汽車發(fā)動機(jī)構(gòu)造與維修 課件 8.3空氣供給系統(tǒng)

空氣供給系統(tǒng)5.3空氣供給系統(tǒng)的構(gòu)造與檢修空氣供給系統(tǒng)負(fù)責(zé)向汽油機(jī)提供與發(fā)動機(jī)相適應(yīng)的清潔空氣，同時對流入發(fā)動機(jī)氣缸的進(jìn)氣質(zhì)量進(jìn)行直接或間接計量。一、進(jìn)氣系統(tǒng)作用和組成主要零部件：空氣濾清器、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣歧管、空氣計量裝置、節(jié)氣門體、節(jié)氣門位置傳感器、怠速控制閥一、進(jìn)氣系統(tǒng)作用和組成工作情況二、各組成部分的結(jié)構(gòu)原理和檢修（一）空氣計量裝置作用對流入氣缸的氣體質(zhì)量進(jìn)行計量，并把空氣流量的信息輸送制ECU。位置L型發(fā)動機(jī)系統(tǒng)中，裝在空濾和節(jié)氣門體之間；目前較多的采用熱線式、熱模式空氣流量計。如桑塔納2000Gsi轎車的AJR發(fā)動機(jī)就采用了這種空氣流量計。（一）空氣計量裝置1.熱線式空氣流量計（1）結(jié)構(gòu)

熱線式空氣流量計的基本構(gòu)造如下圖所示。它主要由鉑絲制成的熱線(發(fā)熱體)、溫度補償電阻、控制熱線電流并輸出信號的控制電路、采樣管和流量計殼體等組成。

根據(jù)鉑絲熱線在流量計中安裝位置的不同，又分為主流測量方式和旁通測量方式兩種結(jié)構(gòu)形式。（一）空氣計量裝置大排量的發(fā)動機(jī)采用主流量檢測方式，排量小的發(fā)動機(jī)則采用旁通測量方式。（一）空氣計量裝置⑵、工作原理當(dāng)空氣流量增加時，RH的溫度下降，阻值↘，電橋失去平衡，放大器A自動給RH增加電流，使RH恢復(fù)原來的溫度和阻值。與此同時RA上的電壓增加。

RH具有自潔功能，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過1500r/min,關(guān)閉點火開關(guān)，系統(tǒng)將RH加熱到1000以上保持1s。熱線電阻補償電阻精密電阻（一）空氣計量裝置（3）熱線式空氣流量計的輸出特性

隨著發(fā)動機(jī)進(jìn)氣量增大，其輸出信號電壓越高。（一）空氣計量裝置（4）熱線式空氣流量計的檢測以日產(chǎn)MAXIMA車VG30E發(fā)動機(jī)的熱線式空氣流量計為例。1）檢查電路連接情況。檢查空氣流量計與微處理器的連接導(dǎo)線是否正常。插接器連接是否可靠。2）檢查外觀?？礋峤z是否折斷、臟污。護(hù)網(wǎng)有無堵塞破損。3）檢查輸出信號①就車檢查。打開點火開關(guān)，不起動發(fā)動機(jī)，測量端子E、D之間電壓，應(yīng)為12V。若無電壓，再測E、C間的電壓，如果E、C電壓為12V，說明D端子搭鐵不良。應(yīng)檢查D與ECU之間的線路或ECU的搭鐵電路。

（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置

測量端子B、D之間電壓，發(fā)動機(jī)不起動時應(yīng)為0.5V；發(fā)動機(jī)起動，怠速時應(yīng)為1.0－1.3V；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3000r/min時應(yīng)為1.8－2.0V。若不符合要求，則要拆下進(jìn)一步檢查。②車下檢查。拆下空氣流量計，將蓄電池電壓加在D、E端子，然后用萬用表測B、D間電壓：

當(dāng)有空氣吹入時，其電壓約為2.0～4.0V；當(dāng)無空氣吹入時，其電壓約為1.6±0.5V（一）空氣計量裝置（5）檢查自清信號。(就車檢測)

①起動發(fā)動機(jī)加速至2500r/min以上；②讓發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)；拆下空氣流量計前的進(jìn)氣管道及濾清器；③在發(fā)動機(jī)熄火5s后，熱線被加熱至發(fā)紅光，并持續(xù)1s。④如果看不到紅輝光，應(yīng)檢查插接器的12號端子與空氣流量計線束插接器的接線端子F間是否導(dǎo)通；正常情況下應(yīng)導(dǎo)通，若不通，說明自清電路發(fā)生斷路故障，應(yīng)檢查線束；如果線束正常則應(yīng)更換空氣流量計。

注意：有些車型的熱線式空氣流量計無些功能。（一）空氣計量裝置2.熱膜式空氣流量計熱模式空氣流量計是熱線式空氣流量計的改進(jìn)產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)及工作原理與熱線式空氣流量計基本相同，只是將熱線改為熱膜。（1）構(gòu)造。發(fā)熱體不直接承受空氣流動所產(chǎn)生的作用力，增加了發(fā)熱體的強度，提高了工作可靠性，且無需加熱清潔電路所以無功能下降情況（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置（一）空氣計量裝置（2）輸出特性。和熱線式空氣流量計一致。（3）熱模式空氣流量計的檢測。

以桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機(jī)熱膜式空氣流量計的檢查為例。1）檢查電路連接情況。檢查空氣流量計與微處理器的連接導(dǎo)線是否正常，以及插接器插接是否可靠。相關(guān)端子間的電阻應(yīng)小于1Ω.2）檢查外觀。檢查防護(hù)網(wǎng)、熱膜有無異常

3）就車檢查。①拔下空氣流量計上的導(dǎo)線連接器，起動發(fā)動機(jī),測端子2與搭鐵間電壓，該電壓應(yīng)大于11.5V；否則應(yīng)檢查熔絲、油泵繼電器及其連接電路。②打開點火開關(guān)，測量端子4與搭鐵間電壓，應(yīng)為5V、否則應(yīng)當(dāng)檢查連接線路和ECU。（一）空氣計量裝置（4）車下檢查。拆下空氣流量計在端子4和搭鐵線間加5V電壓，端子2與搭鐵線間加12V電壓。用電吹風(fēng)向內(nèi)吹，測端子5、3之間電壓，觀察其變化，吹風(fēng)越近電壓越高。（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器

一般裝于發(fā)動機(jī)機(jī)艙內(nèi)，用一根真空管與進(jìn)氣歧管相接或直接裝在節(jié)氣門后方的進(jìn)氣歧管上。如下圖所示。1、安裝位置（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器2、分類分為壓阻效應(yīng)式、電容式和電感式三種。（1）壓阻效應(yīng)式。

靈敏度高、尺寸小、成本低、動態(tài)響應(yīng)和抗振性好。

如圖所示。它由真空室、硅膜片和IC集成放大電路組成。（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器

壓力轉(zhuǎn)換元件是利用半導(dǎo)體壓阻效應(yīng)制成的硅膜片。硅膜片為約3mm的正方形，其中部經(jīng)光刻腐蝕形成直徑約2mm、厚約50μm的薄膜。在膜片表面規(guī)定位置有四個應(yīng)變電阻，以惠斯頓電橋方式連接，如下圖所示。通過特殊加工，可使4個電阻應(yīng)變片處于特殊位置，受到硅膜片應(yīng)力作用，應(yīng)變電阻R2、R4的阻值增加ΔR（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器檢測：以皇冠3.0發(fā)動機(jī)所采用的絕對壓力傳感器為例。其ECU連接電路圖：（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器①檢查電源電壓。點火開關(guān)置于“OFF”，拔下進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器的導(dǎo)線連接器，然后將點火開關(guān)置于“ON”，不起動發(fā)動機(jī)，用萬用表直流電壓檔測量導(dǎo)線連接器中電源端Vc和接地端E2之間的電壓，其值為5V。如有異常，應(yīng)檢查進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器與ECU之間線路是否導(dǎo)通。②檢測輸出信號電壓。點火開關(guān)“ON”，不起動發(fā)動機(jī)，拆下進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器和真空軟管。在ECU導(dǎo)線連接器側(cè)用萬用表電壓檔測量PIM端子與E2端子之間在大氣壓力狀態(tài)下的輸出電壓，并記錄。然后用真空泵向進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器內(nèi)施加真空，從13.3kPa起，每次遞增13.3Kpa，一直增到66.7Kpa。觀察PIM和E2端子建電壓。應(yīng)當(dāng)是隨真空度增加而下降。（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器真空室通進(jìn)氣歧管（2）電容式進(jìn)氣壓力傳感器（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器（3）電感式壓力傳感器（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器2、結(jié)構(gòu)（二）進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器

節(jié)氣門體裝在空氣流量計和發(fā)動機(jī)進(jìn)氣總管之間的進(jìn)氣管上。

它由節(jié)氣門、怠速旁通氣道、怠速調(diào)節(jié)螺釘、輔助空氣閥等組成，如下圖所示。節(jié)氣門與加速踏板聯(lián)動，駕駛員通過加速踏板控制節(jié)氣門開度，對發(fā)動機(jī)的輸出功率進(jìn)行控制。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器觸點式節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器線性式節(jié)氣門位置傳感器綜合式節(jié)氣門位置傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器1.觸點式節(jié)氣門位置傳感器

觸點式節(jié)氣門位置傳感器主要由一個滑動觸點和兩個固定觸點組成，如圖。如滑動觸點（TL）隨節(jié)氣門軸一起轉(zhuǎn)動，滑動觸點在節(jié)氣門全關(guān)（怠速）時與怠速固定觸點（IDL）閉合；在節(jié)氣門接近全開時與全開觸點（PSW）閉合；節(jié)氣門開度在中間位置時，滑動觸點與兩個固定觸點均斷開。ECU根據(jù)觸點的閉合情況確定發(fā)動機(jī)處于怠速、中等負(fù)荷或全負(fù)荷工況。觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的輸出特性：節(jié)氣門關(guān)閉時：怠速觸點“0”，大負(fù)荷觸點“1”，ECU結(jié)合車速傳感器信號，如果車速為零，說明處于怠速，就增加噴油量；車速不為零說明處于減速狀態(tài)，控制噴油器停止噴油。節(jié)氣門開度加大：怠速觸點“1”，大負(fù)荷觸點“1”。節(jié)氣門接近全開（80％以上）：怠速觸點“1”，大負(fù)荷觸點“0”。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器觸點開關(guān)式節(jié)氣門位置傳感器的檢測：（1）檢查搭鐵電路。斷開點火開關(guān)，拆下插接器，用萬用表測E1端子和車身之間的電阻，其阻值應(yīng)為0.否則應(yīng)檢查ECU和E1之間是否導(dǎo)通。（2）檢查工作電壓。接通點火開關(guān)，電壓表測另兩端子與車身之間電壓。應(yīng)為12V。若無電壓，則說明傳感器的電源線有故障。應(yīng)檢查傳感器電源線、微處理器電源線、主繼電器及熔絲。（3）檢查傳感器。在節(jié)氣門限位螺釘與限位桿之間插入規(guī)定厚度的塞尺，用萬用表歐姆檔測個端子之間是否導(dǎo)通。以下為參考值：（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器2.線性電位計式節(jié)氣門位置傳感器

線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的主要特點是，表示節(jié)氣門開度的輸出電壓與節(jié)氣門開度成線性關(guān)系。該傳感器的結(jié)構(gòu)和電路如圖所示。

右圖給出了線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的輸出特性，從圖中可以看到傳感器的輸出電壓隨著節(jié)氣門開度的增大而線性地增大。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器3.綜合式節(jié)氣門位置傳感器

綜合式節(jié)氣門位置傳感器在日本豐田皇冠3.0、凌志LS400等轎車裝用的是由一個電位計和一個怠速觸點組成的綜合式節(jié)氣門位置傳感器，工作原理和檢修方法參閱前兩種節(jié)氣門位置傳感器，其電路如下圖所示。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器用萬用表檢測節(jié)氣門位置傳感器（1）檢查搭鐵。斷開點火開關(guān)，檢查E2端子與ECUE2端子之間、ECU與E1之間是否導(dǎo)通。（2）檢查電壓。點火開關(guān)“ON”，轉(zhuǎn)動節(jié)氣門，分別測IDL、VC、VTA三端子與車身間的電壓，參考值如表4－3.（3）檢查傳感器。①怠速觸點導(dǎo)通性檢查：當(dāng)節(jié)氣門全閉時，IDL－E2應(yīng)當(dāng)導(dǎo)通；當(dāng)氣門打開時，IDL端子和E2端子間應(yīng)不導(dǎo)通。②檢查線性電位計電阻：VTA-E2間電阻應(yīng)當(dāng)隨節(jié)氣門開度加大而增大。

在節(jié)氣門限位螺釘和限位桿之間插入適當(dāng)厚度的塞尺，測量各端子間的電阻，其值應(yīng)符合表4－4的要求。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（4）節(jié)氣門位置傳感器的調(diào)整擰松節(jié)氣門位置傳感器的兩個固定螺釘，在節(jié)氣門限位桿和限位螺釘之間插入0.50mm的塞尺，同時用萬用表測量IDL與E2導(dǎo)通情況。逆時針轉(zhuǎn)動節(jié)氣門位置傳感器，使怠速觸點斷開，然后再順時針轉(zhuǎn)動直到怠速觸點閉合，然后擰緊固定螺釘。再用0.45和0.55mm的塞尺插入，看IDL-E2導(dǎo)通情況。當(dāng)塞尺為0.45mm時，應(yīng)導(dǎo)通；0.55mm則應(yīng)斷開。（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（5）用示波器檢測節(jié)氣門位置傳感器①將示波器測頭與電位計式位置傳感器的信號輸出端（下圖中的VT端）連接。

②打開汽車的點火開關(guān)或讓發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)。

③讓節(jié)氣門由關(guān)閉位置逐漸開啟直至全開，同時觀察示波器顯示屏上的節(jié)氣門位置傳感器輸出信號的波形。正常波形應(yīng)為一連續(xù)、平滑的斜線（下圖a）。若測得的信號波形不平滑，有突變（下圖b），則說明該節(jié)氣門位置傳感器有故障。教材163面（三）節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器（四）怠速控制裝置怠速空氣提供方式:⑴旁通空氣式

采用這種方式的系統(tǒng)在怠速時節(jié)氣門完全關(guān)閉。⑵

節(jié)氣門直動式

怠速時，油門踏板雖然完全松開，但節(jié)氣門并不完全關(guān)閉，而是仍通過它提供怠速空氣。旁通空氣式節(jié)氣門直動式作用：對發(fā)動機(jī)怠速時的進(jìn)氣量進(jìn)行控制。（四）怠速控制裝置1、節(jié)氣門直動式怠速控制機(jī)構(gòu)（1）節(jié)氣門控制組件的構(gòu)造。①節(jié)氣門定位電位計。安裝在節(jié)氣門體內(nèi)，是可變電阻式傳感器，將節(jié)氣門開度、節(jié)氣門定位器的信號輸送給ECU。②節(jié)氣門電位計。與加速踏板聯(lián)動。③節(jié)氣門定位器。能適當(dāng)開大或關(guān)小節(jié)氣門，是永磁式步進(jìn)電機(jī)。旋轉(zhuǎn)時，通過減速齒輪機(jī)構(gòu)帶動節(jié)氣門軸轉(zhuǎn)動。④怠速開關(guān)。與節(jié)氣門電位計一起裝在節(jié)氣門軸上。（四）怠速控制裝置2、旁通氣道式怠速控制機(jī)構(gòu)

旁通氣道式怠速控制機(jī)構(gòu)有多種形式，常見的有步進(jìn)電動機(jī)式、旋轉(zhuǎn)滑閥式、電磁式怠速控制閥三種。（1）步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥1）構(gòu)造。由步進(jìn)電機(jī)、螺旋機(jī)構(gòu)、閥芯、閥座組成。（四）怠速控制裝置B1-B、A-A1、B-B1、A1-AB1-B、A1-A、B-B1、A-A12）步進(jìn)電機(jī)怠速控制閥的工作原理。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一周，螺桿移動一個螺距。

①步進(jìn)電機(jī)工作原理。（四）怠速控制裝置豐田公司的六線式步進(jìn)電機(jī)（四）怠速控制裝置②步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角。電動機(jī)的步進(jìn)角有30°、15°、11.25°、7.5°、2.5°、1.8°例：豐田皇冠3.0的定子分上下兩部分，每部分有8對磁極，組合到一起就是轉(zhuǎn)一圈前進(jìn)32步，所占角度11.25°.這種控制閥從全閉到全開共需125步，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)四圈。（四）怠速控制裝置3）檢測。以豐田皇冠3.0為例。（四）怠速控制裝置就車檢查①怠速、暖機(jī)過程中轉(zhuǎn)速應(yīng)達(dá)到1500r/min；發(fā)動機(jī)達(dá)到正常溫度后能恢復(fù)正750r/min②發(fā)動機(jī)熄火后閥會發(fā)出“咋嘈”的響聲。③點火開關(guān)“ON”，然后測ECU的ISC1、ISC2、ISC3、ISC4與E1間電壓。應(yīng)當(dāng)為9－14V。若無電壓說明ECU有故障。④測4組繞組電阻值（B1－S1，B1－S3，B2-S2，B2－S4），應(yīng)為10－30Ω.車下檢查①拆下節(jié)氣門體②在B1、B2端子上接蓄電池正極，然后依次接S1,S2,S3,S4端子搭鐵，此時閥門應(yīng)當(dāng)漸閉。③再依次接S4，S3,S2,S1閥門應(yīng)當(dāng)漸開。（四）怠速控制裝置（2）旋轉(zhuǎn)滑閥式怠速控制閥1）構(gòu)造。2）原理。（四）怠速控制裝置3）檢測。①點火開關(guān)“ON”，測ECU的ISC1和ISC2端子對E1端子的標(biāo)準(zhǔn)電壓應(yīng)為9－14V。②測繞組阻值，應(yīng)為18.8－28.8Ω.（3）電磁式怠速控制閥1）構(gòu)造原理。分為占空比型和開關(guān)型兩種。2）檢測。①檢查電源電壓。②檢查線圈電阻。測量兩端子間電阻。應(yīng)為10－15Ω.③工作情況檢查。直接接電源時閥芯應(yīng)當(dāng)動作。（四）怠速控制裝置3）檢測。①點火開關(guān)“ON”，測ECU的ISC1和ISC2端子對E1端子的標(biāo)準(zhǔn)電壓應(yīng)為9－14V。②測繞組阻值，應(yīng)為18.8－28.8Ω.（3）電磁式怠速控制閥1）構(gòu)造原理。分為占空比型和開關(guān)型兩種。2）檢測。①檢查電源電壓。②檢查線圈電阻。測量兩端子間電阻。應(yīng)為10－15Ω.③工作情況檢查。直接接電源時閥芯應(yīng)當(dāng)動作。（五）電子節(jié)氣門電子節(jié)氣門采用柔性連接。使用電纜線