【正文】 控制系統(tǒng)如圖 1312所示。進(jìn)氣增壓控制閥關(guān)閉時(shí)，進(jìn)氣流壓力波傳遞長度為空氣濾清器至進(jìn)氣門，壓力波波長長；進(jìn)氣增壓控制閥打開時(shí)，進(jìn)氣流壓力波只在空氣室口至進(jìn)氣門之間傳播，壓力波波長縮短。 ③ 進(jìn)氣壓力波增壓控制。進(jìn)氣壓力波的波長與進(jìn)氣管的長度有關(guān)，進(jìn)氣管長，壓力波長較長，可使中低速時(shí)有進(jìn)氣增壓的效果；進(jìn)氣管較短時(shí)，壓力波長較矩，可使高速時(shí)有進(jìn)氣增壓效果。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展 ② 進(jìn)氣壓力波的利用。當(dāng)膨脹的氣體波傳到進(jìn)氣管口處時(shí)，又會被反射回來。在進(jìn)氣門突然關(guān)閉時(shí)，高速進(jìn)氣流由于慣性仍在流動，使得進(jìn)氣門附近的氣體被壓縮而壓力上升。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展 3．進(jìn)氣壓力波增壓控制 利用進(jìn)氣流的壓力波來提高進(jìn)氣壓力，是現(xiàn)代電控發(fā)動機(jī)用以提高發(fā)動機(jī)動力性的技術(shù)措施之一，如豐田皇冠 2JZGE發(fā)動機(jī)上使用的 “ 諧波進(jìn)氣增壓控制系統(tǒng) ” ，日產(chǎn)千里馬轎車 VG30E發(fā)動機(jī)上使用的 “ 動力閥控制系統(tǒng) ” 等。在城市市區(qū)或在城外公路上行駛時(shí)，發(fā)動機(jī)在許多情況下是在部分負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，其工作效率很低。目前在一些汽車發(fā)動機(jī)上已使用的氣門升程與配氣相位可變控制系統(tǒng)有多種結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)配氣相位及氣門行程調(diào)整機(jī)構(gòu)的不同，可分為機(jī)械式、液壓式、機(jī)液混合式和電動式等。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展 ?氣門升程與配氣相位可變控制 ?斷缸控制 ?進(jìn)氣壓力波增壓控制 ?廢氣渦輪增壓控制 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展 1．氣門升程與配氣相位可變控制 普通發(fā)動機(jī)的氣門開閉由凸輪驅(qū)動，進(jìn)排氣門的早開角、晚關(guān)角固定不變，這實(shí)際上只能使發(fā)動機(jī)在某一轉(zhuǎn)速下處于最佳的配氣相位，而在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速很低或很高時(shí)，其配氣相位就會處于不理想的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，發(fā)動機(jī) ECU使開關(guān)式電磁閥通電。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 發(fā)動機(jī) ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制進(jìn)氣增壓控制閥的開閉。這時(shí)，燃油泵控制ECU的 FR端子輸出一個(gè)較低的電壓 (約 9V)，燃油泵在較低的轉(zhuǎn)速下工作。燃油泵控制 ECU得到此控制信號后，從 FR端子輸出一個(gè)較高的電壓 (約為蓄電池電壓 )，使燃油泵高速運(yùn)轉(zhuǎn)。 (2) 燃油泵控制 ECU 2JZGE型發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)設(shè)一專用的燃油泵控制 ECU，除了實(shí)現(xiàn)只在起動和發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃油泵才工作的控制外，還可根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況對燃油泵的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，其控制電路原理如圖 1310所示。 (1) 節(jié)氣門關(guān)閉緩沖器 用于減緩司機(jī)突然松開加速踏板時(shí)節(jié)氣門的關(guān)閉速度，以避免因節(jié)氣門突然全閉而使發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速突然下降，并導(dǎo)致車輛沖擊和發(fā)動機(jī)熄火。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 2JZGE型發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)的 ECU包含了自動變速器控制功能，其發(fā)動機(jī)部分主要控制功能如圖 139所示。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 (6) 二次空氣吸收閥 二次空氣吸收閥(圖 137)的作用是將新鮮空氣引入排氣管中，促使灼熱廢氣中的 CO、 HC進(jìn)一步氧化(燃燒 )，以生成無害的水蒸氣 (H2O)和二氧化碳 (CO2)。為使混合比加濃式減速廢氣凈化裝置在汽車停車狀態(tài)下不起作用，增設(shè)了混合比加濃控制電磁閥并由空檔開關(guān)控制。 當(dāng)進(jìn)氣管內(nèi)的真空度超過了設(shè)定值時(shí)，真空室 I的真空吸力吸動膜片 I上拱，帶動真空控制閥上移，使真空室I與真空室 Ⅱ 相通。 真空控制閥的結(jié)構(gòu)如圖 135所示，當(dāng)進(jìn)氣管的真空度超過設(shè)定值時(shí)，閥被打開，空氣被吸入進(jìn)氣管，使進(jìn)入氣缸的混合氣量適當(dāng)增加。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 (4) 進(jìn)氣管真空控制閥 汽車減速 (節(jié)氣門突然關(guān)閉 )時(shí)，由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速還未下降，進(jìn)氣歧管形成高真空，進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣量銳減，混合氣中殘存廢氣的比例突然猛增而導(dǎo)致缸內(nèi)燃燒條件惡化，使得混合氣不能完全燃燒，造成排氣中的 HC迅速增加。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 (3) 怠速控制閥 由快怠速控制電磁閥和穩(wěn)定怠速電磁閥組合而成，由兩個(gè)電磁閥分別進(jìn)行高怠速控制和怠速穩(wěn)定控制。在起動時(shí)和起動后，電熱絲由點(diǎn)火開關(guān)接通通電，逐漸加熱雙金屬片，雙金屬片受熱彎曲，并使閥門開度逐漸減小。由于輔助空氣閥增加了冷機(jī)起動后怠速工況下的混合氣量，可使發(fā)動機(jī)在較高的怠速下運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并加速暖機(jī)過程。 旋轉(zhuǎn)式閥門由雙金屬片控制其開閉，雙金屬片上繞有電熱絲。在發(fā)動機(jī)冷卻液溫度超過 l00℃ 時(shí)起動及起動后的 3s內(nèi)，燃油壓力控制器使燃油壓力控制電磁閥通電，截?cái)嗳加蛪毫φ{(diào)節(jié)器真空室與進(jìn)氣歧管的真空通道。 日產(chǎn)汽車 VG30E發(fā)動機(jī) ECCS組成圖 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 日產(chǎn)汽車 VG30E發(fā)動機(jī) ECCS主要控制功能如圖 132所示。同一汽車公司應(yīng)用于不同型號發(fā)動機(jī)的電子控制裝置，其結(jié)構(gòu)和控制內(nèi)容也可能不完全相同。隨著對汽車性能要求的不斷提高和微機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，發(fā)動機(jī)集中控制系統(tǒng)的項(xiàng)目將會更多，并向著與汽車其它電子控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中控制的整車集中電子控制的方向發(fā)展。因此， 20世紀(jì) 70年代后期以來，以微機(jī)為控制核心的電子控制系統(tǒng)不僅將原先互相獨(dú)立的電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)和汽油噴射電子控制系統(tǒng)組合成一個(gè)綜合的控制系統(tǒng)，還增加了怠速控制、廢氣再循環(huán)控制、活性炭罐通氣控制及故障自診斷等功能。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)概況 微電子技術(shù) 微機(jī)所具有的高運(yùn)算速度、大存儲量和多路數(shù)據(jù)傳輸通道等特點(diǎn)使得將幾個(gè)電子控制裝置集中控制成為可能，增加新的電子控制項(xiàng)目也很容易。第 13章 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng) 概 述 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)概況 模擬技術(shù) 20世紀(jì) 60年代及 70年代初，在汽車上出現(xiàn)了由集成電路組成的電子控制系統(tǒng)，這種模擬式集成電路模塊只能完成某種控制功能，如果要增加控制項(xiàng)目，需要增加相應(yīng)的控制功能電路，使得組合控制模塊的電路很復(fù)雜且體積大，其控制精度、工作可靠性等都較低。因此，這一時(shí)期出現(xiàn)的多為單一控制功能的汽車電子控制系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)的電子控制項(xiàng)目發(fā)展受到了限制。發(fā)動機(jī)集中控制系統(tǒng)在增加新的控制項(xiàng)目時(shí)，只需增加相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和該項(xiàng)目特有的傳感器，而電子控制器中的微機(jī)則只要增加該控制項(xiàng)目所需的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和控制程序、增設(shè)相應(yīng)的輸入輸出接口即可。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)概況 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)各控制項(xiàng)目共用傳感器所提供的信息，可以設(shè)置協(xié)調(diào)各控制單項(xiàng)的綜合控制程序，因而其控制的協(xié)調(diào)性和精度比各單項(xiàng)獨(dú)立控制高。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 ?日產(chǎn)公司的 ECCS(發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng) ) ?豐田公司的 TCCS(豐田計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) ) ?本田公司的 PGM(程序式燃油噴射系統(tǒng) ) ?通用公司的 DEI(數(shù)字式燃油噴射系統(tǒng) ) ?福特公司的 EEC(發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng) ?大眾公司的 MPEI(多點(diǎn)燃油噴射系統(tǒng) ) 這些不同名稱的電子控制系統(tǒng)均具有多項(xiàng)控制功能，但具體的結(jié)構(gòu)形式或控制功能則有所不同。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 1．日產(chǎn)公司的發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng) (ECCS) 圖 131所示日產(chǎn)汽車 VG30E發(fā)動機(jī)上的 ECCS組成圖。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 ECCS系統(tǒng)中的控制裝置 燃油壓力控制裝置 輔助空氣閥 怠速控制閥 進(jìn)氣管真空控制閥 混合比加濃式減速廢氣凈化裝置 二次空氣吸收閥 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 (1) 燃油壓力控制裝置 由燃油壓力控制器 25與燃油壓力控制電磁閥 26組成，其作用是在起動熱發(fā)動機(jī)時(shí)，截?cái)噙M(jìn)氣歧管真空度對燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用力，以提高燃油壓力，改善發(fā)動機(jī)的熱起動性能。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 (2) 輔助空氣閥 輔助空氣閥用于冷機(jī)起動后的高怠速暖機(jī)控制，其結(jié)構(gòu)如圖 133所示。冷機(jī)起動時(shí)，雙金屬片未彎曲，閥門開啟，空氣可經(jīng)輔助空氣閥進(jìn)入氣缸。 電熱絲的作用是控制高怠速暖機(jī)的時(shí)間。當(dāng)雙金屬片的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，輔助空氣閥關(guān)閉，發(fā)動機(jī)在正常怠速下運(yùn)轉(zhuǎn)。怠速控制閥的外形如圖 134所示。真空控制閥的作用是在節(jié)氣門突然關(guān)閉，進(jìn)氣管內(nèi)的真空度超過了限定值時(shí)，給氣缸提供額外的混合氣，以使氣缸內(nèi)混合氣能完全燃燒，降低汽車減速時(shí)的 HC排放量。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 (5) 混合比加濃式減速廢氣凈化裝置 混合比加濃式減速廢氣凈化裝置的作用與真空控制閥相同，其結(jié)構(gòu)如圖 136所示。真空室 Ⅱ 的吸力吸動膜片 Ⅱ 下拱，使旁通空氣控制閥打開，使輔助空氣管中的空氣進(jìn)入進(jìn)氣管，增加了進(jìn)入氣缸的混合氣量。在自動變速器處于 N檔或 P檔時(shí)，空檔開關(guān)接通，電磁閥通電而開啟，使真空室 Ⅱ 通大氣，這時(shí)無論進(jìn)氣管的真空度有多高，旁通空氣閥都不能打開。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 2．豐田公司計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) (TCCS) 在豐田皇冠 2JZGE型發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)如圖 138所示。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 2JZGE型發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)與一般的發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)有所不同的控制裝置如下。同時(shí)也起到了與ECCS中的進(jìn)氣管真空控制閥和混合比加濃式減速廢氣凈化裝置相似的作用，即可降低汽車減速時(shí)的 HC排放。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 當(dāng)發(fā)動機(jī) ECU根據(jù)有關(guān)傳感器和開關(guān)信號判斷出發(fā)動機(jī)在起動、高轉(zhuǎn)速或大負(fù)荷工況時(shí)，向燃油泵控制 ECU的FPC端子輸出一個(gè)高電位信號。 在發(fā)動機(jī)處于怠速工況時(shí)，發(fā)動機(jī) ECU向燃油泵控制ECU的 FPC端子輸出一個(gè)低電位信號。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)實(shí)例 (3) 諧波進(jìn)氣增壓控制系統(tǒng)(ACIS) 諧波進(jìn)氣增壓控制系統(tǒng)的作用是充分利用進(jìn)氣壓力波動來提高充氣效率，其組成如圖 1311所示。 當(dāng)發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，發(fā)動機(jī) ECU使開關(guān)式電磁閥不通電，真空馬達(dá)不與真空罐相通，進(jìn)氣增壓控制閥關(guān)閉，進(jìn)氣壓力波波長較長，使得低速下的發(fā)動機(jī)有進(jìn)氣壓力波增壓效果。 真空馬達(dá)在真空罐真空度的作用下動作，將進(jìn)氣增壓控制閥打開，進(jìn)氣管就與一個(gè)容量較大的空氣室相通，縮短了進(jìn)氣壓力波的波長，使得發(fā)動機(jī)仍有進(jìn)氣壓力波的增壓效果。氣門升程與配氣相位可變控制就是：發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng) ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的信號，并參考發(fā)動機(jī)負(fù)荷、發(fā)動機(jī)溫度及車速等傳感器的信號，作出對配氣相位及氣門行程是否需要調(diào)整的判斷，當(dāng)需要調(diào)整時(shí)， ECU輸出控制信號，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，使配氣相位及氣門行程得到相應(yīng)的改變。 發(fā)動機(jī)集中電子控制系統(tǒng)的功能擴(kuò)展 2．?dāng)喔卓刂? 一些氣缸數(shù)較多，發(fā)動機(jī)的輸出功率很大的汽車，往往有較高的功率儲備。斷缸控制就是：發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的空氣流量傳感器 (或進(jìn)氣管壓力傳感器 )的信號判斷發(fā)動機(jī)的負(fù)荷情況，當(dāng)發(fā)動機(jī)在低負(fù)荷時(shí)，輸出停止噴油和斷火控制信號而使一個(gè)缸或幾個(gè)缸停止燃燒做功，使工作氣缸的效率得以提高，從而提高了整個(gè)發(fā)動機(jī)的工作效率，降低了發(fā)動機(jī)的燃油消耗。 ① 進(jìn)氣壓力波的產(chǎn)生。氣流慣性過后，被壓縮的氣體開始膨脹，向著進(jìn)氣相反的方向流動，進(jìn)氣門處的氣壓下降。于是，在進(jìn)氣管內(nèi)形成了脈動的壓力波。如果在進(jìn)氣門剛要打開時(shí)，進(jìn)氣壓力波恰好到達(dá)進(jìn)氣門附近，進(jìn)氣門打開時(shí)，進(jìn)氣壓力波可促使進(jìn)氣量的增加。發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管長度是不可變的，在設(shè)計(jì)進(jìn)氣管長度時(shí)，一般是按最大轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速區(qū)域能有進(jìn)氣增壓