电控汽油发动机辅助控制系统检修第三组

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电控汽油发动机辅助控制系统检修,第三组,1,实施步骤,怠速控制系统的检修（,ISC,）,三元催化转换器（,TWC,）与空燃比反馈控制系统的检修,汽油蒸气排放（,EVAP,）控制系统的检修,废气再循环控制系统（,EGR,）的检修,二次空气供给系统的检修,2,一、怠速控制系统,功用,实现发动机起动后的快速暖机；在发动机整个使用寿命期间的各种怠速工况下，都能在目标转速下稳定运转，以实现良好的经济性、排放性能和运转性能。,在改变进气量的同时相应改变喷油量，就能控制怠速转速。基于进气量控制的怠速控制系统，就是利用这一点工作的。,3,怠速控制装置的分类,怠速控制的内容包括启动后控制、暖机过程控制、负荷变化的控制和减速时的控制等。目前使用的，按控制原理可分为两类。,怠速控制装置,节气门直动控制式,旁通空气控制式,步进电动机调节机构,旋转电磁阀调节机构,占空比电磁阀控制机构,真空电磁阀控制机构,4,(a),节气门直动式,(b),旁通空气式,1,节气门,2,节气门操纵臂,3,执行元件,怠速控制执行机构的空气控制方式,5,节气门直动控制式,节气门直动控制式是直接通过对节气门最小开度的控制来控制怠速。,由,ECU,控制直流电动机的正反转和转动量。直流电动机驱动减速齿轮并通过螺旋传动将转动量转变成直线移动，从而控制节气门开度的大小，达到控制怠速进气量和怠速转速的目的。,优点,:,结构简单、工作稳定性好，缺点是采用了齿轮减速机构后执行速度慢、动态响应性差。,6,节气门直动控制装置,1,节气门操纵臂；,2,怠速执行器；,3,、,6,节气门；,4,喷油器；,5,调压器；,7,防转孔；,8,弹簧；,9,电动机；,10,、,11,、,13,齿轮；,12,传动轴；,14,丝杠,7,旁通空气控制机构,旁通空气控制机构是通过改变旁通道的流通面积来控制怠速进气量，以达到怠速控制的目的。在多点燃油喷射系统中多采用控制旁通空气通路的执行机构，其类型主要有以下几种：,1.,步进电机式怠速控制机构,;,2.,旋转电磁阀式怠速控制机构,3.,占空比型电磁阀怠速控制机构,;,4.,真空电磁阀怠速控制机构,8,步进电机式怠速控制机构,步进电机怠速控制装置,1,阀座；,2,阀轴；,3,定子线圈；,4,轴承；,5,进给丝杠机构；,6,旁通空气进口；,7,阀,步进电机与怠速控制阀做成一体，装在进气总管内。电机可顺时针或逆时针旋转，使阀沿轴向移动，改变阀与阀座之间的间隙，调节流过节气门旁通通道的空气量。该种怠速控制阀还可用来控制发动机的快怠速，而不需要辅助空气阀。,9,步进电机的控制电路,步进电机式的控制电路,步进电机的转动方向可通过改变,4,个定子线圈的通电顺序来实现。转子一周分为,32,个步级进行，每个步级转动一个爪的角度，即,11.25(,一般步进电动机为,2,到,125,个步级,),。,10,步进电机式怠速控制机构原理,步进电机式怠速控制机构,1,怠速控制阀；,2,稳压箱；,3,节气门体；,4,空气流量计,11,旋转电磁阀式怠速控制机构,旋转电磁阀装在节气门体上，通过永久磁铁及周围的磁化线圈控制机构来控制阀门的旋转角度，从而改变怠速空气通道的截面积。,旋转电磁阀怠速控制机构,1,阀；,2,双金属带；,3,冷却水腔；,4,阀体；,5,线圈；,6,永久磁铁；,7,线圈,L2,；,8,轴；,9,旁通口；,10,固销；,11,挡块；,12,杆,12,占空比型电磁阀怠速控制机构,占空比控制型电磁阀工作时，由,ECU,确定控制脉冲信号的占空比，磁化线圈中平均电流的大小取决于占空比。占空比越大，磁化线圈中平均电流越大，磁场强度越大，阀门升程越大，旁通道开度越大。,占空比控制型电磁阀结构,1,弹簧；,2,磁化线圈；,3,轴；,4,阀；,5,壳体；,6,波纹管；,7,传感器；,8,进气总管；,9,节气门,13,真空电磁阀怠速控制机构,ECU,根据各种传感器的输入信号控制,VSV,阀打开和关闭，控制旁通空气量，使发动机保持稳定怠速运转。,真空电磁阀怠速控制机构,14,二、三元催化转换器（,TWC,）与空燃比反馈控 制系统,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。,1.TWC,的功用,三元催化转化器的安装位置,15,2.TWC,的构造,16,3.,影响,TWC,转换效率的因素,影响最大的是混合气的浓度和排气温度。,如左图只有在理论空燃比,14.7,附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给,ECU,，用来对空燃比进行反馈控制。,此外，发动机的排气温度过高（,815,以上），,TWC,转换效率将明显下降。,17,常见氧传感器安装方式,单床,双床,4.,氧传感器,18,氧化锆型氧传感器的结构,（,1,）氧化锆型,氧传感器类型与工作原理,19,在,400,以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小，氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近,0V,），反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为,1V,）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变。,氧化锆型氧传感器的工作原理,20,（,2,）氧化钛型氧传感器,1,二氧化钛元件,2,金属外壳,3,陶瓷绝缘体,4,接线端子,5,陶瓷元件,6,导线,7,金属保护套,结构如右图，主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。,当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电压信号输送给,ECU,，用来确定实际的空燃比。,21,氧化钛型氧传感器的工作原理,混合气稀，尾气中氧的含量高，则氧化钛氧传感器呈现高电阻的状态，此时,1V,电源电压经氧传感器电阻降压，返回,ECU,的输出信号,OX,电压低于,0.45V,；混合气浓，尾气中氧的含量少，则氧化钛氧传感器因缺氧而形成低电阻的氧化半导体，此时,1V,电源电压经氧传感器电阻降压,返回,ECU,的,OX,信号电压高于,0.45V,。,22,（,3,）氧传感器控制电路,右图为日本丰田,LS400,轿车氧传感器控制电路。,闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向,ECU,输入的高电压信号（,0.75,0.9V,）。此时,ECU,减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至,0.1 V,左右，,ECU,立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内。,23,（,1,）使用注意事项,禁用含铅汽油，防止催化剂失效；,三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂截体损坏；,装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶,80000km,应更换转换器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。,5.TWC,及氧传感器的检修,24,（,3,）氧传感器信号检查,连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器工作温度达到,400,以上时再维持怠速运转。然后反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应输出高电压信号（,0.75,0.90V,），减速时应输出低电压信号（,0.10,0.40V,）。若不符合上述要求，应更换氧传感器。,（,2,）热型氧传感器加热器的检查,热型氧传感器加热器的检查 对热型氧传感器，测量其加热器线圈电阻 。,25,收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸气直接排入大气而造成污染；同时，根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。,1.,EVAP,控制系统功用,三、汽油蒸气排放,（,EVAP,）,控制系统,26,2.,EVAP,控制系统的组成与工作原理,如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀沙锅内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制，电磁阀受控制。发动机工作时，,ECU,根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管。,1,、油箱盖,2,、油箱,3,、单向阀,4,、排气管,5,、电磁阀,6,、节气门,7,、进气门,8,、真空阀,9,、真空控制阀,10,、定量排放孔,11,、活性碳罐,27,在部分电控,EVAP,控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受,ECU,控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。,如图韩国现代轿车装用的电控,EVAP,控制系统。,28,3.,EVAP,控制系统的检修,一般维护 检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶,20000,应更换活性碳罐底部的进气滤心。,真空控制阀的检查 拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约,5,KPa,，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。,电磁阀的检查 拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动真空泵由软管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应保持真空度，若接蓄电池电压，真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻应为,36,44,。,29,将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低 气缸的最高温度，以减少,NOx,的排放量。,类型：开环控制,EGR,系统和闭环控制,EGR,系统。,1.,EGR,控制系统功能,四、废气再循环控制系统（,EGR,）,30,如右图，主要由,EGR,阀和,EGR,电磁阀等组成,原理：,EGR,阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。,EGR,电磁阀按装在通向,EGR,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,阀的真空度通道被切断，,EGR,阀关闭，停止废气再循环。,2.,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,5,、曲轴位置传感器,6,、,ECU,7,、起动信号,31,3.,闭环控制,EGR,系统,闭环控制,EGR,系统，检测实际的,EGR,率或,EGR,阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。,与开环相比只是在,EGR,阀上增设一个,EGR,阀开度传感器，控制原理如图，,EGR,率传感器安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经,EGR,电磁阀进入稳压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给,ECU,，,ECU,根据此反馈信号修正,EGR,电磁阀的开度，使,EGR,率保持在最佳值。,32,用,EGR,阀开度反馈控制的,EGR,系统,用,EGR,率反馈控制的,EGR,系统,33,4.,EGR,控制系统的检修,（,1,）一般检查 拆下,EGR,阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速是检查结果应与冷机时相同，若转速提高到,2500 r/min,左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。,（,2,）,EGR,电磁阀的检查 冷态测量电磁阀电阻因为,33,39,。如图电磁阀不通电时，从进气管侧吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通；接上蓄电池电压时，应相反。,（,3,）,EGR,阀的检查 如图，用手动真空泵给,EGR,阀膜片上方施加约,15Kpa,的真空度，,EGR,阀应能开启，不施加真空度，,EGR,阀应能完全关闭。,34,图）,EGR,电磁阀的检查 图）,EGR,阀的检查,1,通大气滤网,2,进气管侧软管接头,3EGR,阀侧软管接头,35,1.,二次空气供给系统作用,在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而降低一氧化碳和,HC,的排放量，同时加快三元催化转换器的升温。,五、二次空气供给系统,36,2.,组成与工作原理,如图控制阀主要由舌簧阀和膜片阀组成。,工作原理：点火开关接通后，蓄电池向二次空气电磁阀供电，,ECU,控制电磁阀搭铁回路。电磁阀不通电时，关闭通向膜片阀真空室的真空通道，膜片阀弹簧推动膜片下移，关闭二次空气供给通道；,ECU,给电磁阀通电，进气管真空度将膜片阀吸起，使二次空气进入排气管。,37,3.,二次空气供给系统的检修,（,1,）低温起动发动机后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出的“嗡、嗡”声。,（,2,）拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机温度在,18,63,范围内怠速运转时，有真空吸力；温度在,63,以上，起动后,70s,内应有真空吸力，起动,70s,后应无真空吸力；发动机转速从,4000r/min,急减速时，应有真空吸力。,（,3,）拆下二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏气。,（,4,）电磁阀的检查，阻值应为,36,44,。,38,