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结构原理

一、概述

发动机排放控制系统由4个主要的子系统组成:

1所示。

1、进气系统:空气滤清器,进气歧管绝对压力传感器,节气门体,怠速空气调节阀,进气歧管等组成。

2、燃油供给系统:油泵,油管,燃油压力调节器,喷油器等组成。

3、电子控制系统:ECM(PCM),各种传感器及受控装置等组成。

4、排放控制系统:EVAP(碳罐)PCV(曲轴箱强制通风控制阀)等组成。

二、进气系统

进气系统主要由空气滤清器,空气滤清器出气软管,节气门体,怠速空气调节阀,以及进气歧管等组成。如2所示。

空气(进气量由节气门开度和发动机转速决定)经过空气滤清器过滤,流过节气门体后,最终由进气歧管分配流入每个气缸的燃烧室内。

当怠速空气调节阀根据电子控制单元的信号打开时,空气经过旁通空气道绕过节气门而流入进气歧管。

三、燃油供给系统

燃油供给系统由油箱,油泵,燃油滤清器,燃油压力调节器,燃油分配总管以及燃油喷射器等组成。如3所示。

油箱内的燃油经油泵泵出燃油油箱,经燃油滤清器过滤后,在压力作用下通过燃油分配总管分配到各个燃油喷射器。在燃油压力调节器的作用下,出油管内的燃油施加于喷射器的压力总是相对于进气歧管内的压力保持一定的压力差,这样在喷射器阀门根据ECM(PCM)发动机控制模块的信号打开时,燃油就在压力差的作用下被喷射到气缸盖的进气口附近。

当燃油压力超过规定范围时,在燃油压力调节器的作用下,燃油经回油管返回到油箱。

四、电子控制系统

电子控制系统由以下部分组成:

电子控制系统布置图,如4所示。

电子控制系统原理图,如5所示。

电子控制单元插件端子配列(从线束插入端看),如6所示。

发动机以及排放控制输入/输出功能表,如21所示。

电子控制系统信号流程图,如7所示。

1.判定发动机状态和运行工况的各种传感器

2.根据各个传感器的信号控制电喷系统各个控制执行器的发动机控制模块

3.各种电子控制执行器

根据性能电子控制系统可分为以下各个子系统:

1.燃油喷射控制系统

2.怠速控制系统

3.燃油泵控制系统

4.点火正时控制系统

5.散热器风扇控制系统

6.燃油蒸汽排放控制系统

7.空调控制系统(安装有空调时)

对于3档自动变速摸式,ECM(PCM)也控制自动变速器。

1、燃油喷射控制

在该系统中,ECM根据各种传感器的信号控制喷油时间以及从喷油器到汽缸头进气口的喷油正时,以保证在不同的行驶条件下提供适当的混合气体。

1)喷射正时

有两种喷油正时形式,一种是“同步喷射”,这种喷射始终是在同一曲轴转角时发生,而另一种是“非同步喷射”,这种喷射是根据CMP以外其他的传感器信号进行控制的。

2)同步喷射

*发动机起动时

当发动机起动时(输入发动机起动信号时)4个喷油器将在每个循环的两个信号处同时喷射。(发动机每转一转一次)。当发动机在非常冷的状态起动时,其喷射量能根据发动机的冷却温度确定的。如8所示。

*发动机起动后

当某个汽缸处于排气冲程时,燃油喷射仅在该汽缸的喷油器发生。ECM通过CMP传感器检测NO.1汽缸的压缩冲程,并以此为基础,按1342缸的顺序控制喷油器的喷油顺序。如9所示。

3)非同步喷射

发动机起动后并符合如下两种条件的情况下,所有的喷油器喷射将不受CMP传感器的影响。如10所示。

·当燃油喷射系统从燃油切断状态开始喷油时。

·当节气门开启的速率大于规定值时(即节气门开得太快)

在以上两种情况下,非同步喷射系统将会迅即发生。

4)喷油时间(喷油量)

确定喷油时间的要素主要有能根据发动机转速计算得到的基本喷射时间值,进气息管压力(进气量)以及各种用以检测发动机和运行条件状态的传感器信号所确定的补偿值。如11所示。

5)燃油切断

在减速时(例如:节气门处于怠速位置和发动机高速度时)停止喷射(通过阻止喷油器动作)。这样便可确保未燃烧的气体不被排出,并在和上述不同的条件下再次起动。

当发动机转速超过6800r/min时燃油喷射也会停止,以防止超速导致发动机损坏,而在发动机转速低于6600r/min时,又再次起动。

6)空燃比反馈补偿(闭环系统)

必须保证空气燃油混合气接近理论空燃比(14.7)以确保三元触媒转化过程充分地进行并得到CO.HC以及排气中NOx的高净化率。为了达到该目的,ECM将按下述步骤执行。首先将氧传感器输入的信号和给定的基准电压进行比较,如信号电压大于基准电压,即意味着测出的空燃比大于理论空燃比,因而减少燃油喷射量。相反,如信号电压小于基准电压,即测出的空燃比不足需增加燃油。通过这样的反复调整以达到理论空燃比。如1213所示。

(1)当排气中的氧浓度偏低时,即空燃比小于理论空燃比(燃油偏多)时,氧传感器的电势增加并将加浓信号送至ECM

(2)一旦收到加浓信号,ECM即减少喷油量,这样就导致了排气中氧浓度的增加,并因此降低了氧传感器的电势,于是一个减量信号将送到ECM

(3)在因减量信号而导致ECM增加喷油量,排气中的氧浓度就会又减少,于是又回到了D状态。

但在如下条件不会发生上述的控制过程:

·发动机起动时以及发动机起动后喷油量增加时。

·发动机冷却温度偏低时。

·当负载高且燃油喷射量增加时。

·在燃油切断时。

·当氧传感器被冷却时。

2、怠速空气控制

该控制系统可利用ECM和怠速空气控制达到如下的控制目的。

·始终保持发动机怠速状态下速度一定。发动机的怠速转速会因如下原因而改变。

·有负载加至发动机(如在加上电器负载时,如A/C开关打开等)

·发动机随着时间变化自身发生变化时。

·其它因素导致怠速的变化。

·改善发动机的起动性能。

·减速时,调整空燃比(减速缓冲作用)

·发动机暖机时改善运行性能。

操作:怠速空气控制阀是根据从ECM输出的有效信息进行操作的,ECM是利用各种传感器和开关信号来检测发动机的运行状态的,并通过改变怠速空气控制阀的开度来控制旁通空气流量。如14所示。

当车辆处于停止状态,节气门处于怠速位置而发动机在运行状态,这时的发动机转速被保持在规定的怠速速度。

发动机怠速(r/min)

A/C OFF

A/C ON

电负载关

电负载开

电负载关

电负载开

800

850

900

3、燃油泵控制

ECM控制燃油泵的通断动作,在如下任一种情况下,它通过燃油泵继电器接通燃油泵。如15所示。

·点火开关合上后2秒钟。

·发动机起动时(即发动机起动信号输至ECM)

·凸轮轴位置传感器(CMP传感器)信号输入ECM时。

4、点火正时控制

该系统对流向点火线圈初级线圈的电流时间进行控制。

ECM通过各种传感器信号判断发动机的状态以选择适当的预存在内存中相应于当前状态的充电时间和点火时间,并将点火信号输送至点火器(功率单元)。如16所示。

该控制单元包括如下三种不同的形式:

a)发动机起动时的点火时间(初始点火时间)

b)发动机起动后的点火时间。

c)充电电流时间控制。

1)发动机起动时的点火时间控制(初始点火时间)

为了使发动机在起动时能得到更好的起动效果(在发动机速度低于500r/min)IC系统将点火时间设定在初始点火时间(上死点前5°)

同样,必须在符合如下条件的情况下将该初始点火时间(5°)存入内存。

·试验开关端子接地。

·节气门处于关闭位置时。

·发动机转速低于2000r/min(rpm)

·铃木公司扫描诊断仪未接入回路。

2)发动机起动后的点火控制

发动机起动后的点火时间如按如下所示确定就能使在各种不同的发动机状态下,点火能在最适合的时刻发生。如17所示。

当节气门处于怠速位置(完全关闭位置时),点火时间是在初始点火时间上加上由发动机转速、发动机冷却补偿所确定的基本点火提前角和有关怠速稳定补偿提前角得到的。

当节气门的开度大于怠速位置时,也是在初始点火时间上加上由发动机转速、进气压力、冷却补偿所确定的基本点火提前角和加速补偿提前角得到的。

3)充电电流时间控制

为了在点火线圈中建立适当的二次电压,点火控制系统必须对流向点火线圈的初级电流的时间(充电时间)进行控制。

注意:点火时间是由上述的ECM所控制的,因此在检查或调试点火时间时,必须使测试开关端子接地以确保点火时间固定在初始值。

5、散热器风扇控制

该系统控制散热器风扇马达的(/)操作,散热器风扇马达是利用ECM控制的继电器进行通断控制的。如18所示。

在如下发动机冷却温度下,散热器风扇马达被接通或切断。

散热器风扇马达

发动机冷却温度

OFFON

大于96-98(205-208)

ONOFF

小于93(199)

当空调运行或停止时,散热器风扇电机也相应接通或切断。

6、燃油蒸汽排放控制(装有时)

燃油蒸汽排放控制系统是用于防止燃油蒸汽挥发的。

这种在运行中或发动机停止时在燃油中产生的蒸汽通过油箱压力控制阀进入油气(EVPA)滤毒罐,并被滤毒罐吸收或贮存起来。而EVPA滤毒罐的排污阀是由ECM根据各种传感器信号加以控制的。

只在如下条件被满足时,ECM才会打开EVAP滤毒罐排污阀的真空通道。

1)当发动机处于正常工作温度时。

2)当发动机转速高于规定值时。

3)当节气门开度大于怠速位置(关闭节气门的位置)时。

4)当发动机在规定的负载以内运行时。

结果是,滤毒罐中的燃油蒸汽被吸入进气总管中。

这种状态下,滤毒罐因空气流过滤毒罐底部的过滤器而得以净化。

油箱压力控制阀是用于保持油箱中压力恒定的。当油箱压力为正并达到规定值时,该阀打开使蒸汽流进EVAP滤毒罐。相反,当油箱中的压力为负并达到其规定值时,打开该阀使空气流入油箱中。如19所示。

7、发动机空调控制

操作:ECM根据检测发动机和运行条件传感器的信号对压缩机的电磁离合器和冷凝器风扇电机进行控制。如20所示。

ECM只在如下条件都得到满足时才接通空调和冷凝器风扇:

·发动机转速:600-6000r/min

·发动机冷却温度:110℃以下

·蒸发器温度:4℃以上

·致冷剂压力开关:OFF

·A/C开关和鼓风机开关:ON



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