項(xiàng)目2單元2空氣供給系統(tǒng)

單元二空氣供給系統(tǒng)【情境導(dǎo)入】1.上海大眾時(shí)代超人汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)（AJR）怠速不穩(wěn)，急加速時(shí)車輛有“后坐”現(xiàn)象。使用解碼器讀取數(shù)據(jù)流發(fā)現(xiàn)該車發(fā)動(dòng)機(jī)空氣質(zhì)量流量很小，只有1.5g/s，該型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常值應(yīng)為2.0～4.0g/s。分析原因可能是進(jìn)氣系統(tǒng)有泄漏，ECU接收到的空氣流量信號(hào)反映的進(jìn)氣量低于其實(shí)際進(jìn)氣量。2.一臺(tái)車加速無(wú)力，冒黑煙，排查故障發(fā)現(xiàn)空氣流量計(jì)數(shù)值嚴(yán)重偏低，意味著進(jìn)氣量不足導(dǎo)致混合氣過(guò)濃。開(kāi)始認(rèn)為空氣濾清器太臟導(dǎo)致的，詢問(wèn)車主前幾天保養(yǎng)后發(fā)生的故障，空氣濾清器更換的新的，之后懷疑空氣流量計(jì)損壞，測(cè)量后發(fā)現(xiàn)空氣流量計(jì)完好。一、空氣供給系統(tǒng)的功用

向汽油機(jī)提供與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷相適應(yīng)的、清潔的空氣；對(duì)流入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的空氣質(zhì)量進(jìn)行直接或間接的計(jì)量。計(jì)量的目的：使這部分空氣在系統(tǒng)中與噴油器噴出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合氣?？諝夤┙o系統(tǒng)空氣濾清器空氣流量計(jì)節(jié)氣門(mén)進(jìn)氣歧管

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，駕駛員通過(guò)加速踏板操縱節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，以此來(lái)改變進(jìn)氣量，控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣經(jīng)空氣濾清器濾去塵埃等雜質(zhì)后，流經(jīng)空氣流量計(jì)，沿節(jié)氣門(mén)通道進(jìn)入動(dòng)力腔，再經(jīng)進(jìn)氣歧管分配到各個(gè)氣缸中。二、空氣供給系統(tǒng)的組成

1、空氣計(jì)量裝置

（1）空氣流量計(jì)(MassAirFlow，MAF)1）熱線式空氣流量計(jì)圖

熱線式空氣流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理：在其進(jìn)氣道內(nèi)的取樣管中有一根鉑絲（即熱線），經(jīng)通電后發(fā)熱。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，空氣流過(guò)鉑絲周圍，使其熱量散失，溫度下降，與鉑絲相連的橋式電路將改變電流，以保持鉑絲溫度恒定，即當(dāng)空氣流量變化時(shí)，流過(guò)鉑絲的電流也隨之發(fā)生變化。將這種變化轉(zhuǎn)化成電壓或頻率信號(hào)輸入控制單元，即可測(cè)得實(shí)際的空氣流量。圖旁通式空氣流量計(jì)圖

熱膜式空氣流量計(jì)2）熱膜式空氣流量計(jì)固定在樹(shù)脂薄膜上的熱電阻膜片。其測(cè)量原理與熱線式空氣流量計(jì)基本相同。

特點(diǎn)：熱線式和熱膜式空氣流量計(jì)測(cè)量精度高、響應(yīng)速度快，且進(jìn)氣阻力小。3）翼板式空氣流量計(jì)原理：在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，吸入的空氣把測(cè)量板從全閉位置推開(kāi)，使之繞其軸偏轉(zhuǎn)。當(dāng)氣流推力與計(jì)量板回位彈簧力平衡時(shí)。計(jì)量板便停留在某一位置上。進(jìn)氣量愈大，計(jì)量板開(kāi)啟的角度也愈來(lái)大。這時(shí)，測(cè)量板轉(zhuǎn)軸上的電位計(jì)滑臂也繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使電位計(jì)的輸出電壓隨之改變。這一信號(hào)輸入控制單元，控制單元再根據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器的信號(hào)進(jìn)行修正，即可測(cè)出實(shí)際的進(jìn)氣流量。特點(diǎn)：存在機(jī)械磨損等缺點(diǎn)翼板式空氣流量計(jì)組成結(jié)構(gòu)補(bǔ)償擋板緩沖室彈簧測(cè)量板溫度傳感器旁通氣道封口調(diào)節(jié)螺釘電位計(jì)原理：利用卡門(mén)渦流測(cè)量空氣流量的，通過(guò)測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的漩渦數(shù)量，計(jì)算出空氣的流速和流量。測(cè)量方法有兩種：①采用超聲波測(cè)量法：在渦源體的下游兩側(cè)設(shè)置一對(duì)超聲波發(fā)生器和接收器，當(dāng)超聲波通過(guò)氣流中的漩渦時(shí)，其頻率相位會(huì)受到干擾而發(fā)生變化。控制單元根據(jù)這一變化便可計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的漩渦數(shù)量，從而測(cè)得空氣流速和流量。超聲波渦流式空氣流量計(jì)4）卡門(mén)渦流式空氣流量計(jì)②采用反射鏡（光學(xué)）檢出法：原理：在空氣流量計(jì)內(nèi)設(shè)置一個(gè)反射鏡和一對(duì)發(fā)光二極管和光敏晶體。反射鏡安裝在很薄的金屬片上，簧片在氣流漩渦壓力作用下產(chǎn)生振動(dòng)。這時(shí)，發(fā)光二極管通過(guò)反射鏡射到光敏晶體上光束方向隨之發(fā)生變化，使光敏晶體以簧片的振動(dòng)頻率導(dǎo)通和截止。因簧片的振動(dòng)頻率與單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)的漩渦數(shù)量成比例，故控制單元便可測(cè)得空氣流量。特點(diǎn)：渦流式空氣流量計(jì)的響應(yīng)速度、測(cè)量精度高、進(jìn)氣阻力小、無(wú)磨損等優(yōu)點(diǎn)，但它成本較高。（2）進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器（MAP）1、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的功用功用：依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)測(cè)出進(jìn)氣歧管內(nèi)絕對(duì)壓力的變化，并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)一起輸送到ECU，推算出吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量，它是決定噴油器基本噴油量和點(diǎn)火時(shí)刻的依據(jù)。

進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力傳感器的類型、結(jié)構(gòu)與工作原理

類型：膜盒式和應(yīng)變儀式結(jié)構(gòu)：硅膜片、真空室、混合集成電路、真空管接頭和線束插頭等組成工作原理：封裝在真空室內(nèi)的硅片，由于一側(cè)受進(jìn)氣壓力的作用，另一側(cè)是真空，所以在進(jìn)氣歧管壓力發(fā)生變化時(shí)，硅片產(chǎn)生變形，使擴(kuò)散在硅片上的電阻的阻值改變，導(dǎo)致輸出電壓發(fā)生變化。集成電路將這一電壓放大處理，作為進(jìn)氣歧管壓力信號(hào)送給ECU。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力與進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的空氣流量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由進(jìn)氣歧管內(nèi)的絕對(duì)壓力計(jì)算出進(jìn)氣量，從而計(jì)算出基本噴油量。2.節(jié)氣門(mén)體和節(jié)氣門(mén)位置傳感器（1）節(jié)氣門(mén)體安裝位置：空氣流量計(jì)之后的進(jìn)氣管上組成：節(jié)氣門(mén)怠速旁通氣道怠速調(diào)整螺釘

怠速控制閥

節(jié)氣門(mén)位置傳感器（2）節(jié)氣門(mén)位置傳感器安裝位置：節(jié)氣門(mén)位置傳感器安裝在節(jié)氣門(mén)體旁，與節(jié)氣門(mén)軸聯(lián)動(dòng)。功用：①將節(jié)氣門(mén)開(kāi)度(即發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECU，以修正空燃比適合發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化；②在裝備電子控制自動(dòng)變速器的汽車上，自動(dòng)變速器控制單元把節(jié)氣門(mén)位置傳感器信號(hào)和車速信號(hào)作為確定變速器換擋時(shí)機(jī)和變矩器鎖止時(shí)機(jī)的主要信號(hào)；③當(dāng)空氣流量計(jì)無(wú)信號(hào)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU將節(jié)氣門(mén)開(kāi)度信號(hào)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)來(lái)計(jì)算進(jìn)氣量，取代空氣流量計(jì)信號(hào)。類型：開(kāi)關(guān)式

滑動(dòng)電阻式

綜合式1）開(kāi)關(guān)式節(jié)氣門(mén)位置傳感器結(jié)構(gòu)：觸點(diǎn)式節(jié)氣門(mén)位置傳感器內(nèi)部有兩對(duì)觸點(diǎn)，即怠速開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)和全負(fù)荷開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)。工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或強(qiáng)制怠速時(shí)，怠速觸點(diǎn)閉合，控制單元根據(jù)此信號(hào)對(duì)怠速時(shí)的混合氣進(jìn)行微調(diào)，并修正點(diǎn)火提前角，切斷廢氣再循環(huán)系統(tǒng)；強(qiáng)制怠速時(shí)，暫時(shí)切斷供油。當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度超過(guò)一定角度時(shí)，全負(fù)荷觸點(diǎn)閉合，控制單元據(jù)此信號(hào)加濃混合氣，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。缺點(diǎn)：測(cè)量的信號(hào)不準(zhǔn)確。2）可變電阻式節(jié)氣門(mén)位置傳感器

可變（滑動(dòng)）電阻式節(jié)氣門(mén)位置傳感器是一種線性電位計(jì)。控制單元通過(guò)該傳感器可以獲得節(jié)氣門(mén)開(kāi)度從全閉到全開(kāi)連續(xù)變化的信號(hào)，以及開(kāi)閉速度的信號(hào)，從而精確判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況，以提高控制精度和效果。3）綜合式節(jié)氣門(mén)位置傳感器

綜合式節(jié)氣門(mén)位置傳感器是由一個(gè)怠速開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)和可變（滑動(dòng)）電阻組成的。怠速時(shí)，怠速觸點(diǎn)閉合，輸出怠速信號(hào)，其他工況隨節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的增大，輸出信號(hào)電壓也提高，直到全開(kāi)時(shí)電壓達(dá)到最大。3.怠速控制閥功用：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，控制的實(shí)質(zhì)是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。原理：在怠速狀態(tài)下，ECU依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，通過(guò)怠速控制裝置對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施怠速轉(zhuǎn)速反饋控制，使怠速保持在目標(biāo)轉(zhuǎn)速上穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。分類：（按進(jìn)氣量調(diào)節(jié)方式）旁通空氣式和節(jié)氣門(mén)直動(dòng)式案例解析1.經(jīng)認(rèn)真檢查發(fā)現(xiàn)，進(jìn)氣系統(tǒng)無(wú)泄漏。拔下空氣流量計(jì)線束側(cè)連接器后，