汽車電控發(fā)動機構(gòu)造與維修優(yōu)秀PPT

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、構(gòu)造、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(guān)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(diào)，從而導致發(fā)動機運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)。當空氣供給系統(tǒng)發(fā)生泄漏故障時，一般會對怠速產(chǎn)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(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。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(diào)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(nèi)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。空氣供給系統(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(jié)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(guān)鍵環(huán)節(jié)。三相關(guān)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)的組成如圖3-3所示?？諝饨?jīng)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。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，其工作原理將在模塊3中介紹?？諝饬髁渴芄?jié)氣門開度的控制，而節(jié)氣門開度又由駕駛?cè)送ㄟ^加速踏板〔俗稱油門〕控制〔如圖3-4所示）。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。駕駛?cè)瞬徊燃铀偬ぐ鍟r，節(jié)氣門完全關(guān)閉，空氣由旁通氣道通過，發(fā)動機處于怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)。怠速空氣流量通過怠速調(diào)整螺釘和怠速控制閥調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對怠速轉(zhuǎn)速的控制與調(diào)節(jié)。調(diào)整螺釘用于人工調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速，怠速控制閥則用于ECU對怠速轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速逐漸降至正常怠速。2.空氣濾清器空氣濾清器內(nèi)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?？諝鉃V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(zhì)濾芯〔汽車上使用的最廣泛的類型）；織物濾芯〔內(nèi)裝有織物，可洗）；油浴式濾芯〔濕型，內(nèi)含有油池），如圖3-5所示。采用紙質(zhì)濾芯的空氣濾清器如圖3-6所示，由殼體和濾芯兩部分組成，具有質(zhì)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氣濾清器如圖3-7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(zhuǎn)彎，由于慣性作用使大部分雜質(zhì)被機油吸附，少量雜質(zhì)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3-8所示。工作原理是利用翅片使空氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)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。有些空氣濾清器則將紙質(zhì)濾芯與離心濾清結(jié)合了起來，空氣先被離心預濾，再進入紙質(zhì)濾芯，如下圖。3.可變進氣系統(tǒng)為了進一步提高發(fā)動機的工作性能，部分汽車發(fā)動機采用了可變進氣系統(tǒng)。可變進氣系統(tǒng)的主要目的是利用發(fā)動機進氣管中空氣的波動效應來增大進氣量，或利用進氣旋流作用于改善燃燒過程。進氣波動效應比較復雜，這里不作介紹。一般來講，由于這種波動效應，使細而長的進氣管對發(fā)動機低速性能有利，粗而短的進氣管對發(fā)動機高速性能有利。進氣旋流則可以加快燃燒過程。不同車型的發(fā)動機所采用的可變進氣系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上存在不同的差異，但工作原理卻基本相同，以下僅以４個典型案例來加以說明。1)奧迪V6發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)2)日產(chǎn)汽車發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)3)豐田汽車發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)4)可變進氣轉(zhuǎn)換閥的控制1)奧迪V6發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)圖3-10為奧迪V6發(fā)動機的可變進氣系統(tǒng)。在發(fā)動機每個進氣歧管內(nèi)都設置了進氣轉(zhuǎn)換閥，該轉(zhuǎn)換閥則由ECU通過電磁真空閥和真空拉力腔控制。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于4100r/min時，轉(zhuǎn)換閥處于關(guān)閉狀態(tài)，空氣經(jīng)過細而長的進氣通道進入汽缸，如圖3-10a〕所示，使發(fā)動機在低速時的扭矩增大，有利于汽車克服阻力；當發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于4100r/min時，轉(zhuǎn)換閥處于開啟狀態(tài)，空氣經(jīng)過粗而短的進氣通道進入汽缸，如圖3-10b〕所示，使發(fā)動機在高速時的功率增大，有利于汽車提高車速。2)日產(chǎn)汽車發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)圖3-11為日產(chǎn)汽車發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)。當發(fā)動機處于低速中、小負荷工作時，轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉，空氣僅通過細而長的進氣通道進入汽缸，并在汽缸中產(chǎn)生強烈的進氣旋流。細長管的波動效應增大了進氣量，進氣旋流又加快了燃燒，從而改善了發(fā)動機的低速扭矩特性。當發(fā)動機處于高速大負荷工作時，轉(zhuǎn)換閥開啟，空氣通過粗而短的進氣通道進入汽缸，從而增大了進氣量，提高了發(fā)動機的高速時的功率。3)豐田汽車發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)圖3-12為豐田汽車發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)。每個汽缸配有2進2排共4個氣門，2個進氣門各配有一個進氣管道，其中一個進氣管道中設有進氣轉(zhuǎn)換閥。在發(fā)動機低速中、小負荷工作時，轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉，因此只有一個進氣通道進氣，進氣流速加大，細長管的波動效應增大了進氣量，從而改善了低速中、小負荷時的轉(zhuǎn)矩特性。當發(fā)動機高速大負荷工作時，轉(zhuǎn)換閥開啟，因此有兩個進氣通道進氣，通道截面加大，進氣阻力減小，增大了進氣量，從而改善了發(fā)動機的高速大負荷工作時的動力性。4)可變進氣轉(zhuǎn)換閥的控制各車可變進氣轉(zhuǎn)換閥的控制方法并不完全一樣。圖3-13為豐田發(fā)動機可變進氣轉(zhuǎn)換閥的控制原理圖〔圖中只畫了帶進氣轉(zhuǎn)換閥的進氣通道）。圖中進氣轉(zhuǎn)換閥的開啟與關(guān)閉受膜片式執(zhí)行器的控制，膜片室的工作壓力則取決于三通電磁閥的狀態(tài)，而三通電磁閥則在ECU的控制下控制著執(zhí)行器膜片室是通濾清器〔通大氣〕還是通真空罐。當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速低于5200r/min時，三通電磁閥斷電，切斷與濾清器相連的通道，同時開啟與真空罐相連的通道，真空罐中的真空進入執(zhí)行器膜片室，吸力作用拉動進氣轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉，如圖3-13a〕所示。當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速高于5200r/min時，三通電磁閥通電，開啟與濾清器相連的通道，同時切斷與真空罐相連的通道，大氣中的空氣進入執(zhí)行器膜片室，膜片彈簧作用推動進氣轉(zhuǎn)換閥開啟，如圖3-13b〕所示。4.廢氣渦輪增壓控制為了進一步提高發(fā)動機的功率，部分汽車還采用了廢氣渦輪增壓技術(shù)。該技術(shù)的基本原理是：利用發(fā)動機排出的廢氣推動渦輪高速運轉(zhuǎn)，再由渦輪帶動泵輪，然后由泵輪增大進氣壓力，從而增加發(fā)動機的進氣量，如圖3-14所示。但是，進氣壓力提高后，發(fā)動機比較容易過熱，且爆震的傾向也加大了。為了避免過熱和爆震，ECU必須對增壓壓力進行控制。進氣旋流則可以加快燃燒過程，為此，不同車系采用了各自不同的方法來對進氣系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。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；可見，當發(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。1)空氣濾清器的維護與保養(yǎng)不同車型的發(fā)動機所采用的可變進氣系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上存在不同的差異，但工作原理卻基本相同，以下僅以４個典型案例來加以說明。1)奧迪V6發(fā)動機可變進氣系統(tǒng)檢查：濾芯是否牢固地安裝于空氣濾清器殼體內(nèi)；為了進一步提高發(fā)動機的功率，部分汽車還采用了廢氣渦輪增壓技術(shù)。⑥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。③實訓后的空氣濾清器、壓縮空氣設備、水盆等應清潔、完好，并擺放于指定位置；④將空氣濾清器殼放在一個水平工作臺上。怠速空氣流量通過怠速調(diào)整螺釘和怠速控制閥調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對怠速轉(zhuǎn)速的控制與調(diào)節(jié)。當發(fā)動機處于低速中、小負荷工作時，轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉，空氣僅通過細而長的進氣通道進入汽缸，并在汽缸中產(chǎn)生強烈的進氣旋流。負荷越大，所提供的空氣越多；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3-8所示。圖3-15為奧迪汽車發(fā)動機所用的廢氣渦輪增壓系統(tǒng)原理圖。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于4100r/min時，轉(zhuǎn)換閥處于關(guān)閉狀態(tài)，空氣經(jīng)過細而長的進氣通道進入汽缸，如圖3-10a〕所示，使發(fā)動機在低速時的扭矩增大，有利于汽車克服阻力；圖3-15為奧迪汽車發(fā)動機所用的廢氣渦輪增壓系統(tǒng)原理圖。排氣管中的廢氣推動動力渦輪高速旋轉(zhuǎn)，動力渦輪則帶動進氣管中的增壓渦輪高速旋轉(zhuǎn)，進氣管中的壓力則在增壓渦輪的作用下被提高。當發(fā)動機出現(xiàn)過熱和爆震傾向時，ECU向增壓壓力控制電磁閥發(fā)出指令，通過該電磁閥提高控制閥膜片室中的壓力，從而通過推桿使旁通閥門開度增大，部分廢氣通過旁通通道排出，減少了通過渦輪的廢氣量，從而使增壓器轉(zhuǎn)速下降，增壓壓力減小。反之，當ECU判定需要提高增壓壓力時，則減小旁通閥門開度，從而增大通過渦輪的廢氣量，使增壓器轉(zhuǎn)速上升。四任務實施1.實訓目的2.設備準備3.實訓步驟4.實訓要求1.實訓目的能夠熟練進行空氣供給系統(tǒng)的維護與保養(yǎng)，并排除因空氣供給系統(tǒng)不良所引發(fā)的發(fā)動機故障。2.設備準備紙質(zhì)濾芯、織物濾芯、油浴式濾芯的空氣濾清器各一個；壓縮空氣及噴槍一只；水盆3個；煤油若干；發(fā)動機機油若干；通用工具一套；發(fā)動機艙防護罩一套；發(fā)動機艙防護罩一套；“三件套”（座椅套、轉(zhuǎn)向盤套、腳墊〕一套。3.實訓步驟1)空氣濾清器的維護與保養(yǎng)2)空氣供給系統(tǒng)漏氣的檢查3)可變進氣系統(tǒng)檢查1)空氣濾清器的維護與保養(yǎng)(1)基本要求(2)紙質(zhì)濾芯的檢查(3)可清洗式濾芯的檢查與清潔(4)油浴式空氣濾清器的檢查與清潔(5)組合式空氣濾清器的檢查與清潔當發(fā)動機處于低速中、小負荷工作時，轉(zhuǎn)換閥關(guān)閉，空氣僅通過細而長的進氣通道進入汽缸，并在汽缸中產(chǎn)生強烈的進氣旋流。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；怠速空氣流量通過怠速調(diào)整螺釘和怠速控制閥調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對怠速轉(zhuǎn)速的控制與調(diào)節(jié)。怠速空氣流量通過怠速調(diào)整螺釘和怠速控制閥調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對怠速轉(zhuǎn)速的控制與調(diào)節(jié)。為了進一步提高發(fā)動機的功率，部分汽車還采用了廢氣渦輪增壓技術(shù)。拆下空氣濾清器，取出紙質(zhì)濾芯。(5)組合式空氣濾清器的檢查與清潔然后再從外側(cè)向內(nèi)側(cè)吹氣?？諝饬髁渴芄?jié)氣門開度的控制，而節(jié)氣門開度又由駕駛?cè)送ㄟ^加速踏板〔俗稱油門〕控制〔如圖3-4所示）。每個汽缸配有2進2排共4個氣門，2個進氣門各配有一個進氣管道，其中一個進氣管道中設有進氣轉(zhuǎn)換閥。③用干凈的布擦干空氣濾清器殼和濾清器芯?？諝夤┙o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。②取出集塵器，并將塵土從里面清除。(3)可清洗式濾芯的檢查與清潔當空氣供給系統(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(diào)，從而導致發(fā)動機運轉(zhuǎn)不良。(1)基本要求每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〔因為它會更快阻塞）(2)紙質(zhì)濾芯的檢查拆下空氣濾清器，取出紙質(zhì)濾芯。清潔：檢查前首先要進行清潔，清潔方法如圖3-16所示，拆出濾芯后，用壓縮空氣反向吹清濾芯〔從內(nèi)側(cè)向外側(cè)吹），同時清除濾清器蓋內(nèi)污物。檢查：空氣濾清器濾芯中是否有灰塵、積聚微粒或者破裂。安裝：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。①使用壓縮空氣〔從內(nèi)向外〕完全吹出濾芯內(nèi)部的灰塵；②將濾芯浸入水中并且上下移動10min或者更長時間，如圖3-17所示。③更換清水，重復該過程直到水干凈為止。④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。⑤擦掉空氣濾清器殼內(nèi)部的灰塵。留意：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。(4)油浴式空氣濾清器的檢查與清潔①拆卸空氣濾清器殼體。②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3-18所示。③用干凈的布擦干空氣濾清器殼和濾清器芯。④將空氣濾清器殼放在一個水平工作臺上。⑤加注清潔的發(fā)動機機油直到其達到油位標記。⑥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。(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、阻塞情況：①使用壓縮空氣快速、徹底地從濾芯的內(nèi)側(cè)向外側(cè)吹氣，從而清潔濾芯〔如圖3-19所示）；然后再從外側(cè)向內(nèi)側(cè)吹氣。②取出集塵器，并將塵土從里面清除。檢查：濾芯是否牢固地安裝于空氣濾清器殼體內(nèi)；濾芯中以及濾芯是否有裂紋或者損壞。2)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(zhuǎn)發(fā)動機，然后向可疑漏氣點噴阻燃劑。如果發(fā)動