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1、电控汽油发动机辅助控制系统检修,马成龙,第三组,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,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。,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
2、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,(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,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。,节气门直动
3、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,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,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
4、。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。,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)。,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,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
5、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,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,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
6、机构,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,2.TWC的构造,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。,常见氧传感器安装方式,单床,双床,4.氧传感器,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,在
7、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,（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
8、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。,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。,（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（0.750.9V）。此时ECU减小喷油量
9、，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。,（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,（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
10、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（0.750.90V），减速时应输出低电压信号（0.100.40V）。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。,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,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
11、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,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
12、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。,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5KPa，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3644。,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NO
13、x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）,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
14、传感器5、曲轴位置传感器 6、ECU 7、起动信号,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。,用EGR阀开度反馈控制的EGR系统,用EGR率反馈控制的EGR系统,4.EGR控制系统的检修,（1）一般检查 拆下EGR阀上的真
15、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3339。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。,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,1.二次空气供给系统
16、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,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。,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1863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3644。,
