發(fā)動機及發(fā)動機附屬系統(tǒng)

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1、發(fā)動機及發(fā)動機附屬系統(tǒng) 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 第二部分 發(fā)動機的管理系統(tǒng) 目錄 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 概 述 發(fā)動機在整車中的作用： 發(fā)動機是汽車的動力裝置。其作用是使燃料 燃燒產生動力，然后通過底盤的傳動系驅動車輪 使汽車行駛。 什么是發(fā)動機： 把燃料燃燒放出的內能轉化為機械能的機器。 簡單介紹我公司的兩款發(fā)動機 KA24和 VG33。 KA24 發(fā)動機 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 VG33 發(fā)動機 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 KA24發(fā)動機： L型 4缸四沖程水冷電控汽油機； VG33發(fā)動機： V型 6缸四沖程水冷電控汽油機。 發(fā)動機的分類方法 分類 按燃料種類 汽油發(fā)

2、動機、柴油發(fā)動機 按活塞行程數(shù) 四沖程發(fā)動機、二沖程發(fā)動機 根據(jù)氣缸數(shù) 四缸機、六缸機、八缸機、 12缸機 按進氣中是否有增壓裝置 增壓和非增壓式發(fā)動機 根據(jù)冷卻方式 水冷式和風冷式 按排列方式 L型機（直列式）、 V型機、 W型機等 根據(jù)燃料供給方式 汽油機：化油器式汽油機、電控噴射汽油機； 柴油機：普通柴油機、高壓共軌電控柴油機。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 簡單介紹二沖程發(fā)動機的工作原理 二沖程發(fā)動機的工作循環(huán)在兩 個活塞行程內，即曲軸旋轉 一周的時間內完成的。 工作循環(huán)：是指在發(fā)動機內每 一次將熱能轉化為機械能， 都必須經過空氣吸入、壓縮、 輸入燃料，使

3、之著火燃燒而 膨脹作功，然后將生成的廢 氣排出這樣一個連續(xù)的過程。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 二沖程發(fā)動機工作方式 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 簡單介紹四沖程發(fā)動機的工作原理 四沖程汽油機經過進氣、壓縮、燃燒作功、排氣四個行程，完 成一個工作循環(huán)。這期間活塞在上止點、下止點間往復移動了 四個行程，相應地曲軸旋轉了兩周。 直列（ L型）四缸 V形六缸 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 簡單介紹四沖程發(fā)動機的總體構造 汽油機由 曲柄連桿機構 、 配氣機構 和 燃料供給系 、 冷卻系 、 潤滑系 、 點火系 、 起動系 組成 柴油機的點火方式為壓燃 式，所以 無點火系

4、 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 5. 發(fā)動機的主要性能指標 ： Pe、 Me、 ge A. 動力性指標： a) 有效功率 Pe： 發(fā)動機通過飛輪對外輸出的功率稱為 有效功率，單位為 kW或 Ps。 b) 有效扭矩 Me： 發(fā)動機通過飛輪對外輸出的扭矩稱為 有效扭矩，單位為 Nm。 c) 轉 速 n： 單位為 rpm/min B. 經濟性指標： 燃油消耗率 ge： 發(fā)動機每發(fā)出 1kW有效功率， 1小時所 消耗的燃油質量。單位為 g/kWh。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 a. 發(fā)動機缸體： 缸體為發(fā)動機各機構和系統(tǒng)的裝配基體 。 缸體上半部有氣 缸；下半部有曲軸箱。 缸體布置有以下幾種型式：

5、垂直式（如 KA24）、水平式、 V型 (如 VG33)、對置式。 b. 發(fā)動機缸蓋： 缸蓋的主要作用是封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁 形成燃燒室。 c. 氣缸墊 ： 缸體和缸蓋之間置有氣缸墊，以保證燃燒室的密封性。 缸墊有金屬 -石棉墊和實心金屬墊等。 安裝缸蓋時必須注意：擰緊螺栓時必須按由中央對稱地向四周擴展的順 序分次進行。擰松時按相反的順序進行。（一般車輛的維修手冊中都會有圖示） d. 油底殼： 油底殼的主要功用是貯存機油并密封曲軸箱。油底殼與缸體的 安裝接合部需要使用密封墊，日產發(fā)動機使用的是液體密封墊。 同樣拆卸和安裝油底殼時也要注意擰緊和擰松螺栓的順序。 （一般車輛的維修手冊

6、中都會有圖示） 發(fā)動機機體及曲柄連桿機構 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 活塞連桿組 油底殼 缸體 缸蓋 發(fā)動機機體： 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 活塞連桿組： a. 活 塞： 活塞的主要作用是承受氣缸中氣體壓力所造成的 作用力，并將此力通過活塞銷傳遞給連桿，用以 推動曲軸旋轉。 b. 活塞環(huán) ： 活塞環(huán)包括氣環(huán)和油環(huán)兩種。 c. 活塞銷： 連接活塞和連桿小頭。 d. 連 桿： 活塞的力傳遞給曲軸，并從而將活塞往復運動轉 變成旋轉運動。 e. 軸 瓦： 裝在連桿大頭和連桿小頭中的滑動軸承 軸瓦拆裝應注意嚴格按軸瓦上的編號配對使用。 介紹發(fā)動機的各個系統(tǒng) 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 活 塞 活

7、 塞 環(huán) 連 桿 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 曲軸飛輪組： a. 曲軸： 曲軸的作用是承 受連桿傳遞來的力，并由此繞其 本身的軸線旋轉傳遞扭矩。 b. 飛輪： 主要作用是旋轉時產生一定的慣性，帶動曲柄連桿機 構越過上、下止點。飛輪邊緣上壓有一個齒圈，以合起動電 機的驅動齒輪嚙合，供起動發(fā)動機用。同時飛輪盤還作為磨 擦離合器的驅動件 。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 配氣機構 1、配氣機構的布置及傳動： a. 氣門布置形式： 頂置式、側置式； b. 凸輪軸布置形式： 頂置凸輪軸、中置凸輪軸、下置凸輪軸； c. 凸輪軸的傳動方式：齒輪式傳動、鏈式傳動 d. 每缸氣門數(shù)及排列方式： 一般發(fā)動機都采

8、用每缸兩氣門，一進 一排，但為了進一步增大進氣量，現(xiàn)在有很多發(fā)動機采用多氣 技術，有三氣門、四氣門等。 e. 氣門間隙： 發(fā)動機工作時，氣門將因溫度的升高而膨脹，所以 在氣門和其傳動機構中，留有適當?shù)拈g隙。間隙值很重要，如 間隙過大：會產生沖擊、噪音，磨損加巨，發(fā)動機的充氣及排 氣情況變差；間隙過?。喊l(fā)動機在熱態(tài)時可能會漏氣，導致功 率的下降，甚至燒壞氣門。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 結合 KA24、 VG33介紹 DOHC 、 SOHC .KA24發(fā)動機 ： DOHC 16 VALVE- 雙頂置凸輪軸 16氣門 （ DOHC-double over head camshaft） 第一部分

9、 發(fā)動機的結構及原理 . VG33 發(fā)動機：單頂置凸輪軸 （ SOHC-single over head camshaft） 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 2、簡單介紹配氣相位： 配氣相位就是進、排氣門的實際開閉 時刻，通常用相對于上下止點的的曲 軸位置的轉角的環(huán)形圖來表示。 3、配氣機構的零件和組件： a. 氣門組的組成及各自的作用：氣門、氣門導管、氣門座、 氣門彈簧； b. 氣門的傳動：氣門傳動主要包括；凸輪軸、正時齒輪、挺 柱、推桿、搖臂等。 凸輪軸 正時 齒 輪 氣門 搖臂 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 燃料供給系 1. 柴油機的燃料供給系： 普通型柴油機燃料供給系統(tǒng)：噴油泵 -噴油器

10、式 高壓共軌式電控式燃料供給系統(tǒng)：目前高排放標準的 柴油機是此種型式 2. 汽油機的燃料供給系 ： （有如下幾種型式） 化油器式燃料供給系統(tǒng)：目前此種系統(tǒng)已經淘汰 ; 電控噴射式燃料供給系統(tǒng)：目前大多數(shù)車型使用此類型 ; 電控直噴式燃料供給系統(tǒng)：此種型式是把汽油直接噴入 發(fā)動機的氣缸中。是汽油機以后的發(fā)展方向。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 3. 汽油供給裝置： a. 汽油箱：作用貯存燃油。汽油箱的材料有兩種： 一種是用薄鋼板沖壓而成的，多用于卡車、 越野車等； 還有一種是用工程塑料制成的，多用于小型車輛。 b. 汽油濾：（后面詳細講） c. 汽油泵： （ 后面詳細講） d. 油管組：燃油管路

11、由各種金屬管、非金屬管（橡膠 軟管、尼龍軟管）等組成，起到輸送燃油的目的。 燃油供給系的安全與否與乘員的生命安全有直接的聯(lián)系， 所以燃油系統(tǒng)的零件都屬于保安防災零件，對質量上要求極嚴。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 發(fā)動機的排氣及排氣凈化系 排氣系統(tǒng)組成部分包括： 由排氣岐管、排氣管、機外凈化器、消音器。 消音器： 廢氣在排氣管中流動時，由于排氣門的開閉及活塞的往復運動 的影響，氣流呈脈動形式，如果讓廢氣直接排入到大氣中，會產生強烈 的排氣噪聲（大約在 100分貝以上）。為了減少排氣噪聲，需要在排氣管 出口處裝排氣消音器。 消聲器的基本原理： 消耗廢氣氣流的能量，并平衡氣流的壓力波動。可以通過

12、 半波消音、諧振消音、及吸音材料漫反射吸音等原理進行降低噪聲。 具體方法一般可采取以下幾種： 多次地改變氣流方向產生反射、重 復地使氣 流的流通截面收縮而又擴大、將氣流分割成很多的小的支流并沿著不平滑的 平面流動、包裹吸音材料、將氣流膨脹冷卻等。 現(xiàn)在一般的消音器都是三筒式的，其綜合了以上的幾種消音方式在一起。 排氣管及消音器的材料一般采用鍍鋁板或不銹鋼板，鍍鋁板相對價格低，但鍍鋁 板的耐腐蝕性不如不銹鋼板，容易產生銹蝕現(xiàn)象。故我公司車輛的排氣系統(tǒng) 現(xiàn)在全部采用不銹鋼板制成。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 機外排氣凈化器 汽油機 ： 三元催化轉化器 柴油機： 機外凈化器、顆粒捕捉器等 發(fā)動機的

13、排氣及排氣凈化系 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 排氣管 二級消音器 （ 尾消 ） 主消 音器 三 元 催 化 轉 化 器 PALADIN SE 車型 排氣系統(tǒng) 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 A. 因發(fā)動機工作時可燃混合氣的燃燒過程中產生大量的熱量，致 使發(fā)動機氣缸體溫度急劇升高，最高溫度可達 22002800K。氣 缸體內溫度過高，將造成以下幾點不良影響： a. 物體受熱過度膨脹，將破壞零件間的配合間隙，如活塞卡死在 氣缸中，另外零件各部分受熱不均，熱應力將導致零件破裂 b. 金屬零件在高溫下會降低強度，零件易損壞 c. 潤滑油在高溫下（粘性降低、加速零件磨損、潤滑油燃燒消耗、 燃燒室積炭）

14、d. 氣缸溫度過高，進入氣缸的新鮮氣體很快膨脹，減少進氣量、 降低功率 e. 汽油機易產生爆燃 B. 鑒于上述原因，發(fā)動機在運行時，必須進行冷卻。冷卻系統(tǒng)的 功用是使發(fā)動機在所有工況下都保持在適當?shù)臏囟确秶鷥?，?卻系統(tǒng)既要防止發(fā)動機過熱，也要防止冬季發(fā)動機過冷。在冷 發(fā)動機啟動后，冷卻系統(tǒng)還要保證發(fā)動機迅速升溫，盡快達到 正常的工作溫度。 發(fā)動機機的冷卻系 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 冷卻方式 ：有強制水冷型式、風冷式兩種方式?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機主要采用強制循環(huán)水 冷式冷卻系統(tǒng)，既利用水泵提高冷卻液的壓力，強制冷卻液在發(fā)動機中循環(huán)流動， 主要組成部分包括 ：散熱器、風扇、風扇離合器、電子風扇、

15、水泵、節(jié)溫器、膨脹水 箱、發(fā)動機機體和氣缸蓋中的水套 )以及其他附加裝置。 散熱器： 將冷卻水的熱量散入大氣； 水泵： 使冷卻液在冷卻系統(tǒng)中加速循環(huán)流動 ； 節(jié)溫器： 控制通過散熱器冷卻液的流量，使冷卻液在散熱器與水套之間進行大小循環(huán)， 保證發(fā)動機在最適宜的溫度范圍內工作； 風扇： 對空氣產生吸力，加強散熱器的冷卻作用； 風扇離合器： 現(xiàn)代汽車冷卻系統(tǒng)多采用硅油風扇離合器，從而根據(jù)發(fā)動機的溫度狀況 隨時對風扇轉速進行調節(jié)； 膨脹水箱： 也稱副水箱，利用水管與散熱器加水口處的出氣口相連，減少冷卻系冷卻 液的溢失。 變速器機油冷卻器 (OIL COOLER)： 裝有自動變速器的汽車必須裝備變速器機

16、油冷卻 器，因為自動變速器的機油可能過熱，會降低變速器性能甚至造成變速器損壞 暖風系統(tǒng)： 暖風機是一個熱交換器；暖風機一部分送到擋風玻璃，一部分送入駕駛室 或車廂。 冷卻液： 水與防凍劑的混合物，在防止冷卻液結冰的同時還提高了冷卻液的沸點。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 散熱器 風扇離合器 風扇 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 發(fā)動機的潤滑系 潤滑系的主要任務： 就是將機油不斷供給各運動零件和磨擦表面，減少各 零件的磨損、并冷卻磨擦表面。 潤滑系的組成及各部分的作用： 機油集濾器、機油泵、機油濾清器、油底 殼、循環(huán)油路、限壓閥、泄壓閥、機油散熱器等組成，另外為了隨時掌握 潤滑系的工作狀況，還設有

17、機油壓力表、機油溫度表。 A. 集濾器 ：集濾器一般是濾網(wǎng)式的，裝在機油泵之前，防止粒度較大的雜質 進入機油泵； B. 機油濾清器 ：目前使用較廣的是紙質濾芯濾清器。其具有質量輕、體積小、 濾清效果好、過濾阻力小、成本低待特點。機油濾清器需要按車輛保養(yǎng)說 明書中要求的時間或里程定期更換。 C. 機油泵 ：為使發(fā)動機得到必要的潤滑，壓力潤滑系中必須具有進行壓力潤 滑和保證機油循環(huán)而建立起足夠的油壓的機油泵。機油泵有轉子式和齒輪 式兩種。我公司兩款發(fā)動機的機油泵為轉子泵。 機油潤滑的方式： 有壓力潤滑（如曲軸主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承等 處）、飛濺潤滑（如凸輪表面、挺柱表面等）兩種方式。 機油的

18、選擇： 機油的主要技術指標是 -運動粘度，機油的選擇主要按 車輛的使用環(huán)境溫度選擇機油的粘度 。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 KA24發(fā)動機的潤滑 循環(huán)油路示意圖 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 發(fā)動機的潤滑系 曲軸箱的通風： 在發(fā)動機工作時，有一部分可燃混合氣體和廢氣會經過活 塞環(huán)漏到曲軸箱內。這些氣體會對曲軸箱中的機油品質造成一定的破壞， 同時還腐蝕零件，而且會造成曲軸箱中的壓力的不斷增高，從而造成機油 從油封、襯墊處滲出。為了解決此問題，必須使曲軸箱保持通風，將混合 氣從中抽出。 曲軸箱通風有兩種形式： 自然通風： 此種方式是將氣體直接導入大氣中。以前此種方法用得很多， 但會造成對大氣的

19、污染，因此現(xiàn)在已經不怎么采用了， 強制通風： 將氣導入發(fā)動機的進氣管中，重新進入發(fā)動機中燃燒掉。此種 方式符合環(huán)保的要求，故目前基本都采用此方式?，F(xiàn)在國家的整車的排放 法規(guī)中對曲軸箱的通風有專項指標要求。 （強制通風在后面還會講到） 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 發(fā)動機的點火系 點火系作用是： 按照發(fā)動機各缸的戰(zhàn)火次序，在一定的時刻供給火花塞以 足夠高的電壓，使火花塞兩極產生足夠強度的火花，點燃混合氣，從而使發(fā) 動機做功。 發(fā)動機的點火系由蓄電池、高壓點火線圈、高壓電纜、（分電器）、火花 塞組成。 各組成部分的功用： . 點火線圈： 是將電源電壓轉變成點火所需要的高壓的元件。原理同變壓器 的原

20、理。 . 分電器： 是將戰(zhàn)火線圈中產生的高壓電按照發(fā)動機的工作次序輪流分配到各處氣缸 的火花塞上。目前電噴發(fā)動機上一般都是采用電控的各缸獨立的戰(zhàn)火線圈，所以也就 不需要分電器了。但我公司的兩款發(fā)動機都還有分電器，但這和化油器車所的分電器 是不同的，其中間是集成了分電裝置、曲軸位傳感器和戰(zhàn)火線圈在一體的部件。 . 火花塞： 是將脈沖高壓電引入燃燒室，并在其兩極間發(fā)生電火花以點燃混合氣。 點火系統(tǒng)因是高壓電路，故對各相關零件的絕緣性都有很高的要求，任何輕微的 裂紋或破損都會產生漏電而使點火電壓不足，造成發(fā)動機不能正常工作。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 發(fā)動機的起動系 曲軸在外力的帶動下開始轉動直

21、到發(fā)動機自動地怠速運轉的過程為起動過程。 發(fā)動機的起動系主要由起動操縱機構、起動機（含離合機構）、組成。柴油 機有的還有輔助裝置如：電熱塞、進氣預熱器等。 起動機： 目前普遍是采用直流電機。起動機應帶有離合機構，因為只有在起 動時起動機才與發(fā)動機的飛輪盤嚙合，而當發(fā)動機開始工作之后，起動機應立 即與發(fā)動機的飛輪盤分離。否則會造成起動機的損壞。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 簡單介紹發(fā)動機的安裝懸置 因為發(fā)動機在運轉時會產生較大的振動和噪音，所以為了有效地消除振 動和噪聲，發(fā)動機往車架上安裝時一般都采用了安裝懸置。目前發(fā)動機的安 裝懸置有以下兩種： 橡膠安裝懸置： 在安裝支架之間硫化一個橡膠的減

22、振軟墊，因橡膠具有 緩沖作用，從而有效地消除振動和噪聲。 液壓安裝懸置： 在橡膠和金屬組成的密封的腔體，而腔體由一橡膠隔 膜分為上下兩個腔室，在兩個腔室中充入液體，兩個腔室之間孔相通。在振 動時，上下兩個腔室會受到不同的擠壓，體積也會發(fā)生變化，液體也就在兩 個腔室間流動，因有一定的粘度，會產生一定的反向的阻力，從而對振動有 一定的緩沖作用。 第一部分 發(fā)動機的結構及原理 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 緒 論 一、當前國內外電控汽油機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1. 當前國外電控汽油機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 2. 當前國內電控汽油機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 二、電控汽油機的發(fā)展趨勢 三、介紹常用的名詞代號 MP

23、FI -Multi Point Fuel Injection 多點噴射 SPI -Single Point Injection 單點噴射 TBI -Throttle Body Injection 節(jié)氣門體噴射（單點） EFI -Electronic Fuel Injection System 電控汽油噴射系統(tǒng) ECU-Electronic control center 電子控制單元 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 汽油機電控系統(tǒng)的基本理論 一、電控汽油機噴射系統(tǒng)的概述 電控汽油機噴射系統(tǒng)（ Electronic Fuel Injection System） 簡稱 EFI。它利用各種傳感器檢測發(fā)動機的

24、各種狀態(tài)，經過電 控單元（ ECU）的判斷和計算，發(fā)出控制信號使各執(zhí)行器進 行調控，使得發(fā)動機在不同的工況下都能獲得合適的空燃比 的混合氣。 在閉環(huán)控制系統(tǒng)中采用氧傳感器反饋控制，可以使空燃 比的控制精度進一步提高。在汽車運行的各種條件下空燃比 均可得到適當?shù)男拚拱l(fā)動機在各種工況下均能得到最佳 的空燃比。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 二、電控汽油機噴射系統(tǒng)的特點 與化油器式汽油機相比，電控噴射系統(tǒng)具有以下特點： 1. 克服化油器機械控制的缺點，可以精確地控制空燃比 2. 混合氣的分配均勻性好 3. 充氣效率高 4. 良好的起動性能 5. 良好的加速性能 6. 良好的減速減油或斷油性能 7.

25、良好的過渡工況響應性能 8. 良好的周圍環(huán)境適應性能 9. 良好的尾氣排放性 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 三、汽油機電控噴射系統(tǒng)的基本原理 A. 電控噴射系統(tǒng)是采用微處理器控制裝置控制發(fā)動機的運行的，該 裝置被稱為電子控制單元（ Electronic control center）即 ECU。 B. 電子控制單元接收來自發(fā)動機各種傳感器的信號，并經過計算后 提供出信號來控制發(fā)動機的各執(zhí)行機構的運行。各種輸入信號及 各執(zhí)行機構的運行信號都是由存儲在 ECU中的程序來控制執(zhí)行的， ECU中的程序是可以適應于發(fā)動機的變化工況的。 C. 燃油噴射系統(tǒng)由 ECU控制，以接收到的關于發(fā)動機的現(xiàn)行運行狀 態(tài)的

26、信息為基礎，諸如進氣岐管的真空度、發(fā)動機的轉速、進入 岐管的空氣的溫度和流量、節(jié)氣門位置、冷卻水水溫等參數(shù)，使 ECU按設定好的程序進行計算，算出正確的點火正時和噴油脈寬， 提供精確的執(zhí)行信號給相關的執(zhí)行機構，來滿足當時發(fā)動機的速 度和負荷的需求，并通過氧傳感器來反饋空燃比的信號，來進行 修正，以達到理想的發(fā)動機運行狀態(tài)。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本原理圖 駕駛員的要求 電子控制單元 ECU 各種傳感器 發(fā)動機 各種執(zhí)行器 輸入信號 執(zhí)行信號 采 集 信 號 輸出信號 輸出誤差 反饋信號 輸出 計算與判斷 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 混合氣的空燃比 空氣和燃料按一定的比

27、例組成的混合物稱可燃混合氣，混合 氣中的空氣的質量和燃料質量之比稱為空燃比?；旌蠚獾目杖?比對發(fā)動機的動力性、經濟性和排放性能都有很大的影響。 要使 1g 的汽油完全燃燒理論上需要 14.7g的空氣。以空氣質量 和汽油質量之比為 14.7:1組成的混合氣稱為標準混合氣。 14.7:1 被稱為理論空燃比。 對于控制發(fā)動機的性能和排放而言，理想的空氣燃油混合比 是 14.7:1，此種空燃比也是維持最佳排放要求的臨界值。在電控 噴射汽油機中， ECU可以確定適宜的空氣燃油混合比，各種傳 感器向發(fā)動機控制器提供反饋信號用以計算噴油脈寬及準備的 各點火正時。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 開環(huán)控制和閉環(huán)控制

28、的確定： 開環(huán)控制是系統(tǒng)不采用輸出信號進行反饋的控制，開環(huán)控制如圖： 駕駛員的要求 控制系統(tǒng) 發(fā)動機 輸出 開環(huán)控制框圖 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 開環(huán)控制和閉環(huán)控制的確定： 采用氧傳感器進行反饋控制即是閉環(huán)控制，原則上供給的混合氣的空 燃比是在理論空燃比附近。閉環(huán)控制如圖： 駕駛員的要求 控制系統(tǒng) 發(fā)動機 輸出 閉環(huán)控制框圖 輸出誤差 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 空燃比的控制策略和控制方法 空燃比的控制策略： 為了獲得低的排放性，并要 求有較好的燃油經濟性，必須采 用電控汽油噴射加三元催化轉化 器，進行閉環(huán)控制，如圖所示。 從圖中可知，采用三元催化轉化 器時只有當空燃比在過量空氣系 數(shù) =1(

29、當混合氣的空燃比為 14.7:1時 =1)附近很窄的范圍內 CO、 HC及 NOX的排出濃度總值 才會是最小。 圖中虛線部分是未采用三元催化轉化器時的發(fā)動機尾氣排放中所含的一氧化碳 （ CO）、碳氫化合物（ HC）及氮氧化合物（ NOX）與過量空氣系數(shù)（ ）的關 系，實線部分是采用三元催化轉化器時的發(fā)動機尾氣排放中所含的 CO、 HC及 NOX與過量空氣系數(shù)（ ）的關系 。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 空燃比的控制策略和控制方法 空燃比的控制方法： 要實現(xiàn)上述空燃比的控制策略，應按以下方法進行控制： 最主要的是精確地確定發(fā)動機進氣的質量流量。 根據(jù)所測出的空氣的質量流量及當時發(fā)動機的轉速，計算出

30、每 缸每個工作循環(huán)的進氣質量流量。 測量發(fā)動機此工況下，各種傳感器的信號， 根據(jù)噴油器的標定數(shù)據(jù)計算出噴油器的噴油脈寬。 計算出噴油定時。 ECU中驅動器根據(jù)點火順序按上面計算得到的噴油脈寬和噴油 定時使噴油器進行工作。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) EFI系統(tǒng)的分類與組成 EFI系統(tǒng)的分類： 按噴油器的數(shù)量分： 單點噴射 、多點噴射； 按噴油器的位置分： 缸內直接噴射、節(jié)氣門上方噴射、進氣門 前噴射； 按多點噴油方式分： 同時噴射、分組噴射、順序噴射 按控制方式分： 開環(huán)控制、閉環(huán)控制 EFI系統(tǒng)由以下幾個部分組成： 進氣系統(tǒng) 供油系統(tǒng) 控制系統(tǒng) 故障診斷系統(tǒng) 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 發(fā)動機電

31、控的原理及控制方法 控制原理 氧傳感器 ECM (ECCS 控制模塊） 發(fā)動機 噴油器 反饋信號 噴油脈沖 燃 燒 燃油噴射 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) PALADIN車型控制原理 凸輪軸位置傳感器 質量型空氣流量傳感器 冷卻液溫度傳感器 加熱式氧傳感器 節(jié)氣門位置傳感器 車速傳感器 點火開關 PNP開關 電瓶 ECM 噴油器 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 各 傳 感 器 在 整 車 上 的 位 置 示 意 圖 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) PALAD IN 車 控 制 系 統(tǒng) 示 意 圖 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) PALADIN車型燃油蒸發(fā)排放系統(tǒng) D22、 ZN6491及 PALADIN的燃油蒸發(fā)控

32、制系統(tǒng)主要由加油口蓋、 加油管、燃油箱、油泵及燃油截止閥、蒸發(fā)管路、炭罐等組成。 蒸發(fā)排放控制的作用及原理： 蒸發(fā)排放控制的作用：因為燃油箱貯存了大量的汽油，因為汽油 的易蒸發(fā)性，會在油箱中產生大量汽油蒸氣，這些蒸氣如果排到大氣 中會造成污染。蒸發(fā)系統(tǒng)的作用就是在車輛運行時，在發(fā)動機工作時 （一定的工況），把此部分油蒸氣引入到發(fā)動機中燃燒掉；在車輛不 運行時把此部分油蒸氣吸附到碳罐中的活性碳的表面，并待發(fā)動機工 作時，又通過引入空氣把此部分油蒸氣從活性碳上脫附出來，通入發(fā) 動機燃燒掉。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 蒸發(fā)控制系統(tǒng)示意圖 KA24發(fā)動機燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)原理圖 VG33發(fā)動機燃油蒸發(fā)控

33、制系統(tǒng)原理圖 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 此端通大氣 活性碳顆粒 此端接油箱 此端接發(fā)動機 真空控制閥 碳罐簡介 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 曲軸箱強制通風系統(tǒng) 這個系統(tǒng)把汽缸竄氣送回進氣集氣管。 曲軸箱強制通風閥（ PCV）用來把曲軸箱中的汽缸竄氣送進進 氣歧管。 在發(fā)動機節(jié)氣門部分開啟時，進氣歧管通過 PCV閥吸入曲軸箱 竄氣，正常情況下， PCV閥的通氣量足夠完全吸入曲軸箱竄氣和 少量通風空氣。 通風空氣從氣道吸入曲軸箱。在這個過程中，空氣通過連接進氣 管與搖臂室蓋的軟管。 在節(jié)氣門全開時，進氣歧管的真空度不足以打開 PCV閥并吸入曲 軸箱竄氣。氣流將按相反的方向流過連接軟管。在曲軸箱竄氣特

34、別 嚴重的車上， PCV閥滿足不了要求，在任何情況下，都會有一部 分氣體通過軟管到達進氣集氣管內。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 曲軸箱強制通風系統(tǒng)圖示 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 排放凈化系統(tǒng) 三款 PALADIN車型的排放凈化采用的都是：兩級三元催化器 +氧傳感器方式。 一級三元催化器 二級三元催化器 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 氧傳感器 A. 氧傳感器是閉環(huán)燃油控制系統(tǒng)的一個重要標志性零件，它調整和保持理 想的空燃比，使三元催化器達到最佳的轉換效率。當參與發(fā)動機燃燒的 空然比變稀時，排氣之中的氧聚集含量增加，氧傳感器的輸出電壓降低， 反之輸出電壓值則增高，由此向 ECM反饋空然比的狀況。 B.

35、氧傳感器的主要敏感材料是氧化鋯，氧化鋯被排氣加熱 (300C)激活后， 氧離子穿過氧化鋯元件到達其外部電極 . 氧化鋯元件感應發(fā)動機排氣中 的氧的含量并改變其輸出電壓值； 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 三元催化轉化器 1. 三元催化器的功能就是將發(fā)動機燃燒后排出 的有害氣體轉化成無害氣體后排往大氣； 2. 三元催化器的內部結構是蜂窩狀管道設計， 在蜂窩管道壁上有鉑、銠和鈀等貴金屬元素 的涂層作為催化反應媒； 3. 重要提示 ：三元催化器如果使用不當會造成 失效 ，所以要注意以下幾個方面： a. 重金屬 (如鉛、錳等 )、磷或硫中毒失效 ,所以 一定要使用無鉛汽油； b. 高溫燒蝕 (如：發(fā)動機單缸

36、失火 )失效； c. 外力沖擊或驟冷沖擊導致載體破碎； d. 異物堵塞 (如：發(fā)動機燒機油 ） 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 供油系統(tǒng) 油泵總成 管路 油軌總成 油泵 油位傳感器 進油管 濾清器 回油管 油軌 油壓調節(jié)器 噴嘴 供油系統(tǒng) a. 供油系統(tǒng)的功能就是根據(jù)發(fā)動機控制模塊發(fā)出的供油指令，適時地將燃 油提供給相應的氣缸。 b. 系統(tǒng)采用的是恒定壓力變脈寬的順序噴油方案，因此燃油供給子系統(tǒng)應 提供一個具有一定壓力燃油。 c. 有回油的系統(tǒng)油壓為 300kPa；無回油和有限回油的壓力為 350 kPa。 功能及原理： 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) A. 燃油泵總成： 是由油泵、支架及油位傳感器、儲油

37、罐 (選裝 )和油壓調節(jié)器 (有限回油系統(tǒng) )組成。它的首要功能就是為系統(tǒng)提供足夠壓力的燃油。 B. 燃油泵由 ECM通過燃油泵繼電器控制工作，油泵的出口處設計有單向閥， 在發(fā)動機不工作時，油管內的存油不會回泄到油箱，以保證再次起動性能。 C. 油位傳感器為滑片可變電阻型。 安裝： 內裝于燃油箱 供油系統(tǒng) 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 油軌： 油軌是由燃油導油管、穩(wěn)壓倉、壓力調節(jié)器、噴油嘴和一些固定部 件所組成。 a. 油軌提供了高壓燃油的調壓容積和流向各噴嘴的管路，以及固定 噴嘴的支撐 b. 安裝：安裝在進氣歧管上 電控系統(tǒng)各系統(tǒng)及部件 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 油壓調節(jié)器： 作用是調節(jié)油軌中燃

38、油的壓力，消除因燃油供給速率改 變、油泵供油的變化和發(fā)動機真空度的改變對噴油的干擾。 電控系統(tǒng)各系統(tǒng)及部件 a. 燃油壓力調節(jié)器由內部的調節(jié)彈 簧和外部的進氣歧管真空度的相 互作用控制。 b. 它始終保持油軌內的油壓與進氣 歧管內的壓差恒定。 c. 安裝：油壓調節(jié)器安裝在油軌的 一端；無回油系統(tǒng)則安裝在燃油 泵總成內。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 噴油器： 噴油器結構是一個電磁開關裝置。 a. 噴油器的頂部采用橡膠密封圈與燃油導軌接口形成可靠壓力燃油密 封；下部亦采用橡膠密封圈與發(fā)動機進氣歧管對空氣密封。 b. 安裝：通過油軌固定于進氣歧管。 電控系統(tǒng)各系統(tǒng)及部件 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 電控

39、系統(tǒng)各系統(tǒng)及部件 燃油濾清器： 燃油濾清器的功能在于過濾燃油中的固體雜質；為保證 濾清效果，確保噴嘴在工作中不致于因雜物而堵塞，系統(tǒng)需采用電噴 專用燃油濾清器；濾清器的外殼必須具備足夠的強度，不會因燃油壓 力而破裂 .。燃油濾清器串聯(lián)于電動燃油泵與燃油導軌之間的油路上。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 進氣控制系統(tǒng) 進氣控制系統(tǒng) （節(jié)流閥體） 閥體 節(jié)氣門傳感器 怠速控制閥 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 進氣控制系統(tǒng) A. 節(jié)流閥體的功能是控制發(fā)動機工作時的進氣量； B. 節(jié)流閥體由閥體、閥門、油門拉桿機構、節(jié)氣門位置傳感器、 怠速控制閥等構成； C. 怠速控制閥的功能是控制節(jié)流閥體旁通氣道的流通面積，

40、以 調節(jié)進入發(fā)動機的空氣量，實現(xiàn)對發(fā)動機怠速的控制。怠速 控制閥的主體是一只步進電機。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 點火系統(tǒng) 點火系統(tǒng) 點火線圈 火花塞引線 火花塞 點火系統(tǒng)的功能就是根據(jù)發(fā)動機控制模塊發(fā)出的點火指令， 適時地點燃發(fā)動機氣缸內的空氣和燃油的混合氣體。點火的正時 和線圈的驅動由 ECM完成。 PALADIN車型的點火線圈是集成在分電器中。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 曲軸位置傳感器：此傳感器有兩種形式：光電式、磁電式。 PALADIN兩種發(fā)動機采用的是光電式，是集成在分電器中。 爆振傳感器：爆震傳感器裝配于發(fā)動機缸體上敏感部位，用于感 應發(fā)動機產生的爆震。 ECM通過爆震傳感器探測爆

41、震強度，進而 修正點火提前角，對爆震進行有效控制，并優(yōu)化發(fā)動機的動力性， 燃油經濟性和排放水平。 發(fā)動機控制模塊（ ECM）是一個以單片機為核心的微處理器。它 的功能就是處理來自整車不同部位的傳感 器數(shù)據(jù)，判斷發(fā)動機 的工作狀況，再通過執(zhí)行器對發(fā)動機的進行準確的控制。 其它傳感器：水溫傳感器、車速傳感器。 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 一、缸內直噴汽油發(fā)動機 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 一、缸內直噴汽油發(fā)動機 采用電控缸內直接噴射方法，在火花塞附近供給濃混合氣， 以利著火； 在其它區(qū)域供給稀混合氣， 進行分段噴油。達到分層燃燒的目的。據(jù)報導空燃比為 30 :1 時，仍可燃燒。 此種

42、方法可節(jié)約燃料三分之一以上。 為了減少稀燃時的 NOx,在排氣系統(tǒng)中安裝了兩只溫度傳感器、 兩只氧傳感器和兩級催化轉化器。 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 二、減少排放物的新手段 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 試驗結果表明： CO、 HC和 NOx三種排放物在第一個工況循環(huán)中將占總排放 量的 70-80%; 因此今后解決排放的重點在 : 1.降低 HC排放； 2.改善怠速和暖機期間的排放； 3.盡可能地縮短催化器的加熱時間，在催化器達到起燃 溫度之前，最大程度地降低發(fā)動機排出的廢氣。 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 第二部分 發(fā)動機管理系

43、統(tǒng) 二、減少排放物的新手段 : 滿足美國及歐洲共同體排放法規(guī)要求的途徑 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 三、帶有在集成診斷系統(tǒng) OBD II 的發(fā)動機管理系統(tǒng) 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 四、 CAN總線 由于車內電控發(fā)動機系統(tǒng)、底盤電子控制系統(tǒng)、車身電子 控制系統(tǒng)和音響娛樂等廣泛應用。車內開始采用 CAN總線。 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 第二部分 發(fā)動機管理系統(tǒng) 五、 氣門系統(tǒng) 配氣機構精確地控制發(fā)動機的工作正時和性能輸出。雙變 位或連續(xù)可變相位凸輪調整裝置精確地控制著凸輪的定時或用 電磁閥直接驅動氣門的方法，可優(yōu)化發(fā)動的廢氣排放、性能和 燃油經經濟性。 發(fā)動機的發(fā)展趨勢 謝 謝