第四章 汽油机辅助控制系统
汽油机辅助控制系统
第四章汽油机辅助节制系统之袁州冬雪创作教案（章节备课）教案内容电阻，应为10～30Ω.4）拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1—S2—S3—S4端子时，随步进电动机的旋转，节制阀应向外伸出，如图；若负极按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，则节制阀应向内缩回.步进电动机型怠速节制阀工作情况检查a）接蓄电池正极 b）接蓄电池负极3．节制阀节制的内容（1）起动初始位置的设定关闭点火开关使发动机熄火后，ECU的M—REL端子向主继电器线圈供电延续约2～3s.在这段时间内，蓄电池继续给ECU和步进电动机供电，ECU使怠速节制阀回到起动初始位置.（2）起动节制在起动期间，ECU根据冷却液温度的高低节制步进电动机，调节节制阀的开度，使之到起动后暖机节制的最佳位置，此位置随冷却液温度的升高而减小.（3）暖机节制在暖机过程中，ECU根据冷却液温度信号按内存的节制特性节制怠速节制阀的开度，随温度上升，怠速节制阀开度渐渐减小.当冷却液温度达到70℃时，暖机节制过程竣事.（4）怠速稳定节制当转速信号与确定的方针转速停止比较有一定差值时（一般为20r/min），ECU将通过步进电动机节制怠速节制阀，调节怠速空气供给量，使发动机的实际转速与方针转速相同.（5）怠速预测节制在发动机负荷发生变更时，为了防止怠速转速动摇或熄火，ECU会根据各负荷设备开关信号，通过步进电动机提前调节怠速节制阀的开度.（6）电器负荷增多时的怠速节制如电器负荷增大到一定程度时，蓄电池电压会降低，为了包管电控系统正常的供电电压，ECU根据蓄电池电压调节怠速节制阀的开度，提高发动机怠速转速，以提高发动机的输出功率.（7）学习节制由于磨损原因导致怠速节制阀性能发生变更，怠速节制阀的位置相同时，实际的怠速转速与设定的方针转速略有分歧，ECU操纵反馈节制使怠速转速回归到方针转速的同时，还可将步进电动机转过的步数存储在ROM 中，以便在此后的怠速节制过程中使用.四、旋转电磁阀型怠速节制阀教案内容一、动力阀节制系统功用：根据发动机分歧的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能.工作原理：受真空节制的动力阀在进气管上，节制进气管空气通道的大小.发动机小负荷运转时，受ECU节制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不克不及进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，发动机输出小功率.当发动机负荷增大时，ECU根据转速、温度、空气流量信号将真空电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力阀打开，进气通道变大，发动机输出大的扭矩和功率.维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气，真空电磁阀电路有无短路或断路.二、谐波增压节制系统（ACIS）谐波增压节制系统是操纵进气流惯性发生的压力波提高进气效率.1．压力波的发生当气体高速流向进气门时，如进气门突然关闭，进气门附近气流活动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩，压力上升.当气体的惯性过后，被压缩的气体开端膨胀，向进气气流相反方向活动，压力下降.膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波.2．压力波的操纵方法一般而言，进气管长度长时，压力波长，可以使发动机中低转速区功率增大；进气管长度短时，压力波波长短，可以使发动机高速区功率增大.3．波长可变的谐波进气增压节制系统丰田皇冠车型2JZ—GE发动机采取在进气管增设一个大容量的空气室和电控真空阀，以实现压力波传播道路长度的改变，从而兼顾低速和高速的进气增压效果.系统工作原理如图，ECU根据转速信号节制电磁真空通道阀的开闭.低速时，电磁真空孔道阀电路欠亨，真空通道关闭，真空罐的真空度不克不及进入真空气室，受真空气室节制的进气增压节制阀处于关闭状态.此时进气管长度长，压力波长大，以适应低速区域形成气体动力增压效果.高速时，ECU接通电磁真空道阀的电路，真空通道打开，真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片，从而将进气增压节制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播间隔，使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增压效果.ACIS系统工作原理1—喷油器2—过气道3—空气滤清器4—过气室 5—涡流节制气门教案内容6—进气节制阀7—骨气门 8—真空驱动器Ω.三、可变配气相位节制系统（VTEC）1．对配气相位的要求要求配气相位随着发动机转速的变更，适当的改变进、排气门的提前或推迟开启角和迟后关闭角.2．VTEC机构的组成同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门，中间摇臂在主次之间，不与任何气门直接接触.VTEC配气机构与普通配气机构相比较，主要区别是：凸轮轴上的凸轮较多，且升程不等，布局复杂.3．VTEC机构的工作原理功能：根据发动机转速、负荷等变更来节制VTEC机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换.工作原理：发动机低速运转时，电磁阀欠亨电使油道关闭，此时，三个摇臂彼此分离，主凸轮通过摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆；次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量关闭.配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮轴驱动.当发动机高速运转，电脑向VTEC电磁阀供电，使电磁阀开启，来自润滑油道的机油压力作用在正时活塞一侧，此时两个活塞分别将主摇臂和次摇臂与中间摇臂接成一体，成为一个组合摇臂.此时，中间凸轮升程最大，组合摇臂受中间凸轮驱动，两个进气门同步工作.当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流，正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作.4．VTEC系统电路VTEC节制系统教案内容一、增压节制系统功能根据发动机进气压力的大小，节制增压装置的工作，以达到节制进气压力、提高发动机动力性和经济性的目标.二、废气涡轮增压当ECU检测到进气压力在0.098MPa以下时，受ECU节制的释压电磁阀的搭铁回路断开，释压电磁阀关闭.此时涡轮增压器出口引入的压力空气，经释压阀进入驱动空气室，降服气室弹簧的压力推动切换阀将废气进入涡轮室的通道打开，同时将排气旁通道口关闭，此时废气流经涡轮室使增压器工作.当ECU检测到的进气压力高于0.098MPa时，ECU将释压电磁阀的搭铁回路接通，释压电磁阀打开，通往驱动器室的压力空气被切断，在气室弹簧弹力的作用下，驱动切换阀，关闭进入涡轮室的通道，同时将排气旁通道口打开，废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作，进气压力下降，只到进气压力降至规定的压力时，ECU又将释压阀关闭，切换阀又将进入涡轮室的通道口打开，废气涡轮增压器又开端工作.废气涡轮增压原理图第4节排放节制系统教案内容一、汽油蒸气排放（EVAP）节制系统1．EVAP节制系统功能收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参与燃烧，从而防止汽油蒸气直接排出大气而防止造成污染.同时，根据发动机工况，节制导入气缸参与燃烧的汽油蒸气量.2．EVAP节制系统的组成与工作原理如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空节制的排放节制阀，排放节制阀外部的真空度由碳罐节制电磁阀节制.EVAP节制系统发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，节制碳罐电磁阀的开闭来节制排放节制阀上部的真空度，从而节制排放节制阀的开度.当排放节制阀打开时，燃油蒸气通过排放节制阀被吸入进气歧管.在部分电控EVAP节制系统中，活性碳罐上不设真空节制阀，而将受ECU节制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中.如图韩国现代轿车装用的电控EVAP节制系统.韩国现代轿车EVAP系统3．EVAP节制系统的检测（1）一般维护检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶20000㎞应更换活性碳罐底部的进气滤心.教案内容（2）真空节制阀的检查拆下真空节制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空节制阀施加约5KPa真空度时，从活性碳罐侧孔吹入空气应疏通，不施加真空度时，吹入空气则欠亨.（3）电磁阀的检查拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软管接头给节制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀欠亨电时应能坚持真空度，若接蓄电池电压，真空度应释放.丈量电磁阀两头子间电阻应为36～44Ω.二、废气在循环节制系统（EGR）1．EGR节制系统功能将适当的废气重新引入气缸参与燃烧，从而降低气缸的最高温度，以减少NO x的排放量.种类：开环节制EGR系统和闭环节制EGR系统.2．开环节制EGR系统如图，主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成.开环节制EGR系统原理：EGR阀装置在废气再循环通道中，用以节制废气再循环量.EGR 电磁阀装置在通向EGR真空通道中，ECU根据发动机冷却液温度、骨气门开度、转速和起动等信号来节制电磁阀的通电或断电.ECU不给EGR电磁阀通电时，节制EGR阀的真空通道接通，EGR阀开启，停止废气再循环；ECU给EGR电磁阀通电时，节制EGR阀的真空度通道被切断，EGR阀关闭，停止废气在循环.E GR率＝[EGR量／（进气量＋EGR量）]×100℅3．闭环节制EGR系统闭环节制EGR系统，检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈节制信号，其节制精度更高.与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器，节制原理，EGR率传感器装置在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经骨气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU，ECU根据此反馈信号修正EGR 电磁阀的开度，使EGR率坚持在最佳值.教案内容4．EGR节制系统的检修（1）一般检查拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变更，用手触试真空软管应无真空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查成果应与冷机时相同，若转速提高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有分明提高.（2）EGR电磁阀的检查冷态丈量电磁阀电阻应为33～39Ω.电磁阀欠亨电时，从进气管侧吹入空气应疏通，从滤网处吹应欠亨；接上蓄电池电压时，应相反.（3）EGR阀的检查如图，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPa的真空度，EGR阀应能开启，不施加真空度，EGR阀应能完全关闭.EGR阀的检查三、三元催化转换器（TWC）与空燃比反馈节制系统1．TWC功能操纵转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变成无害气体.2．TWC的构造三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混合物.3．影响TWC转换效率的因素影响最大的是混合气的浓度和排气温度.只有在实际空燃比14.7附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给ECU，用来对空燃比停止反馈节制.此外，发动机的排气温度过高（815℃以上），TWC转换效率将分明下降.4．氧传感器（1）氧化锆氧传感器在敏感元件氧化锆的表里概况覆盖一层铂，外侧与大气相同.在400℃以上的高温时，若氧化锆表里概况处的气体中的氧的浓度有很大不同，在铂电极之间将会发生电压.当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件表里侧氧的浓度差小，氧化锆元件表里侧南北极之间发生的电压很低（接近0V），反之，如排气中几乎没有氧，表里侧的之间电压高（约为1V）.在实际空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变，如下图.（2）氧化钛氧传感器主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成.教案内容氧化锆氧传感器及其输出特性a）布局b）输出特性1—法兰2—铂电极3—氧化锆管4—铂电极5—加热器6—涂层7—废气8—套管9—大气当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小，操纵适当的电路对电阻变量停止处理，即转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比.（3）氧传感器节制电路日本丰田LS400轿车氧传感器节制电路.氧传感器节制电路闭环节制，当实际空燃比比实际空燃比小时，氧传感器向ECU输入的高电压信号（0.75～0.9V）.此时ECU减小喷油量，空燃比增大.当空燃比增大到实际空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至0.1 V左右，ECU 当即节制增加喷油量，空燃比减小.如此反复，就可以将空燃比切确地节制在实际空燃比附近一个极小的范围内.教案内容（1）非线性节制（2）怠速节制（3）减小换档冲击节制（4）驱动力节制（TRC）（5）稳定性节制（VSC）（6）巡航节制2．电控骨气门系统布局与工作原理布局如图所示，为LS400轿车骨气门电控系统.电控骨气门系统1—电磁聚散器2—加速踏板位置传感器3—骨气门节制杆4—骨气门5—骨气门位置传感器6—骨气门节制电动机工作原理如图所示，发动机ECU根据各传感器输入信号确定最佳的骨气门开度，并通过对节制电动机和电磁聚散器的节制改变节气门开度.电控骨气门系统工作原理3．电控骨气门系统的检测发生故障时，系统自动停止工作，指示灯“CHECK ENGING”亮，调取故障码，并按故障提示诊断和解除故障.第6节冷却风扇及发电机节制系统教案内容一、冷却风扇节制系统功能：发动机节制ECU根据冷却液温度传感器信号和空调开关信号，通过风扇继电器来节制风扇电动机电路的通断，以实现对风扇的节制.原理：北京切诺基4.0L发动机冷却风扇系统电路图，发动机节制ECU 节制风扇继电器线圈的搭铁回路，当冷却液温度低于98℃时，ECU断开风扇继电器搭铁回路，冷却风扇不工作；当却液温度高于103℃时，冷却风扇工作.如果选择空调开关信号，不管冷却液温度多少，风扇始终工作.风扇继电器节制电路二、发电机节制系统功能：根据蓄电池电压信号，节制发电机的输出信号.原理：蓄电池电压信号经端子3输送给ECU，ECU节制发电机励磁绕组的搭铁回路以调节磁场强度，从而实现发电机输出电压的节制.发电机节制系统电路第7节故障自诊断系统教案内容1．通过自诊断测试断定电控系有无故障，有故障时，指示灯发出警报，并将故障码存储.2．在维修时，通过一定操纵程序可将故障码调出，停止有针对性的检查.3．当传感器或其电路发生故障时，自动起动失效呵护功能.4．当发生故障导致车辆无法行驶时，自动起动应急备用系统，以包管汽车可以继续行驶.二、自诊断系统工作原理1．传感器故障自诊断原理若传感器输入ECU的信号超出正常范围，或在一定时间内ECU收不到该传感器信号，或该传感器输入ECU的信号在一定时间内不发生变更，自诊断系统均断定定为“故障信号”.例如水温传感器，当传感器向ECU输送的信号电压低于0.3V或高于4.7V，自诊断系统会断定为故障信号.2．执行元件故障自诊断原理在没有反馈信号的开环节制中，执行元件如有故障，自诊断系统只能根据ECU输出的执行信号来断定.原理与传感器近似.带有反馈信号的闭环节制工作时，自诊断系统还可根据反馈信号辨别故障.三、自诊断系统的使用故障指示灯故障指示灯节制电路当检测到有故障时，仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE”点亮，以正告驾驶员或维修人员.在使用中，点火开关接通，发动机没有起动或起动后的短时间内，“故障指示灯”点亮是正常现象，当起动后几秒钟内或发动机达到一定转速（一般为500r/min）后，“故障指示灯”应熄灭.四、OBD—Ⅱ简介OBD是“ON—BOARD DINGOSITICS”的缩写，是由美国汽车工程学会（SEA）提出的，经环保机构（EPA）和加州资源协会（CARB）认证通过的.第8节失效呵护系统。
第4章 汽油机辅助控制系统
4.1 怠速控制系统及其故障诊
ECU就使怠速控制阀的阀门开大，增大旁通进气量。当旁通 进气量增大时，因为怠速空燃比已由实验确定为一定值(一般 为12:1)，所以ECU将控制喷油器增大喷油量，发动机转速随 之提高到快怠速转速运转。
国产汽车电控发动机的怠速转速如表4-1所示。当接通空调或 动力转向泵时，其快怠速转速为950~1 050 r/min。快怠速时， 转速升高200 r/min左右。
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4.1 怠速控制系统及其故障诊
Hale Waihona Puke .1.2 怠速控制过程在发动机怠速状态下，当空调开关、动力转向开关等接通或 空挡起动开关断开时，发动机负荷就会增大，转速就会降低。 如果转速降低过多，发动机就可能熄火，给车辆使用带来不 便。因此，在接通空调开关或动力转向开关之前，需要先将 怠速转速提高，防止发动机熄火。当空调开关或动力转向开 关断开时，发动机负荷又会减小，转速就会升高，不仅油耗 增大，而且会给汽车驾驶带来一定困难(如起步前冲、容易导 致汽车追尾等)。因此在断开空调开关或动力转向开关之后， 需要将怠速转速降低，防止怠速过高。另外，当电器负荷增 大(如夜间行车接通前照灯、按喇叭等)时，电器系统的供电 电压就会降低，如果电压过低，就会影响电控系统正常工作 和用电设备正常用电，因此在电压降低时，需要提高怠速转 速，以便提高电压。
车速传感器提供车速信号，节气门位置传感器提供怠速触点 开闭信号，这两个信号用来判断发动机是否处于怠速状态。 发动机怠速时，节气门关闭，节气门位置传感器的怠速触点 IDL闭合，传感器输出端子IDL输出低电平信号。因此，当 IDL端子输出低电平信号时，如果车速为零，说明发动机处 于怠速状态;如果车速不为零，则说明发动机处于减速状态。
汽车电子控制技术项目四 汽油机辅助控制系统
（a) 图4-1怠速控制方式
（b)
（a）节气门直动式；（b)旁通气道式
3．怠速控制系统的组成 旁通空气式怠速控制系统的组成如图 4-2所示，由各种传感器、信号控制开关、电 子控制器、怠速控制阀和节气门旁通空氕道等组成。冷却液温度信号用于修正怠速转 速。在ECU内部，存储有不同水温对应的最佳怠速转速，如图4-3所示。
汽油机辅助控制系统
一、电控怠速控制系统
二、排气净化与排放控制系统
三、进气控制系统
课题一 电控怠速控制系统 一、怠速控制系统概述
1．怠速控制系统的功能 怠速控制(ISC)系统是发动机辅助控制系统之一，其功能是在发动机怠速工况 下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、自动变速器是否挂人挡位等 实际情况，通过怠速控制阀对发动机进气量进行控制，使发动机以最佳怠速稳定 运转。 2．怠速控制方式 一类是以控制怠速旁通空气通道截面的大小为基本特征，对怠速空气流量进 行调节的旁通气道控制方式；另一类是以直接控制节气门的开度为基本特征，对 怠速空气流量进行调节的节气门直动控制方式，如图4-1所示。
图4-8 相线绕组控制电路
欲使步进电动机正转，相线控制脉冲按1 2 3 4相序依次滞后90°相位角，使定子 上的N极向右移动，则转子正转，如图4-9、图4-10所示。如欲使步进电动机反转，相 线控制脉冲按1 2 3 4相序依次超前90°相位角，使定子上的N极向左向移动，则转子 反转。
图4-9 相线控制脉冲
图4-12起动控制特性
图4-13暖机控制特性
2)旋转滑阀式怠速控制装置 旋转滑阀式怠速控制系统主要由电磁控制的旋转滑阀式怠速调整装置、传感器及 ECU组成。如图4-14所示，旋转滑阀式怠速控制装置由永久磁铁转子 3、电枢4、旋转滑 阀6、螺旋回位弹簧和电刷等组成，其接线图如图4-15所示，永久磁铁固定在外壳上。
汽车发动机电控系统原理与检修一体化教程：第四章汽油机辅助控制系统的检测
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4．控制内容 （1）起动初始位置的设定 （2）起动控制 （3）暖机控制 （4）怠速稳定控制 （5）怠速预测控制 （6）负载增多时的控制 （7）学习控制
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一、步进电机式怠速控制阀的检测
1．检修步进电机型怠速控制阀时注意事项 （1）不要用手推或拉控制阀，以免损坏丝杠机构的螺纹
（a）阀伸出状态
（b）阀缩回状态
图5-12 步进电机型怠速控制阀检测
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三、旋转电磁阀式怠速控制阀
1．控制阀的结构与工作原理
（a）结构图
（b）原理图
图5-6 旋转电磁阀型怠速控制阀
1-控制阀；2-双金属片；3-冷却水腔；4-阀体；5、7-线圈；6-永久磁铁；8-阀轴；9-怠速空气口
2．控制阀的结构与工作原理
图5-4 步进电机型怠速控制阀 1-节气门 2-线束连接器 3-转子 4-定子 5-丝杠机构 6-阀
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3．控制电路
步进电机型怠速控制阀电路以日本丰田皇冠3.0轿车为例 ，如图5-5所示。
图5-5 步进电机型怠速控制阀电路 1-主继电器；2-怠速控制阀；3-ECU
（5）按ECU输出信号及控制方式不同分为脉冲信号占空 比控制和与非信号开关控制。
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二、步进电机式怠速控制阀 1．步进电机的结构与工作原理
图5-2 步进电机的结构 1-爪极 2、3-线圈 4、6-定子 5-转子
a）输入脉冲
b）工作过程
图5-3步进电机工作原理
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2．典型职能配气机构工作原理 （1）日产的VVEL系统 日产的VVEL系统是一种典型的可变气门升程系统，主要由步进电机、位 置传感器、控制杆等组成，如图4-14所示。控制单元给步进电机电信号，步进 电机控制杆带动，进而带动偏心轮转动，来实现进气门升程的改变。
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1、步进电机式怠速控制阀：
④ 反馈控制
当发动机处于怠速工况运转时，如果发动机的实际转速与
ECU 存储器中所存放的目标转速差超过规定值（如 20r/min ），
则 ECU 即控制怠速控制阀增减旁通空气量，使发动机实际转速 与目标转速差小于规定值。
目标转速与发动机怠速工况时的负荷有关，对应空档起动开
1、步进电机式怠速控制阀： （2）工作原理：
当步进电机的转子转 动时，螺母将带动丝杆作 轴向运动，使阀芯开大或 关小阀门的开度。 ECU通过控制步进电机 的转动方向和转动角度来 控制丝杆的移动方向和移 动距离，从而达到控制阀 门开度，调整怠速转速之 目的。
1、步进电机式怠速控制阀： （3）步进原理： 步进电机转子和定子的结构：
反向旋转力矩抵消，滑阀不转动；
当占空比小于50％时，线圈L1的通电时间大于线圈L2的
通电时间，滑阀逆时针旋转，旁通气道被关小；
当占空比大于50％时，线圈L2的通电时间大于线圈L2的
通电时间，滑阀顺时针旋转，旁通气道被打开。
2、旋转滑阀式怠速控制阀： （3）控制电路：（丰田2TZ-FE发动机）
EFI主继电器向旋转电磁阀提供蓄电池电压。 ECU通过ISC1、ISC2端子控制旋转电磁阀内两个电磁 线圈的搭铁电路。
由于发动机在使用过程中其性能会发生变化，因此这时怠速
控制阀的位置虽然没有变化，但实际的怠速转速也会偏离初 始值。出现这种情况时， ECU 除了用反馈控制使怠速转速仍 达到目标值外，还将此时步进电机转过的步数储存在备用存 储器中，供以后的怠速控制用。
2、旋转滑阀式怠速控制阀： （1）结构：
由永久磁铁、电枢、旋转电磁阀等组成。
● 什么是怠速工况？ 怠速工况指发动机只维持空调、动力转向 器等基本运转，对外无动力输出的稳定运转工 况。此时节气门开度最小或者为零，汽车处于 空档，发动机只带动附件维持最低稳定转速。
汽油机辅助控制系统
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 怠速控制系统 排放控制系统及检修 进气控制系统及检修 故障自诊断功能 失效保护怠速控制系统(ISC)
概述: 概述: 燃油喷射发动机怠速时，节气门处于全关闭状态，空气通 过节气门缝隙及旁通节气门的怠速调节通路进入发动机， 由空气流量计(或进气歧管压力传感器) 由空气流量计(或进气歧管压力传感器)检测该进气量，并 根据转速及其他修正信号控制喷油量， 发动机控制系统怠速控制装置的功能就是由ECU控制调节 发动机控制系统怠速控制装置的功能就是由ECU控制调节 空气通路面积以控制空气流量的方法来实现的。自动维持 发动机怠速稳定运转。
1. 2.
怠速控制装置分类 控制装置的结构与工作原理
怠速控制装置分类
怠速控制的内容包括启动后控制、暖机过程控制、 负荷变化的控制和减速时的控制等。目前使用的， 按控制原理可分为两类。
节气门直动控制式 怠速控制装置 步进电动机调节机构 旋转电磁阀调节机构 旁通空气控制式 占空比电磁阀控制机构 真空电磁阀控制机构
真空电磁阀怠速控制机构
ECU根据各种 ECU根据各种 传感器的输入 信号控制VSV 信号控制VSV 阀打开和关闭， 控制旁通空气 量，使发动机 保持稳定怠速 运转。
真空电磁阀怠速控制机构
第二节 排放控制系统及检修
概述 汽油机的有害排放包括因混合气燃烧不完全产生 的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO) 的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)，在高温燃烧 (HC)和一氧化碳(CO)， 中产生的氮氧化合物(N0x) (N0x)。 中产生的氮氧化合物(N0x)。 电控汽油机中的排放控制系统主要有： 电控汽油机中的排放控制系统主要有： 三元催化转化器、 一、三元催化转化器、氧传感器与闭环控制 废气再循环(EGR) (EGR)系统 二、废气再循环(EGR)系统 三、燃油蒸气排放控制装置
汽油机辅助控制系统
蓄电池
丰田皇冠3.0轿车步进电机型ISCV电路 汽油机辅助控制系统
步进电机型怠速控制阀的检修
拆下控制阀线束连接器，检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压； 熄火后，2～3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声； B1与S1和S3、B2与S2和S4之间的电阻，应为10～30Ω。 蓄电池正极接B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1—S2—S3—S4端子， 控制阀应向外伸出；若负极按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，则控制 阀应向内缩回。
通 断AB
一个周期
旋转电磁阀型怠速控制阀电路及其检修
断开线束插头，点火开关ON，但不起动发动机。测量电源端子+B与搭铁 之间的电压，应为蓄电池电压。 断开线束插头，在控制阀侧测量端子+B与端子RSC及RSO之间的电阻值， 正常值应为18.8～22.8Ω。 发动机达正常工作温度，变速器空挡。发动机怠速运转，短接TE1与E1端 子，发动机转速为1000～1200r/min，5s后转速应下降约200r/min。
执行元件
节气门操管纵臂 油门踏板钢丝
执行元件
进
旁通空气式通过执行元件 控制怠速旁通气道的空气
空气
气
量来控制怠速进气量。
节气门
管
旁通空气式
汽油机辅助控制系统
2、节气门直动式怠速控制器
➢ 组成：直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等
汽油机辅助控制系统
大众车节气门直动式怠速控制器
汽油机辅助控制系统
S1-S2-S3汽-油S机辅4助控制系统
S4-S3-S2-S1
怠速控制阀的控制内容
➢ 控制内容：
➢ 起动初始位置的设定 ➢ 起动控制 ➢ 暖机控制 ➢ 怠速稳定控制 ➢ 怠速预测控制 ➢ 电器负荷增多时的怠速控制 ➢ 学习控制
第四章 汽油及辅助控制系统
第四章汽油及辅助控制系统第一节怠速控制系统一、怠速控制系统的功能与组成1、怠速控制系统的功能怠速是指节气门关闭，油门踏板完全松开，且发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。
在汽车使用中，发动机怠速运转的时间约占30％，怠速转速的高低直接影响燃油消耗和排放污染。
怠速转速过高，燃油消耗增加，但怠速转速过低，又会增加排放污染。
此外，怠速转速过低，发动机冷车运转、空调打开、电器负荷增大、自动变速器挂入挡位、动力转向时，由于运行条件较差或负载增加，容易导致发动机运转不稳甚至熄火。
在传统的化油器式发动机上，一般由人工调整怠速转速，发动机工作中，不能根据运行工况和负载的变化适时调整怠速转速。
虽然有些设有机械装置控制发动机的怠速转速，但其结构比较复杂，且工作稳定性也较差。
随着电控技术在汽车上的广泛应用，怠速控制(1SC)已成为发动机集中控制系统的基本控制内容之一。
怠速控制的目的是在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量，即实现对热机怠速工况进气量和空燃的闭环反馈控制。
在除怠速以外的其他工况下，驾驶员可通过油门踏板控制节气门的开度，从而改变发动机的进气量，以调节发动机的转速和输出功率。
而在油门踏板完全松开的怠速工况下，驾驶员则无法控制发动机进气量。
电控汽油喷射式发动机在怠速工况时，空气通过节气门缝隙或旁通节气门的怠速空气道进入发动机，并由空气流量计(或进气管绝对压力传感器)对进气量进行检测，电控燃油喷射系统(EFl)则根据各传感器信号控制喷油器，保证发动机的怠速运转。
怠速控制系统的功能是根据发动机工作温度和负载，由ECU自动控制怠速工况下的空气供给量，维持发动机以稳定怠速运转。
2、怠速控制系统的组成怠速控制系统主要由传感器、ECU和执行元件三部分组成，如图所示。
传感器的功用是检测发动机的运行工况和负载设备的工作状况，ECU则根据各种传感器的输人信号确定一个怠速运转的目标转速，并与实际转速进行比较，根据比较结果控制执行元件工作，以调节进气量，使发动机的怠速转速达到所确定的目标转速。
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第四章汽油机辅助控制系统教案（章节备课)教案内容电阻,应为10~３0Ω。
４)拆下怠速电磁阀,将蓄电池正极接至Ｂ1和Ｂ2端子，负极按顺序依次接通Ｓ1—S2—S3—Ｓ4端子时,随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出,如图;若负极按反方向接通S4—S3—S２—S1端子，则控制阀应向内缩回。
步进电动机型怠速控制阀工作情况检查a)接蓄电池正极b）接蓄电池负极３．控制阀控制的内容（1）起动初始位置的设定关闭点火开关使发动机熄火后，ＥCＵ的M—REＬ端子向主继电器线圈供电延续约2～3s。
在这段时间内，蓄电池继续给EＣU和步进电动机供电，ＥCU使怠速控制阀回到起动初始位置。
（2)起动控制在起动期间,ＥCU根据冷却液温度的高低控制步进电动机，调节控制阀的开度，使之到起动后暖机控制的最佳位置,此位置随冷却液温度的升高而减小。
(3)暖机控制在暖机过程中，ECU根据冷却液温度信号按内存的控制特性控制怠速控制阀的开度,随温度上升,怠速控制阀开度渐渐减小。
当冷却液温度达到70℃时,暖机控制过程结束。
（４）怠速稳定控制当转速信号与确定的目标转速进行比较有一定差值时(一般为20ｒ/min),ECＵ将通过步进电动机控制怠速控制阀，调节怠速空气供给量,使发动机的实际转速与目标转速相同。
(5）怠速预测控制在发动机负荷发生变化时，为了避免怠速转速波动或熄火,ECＵ会根据各负荷设备开关信号,通过步进电动机提前调节怠速控制阀的开度。
(６）电器负荷增多时的怠速控制如电器负荷增大到一定程度时,蓄电池电压会降低，为了保证电控系统正常的供电电压，ECＵ根据蓄电池电压调节怠速控制阀的开度，提高发动机怠速转速,以提高发动机的输出功率。
（7)学习控制由于磨损原因导致怠速控制阀性能发生变化，怠速控制阀的位置相同时，实际的怠速转速与设定的目标转速略有不同,ＥCU利用反馈控制使怠速转速回归到目标转速的同时,还可将步进电动机转过的步数存储在RＯM中,以便在此后的怠速控制过程中使用。
四、旋转电磁阀型怠速控制阀第2节进气控制系统教案内容一、动力阀控制系统功用：根据发动机不同的负荷，改变进气流量去改善发动机的动力性能。
工作原理：受真空控制的动力阀在进气管上，控制进气管空气通道的大小。
发动机小负荷运转时,受EＣU控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭,进气通道变小，发动机输出小功率。
当发动机负荷增大时,ＥCU根据转速、温度、空气流量信号将真空电磁阀电路接通，真空电磁阀打开，真空室的真空度进入动力阀，将动力阀打开,进气通道变大,发动机输出大的扭矩和功率。
维修时主要检查真空罐、真空气室、和真空管路有无漏气,真空电磁阀电路有无短路或断路。
二、谐波增压控制系统(ACIS）谐波增压控制系统是利用进气流惯性产生的压力波提高进气效率。
1．压力波的产生当气体高速流向进气门时,如进气门突然关闭,进气门附近气流流动突然停止，但由于惯性，进气管仍在进气，于是将进气门附近气体被压缩,压力上升。
当气体的惯性过后,被压缩的气体开始膨胀,向进气气流相反方向流动,压力下降。
膨胀气体的波传到进气管口时又被反射回来，形成压力波。
２.压力波的利用方法一般而言，进气管长度长时，压力波长,可使发动机中低转速区功率增大；进气管长度短时,压力波波长短,可使发动机高速区功率增大。
3.波长可变的谐波进气增压控制系统丰田皇冠车型２JZ—GE发动机采用在进气管增设一个大容量的空气室和电控真空阀,以实现压力波传播路线长度的改变，从而兼顾低速和高速的进气增压效果。
系统工作原理如图,ECU根据转速信号控制电磁真空通道阀的开闭。
低速时，电磁真空孔道阀电路不通，真空通道关闭，真空罐的真空度不能进入真空气室，受真空气室控制的进气增压控制阀处于关闭状态。
此时进气管长度长,压力波长大,以适应低速区域形成气体动力增压效果。
高速时,ECU接通电磁真空道阀的电路，真空通道打开,真空罐的真空度进入真空气室，吸动膜片,从而将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的参与，缩短了压力波的传播距离,使发动机在高速区域也得到较好的气体动力增压效果。
ACＩＳ系统工作原理1—喷油器2—过气道３—空气滤清器4—过气室5—涡流控制气门教案内容6—进气控制阀7—节气门8—真空驱动器维修时检查空气真空电磁阀的电阻为38.５～44．5Ω。
三、可变配气相位控制系统(VＴEＣ)1．对配气相位的要求要求配气相位随着发动机转速的变化，适当的改变进、排气门的提前或推迟开启角和迟后关闭角。
2．VＴEC机构的组成同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门,次摇臂驱动次进气门,中间摇臂在主次之间，不与任何气门直接接触。
VＴEC配气机构与普通配气机构相比较，主要区别是:凸轮轴上的凸轮较多,且升程不等,结构复杂。
3．VTEC机构的工作原理功能：根据发动机转速、负荷等变化来控制ＶTEＣ机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。
工作原理：发动机低速运转时,电磁阀不通电使油道关闭，此时,三个摇臂彼此分离,主凸轮通过摇臂驱动主进气门,中间凸轮驱动中间摇臂空摆;次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量关闭。
配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮轴驱动。
当发动机高速运转，电脑向VTEC电磁阀供电,使电磁阀开启,来自润滑油道的机油压力作用在正时活塞一侧,此时两个活塞分别将主摇臂和次摇臂与中间摇臂接成一体，成为一个组合摇臂。
此时，中间凸轮升程最大，组合摇臂受中间凸轮驱动，两个进气门同步工作。
当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流，正时活塞一侧油压下降,各摇臂油缸孔内的活塞在回位弹簧作用下,三个摇臂彼此分离而独立工作。
４.VTEＣ系统电路ＶTEC控制系统教案内容一、增压控制系统功能根据发动机进气压力的大小,控制增压装置的工作,以达到控制进气压力、提高发动机动力性和经济性的目的。
二、废气涡轮增压当ＥCＵ检测到进气压力在０.098MPａ以下时，受ECＵ控制的释压电磁阀的搭铁回路断开，释压电磁阀关闭。
此时涡轮增压器出口引入的压力空气，经释压阀进入驱动空气室,克服气室弹簧的压力推动切换阀将废气进入涡轮室的通道打开，同时将排气旁通道口关闭,此时废气流经涡轮室使增压器工作。
当EＣU检测到的进气压力高于０.0９８MPa时,ECU将释压电磁阀的搭铁回路接通，释压电磁阀打开,通往驱动器室的压力空气被切断,在气室弹簧弹力的作用下，驱动切换阀,关闭进入涡轮室的通道,同时将排气旁通道口打开,废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作，进气压力下降,只到进气压力降至规定的压力时，ECＵ又将释压阀关闭,切换阀又将进入涡轮室的通道口打开,废气涡轮增压器又开始工作。
废气涡轮增压原理图第4节排放控制系统教案内容一、汽油蒸气排放（EVＡP）控制系统1．EVＡP控制系统功能收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧,从而防止汽油蒸气直接排出大气而防止造成污染。
同时,根据发动机工况,控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。
2.ＥV AP控制系统的组成与工作原理如图,油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀,排放控制阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制。
EＶAＰ控制系统发动机工作时，ＥCU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上部的真空度,从而控制排放控制阀的开度。
当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管。
在部分电控EV AP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀,而将受EC Ｕ控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。
如图韩国现代轿车装用的电控EV AP控制系统。
韩国现代轿车EV AP系统3.EV AP控制系统的检测（１)一般维护检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹,每行驶２００00㎞应更换活性碳罐底部的进气滤心。
教案内容(2）真空控制阀的检查拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5ＫPa真空度时,从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通,不施加真空度时,吹入空气则不通。
(3)电磁阀的检查拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度，若接蓄电池电压，真空度应释放。
测量电磁阀两端子间电阻应为３６~44Ω。
二、废气在循环控制系统(EGR)１．ＥＧR控制系统功能将适当的废气重新引入气缸参加燃烧,从而降低气缸的最高温度，以减少ＮＯx的排放量。
种类：开环控制ＥGR系统和闭环控制EGＲ系统。
２.开环控制EＧR系统如图，主要由EＧＲ阀和EGR电磁阀等组成。
开环控制EGＲ系统原理:ＥGR阀安装在废气再循环通道中,用以控制废气再循环量。
EGR 电磁阀安装在通向ＥGR真空通道中,ＥCU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。
ECU不给ＥGR电磁阀通电时,控制EＧＲ阀的真空通道接通,EＧR阀开启,进行废气再循环；ＥCU 给EＧR电磁阀通电时，控制ＥＧＲ阀的真空度通道被切断,ＥGR阀关闭,停止废气在循环。
ＥGＲ率=［EGR量/(进气量+EGR量）]×１00℅３.闭环控制EGR系统闭环控制ＥGR系统,检测实际的EＧR率或EＧR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。
与开环相比只是在ＥGR阀上增设一个EGR阀开度传感器,控制原理，EG Ｒ率传感器安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGＲ电磁阀进入稳压箱,传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECＵ，ＥCU根据此反馈信号修正EGＲ电磁阀的开度，使EＧＲ率保持在最佳值。
教案内容4．ＥGＲ控制系统的检修（１)一般检查拆下EGR阀上的真空软管,发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真空吸力;发动机温度达到正常工作温度后,怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提高到2５０0 r/mｉn左右,拆下真空软管，发动机转速有明显提高。
(2)EGＲ电磁阀的检查冷态测量电磁阀电阻应为3３~39Ω。
电磁阀不通电时，从进气管侧吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通;接上蓄电池电压时，应相反。
（3）ＥGR阀的检查如图，用手动真空泵给ＥGR阀膜片上方施加约15ＫPa的真空度,EGR阀应能开启,不施加真空度，ＥＧR阀应能完全关闭。
EGＲ阀的检查三、三元催化转换器（TWC)与空燃比反馈控制系统1．TWC功能利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。
２.TWC的构造三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混合物。
3．影响TWC转换效率的因素影响最大的是混合气的浓度和排气温度。