进气控制系统
第六章 掌握柴油机的进排气控制系统结构原理及检修方法
第六章 掌握柴油机的进排气控制系统 结构原理及检修方法
❖ ．学习目标 ❖ 1.掌握柴油机的空气预热系统 ❖ 2.掌握柴油发动机的进气控制系统 ❖ 3.掌握柴油机的增压控制系统 ❖ 4.掌握柴油机废气再循环控制系统 ❖ 5.掌握柴油机尾气净化处理系统
一、废气涡轮增压系统
废气涡轮增压系统的功用是利用废气的能量，通过增 压器将发动机的进气先进行压缩，使增压后的空气密度 增大，实际充入的空气量增加（见图6-18和图6-19）。 这样，可以向气缸内喷入更多的燃料并能获得充分燃烧 ，因此提高了柴油机的输出功率。
图6-18废气涡轮增压器在汽车上的应用
图6-19废气涡流增压系统示意图
的一种增压控制系统。典型的电子控制式惯性增压系统 如图6-27所示。它主要由各种传感器、电子控制单元、 电磁阀空气室空气控制气缸、控制阀等组成。
图6-27电子控制式惯性增压系统
一、废气再循环控制系统的作用
EGR系统工作时，将一部分废气引入进气系统， 与新鲜的燃油混合气混合，使混合气变稀，从而降 低了燃烧速度，燃烧温度随之下降，从而有效的减 少NOX的生成，如图6-28所示。其关键部件是EGR 阀，其实物如图6-29所示。
1.涡轮增压器的结构 涡轮增压器一般由涡轮部分、中间壳体、压气机部
分三大部分组成（见图6-20）。
图6-20废气涡轮增压器的组成
2.中冷器的结构 废气涡轮增压系统一般加装有中冷器，以便对从涡
轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却，以 提高空气的密度，提高发动机的充气效率。其实物如 图6-21所示。
二、可变截面涡轮增压器
可变截面涡轮增压器的结构如图2-23所示。
图6-23可变涡轮增压系统的结构
汽车进气工作原理
汽车进气工作原理
汽车进气工作原理是指汽车引擎通过吸入空气进行燃烧产生动力的过程。
具体来说，汽车的进气系统主要包括空气滤清器、进气管道、节气门和进气歧管等部件。
首先，空气通过车辆前部的进气口进入空气滤清器。
空气滤清器的作用是过滤空气中的尘埃、颗粒物和其他杂质，确保进入引擎的空气质量良好。
过滤器之后，空气经过进气管道进入引擎。
在行驶过程中，车辆前进的速度和引擎转速都会影响到进气系统的工作。
当车辆以较低速度行驶时，进气管道内的气流速度较慢，空气会以较低的速度流入引擎。
而当车辆以较高速度行驶时，进气管道内的气流速度较快，空气会以较高的速度流入引擎。
进入引擎后，空气经过节气门的控制进入汽缸内。
节气门是位于进气管道中一道可以调节气流量的闸门，它的开启和关闭受到驾驶员对油门的控制。
当驾驶员踩下油门时，节气门会打开，使得气流量增加，引擎产生更多的动力。
当油门松开时，节气门会关闭，减少气流量，减小引擎的负荷。
最后，进入汽缸内的空气与燃油混合后，被压缩并点燃。
燃烧产生的能量将转化为活塞的运动，推动曲轴转动，从而驱动汽车前进。
总体而言，汽车的进气系统通过控制空气的流动量和速度，使
得引擎可以获得足够的氧气来进行燃烧。
进气系统的设计和优化可以提高引擎的效率和动力输出，从而提升汽车的性能。
发动机部件-进气道
发动机部件.进气道1.简介进气道是发动机中的重要部件之一，其主要功能是引入空气与燃油混合供给发动机燃烧，以产生动力。
2.进气道分类2.1 直喷进气道直喷进气道采用喷油器将燃油直接喷射到缸内，实现汽油直接喷射燃烧的技术，提高了燃烧效率和动力性能。
2.2 间接喷射进气道间接喷射进气道使用喷油嘴将燃油喷入进气道，然后与空气混合进入缸内燃烧。
2.3 进气道布局进气道的布局可以分为直列布局、V形布局和W形布局等多种形式，根据发动机设计和性能需求进行选择。
3.进气道构成3.1 进气管进气管连接发动机与进气滤清器，通过管道将空气引入发动机供给燃烧。
3.2 进气滤清器进气滤清器用于过滤空气中的颗粒物和污染物，保持进气道的清洁，并延长发动机寿命。
3.3 进气歧管进气歧管将进气管中的空气分流到不同的气缸，保证每个气缸能够得到充分的进气，并平衡气缸间的压力。
3.4 进气阀门进气阀门用于控制空气的流量和进入缸内的时间，确保正確的燃烧条件和发动机功率输出。
4.进气道管理系统4.1 进气门控制系统进气门控制系统通过调节进气阀门的开闭时间和幅度，实现进气量的控制和气缸充填的优化，提高燃烧效率。
4.2 进气压力调节器进气压力调节器用于调节进气管中的空气压力，以保证空燃比的稳定。
5.附件本文档附带以下附件：●进气道示意图●进气道布局图●进气道构成部件清单●进气道管理系统结构图6.法律名词及注释●进气道：指引入空气与燃油混合供给发动机燃烧的管道系统。
●直喷进气道：采用喷油器将燃油直接喷射到缸内的进气道。
●间接喷射进气道：使用喷油嘴将燃油喷入进气道，然后与空气混合进入缸内燃烧的进气道。
●进气管：连接发动机与进气滤清器的管道，将空气引入发动机供给燃烧。
●进气滤清器：用于过滤空气中的颗粒物和污染物的装置，用于保持进气道的清洁和延长发动机寿命。
●进气歧管：将进气管中的空气分流到不同的气缸并平衡气缸间的压力的部件。
●进气阀门：用于控制空气流量和进入缸内时间的阀门，以确保正常燃烧条件和发动机功率输出。
进气控制系统
5）涡轮增压系统－内循环工作原理
机械式空气内循环阀安装在增压器前，它是由真 空打开，用来卸掉节气门前多余的空气，避免发 动机产生喘震。因此当功率不足或由于负荷变化 产生的发动机抖动时，需要检查内循环系统。 发动机控制单元在超速切断，怠速和部分负荷时 打开。防止进气管进气过量。
涡轮增压系统－内循环演示
进气控制系统
一、进气控制系统
目的：提高进气量，改善发动机动力性能。 类型：动力阀控制系统、谐波进气增压系统（ACIS）、可变配气 相位控制系统（VTEC）、可变气门正时（VVT）等多种。 动力阀控制系统：是控制发动机进气道的空气流通截面大小，以 适应发动机不同转速和负荷时的进气量需求，从而改善发动机的 动力性。 谐波进气增压系统：利用了进气管内的压力波与进气门的开启配 合，当进气门开启时，使反射回来的压力波正好传到该气门附近， 从而形成进气增压的效果，提高发动机的充气效率和功率。 可变配气相位控制系统：根据发动机转速、负荷等参数变化来控 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。
3）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）结构
如图，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。 进气摇臂总成如图 与不同配气机构相比较， 主要区别是：凸轮轴上的凸轮 较多，且升程不等，结构复杂。
3、涡轮增压系统－特点 1）增压发动机对高海拔地区有很强的适应力，由 于增压器在高工况下增压力有富余，因此可以用 放气阀晚关的方法来提高空气密度，从而减缓发 动机功率的下降。增压发动机控制单元都有海拔 高低传感器，一般安装在其内部。
发动机进气ptc控制系统故障实例
发动机进气ptc控制系统故障实例
发动机进气PTC（Positive Temperature Coefficient）控制
系统是用于调节发动机进气温度的系统，它可以帮助发动机在不同
工况下获得最佳的进气温度，从而提高燃烧效率和降低排放。
然而，PTC控制系统也可能出现故障，下面我会举例说明一些可能的故障
实例。
1. PTC控制系统故障灯亮，当发动机进气PTC控制系统出现故
障时，车辆的故障指示灯可能会点亮，提示驾驶员系统存在问题。
这可能是由于传感器故障、线路故障或控制单元故障导致的。
2. 发动机性能下降，PTC控制系统故障还可能导致发动机性能
下降，包括加速不顺畅、动力不足等现象。
这是因为进气温度无法
得到有效控制，影响了发动机的燃烧效率和动力输出。
3. 燃油经济性下降，PTC控制系统故障也可能导致燃油经济性
下降，因为进气温度对燃烧效率的影响，当系统失效时，燃油的燃
烧效率可能会降低，从而导致燃油消耗增加。
4. 发动机工作温度异常，PTC控制系统故障还可能导致发动机
工作温度异常，过热或者过冷都可能发生，这会影响发动机的正常工作状态，甚至可能引发其他故障。
5. 系统自我保护模式，为了保护发动机，一些车辆可能会进入自我保护模式，限制发动机输出功率，以防止进一步损坏。
这种情况下，车辆性能会受到明显影响。
综上所述，发动机进气PTC控制系统故障可能会导致车辆性能下降、燃油经济性降低、发动机工作温度异常等问题，因此一旦发现系统故障，建议及时到专业维修站点进行检修和维护。
CNG加气站控制系统基本要求(小修改)
CNG加气站控制系统（简称：站控）基本要求一、软件要求采用正版WINCC组态王软件（具有电子加密狗）。
全站具备四大系统集成：输气计量控制系统、压缩机监控系统、干燥监控系统、燃气浓度报警系统。
二、PLC柜具体要求（1）、可编程控制器采用西门子S7系列300或以上代产品，数字及模拟输入输出接点符合工艺监控需求，同时必须有足够备用点，通信模块支持以太网和RS485；（2）、安装有防浪涌；（3）、安装有过流保护；（4）、安装有安全栅；（5）、继电器采用进口品牌，如施耐德等；（6）、PLC柜顶端配置声光报警器。
三、数据采集范围（1）、压缩机运行状态；（2）、压缩机冷却水压；（3）、压缩机油压；（4）、压缩机各级排气压力；（5）、压缩机各级排气温度；（6）、压缩机进气压力；（7）、压缩机电机电流、电机转速；（8）、调压计量撬调压前压力和调压后压力；（9）、各流量计累计流量（工况、标况）、瞬时流量（工况、标况）、温度、压力等；（10）、各紧急切断阀开关状态采集；（11）、储气井高、中、低压力；（12）、电磁式顺序控制盘高、中、低、直冲的压力，电磁阀的开关状态；（13）、在线水露点，脱水A、B塔工作状态；（14）、燃气浓度监测。
四、工艺流程画面要求（1）画面简洁、形象、生动，工艺管线清晰；（2）采用动态流水线显示；（3）主要设备工艺数据（温度、压力等）显示；（4）各气动阀和电磁阀状态显示；（5）人机界面友好，操作简单；五、控制、报警、联锁要求（压缩机不在本范围内）1、各点燃气浓度上限报警（显示具体报警点），调压计量撬、隔音罩燃气浓度上限自动联锁风机运行，燃气浓度上限全站急停；2、电磁式顺序控制盘储气井进气自动控制；3、气动阀开关状态手动控制（储气井、进站总阀）；4、水露点超标报警（倒塔提示）、干燥塔倒塔控制；5、调压前，压力过高、过低报警；6、调压后，压力过高、过低报警；7、全站急停控制。
六、历史数据1、报警历史记录查询（按时间、日期查询）；2、各温度、压力、燃气监测浓度历史录查询；3、气动阀、电磁阀操作记录查询；4、压缩机开机历史记录；5、进气流量历史查询；5、曲线、趋势、统计图；6、历史记录打印功能。
汽车进气系统
a)低速段（n<4400r/min）；b)高速段（n>4400r/min）
当进气管中动力阀关闭时，可变进气管容积及总长大约为70cm的进气管，能在发动机转速n=3300r/min时， 形成谐振进气压力波，提高了充气效率，使转矩达到最大值。当发动机转速大于4000r/min时，进气管中便不能 形成有效的进气压力波，于是动力阀门打开，两个中间进气通道便连接成一体。优化选择在每个气缸与总管连接 的支管容积后，能形成高速(如：n=4400r/min)下谐振进气脉冲波，使转矩值达到较高值。于是在n=1500～ 5000r/min的范围内，转矩曲线变化平缓。
发动机油耗可以通过一扇门的运动来说明。门开启的大小和时间长短，决定了进出入的人流量。门开启的角 度越大，开启时间越长，进出入的人流量越大，门开启的角度越小，开启时间越短，进出入的人流量就越少。在 剧院入场看戏，要一个一个观众验票进场，就要控制大门的开启角度，有些匣道还设置栏杆，象地铁出入口一样。 在剧院散场时要尽快疏散观众，就要撤除匣道栏杆，将大门完全打开。大门开启角度和时间决定人流量，这非常 容易理解。同样的道理用于发动机上，就产生了气门升程和正时的概念。气门升程就好像门开启的角度，正时就 好象门开启的时间。以立体的思维观点看问题，角度加时间就是一个容积空间的大小，它的大小决定了耗油量。
可变配气
可变配气技术，从大类上分，包括可变气门正时和可变气门行程两大类。
首先谈一下普通发动机配气机构，大家都知道气门是由发动机的曲轴通过凸轮轴带动的，气门的配气正时取 决于凸轮轴的转角。在发动机运转的时候，我们需要让更多的新鲜空气进入到燃烧室，让废气能尽可能的排出燃 烧室，最好的解决方法就是让进气门提前打开，让排气门推迟关闭。这样，在进气行程和排气行程之间，就会发 生进气门和排气门同时打开的情况，这种进排气门之间的重叠被称为气门叠加角。在普通的发动机上，进气门和 排气门的开闭时间是固定不变的，气门叠加角也是固定不变的，是根据试验而取得的最佳配气定时，在发动机运 转过程中是不能改变的。然而发动机转速的高低对进，排气流动以及气缸内燃烧过程是有影响的。转速高时，进 气气流流速高，惯性能量大，所以希望进气门早些打开，晚些关闭，使新鲜气体顺利充入气缸，尽量多一些混合 气或空气。反之在在发动机转速较低时，进气流速低，流动惯性能量也小，如果进气门过早开启，由于此时活塞 正上行排气，很容易把新鲜空气挤出气缸，使进气反而少了，发动机工作不稳定。因此，没有任何一种固定的气 门叠加角设置能让发动机在高低转速时都能完美输出的，如果没有可变气门正时技术，发动机只能根据其匹配车 型的需求，选择最优化的固定的气门叠加角。例如，赛车的发动机一般都采用较小的气门叠加角，以有利于高转 速时候的动力输出。而普通的民用车则采用适中的气门叠加角，同时兼顾高速和低速时的动力输出，但在低转速 和高转速时会损失很多动力。而可变气门正时技术，就是通过技术手段，实现气门叠加角的可变来解决这一矛盾。
汽车进气系统
汽车进气系统汽车进气系统是车辆发动机中至关重要的一个部件，扮演着引入空气、混合空气与燃料的角色。
它的性能直接影响着发动机的功率、燃油效率和排放。
在现代汽车技术中，进气系统已经经历了多次演进和优化，以提高发动机性能和燃油经济性。
进气系统组成汽车进气系统通常包括空气滤清器、进气管道、节气门、进气歧管、进气门和气缸等组件。
空气滤清器空气滤清器主要作用是过滤进入发动机的空气，阻止灰尘、杂质等颗粒物污染进气系统，保护发动机不受损。
一个高效的空气滤清器能够保证发动机正常运行，延长发动机寿命。
进气管道进气管道将空气从空气滤清器引导至发动机。
设计合理的进气管道能够减少气流阻力，提升发动机的进气效率。
节气门节气门是控制进气量的调节器件，通过调节节气门的开合程度，可以控制发动机的运转速度和功率输出。
进气歧管进气歧管将来自不同缸的进气汇聚到一起，确保每个气缸获取到相同的燃烧条件，提高发动机的运行平稳性。
进气门进气门是进气系统最末端的组件，负责控制气缸内空气的进出。
进气门的设计与运作直接关系到发动机的进气效率和性能输出。
进气系统工作原理汽车的进气系统工作原理基本上遵循以下步骤：1.空气吸入：车辆行驶时，发动机通过空气滤清器吸入外部空气。
2.混合：空气与燃料在进气系统中混合，形成可燃气体，便于点燃。
3.进气调节：节气门调节空气的进入量，根据驾驶员的要求控制发动机的输出功率。
4.进气均衡：进气歧管将各缸的进气均匀分配，保证每个气缸工作条件相同。
5.燃烧：混合气体进入气缸后与火花塞点燃，产生燃烧反应，推动活塞运动。
6.废气排放：燃烧完毕后，废气通过排气阀排出排气系统。
进气系统维护和故障为了确保进气系统的正常运行，需要定期进行维护保养。
常见的维护方式包括更换空气滤清器、清洗节气门，检查进气管道是否有漏气等。
进气系统故障可能导致发动机性能下降、燃油经济性降低、尾气排放超标等问题。
常见故障包括空气滤清器堵塞、节气门失灵、进气歧管破裂等，一旦发现故障，应及时修复以免影响车辆的正常运行。
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二、谐波增压控制系统 ACIS
（3）检查真空罐： ① 用嘴或其它工具向真空罐内吹气，空气 由A向B应通，由B向A应不通。 ② 用手指按住B口并施加53.3kPa的真空， 1min内真空度应无变化。
一、动力阀控制系统 2、结构：
一、动力阀控制系统 3、工作原理：
受ECU控制的真空电磁阀，控制装在进 气管上的动力阀，通过改变进气管通道的截 面积来控制进气流量。
ECU根据发动机转速、冷却液温度、空 气流量等信号控制真空电磁阀的搭铁回路。 ECU→真空电磁阀（VSV阀）→膜片→动 力阀→进气通道截面。
一、动力阀控制系统 3、工作原理：
小负荷时，ECU断开真空电磁阀搭铁回 路，真空室中的真空度不能进入膜片真空气 室，动力阀关闭，进气通道变小。 大负荷时，ECU接通真空电磁阀搭铁回 路，真空室中的真空度进入膜片真空气室， 动力阀开启，进气通道变大。
二、谐波增压控制系统 ACIS 1、功用：
利用进气气流惯性产生的压力波来提高 充气效率。
二、谐波增压控制系统 ACIS 4、控制原理：
二、谐波增压控制系统 ACIS
ECU根据转速信号控制真空电磁阀的开闭。 低速时，真空电磁阀电路不通，真空阀关闭， 真空不能通过真空罐进入真空控制阀的真空气室， 受真空控制阀控制的进气增压阀处于关闭状态， 此时进气管长度长。 高速时，真空电磁阀电路接通，真空阀打开， 真空进入真空控制阀的真空气室，吸动其膜片， 将进气增压控制阀打开，由于大容量空气室的加 入，缩短了压力波的传播距离。
二、谐波增压控制系统 ACIS 5、检测：
（1）检查谐波增压进气系统的工作情况： ① 用三通接头把真空表接入进气增压控制 阀的真空管路中。 ② 启动发动机，怠速时应无真空指示。 ③ 迅速将节气门完全打开，真空表指针应 在53.3kPa位置处摆动，且真空控制阀 拉杆应伸出。
二、谐波增压控制系统 ACIS
二、谐波增压控制系统 ACIS
（4）检查真空电磁阀： ① 检查真空电磁阀线圈：两端子间电阻值 20℃时为38.5-44.5Ω，同时两端子与阀 壳不导通。 ② 检查真空电磁阀工作情况：不通电时， 空气应能从通道E进入，从滤清器中排 出；给两端子加12V电压合，空气应能从 E进入，从F口排出。Biblioteka 二、谐波增压控制系统 ACIS
（4）检查真空电磁阀：
三、可变配气相位控制系统 VTEC 1、对配气相位的要求：
为使发动机工作时进气更充分、排气 更彻底，应随发动机转速的提高适当增大 进、排气门的提前开启角和迟后关闭角。
三、可变配气相位控制系统 VTEC 2、结构：
三、可变配气相位控制系统 VTEC
两个进气门： 主进气门、次进气门。 每个进气门通过单独的摇臂驱动。 ● 三个摇臂： 主摇臂、中间摇臂、次摇臂。 中间摇臂不与任何气门直接接触。 ● 三个凸轮： 主凸轮、中间凸轮、次凸轮。 中间凸轮升程最大，次凸轮升程最小。 ● 四个活塞： 正时活塞、主同步活塞、中间同步活塞、次 同步活塞。
三、可变配气相位控制系统 VTEC
发动机高速运转，且转速、负荷、冷却 液温度、车速达设定值时，ECU向电磁阀供 电使油道开启，三个摇臂成为一个总体，组 合摇臂受中间凸轮驱动，两气门同步工作， 配气相位和升程与发动机低速时相比，气门 升程、提前开启和迟后关闭角度均增大。
三、可变配气相位控制系统 VTEC 4、控制系统电路：
高速工作时，发动机 处于双进双排工作状态。
三、可变配气相位控制系统 VTEC 3、工作原理：
发动机低速运转时，电磁阀不通电使油 道关闭，三个摇臂彼此分离。 主凸轮通过主摇臂驱动主进气门； 中间凸轮驱动中间摇臂空摆； 次凸轮升程非常小，通过次摇臂驱动次 进气门微量开闭。 配气机构处于单进、双排气门工作状态， 单进气门由主凸轮驱动。
●
三、可变配气相位控制系统 VTEC 3、工作原理：
VTEC机构是采用一根凸轮轴上设计两种 （高速型和低速型）不同配气定时和气门升 程的凸轮，利用液压进行切换的装置。 高低速的切换是根据发动机转速、负荷、 水温及车速信号由ECU控制电磁阀来控制油 压进行切换。
三、可变配气相位控制系统 VTEC
低速工作时，发动机 处于单进双排工作状态。
二、谐波增压控制系统 ACIS 2、结构：
在进气管中部增 设了一个大容量的空 气室和电控真空阀， 实现了对压力波传播 路线长度的改变，从 而兼顾了低速和高速 的进气增压效果。
二、谐波增压控制系统 ACIS 3、工作原理：
当空气室出口的控制阀关闭时，压力 波传递长度为：空气滤清器→进气门，适 应中低速区运行。 当空气室阀门打开时，压力波传递长 度为：进气室→进气门，高速时得到较好 的进气增压效果。
第二节 进气控制系统
一、动力阀控制系统
1、功用：
根据发动机的工况要求，改变进气流的流通 截面，以改善发动机不同工况下的动力性。 低速小负荷工况，进气量少，应减小进气道 空气流通截面来提高进气流速，增大进气惯性以 提高充气效率。 高速大负荷工况，增大进气道空气流通截面， 可减小进气阻，对燃烧室内气流扰动可起抑制作 用。