结构及原理 第二部分 发动机的管理系统,目录,第一部分 发动机的结构及原理,概 述,发动机在整车中的作用： 发动机是汽车的动力装置。其作用是使燃料 燃烧产生动力，然后通过底盘的传动系驱动车轮 使汽车行驶。 什么是发动机： 把燃料燃烧放出的内能转化为机械能的机器。 简单介绍我公司的两款发动机KA24和VG33。,KA24 发动机,第一部分 发动机的结构及原理,VG33 发动机,第一部分 发动机的结构及原理,KA24发动机：L型4缸四冲程水冷电控汽油机； VG33发动机：V型6缸四冲程水冷电控汽油机。,第一部分 发动机的结构及原理,第一部分 发动机的结构及原理,简单介绍二冲程发动机的工作原理,二冲程发动机的工作循环在两个活塞行程内，即曲轴旋转一周的时间内完成的。 工作循环：是指在发动机内每一次将热能转化为机械能，都必须经过空气吸入、压缩、输入燃料，使之着火燃烧而膨胀作功，然后将生成的废气排出这样一个连续的过程。,第一部分 发动机的结构及原理,二冲程发动机工作方式,第一部分 发动机的结构及原理,简单介绍四冲程发动机的工作原理,四冲程汽油机经过进气、压缩、燃烧作功、排气四个行程，完成一个工作循环。这期间活塞在上止点、下止点间往复移动了四个行程，相应地曲轴旋转了两周。,直列（L型）四缸,V形六缸,第一部分 发动机的结构及原理,第一部分 发动机的结构及原理,简单介绍四冲程发动机的总体构造,汽油机由曲柄连杆机构、配气机构和燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系组成 柴油机的点火方式为压燃式，所以无点火系,第一部分 发动机的结构及原理,5. 发动机的主要性能指标 ：Pe、Me、ge A. 动力性指标： 有效功率 Pe： 发动机通过飞轮对外输出的功率称为 有效功率，单位为kW或Ps。 有效扭矩Me：发动机通过飞轮对外输出的扭矩称为 有效扭矩，单位为Nm。 转 速 n：单位为rpm/min B. 经济性指标： 燃油消耗率ge：发动机每发出1kW有效功率，1小时所 消耗的燃油质量。单位为g/kWh。,第一部分 发动机的结构及原理,发动机缸体：缸体为发动机各机构和系统的装配基体。缸体上半部有气 缸；下半部有曲轴箱。 缸体布置有以下几种型式： 垂直式（如KA24）、水平式、V型(如VG33)、对置式。 发动机缸盖：缸盖的主要作用是封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁 形成燃烧室。 气缸垫 ：缸体和缸盖之间置有气缸垫，以保证燃烧室的密封性。 缸垫有金属-石棉垫和实心金属垫等。 安装缸盖时必须注意：拧紧螺栓时必须按由中央对称地向四周扩展的顺序分次进行。拧松时按相反的顺序进行。（一般车辆的维修手册中都会有图示） 油底壳：油底壳的主要功用是贮存机油并密封曲轴箱。油底壳与缸体的 安装接合部需要使用密封垫，日产发动机使用的是液体密封垫。 同样拆卸和安装油底壳时也要注意拧紧和拧松螺栓的顺序。 （一般车辆的维修手册中都会有图示）,发动机机体及曲柄连杆机构,第一部分 发动机的结构及原理,活塞连杆组,油底壳,缸体,缸盖,发动机机体：,第一部分 发动机的结构及原理,活塞连杆组： 活 塞：活塞的主要作用是承受气缸中气体压力所造成的 作用力，并将此力通过活塞销传递给连杆，用以 推动曲轴旋转。 活塞环 ：活塞环包括气环和油环两种。 活塞销：连接活塞和连杆小头。 连 杆：活塞的力传递给曲轴，并从而将活塞往复运动转 变成旋转运动。 轴 瓦：装在连杆大头和连杆小头中的滑动轴承 轴瓦拆装应注意严格按轴瓦上的编号配对使用。,介绍发动机的各个系统,第一部分 发动机的结构及原理,活 塞,活 塞 环,连 杆,第一部分 发动机的结构及原理,曲轴飞轮组： 曲轴：曲轴的作用是承 受连杆传递来的力，并由此绕其 本身的轴线旋转传递扭矩。 飞轮：主要作用是旋转时产生一定的惯性，带动曲柄连杆机构越过上、下止点。飞轮边缘上压有一个齿圈，以合起动电机的驱动齿轮啮合，供起动发动机用。同时飞轮盘还作为磨擦离合器的驱动件。,第一部分 发动机的结构及原理,配气机构,1、配气机构的布置及传动： 气门布置形式：顶置式、侧置式； 凸轮轴布置形式：顶置凸轮轴、中置凸轮轴、下置凸轮轴； 凸轮轴的传动方式：齿轮式传动、链式传动 每缸气门数及排列方式：一般发动机都采用每缸两气门，一进一排，但为了进一步增大进气量，现在有很多发动机采用多气技术，有三气门、四气门等。 气门间隙：发动机工作时，气门将因温度的升高而膨胀，所以在气门和其传动机构中，留有适当的间隙。间隙值很重要，如间隙过大：会产生冲击、噪音，磨损加巨，发动机的充气及排气情况变差；间隙过小：发动机在热态时可能会漏气，导致功率的下降，甚至烧坏气门。,第一部分 发动机的结构及原理,结合KA24、VG33介绍DOHC 、SOHC .KA24发动机 ：DOHC 16 VALVE- 双顶置凸轮轴16气门 （DOHC-double over head camshaft）,第一部分 发动机的结构及原理,. VG33 发动机：单顶置凸轮轴 （SOHC-single over head camshaft）,第一部分 发动机的结构及原理,2、简单介绍配气相位：配气相位就是进、排气门的实际开闭 时刻，通常用相对于上下止点的的曲 轴位置的转角的环形图来表示。 3、配气机构的零件和组件： 气门组的组成及各自的作用：气门、气门导管、气门座、气门弹簧； 气门的传动：气门传动主要包括；凸轮轴、正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂等。,凸轮轴,正时齿轮,气门,摇臂,第一部分 发动机的结构及原理,燃料供给系,1. 柴油机的燃料供给系： 普通型柴油机燃料供给系统：喷油泵-喷油器式 高压共轨式电控式燃料供给系统：目前高排放标准的 柴油机是此种型式 2. 汽油机的燃料供给系：（有如下几种型式） 化油器式燃料供给系统：目前此种系统已经淘汰; 电控喷射式燃料供给系统：目前大多数车型使用此类型; 电控直喷式燃料供给系统：此种型式是把汽油直接喷入 发动机的气缸中。是汽油机以后的发展方向。,第一部分 发动机的结构及原理,3. 汽油供给装置： 汽油箱：作用贮存燃油。汽油箱的材料有两种： 一种是用薄钢板冲压而成的，多用于卡车、 越野车等；还有一种是用工程塑料制成的，多用于小型车辆。 汽油滤：（后面详细讲） 汽油泵：（后面详细讲） 油管组：燃油管路由各种金属管、非金属管（橡胶 软管、尼龙软管）等组成，起到输送燃油的目的。 燃油供给系的安全与否与乘员的生命安全有直接的联系， 所以燃油系统的零件都属于保安防灾零件，对质量上要求极严。,第一部分 发动机的结构及原理,发动机的排气及排气净化系,排气系统组成部分包括：由排气岐管、排气管、机外净化器、消音器。 消音器：废气在排气管中流动时，由于排气门的开闭及活塞的往复运动的影响，气流呈脉动形式，如果让废气直接排入到大气中，会产生强烈的排气噪声（大约在100分贝以上）。为了减少排气噪声，需要在排气管出口处装排气消音器。 消声器的基本原理：消耗废气气流的能量，并平衡气流的压力波动。可以通过半波消音、谐振消音、及吸音材料漫反射吸音等原理进行降低噪声。 具体方法一般可采取以下几种：多次地改变气流方向产生反射、重 复地使气流的流通截面收缩而又扩大、将气流分割成很多的小的支流并沿着不平滑的平面流动、包裹吸音材料、将气流膨胀冷却等。 现在一般的消音器都是三筒式的，其综合了以上的几种消音方式在一起。 排气管及消音器的材料一般采用镀铝板或不锈钢板，镀铝板相对价格低，但镀铝板的耐腐蚀性不如不锈钢板，容易产生锈蚀现象。故我公司车辆的排气系统现在全部采用不锈钢板制成。,第一部分 发动机的结构及原理,机外排气净化器 汽油机 ：三元催化转化器 柴油机： 机外净化器、颗粒捕捉器等,发动机的排气及排气净化系,第一部分 发动机的结构及原理,排气管,二级消音器（尾消）,主消音器,三元催化转化器,PALADIN SE 车型 排气系统,第一部分 发动机的结构及原理,因发动机工作时可燃混合气的燃烧过程中产生大量的热量，致使发动机气缸体温度急剧升高，最高温度可达22002800K。气缸体内温度过高，将造成以下几点不良影响： 物体受热过度膨胀，将破坏零件间的配合间隙，如活塞卡死在气缸中，另外零件各部分受热不均，热应力将导致零件破裂 金属零件在高温下会降低强度，零件易损坏 润滑油在高温下（粘性降低、加速零件磨损、润滑油燃烧消耗、燃烧室积炭） 气缸温度过高，进入气缸的新鲜气体很快膨胀，减少进气量、降低功率 汽油机易产生爆燃 鉴于上述原因，发动机在运行时，必须进行冷却。冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内，冷却系统既要防止发动机过热，也要防止冬季发动机过冷。在冷发动机启动后，冷却系统还要保证发动机迅速升温，尽快达到正常的工作温度。,发动机机的冷却系,第一部分 发动机的结构及原理,冷却方式：有强制水冷型式、风冷式两种方式。现代汽车发动机主要采用强制循环水冷式冷却系统，既利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动， 主要组成部分包括：散热器、风扇、风扇离合器、电子风扇、水泵、节温器、膨胀水箱、发动机机体和气缸盖中的水套)以及其他附加装置。 散热器：将冷却水的热量散入大气； 水泵：使冷却液在冷却系统中加速循环流动 ； 节温器：控制通过散热器冷却液的流量，使冷却液在散热器与水套之间进行大小循环，保证发动机在最适宜的温度范围内工作； 风扇：对空气产生吸力，加强散热器的冷却作用； 风扇离合器：现代汽车冷却系统多采用硅油风扇离合器，从而根据发动机的温度状况随时对风扇转速进行调节； 膨胀水箱：也称副水箱，利用水管与散热器加水口处的出气口相连，减少冷却系冷却液的溢失。 变速器机油冷却器(OIL COOLER)：装有自动变速器的汽车必须装备变速器机油冷却器，因为自动变速器的机油可能过热，会降低变速器性能甚至造成变速器损坏 暖风系统：暖风机是一个热交换器；暖风机一部分送到挡风玻璃，一部分送入驾驶室或车厢。 冷却液：水与防冻剂的混合物，在防止冷却液结冰的同时还提高了冷却液的沸点。,第一部分 发动机的结构及原理,散热器,风扇离合器,风扇,第一部分 发动机的结构及原理,发动机的润滑系,润滑系的主要任务：就是将机油不断供给各运动零件和磨擦表面，减少各零件的磨损、并冷却磨擦表面。 润滑系的组成及各部分的作用：机油集滤器、机油泵、机油滤清器、油底壳、循环油路、限压阀、泄压阀、机油散热器等组成，另外为了随时掌握润滑系的工作状况，还设有机油压力表、机油温度表。 集滤器：集滤器一般是滤网式的，装在机油泵之前，防止粒度较大的杂质进入机油泵； 机油滤清器：目前使用较广的是纸质滤芯滤清器。其具有质量轻、体积小、滤清效果好、过滤阻力小、成本低待特点。机油滤清器需要按车辆保养说明书中要求的时间或里程定期更换。 机油泵：为使发动机得到必要的润滑，压力润滑系中必须具有进行压力润滑和保证机油循环而建立起足够的油压的机油泵。机油泵有转子式和齿轮式两种。我公司两款发动机的机油泵为转子泵。 机油润滑的方式：有压力润滑（如曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承等处）、飞溅润滑（如凸轮表面、挺柱表面等）两种方式。 机油的选择：机油的主要技术指标是-运动粘度，机油的选择主要按车辆的使用环境温度选择机油的粘度 。,第一部分 发动机的结构及原理,KA24发动机的润滑循环油路示意图,第一部分 发动机的结构及原理,发动机的润滑系,曲轴箱的通风：在发动机工作时，有一部分可燃混合气体和废气会经过活塞环漏到曲轴箱内。这些气体会对曲轴箱中的机油品质造成一定的破坏，同时还腐蚀零件，而且会造成曲轴箱中的压力的不断增高，从而造成机油从油封、衬垫处渗出。为了解决此问题，必须使曲轴箱保持通风，将混合气从中抽出。 曲轴箱通风有两种形式： 自然通风：此种方式是将气体直接导入大气中。以前此种方法用得很多，但会造成对大气的污染，因此现在已经不怎么采用了， 强制通风：将气导入发动机的进气管中，重新进入发动机中燃烧掉。此种方式符合环保的要求，故目前基本都采用此方式。现在国家的整车的排放法规中对曲轴箱的通风有专项指标要求。（强制通风在后面还会讲到）,第一部分 发动机的结构及原理,发动机的点火系,点火系作用是：按照发动机各缸的战火次序，在一定的时刻供给火花塞以足够高的电压，使火花塞两极产生足够强度的火花，点燃混合气，从而使发动机做功。 发动机的点火系由蓄电池、高压点火线圈、高压电缆、（分电器）、火花塞组成。 各组成部分的功用： . 点火线圈：是将电源电压转变成点火所需要的高压的元件。原理同变压器的原理。 . 分电器：是将战火线圈中产生的高压电按照发动机的工作次序轮流分配到各处气缸的火花塞上。目前电喷发动机上一般都是采用电控的各缸独立的战火线圈，所以也就不需要分电器了。但我公司的两款发动机都还有分电器，但这和化油器车所的分电器是不同的，其中间是集成了分电装置、曲轴位传感器和战火线圈在一体的部件。 . 火花塞：是将脉冲高压电引入燃烧室，并在其两极间发生电火花以点燃混合气。 点火系统因是高压电路，故对各相关零件的绝缘性都有很高的要求，任何轻微的裂纹或破损都会产生漏电而使点火电压不足，造成发动机不能正常工作。,第一部分 发动机的结构及原理,发动机的起动系,曲轴在外力的带动下开始转动直到发动机自动地怠速运转的过程为起动过程。 发动机的起动系主要由起动操纵机构、起动机（含离合机构）、组成。柴油机有的还有辅助装置如：电热塞、进气预热器等。 起动机：目前普遍是采用直流电机。起动机应带有离合机构，因为只有在起动时起动机才与发动机的飞轮盘啮合，而当发动机开始工作之后，起动机应立即与发动机的飞轮盘分离。否则会造成起动机的损坏。,第一部分 发动机的结构及原理,简单介绍发动机的安装悬置,因为发动机在运转时会产生较大的振动和噪音，所以为了有效地消除振动和噪声，发动机往车架上安装时一般都采用了安装悬置。目前发动机的安装悬置有以下两种： 橡胶安装悬置：在安装支架之间硫化一个橡胶的减振软垫，因橡胶具有缓冲作用，从而有效地消除振动和噪声。 液压安装悬置：在橡胶和金属组成的密封的腔体，而腔体由一橡胶隔膜分为上下两个腔室，在两个腔室中充入液体，两个腔室之间孔相通。在振动时，上下两个腔室会受到不同的挤压，体积也会发生变化，液体也就在两个腔室间流动，因有一定的粘度，会产生一定的反向的阻力，从而对振动有一定的缓冲作用。,第一部分 发动机的结构及原理,第二部分 发动机管理系统,绪 论,一、当前国内外电控汽油机的研究现状及发展趋势 1.当前国外电控汽油机的研究现状及发展趋势 2.当前国内电控汽油机的研究现状及发展趋势 二、电控汽油机的发展趋势 三、介绍常用的名词代号 MPFI -Multi Point Fuel Injection 多点喷射 SPI -Single Point Injection 单点喷射 TBI -Throttle Body Injection 节气门体喷射（单点） EFI -Electronic Fuel Injection System 电控汽油喷射系统 ECU-Electronic control center 电子控制单元,第二部分 发动机管理系统,汽油机电控系统的基本理论,一、电控汽油机喷射系统的概述 电控汽油机喷射系统（Electronic Fuel Injection System）简称EFI。它利用各种传感器检测发动机的各种状态，经过电控单元（ECU）的判断和计算，发出控制信号使各执行器进行调控，使得发动机在不同的工况下都能获得合适的空燃比的混合气。 在闭环控制系统中采用氧传感器反馈控制，可以使空燃比的控制精度进一步提高。在汽车运行的各种条件下空燃比均可得到适当的修正，使发动机在各种工况下均能得到最佳的空燃比。,第二部分 发动机管理系统,二、电控汽油机喷射系统的特点 与化油器式汽油机相比，电控喷射系统具有以下特点： 克服化油器机械控制的缺点，可以精确地控制空燃比 混合气的分配均匀性好 充气效率高 良好的起动性能 良好的加速性能 良好的减速减油或断油性能 良好的过渡工况响应性能 良好的周围环境适应性能 良好的尾气排放性,第二部分 发动机管理系统,三、汽油机电控喷射系统的基本原理 电控喷射系统是采用微处理器控制装置控制发动机的运行的，该装置被称为电子控制单元（Electronic control center）即ECU。 电子控制单元接收来自发动机各种传感器的信号，并经过计算后提供出信号来控制发动机的各执行机构的运行。各种输入信号及各执行机构的运行信号都是由存储在ECU中的程序来控制执行的，ECU中的程序是可以适应于发动机的变化工况的。 C. 燃油喷射系统由ECU控制，以接收到的关于发动机的现行运行状态的信息为基础，诸如进气岐管的真空度、发动机的转速、进入岐管的空气的温度和流量、节气门位置、冷却水水温等参数，使ECU按设定好的程序进行计算，算出正确的点火正时和喷油脉宽，提供精确的执行信号给相关的执行机构，来满足当时发动机的速度和负荷的需求，并通过氧传感器来反馈空燃比的信号，来进行修正，以达到理想的发动机运行状态。,第二部分 发动机管理系统,电子控制燃油喷射系统的基本原理图,驾驶员的要求,电子控制单元 ECU,各种传感器,发动机,各种执行器,输入信号,执行信号,采集信号,输出信号,输出误差,反馈信号,输出,计算与判断,第二部分 发动机管理系统,混合气的空燃比 空气和燃料按一定的比例组成的混合物称可燃混合气，混合气中的空气的质量和燃料质量之比称为空燃比。混合气的空燃比对发动机的动力性、经济性和排放性能都有很大的影响。 要使1g 的汽油完全燃烧理论上需要14.7g的空气。以空气质量和汽油质量之比为14.7:1组成的混合气称为标准混合气。14.7:1被称为理论空燃比。 对于控制发动机的性能和排放而言，理想的空气燃油混合比是14.7:1，此种空燃比也是维持最佳排放要求的临界值。在电控喷射汽油机中，ECU可以确定适宜的空气燃油混合比，各种传感器向发动机控制器提供反馈信号用以计算喷油脉宽及准备的各点火正时。,第二部分 发动机管理系统,开环控制和闭环控制的确定： 开环控制是系统不采用输出信号进行反馈的控制，开环控制如图：,驾驶员的要求,控制系统,发动机,输出,开环控制框图,第二部分 发动机管理系统,开环控制和闭环控制的确定： 采用氧传感器进行反馈控制即是闭环控制，原则上供给的混合气的空燃比是在理论空燃比附近。闭环控制如图：,驾驶员的要求,控制系统,发动机,输出,闭环控制框图,输出误差,第二部分 发动机管理系统,空燃比的控制策略和控制方法,空燃比的控制策略：,为了获得低的排放性，并要求有较好的燃油经济性，必须采用电控汽油喷射加三元催化转化器，进行闭环控制，如图所示。从图中可知，采用三元催化转化器时只有当空燃比在过量空气系数=1(当混合气的空燃比为14.7:1时=1)附近很窄的范围内CO、HC及NOX的排出浓度总值才会是最小。,图中虚线部分是未采用三元催化转化器时的发动机尾气排放中所含的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）及氮氧化合物（NOX）与过量空气系数（）的关系，实线部分是采用三元催化转化器时的发动机尾气排放中所含的CO、HC及NOX与过量空气系数（）的关系 。,第二部分 发动机管理系统,空燃比的控制策略和控制方法,空燃比的控制方法：,要实现上述空燃比的控制策略，应按以下方法进行控制： 最主要的是精确地确定发动机进气的质量流量。 根据所测出的空气的质量流量及当时发动机的转速，计算出每缸每个工作循环的进气质量流量。 测量发动机此工况下，各种传感器的信号， 根据喷油器的标定数据计算出喷油器的喷油脉宽。 计算出喷油定时。 ECU中驱动器根据点火顺序按上面计算得到的喷油脉宽和喷油定时使喷油器进行工作。,第二部分 发动机管理系统,EFI系统的分类与组成,EFI系统的分类：,按喷油器的数量分：单点喷射 、多点喷射； 按喷油器的位置分：缸内直接喷射、节气门上方喷射、进气门 前喷射； 按多点喷油方式分：同时喷射、分组喷射、顺序喷射 按控制方式分：开环控制、闭环控制,EFI系统由以下几个部分组成：,进气系统 供油系统 控制系统 故障诊断系统,第二部分 发动机管理系统,发动机电控的原理及控制方法,控制原理,氧传感器,ECM (ECCS 控制模块）,发动机,喷油器,反馈信号,喷油脉冲,燃 烧,燃油喷射,第二部分 发动机管理系统,PALADIN车型控制原理,凸轮轴位置传感器,质量型空气流量传感器,冷却液温度传感器,加热式氧传感器,节气门位置传感器,车速传感器,点火开关,PNP开关,电瓶,ECM,喷油器,第二部分 发动机管理系统,各传感器在整车上的位置示意图,第二部分 发动机管理系统,PALADIN车控制系统示意图,第二部分 发动机管理系统,PALADIN车型燃油蒸发排放系统,D22、ZN6491及PALADIN的燃油蒸发控制系统主要由加油口盖、加油管、燃油箱、油泵及燃油截止阀、蒸发管路、炭罐等组成。 蒸发排放控制的作用及原理： 蒸发排放控制的作用：因为燃油箱贮存了大量的汽油，因为汽油的易蒸发性，会在油箱中产生大量汽油蒸气，这些蒸气如果排到大气中会造成污染。蒸发系统的作用就是在车辆运行时，在发动机工作时（一定的工况），把此部分油蒸气引入到发动机中燃烧掉；在车辆不运行时把此部分油蒸气吸附到碳罐中的活性碳的表面，并待发动机工作时，又通过引入空气把此部分油蒸气从活性碳上脱附出来，通入发动机燃烧掉。,第二部分 发动机管理系统,蒸发控制系统示意图,KA24发动机燃油蒸发控制系统原理图,VG33发动机燃油蒸发控制系统原理图,第二部分 发动机管理系统,此端通大气,活性碳颗粒,此端接油箱,此端接发动机,真空控制阀,碳罐简介,第二部分 发动机管理系统,曲轴箱强制通风系统,这个系统把汽缸窜气送回进气集气管。 曲轴箱强制通风阀（PCV）用来把曲轴箱中的汽缸窜气送进进气歧管。 在发动机节气门部分开启时，进气歧管通过PCV阀吸入曲轴箱窜气，正常情况下，PCV阀的通气量足够完全吸入曲轴箱窜气和少量通风空气。 通风空气从气道吸入曲轴箱。在这个过程中，空气通过连接进气管与摇臂室盖的软管。 在节气门全开时，进气歧管的真空度不足以打开PCV阀并吸入曲轴箱窜气。气流将按相反的方向流过连接软管。在曲轴箱窜气特别严重的车上，PCV阀满足不了要求，在任何情况下，都会有一部分气体通过软管到达进气集气管内。,第二部分 发动机管理系统,曲轴箱强制通风系统图示,第二部分 发动机管理系统,排放净化系统,三款PALADIN车型的排放净化采用的都是：两级三元催化器+氧传感器方式。,一级三元催化器,二级三元催化器,第二部分 发动机管理系统,氧传感器 氧传感器是闭环燃油控制系统的一个重要标志性零件，它调整和保持理想的空燃比，使三元催化器达到最佳的转换效率。当参与发动机燃烧的空然比变稀时，排气之中的氧聚集含量增加，氧传感器的输出电压降低，反之输出电压值则增高，由此向ECM反馈空然比的状况。 氧传感器的主要敏感材料是氧化锆，氧化锆被排气加热(300C)激活后，氧离子穿过氧化锆元件到达其外部电极. 氧化锆元件感应发动机排气中的氧的含量并改变其输出电压值；,第二部分 发动机管理系统,三元催化转化器 三元催化器的功能就是将发动机燃烧后排出的有害气体转化成无害气体后排往大气； 三元催化器的内部结构是蜂窝状管道设计，在蜂窝管道壁上有铂、铑和钯等贵金属元素的涂层作为催化反应媒； 重要提示：三元催化器如果使用不当会造成失效，所以要注意以下几个方面： 重金属(如铅、锰等)、磷或硫中毒失效,所以一定要使用无铅汽油； 高温烧蚀(如：发动机单缸失火)失效； 外力冲击或骤冷冲击导致载体破碎； 异物堵塞(如：发动机烧机油 ）,第二部分 发动机管理系统,供油系统,供油系统的功能就是根据发动机控制模块发出的供油指令，适时地将燃油提供给相应的气缸。 系统采用的是恒定压力变脉宽的顺序喷油方案，因此燃油供给子系统应提供一个具有一定压力燃油。 有回油的系统油压为300kPa；无回油和有限回油的压力为350 kPa。,功能及原理：,第二部分 发动机管理系统,燃油泵总成：是由油泵、支架及油位传感器、储油罐(选装)和油压调节器(有限回油系统)组成。它的首要功能就是为系统提供足够压力的燃油。 燃油泵由ECM通过燃油泵继电器控制工作，油泵的出口处设计有单向阀，在发动机不工作时，油管内的存油不会回泄到油箱，以保证再次起动性能。 油位传感器为滑片可变电阻型。 安装：内装于燃油箱,供油系统,第二部分 发动机管理系统,油轨：油轨是由燃油导油管、稳压仓、压力调节器、喷油嘴和一些固定部 件所组成。 油轨提供了高压燃油的调压容积和流向各喷嘴的管路，以及固定 喷嘴的支撑 安装：安装在进气歧管上,电控系统各系统及部件,第二部分 发动机管理系统,油压调节器：作用是调节油轨中燃油的压力，消除因燃油供给速率改变、油泵供油的变化和发动机真空度的改变对喷油的干扰。,电控系统各系统及部件,燃油压力调节器由内部的调节弹 簧和外部的进气歧管真空度的相 互作用控制。 它始终保持油轨内的油压与进气 歧管内的压差恒定。 安装：油压调节器安装在油轨的 一端；无回油系统则安装在燃油 泵总成内。,第二部分 发动机管理系统,喷油器：喷油器结构是一个电磁开关装置。 喷油器的顶部采用橡胶密封圈与燃油导轨接口形成可靠压力燃油密 封；下部亦采用橡胶密封圈与发动机进气歧管对空气密封。 安装：通过油轨固定于进气歧管。,电控系统各系统及部件,第二部分 发动机管理系统,电控系统各系统及部件,燃油滤清器：燃油滤清器的功能在于过滤燃油中的固体杂质；为保证滤清效果，确保喷嘴在工作中不致于因杂物而堵塞，系统需采用电喷专用燃油滤清器；滤清器的外壳必须具备足够的强度，不会因燃油压力而破裂.。燃油滤清器串联于电动燃油泵与燃油导轨之间的油路上。,第二部分 发动机管理系统,进气控制系统,第二部分 发动机管理系统,进气控制系统,节流阀体的功能是控制发动机工作时的进气量； 节流阀体由阀体、阀门、油门拉杆机构、节气门位置传感器、怠速控制阀等构成； 怠速控制阀的功能是控制节流阀体旁通气道的流通面积，以调节进入发动机的空气量，实现对发动机怠速的控制。怠速控制阀的主体是一只步进电机。,第二部分 发动机管理系统,点火系统,点火系统的功能就是根据发动机控制模块发出的点火指令，适时地点燃发动机气缸内的空气和燃油的混合气体。点火的正时和线圈的驱动由ECM完成。 PALADIN车型的点火线圈是集成在分电器中。,第二部分 发动机管理系统,曲轴位置传感器：此传感器有两种形式：光电式、磁电式。PALADIN两种发动机采用的是光电式，是集成在分电器中。 爆振传感器：爆震传感器装配于发动机缸体上敏感部位，用于感应发动机产生的爆震。ECM通过爆震传感器探测爆震强度，进而修正点火提前角，对爆震进行有效控制，并优化发动机的动力性，燃油经济性和排放水平。 发动机控制模块（ECM）是一个以单片机为核心的微处理器。它的功能就是处理来自整车不同部位的传感 器数据，判断发动机的工作状况，再通过执行器对发动机的进行准确的控制。 其它传感器：水温传感器、车速传感器。,第二部分 发动机管理系统,一、缸内直喷汽油发动机,发动机的发展趋势,第二部分 发动机管理系统,一、缸内直喷汽油发动机,采用电控缸内直接喷射方法，在火花塞附近供给浓混合气， 以利着火； 在其它区域供给稀混合气， 进行分段喷油。达到分层燃烧的目的。据报导空燃比为30 :1 时，仍可燃烧。 此种方法可节约燃料三分之一以上。 为了减少稀燃时的NOx,在排气系统中安装了两只温度传感器、 两只氧传感器和两级催化转化器。,发动机的发展趋势,第二部分 发动机管理系统,发动机的发展趋势,第二部分 发动机管理系统,二、减少排放物的新手段,发动机的发展趋势,第二部分 发动机管理系统,试验结果表明： CO、HC和NOx三种排放物在第一个工况循环中将占总排放 量的70-80%; 因此今后解决排放的重点在: 1.降低HC排放； 2.改善怠速和暖机期间的排放； 3.尽可能地缩短催化器的加热时间，在催化器达到起燃 温度之前，最大程度地降低发动机排出的废气。,发动机的发展趋势,第二部分 发动机管理系统,二、减少排放物的新手段: 满足美国及欧洲共同体排放法规要求的途径,发动机的发展趋势,第二部分 发动机管理系统,三、带有在集成诊断系统OBD II 的发动机管理系统,发动机的发展趋势,第二部分 发动机管理系统,四、 CAN总线,由于车内电控发动机系统、底盘电子控制系统、车身电子控制系统和音响娱乐等广泛应用。车内开始采用CAN总线。,发动机的发展趋势,第二部分 发动机管理系统,五、 气门系统,配气机构精确地控制发动机的工作正时和性能输出。双变位或连续可变相位凸轮调整装置精确地控制着凸轮的定时或用电磁阀直接驱动气门的方法，可优化发动的废气排放、性能和燃油经经济性。,发动机的发展趋势,谢 谢,