电控发动机教案.docx
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电控发动机教案
阿克苏地区技工学校(首页)
班级:
日期:
年月日编号007-3
教学目的与要求
能够正确理解空气供给系统主要元件的结构原理
能够正确分析空气供给系统主要元件的控制电路及控制过程
本课重点与难点
空气流量计的结构原理及控制过程
怠速控制阀的结构原理及控制过程
课堂进程
次序
内容
1.
空气供给系统功用、类型、组成
2.
空气流量计
3.
进气绝对压力传感器
4.
怠速控制阀
5.
空气阀
6.
惯性增压进气系统
7.
8.
9.
10.
11.
12.
第七章汽油机供给系统
第三节空气供给系统
·空气供给系统功用:
供给与发动机负荷相适应的清洁空气,直接和间接计量空气质量,与喷油器喷出的汽油形成最佳混合气。
·空气供给系统组成:
空气计量装置(空气流量计或进气压力传感器)、怠速控制阀、补充空气阀、惯性增压进气系统、节气门位置传感器、进气温度传感器等(后两个传感器在下讲介绍)。
由电控燃油喷射系统组成导入空气供给系统
·L-Jetronic空气供给系统(图6-17)
图6-17:
L-Jetronic空气供给系统
·D-Jetronic空气供给系统(图6-18)
图6-18:
D-Jetronic空气供给系统
一、空气流量计
重点讲解:
1.翼片式空气流量计
(1)结构及功能(图6-19)
·为体积流量型,六七十年代较为流行
·缓冲片(视频):
缓冲室内空气对缓冲片的阻尼作用,使翼片转动平稳
·旁通空气调节螺钉:
调节怠速时旁通空气量的大小,从而调节怠速混合气的成分
·电位计:
将翼片转动的角度转换为电信号
(2)工作原理
·翼片全关时,没有进气量,产生电压信号最强
·翼片打开时,进气量由小变大,产生电压信号有强变弱
·翼片全开时,进气量最大,产生电压信号最弱
简单介绍:
·要求学生了解翼片式空气流量计主要结构、工作原理及控制电路
图6-19:
翼片式空气流量计结构
(3)控制电路(图6-20)
·下图为早期凌志ES300发动机翼片式空气流量计,集成有三个元件
·空气流量计:
VC(电源)、VS(空气流量信号)、E2(接地)
·进气温度传感器:
THA(温度信号)、E1(接地)
·燃油泵开关
图6-20:
早期凌志ES300发动机翼片式空气流量计控制电路
2.卡门漩涡式空气流量计
(1)光电式
1)结构与原理(图6-21)
·卡门漩涡原理:
流体流过涡流发生体时,流体会产生系列漩涡,且漩涡频率与流体流速成正比。
·光电式传感器:
由发光二极管、振动反光镜、光敏三极管组成。
漩涡频率通过压力孔使振动反光镜振动,光敏三极管接受因振动产生变化的光能,转化为脉冲电压信号,该脉冲信号与漩涡频率成正比
对比介绍:
·要求学生理解掌握光电式卡门漩涡式空气流量计主要结构、工作原理及控制电路
图6-21:
光电式卡门漩涡式空气流量计结构原理
2)控制电路(图6-22)
·图中某款车型卡门漩涡式空气流量计,集成有二个元件
·空气流量计:
V1(电源)、V2(空气流量信号)、E(接地)
·进气温度传感器:
ATS(温度信号)、E1(接地)
图6-22:
光电式卡门漩涡式空气流量计控制电路及接口
(2)超声波式(图6-23)
·超声波式传感器:
由超声波发射器、超声波接受器组成。
漩涡频率使超声波发射器产生的超声波发生变化,超声波接受器接受该超声波转化为脉冲电压信号,该脉冲信号与漩涡频率成正比
·要求学生理解掌握超声波式卡门漩涡式空气流量计主要结构、工作原理及控制电路
图6-23:
超声波式卡门漩涡式空气流量计结构与原理
3.热线式空气流量计
(1)组成(图6-24)
·一般还带有自洁电路:
熄火后自动加热帕丝1000°C维持1s,烧掉帕丝上的灰尘
重点介绍:
·要求学生理解掌握热线式空气流量计主要结构、工作原理及控制电路
图6-24:
热线式空气流量计组成
(2)工作原理(图6-25)
·控制电路自动控制电桥平衡
·当进气量越大,因进气的散热使帕热丝电阻减小,电桥平衡受到破坏。
控制电路自动增大电流,增大帕热丝电阻使电桥重新恢复平衡。
因电路中电流的增大,使精密电阻的电位增大。
该电位与进气量成正比,作为进气量信号电压传输给发动机ECU
图6-25:
热线式空气流量计工作原理
(3)控制电路(图6-26)
·下图为凌志LS400发动机热线式空气流量计原车电路图
·空气流量计:
VG(空气流量信号)、EVG(接地)
图6-26:
热线式空气流量计控制电路
4.热膜式空气流量计
(1)组成及原理(图6-27)
·工作原理:
与热线式相同
·热膜:
帕金属片固定在树脂薄膜上。
优点是提高可靠性和耐用性,不粘附灰尘
对比介绍:
·要求学生理解掌握热膜式空气流量计主要结构、工作原理及控制电路
图6-27:
热膜式空气流量计组成
(2)控制电路(图6-28)
·图为桑塔纳2000AJR发动机热膜式空气流量计原车电路图
·空气流量计:
端子2(电源12V)、端子4(参考电压5V)、端子5和3(空气流量信号与接地)
图6-28:
热膜式空气流量计控制电路
5.四种空气流量计的比较
·二十世纪七十年代,翼片式空气流量计在电子控制汽油喷射系统上应用较广。
这种空气流量计结构简单,价格便宜,且具有良好的可靠性。
但翼片式空气流量计也存在一些缺点,如体积大、不便于安装、急加速响应滞后较长、进气阻力较大以及需要补偿大气压力和温度的变化等。
·为了克服这些缺点,80年代初相继出现了热线式、热膜式和卡门旋涡式等空气流量计。
尤其是热线式和热膜式空气流量计能测出空气质量流量,避免了海拔高度引起的误差,再加上该空气流量计响应时间短,测量精度高。
因此,已成为现代汽车电子汽油喷射系统较流行的空气流量计。
比较四种空气流量计:
二、进气压力传感器
重点讲解:
1.半导体压敏电阻型
(1)结构示意图(图6-29)
·主要特点:
尺寸小、精度高、成本低,响应速度快,输出信号与进气歧管绝对压力呈线性关系,测量精度基本不受温度的影响
重点介绍:
·要求学生理解掌握半导体压敏电阻型进气压力传感器主要结构、工作原理及控制电路
图6-29:
半导体压敏电阻型结构示意图
(2)工作原理(图6-30)
·进气歧管压力越高(真空度越低)→硅膜片变形越大→应变电阻变化越大→电信号放大输出给发动机ECU
图6-30:
半导体压敏电阻型工作原理
(3)控制电路(图6-31)
·图为皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气压力传感器电路图
·进气压力传感器:
端子VCC(电源5V)、端子PIM(进气压力信号电压)、端子E2(传感器接地)
图6-31:
半导体压敏电阻型控制电路
2.真空膜盒型
(1)结构(图6-32)
对比介绍:
·要求学生理解掌握真空膜盒型进气压力传感器主要结构、工作原理及控制电路
图6-32:
真空膜盒型结构
(2)工作原理(图6-33)
·电感式传感器(线性变化压差变压器):
进气歧管压力变化→铁芯移动→输出信号电压变化→输送给发动机ECU
图6-33:
真空膜盒型工作原理
三、怠速控制阀
重点讲解:
1.怠速进气量的控制方法
(1)旁通空气式(图6-34)
1)特点
·怠速时,节气门完全关闭,怠速进气量由怠速控制阀控制的旁通空气道提供
2)怠速控制阀的类型
·步进电机型
·旋转电磁阀型
·占空比控制电磁阀型
·开关控制电磁阀型
简单介绍:
·要求学生了解旁通空气式和节气门直动式怠速进气量的控制方法
图6-34:
旁通空气式怠速控制
(2)节气门直动式(图6-35)
·怠速进气量由节气门较小的开度提供,不设旁通空气道。
节气门在怠速状态的开度大小由发动机ECU通过怠速电机控制
图6-35:
节气门直动式怠速控制
2.步进电机型怠速控制阀
(1)组成(图6-36)
重点介绍:
·要求学生理解掌握步进电机型怠速控制阀组成、原理、控制电路
图6-36:
步进电机型怠速控制阀组成
(2)步进工作原理(图6-37)
·定子相线按1-2-3-4顺序搭铁,定子N极逆时针移动,转子逆时针步进
·定子相线按1-4-3-2顺序搭铁,定子N极顺时针移动,转子顺时针步进
·转子转动一圈分为4个步级进行,每级步进90°
图6-37:
步进工作原理
(3)丰田车系步进电机型怠速控制阀工作过程(图6-38)
·转子八对磁极
·定子A、B各16个爪极,定子线圈A的两组线圈与定子线圈B的两组线圈反极性,定子共分为32个磁极爪
·步进一个爪极转角11.25°,步进32步转子转一圈,丰田车系步进电机0~125步。
图6-38:
丰田车系步进电机型怠速控制阀工作过程
(4)定子绕组控制电路(图6-39)
图6-39:
步进电机定子绕组控制电路
3.占空比控制电磁阀型
(1)工作原理(图6-40)
·是一个比例电磁阀:
占空比大,驱动电流大,电磁吸力大,怠速控制阀开度大
(2)占空比
对比介绍:
·要求学生理解掌握占空比控制电磁阀型怠速控制阀原理
图6-40:
占空比控制电磁阀型工作原理
四、补充空气阀
1.功用
·提高冷起动怠速,加快暖机预热过程,增加暖机过程中所需的空气量,也称高怠速控制
·发动机完成暖机后,通过辅助空气阀的空气被自动切断,恢复正常怠速
·现代发动机集中管理系统,高怠速控制由怠速控制阀完成
简单介绍:
·要求学生了解补充空气阀的功用及工作过程
2.石腊式补充空气阀(图6-41)
·当冷却液温度>80℃时,阀门完全关闭
(a)怠速状态(b)热起后状态
图6-41:
石腊式补充空气阀
3.双金属片式补充空气阀(图6-42)
(1)怠速状态
·双金属片的动作由加热线圈通电时间或发动机水温决定
·当水温<-20℃时,阀门全开
·当水温>60℃时,阀门全闭
(2)热起后状态
(a)怠速状态(b)热起后状态
图6-42:
双金属片式补充空气阀
五、惯性增压进气系统
1.组成与功用(图6-43)
功用:
利用进气气流惯性所形成的压力波来提高充气效率
2.工作过程
(1)发动机中低速时:
ECU控制VSV断电关闭,IACV关闭,脉动压力波传递长度增大,形成低速惯性增压效果
(2)发动机高速时:
ECU控制VSV通电打开,IACV打开,脉动压力波传递长度缩短,形成高速惯性增压效果
简单介绍:
·要求学生理解惯性增压进气系统功用及工作过程
图6-43:
惯性增压进气系统的组成
归纳小结:
·概括基本内容,归纳重点内容,布置下一讲主要教学内容
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- 关 键 词:
- 发动机 教案