輔助控制系統(tǒng)

教學(xué)目標(biāo)1．熟悉各輔助控制系統(tǒng)的功用、組成與工作原理。2．熟悉各輔助控制系統(tǒng)主要元件的構(gòu)造與工作原理。3．使學(xué)生能夠?qū)Ω鬏o助控制系統(tǒng)主要元件進(jìn)行正確的檢修。第八章汽油機(jī)輔助控制系統(tǒng)本章主要內(nèi)容一、怠速控制系統(tǒng)

二、進(jìn)氣控制系統(tǒng)三、增壓控制系統(tǒng)四、排放控制系統(tǒng)五、巡航控制及電控節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)六、故障自診斷系統(tǒng)七、失效保護(hù)系統(tǒng)八、應(yīng)急備用系統(tǒng)一、怠速控制系統(tǒng)(idlespeedcontrol)

什么是怠速：節(jié)氣門(mén)關(guān)閉，油門(mén)踏板完全松開(kāi)，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外無(wú)功率輸出并保持最低轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的工況。ISC系統(tǒng)的功能：怠速轉(zhuǎn)速控制。怠速控制方法：對(duì)進(jìn)氣量進(jìn)行控制。一、怠速控制（ISC）系統(tǒng)

ISC系統(tǒng)的組成傳感器、ECU和執(zhí)行元件，執(zhí)行元件為怠速控制閥。1－冷卻水溫度信號(hào)2－A/C開(kāi)關(guān)信號(hào)3－空擋位置開(kāi)關(guān)信號(hào)4－轉(zhuǎn)速信號(hào)5－節(jié)氣門(mén)位置信號(hào)6－車速信號(hào)7－執(zhí)行元件怠速控制系統(tǒng)類型：節(jié)氣門(mén)直動(dòng)式－直接控制節(jié)氣門(mén)開(kāi)度來(lái)控制進(jìn)氣量，執(zhí)行元件為電機(jī)，應(yīng)用較少。1－節(jié)氣門(mén)2－進(jìn)氣管3－節(jié)氣門(mén)操縱臂4－執(zhí)行元件

怠速控制系統(tǒng)類型：旁通空氣式－控制旁通氣道的進(jìn)氣量，執(zhí)行元件為怠速控制閥，應(yīng)用較廣泛。1－節(jié)氣門(mén)2－進(jìn)氣管3－節(jié)氣門(mén)操縱臂4－執(zhí)行元件

5-怠速空氣通道1－節(jié)氣門(mén)操縱臂2－怠速控制器3－節(jié)氣門(mén)體4－噴油器5－燃油壓力調(diào)節(jié)器6－節(jié)氣門(mén)7－防轉(zhuǎn)六角孔8－彈簧9－直流電動(dòng)機(jī)10、11、13－齒輪12－傳動(dòng)軸14－絲杠節(jié)氣門(mén)直動(dòng)式怠速控制器當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)減速齒輪機(jī)構(gòu)減速增扭后，再由絲杠機(jī)構(gòu)將其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為傳動(dòng)軸的直線運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)軸頂靠在節(jié)氣門(mén)最小開(kāi)度限制器上，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，ECU根據(jù)各傳感器的信號(hào)，控制直流電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)量，以改變節(jié)氣門(mén)最小開(kāi)度限制器的位置，從而控制節(jié)氣門(mén)的最小開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)怠速進(jìn)氣量進(jìn)行控制的目的。原理：怠速控制閥

類型：步進(jìn)電機(jī)型、旋轉(zhuǎn)電磁閥型、占空比控制電磁閥型、開(kāi)關(guān)型等。

步進(jìn)電機(jī)型ISC閥1－控制閥2－前軸承3－后軸承4－密封圈5－絲杠機(jī)構(gòu)6－線束連接器7－定子8－轉(zhuǎn)子絲杠機(jī)構(gòu)將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，使閥心作軸向移動(dòng),改變閥心與閥座之間的間隙。步進(jìn)電機(jī)型ISC閥步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖1、2－線圈3－爪極4、6－定子5－轉(zhuǎn)子原理：線圈通電順序不同，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同；輸入線圈的脈沖數(shù)量不同，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)角度不同。轉(zhuǎn)子：用永久磁鐵制成有16個(gè)（八對(duì)）磁極兩個(gè)定子：每個(gè)定子都由2個(gè)帶16個(gè)爪極的鐵心交錯(cuò)裝配在一起，兩個(gè)定子上分別繞有1相和3相、2相和4相兩組線圈，每個(gè)定子上2線圈的繞制方向相反。工作原理a）輸入脈沖b）工作過(guò)程步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理工作原理如圖，當(dāng)ECU控制使步進(jìn)電機(jī)的線圈按1-2-3-4順序依次搭鐵時(shí)，定子磁場(chǎng)瞬時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)間的相互作用，使轉(zhuǎn)子隨定子磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。同理，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的線圈按相反的順序通電時(shí)，轉(zhuǎn)子則隨定子磁場(chǎng)同步反轉(zhuǎn)。定子有32個(gè)爪級(jí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一步為1/32圈，工作范圍為0～125個(gè)步進(jìn)級(jí)。步進(jìn)電機(jī)型ISC閥原理轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一步與定子錯(cuò)開(kāi)一個(gè)爪極的位置，由于定子有32個(gè)爪極（上、下兩個(gè)鐵心各16個(gè)），所以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一步為1/32圈（約11°轉(zhuǎn)角），步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作范圍為0～125個(gè)步進(jìn)級(jí)

步進(jìn)電機(jī)型ISC閥電路日本豐田皇冠3.0轎車步進(jìn)電機(jī)型怠速控制閥的檢修1）拆下控制閥線束連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置“ON”，不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，分別檢測(cè)B1和B2與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓；2）發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后在熄火。2～3s內(nèi)在怠速控制閥附近應(yīng)能聽(tīng)到內(nèi)部發(fā)出的“嗡嗡”響聲；3）拆下控制閥線束連接器，測(cè)量B1與S1和S3、B2與S2和S4之間的電阻，應(yīng)為10～30Ω。4）拆下怠速電磁閥，將蓄電池正極接至B1和B2端子，負(fù)極按順序依次接通S1—S2—S3—S4端子時(shí)，隨步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，控制閥應(yīng)向外伸出，如圖；若負(fù)極按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，則控制閥應(yīng)向內(nèi)縮回。起動(dòng)初始位置的設(shè)定起動(dòng)控制暖機(jī)控制怠速穩(wěn)定控制怠速預(yù)測(cè)控制電器負(fù)荷增多時(shí)的怠速控制學(xué)習(xí)控制控制閥的控制內(nèi)容旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥結(jié)構(gòu)：怠速控制閥安裝在閥軸的中部，閥軸的一端裝有圓柱形永久磁鐵，永久磁鐵對(duì)應(yīng)的圓周位置上裝有位置相對(duì)的2個(gè)線圈。

原理：改變兩個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度，兩線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)與永久磁鐵形成的磁場(chǎng)相互作用，即可改變怠速控制閥的位置。ECU控制旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥工作時(shí)，控制閥的開(kāi)度是通過(guò)控制兩個(gè)線圈的平均通電時(shí)間（占空比）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥

包括起動(dòng)控制、暖機(jī)控制、怠速穩(wěn)定控制、怠速預(yù)測(cè)控制和學(xué)習(xí)控制?？刂苾?nèi)容旋轉(zhuǎn)電磁閥型ISC閥電路旋轉(zhuǎn)電磁閥型怠速控制閥檢修

（1）拆下控制閥線束連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置“ON”，不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，分別檢測(cè)電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到正常工作溫度、變速器處于空擋位置時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)維持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，用專用短接線接故障診斷座上的TE1與E1端子，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)保持在1000～1200r/min，5s后轉(zhuǎn)速下降約為200r/min。（3）拆下怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制閥側(cè)分別測(cè)量中間端子（＋B）與兩側(cè)端子（ISC1和ISC2）的電阻應(yīng)為18.8Ω～22.8Ω。占空比控制電磁閥型怠速控制閥占空比控制電磁閥型怠速控制閥1、5-彈簧2-線圈3-閥桿4-控制閥占空比＝A╱B工作原理：控制閥的開(kāi)度取決于線圈產(chǎn)生的電磁力大小，與旋轉(zhuǎn)閥型怠速控制閥相同，ECU是通過(guò)控制輸入線圈脈沖信號(hào)的占空比來(lái)控制電場(chǎng)強(qiáng)度，以調(diào)節(jié)控制閥的開(kāi)度，從而實(shí)現(xiàn)怠速空氣量的控制。

包括起動(dòng)控制、暖機(jī)控制、怠速穩(wěn)定控制、怠速預(yù)測(cè)控制和學(xué)習(xí)控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制輔助控制發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)過(guò)程的空氣量。控制閥的控制內(nèi)容

快怠速控制閥1—冷卻水腔2—石蠟感溫器3—控制閥4、5—彈簧拆下控制閥線束連接器，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)置“ON”，不起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，分別檢測(cè)電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓；拆下怠速控制飯上的兩端子線束連接器，在控制閥側(cè)分別測(cè)量?jī)啥俗又g電阻應(yīng)為10～15Ω?？刂崎y的檢修結(jié)構(gòu)主要由線圈和控制閥組成。如左圖所示。工作原理與占空比電磁閥相同，不同的是開(kāi)關(guān)型怠速控制閥工作時(shí)，ECU只對(duì)閥內(nèi)線圈通電和斷電兩種狀態(tài)控制。開(kāi)關(guān)型怠速控制閥

只進(jìn)行通、斷電的控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制輔助控制發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)過(guò)程的空氣量?？刂崎y的控制內(nèi)容控制閥的檢測(cè)

開(kāi)關(guān)型怠速控制閥的檢修與占空比控制電磁閥型怠速控制閥基本相同。第二節(jié)進(jìn)氣控制系統(tǒng)目的：提高進(jìn)氣量，改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能。類型：動(dòng)力閥控制系統(tǒng)和諧波進(jìn)氣增壓系統(tǒng)（ACIS）兩種。動(dòng)力閥控制系統(tǒng)功能：是控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的空氣流通截面大小，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷時(shí)的進(jìn)氣量需求，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。

諧波進(jìn)氣增壓系統(tǒng)功能：利用了進(jìn)氣管內(nèi)的壓力波與進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)啟配合，當(dāng)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)，使反射回來(lái)的壓力波正好傳到該氣門(mén)附近，從而形成進(jìn)氣增壓的效果，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率和功率。功用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的負(fù)荷，改變進(jìn)氣流量去改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。工作原理如圖，受真空控制的動(dòng)力閥在進(jìn)氣管上，控制進(jìn)氣管空氣通道的大小。維修時(shí)主要檢查真空罐、真空氣室、和真空管路有無(wú)漏氣，真空電磁閥電路有無(wú)短路或斷路。一、動(dòng)力閥控制系統(tǒng)1、真空罐2、真空電磁閥3、ECU4、膜片真空氣室5、動(dòng)力閥諧波增壓控制系統(tǒng)（ACIS）1.壓力波的產(chǎn)生及利用

當(dāng)氣體高速流向進(jìn)氣門(mén)時(shí)，如進(jìn)氣門(mén)突然關(guān)閉，進(jìn)氣門(mén)附近氣流流動(dòng)突然停止，但由于慣性，進(jìn)氣管仍在進(jìn)氣，于是將進(jìn)氣門(mén)附近氣體壓縮，壓力上升。當(dāng)氣體的慣性過(guò)后，被壓縮的氣體開(kāi)始膨脹，向進(jìn)氣氣流相反方向流動(dòng)，壓力下降。膨脹氣體的波傳到進(jìn)氣管口時(shí)又被反射回來(lái)，形成壓力波。一般而言，進(jìn)氣管長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí)，壓力波長(zhǎng)大，可使發(fā)動(dòng)機(jī)中低轉(zhuǎn)速區(qū)功率增大；進(jìn)氣管長(zhǎng)度短時(shí)，壓力波波長(zhǎng)短，可使發(fā)動(dòng)機(jī)高速區(qū)功率增大。

ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)控制電磁真空通道閥的開(kāi)閉。低速時(shí)，電磁真空孔道閥電路不通，真空通道關(guān)閉，真空罐的真空度不能進(jìn)入真空氣室，受真空氣室控制的進(jìn)氣增壓控制閥處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)進(jìn)氣管長(zhǎng)度長(zhǎng)，壓力波長(zhǎng)大，以適應(yīng)低速區(qū)域形成氣體動(dòng)力增壓效果。高速時(shí)，ECU接通電磁真空道閥的電路，真空通道打開(kāi)，真空罐的真空度進(jìn)入真空氣室，吸動(dòng)膜片，從而將進(jìn)氣增壓控制閥打開(kāi)，由于大容量空氣室的參與，縮短了壓力波的傳播距離，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高速區(qū)域也得到較好的氣體動(dòng)力增壓效果。維修時(shí)檢查空氣真空電磁閥的電阻為38.5～44.5Ω。2.波長(zhǎng)可變的諧波進(jìn)氣增壓控制系統(tǒng)

ACIS系統(tǒng)工作原理

1、噴油器2、進(jìn)氣道3、空氣濾清器4、進(jìn)氣室5、渦流控制氣門(mén)6、進(jìn)氣控制閥7、節(jié)氣門(mén)8、真空驅(qū)動(dòng)器3.諧波進(jìn)氣增壓系統(tǒng)工作原理ACIS組成進(jìn)氣控制系統(tǒng)—諧波進(jìn)氣增壓(ACIS)1－進(jìn)氣控制閥2－真空驅(qū)動(dòng)器3－真空電磁閥4－ECU5－轉(zhuǎn)速信號(hào)6－真空罐7－節(jié)氣門(mén)一、增壓控制系統(tǒng)功能及類型二、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)三、廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

第三節(jié)增壓控制系統(tǒng)

根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力的大小，控制增壓裝置的工作，以達(dá)到控制進(jìn)氣壓力、提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的目的。根據(jù)增壓裝置使用的動(dòng)力源不同，增壓裝置可分為廢氣渦輪增壓和動(dòng)力增壓兩種類型。一、增壓控制系統(tǒng)功能及類型工作原理：當(dāng)ECU檢測(cè)到進(jìn)氣壓力在0.098MPa以下時(shí)，釋壓電磁閥關(guān)閉。渦輪增壓器出口引入的壓力空氣，廢氣進(jìn)入渦輪室的通道打開(kāi)，排氣旁通道口關(guān)閉，此時(shí)廢氣流經(jīng)渦輪室使增壓器工作。當(dāng)ECU檢測(cè)到的進(jìn)氣壓力高于0.098MPa時(shí)，釋壓電磁閥打開(kāi)，關(guān)閉進(jìn)入渦輪室的通道，同時(shí)排氣旁通道口打開(kāi)，廢氣不經(jīng)渦輪室直接排出，增壓器停止工作。直到進(jìn)氣壓力降至規(guī)定的壓力時(shí)，ECU又將釋壓閥關(guān)閉，切換閥又將進(jìn)入渦輪室的通道口打開(kāi)，廢氣渦輪增壓器又開(kāi)始工作。二、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)下一頁(yè)1、切換閥2、驅(qū)動(dòng)氣室3、空氣冷卻器4、空氣濾清器5、ECU6、釋壓電磁閥三、廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)有些增壓控制系統(tǒng)中，通過(guò)控制增壓器的轉(zhuǎn)速來(lái)控制增壓壓力。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行