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2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。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)314一月2023一、廢氣再循環(huán)控制二、活性碳罐蒸發(fā)污染控制三、三元催化裝置本節(jié)課的主要內(nèi)容第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制414一月20231.功用將廢氣的一部分再送回氣缸，由于再循環(huán)廢氣具有惰性，不參加化學(xué)反應(yīng)，使進(jìn)入缸內(nèi)的混合氣被稀釋，氧氣濃度降低，從而也使可燃混合氣的發(fā)熱量降低；由于廢氣中CO2及水蒸汽的熱容量較大，增大了混合氣的比熱容，降低了缸內(nèi)的高峰溫度。這兩者都使燃燒過(guò)程的著火延遲期增加，燃燒速率變慢，缸內(nèi)最高燃燒溫度下降，破壞了NOx生成所需高溫富氧的條件，使NOx排放降低。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制514一月20232.EGR的工作原理EGR通常由排氣歧管經(jīng)一個(gè)小通道連接到進(jìn)氣歧管來(lái)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)小通道的排氣再循環(huán)的流量由EGR閥控制，它的開(kāi)度由發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)編程的參數(shù)來(lái)決定。通常，廢氣再循環(huán)的程度用EGR率來(lái)表示一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制614一月2023當(dāng)EGR率達(dá)到15％時(shí)，NOx的排放量即可減少60％。但EGR率增加過(guò)多時(shí)，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能下降，HC含量上升。因此，必須對(duì)EGR率實(shí)行適時(shí)控制，既能降低NOx含量，又可保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。廢氣再循環(huán)電子控制系統(tǒng)的主要功能，就是選擇NOX排放量多的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況，進(jìn)行適量（范圍可達(dá)15%-20%）EGR率控制。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制714一月20232.EGR閥負(fù)背壓式、真空電磁閥控制式、線性式、數(shù)字式。（1）負(fù)背壓EGR閥由進(jìn)氣歧管真空度和排氣背壓的變化來(lái)決定EGR率的。在EGR閥的膜片上有一個(gè)內(nèi)真空通氣孔，與進(jìn)氣歧管相連。當(dāng)排氣背壓小(怠速)時(shí)，在小彈簧作用下將通氣孔封住，EGR不起作用。ECU控制電磁閥通斷，從而控制EGR閥真空室的真空度。當(dāng)作用在膜片上方的真空度足夠大時(shí)，將克服大彈簧的壓力將EGR閥打開(kāi)。負(fù)排氣背壓時(shí)，真空通氣孔打開(kāi)，EGR閥關(guān)閉。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制負(fù)背壓EGR閥814一月2023（2）真空電磁閥控制EGR閥是一個(gè)脈寬調(diào)制器控制的真空電磁閥?？刂齐姶砰y占空比，就可改變作用在EGR閥上的真空度，電磁閥起作用時(shí)間越長(zhǎng)，EGR率越大；反之，EGR率越小。當(dāng)電磁閥占空比為0時(shí)，無(wú)EGR作用；當(dāng)占空比為100％時(shí)，EGR率最大。ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、節(jié)氣門位置、進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力等信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)EGR率。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制真空電磁閥控制EGR閥914一月2023（3）線性EGR閥EGR工作期間，ECU通過(guò)監(jiān)測(cè)針閥位置反饋信號(hào)控制針閥位置。ECU根據(jù)冷卻液溫度、節(jié)氣門位置和進(jìn)氣流量等參數(shù)控制EGR針閥的位置。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制線性EGR閥1014一月2023（4)數(shù)字式EGR閥數(shù)字式EGR閥與進(jìn)氣歧管真空度無(wú)關(guān)，它是由排氣到進(jìn)氣歧管的三個(gè)孔口來(lái)精確地控制EGR率。這三個(gè)孔口大小不同，可構(gòu)成8種組合的通道截面，調(diào)節(jié)不同的EGR率當(dāng)電磁線圈通電時(shí)，與軸連在一起的電樞和針閥均升起，孔口被打開(kāi)。由于EGR率只與孔口的大小有關(guān)，因而提高了控制的精度。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制數(shù)字式EGR閥1114一月2023一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1214一月20233.EGR的控制策略冷機(jī)或怠速、小負(fù)荷時(shí)：NOx的排放量本來(lái)就很小，發(fā)動(dòng)機(jī)為了穩(wěn)定的運(yùn)行要求缸內(nèi)充分充氣，EGR閥關(guān)閉。輕微加速或低速巡航控制期間：可以使用小量的EGR，減少NOx的濃度，保持良好的動(dòng)力性。中等發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷時(shí)：NOx的排放量是較高的，盡最大可能地使用EGR量，從而大量減少NOx排放物。隨負(fù)荷的增加，EGR率也可相應(yīng)增加。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1314一月2023發(fā)動(dòng)機(jī)要求大功率、高轉(zhuǎn)速時(shí)：較好的動(dòng)力性，此時(shí)混合氣也較濃，NOx排放生成物相對(duì)較少，可不用EGR或少用EGR。EGR量對(duì)排放和油耗的影響還受到空燃比和點(diǎn)火提前角等因素的影響。在增大EGR率時(shí)，同時(shí)適當(dāng)?shù)卦黾狱c(diǎn)火提前角，進(jìn)行綜合控制，就能得到較好的排放、燃油消耗率等發(fā)動(dòng)機(jī)性能。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1414一月20234.EGR的控制過(guò)程（1）普通廢氣再循環(huán)（EGR）電子控制系統(tǒng)的控制控制特點(diǎn)是：EGR閥工作其EGR率是不可調(diào)節(jié)的。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制廢氣再循環(huán)的控制過(guò)程1514一月2023（2）EGR閥開(kāi)度反饋控制與普通EGR系統(tǒng)相比而言，只在EGR閥上增加了一個(gè)用于檢測(cè)其開(kāi)啟高度的、電位計(jì)式的EGR位置傳感器。該傳感器可將EGR閥開(kāi)啟高度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)反饋給ECU。ECU根據(jù)反饋信號(hào)控制真空電磁閥的動(dòng)作，進(jìn)而調(diào)節(jié)EGR閥膜片室的真空度，以此改變EGR率。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制具有EGR閥開(kāi)度反饋信號(hào)的閉環(huán)控制系統(tǒng)1614一月2023（3）EGR率反饋控制EGR率傳感器測(cè)量混合氣中的氧氣濃度來(lái)檢測(cè)混合氣的EGR率，并將其檢測(cè)信號(hào)反饋給ECU，ECU依據(jù)此信號(hào)發(fā)出控制指令調(diào)整EGR閥的開(kāi)啟高度，以此控制混合氣中的EGR率，使其始終保持在最佳狀態(tài)，從而有效地減少NOX的排放量。閉環(huán)控制式廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，效果較好，因此被廣泛使用。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制具有EGR率反饋信號(hào)的閉環(huán)控制系統(tǒng)1714一月20235.EGR的工作與不工作條件（1）EGR工作條件：進(jìn)氣溫度>17℃冷卻水溫度>50℃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速≤3500r/min處于輕負(fù)荷區(qū)一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制（2）EGR不工作條件：發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點(diǎn)接通發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速<900r/min發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速>3200r/min1814一月20236.內(nèi)部EGR通常把發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)過(guò)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣歧管，與新鮮混合氣混合在一起的方式稱為外部EGR。由于配氣相位重疊角進(jìn)氣門同時(shí)開(kāi)啟，造成一部分廢氣滯留在缸內(nèi)，稀釋了新鮮混合氣的方式稱為內(nèi)部EGR。滯留在缸內(nèi)的廢氣量決定重疊角的大小，重疊角大，內(nèi)部廢氣再循環(huán)量也大?？勺兣錃庀辔唬瑑?nèi)部EGR將可取代外部EGR。一、廢氣再循環(huán)控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制1914一月2023目的：防止汽油箱向大氣排放油蒸氣。工作過(guò)程：ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量等信號(hào)，控制活性碳罐電磁閥的動(dòng)作來(lái)控制排放控制閥上部的真空度，從而控制排放閥的開(kāi)閉動(dòng)作。當(dāng)排放控制閥打開(kāi)時(shí)，汽油蒸氣通過(guò)閥中的定量排放小孔吸入進(jìn)氣歧管，然后進(jìn)入氣缸燒掉。爆震時(shí)，關(guān)閉碳罐電磁閥。爆震趨勢(shì)消失后且超過(guò)150ms時(shí)，碳罐電磁閥恢復(fù)工作。二、活性碳罐蒸發(fā)污染控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制活性碳罐蒸發(fā)污染控制系統(tǒng)2014一月2023工作條件熱機(jī)(冷卻液溫度=65℃~110℃)；前進(jìn)擋；發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于怠速(節(jié)氣門開(kāi)度=1.2%~100%)；氧傳感器功能正常(發(fā)動(dòng)機(jī)已進(jìn)入閉環(huán)工作模式或斷油時(shí)間小于2s)；系統(tǒng)電壓低于17V。二、活性碳罐蒸發(fā)污染控制第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2114一月2023三元催化器：將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過(guò)氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的二氧化碳、水和氮?dú)狻Ｓ捎谶@種催化器可同時(shí)將廢氣中的三種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，故稱三元。三、三元催化裝置第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2214一月2023三元催化器三、三元催化裝置第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2314一月2023三元催化器的工作原理當(dāng)高溫的汽車尾氣通過(guò)凈化裝置時(shí)，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)CO、碳?xì)浠衔锖蚇Ox三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)三、三元催化裝置第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制第四章發(fā)動(dòng)機(jī)輔助控制2414一月2023分析了廢氣再循環(huán)控制介紹了活性碳罐蒸發(fā)污染控制介紹了三元催化裝置小結(jié)第2課發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制