車輛電子控制技術(shù)講授內(nèi)容：第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制（第3課）《車輛電子控制技術(shù)》課件14一月2023214一月2023本章內(nèi)容安排第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制第1課發(fā)動(dòng)機(jī)怠速控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第4課汽油機(jī)缸內(nèi)直噴技術(shù)本章主要內(nèi)容：分析怠速（ISC），污染控制，廢氣再循環(huán)（ExhaustGasRecirculation，EGR），活性碳罐蒸發(fā)，進(jìn)氣增壓，稀薄燃燒、GDI、ACIS和故障自診斷等控制系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)與過(guò)程分析，以及安全保險(xiǎn)功能和后備系統(tǒng)等功能子系統(tǒng)的基本和控制方法。314一月2023一、進(jìn)氣增壓控制（廢氣渦輪增壓、機(jī)械增壓控制、復(fù)合增壓控制）二、可變進(jìn)氣增壓控制（慣性增壓、共振增壓）三、可變正時(shí)控制本節(jié)課的主要內(nèi)容第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制414一月20231.廢氣渦輪增壓渦輪增壓的英文全稱是Turbocharge。如果在轎車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)增壓裝置使用的動(dòng)力源不同，增壓裝置可分為廢氣渦輪增壓和機(jī)械增壓兩種類型。前者利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣能量驅(qū)動(dòng)增壓裝置工作，后者則是利用發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)增壓裝置工作。目前多采用廢氣渦輪增壓控制。一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制514一月2023廢氣渦輪增壓器的工作原理利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來(lái)推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快時(shí)，廢氣排出速度與禍輪轉(zhuǎn)速也隨之增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸。一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制614一月2023渦輪增壓器的最大優(yōu)點(diǎn)是能在不加大發(fā)動(dòng)機(jī)排量就能較大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭力，一般而言，加裝增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率及扭矩能增大20%—30%。一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制714一月2023旁通閥式渦輪增壓器采用普通的渦輪進(jìn)氣增壓器雖然可以提高進(jìn)氣效率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性，降低燃油消耗和有害物的排放，但是由于普通增壓器的渦輪葉片為固定截面等因素，使得當(dāng)汽車在較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)時(shí)就難以保持較好的增壓特性，且有一定的響應(yīng)滯后性。一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制814一月2023電控可變渦輪增壓系統(tǒng)可以在很大程度上解決普通的渦輪進(jìn)氣增壓器存在的不足?，F(xiàn)有的電控可變技術(shù)有：電控可變排氣進(jìn)氣面積渦輪增壓電控可變噴嘴渦輪增壓電控可變放氣渦輪增壓一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制（a）為低速時(shí)的關(guān)閉狀態(tài)（b）為高速時(shí)的關(guān)閉狀態(tài)（c）圓周角與流道面積的比率保持不變，即相同的斜率可以保證渦輪增壓器在兩種狀態(tài)下都有較高的渦輪效率。914一月2023可調(diào)整葉片式渦輪增壓器一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1014一月2023帶中冷器的渦輪增壓系統(tǒng)：增壓壓力傳感器位于活性炭罐前增壓空氣再循環(huán)進(jìn)氣管下灰色機(jī)械式增壓空氣再循環(huán)閥增壓壓力限制閥：進(jìn)氣軟管上一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1114一月2023電控可變進(jìn)口面積渦輪增壓控制原理：低速時(shí)：導(dǎo)入角小，廢氣從渦輪葉片的切線方向吹入，渦輪轉(zhuǎn)速低，增壓度低高速時(shí)：導(dǎo)入角大，廢氣從渦輪葉片的法線方向吹入，渦輪轉(zhuǎn)速高，增壓度高一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1214一月20232.機(jī)械增壓在20世紀(jì)60年代渦輪增壓技術(shù)出現(xiàn)以前，機(jī)械增壓是當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的主流增壓控制。機(jī)械增壓的壓縮機(jī)直接被發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸帶動(dòng)，它的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)性好（完全沒(méi)有遲滯）。但是它本身需要消耗一部分能量，因此機(jī)械增壓不能產(chǎn)生特別強(qiáng)大的動(dòng)力，尤其是在高轉(zhuǎn)速時(shí)，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生大量的摩擦，損失能量，從而影響到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高。一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1314一月2023機(jī)械增壓器就像發(fā)動(dòng)機(jī)的附件轉(zhuǎn)向助力泵一樣安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，并由發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)，將壓縮空氣輸送到進(jìn)氣歧管。增壓值會(huì)隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高而降低，當(dāng)達(dá)到某一界限時(shí)，由于本身的阻力增壓器反而會(huì)成為發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提升。機(jī)械增壓系統(tǒng)多半采取低增壓并結(jié)合渦輪增壓進(jìn)行復(fù)合控制。一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1414一月20233.復(fù)合增壓機(jī)械增壓+渦輪增壓兼顧了低速時(shí)的扭力輸出和高速時(shí)的功率輸出。低轉(zhuǎn)速時(shí)：由機(jī)械增壓提供大部分的增壓壓力，這些壓力也用來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器，因此渦輪增壓器的啟動(dòng)更平順，響應(yīng)速度更快。一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1514一月2023轉(zhuǎn)速為1500rpm時(shí)：兩個(gè)增壓器同時(shí)提供增壓壓力，其總增壓值可達(dá)到2.5巴（bar）（約263帕）。如果渦輪增壓器單獨(dú)工作，只能產(chǎn)生1.3巴（bar）（約137帕）的增壓壓力。隨著轉(zhuǎn)速的提高，渦輪增壓器能使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大的功率，但機(jī)械增壓器的增壓壓力逐漸降低。轉(zhuǎn)速超過(guò)3500rpm時(shí)：由渦輪增壓器提供所有的增壓壓力，此時(shí)機(jī)械增壓器停止工作，防止消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率。一、進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1614一月20231.動(dòng)態(tài)效應(yīng)由于間歇進(jìn)、排氣管中存在壓力波，可以利用壓縮波來(lái)提高進(jìn)氣門關(guān)閉前的進(jìn)氣壓力，利用膨脹波來(lái)使排氣過(guò)程后期的殘余廢氣減少，增大充量系數(shù)，這種效應(yīng)稱之為動(dòng)態(tài)效應(yīng)。動(dòng)態(tài)效應(yīng)分為慣性效應(yīng)和波動(dòng)效應(yīng)兩類二、可變進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制（a）進(jìn)氣門開啟（b）氣門管口壓力隨時(shí)間變化曲線（c）壓力波形的持續(xù)變化（d）4L/c周期合成波圖3.17進(jìn)氣管慣性效應(yīng)壓力波示意圖1714一月2023進(jìn)氣管波動(dòng)效應(yīng)：當(dāng)進(jìn)氣門關(guān)閉之后，進(jìn)氣管內(nèi)的氣柱還在繼續(xù)波動(dòng)，對(duì)下一個(gè)進(jìn)氣循環(huán)的進(jìn)氣量產(chǎn)生影響，這一影響稱為波動(dòng)效應(yīng)二、可變進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制圖3.18波動(dòng)效應(yīng)（a）充量系數(shù)與進(jìn)氣速度特性曲線b）充量系數(shù)與波動(dòng)次數(shù)特性曲線圖3.19發(fā)動(dòng)機(jī)充量系數(shù)與進(jìn)氣管長(zhǎng)度及波動(dòng)次數(shù)的關(guān)系1814一月20232.電控可變進(jìn)氣長(zhǎng)度增壓控制二、可變進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制進(jìn)氣管長(zhǎng)度與填充效率的關(guān)系低轉(zhuǎn)速時(shí)關(guān)閉閥門高轉(zhuǎn)速時(shí)打開閥門1914一月20232.電控可變進(jìn)氣長(zhǎng)度增壓控制二、可變進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制關(guān)閉狀態(tài)開啟狀態(tài)2014一月20233.電控可變進(jìn)氣截面增壓控制通過(guò)調(diào)整進(jìn)氣管的截面來(lái)實(shí)現(xiàn)可變進(jìn)氣的一種控制技術(shù)，可提高低速區(qū)的扭矩和保持高速區(qū)時(shí)的最大功率。轉(zhuǎn)速較低時(shí)：ECU控制閥門關(guān)閉，進(jìn)氣道有效流通截面積較??；轉(zhuǎn)速較高時(shí)：閥門打開，使進(jìn)氣道有效流通截面積增大，從而提高充氣效率和發(fā)動(dòng)機(jī)功率。二、可變進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2114一月20234.電控可變進(jìn)氣波長(zhǎng)增壓控制高轉(zhuǎn)速：開啟真空道閥門，打開增壓控制閥，由于大容量動(dòng)力腔的加入使得進(jìn)氣管中進(jìn)氣壓力波傳播路線縮短，氣體動(dòng)力增壓。中低轉(zhuǎn)速：關(guān)閉真空道閥門，關(guān)閉增壓控制閥，進(jìn)氣管中的進(jìn)氣壓力波在進(jìn)氣門和空氣濾清器之間反射，傳播路線最長(zhǎng)，從而達(dá)到相應(yīng)于中低轉(zhuǎn)速工況下的氣體動(dòng)力增壓效果。二、可變進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)為中低轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣增壓控制閥關(guān)閉；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)為高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣增壓控制閥打開2214一月20235.進(jìn)氣共振增壓控制進(jìn)氣共振增壓：利用在汽缸群中的壓力振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣系統(tǒng)的調(diào)諧共振。適用：水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)和V型發(fā)動(dòng)機(jī)。同一端的汽缸通過(guò)獨(dú)立的歧管共享一個(gè)諧振室，兩個(gè)諧振室之間通過(guò)管徑不同的兩根歧管相互連接，其中一根歧管的通路上設(shè)有可變進(jìn)氣控制閥。水平對(duì)置及V型發(fā)動(dòng)機(jī)，兩端汽缸的進(jìn)氣交替地在這兩個(gè)諧振室之間進(jìn)行，在諧振室之間就形成壓力波。如果壓力波頻率與轉(zhuǎn)速相匹配，有助于空氣進(jìn)入汽缸，改善充氣效率。二、可變進(jìn)氣增壓控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制

在進(jìn)氣共振系統(tǒng)中，壓力波的頻率取決于安裝在兩諧振室之間連接管上的可變進(jìn)氣控制閥，在中低轉(zhuǎn)速時(shí)關(guān)閉，壓力波的頻率減小，與相對(duì)較低的進(jìn)氣頻率相吻合，從而可以提高中低轉(zhuǎn)速的扭矩輸出；在高轉(zhuǎn)速時(shí)閥門開啟，壓力波的頻率增大，與較高的進(jìn)氣頻率相吻合，從而可以改善高轉(zhuǎn)速時(shí)的充氣效率。2314一月20231.目的：在發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)，同時(shí)改變進(jìn)氣閥的正時(shí)與升程，以改善汽車的動(dòng)力性和使用經(jīng)濟(jì)性。三、可變正時(shí)控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2414一月20232.理想的配氣相位低速時(shí)：采用較小的氣門疊開角以及較小的氣門升程，防止出現(xiàn)缸內(nèi)新鮮充量向進(jìn)氣系統(tǒng)的倒流，以增加低速轉(zhuǎn)矩，提高經(jīng)濟(jì)性。高速時(shí)：應(yīng)具有最大的氣門升程和進(jìn)氣門遲閉角，以最大程度地減小流動(dòng)阻力，并充分利用過(guò)后充氣，提高充量系數(shù)，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)動(dòng)力性的要求。進(jìn)氣門從開啟到關(guān)閉的進(jìn)氣持續(xù)角相應(yīng)地調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的進(jìn)氣正時(shí)，將泵氣損失降到最低。三、可變正時(shí)控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2514一月20233.變氣閥搖臂式組成：原凸輪+高位凸輪。氣閥搖臂：主搖臂、中間搖臂和輔助搖臂。工作過(guò)程：若實(shí)行VTEC控制，ECM由給VTEC電磁閥的電磁繞組提供一電流，使電磁閥在電磁力的作用下被吸起，這樣來(lái)自油泵的油壓便加向同步活塞。VTEC電磁閥開啟后，控制系統(tǒng)還可以通過(guò)VTEC壓力開關(guān)反饋一信號(hào)ECM，以便監(jiān)控系統(tǒng)工作。三、可變正時(shí)控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2614一月20234.變凸輪軸調(diào)整只能對(duì)進(jìn)氣凸輪軸進(jìn)行調(diào)整。排氣凸輪軸被曲軸正時(shí)齒帶驅(qū)動(dòng)，不能調(diào)整。進(jìn)氣凸輪軸通過(guò)正時(shí)鏈條被排氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)。凸輪軸調(diào)整是通過(guò)電控液壓活塞將油壓作用于鏈條張緊器來(lái)完成的。凸輪軸調(diào)整機(jī)構(gòu)的工作油路與氣缸蓋上的油道相通。三、可變正時(shí)控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2714一月20235.VVT—i系統(tǒng)VVT-i=VariableValveTiming–Intelligence。組成：傳感器、ECU、凸輪軸液壓控制閥等。ECU儲(chǔ)存了最佳氣門正時(shí)參數(shù)值ECU與預(yù)定參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，計(jì)算出修正參數(shù)并發(fā)出指令到凸輪軸正時(shí)液壓控制閥控制閥根據(jù)ECU指令控制機(jī)油槽閥的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持不變等信號(hào)指令選擇輸送至VVT－i控制器的不同油道上三、可變正時(shí)控制第3課發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2814一月2023分析了進(jìn)氣增壓控制（廢氣渦輪增壓、機(jī)械增壓控制、復(fù)合增壓控制）介紹了可變進(jìn)氣