第四章汽油机辅助控制系统

2005 年 6 月

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第四章　汽油机辅助控制系统第四章　汽油机辅助控制系统精品课精品课

第一节第一节怠速控制系统第二节第二节进气控制系统第三节第三节增压控制系统第四节第四节排放控制系统第五节第五节巡航控制及电控节气门系统第六节冷却风扇及发电机控制系统第六节冷却风扇及发电机控制系统第七节故障自诊断系统第七节故障自诊断系统第八节失效保护系统第八节失效保护系统第九节应急备用系统第九节应急备用系统

第四章汽油机辅助控制系统第四章汽油机辅助控制系统

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一、怠速控制系统的功能与组成二、节气门直动式怠速控制器三、步进电动机型怠速控制阀四、旋转电磁阀型怠速控制阀五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀六、开关型怠速控制阀

第一节怠速控制系统第一节怠速控制系统

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一、怠速控制系统的功能与组成

　　 1. 怠速控制系统的功能：　　用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程；自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。　　 2. 怠速控制系统的组成：　　如图，主要由传感器、 ECU 、和执行元件三部分组成。

1 、冷却液温度信号 2 、 A/C 开关信号 3 、空挡位置开关信号 4 、转速信号 5 、节气门位置信号　 6 、车速信号　 7 、执行元件

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1 、节气门 2 、进气管 3 、节气门操纵臂 4 、执行元件 5 、怠速空气道

A ）节气门直动式 b ）旁通空气式

　　 3. 怠速控制的方法

　　怠速控制也就是对怠速工况下的进气量进行控制。控制基本类型有节气门直动式和旁通空气式。如右图

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结构如图，主要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等组成。

二、节气门直动式怠速控制器

　　ａ）外形图　　　　　　　　　　ｂ）结构图

1 、节气门操纵臂 2 、怠速控制器 3 、节气门体 4 、喷油器5 、燃油压力调节器 6 、节气门 7 、防转六角孔 8 、弹簧9 、直流电动机 10 、 11 、 13 、齿轮 12 、传动轴 14 、丝杠下一页

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　　当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增扭后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时， ECU 根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。

原理：

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1. 控制阀的结构与工作原理

2. 控制阀的检修

3. 控制阀的控制内容

三、步进电动机型怠速控制阀

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结构：步进电动机型怠速控制阀的结构结构如图ａ所示，步进电机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为直线运动，使阀心作轴向移动 ,改变阀心与阀座之间的间隙。安装在节气门上。

步进电动机的结构如图ｂ所示，主要由用永久磁铁制成有 16 个（ 8对）磁极的转子和两个定子铁心组成。

　　　　　　　ａ）1 、控制阀 2 、前轴爪 3 、后轴承4 、密封圈 5 、丝杠机构 7 、定子6 、线束连接器 8 、转子

　　　　　ｂ）1 、 2— 线圈 3— 爪极　　　 4 ． 6— 定子 5— 转子

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工作原理步进电动机的工作原理工作原理如图，当 ECU 控制使步进电机的线圈按 1-2-3-4 顺序依次搭铁时，定子磁场瞬时针转动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子则随定子磁场同步反转。定子有 32 个爪级，步进电动机每转一步为 1/32 圈，工作范围为0 ～ 125 个步进级。

a ）输入脉冲　　　　 b ）工作过程

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　　步进电动机型怠速控制阀电路（日本丰田皇冠 3.0 轿车）如图所示。主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠速控制阀的 B1 和 B2端子、 ECU 的＋ B 和＋ B1端子， B1端子向步进电动机的 1 、 3 相两个线圈供电， B2端子向 2 、 4 相两个线圈供电。 4 个线圈的分别通过端子 S1 、 S2 、 S3 和 S4 与 ECU端子ISC1 、 ISC2 、 ISC3 和 ISC4 相连， ECU 控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。

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（ 1 ）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ ON” ，不起动发动机，分别检测 B1 和 B2 与搭铁间的电压，为蓄电池电压；

（ 2 ）发动发动机后在熄火。 2 ～ 3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声；

（ 3 ）拆下控制阀线束连接器，测量 B1 与 S1 和 S3 、 B2

与 S2 和 S4 之间的电阻，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。


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a ）接蓄电池正极　　　　　　　 b ）接蓄电池负极

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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


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四、旋转电磁阀型怠速控制阀

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1. 控制阀的结构与工作原理　　　结构如左图，

ECU 控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。

结构图　　　　　　　　　位置涂　　　　　　　　　原理图

1 、控制阀 2 、双金属片 3 、冷却液腔 4 、阀体 5 、 7 、线圈 6 、永久磁铁 8 、阀轴 9 、怠速空气口 10 、固定销 11 、挡块 12 、阀轴限位杆

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ECU 控制旋转电磁阀型怠速控制阀工作时，控制阀的开度是通过控制两个线圈的平均通电时间（占空比）来实现的。

工作原理

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包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。

2. 控制内容

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（ 1 ）拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ ON” ，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压；

（ 2 ）发动机达到正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的 TE1 与E1端子，发动机转速应保持在 1000 ～ 1200r/min ， 5s 后转速下降约为 200 r/min 。

（ 3 ）拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子（＋ B ）与两侧端子（ ISC1 和 ISC2 ）的电阻应为 18.8 Ω ～ 22.8Ω 。


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五、占空比控制电磁阀型怠速控制阀

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结构如图，主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组成。

工作原理：控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，与旋转阀型怠速控制阀相同， ECU 是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度，以调节控制阀的开度，从而实现怠速空气量的控制。

1 、 5 弹簧 2 、线圈 3 、阀杆 4 、控制阀

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包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。


快怠速控制阀 1— 冷却水腔 2—石蜡感温器 3— 控制阀 4 、 5— 弹簧

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拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ ON” ，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压；

拆下怠速控制饭上的两端子线束连接器，在控制阀侧分别测量两端子之间电阻应为 10 ～ 15Ω 。


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3. 控制阀的检测

六、开关型怠速控制阀

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结构主要由线圈和控制阀组成。如左图所示。

工作原理与占空比电磁阀相同，不同的是开关型怠速控制阀工作时， ECU只对阀内线圈通电和断电两种状态控制。开关型怠速控制阀

1 一线圈 2 一控制阀

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只进行通、断电的控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。


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3. 控制阀的检测

　　开关型怠速控制阀的检修与占空比控制电磁阀型怠速控制阀基本相同。　

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一、动力阀控制系统

二、谐波增压控制系统（ ACIS ）

三、可变配气相位控制系统（ VTE

C ）

第二节进气控制系统第二节进气控制系统

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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。

工作原理如图，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。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。

一、动力阀控制系统

1 、真空罐 2 、真空电磁阀 3 、 ECU 4 、膜片真空气室5 、动力阀

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1. 压力波的产生及利用

2. 波长可变的谐波进气增压控制系统

3. 谐波进气增压系统工作原理

4. 谐波进气增压系统控制原理

二、谐波增压控制系统（ ACIS ）

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1. 压力波的产生及利用

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。　　一般而言，进气管长度长时，压力波长大，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。

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　　 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。维修时检查空气真空电磁阀的电阻为 38.5 ～ 44.5Ω 。

2.波长可变的谐波进气增压控制系统

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　 ACIS 系统工作原理 1 、喷油器　　 2 、进气道　　 3 、空气滤清器　　 4 、进气室　　 5 、涡流控制气门 6 、进气控制阀 7 、节气门　　 8 、真空驱动器

3.谐波进气增压系统工作原理

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4.谐波进气增压系统控制原理

谐波进气增压系统控制原理

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1. 对配气相位的要求

2. VTEC机构的组成

3. VTEC机构的工作原理

4. VTEC系统电路

5. VTEC系统的检修

三、可变配气相位控制系统（ VTEC ）

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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。

1. 对配气相位的要求

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2. VTEC 机构的组成

如左图，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。

1 、正时板 2 、中间摇臂3 、次摇臂 4 、同步活塞 B5 、同步活塞 A 6 、正时活塞7 、进气门 8 、主摇臂 9 、凸轮轴

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1 、同步活塞 B2 、同步活塞 A 3 、弹簧 4 、正时活塞 5 、主摇臂 6 、中间摇臂 7 、次摇臂

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。

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3. VTEC 机构的工作原理

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。

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VTEC 机构高、低速工作状态

VTEC 机构低速工作状态　　　　　　　　　 VTEC 机构高速工作状态

1— 主凸轮 2— 次凸轮 3— 次摇臂 4—阻挡活塞　　　 1—中间凸轮 2—中间摇臂5— 同步活塞 A6— 正时活塞 7— 主摇臂 8— 同步活塞 B

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4. VTEC 系统电路

发动机控制 ECU 根据发动机转速、负荷、冷却液温度和车速信号控制 VTEC 电磁阀。电磁阀通电后，通过压力开关给电脑提供一个反馈信号，以便监控系统工作。

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　　拆下 VTEC 电磁阀总成后，检查电磁阀滤清器，若滤清器有堵塞现象，应更换滤清器和发动机润滑油。电磁阀密封垫，一经拆下，必须更换新件。拆开 VTEC电磁阀，用手指检查阀的运动是否自如，若有发卡现象，应更换电磁阀。

5. VTEC 系统的检修

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一、增压控制系统功能及类型

二、废气涡轮增压系统

三、废气涡轮增压器转速控制系统

第三节增压控制系统第三节增压控制系统

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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。　　根据增压装置使用的动力源不同，增压装置可分为废气涡轮增压和动力增压两种类型。

一、增压控制系统功能及类型

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　　工作原理：　　当 ECU检测到进气压力在 0.098MPa 以下时，释压电磁阀关闭。涡轮增压器出口引入的压力空气，废气进入涡轮室的通道打开，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，释压电磁阀打开，关闭进入涡轮室的通道，同时排气旁通道口打开，废气不经涡轮室直接排出，增压器停止工作。直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。

二、废气涡轮增压系统

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　　 1 、切换阀 2 、驱动气室 3 、空气冷却器　　　 4 、空气滤清器　 5 、 ECU 6 、释压电磁阀

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三、废气涡轮增压器转速控制系统

　　有些增压控制系统中，通过控制增压器的转速来控制增压压力。 ECU 根据发动机的运行工况（加速、爆燃、冷却液温度、进气量等信号），确定增压压力的目标值，并通过进气管压力传感器来检测发动机的实际增压压力值。

1—爆燃传感器 2—切换阀控制电磁阀 3—ECU 4—进气管绝对压力传感器 5— 空气流量计 6— 喷嘴环控制电磁问 7— 喷嘴环驱动气室 8—切换阀驱动气室

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一、汽油蒸气排放（EVAP）控制系统

二、废气在循环控制系统（EGR）

三、三元催化转换器（TWC）与空燃比反馈控制系统

四、二次空气供给系统

第四节排放控制系统第四节排放控制系统

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1.EVAP控制系统功能

2.EVAP控制系统的组成与工作原理

3. EVAP控制系统的检修

一、汽油蒸气排放（ EVAP ）控制系统

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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，从而防止气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。

1.EVAP 控制系统功能

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2.EVAP 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，排放控制阀沙锅内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制，电磁阀受控制。

1 、油箱盖　 2 、油箱 3 、单向阀 4 、排气管　 5 、电磁阀　 6 、节气门 7 、进气门 8 、真空阀　 9 、真空控制阀　 10 、定量排放孔 11 、活性碳罐

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工作原理

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。

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在部分电控 EVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受 ECU 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 EVAP 控制系统。

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3. EVAP 控制系统的检修

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。真空控制阀的检查拆下真空控制阀，用手真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约 5KPa ，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。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 。

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1.EGR控制系统功能

2. 开环控制EGR系统

3. 闭环控制EGR系统

4.EGR控制系统的检修

二、废气在循环控制系统（ EGR ）

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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。

1.EGR 控制系统功能

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如右图，主要由 EGR 阀和 EGR 电磁阀等组成原理： EGR 阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。 EGR电磁阀按装在通向 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。

2. 开环控制 EGR 系统

1 、 EGR 电磁阀 2 、节气门 3 、 EGR 阀 4 、水温传感器 5 、曲轴位置传感器　　 6 、 ECU 7 、起动信号

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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，控制原理如图， EGR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。

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用 EGR 阀开度反馈控制的 EGR 系统　　　　　　　　　用 EGR率反馈控制的 EGR系统

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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，怠速是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因为 33 ～ 39Ω 。如图ａ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ｂ，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。

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　图ａ EGR 电磁阀的检查　　　　　　图ｂ EGR 阀的检查1— 通大气滤网　 2— 进气管侧软管接头 3—EGR 阀侧软管接头

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1.TWC功能

2.TWC的构造

3. 影响TWC转换效率的因素

4. 氧传感器

5.TWC及氧传感器的检修

三、三元催化转换器（ TWC ）与空燃比反馈控制系统

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　　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。

1.TWC 功能

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2.TWC 的构造

如上图，三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混物。

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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。如左图只有在理论空燃比 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 ，用来对空燃比进行反馈控制。此外，发动机的排气温度过高（ 815℃以上）， TWC 转换效率将明显下降。

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4.氧传感器

（ 1 ）氧化锆氧传感器

（ 2 ）氧化钛氧传感器

（ 3 ）氧传感器控制电路

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（ 1 ）氧化锆氧传感器

　　　结构如右图ａ，在 400℃以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小，氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近 0V ），反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为 1V ）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变。如右图ｂ

氧化锆氧传感器及其输出特性　　　 a ）结构　　　　　　　　　 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

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（ 2 ）氧化钛氧传感器

　　结构如右图，主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。

　　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，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电压信号输送给 ECU ，用来确定实际的空燃比。

1— 二氧化钛元件 2—金属外壳 3—陶瓷绝缘体 4— 接线端子 5—陶瓷元件 6—导线 7—金属保护套

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（ 3 ）氧传感器控制电路　　右图为日本丰田 LS400 轿车氧传感器控制电路。　　闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，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。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至 0.1 V左右，ECU立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内。

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5.TWC 及氧传感器的检修（ 1 ）使用注意事项

（ 2 ）热型氧传感器加热器的检查

（ 3 ）氧传感器信号检查

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（ 1 ）使用注意事项

　　　禁用含铅汽油，防止催化剂失效；　　　三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂截体损坏；

　　　装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶 80000km 应更换转换器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。

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（ 2 ）热型氧传感器加热器的检查

　　　热型氧传感器加热器的检查对热型氧传感器，测量其加热器线圈电阻。

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（ 3 ）氧传感器信号检查

　　　连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器工作温度达到 400℃以上时再维持怠速运转。然后反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应输出高电压信号（ 0.75 ～ 0.90V ），减速时应输出低电压信号（ 0.10 ～ 0.40V ）。若不符合上述要求，应更换氧传感器。

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1. 二次空气供给系功能

2. 组成与工作原理

3. 二次空气供给系统的检修

四、二次空气供给系统

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　　在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而降低一氧化碳和 HC 的排放量，同时加快三元催化转换器的升温。

1. 二次空气供给系功能

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2. 组成与工作原理

如图控制阀主要由舌簧阀和膜片阀组成。工作原理：点火开关接通后，蓄电池向二次空气电磁阀供电， ECU 控制电磁阀搭铁回路。电磁阀不通电时，关闭通向膜片阀真空室的真空通道，膜片阀弹簧推动膜片下移，关闭二次空气供给通道； ECU给电磁阀通电，进气管真空度将膜片阀吸起，使二次空气进入排气管。

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3. 二次空气供给系统的检修

　（ 1 ）低温起动发动机后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出的“嗡、嗡”声。　（ 2 ）拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机温度在 18 ～ 63℃范围内怠速运转时，有真空吸力；温度在63℃以上，起动后 70s内应有真空吸力，起动 70s 后应无真空吸力；发动机转速从 4000r/min 急减速时，应有真空吸力。　（ 3 ）拆下二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏气。　（ 4 ）电磁阀的检查，阻值应为 36 ～ 44Ω 。

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一、巡航控制系统

二、电控节气门系统

第五节巡航控制及电控节气门系统第五节巡航控制及电控节气门系统

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一、巡航控制系统1 ．巡航控制系统的功能2 ．巡航控制系统的组成3 ．电动机式巡航控制执行元件4 ．气动膜片式巡航控制执行元件5 ．巡航控制使用注意事项6 ．巡航控制系统的使用方法7 ．巡航控制系统的检修

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（ 1 ）匀速控制功能（ 2 ）巡航控制车速设定功能（ 3 ）滑行功能（ 4 ）加速功能（ 5 ）恢复功能（ 6 ）车速下限控制功能（ 7 ）车速上限控制功能（ 8 ）手动接除功能（ 9 ）自动接除功能（ 10 ）自动变速器控制功能（ 11 ）快速修正巡航控制车速功能（ 12 ）自诊断功能

1 ．巡航控制系统的功能

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2 ．巡航控制系统的组成

　　结构如上图，主要由操纵开关、安全开关、传感器、巡航控制 ECU 和执行元件组成

1 、电源 2 、操纵开关 3 、巡航控制 ECU 4 、执行元件 5 、接节气门 6 、车速传感器 7 、制动灯开关

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3 ．电动机式巡航控制执行元件

　　主要执行元件有电动机、电磁离合器、位置传感器和安全开关。

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4. 气动膜片式巡航控制执行元件

气动膜片式巡航控制执行元件

l—巡航控制 ECU 2—真空输送电磁阀 3—真空输送阀 4— 位置传感器5—真空释放电磁阀 6—真空释放阀 7—膜片气室

　　如上图，主要有真空输送阀、真空输送电磁阀、真空释放阀、膜片气室和膜片拉杆等组成。

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5.巡航控制使用注意事项

（ 1 ）在天气恶劣条件下不要使用；（ 2 ）在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的控制开关；（ 3 ）在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用；（ 4 ）若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用；（ 5 ） ECU 是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动有较高的要求。

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（ 1 ）设定巡航速度

（ 2 ）解除巡航控制模式

（ 3 ）提高巡航控制车速

（ 4 ）降低巡航控制车速

6.巡航控制系统的使用方法

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7.巡航控制系统的检修

　　　系统工作时，如果 ECU 在预定的时间内收不到车速信号，或由于操纵开关或执行元件故障而自动解除巡航控制模式，系统指示等闪烁 5 次，说明巡航控制系统有故障。

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二、电控节气门系统

1 ．电控节气门系统的功能

2 ．电控节气门系统结构与工作原理

3 ．电控节气门系统的检测

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1 ．电控节气门系统的功能

（ 1 ）非线性控制

（ 2 ）怠速控制

（ 3 ）减小换档冲击控制

（ 4 ）驱动力控制（ TRC ）

（ 5 ）稳定性控制（ VSC ）

（ 6 ）巡航控制

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2. 电控节气门系统结构与工作原理

　　　结构如右图所示，为LS400 轿车节气门电控系统。

1— 电磁离合器 2—加速踏板位置传感器 3— 节气门控制杆 4— 节气门 5—节气门位置传感器 6— 节气门控制电动机

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　　工作原理如右图所示，发动机 ECU 根据各传感器输入信号确定最佳的节气门开度，并通过对控制电动机和电磁离合器的控制改变节气门开度。

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3 ．电控节气门系统的检测

　　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排除故障。

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一、冷却风扇控制系统

二、发电机控制系统

第六节冷却风扇及发电机控制系统第六节冷却风扇及发电机控制系统

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一、冷却风扇控制系统

功能：发动机控制 ECU 根据冷却液温度传感器信号和空调开关信号，通过风扇继电器来控制风扇电动机电路的通断，以实现对风扇的控制。

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风扇继电器控制电路

　　原理：如右图为北京切诺基 4.0L 发动机冷却风扇系统电路图，发动机控制 ECU 控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。

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二、发电机控制系统　功能：根据蓄电池电

压信号，控制发电机的输出信号。

　原理：如左图，蓄电池电压信号经端子 3 输送给 ECU ， ECU 控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控制。

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一、故障自诊断系统的功能

二、自诊断系统工作原理

三、自诊断系统的使用

四、 OBD—Ⅱ简介

第七节故障自诊断系统第七节故障自诊断系统

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一、故障自诊断系统的功能

1. 通过自诊断测试判断电控系有无故障，有故障时，指示灯发出警报，并将故障码存储。 2. 在维修时，通过一定操作程序可将故障码调出，进行有针对性的检查； 3. 当传感器或其电路发生故障时，自动启动失效保护功能； 4. 当发生故障导致车辆无法行驶时，自动启动应急备用系统，以保证汽车可以继续行驶。

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二、自诊断系统工作原理

1. 传感器故障自诊断原理 2. 执行元件故障自诊断原理

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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化，自诊断系统均判断定为“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 ，自诊断系统会判断为故障信号。

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2. 执行元件故障自诊断原理

　　　在没有反馈信号的开环控制中，执行元件如有故障，自诊断系统只能根据 ECU 输出的执行信号来判断。原理与传感器类似。

　　　带有反馈信号的闭环控制工作时，自诊断系统还可根据反馈信号判别故障。

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三、自诊断系统的使用　　　故障指示灯　当检测到有故障时，仪表盘上的故障指示灯“ CHEC

K ENGINE” 电亮，以警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。

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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。 20世纪 70年代，汽车电控系统中开始采用了第一代随车诊断系统（ OBD－ I ）； 1994年以后，美国、日本和欧洲的主要汽车制造厂家生产的电控汽车逐步开始采用第二代随车诊断系统（ OBD—Ⅱ）。

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OBD 一Ⅱ的主要特点：

　 l ）汽车按标准装用统一的 16端子诊断座，并将诊断座统一安装在　驾驶室仪表盘下方。

2 ） OBD 一Ⅱ具有数据传输功能， 3 ） OBD 一Ⅱ具有行车记录功能 4 ）装用 OBD 一Ⅱ的汽车，采用相同的故障码代号及故障码意义　统一。

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一、失效保护系统的功能二、失效保护系统设定的标准信号1 ．冷却水温度信号2 ．进气温度传感器3 ．点火确认信号4 ．节气门位置传感器信号5 ．点火提前角6 ．凸轮轴位置传感器7 ．空气流量计信号8 ．进气管绝对压力传感器信号

第八节失效保护系统第八节失效保护系统

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一、失效保护系统的功能

在电控系统中，当自诊断系统判定某传感器或其电路出现故障（即失效）时，由自诊断系统启动而进入工作状态，给 ECU提供设定的目标信号来代替故障信号，以保持控制系统继续工作，确保发动机仍能继续运转。

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二、失效保护系统设定的标准信号1 、冷却水温度信号

若冷却水温度传感器或其电路发生故障时，失效保护系统给 ECU提供设定的冷却水温度信号，通常按冷却水温度为 80℃控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。

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2 、进气温度传感器

当进气温度传感器或其电路发生故障时，失效保护系统给 ECU提供设定的进气温度信号，通常按进气温度为 20℃控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。

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3 、点火确认信号

点火系统发生故障造成不能点火， ECU 接受不到点火控制反馈的点火确认信号时，失效保护系统使ECU立即切断燃油喷射，使发动机停止运转。

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4 、节气门位置传感器信号

当节气门位置传感器或其电路发生故障时， ECU 将始终接受节气门处于全开或全关状态信号，无法对喷油量进行精确控制。此时，失效保护系统中，通常按节气门开度为 0°或 25°设定标准的节气门位置传感器。

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5 、点火提前角

爆燃传感器或其电路发生故障时，失效保护系统使 ECU 将点火提前角固定在一个适当值。

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6 、凸轮轴位置传感器

当凸轮轴位置传感器发生故障时，导致 G1和 G2 两个信号不能输送给 ECU ，则只能利用应急备用系统维持发动机基本运转。

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7 、空气流量计信号

若空气流量计或其电路发生故障， ECU无法按进气量计算基本喷油量，将引起发动机失速或不能起动。此时，失效保护系统使 ECU 根据起动信号和节气门位置传感器信号按固定的喷射时间控制发动机工作。

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8 、进气管绝对压力传感器信号

如此传感器发生故障， ECU无法按进气流量计算基本喷油量，失效保护系统使 ECU 按设定的固定值控制喷油量，或启动应急备用系统维持发动机运转。

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一、应急备用系统的功能

二、应急系统的工作原理

第九节应急备用系统第九节应急备用系统

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一、应急备用系统的功能

功能：由 ECU内的备用 IC来完成，当 ECU内的微处理器或少数重要的传感器出现故障、车辆无法行驶时，该系统使 ECU把燃油喷射和点火正时控制在设定的水平上，作为一种备用功能使汽车能维持基本行驶，以便把汽车开到最近的维修站或适宜的地方，所以又可称为回家系统。

该系统只能维持汽车的基本功能，而不能保证发动机正常性能运行。

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二、应急系统的工作原理如左图，当启动备用系统

工作后，备用 IC 根据控制所需的几个基本传感器信号，按照固定的程序对执行元件进行简单的控制。应急备用系统工作时，只能根据起动开关信号和怠速触点信号将发动机的工况简单地分为起动、怠速和非怠速，并按预先设定的固定数值输出喷油控制信号和控制信号。

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第四章 汽油机辅助控制系统

第四章汽油机辅助控制系统