发动机教案16分解.docx

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发动机教案16分解

山西省农业机械化学校教案

授课日期

2013、12、9

时间分配

复习提问　5　　分钟

所需学时

4

内容讲授　　　分钟

累计学时

课堂小结　5　　分钟

课　　　　　题：

项目六汽油发动机燃油供给系的构造与检修

任务2汽油发动机空气供给装置的构造与检修

教　学　目　的：

1、掌握汽油发动机的空气供给装置作用、组成；

2、掌握空气流量计、节气门体的结构和工作。

教　学　重　点：

空气流量计、节气门体的结构和工作。

教　学　难　点：

空气流量计的工作原理

教学方法及教改手段：

理实一体化

教　学　用　具：

桑塔纳2000整车；本田-雅阁发动机实训台；

教材分析及教学内容：

项目六汽油发动机燃油供给系的构造与检修

任务2汽油发动机空气供给装置的构造与检修

导入新课

回忆前面汽油发动机燃油供给系的组成，导入新课

相关知识：

一、汽油发动机空气供给装置的作用和组成

功用：

对进入气缸的空气质量进行直接或间接地计量，并把空气流量的信息输入到ECU。

组成:

元件包括空气滤清器、节气门体和进气管等。

1.空气流量计（MAFS）

（1）叶片式空气流量计

1）结构

如图，空气流量计主要由测量叶片、缓冲叶片、复位弹簧、电位计、旁通气道等组成，此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。

2）叶片式空气流量计工作原理

如图，来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板打开一个角度，当吸入空气推开测量板的里与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶片停止转动。

与测量扳同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气量转换成电压信号VS送给ECU。

1电位计滑臂2可变电阻3接进气管

4测量叶片5旁通空气道6接空气滤清器

（2）热线式空气流量计

1）结构

热线式空气流量计的基本构造如图所示。

它主要由铂丝制成的热线（发热体）、温度补偿电阻、控制热线电流并输出信号的控制电路、采样管和流量计壳体等组成。

2）分类

根据铂丝热线在流量计中安装位置的不同，又分为主流测量方式和旁通测量方式两种结构形式。

3）工作原理

如右图所示热线电阻RH以铂丝制成，Rh和温度补偿电阻Rt均置于空气通道中的取气管内，与R1、Rs共同构成桥式电路。

Rh、Rt阻值均随温度变化。

当空气流经Rh时，使热线温度发生变化，电阻减小或增大，使电桥失去平衡，若要保持电桥平衡，就必须使流经热线电阻的电流改变，以恢复其温度与阻值，精密电阻Rs两端的电压也相应变化，并且该电压信号作为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。

（3）热膜式空气流量计

功能工作原理与热线式空气流量计相同。

1）热膜式空气流量计的结构如下图所示：

2）工作原理如下图所示：

（3）卡门旋涡式空气流量计

1）原理

主要由设置在空气通道中央的锥状卡门旋涡发生器和相应的旋涡检测装置等组成。

当空气流过卡门旋涡发生器时，在其后部将会不断产生卡门旋涡。

在单位时间内产生的卡门旋涡的个数（既发生频率）与气流的速度有关，只要测出卡门旋涡的发生频率，即可知道空气流量的大小。

2）分类

按检测方式分为：

超声波检测法和反光镜检测法。

3）反光镜检测式

①检测部分结构：

如左图，反光镜、发光二极管和光电晶体管组成。

②原理：

空气流经过发生器时，压力发生变化，经压力导向孔作用在反光镜上，使反光镜发生振动，从而将反光二极管投射的的光发射给光电管，对反射光进行检测。

当空气流过卡门旋涡发生器时，受交替产生的卡门旋涡的影响，发生器两侧压力也交替发生变化。

用导压孔把旋涡发生器两侧的压力引到薄金属制成的反光镜背面，受发生器两侧交替变化压力的作用、反光镜将产生与旋涡发生频率相同的偏转振动，如上图所示。

4）超声波检测式

①结构：

由超声波信号发生器、超声波发射探头、涡流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接受探头和转换电路组成。

②原理：

卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响，信号发生器发出的超声波到达接受器的时机或变早或变晚，测出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形的脉冲频率为卡门涡旋的频率。

2．进气管绝对压力传感器（IMAPS）

在D型电控燃油喷射系统中，由进气管绝对压力传感器测量进气管压力，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。

一般装于发动机机舱内，用一根真空管与进气歧管相接或直接装在节气门后方的进气歧管上。

（1）压敏电阻式进气管绝对压力传感器

主要由绝对真空室、硅片和IC放大电路组成。

压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。

硅膜片为约3mm的正方形，其中部经光刻腐蚀形成直径约2mm、厚约50μm的薄膜。

在膜片表面规定位置有四个应变电阻，以惠斯顿电桥方式连接，如下图所示。

（2）进气管绝对压力传感器电路

2．节气门体

作用：

安装节气门及位置传感器，不同车款、其结构组成差异很大。

单点喷射式节气门体（早期EFI），除节气门、节气门位置传感器外，还装有主喷油器、汽油压力调节器、冷启动喷油器、怠速空气阀等。

多点喷射式节气门体。

由节气门及位置传感器、怠速调整螺钉、怠速空气阀等组成。

1）节气门位置传感器。

功用：

检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。

分类：

线性式节气门位置传感器

触点式节气门位置传感器

综合式节气门位置传感器

①线性式节气门位置传感器

线性输出型节气门位置传感器的主要特点是，表示节气门开度的输出电压与节气门开度成线性关系。

该传感器的结构如图（a）所示：

电路如下图所示：

如下图给出了线性输出型节气门位置传感器的输出特性，从图中可以看到传感器的输出电压随着节气门开度的增大而线性地增大。

②触点式节气门位置传感器

触点式节气门位置传感器主要由一个滑动触点和两个固定触点组成，如下图。

如滑动触点（TL）随节气门轴一起转动，滑动触点在节气门全关（怠速）时与怠速固定触点（IDL）闭合，而在节气门接近全开时与全开触点（PSW）闭合；节气门开度在中间位置时，滑动触点与两个固定触点均断开。

ECU根据触点的闭合情况确定发动机处于怠速、中等负荷或全负荷工况。

③综合式节气门位置传感器

综合式节气门位置传感器在日本丰田皇冠3.0、LS400等轿车装用的是由一个电位计和一个怠速触点组成的综合式节气门位置传感器，工作原理参阅前两种节气门位置传感器，其电路如图所示。

2）怠速旁通空气道及怠速控制阀

怠速时，节气门全闭，经流量计计量空气，由怠速旁通道绕过节气门进入进气岐管，图5-26。

调整怠速螺钉即改变旁通道，调节怠速转速。

使之稳定。

怠速控制阀

作用：

低温启动时快速升温；怠速负荷增大，提高怠速转速。

类型：

按结构、原理分为利用发动机温度控制的双金属片、蜡式怠速空气阀；利用传感器收集的怠速状态、水温、空调使用、用电器负荷等信号，经ECU综合比较、分析后发出指令，由执行机构控制的怠速控制阀。

ECU控制怠速阀，又分为节气门直动式与旁通气道式；步进电机与电磁式；直控式与间控式。

①双金属片式怠速空气阀，早期单点EFI发动机采用，现已淘汰。

②蜡式怠速空气阀，工作原理类似于冷却系的蜡式节温器。

发动机低温启动时，蜡质凝固收缩，弹簧作用阀芯打开旁通道，高于正常怠速运转，发动机快速升温。

水温升高，蜡质受热熔化膨胀，通过推杆关闭旁通道。

特点：

结构简单，水温直接控制，工作可靠，应用广。

③步进电机式怠速控制阀。

组成：

永磁电机（多组励磁线圈）、丝杆机构、空气阀。

怠速信号的控制下步进电机运转，丝杆直线运动，带动空气阀上、下移动，空气阀开启或关闭。

改变励磁线圈的通电顺序，即可改变电机的旋转方向。

通电一次，转子转过一角度（几度至十几度，100多种不同位置，足以满足不同怠速工况要求），即可改变阀芯与阀座的间隙，调节流旁通气道空气量。

④电磁式怠速控制阀。

按作用原理分有直动、转动式电磁阀。

如图为AJR发动机气门直动式怠速控制。

怠速控制信号作用，电磁阀通电，电磁吸力使阀杆轴向移动（或转子旋转），控制阀门开度，调节旁通气道空气量。

课堂小结：

这次课我们学习了汽油发动机的空气供给装置，要求同学们能掌握汽油发动机的空气供给装置组成；掌握空气流量计的构造和工作。

作业：

1、汽油发动机空气供给装置由哪些主要零件组成？

2、节气门的控制有哪几种方式？