學習任務3發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的原理與檢修---謝忠華

1、空氣供給系統(tǒng)的檢修空氣供給系統(tǒng)的檢修學習任務學習任務 3 3 【任務目標任務目標】1.了解：發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的組成部件和功能。2.熟悉：空氣濾清器、。3.掌握：。4.學會：空氣流量計、壓力傳感器和節(jié)氣門位置傳感器的檢測與維修。 【任務描述任務描述】空氣供給系統(tǒng)用于將大氣中的空氣過濾后，按照發(fā)動機負荷的不同向發(fā)動機提供不同量的清潔空氣。負荷越大，所提供的空氣越多；反之，負荷越小，所提供的空氣也越少。任務簡介 【任務描述任務描述】當空氣供給系統(tǒng)發(fā)生阻塞、泄漏等故障時，必然引起進氣量與發(fā)動機負荷的不協(xié)調， 從而導致發(fā)動機運轉不良。一般情況下，當空氣供給系統(tǒng)發(fā)生阻塞故障時，發(fā)動機會因為進氣不暢而動力

2、不足，直至不能運轉。當空氣供給系統(tǒng)發(fā)生泄漏故障時，一般會對怠速產生較大影響：對于L型電控發(fā)動機 （采用空氣流量計的電控發(fā)動機），往往會造成怠速不穩(wěn)或沒有怠速；對于D型電控發(fā)動機（采用進氣壓力傳感器的電控發(fā)動機），往往會造成怠速偏高?？梢姡敯l(fā)動機出現(xiàn)動力不足、怠速不穩(wěn)或沒有怠速以及怠速偏高等現(xiàn)象時，往往需要對空氣供給系統(tǒng)進行檢查、維護或維修，以排除因阻塞或泄漏所造成的發(fā)動機故障現(xiàn)象。任務簡介學習內容項目項目3.1.2 3.1.2 各部件的結構和工作原理各部件的結構和工作原理項目項目3.1.3 3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修拓展與提升拓展與提升 進氣增壓控制系統(tǒng)

3、進氣增壓控制系統(tǒng) 可變配氣相位與氣門升程可變配氣相位與氣門升程項目項目3.1.1 3.1.1 發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理項目項目3.1.1 3.1.1 發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的組成及發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理工作原理項目3.1.1 發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理 【情境導入情境導入】 一輛奧迪A61.8T手動檔轎車行駛15萬km，車主反映前段時間在外地該車出現(xiàn)冒黑煙、加速無力的癥狀。在當?shù)胤照揪S修，更換了發(fā)動機控制單元、清洗了空氣流量計后正常。但過了段時間后，又出現(xiàn)加速無力、冒黑煙的現(xiàn)象，且黑煙更濃。 【理論引導理論引導】 發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)

4、一般由空氣濾清器、空氣流量計（進氣壓力傳感器）、進氣管、節(jié)氣門體以及進氣歧管等部分組成。空氣經過空氣濾清器過濾后，通過空氣流量計（D型電控發(fā)動機無此裝置，另設進氣壓力傳感器）、節(jié)氣門、進氣總管、進氣歧管進入各汽缸。圖3.3 節(jié)氣門與油門工作原理圖圖3.1 空氣系統(tǒng)的組成項目3.1.1 發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理【理論引導理論引導】圖3.2 空氣系統(tǒng)工作原理圖項目3.1.1 發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)的組成及工作原理 【理論引導理論引導】 L型電控發(fā)動機的空氣流量計或D型電控發(fā)動機的進氣壓力傳感器都是用于檢測空氣流量的?？諝饬髁渴芄?jié)氣門開度的控制，而節(jié)氣門開度又由駕駛人通過加速踏板（俗稱油門）控

5、制。踩下加速踏板時，節(jié)氣門開度增大，空氣流量加大，發(fā)動機功率增大，反之，發(fā)動機功率減小。 不踩加速踏板時，節(jié)氣門完全關閉，空氣由旁通氣道通過，發(fā)動機處于怠速運轉狀態(tài)。怠速空氣流量通過怠速調整螺釘和怠速控制閥調節(jié)，從而實現(xiàn)對怠速轉速的控制與調節(jié)。調整螺釘用于人工調節(jié)怠速轉速，怠速控制閥則用于ECU對怠速轉速的控制。低溫起動以及暖機時，怠速控制閥開度較大，發(fā)動機處于高怠速運轉狀態(tài)；隨著水溫的升高，怠速控制閥開度逐漸減小，發(fā)動機轉速逐漸降至正常怠速。 項目3.1.2 各部件的結構和工作原理項目項目3.1.2 3.1.2 各部件的結構和工作原理各部件的結構和工作原理項目3.1.2 各部件的結構和工作原

6、理 1 1、空氣濾清器、空氣濾清器 空氣濾清器內裝有一個濾清器芯，在外部空氣進入發(fā)動機時，可從空氣中除去灰塵和其他顆粒。空氣濾清器濾芯必須定期清洗或更換。常見的空氣濾清器濾芯有三種類型，紙質濾芯（汽車上使用的最廣泛的類型）；織物濾芯（內裝有織物，可洗）；油浴式濾芯（濕型，內含有油池），如圖3.4所示。圖3.4 空氣濾清器分類圖3.5 紙質濾清器結構圖3.6 油浴式濾清器結構項目3.1.2 各部件的結構和工作原理 采用紙質濾芯的空氣濾清器，如圖3.5所示。由殼體和濾芯兩部分組成，具有質量輕、成本低等優(yōu)點，在汽車上的應用最為廣泛?？椢餅V芯則可以在清洗后重復使用，應用也較為廣泛。 采用油浴式濾芯的空

7、氣濾清器，如圖3.6 所示。濾芯由金屬纖維制成，在濾清器殼底部儲有機油，空氣穿過濾芯之前急轉彎，由于慣性作用使大部分雜質被機油吸附，少量雜質被濾芯過濾并被帶上來的油滴“清洗”下來。另外，還有一種離心式空氣濾清器，常用作空氣的預濾清，如圖3.7所示。工作原理是利用翅片使空氣產生旋轉運動，依靠離心力將灰塵從空氣中分離出來，然后將灰塵送往集塵器，空氣則輸送至另一個空氣濾清器。器，空氣則輸送至另一個空氣濾清器。 a組成原理圖 b計結構圖圖3.9 空氣流量組成原理圖與計結構圖 2 2、空氣流量計、空氣流量計 如圖3.9所示?？諝饬髁坑嬕卜Q為流量傳感器，用于檢測發(fā)動機進氣量大小，并將進氣量信息轉換成電信號

8、輸入電控單元（ECU），以供ECU計算確定噴油時間（即噴油量）和點火時間。 進氣量信號是控制單元計算噴油時間和點火時間的主要依據。 項目3.1.2 各部件的結構和工作原理a 熱線式空氣流量計結構圖 b 工作原理圖 c 實際電路圖圖3.10 熱線式空氣流量計及原理圖 流量計的分類：流量計的分類：體積流量型：葉片式、渦流式；（葉片式已過時，此處不考慮）質量流量型：熱絲式、熱膜式。 (1).(1).熱線式空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器 如圖3.10所示。傳感器內部套裝有一個取樣管，取樣管中設有一根直徑約70微米的鉑金屬絲作為發(fā)熱元件，并制成“”形張緊在取樣管內。項目3.1.2 各部件的結構和工作

9、原理圖3.11 熱膜式空氣流量計結構圖項目3.1.2 各部件的結構和工作原理(2).(2).熱膜式空氣流量傳感器熱膜式空氣流量傳感器 如圖3.11所示。是熱絲式傳感器的改進產品，其發(fā)熱元件采用平面形鉑金屬膜電阻器，增加了發(fā)熱體的強度，提高了工作可靠性，且無需加熱清潔電路。 帕金屬片固定在樹脂薄膜上。優(yōu)點是提高可靠性和耐用性，不粘附灰塵。圖3.12 卡門渦流式流量計項目3.1.2 各部件的結構和工作原理(3).(3).卡門旋渦式空氣流量傳感器卡門旋渦式空氣流量傳感器 在氣流通道中放一個錐狀的渦流發(fā)生器，氣體通過時在錐體后產生許多卡門旋渦的渦流串 ?？ㄩT旋渦的頻率和空氣流速之間存在一定的關系。測得

10、卡門旋渦的頻率就可以求出空氣的流速，再乘以空氣通道面積就可以得到進氣的體積流量。 在進氣管道正中間設有一流線形或三角形的渦流發(fā)生器，當空氣流經該渦流發(fā)生器時，在其后部的氣流中會不斷產生一列不對稱卻十分規(guī)則的空氣渦流（卡門渦流）。旋渦移動的速度（旋渦數(shù)量）與空氣流速成正比，因此，通過測量單位時間內渦流的數(shù)量就可計算出空氣流速和流量。 如表3.2所示為幾種流量計的比較。項目熱膜式熱線式卡門式壓力式響應特性良良良良怠速穩(wěn)定性良良良良廢氣再循環(huán)適應性良良良良發(fā)動機性能隨時間變化不要不要要要海拔高度修正不要不要不要不要安裝性良良良良成本高較高較高較高項目3.1.2 各部件的結構和工作原理圖3.13 節(jié)氣

11、門體及節(jié)氣門位置傳感器結構和實物3 3、節(jié)氣門體與節(jié)氣門位置傳感器、節(jié)氣門體與節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門體安裝在進氣管中，來控制發(fā)動機正常工況下的進氣量。主要由節(jié)氣門、節(jié)氣門位置傳感器、怠速空氣道等組成。節(jié)氣門位置傳感器裝在節(jié)氣門軸上，來檢測節(jié)氣門的開度。 項目3.1.2 各部件的結構和工作原理項目3.1.2 各部件的結構和工作原理（1）作用：反映節(jié)氣門開度（負荷）的大小，判定發(fā)動機怠速、部分負荷、全負荷工況，實現(xiàn)不同的控制模式；反映節(jié)氣門變化快慢（加速、減速），實現(xiàn)加速加濃和減速減油或斷油控制。（2）類型：按輸出分：開關量輸出型；線性輸出型；綜合式。按結構分：電位計型；霍爾元件型。按信號分：單

12、信號；雙信號 。 項目3.1.2 各部件的結構和工作原理4 4、進氣歧管絕對壓力傳感器、進氣歧管絕對壓力傳感器 如圖3.15所示為進氣歧管絕對壓力傳感器結構圖，簡稱壓力傳感器。圖3.15 壓力傳感器結構圖 進氣管絕對壓力傳感器由壓力轉換元件和放大壓力轉換元件輸出信號的集成電路和真空室構成。壓力轉換元件是硅片。硅片的一面是真空，另一面作用的是進氣管的壓力。在進氣管的壓力作用下，硅片將產生變形，使硅片的電阻阻值發(fā)生變化，從而使電橋的電壓變化，再通過集成放大電路放大后輸入到ECU的PIM端子。圖3.18 進氣溫度傳感器實物圖項目3.1.2 各部件的結構和工作原理5 5、進氣溫度傳感器、進氣溫度傳感器

13、（1）進氣溫度傳感器的工作原理，與發(fā)動機冷卻液溫度傳感器相同，但傳感器尖端是開放式，使熱阻器暴露在通過的空氣中。（2）進氣溫度傳感器可裝在空氣濾清器外殼、翼板式空氣流量傳感器、進氣歧管通道或靠近蓄電池的電腦內。（3）進氣溫度傳感器的結構，如圖3.18所示，熱阻器高電阻時，表示進氣溫度低，空氣密度大，需要較多噴油量；反之，則需要較少噴油量。項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修項目項目3.1.3 3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修圖3.20 紙質濾清器的清潔項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修1.1.空氣濾清器的維護與保養(yǎng)空氣濾清器的維護與保養(yǎng)（1）基本要

14、求 每20000km或2年（不同汽車的要求有所不同），應該檢查和清潔濾芯；每40000km或4年（不同汽車的要求有所不同），應更換濾芯。當行駛在沙地或塵土飛揚的地區(qū)，清潔、更換濾芯的間隔就要變短項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修1.1.空氣濾清器的維護與保養(yǎng)空氣濾清器的維護與保養(yǎng)(2) 紙質濾芯的檢查 拆下空氣濾清器，取出紙質濾芯。 清潔：檢查前首先要進行清潔，清潔方法如圖3-20所示，拆出濾芯后， 用壓縮空氣反向吹清濾芯（從內側向外側吹），同時清除濾清器蓋內污物。檢查：空氣濾清器濾芯中是否有灰塵、積聚微?；蛘咂屏选０惭b：檢查空氣濾清器濾芯上的橡膠密封是否良好，確保其沒有裂紋或者其他損

15、壞。(3) 可清洗式濾芯的檢查與清潔檢查：主要檢查空氣濾清器濾芯是否有泥土、阻塞或者破裂情況。清潔步驟如下：用壓縮空氣（從內向外）完全吹出濾芯內部的灰塵；將濾芯浸入水中并且上下移動10min或者更長時間。更換清水，重復該過程直到水干凈為止。項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修1.1.空氣濾清器的維護與保養(yǎng)空氣濾清器的維護與保養(yǎng)通過搖晃濾芯或者在其上面吹壓縮空氣的 方式將多余的水清除掉。擦掉空氣濾清器殼內部的灰塵。注意：切勿敲打或者跌落濾芯。安裝條件：檢查墊片是否牢固地安裝于空氣濾清器 濾芯中以及墊片是否有裂紋或者損壞。圖3.21 可清洗式濾清器的清潔圖3.22 油浴式濾清器的清潔項目3.

16、1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修1.1.空氣濾清器的維護與保養(yǎng)空氣濾清器的維護與保養(yǎng)(4) 油浴式空氣濾清器的檢查與清潔 拆卸空氣濾清器殼體。 通過在煤油中攪動、擦洗的方式來清洗空氣 濾清器殼和濾清器芯，如圖3.22所示為油浴式濾清器的清潔。 用干凈的布擦干空氣濾清器殼和濾清器芯。 將空氣濾清器殼放在一個水平工作臺上。 加注清潔的發(fā)動機機油直到其達到油位標 記。 將濾清器芯放在托盤中，然后使用清潔的發(fā) 動機機油浸泡濾清器芯。項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修1.1.空氣濾清器的維護與保養(yǎng)空氣濾清器的維護與保養(yǎng) (5) 組合式空氣濾清器的檢查與清潔 主要檢查空氣濾清器濾芯是否有泥土、阻

17、塞情況： a.用壓縮空氣快速、徹底地從濾芯的內側向外側吹氣，從而清潔濾芯（如圖3.23所示）； 然后再從外側向內側吹氣。 b.取出集塵器，并將塵土從里面清除。圖3.23 組合式濾清器的清潔檢查：濾芯是否牢固地安裝于空氣濾清器殼體內；濾芯是否有裂紋或者損壞。 空氣供給系統(tǒng)漏氣的檢查通常采用阻燃法查找漏氣點：起動并運轉發(fā)動機，然后向可疑漏氣點噴阻燃劑。如果發(fā)動機轉速下降，則說明該處存在漏氣現(xiàn)象。項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修2.2.空氣流量計的檢修空氣流量計的檢修 （1）用萬用表檢測 熱線式空氣流量計的萬用表檢測。日產轎車熱線式空氣流量計檢測參考數(shù)據圖3.24 日產轎車熱線式空氣流量計

18、檢測端子輸出信號檢測B與C發(fā)動機怠速時，1.01.5V之間增加空氣量時，2.04.0V之間供電電壓檢測E與D應為蓄電池電壓12VE與C應為蓄電池電壓12VF與D發(fā)動機熄火時，電壓為0V，5s后又上升，經過1s后又為0V項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修2.2.空氣流量計的檢修空氣流量計的檢修 熱膜式空氣流量計的萬用表檢測。圖3.26 桑塔納2000AJR空氣流量計項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修2.2.空氣流量計的檢修空氣流量計的檢修 卡門旋渦式空氣流量計的萬用表檢測。以日本豐田凌志LS400轎車用空氣流量計為例，檢測端子如圖3.27所示，檢測參考數(shù)據如表3.4所示。圖3.2

19、7 凌志LS400轎車空氣流量計的檢測VC與E5VTHA與E202000300040900130060400700項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修2.2.空氣流量計的檢修空氣流量計的檢修（2）用故障診斷儀檢測 汽車故障診斷儀是綜合檢測儀器，既能讀取故障碼，也能讀取數(shù)據塊（流），同時也能測試出信號波形。 1故障碼的讀取與清除（1）連接診斷儀，打開點火開關，讀取故障碼。（2）解讀故障碼。（3）排除故障。（4）清除故障碼。（5）關閉點火開關，拆下診斷儀。 2數(shù)據塊的讀取。圖3-27A 帕薩特1.8T空氣流量計（MAF）數(shù)據塊項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修2.2.空氣流量計的檢修

20、空氣流量計的檢修（3）信號波形的測試空氣流量計類型不同時，其標準波形也不同。MAF標準波形有模擬型和頻率型兩種圖3-27B 三菱發(fā)動機卡門旋渦式空氣流量計急加速波形項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修3.3.進氣歧管壓力傳感器的檢測進氣歧管壓力傳感器的檢測（1）用萬用表檢測準電壓的檢測。 標準大氣壓力下輸出電壓的檢測。 真空作用下的輸出電壓檢測。 傳感器的搭鐵情況檢測。 ECU搭鐵線的搭鐵情況檢測。圖3.28 空氣流量計標準波形真空度kpa電壓V真空度kpa電壓V13.30.30.553.51.51.726.70.70.966.71.92.140.01.11.3項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各

21、部件的檢測與維修3.3.進氣歧管壓力傳感器的檢測進氣歧管壓力傳感器的檢測（2）用故障診斷儀檢測 讀取故障碼。 讀取數(shù)據流。 波形測試。以桑塔納2000GLi轎車進氣壓力傳感器為例。圖3.32 桑塔納2000GLi進氣壓力傳感器波形圖不同工況MAPS瞬時數(shù)據怠速57.3371.33kpa急加速最大84.66kpa急減速最小6.66kpa項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修4.4.節(jié)氣門位置傳感器的檢修節(jié)氣門位置傳感器的檢修（1）常規(guī)檢測方法 節(jié)氣門位置傳感器供電電壓檢測。 檢測節(jié)氣門位置傳感器與ECU的連接線路。 檢測節(jié)氣門位置傳感器。圖3.33 節(jié)氣門位置傳感器的檢測項目3.1.3 空氣

22、系統(tǒng)各部件的檢測與維修4.4.節(jié)氣門位置傳感器的檢修節(jié)氣門位置傳感器的檢修（2）故障診斷儀及示波器檢測以桑塔納2000GLi轎車發(fā)動機節(jié)氣門位置傳感器檢測為例。其檢測內容和要求如下： 供電電壓的檢測。 線路的檢測。 信號電壓的檢測。 用VAG 1551或VAG 1552診斷儀讀取故障碼，并進行解讀。 用故障診斷儀讀取數(shù)據塊，并進行分析。 用示波器測試節(jié)氣門位置傳感器波形，應為模擬型波形，項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修4.4.節(jié)氣門位置傳感器的檢修節(jié)氣門位置傳感器的檢修圖3.35 桑塔納2000GLi轎車節(jié)氣門位置傳感器接線圖圖3.36 節(jié)氣門位置傳感器波形項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各

23、部件的檢測與維修5.5.進氣溫度傳感器的檢修進氣溫度傳感器的檢修 進氣溫度傳感器的安裝位置有3種：在D型EFI系統(tǒng)中，它安裝在空氣濾清器之后的進氣軟管上;在L型EFI系統(tǒng)中，它安裝在空氣流量傳感器上;有的進氣溫度傳感器安裝在進氣壓力傳感器內。進氣溫度傳感器內部，也是一個具有負溫度電阻系數(shù)的熱敏電阻。外部用環(huán)氧樹脂密封。(1).檢測電阻 進氣溫度傳感器的電阻檢測方法及要求與冷卻液溫度傳感器基本相同。單件檢查時，將點火開關置于OFF位置，拆下進氣溫度傳感器導線連接器，并將傳感器拆下。用電熱吹風、或熱水加熱進氣溫度傳感器，并用萬用表電阻檔，測量在不同溫度下兩端子間的電阻值。將測得的電阻值與標準數(shù)值進

24、行比較，如果與標準值不符，則應更換進氣溫度傳感器。項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修5.5.進氣溫度傳感器的檢修進氣溫度傳感器的檢修(2)、檢測電壓 檢測電源電壓。拆下進氣溫度傳感器線束插頭，打開點火開關，測量進氣溫度傳感器的電源電壓，應為5V。 測量輸入。信號電壓。將點火開關置于ON位置，用萬用表的電壓擋測量圖中ECU的THA與E2間的電壓，該電壓值應在0.53.4V(20)范圍內。若不在規(guī)定范圍內，則應進一步檢查進氣溫度傳感器連接線路是否接觸不良或存在斷路、短路故障。 檢查進氣溫度傳感器連接線束電阻。用數(shù)字式萬用表的電阻擋測量傳感器插頭與ECU插接器端子間電阻，即傳感器信號端、地線

25、端分別與對應的ECU的兩端子電阻。如果不導通或電阻值大于1，說明傳感器連接線路或插頭接觸不良，應進一步撿查。項目3.1.3 空氣系統(tǒng)各部件的檢測與維修5.5.進氣溫度傳感器的檢修進氣溫度傳感器的檢修圖3.37 進氣溫度傳感器電路原理圖圖3.38 進氣溫度傳感器的檢測拓展與提升拓展與提升拓展與提升拓展與提升 進氣增壓控制系統(tǒng)進氣增壓控制系統(tǒng) 可變配可變配氣相位與氣門升程氣相位與氣門升程拓展與提升拓展與提升1.1.進氣增壓控制系統(tǒng)進氣增壓控制系統(tǒng) (1).進氣增壓控制介紹進氣增壓控制介紹 增壓系統(tǒng)的目的是提高發(fā)動機進氣量，從而提高發(fā)動機的功率和扭矩，讓車輛更有力。 進氣增壓的優(yōu)點： .在保證輸出功

26、率不變的情況下，可以使氣缸數(shù)減少或者氣缸直徑減小，從而可以減小發(fā)動機的比質量和外形尺寸。 .提高熱效率，降低燃油消耗率。 .減少排氣污染和噪聲。 .降低發(fā)動機的單位功率造價。 .對補償高原功率損失十分有利。拓展與提升拓展與提升進氣增壓的缺點：進氣增壓的缺點： .增壓發(fā)動機的機械負荷和熱負荷都較高。 .增壓發(fā)動機很難滿足車輛對轉矩適應性及瞬變工況的要求。 .車用汽油機應用增壓技術較困難。 .適用的小型渦輪增壓器發(fā)展晚并且效率偏低。增壓系統(tǒng)的分類：增壓系統(tǒng)的分類：.機械增壓系統(tǒng).氣波增壓系統(tǒng).廢氣渦輪增壓系統(tǒng).復合增壓系統(tǒng) 拓展與提升拓展與提升. .機械增壓系統(tǒng)介紹機械增壓系統(tǒng)介紹 增壓器由發(fā)動機

27、的曲軸通過機械傳動系統(tǒng)直接驅動的稱為機械增壓器。增壓器可用離心式壓氣機或羅茨式壓氣機等。進氣壓力為。因為進氣壓力越高，機械效率越低，產生的噪聲越大，燃油消耗率增加，所以機械增壓器僅適用于小功率柴油機。如圖3.39所示。圖3.39 機械增壓系統(tǒng)結構圖拓展與提升拓展與提升. .諧波增壓系統(tǒng)介紹諧波增壓系統(tǒng)介紹 圖3.40 豐田3GR-FE發(fā)動機諧波進氣增壓控制系統(tǒng) 如圖3.40、3.41所示為豐田3GR-FE發(fā)動機諧波進氣增壓控制系統(tǒng)和諧波增壓工作原理圖。低速時，進氣控制閥關閉，壓力波傳播距離長，發(fā)動機低速性能好。高速時，進氣控制閥打開，壓力波傳播距離短，發(fā)動機高速性能好。圖3.40 豐田3GR-

28、FE發(fā)動機諧波進氣增壓控制系統(tǒng)圖3.41 諧波增壓工作原理圖拓展與提升拓展與提升. .廢氣渦輪增壓系統(tǒng)介紹廢氣渦輪增壓系統(tǒng)介紹 利用發(fā)動機排出的高溫高壓廢氣的熱能和動能，驅使渦輪增壓器中的動力渦輪帶動同軸的增壓渦輪一起轉動，從而加大循環(huán)進氣量，提高發(fā)動機的輸出功率，提高動力性和經濟性。 增壓后進氣溫度提高，混合氣可以適當變稀，從而可以使CO和HC的排放量有所降低。. .復合增壓系統(tǒng)介紹復合增壓系統(tǒng)介紹 在某些發(fā)動機上廢氣渦輪增壓與機械增壓并用，是為了保證二行程柴油機在起動和低速、低負荷時仍有必要的掃氣壓力，大功率柴油機上應用較多。拓展與提升拓展與提升(3)(3)、增壓與非增壓發(fā)動機優(yōu)缺點比較、

29、增壓與非增壓發(fā)動機優(yōu)缺點比較一臺發(fā)動機裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器的相比，可增加大約40%甚至更多。這意味著一臺小排量的發(fā)動機經增壓后，可以產生同較大排量發(fā)動機相同的功率。發(fā)動機在采用廢氣渦輪增壓技術后，工作中產生的最高爆發(fā)壓力和平均溫度將大幅度提高，從而使發(fā)動機的機械性能、潤滑性能都會受到影響，而且還會提高進氣溫度。拓展與提升拓展與提升2.2.可變配氣相位與氣門升程可變配氣相位與氣門升程(1).(1).可變配氣相位可變配氣相位 在長跑比賽時往往需要不斷按照奔跑步伐來調整呼吸頻率，以便隨時為身體提供充足的氧氣。對于汽車發(fā)動機而言，這個道理同樣適用?？勺兣錃庀辔慌c氣門升程技術就

30、是為了讓發(fā)動機能夠根據不同的負載情況的能夠自由調整“呼吸”的時間和深淺程度，從而提升動力表現(xiàn)，使燃燒更有效率。 我們知道，發(fā)動機轉速越高，每個汽缸一個周期內留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，因此想要達到較好的充氣效率，這時發(fā)動機需要盡可能長的吸氣和排氣時間。顯然，當轉速越高時，要求的重疊角度越大。也就是說，如果配氣機構的設計是對高轉速工況優(yōu)化的，發(fā)動機容易在較高的轉速下，獲得較大的峰值功率。 但在低轉速工況下，過大的重疊角則會使得廢氣過多的瀉入進氣岐管，吸氣量反而會下降，氣缸內氣流也會紊亂，此時ECU也會難以對空燃比進行精確的控制，從而拓展與提升拓展與提升導致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配

31、氣機構只對低轉速工況優(yōu)化，發(fā)動機的就無法在高轉速下達到較高的峰值功率。所以傳統(tǒng)的發(fā)動機都是一個折衷方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達到最優(yōu)狀態(tài)。 所以為了解決這個問題，就要求配氣相位角大小可以根據轉速和負載的不同進行調節(jié)，高低轉速下都可以獲得理想的進氣量從而提升發(fā)動機燃燒效率，這就是可變氣門正時技術開發(fā)的初衷。 在低速和怠速工況下，系統(tǒng)縮小進排氣時間使得配氣相位的重疊角減小，從而改善低速下的扭矩表現(xiàn)，而高速下則適當增加配氣相位重疊角以提高提升馬力。雖然可變氣門正時技術在各個廠商的稱謂都各不相同，但是實現(xiàn)的方式大多大同小異，以豐田的VVT-i技術為例，其工作原理為：系統(tǒng)由ECU協(xié)調控制，來自

32、發(fā)動機各部位的傳感器隨時向ECU報告運轉工況。由于在ECU中儲存有氣門最佳正時參數(shù)，所以ECU會隨時控制凸輪軸正時控制液壓閥，根據發(fā)動機轉速調整氣門的開啟時間，或提前，或滯后，或保持不變。拓展與提升拓展與提升3-54 可變配氣相位原理圖拓展與提升拓展與提升(2).(2).可變氣門升程可變氣門升程 傳統(tǒng)的VVT技術通過合理的分配氣門開啟的時間確實可以有效提高發(fā)動機效率和經濟性，但是對發(fā)動機性能的提升卻作用不大，下面將要介紹的可變氣門升程技術則可以彌補這個不足。 而如果氣門開啟大?。忾T升程）也可以時間可變調節(jié)的話，那么就可以針對不同的轉速使用合適的氣門升程，從而提升發(fā)動機在各個轉速內的動力性能，

33、這就是和VVT技術相輔相承的可變氣門升程技術。 可變氣門升程技術可以在發(fā)動機不同轉速下匹配合適的氣門升程，使得低轉速下扭矩充沛，而高轉速時馬力強勁。低轉速時系統(tǒng)使用較小的氣門升程，這樣有利于增加缸內紊流提高燃燒速度，增加發(fā)動機低速輸出扭矩，而高轉速時使用較大的氣門升程則可以顯著提高進氣量，進而提升高轉速時的功率輸出。 拓展與提升拓展與提升VTECVTEC技術：技術： VTEC是Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System的縮寫，中文意思為可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng)。一般汽車發(fā)動機每缸氣門組只由一組凸輪驅動，而VTEC系統(tǒng)的發(fā)動機卻有中低速用和高速用兩組不同的氣門驅動凸輪，可通過電子控制系統(tǒng)的自動操縱，進行自動轉換。采用VTEC系統(tǒng)，保證了發(fā)動機中低速與高速不同的配氣相位及進氣量的要求，使發(fā)動機無論在何速率運轉都達到動力性、經濟性與低排放的統(tǒng)一和極佳狀態(tài)。發(fā)動機的性能往往是各方面性能的集中表現(xiàn)。好的發(fā)動機的設計應該是在低