项目五电控汽油发动机辅助系统检修

项目五电控汽油发动机辅助系统检修

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。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。一、三元催化转换器（TWC）与空燃比反馈控制系统 1.TWC功能三元催化转化器的安装情况

2.TWC的构造 如上图，三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混物。

TWC的内部构造

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。

4.氧传感器 氧传感器的安装位置：双床单床常见氧传感器安装方式

（1）氧化锆氧传感器 氧化锆氧传感器的结构：

氧化锆氧传感器的工作原理： 　　　结构如图，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。

（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

氧化钛氧传感器的工作原理： 混合气稀，尾气中氧的含量高，则氧化钛氧传感器呈现高电阻的状态，此时1V电源电压经氧传感器电阻降压，返回ECU的输出信号OX电压低于0.45V；混合气浓，尾气中氧的含量少，则氧化钛氧传感器因缺氧而形成低电阻的氧化半导体，此时1V电源电压经氧传感器电阻降压,返回ECU的OX信号电压高于0.45V。

　　右图为日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。　　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。（3）氧传感器控制电路

　　　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。（1）使用注意事项 5.TWC及氧传感器的检修

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。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。（3）氧传感器信号检查（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。

1.EVAP控制系统功能 二、汽油蒸气排放（EVAP）控制系统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。

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

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。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。工作原理

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。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。

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。 3. EVAP控制系统的检修

1.EGR控制系统功能 三、废气在循环控制系统（EGR） • 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。

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

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。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。 3.闭环控制EGR系统

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

　　　（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。 4.EGR控制系统的检修

　图ａEGR电磁阀的检查 　　　　　　图ｂEGR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

1.动力阀控制系统 四、进气控制系统 • 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。 1、真空罐 2、真空电磁阀 3、ECU 4、膜片真空气室 5、动力阀

1）压力波的产生及利用 2.谐波增压控制系统（ACIS）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。

2）波长可变的谐波进气增压控制系统 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。

3）谐波进气增压系统工作原理 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

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

1.对配气相位的要求 五、可变配气相位控制系统（VTEC）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 • 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B 5、同步活塞A 6、正时活塞 7、进气门 8、主摇臂 9、凸轮轴

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。 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

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。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。 3. VTEC机构的工作原理

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

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。 4. VTEC系统电路

5. VTEC系统的检修 　　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。

1.增压控制系统功能及类型 六、增压控制系统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。

2.废气涡轮增压系统 　　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。

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

3.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—ECU4—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

1.二次空气供给系统作用： 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。七、二次空气供给系统

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。

　（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。 3.二次空气供给系统的检修

1．巡航控制系统的功能 八、巡航控制（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

2．巡航控制系统的组成 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　　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

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。

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。

（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。 5.巡航控制使用注意事项

（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

　　　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。 7.巡航控制系统的检修

项目五 电控汽油发动机 辅助系统检修