【文章內(nèi)容簡介】 排氣歧管和排氣消聲器等組成，其作用是向氣缸內(nèi)供給已配好的可燃混合氣，并控制進入氣缸內(nèi)可燃混合氣數(shù)量，以調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出的功率和轉(zhuǎn)速，最 后，將燃燒后廢氣排出氣缸。 柴油機燃料供給系由燃油箱、輸油泵、噴油泵、柴油濾清器、進排氣管和排氣消聲器等組成，其作用是向氣缸內(nèi)供給純空氣并在規(guī)定時刻向缸內(nèi)噴入定量柴油，以調(diào)節(jié)發(fā)動機輸出功率和轉(zhuǎn)速，最后，將燃燒后廢氣排出氣缸。 4．冷卻系 機動車一般采用水冷卻式。水冷式由水泵、散熱器、風扇、節(jié)溫器和水套（在機體內(nèi)）等組成，其作用是利用冷卻水的循環(huán)將高溫零件的熱量通過散熱器散發(fā)到大氣中，從而維持發(fā)動機電動正常工作的溫度 5．潤滑系 潤滑系由機油泵、濾清器、油道、油底殼等組成。其作用是將潤滑油分送至各個相對 運動零件的摩擦面，以減小摩擦力，減緩機件磨損，并清洗、冷卻摩擦表面。 6．點火系 汽油機點火系由電源（蓄電池和發(fā)電機）、點火線圈、分電器和火花塞等組成，其作用是按規(guī)定時刻及時點燃氣缸內(nèi)被壓縮的可燃混合氣。 7．起動系 起動系由起動機和起動繼電器等組成，用以使靜止的發(fā)動機起動并轉(zhuǎn)入自行運轉(zhuǎn)狀態(tài)。 8． 進排氣系統(tǒng) 其功能是將可燃性混合氣體或新鮮空氣均勻的分配到各個氣缸中，并匯集各個氣缸燃燒后的廢氣，從排氣消聲器排出。 電噴發(fā)動機的傳感器 “電噴”發(fā)動機 (電子控制燃油噴射發(fā)動機的簡稱 )系統(tǒng)主要由 各種傳感器、發(fā)動機電子控制單元 ( ECU)和各種執(zhí)行器三大部分組成。傳感器是電噴發(fā)動機的重要組成部分，它時刻監(jiān)視著發(fā)動機當前的各種工況，向電子控制器準確及時地反映發(fā)動機工作時的各種信息。因此傳感器工作時的好壞，直接影響發(fā)動機能否正常工作。傳感器是“電噴”發(fā)動機系統(tǒng)的主要組成部分之一。它是 ECU 的“眼睛”和“耳朵” ,時刻監(jiān)視著系統(tǒng)內(nèi)外的變化 ,使發(fā)動機始終處在一個良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。用于“電噴”發(fā)動機中 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 9 的傳感器主要有 :進氣流量傳感器、進氣壓力傳感器、 進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、曲軸位置傳感 器、同步信號傳感器、氧傳感器、爆震傳感器、車速傳感器。下面對它們的構(gòu)造和工作原理逐一進行介紹。 電控汽油噴射式發(fā)動機電子控制系統(tǒng)主要由電子控制裝置 ECU、傳感器和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成，其主要部件和名稱如表 。 表 電噴發(fā)動機的傳感器及其功能 部 件 名 稱 功 能 傳 感 器 水溫傳感器 檢測冷卻水溫度 空氣流量傳感器 檢測吸入空氣量 進氣溫度傳感器 檢測進氣溫度 節(jié)氣門位置傳感器 檢測節(jié)氣門開度及怠速 加減速狀態(tài) 曲軸位置傳感器與凸輪軸位置傳感器 檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速及曲軸轉(zhuǎn)角位置 進氣歧管絕對壓力傳感器 檢測進氣歧管內(nèi)的絕對壓力 氧傳感器 檢測排氣中氧濃度 爆震傳感器 檢測發(fā)動機的爆震情況 車速傳感器 檢測汽車的行駛速度 啟動開關(guān) 檢測發(fā)動機的啟動狀態(tài) 空擋啟動開關(guān) 檢測變速器的擋位處于 P 或 N 狀態(tài) 空調(diào)開關(guān) 檢測空調(diào)使用狀態(tài) ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 10 （ 1）進氣流量傳感器 這類傳感器是決定噴油量的重要傳感器。它安裝在空氣濾清器后的進氣管前端 ,用來檢測進氣量的參數(shù)。單獨檢測進氣流量或進氣壓力均能反映進氣量的情況 ,所以有的“電噴”發(fā)動機采用進氣流量式檢測 (如凌志 L S4 0 0、 寶馬等 ) ,有的則采用進氣壓力式檢測 (如皇冠 3. 0、北京切諾基等 ) 。進氣流量傳感器的種類較多 ,有機械檢測的翼片式進氣流量計 ,有光電檢測的卡門漩渦式流量計 ,有熱敏元件檢測的熱線式流量計及它的改進型熱膜式流量計。 為了測量進氣溫度 (即進氣流量 )的變化 ,在進氣管道中安裝了兩個由白金絲 (或白金薄膜 )做成的熱敏電阻 Rt 和 Rt ’ (Rt ’為溫度補償電阻 ) ,與外部的 R R2 構(gòu)成惠斯頓電橋。發(fā)動機不工作時 , 即送氣管道中的空氣處于靜止狀態(tài)時 ,電橋維持在一種平衡狀態(tài) ,控制集成電路 ( IC)不起調(diào)整控制作用。發(fā)動 機工作時 ,由于空氣從熱敏元件 Rt 、Rt ’周圍流過 , Rt 、 Rt ’周圍的空氣溫度及 Rt 、 Rt ’自身的阻值均要降低 (PTC 特性 ) 。所以電橋改變原平衡狀態(tài) ,在 R1 兩端產(chǎn)生與原來不同的電壓 ,使集成電路 (IC)進行控制調(diào)整。調(diào)整的結(jié)果是使 Rt 兩端電壓升高 ,因此流過 Rt 、 R t ’的電流增大 ,產(chǎn)生更多的熱量。最終溫度升高 ,使 Rt 、 Rt ’的阻值升高 , 直至電橋重新達到平衡狀態(tài)。 調(diào)節(jié)控制規(guī)律是 :進氣 (空氣 )流量越大 ,電橋越不平衡 ,因而控制調(diào)節(jié)電壓也就越高 ,流過 Rt 的熱線電流也就越大。由于發(fā)動機工作時進 氣流量是在不斷變化的 , 所以流過電橋上的熱線電流也是不斷變化的 ,即 R1 兩端的電壓 U0 也是在不斷變化的。把這個與進氣量成正比變化的電壓信號 U0 送至 ECU, ECU 再去控制噴油量的大小 ,即可使發(fā)動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在不同的量級上。 （ 2）進氣壓力傳感器 這類傳感器是控制噴油量大小的另一類傳感器。它安裝在發(fā)動機的進氣歧管上 ,用來檢測進氣歧管內(nèi)的絕對壓力和環(huán)境大氣壓之間的差值。它的種類也較多 ,有膜片傳動的可變電阻式、膜片傳動可變電感式、超聲波壓電換能式、壓敏電阻式和電容式。 它的構(gòu)造及工作原理類似于傳統(tǒng)的膜片式機油壓力傳感 器。只不過它沒有觸點 ,采用的是可變電阻形式。 來自節(jié)氣門后部歧管內(nèi)真空度高低的變化反映了進氣壓力高低的變化。在真空吸力的作用下 ,進氣壓力傳感器密封腔內(nèi)的膜片左右移動 ,膜片又帶動可變電阻的滑片移動 ,最后使傳感器輸出的信號電壓發(fā)生變化。 ECU 則根據(jù)這個隨進氣壓力高低變化的信號電壓去控制噴油量的大小。 （ 3）進氣溫度傳感器 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 11 這類傳感器安裝在進氣歧管內(nèi) ,用來向 ECU 提供進氣溫度信息。進氣溫度也與噴油量的大小有關(guān)。進氣溫度低 (如 啟動冷車 )就要加大噴油量 , 進氣溫度高 (如熱車 )就要減小噴油量。實際上測量進氣溫度的高 低 ,也就是間接地測量進氣量 (空氣密度 )的大小。 因為進氣量的大小與空氣的密度有關(guān) ,而空氣的密度又與進氣溫度成正比。汽車上廣泛采用的是半導體熱敏電阻式溫度傳感器 ,具有負的溫度系數(shù) (NTC) 。它的構(gòu)造和工作原理很簡單。當過氣溫度低時 ,熱敏電阻 Rt 的阻值增大 ,電路中的電流將減小。當進氣溫度高時 ,熱敏電阻 Rt 的阻值將減小 ,電路中的電流將增大。由于回路中電流的變化 ,將引起 Rt 兩端電壓的變化 , ECU接收到這個變化的信號電壓后 ,也就獲悉了進氣溫度的高低 ,然后去控制噴油量的大小。 （ 4）冷卻液溫度傳感器 這類傳感器安裝 在冷卻液管道內(nèi) ,用來向 ECU 提供發(fā)動機溫度的信息。它采用的也是上述的半導體熱敏電阻式溫度傳感器 ,其構(gòu)造與工作原理基本相同 ,在此不再贅述。 （ 5）節(jié)氣門位置傳感器 這類傳感器與噴油量的大小有直接關(guān)系。它安裝在節(jié)氣門閥體上 ,用來向 ECU 提供節(jié)氣門的開啟狀態(tài)及速度的信息。它開啟的角度大小 ,反映著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷的情況。 節(jié)氣門位置傳感器有可變電阻式模擬線性輸出和觸點式開關(guān)型輸出兩種。圖 5 是可變電阻式線性輸出的節(jié)氣門位置傳感器的工作原理圖。 傳感器可變電阻的滑片 (即中間抽頭 )由節(jié)氣門軸帶動在電阻片上滑動。當節(jié)氣門 開啟角度小時 (如怠速或發(fā)動機小負荷運轉(zhuǎn)時 ) ,滑片向上滑動 ,電阻值增大 ,這時向 ECU 輸入一個低的信號電壓。當節(jié)氣門開啟角度增大時 (如汽車爬坡或大負荷運轉(zhuǎn) ) ,滑片向下滑動 ,電阻值減小 ,這時向 ECU 輸入一個高的信號電壓。輸出信號電壓的大小與節(jié)氣門開度的大小成正比。 ECU 根據(jù)輸入電壓的高低 ,以判斷發(fā)動機當前的情況 ,決定噴油量的大小、點火是否提前、是否需要中斷輔助電器設(shè)備 (如爬坡、大負荷時斷開空調(diào) )等。 （ 6）曲軸位置傳感器 這類傳感器是檢測發(fā)動機的曲軸轉(zhuǎn)角、活塞位置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速的重要傳感器。它向 ECU 提供上述被 檢測對象當前所處的狀態(tài)信息 ,它直接關(guān)系到點火正時與發(fā)動機能否啟動。 曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)形式和安裝位置因不同的車型而各異。結(jié)構(gòu)形式常見的有 : 霍爾式、磁脈沖式和光電式。安裝的部位有在飛輪及飛輪殼上的 ,有在分電器內(nèi)的 , 還有在曲軸前端或凸輪軸前端的。 一種安裝在飛輪上的霍爾效應(yīng)式曲軸位置傳感器。四缸發(fā)動機飛輪上的信號傳感器結(jié)構(gòu)。飛輪上有 8 個槽齒 ,每 4 個槽齒為 1 組 , 共分成 2 組。 4 兩缸為一組 , 3兩缸為一組 ,各占飛輪圓周 6 0176。每組中每個槽間隔 20 176。 ,每組相隔 1 80 176。 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 12 當飛輪上的槽經(jīng)過傳感器時 ,霍爾傳感器便產(chǎn)生信號電壓 ,輸出高電平 (5V)。當飛輪兩槽間的齒經(jīng)過傳感器時 ,霍爾傳感器輸出低電平 ( 0. 3V)。因此當飛輪上每一個齒槽通過傳感器時 ,都將產(chǎn)生一個高、低電平變化的脈沖信號。四缸發(fā)動機的飛輪每旋轉(zhuǎn)一周 ,將產(chǎn)生兩組脈沖信號 (每組 4 個 )。把這兩組脈沖信號送入 ECU, ECU 就可利用一組脈沖信號判斷 4 兩缸活塞已接近上止點 ,或利用另一組脈沖信號 ,判斷 3 兩缸活塞已接近上止點 ,然后確定何時噴油。 另外 , ECU根據(jù)輸入的脈沖速率 ,還能計算出單位時間內(nèi)飛輪轉(zhuǎn)過的槽齒數(shù) ,也就是發(fā)動機當前的轉(zhuǎn)速。 （ 7）同步信號傳感器 ECU 通過曲軸位置傳感器 ,只能判定共兩個活塞 (如 4 兩缸 )已接近上止點。但它不知道究竟是“ 1 ”缸活塞還是“ 4 ”缸活塞已接近上止點。對于“電噴”發(fā)動機按次序噴射系統(tǒng)來說 ,必須要知道是哪一個缸的活塞已接近上止點 ,以備噴油或點火。這就需要同步信號傳感器來完成這個判缸任務(wù)。 同步信號傳感器與曲軸位置傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同 ,它也有多種安裝及結(jié)構(gòu)形式。它主要由分電器軸驅(qū)動的脈沖轉(zhuǎn)子和霍爾傳感器組成。脈沖環(huán)其與霍爾傳感器配合工作產(chǎn)生脈沖信號。 當分電器軸驅(qū)動脈沖轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 ,脈沖環(huán)開始進入 霍爾傳感器內(nèi) ,霍爾傳感器輸出高電平。 ECU 接收到高電平后 ,便可判定“ 4 ”缸活塞已接近上止點且為排氣行程 ,可進行噴油。而“ 1 ”缸活塞也已接近上止點 ,且為壓縮行程可進行點火。 電噴發(fā)動機的優(yōu)點 （ 1）進氣系統(tǒng)中空氣流動阻力小，充氣性能好，輸出功率也較大，它沒有化油器那樣狹窄的喉管部位，能充分利用吸入空氣的慣性增壓作用， 增加發(fā)動機的動力性。 （ 2） 由于電控汽油噴射系統(tǒng)的進氣管中不存在化油器的喉管，進氣系統(tǒng)的進氣阻力和進氣壓力損失較少，充氣效率較高，因此電控發(fā)動機具有較好的動力性和經(jīng)濟性。另外，電控發(fā)動機不 對進氣進行預(yù)熱，這樣提高了進氣的密度，對提高發(fā)動機的動力性有利。 （ 3）在汽車加減速行駛的過渡運轉(zhuǎn)階段，空燃比控制系統(tǒng)響應(yīng)迅速，反應(yīng)靈敏。 （ 4）電控發(fā)動機采用氧傳感器進行反饋控制時，能準確控制空燃比等于 ： 1，使三元催化凈化裝置有最高的催化凈化效果，從而大大減少了 CO、 HC、 NOx等有害物的排放量。另外，現(xiàn)代汽油電控系統(tǒng)還包括廢氣再循環(huán)、二次空氣噴射、最佳點火 ?？粕厴I(yè)設(shè)計（論文） 13 提前角等控制功能，從而可使汽油機的有害物的排放量進一步減少。 （ 5） 當發(fā)動機運行工況發(fā)生變化時，由于電控發(fā)動機能根據(jù)傳感器的輸入信號迅速調(diào) 整噴油量和噴油正時，提供與該工況相適應(yīng)的最佳空燃比，提高了汽油機對加、減速工況的響應(yīng)速度及工況過度的。 （ 6）能夠提供各種工況下最適當?shù)幕旌峡杖急戎邪部扇蓟旌蠚鉂舛龋?，燃油霧化好，各缸分配均勻，由于空燃比和最佳點火提前角的高精度控制， 更好地滿足了提高燃料利用率和降低有害排放的要求，有效地降低了排放污染，節(jié)省了燃油。 （ 7）借助 ECU 的幫助，使發(fā)動機起動容易，且提高了暖機性能。 發(fā)動機在高溫或低溫啟動時，電控發(fā)動機能根據(jù)啟動時發(fā)動機的冷卻液溫度，提供與啟動條件相適應(yīng)的噴油量，使發(fā)動機在高溫或低溫時都能順利啟動 ，低溫啟動后，電控發(fā)動機又能根據(jù)冷卻液的溫度自動調(diào)整噴油量和空氣供給量，加快暖機過程，使發(fā)動機很快就能進入帶荷運行狀態(tài) 總之， 采用電控燃油噴射系統(tǒng)使發(fā)動機的綜合性能得以提高。與傳統(tǒng)化油器式相比較，電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動機功率提高 5％～ 10%，油耗則降低 5％～ 15%，廢氣排放量減少 20%，扭矩特性明顯改善，加速性能大大提高，冷車更易起動，暖機更迅速。 專科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 第 3章 檢測電噴發(fā)動機方法 檢測電噴發(fā)動機 近些年來，微電子控制技術(shù)的進步及其在汽車上的廣泛應(yīng)用，有力地推動了汽車工業(yè)的發(fā)展。汽車用微 電子控制系統(tǒng)等智能化部件后，其性能得到顯著的改善和提高。然而，這些高科技裝置使我們在得到方便的同時，卻給汽車維修行業(yè)帶來了嚴峻的考驗。汽車電噴發(fā)動機就是最為典型的案例。噴發(fā)動機因為在實現(xiàn)低污染、低能耗方面的優(yōu)越性，已逐漸取代了傳統(tǒng)化油器式發(fā)動機，成為汽性車動力的主力。據(jù)有關(guān)資料顯示，國外９０％以上的和國內(nèi)大部分高級轎車上均已裝備了電噴發(fā)動發(fā)動機結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、型式多樣，給汽車維帶來一定的困難