项目五 课题二 空气供给系统的结构与工作原理（课件）-高二《汽车发动机构造与维修》同步教学（武汉大学出版社）

课题一 电控汽油喷射系统的分类与组成 课题二 空气供给系统的结构与工作原理 课题三 燃油供给系统主要部件的结构与工作原理 课题四 电子控制系统的结构与工作原理 目录 CONTENTS 1 空气供给系统的作用是向汽油机提供与发动机负荷相适应的、清洁的空气，同时对进入发动机汽缸内的空气质量进行直接或间接计量，使它们在系统中与喷油器喷出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合气。 空气供给系统除了空气滤清器、进气总管和进气歧管外，还有电控汽油喷射系统 特有的空气计量装置、节气门体、节气门位置传感器和怠速控制阀等。空气供给系统的结构如图5-6所示。 课题二 空气供给系统的结构与工作原理 2 1．空气计量装置 （1） 空气流量计。在电控汽油喷射发动机中使用的空气流量计主要有翼片式、卡门旋涡式、热线式和热膜式，常见的是翼片式和热膜式空气流量计。 1）翼片式空气流量计。翼片式空气流量计由测量翼片、缓冲翼片、复位弹簧、电位计、旁通空气道及怠速混合气调节螺钉等组成，如图5-7所示。 发动机工作时，空气通过空气流量计并推动测量翼片偏转，使其开启。翼片开启角度的大小取决于空气气流对翼片的推力与翼片轴上卷簧弹力的平衡情况。在翼片轴上连着电位计，电位计由平衡配重、滑臂、螺旋形复位弹簧、调整齿圈和印刷电路板等组成。它把翼片开启角度的变化（即进气量的变化）转换成电压信号输送给ECU。 3 翼片式空气流量计的工作原理如图5-8所示。空气通过空气流量计主进气道时，翼片就会受到空气气流压力产生的推力力矩和复位弹簧弹力力矩的作用。当空气流量增大时，气流压力增大，从而使翼片偏转，翼片转角α随之增大，直到动平衡为止。此时，电位计中滑臂与翼片转轴同轴偏转。使VC与VS间电阻减小，US电压值降低，电流根据空气流量计送入US／UB信号来感知空气流量的大小，US／UB的电压比值与空气流量成反比，呈线性下降。 翼片式空气流量计具有结构简单、价格便宜、工作可靠等优点，但有—定的进气阻力，并且容易磨损。传统的波许L 型汽油喷射系统及一些中档轿车采用这种空气流量计。 4 2）热膜式空气流量计。热膜式空气流量计采用板式热电阻，结构如图5-9所示。被电流加热的热电阻放在进气通道中，由于进气气流的冷却作用，使得热电阻温度下降。而温度下降的程度与进气流量、空气温度和空气密度有关。当热电阻温度下降时，电阻值变小，流过热电阻的电流随之增大，直至热电阻恢复原来的温度和电阻值为止。 5 这一电流由流量计的控制电路来控制，控制电路还将电流的变化转换成电压的变化输入计算机，计算机根据电压的大小计算出进气量。热膜式空气流量计的工作原理如图5-10所示，加热电阻和环境补偿电阻组成惠斯登电桥，控制电路使加热电阻的温度始终保持比空气流的温度高出一定值，例如，保持100℃的温度差，当空气流量增大时，对加热电阻吹拂使其冷却，电阻值减小，从而改变了电桥的电压平衡，控制电路立即增大通过加热电阻的电流量给予修正，并将修正量通过晶体管控制电路进行控制、放大、整形，然后输出信号给ECU。所以，加热电流的大小反映了空气质量的流量数。 热膜式空气流量计的特点是测量精度高，响应速度快，进气阻力小，而且可靠、耐用，不会因黏附污物而影响测量精度。采用这种空气流量计的有桑塔纳2000GSi轿车上使用的AJR发动机等。 6 3）门旋涡式空气流量计。卡门旋涡式空气流量计通常与空气滤清器外壳安装成一体，在其空气通道中央设置一个锥体状的涡流发生器，当空气流过发生器时，便会在发生器的后部形成有规律的旋涡（即卡门旋涡）。旋涡的频率与空气的流速成正比，与发生器的直径成反比，这样测出卡门旋涡的频率即可感知得到空气流量的大小。这种空气流量计又分为反光镜检测方式和超声波检测方式两种，如图5-11和图5-12所示。 使用反光镜检测方式的卡门旋涡式空气流量计是把涡流发生器两侧的压力变化，通过导压孔引向薄金属制成的反光镜表面，使反光镜产生振动。反光镜振动时将发光管投射的光反射给光电管，从而对反光信号进行检测，这样可求得旋涡的频率。丰田雷克萨斯LS400轿车就是采用的此类型的流量计。 7 8 （2）进气歧管绝对压力传感器。进气歧管绝对压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器。进气歧管绝对压力传感器的种类很多，根据信号产生的原理有半导体压敏电阻式、电容式和膜盒传动的可变电感式等。 常见的半导体压敏电阻式进气歧管主要由硅片、IC电路和绝对真空室组成，结构如图5-13所示。工作原理是：封装在真空室内的硅片，一侧由于受到进气压力的作用，另一侧是真空，所以在进气歧管压力发生变化时，硅片产生变形，从而使扩散在硅片上的电阻的阻值改变，导致输出电压发生变化。 9 2．节气门体和节气门位置传感器 （1）节气门体。节气门