汽車電控發(fā)動機構造與維修2

第三章

空氣供給系統(tǒng)維護與故障診斷學習目標：1.掌握空氣供給系統(tǒng)組成、結構、工作原理、可變進氣系統(tǒng)的作用與工作原理、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的作用與工作原理；2.掌握空氣供給系統(tǒng)故障對電控發(fā)動機工作的影響；3.能夠進行空氣供給系統(tǒng)的維護作業(yè)；4.能夠進行空氣供給系統(tǒng)的故障診斷，能夠進行可變進氣系統(tǒng)的檢查與維修。一任務引入二任務分析三相關知識四任務實施一任務引入空氣供給系統(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。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（一松加速踏板就熄火）；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（松加速踏板后怠速高于設定值）?？梢?，當發(fā)動機出現動力不足、怠速不穩(wěn)或沒有怠速以及怠速偏高等現象時，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)動機故障現象。二任務分析空氣供給系統(tǒng)一般由空氣濾清器、進氣管、節(jié)氣門體以及進氣歧管等部分組成，如圖3-1所示。個別汽車還配有起諧振作用的諧振氣室和起調節(jié)進氣作用的控制閥，如圖3-2所示?？諝夤┙o系統(tǒng)的阻塞故障通常發(fā)生于空氣濾清器內部濾芯處，一般通過清潔作業(yè)就可以排除，個別情況下需要更換濾芯。但對于不同類型的空氣濾清器，清潔作業(yè)的方法存在不同的差別?？諝夤┙o系統(tǒng)的漏氣故障通常發(fā)生于節(jié)氣門體之后的進氣管、進氣歧管等與其他部件的結合處，一般是由于密封墊片失效所致，通常需要更換作業(yè)，但找出漏氣點是更換作業(yè)前的關鍵環(huán)節(jié)。三相關知識1.空氣供給系統(tǒng)的工作原理2.空氣濾清器3.可變進氣系統(tǒng)4.廢氣渦輪增壓控制空氣供給系統(tǒng)統(tǒng)的組成如圖圖3-3所示示?？諝饨涍^過空氣濾清器器過濾后，通通過空氣流量量計（D型電電控發(fā)動機無無此裝置，另另設進氣壓力力傳感器）、、節(jié)氣門、進進氣總管、進進氣歧管進入入各汽缸。L型電控發(fā)動動機的空氣流流量計或D型型電控發(fā)動機機的進氣壓力力傳感器都是是用于檢測空空氣流量的，，其工作原理理將在模塊3中介紹?？諝饬髁渴芄?jié)節(jié)氣門開度的的控制，而節(jié)節(jié)氣門開度又又由駕駛人通通過加速踏板板（俗稱油門門）控制（如如圖3-4所所示）。踩下下加速踏板時時，節(jié)氣門開開度增大，空空氣流量加大大，發(fā)動機功功率增大，反反之，發(fā)動機機功率減小。。駕駛人不踩加加速踏板時，，節(jié)氣門完全全關閉，空氣氣由旁通氣道道通過，發(fā)動動機處于怠速速運轉狀態(tài)。。怠速空氣流流量通過怠速速調整螺釘和和怠速控制閥閥調節(jié)，從而而實現對怠速速轉速的控制制與調節(jié)。調調整螺釘用于于人工調節(jié)怠怠速轉速，怠怠速控制閥則則用于ECU對怠速轉速速的控制。低溫起動以及及暖機時，怠怠速控制閥開開度較大，發(fā)發(fā)動機處于高高怠速運轉狀狀態(tài)；隨著水水溫的升高，，怠速控制閥閥開度逐漸減減小，發(fā)動機機轉速逐漸降降至正常怠速速。2.空氣濾清清器空氣濾清器內內裝有一個濾濾清器芯，在在外部空氣進進入發(fā)動機時時，可從空氣氣中除去灰塵塵和其他顆粒粒?？諝鉃V清清器濾芯必須須定期清洗或或更換。常見的空氣濾濾清器濾芯有有三種類型，，紙質濾芯（（汽車上使用用的最廣泛的的類型）；織織物濾芯（內內裝有織物，，可洗）；油油浴式濾芯（（濕型，內含含有油池），，如圖3-5所示。采用紙質濾芯芯的空氣濾清清器如圖3-6所示，由由殼體和濾芯芯兩部分組成成，具有質量量輕、成本低低等優(yōu)點，在在汽車上的應應用最為廣泛泛。織物濾芯芯則可以在清清洗后重復使使用，應用也也較為廣泛。。采用油浴式濾濾芯的空氣濾濾清器如圖3-7所示，，濾芯由金屬屬纖維制成，，在濾清器殼殼底部儲有機機油，空氣穿穿過濾芯之前前急轉彎，由由于慣性作用用使大部分雜雜質被機油吸吸附，少量雜雜質被濾芯過過濾并被帶上上來的油滴““清洗”下來來。另外，還有一一種離心式空空氣濾清器，，常用作空氣氣的預濾清，，如圖3-8所示。工作作原理是利用用翅片使空氣氣產生旋轉運運動，依靠離離心力將灰塵塵從空氣中分分離出來，然然后將灰塵送送往集塵器，，空氣則輸送送至另一個空空氣濾清器。。有些空氣濾清清器則將紙質質濾芯與離心心濾清結合了了起來，空氣氣先被離心預預濾，再進入入紙質濾芯，，如圖所示。。3.可變進氣氣系統(tǒng)為了進一步提提高發(fā)動機的的工作性能，，部分汽車發(fā)發(fā)動機采用了了可變進氣系系統(tǒng)?？勺冞M氣系統(tǒng)統(tǒng)的主要目的的是利用發(fā)動動機進氣管中中空氣的波動動效應來增大大進氣量，或或利用進氣旋旋流作用于改改善燃燒過程程。進氣波動效應應比較復雜，，這里不作介介紹。一般來來講，由于這這種波動效應應，使細而長長的進氣管對對發(fā)動機低速速性能有利，，粗而短的進進氣管對發(fā)動動機高速性能能有利。進氣氣旋流則可以以加快燃燒過過程。不同車型的發(fā)發(fā)動機所采用用的可變進氣氣系統(tǒng)在結構構上存在不同同的差異，但但工作原理卻卻基本相同，，以下僅以４４個典型案例例來加以說明明。1)奧迪V6發(fā)動機可變變進氣系統(tǒng)2)日產汽車車發(fā)動機可變變進氣系統(tǒng)3)豐田汽車車發(fā)動機可變變進氣系統(tǒng)4)可變進氣氣轉換閥的控控制1)奧迪V6發(fā)動機可變變進氣系統(tǒng)圖3-10為為奧迪V6發(fā)發(fā)動機的可變變進氣系統(tǒng)。。在發(fā)動機每每個進氣歧管管內都設置了了進氣轉換閥閥，該轉換閥閥則由ECU通過電磁真真空閥和真空空拉力腔控制制。當發(fā)動機轉速速低于4100r/min時，轉換換閥處于關閉閉狀態(tài)，空氣氣經過細而長長的進氣通道道進入汽缸，，如圖3-10a）所示示，使發(fā)動機機在低速時的的扭矩增大，，有利于汽車車克服阻力；；當發(fā)動機轉轉速高于4100r/min時，轉轉換閥處于開開啟狀態(tài)，空空氣經過粗而而短的進氣通通道進入汽缸缸，如圖3-10b）所所示，使發(fā)動動機在高速時時的功率增大大，有利于汽汽車提高車速速。2)日產汽車車發(fā)動機可變變進氣系統(tǒng)圖3-11為為日產汽車車發(fā)動機可變變進氣系統(tǒng)。。當發(fā)動機處于于低速中、小小負荷工作時時，轉換閥關關閉，空氣僅僅通過細而長長的進氣通道道進入汽缸，，并在汽缸中中產生強烈的的進氣旋流。。細長管的波波動效應增大大了進氣量，，進氣旋流又又加快了燃燒燒，從而改善善了發(fā)動機的的低速扭矩特特性。當發(fā)動機處于于高速大負荷荷工作時，轉轉換閥開啟，，空氣通過粗粗而短的進氣氣通道進入汽汽缸，從而增增大了進氣量量，提高了發(fā)發(fā)動機的高速速時的功率。。3)豐田汽車車發(fā)動機可變變進氣系統(tǒng)圖3-12為為豐田汽車發(fā)發(fā)動機可變進進氣系統(tǒng)。每每個汽缸配有有2進2排共共4個氣門，，2個進氣門門各配有一個個進氣管道，，其中一個進進氣管道中設設有進氣轉換換閥。在發(fā)動機低速速中、小負荷荷工作時，轉轉換閥關閉，，因此只有一一個進氣通道道進氣，進氣氣流速加大，，細長管的波波動效應增大大了進氣量，，從而改善了了低速中、小小負荷時的轉轉矩特性。當發(fā)動機高速速大負荷工作作時，轉換閥閥開啟，因此此有兩個進氣氣通道進氣，，通道截面加加大，進氣阻阻力減小，增增大了進氣量量，從而改善善了發(fā)動機的的高速大負荷荷工作時的動動力性。4)可變進氣氣轉換閥的控控制各車可變進氣氣轉換閥的控控制方法并不不完全一樣。。圖3-13為豐田發(fā)動動機可變進氣氣轉換閥的控控制原理圖（（圖中只畫了了帶進氣轉換換閥的進氣通通道）。圖中進氣轉換換閥的開啟與與關閉受膜片片式執(zhí)行器的的控制，膜片片室的工作壓壓力則取決于于三通電磁閥閥的狀態(tài)，而而三通電磁閥閥則在ECU的控制下控控制著執(zhí)行器器膜片室是通通濾清器（通通大氣）還是是通真空罐。。當發(fā)動機的轉轉速低于5200r/min時，三三通電磁閥斷斷電，切斷與與濾清器相連連的通道，同同時開啟與真真空罐相連的的通道，真空空罐中的真空空進入執(zhí)行器器膜片室，吸吸力作用拉動動進氣轉換閥閥關閉，如圖圖3-13a）所示。當發(fā)動機的轉轉速高于5200r/min時，三三通電磁閥通通電，開啟與與濾清器相連連的通道，同同時切斷與真真空罐相連的的通道，大氣氣中的空氣進進入執(zhí)行器膜膜片室，膜片片彈簧作用推推動進氣轉換換閥開啟，如如圖3-13b）所示。。4.廢氣渦輪輪增壓控制為了進一步提提高發(fā)動機的的功率，部分分汽車還采用用了廢氣渦輪輪增壓技術。。該技術的基基本原理是：：利用發(fā)動機機排出的廢氣氣推動渦輪高高速運轉，再再由渦輪帶動動泵輪，然后后由泵輪增大大進氣壓力，，從而增加發(fā)發(fā)動機的進氣氣量，如圖3-14所示示。但是，進進氣壓力提高高后，發(fā)動機機比較容易過過熱，且爆震震的傾向也加加大了。為了了避免過熱和和爆震，ECU必須對增增壓壓力進行行控制。圖3-15為為奧迪汽車發(fā)發(fā)動機所用的的廢氣渦輪增增壓系統(tǒng)原理理圖。排氣管管中的廢氣推推動動力渦輪輪高速旋轉，，動力渦輪則則帶動進氣管管中的增壓渦渦輪高速旋轉轉，進氣管中中的壓力則在在增壓渦輪的的作用下被提提高。當發(fā)動機出現現過熱和爆震震傾向時，ECU向增壓壓壓力控制電電磁閥發(fā)出指指令，通過該該電磁閥提高高控制閥膜片片室中的壓力力，從而通過過推桿使旁通通閥門開度增增大，部分廢廢氣通過旁通通通道排出，，減少了通過過渦輪的廢氣氣量，從而使使增壓器轉速速下降，增壓壓壓力減小。。反之，當ECU判定需要要提高增壓壓壓力時，則減減小旁通閥門門開度，從而而增大通過渦渦輪的廢氣量量，使增壓器器轉速上升。。四任務實施施1.實訓目的的2.設備準備備3.實訓步驟驟4.實訓要求求1.實訓目的的能夠熟練進行行空氣供給系系統(tǒng)的維護與與保養(yǎng)，并排排除因空氣供供給系統(tǒng)不良良所引發(fā)的發(fā)發(fā)動機故障。。2.設備準備備紙質濾芯、織織物濾芯、油油浴式濾芯的的空氣濾清器器各一個；壓壓縮空氣及噴噴槍一只；水水盆3個；煤煤油若干；發(fā)發(fā)動機機油若若干；通用工工具一套；發(fā)發(fā)動機艙防護護罩一套；發(fā)發(fā)動機艙防護護罩一套；““三件套”（（座椅套、轉轉向盤套、腳腳墊）一套。。3.實訓步驟驟1)空氣濾清器的的維護與保養(yǎng)養(yǎng)2)空氣供給給系統(tǒng)漏氣的的檢查3)可變進氣氣系統(tǒng)檢查1)空氣濾清器的的維護與保養(yǎng)養(yǎng)(1)基本要要求(2)紙質濾濾芯的檢查(3)可清洗洗式濾芯的檢檢查與清潔(4)油浴式式空氣濾清器器的檢查與清清潔(5)組合式式空氣濾清器器的檢查與清清潔(1)基本要要求每20000km或2年年（不同汽車車的要求有所所不同），應應該檢查和清清潔濾芯；每40000km或4年年（不同汽車車的要求有所所不同），應應更換濾芯。。當行駛在沙地地或塵土飛揚揚的地區(qū)，清清潔/更換濾濾芯的間隔就就要變短（因因為它會更快快阻塞）(2)紙質濾濾芯的檢查拆下空氣濾清清器，取出紙紙質濾芯。清潔：檢查前前首先要進行行清潔，清潔方法如圖圖3-16所所示，拆出濾濾芯后，用壓壓縮空氣反向向吹清濾芯（（從內側向外外側吹），同同時清除濾清清器蓋內污物物。檢查：空氣濾濾清器濾芯中中是否有灰塵塵、積聚微粒?；蛘咂屏?。。安裝：檢查空空氣濾清器濾濾芯上的橡膠膠密封是否良良好，確保其其沒有裂紋或或者其他損壞壞。(3)可清洗洗式濾芯的檢檢查與清潔檢查：主要檢檢查空氣濾清清器濾芯是否否有泥土、阻阻塞或者破裂裂情況。清潔：步驟如如下。①使用壓縮縮空氣（從內內向外）完全全吹出濾芯內內部的灰塵；；②將濾芯浸浸入水中并且且上下移動10min或或者更長時間間，如圖3-17所示示。③更換清水水，重復該過過程直到水干干凈為止。④通過搖晃晃濾芯或者在在其上面吹壓壓縮空氣的方方式將多余的的水清除掉。。⑤擦掉空氣氣濾清器殼內內部的灰塵。。注意意：：切切勿勿敲敲打打或或者者跌跌落落濾濾芯芯。。安裝裝條條件件：：檢查查墊墊片片是是否否牢牢固固地地安安裝裝于于空空氣氣濾濾清清器器濾濾芯芯中中以以及及墊墊片片是是否否有有裂裂紋紋或或者者損損壞壞。。(4)油油浴浴式式空空氣氣濾濾清清器器的的檢檢查查與與清清潔潔①拆拆卸卸空空氣氣濾濾清清器器殼殼體體。。②通通過過在在煤煤油油中中攪攪動動、、擦擦洗洗的的方方式式來來清清洗洗空空氣氣濾濾清清器器殼殼和和濾濾清清器器芯芯，，如如圖圖3-18所所示示。。③用用干干凈凈的的布布擦擦干干空空氣氣濾濾清清器器殼殼和和濾濾清清器器芯芯。。④將將空空氣氣濾濾清清器器殼殼放放在在一一個個水水平平工工作作臺臺上上。。⑤加加注注清清潔潔的的發(fā)發(fā)動動機機機機油油直直到到其其達達到到油油位位標標記記。。⑥將將濾濾清清器器芯芯放放在在托托盤盤中中，，然然后后使使用用清清潔潔的的發(fā)發(fā)動動機機機機油油浸浸泡泡濾濾清清器器芯芯。。(5)組組合合式式空空氣氣濾濾清清器器的的檢檢查查與與清清潔潔主要要檢檢查查空空氣氣濾濾清清器器濾濾芯芯是是否否有有泥泥土土、、阻阻塞塞情情況況：：①使使用用壓壓縮縮空空氣氣快快速速、、徹徹底底地地從從濾濾芯芯的的內內側側向向外外側側吹吹氣氣，，從從而而清清潔潔濾濾芯芯（（如如圖圖3-19所所示示））；；然然后后再再從從外外側側向向內內側側吹吹氣氣。。②取取出出集集塵塵器器，，并并將將塵塵土土從從里里面面清清除除。。檢查查：：濾濾芯芯是是否否牢牢固固地地安安裝裝于于空空氣氣濾濾清清器器殼殼體體內內；；濾濾芯芯中中以以及及濾濾芯芯是是否否有有裂裂紋紋或或者者損損壞壞。。2)空空氣氣供供給給系系統(tǒng)統(tǒng)漏漏氣氣的的檢檢查查通常常采采用用阻阻燃燃法法查查找找漏漏氣氣點點：：起起動動并并運運轉轉發(fā)發(fā)動動機機，，然然后后向向可可疑疑漏漏氣氣點點噴噴阻阻燃燃劑劑。。如如果果發(fā)發(fā)動動機機轉轉速速下下降降，，則則說說明明該該處處存存在在漏漏氣氣現現象象。。3)可可變變進進氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)檢檢查查可變變進進氣氣系系統(tǒng)統(tǒng)的的檢檢查查包包括括：：①進進氣氣轉轉換換閥閥門門是是否否能能夠夠正正常常打打開開與與關關閉閉，，有有無無卡卡滯滯情情況況存存在在；；②進進氣氣轉轉換換控控制制電電磁磁閥閥是是否否能能夠夠正正常常工工作作（（可可以以用用人人工工通通電電、、斷斷電電的的方方法法進進行行測測試試））；；③進進氣氣轉轉換換控控制制電電磁磁閥閥的的真真空空通通道道能能否否正正常常通通斷斷（（人人工工對對電電磁磁閥閥的的真真空空通通道道施施加加真真空空，，并并對對電電磁磁閥閥人人工工通通電電、、斷斷電電，，觀觀察察通通道道能能否否通通斷斷））；；④檢檢查查真真空空管管路路是是否否存存在在漏漏氣氣、、阻阻塞塞等等情情況況；；⑤起起動動發(fā)發(fā)動動機機，，空空載載加加速速，，檢檢查查進進氣氣轉轉換換控控制制電電磁磁閥閥是是否否受受ECU控控制制而而動動作作。。4.實實訓訓要要求求①達達到到實實訓訓目目的的；；②保保持持現現場場衛(wèi)衛(wèi)生生，，水水、、油油等等不不得得灑灑于于地地面面，，應應在在規(guī)規(guī)定定位位置置排排放放；；③實實訓訓后后的的空空氣氣濾濾清清器器、、壓壓縮縮空空氣氣設設備備、、水水盆盆等等應應清清潔潔、、完完好好，，并并擺擺放放于于指指定定位位置置；；④做做好好安安全全防防護護措措施施。。小結結空氣氣供供給給系系統(tǒng)統(tǒng)一一般般由由空空氣氣濾濾清清器器、、進進氣氣管管、、節(jié)節(jié)氣氣門門體體以以及及進進氣氣歧歧管管等等部部分分組組成成，，為為了了進進一一步步提提高高發(fā)發(fā)動動機機的的工工作作性性能能，，部部分分汽汽車車發(fā)發(fā)動動機機采采用