电控汽油喷射系统的基本构成|汽车构造

1.电控燃油喷射系统基本构成（图2-86）

图2-86 整车上电控燃油喷射系统布置示意图

2.电控燃油喷射系统基本构成

电控燃油喷射系统主要由空气供给系统、燃油供给系统和电子控制系统三大系统构成，如图2-87所示。

图2-87 电控燃油喷射系统基本组成示意图

（1）空气供给系统（气路）

1）作用：为发动机提供其正常燃烧必需的空气量，并且能够通过电控单元对进气量进行测量和控制。

2）组成：进气总管和进气歧管、节气门总成、空气流量计、怠速空气调整体、谐振腔等。

（2）燃油供给系统（油路）

1）作用：为发动机提供其正常燃烧必需的燃油，并且能够通过电控单元对燃油量进行测量和控制。

2）组成：电动燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、压力调节器、喷油器等。

（3）电子控制系统（电路）

1）作用：为发动机适时、恰当合理的喷射工作计算所需要的燃油。

2）组成：主要由核心部件电子控制单元（ECU）、各工况信号电子传感元件和电控执行

元件组成。

2.6.2.1 电控汽油机空气供给系统的功用及基本构成

1.功用

为发动机提供清洁的空气并控制发动机正常工作时的供气量。如图2-88所示。

图2-88 空气供给系统基本组成

2.基本构成

空气供给装置（图2-89）和供油装置同等重要，它的畅通也是保证混合气比例正常的关键，在这一系统中，空气经空气滤清器、空气流量计、节气门体进气总管、进气歧管，最终进入气缸。空气供给装置中（图2-90a），节气门是很重要的部件，节气门功用是通过调整开度的大小，控制进入气缸的可燃混合气的数量，形象的比喻就是发动机的咽喉。空气流量计用于感知当前的空气流量，并把数据发送给ECU处理（图2-90b）。节气门位置传感器的作用是把节气门的位置或开度转换成电信号，传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的依据，实现不同节气门开度下的喷油量控制（图2-90c）。

图2-89 空气供给装置示意图

图2-90 电喷发动机空气供给部件

2.6.2.2 电控汽油机燃油供给系统的基本构成

燃油供给系统基本组成如图2-91所示。

图2-91 燃油供给系统基本组成

功用：供给喷油器一定压力的燃油，喷油器则根据ECU指令喷油。

由图2-92和图2-93电喷发动机燃油供给和喷射系统示意图所展现的，我们可以从中看到发动机工作时的燃油流向：通过电动燃油泵、燃油滤清器，进入油管，最后由喷油器喷出。

图2-92 电喷发动机燃油供给系统示意图

1.电动燃油泵

电动燃油泵的功用是将燃油箱内的燃油泵入供油管，给喷油系统提供所需要的燃油。通常情况下它会浸泡在汽油中工作，同时靠汽油来降温。

（1）电动燃油泵的类型

1）按安装位置不同分为：内置式——安装在燃油箱中，噪声小、不易产生气阻、不易泄漏、管路安装简单。外置式——串接在油箱外部的输油管路中，易布置、安装自由度大，但噪声大，易产生气阻。

2）按电动燃油泵的结构不同分为：涡轮式、滚柱式、转子式和侧槽式。

（2）电动燃油泵的构造

图2-93 电控发动机汽油喷射系统示意图

1）涡轮式电动燃油泵。

①结构：主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀组成。

②原理：油泵电动机通电时，电动机驱动涡轮泵叶片旋转，由于离心力的作用，使叶轮周围小槽内的叶片贴紧泵壳，将燃油从进油室带往出油室。由于进油室的燃油不断减少，形成一定的真空度，将燃油从进油口吸入；而出油室燃油不断增多，燃油压力升高，当达到一定值时，顶开出油阀出油口输出。出油阀在油泵不工作时阻止燃油流回燃油箱，保持油路中有一定的压力，便于下次起动，如图2-94所示。其特点有泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等。

图2-94 涡轮式电动燃油泵

2）滚柱式电动燃油泵。

①基本结构：主要由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、出油阀、卸压阀等组成，如图2-95所示。

图2-95 滚柱式电动燃油泵结构示意图

1—限压阀 2—滚柱泵 3—驱动电动机 4—单向阀 5—进油口 6—出油口

②工作原理：如图2-95所示，当转子旋转时，位于转子槽内的滚柱在离心力的作用下，紧压在泵体内表面上，对周围起密封作用，在相邻两个滚柱之间形成工作腔。在燃油泵运转过程中，工作腔转过出油口后，其容积不断增大，形成一定的真空度，当转到与进油口连通时，将燃油吸入；而吸满燃油的工作腔转过进油口后，容积不断减小，使燃油压力提高，受压燃油流过电动机，从出油口输出。电动燃油泵中限压阀的作用是当系统油压过高时起作用，从而避免因油压过高损坏管路。单向阀的作用是当油泵不转时该阀门关闭，避免管路中的燃油流回油箱，造成下次起动时不容易着车。滚柱式电动燃油泵的总体剖视图如图2-96所示。

图2-96 滚柱式电动燃油泵结构剖面图

1—单向阀 2—外壳 3—限压阀 4—泵体 5—插接器 6—永磁电动机

2.脉动阻尼器

①功用：减小在喷油器喷油时油路中的油压产生的微小波动，使系统压力保持稳定。

②组成：由膜片、回位弹簧、阀片和外壳组成。

③原理：发动机工作时，燃油经过脉动阻尼器膜片下方进入输油管，当燃油压力产生脉动时，膜片弹簧被压缩或伸张，膜片下方的容积稍有增大或减小，从而起到稳定燃油系统压力的作用。因此在电控燃油系统中装上脉动阻尼器后，系统可获得稳定的液流和压力，减缓管路振动，降低噪声，提高管路的安全性。脉动阻尼器构成示意图及实物外形图如图2-97所示。

图2-97 脉动阻尼器外形图及构造示意图

④安装：通常安装在燃油滤清器与输油管之间。

3.燃油滤清器

①功用：燃油滤清器安装在燃油泵之后的高压油路中。其作用是滤除燃油中的氧化铁、粉尘等固体和水分等杂质，防止燃料系统堵塞，减小系统的机械磨损，确保发动机稳定运转，提高工作可靠性。

②性能：燃油滤清器应具有过滤效率高、寿命长、压力损失小、耐压性能好、体积小、重量轻等性能。

③使用：滤芯阻塞时，将使油压下降、起动困难、发动机功率降低，故应按规定更换滤清器。一般采用纸质滤芯，每行驶20000～40000㎞或1～2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反，如图2-98所示。

图2-98 燃油滤清器结构示意图及外形实物图

1—入口 2—出口 3—滤芯

4.压力调节器

①作用：稳定燃油管的压力，使它与进气歧管之间的压力差保持恒定的250～300kPa。

②组成：主要由阀片、膜片、膜片弹簧和外壳组成，如图2-99所示。

③原理：发动机工作时，燃油压力调节器膜片上方承受的压力为弹簧压力和进气管内气体的压力之和，膜片下方承受的压力为燃油压力，当压力相等时，膜片处于平衡位置不动。当进气管内气体压力下降时，膜片向上移动，回油阀开度增大，回油量增多，使输油管内燃油压力也下降；反之，进气管内气体压力升高时燃油的压力也升高。

图2-99 压力调节器总成结构示意图

2.6.2.3 电控汽油机电子控制系统的基本构成

1.电控发动机控制系统

ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，再根据其他传感器传来的信号对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油或断油。喷油量的控制即对喷油器持续喷油时间的控制，如图2-100所示。

图2-100 电喷发动机控制系统示意简图

2.电控系统控制方式

（1）开环控制系统 ECU根据传感器的信号对执行器进行控制，但不去检测控制结果，如图2-101所示为电控发动机开环控制系统示意简图。

图2-101 电控发动机开环控制系统示意简图

（2）闭环控制系统 也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，即在废气排放中加入氧传感器，并把废气中氧含量的信号反馈给ECU来处理，使发动机工作得更好，如图2-102所示为电控发动机闭环控制系统示意简图。

图2-102 电控发动机闭环控制系统示意简图

3.电子控制单元（ECU）

电子控制单元（ECU）基本构成如图2-103所示，其主要功能如下。

图2-103 电子控制单元（ECU）构成

（1）适时合理地喷油、点火 ECU的电压工作范围一般为6.5～16V（内部关键处有稳压装置），工作电流为0.015～0.1A，工作温度为-40～80℃。能承受1000Hz以下的振动，因此ECU损坏的概率非常小，在ECU中CPU是核心部分，它具有运算与控制的功能，发动机在运行时，它采集各传感器的信号，进行运算，并将运算的结果转变为控制信号，控制被控对象的工作。它还实行对存储器（ROM/FLASH/EEPROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）和其他外部电路的控制；存储器ROM中存放的程序是经过精确计算和大量试验取得的数据为基础编写出来的，这个固有程序在发动机工作时，不断地与采集来的各传感器的信号进行比较和计算。把比较和计算的结果用来对发动机的点火、空燃比、怠速、废气再循环等多项参数进行控制。

（2）自诊断功能 ECU一般都具备故障自诊断和保护功能，当系统产生故障时，它还能在RAM中自动记录故障码并采用保护措施，从上述的固有程序中读取替代程序来维持发动机的运转。同时这些故障信息会显示在仪表板上并保持故障灯不灭，可以使车主及时发现问题并将汽车能开到修理厂。

（3）自适应功能 正常情况下，RAM也会不停地记录行驶中的数据，使之成为ECU的学习程序，为适应驾驶人的驾驶习惯提供最佳的控制状态，这个程序也叫自适应程序。

4.网络

在一些中高级轿车上，不但在发动机上应用ECU，在其他许多地方都可发现ECU的存在。例如防抱死制动系统、四轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统、多向可调电控座椅等都配置有各自的ECU。随着轿车电子化、自动化程度的提高，ECU将会日益增多，线路会日益复杂。为了简化电路和降低成本，汽车上多个ECU之间的信息传递就要采用一种称为多路复用通信网络技术，将整车的ECU形成一个网络系统，也就是CAN数据总线。

5.电控系统传感器的布置及组成

（1）电控系统传感器的布置 如图2-104所示。

（2）电控系统传感器与执行器的组成 如图2-105和图2-106以及图2-107所示。

图2-104 电控燃油喷射系统的传感器布置示意图

图2-105 发动机电控系统传感器和执行器的组成简图

6.电控系统传感器器件

在电喷发动机中，电子系统扮演着越来越重要的角色。其电子控制系统由传感器、电子控制单元和执行器组成，核心部件是电子控制单元。主要的传感器有节气门位置传感器、氧传感器、曲轴位置传感器等，它们将信号反馈至ECU，再由ECU向喷油器等执行件发出工作指令。

（1）曲轴与凸轮轴位置传感器

1）磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器。

①功用：曲轴位置传感器CKPS（Crankshaft Position Sensor），又称转速传感器，检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射和点火控制的主控信号。常与凸轮轴位置传感器CMPS（Camshaft Position Sensor）配合使用。CMPS用于给ECU提供曲轴转角基准位置（第一缸压缩上止点）信号，也作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。

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图2-106 电控系统传感器和执行器的组成示意图

图2-107 电控发动机各主要机电一体化元件示意框图

②安装位置：曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。两传感器有安装在一起的，也有分开安装的，实物及安装位置如图2-108和图2-109所示。

③分类：光电式、霍尔式和磁感应式。

磁脉冲曲轴位置传感器安装在分电器内，该传感器分上、下两部分，下部分产生G信号，上部分产生Ne信号。两部分都是利用带轮齿的转子旋转，使信号发生器内的线圈磁通变化，从而产生交变电动势，经放大后，将该信号输入电子控制单元。Ne信号用来检测曲轴转角和发动机转速。

原理：利用电磁线圈产生的脉冲信号来确定发动机转速和各缸的工作位置，如图2-110所示。

图2-108 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器安装位置图

图2-109 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器实物图

图2-110 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器工作原理示意图

2）光电式曲轴与凸轮轴位置传感器。

①组成：光电式曲轴与凸轮轴位置传感器由转盘、发光二极管、光敏二极管和放大器组成。

②原理：利用发光二极管作为信号源，随转盘转动，当透光孔与发光二极管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后输送给ECU，如图2-111所示。

图2-111 光电式曲轴与凸轮轴位置传感器结构示意图

1—120°信号孔（第1缸） 2—1°信号缝隙 3—120°信号孔

（2）节气门位置传感器

1）节气门位置传感器（TPS节气门控制部件）。

①作用：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。本传感器用于向ECU提供节气门转角信息。根据这个信息，ECU可以获得发动机负荷信息、工况信息（如起动、怠速、倒拖、部分负荷、全负荷）以及加速和减速信息。

②节气门位置传感器的结构形式有：电位计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等。节气门实物如图2-112所示。

③原理：此传感器实际上是具有线性输出特性的转角电位计。电位计转臂与节气门同轴安装，当节气门转动时，带动电位计转臂滑到一定的位置，电位计输出与节气门位置成比例的电压信号。

④安装位置：安装在节气门体上。

2）电位计式节气门位置传感器。其工作原理是利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度。全关时电压信号约为0.5V，随节气门增大，信号电压增强，全开时约为5V，如图2-113所示。

图2-112 电控节气门实物图

图2-113 电位计式节气门位置传感器

3）触点式节气门位置传感器。工作原理：由滑动触点和两个固定触点（功率触点和怠速触点）组成。节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，当节气门开度达50°以上时，可动触点与怠速触点接触，检测节气门大开度状态，如图2-114a所示。

图2-114 节气门位置传感器（TPS节气门控制部件）示意图

4）综合式节气门位置传感器。由一个电位计和一个怠速触点组成，工作原理和前两种相同，如图2-114b所示。

（3）进气温度传感器（IATS）

①功用：给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。

②工况：在ECU中有一标准电阻与传感器的热敏电阻串联，并由ECU提供标准电压，E2端子通过E1端子搭铁。当热敏电阻随进气温度变化时，ECU通过THA端子测得的分压值随之变化，ECU根据此分压值判断进气温度。如图2-115c所示为工况示意图。

图2-115 进气温度传感器部件简图

③安装：D型安装在空气滤清器或进气管内，L型安装在空气流量计内。结构如图2-115a和图2-115b所示。

（4）冷却液温度传感器（ECTS）

①功用：给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制修正信号。

②工况：与进气温度传感器相似，如图2-116c所示。

③安装：一般安装在气缸体水道上或冷却液出口处。其工作原理与进气温度传感器相同。结构如图2-116a和图2-116b所示。

图2-116 冷却液温度传感器部件简图

图2-117 空气流量计外形及结构和电路示意图

（5）空气流量传感器

①空气流量传感器结构形式有两种：热线式与热膜式空气流量传感器，如图2-117所示。热线式与热膜式空气流量传感器是一种借鉴日常生活中使用的电吹风机的工作原理而开发研制的、检测吸入发动机空气的质量流量传感器。热线式空气流量传感器的发热元件是铂金属丝，热膜式空气流量传感器的发热元件是铂金属膜，铂金属发热元件的响应速度很快，能在几毫秒内反映出空气流量的变化，因此测量精度不受进气气流脉动的影响（气流脉动在发动机大负荷、低转速运转时最为明显）。热膜式与热线式空气流量传感器的工作原理基本相同，只是将热线改为热膜。热膜采用平面形铂金属膜电阻，故称为热膜电阻。其制作方法是：在氧化铝陶瓷基片上采用蒸发工艺沉积铂金属薄膜，通过光刻制作成梳状电阻，在其表面覆盖一层绝缘保护膜，再引出电极引线即制成。

②工作原理：热线电阻R_H以铂丝制成，R_H和温度补偿电阻R_K均置于空气通道中的取气管内，与R_A、R_B共同构成桥式电路。R_H、R_K阻值均随温度变化。当空气流经R_H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R_A两端的电压也相应变化，并且该电压信号作为热线式空气流量计输出的电压信号送往ECU。

（6）氧传感器

①安装位置：氧传感器安装在发动机的排气管上，位于三元催化转换器之前，用于测量废气中的氧含量，如图2-118所示。

图2-118 氧传感器安装位置实物和结构原理示意图

②主要作用：检测空燃比，实现空燃比闭环控制。如果废气中的氧含量高，说明混合气偏稀，氧传感器将这一信息输入发动机电控单元（ECU），ECU指令喷油器增加喷油量；如果废气中的氧含量低，说明混合气偏浓，ECU指令喷油器减少喷油量，从而改变发动机空燃比，帮助ECU把混合气的空燃比控制在理论值（14.7）附近，并结合三元催化转换器的净化作用，可以最大限度降低尾气有害气体排放量，提高燃烧效率，节约能源，优化发动机性能。因此，氧传感器相当于一个混合气的浓度开关，它是电喷发动机实行闭环控制不可缺少的重要部件。

③工作原理：氧传感器是一种热敏电压型传感器，其构造如图2-119所示。氧传感器间接地反映进入气缸中混合气的浓度，这种信息是以波动的电压传递给电控单元（ECU）的，另一方面，发动机只有达到一定的温度才能激活氧传感器。因此，氧传感器的初始感应温度要达到300～350℃以后才能正常工作，在此之前，氧传感器的电阻大，如同开路，氧传感器不产生任何电压信号；若发动机的排气温度超过800℃，氧传感器的控制也将中断。目前有的车型采用主、副两个氧传感器，主氧传感器（在前）通常带有加热器，副氧传感器不带加热器，要依靠废气预热，温度超过300℃才能正常工作。对于加热型氧传感器，其加热电阻的阻值一般为5～7Ω。如果加热电阻被烧蚀（电阻为无穷大），氧传感器很难快速达到正常的工作温度，此时应当更换氧传感器。氧传感器的核心元件是氧化锆管，它是一种固体电解质，其内外表面都覆盖有多孔铂电极和氧化铝保护层，内表面与大气相通，外表面与尾气接触。尾气在与氧化锆管的外表面接触时，尾气中的残留氧气透过铂电极和氧化铝保护层同氧化锆接触，在一定高温下氧化锆管内外由于氧浓度差而产生电压。当浓混合气燃烧时，尾气中的氧浓度降低，氧传感器输出电压升至参考电压以上。当稀混合气燃烧时，尾气中的氧浓度升高，氧传感器输出电压降至参考电压以下。

图2-119 氧传感器剖面图

1—电缆线 2—碟形垫圈 3—绝缘衬套 4—保护套 5—加热元件夹紧接头 6—加热棒 7—接触垫片 8—传感器座 9—陶瓷探针 10—保护管

（7）爆燃传感器

①爆燃传感器的作用。其构成如图2-120所示，爆燃传感器是将发动机爆燃时产生的压力波转变成电信号输送给ECU，ECU中的反馈控制电路根据爆燃传感器传来的反馈信号发出指令，控制点火线圈初级电路的通断来调整点火提前角（时刻），使其处于接近发生爆燃的最佳角度。

图2-120 电感式爆燃传感器实物外形及结构示意图

②安装位置与接线端子：爆燃传感器一般安装在发动机缸体而且靠近燃烧室的部位，以便更准确地感知发动机爆燃的信号，如图2-121a所示。

图2-121 爆燃传感器安装位置及结构示意图

由于传感器外壳搭铁较好，因而它的输出信号线仅有一根，通过导线插接器与ECU相连，其信号常以“KNK”表示。为了更加准确地检测发动机爆燃，通常发动机上装有两个爆燃传感器，分别安装在缸体的两个部位，相应地便向ECU各输送一个电压信号，即“KNK1”和“KNK2”。

③爆燃传感器类型：常见的爆燃传感器有两种，一种是电感伸缩式爆燃传感器，另一种是压电式爆燃传感器。电感伸缩式爆燃传感器的外形与结构如图2-120所示，其内部有永久磁铁、靠永久磁铁励磁的强磁性铁心以及铁心周围的线圈。其工作原理是：当发动机产生振动时，磁心受振动偏移，致使感应线圈内磁通量发生变化，由此在感应线圈内产生感生电动势，其大小与发动机振动的频率有关，当传感器的固有振动频率与发动机发生爆燃时的振动频率一致且产生谐振时，传感器将输出最大电压信号。ECU根据谐振点输出的电压信号，即可判断出发动机爆燃强度。

压电式爆燃传感器的结构如图2-121b所示。这种传感器利用陶瓷多晶体的压电效应而工作，也有利用掺杂硅的压电电阻效应的。该传感器的外壳内装有压电元件、配重块及导线等。其工作原理是：当发动机的气缸体出现振动传递到传感器外壳上时，外壳与配重块之间产生相对运动，夹在这两者之间的压电元件所受的压力发生变化，从而产生电压。ECU检测出该电压，并根据其值的大小判断爆燃强度。

（8）进气压力温度传感器DS/TF（图2-122）

图2-122 进气压力温度传感器实物及构成示意图

①功能：此传感器测量进气歧管绝对压力与进气温度，提供发动机负荷与进气温度信息。

②原理：测量进气压力部分为压电型传感器，可根据大气压力与进气歧管压力差提供给控制器“负荷信号”；由控制器提供5V电压，并根据进气压力的不同而反馈0～5V电压至控制器。测量进气温度部分为NTC型（负温度系数）传感器，电阻随进气温度变化，此传感器输送给控制器一个表示进气温度变化的电压。

③安装位置：进气歧管上/发动机舱内。

7.电控系统的执行器部件

（1）喷油器 电喷发动机中使用的汽油喷油器是电磁式的，在电磁线圈的磁场作用下将加压的汽油从喷油口喷出，如图2-123a所示。

图2-123 电控喷油器构成图及多缸机电控喷油器配置示意图

1—密封圈 2—不锈钢衬套 3—PCB板 4—传感元件 5—壳体 6—压力支架 7—焊接连接 8—粘结剂连接

工作原理：ECU发出电脉冲给喷油器的线圈，形成磁场力。当磁场力上升到足以克服回位弹簧压力、针阀重力和摩擦力的合力时，针阀开始升起，喷油过程开始。当喷油脉冲截止时，回位弹簧的压力使针阀重新关上，如图2-123b所示。多缸发动机燃油分配管总成由燃油分配管（KVS）、喷油器（EV）及燃油压力调节器（DR）组成，用于存储分配燃油，如图2-123c所示。轴针式喷油器当电磁线圈不通电无电流时，喷油器内的针阀被回位弹簧压在喷油器出口处的密封锥形阀座上，喷口被密封，无燃油喷出。电磁线圈通电时，产生磁场吸力使衔铁移动，衔铁带动针阀从其座面上升高约0.1mm，燃油从精密环形间隙中流出，由于燃油与出口的气体之间存在一定的压力差值，所以，当喷口打开时，燃油是喷射出去的。为使燃油充分雾化，针阀前端磨出一段喷油轴针，使燃油喷射出去时，燃油是以向外扩散的形状出去的。喷油器针阀上升及下降时间约为1～1.5ms。

（2）怠速控制执行器 怠速工况是发动机的主要工况之一，怠速是指发动机在无负荷的情况下稳定运转的工况。怠速控制的实质是对怠速时的充气量的控制，怠速控制系统的组成及功能见表2-8。

表2-8 怠速控制系统的组成及功能

汽车在交通密度大的道路上行驶时，约有30%的燃油消耗在怠速工况。在汽车工况法排放测试中，怠速排放的CO和HC量通常占总排放量的70%左右。怠速转速过高，将使燃料消耗增加，造成不必要的浪费。而怠速转速过低则使废气对缸内混合气的稀释作用明显增强，若负荷或阻力稍有变化将导致发动机运转不稳甚至熄火。因此，为了满足日益严格的排放法规的要求，尽可能地降低怠速转速并保持怠速转速的稳定性，就采用了用ECU根据接收到的各种发动机的实际工况电子信号来科学地发出与实际工况相匹配的执行指令，通过怠速执行器来控制怠速工况下的进气量（当然还另有执行器控制喷油量），使发动机的怠速运转工况处于较佳状态。其执行控制基本类型有节气门直动式（图2-124a）和旁通空气式（图2-124b）。

图2-124 怠速执行器控制基本类型示意图

1）节气门直动式怠速控制执行器：安装于单点喷射式发动机节气门体上，该执行器由两部分组成：①直流电动机，怠速控制执行器的动力部分，由ECU通过驱动电路控制其转动；②传动机构，起增矩减速的作用，并将电动机的旋转运动变为节气门操纵臂限位片的直线运动。

①结构。如图2-125和图2-126所示，它主要由直流电动机、减速齿轮机构、丝杠机构和传动轴等组成。

图2-125 节气门直动式怠速控制器示意图

图2-126 节气门直动式怠速控制器组件实物图

②原理：当直流电动机通电转动时，经减速齿轮机构减速增矩后，再由丝杠机构将其旋转运动转换为传动轴的直线运动。传动轴顶靠在节气门最小开度限制器上，发动机怠速运转时，ECU根据各传感器的信号，控制直流电动机的正反转和转动量，以改变节气门最小开度限制器的位置，从而控制节气门的最小开度，实现对怠速进气量进行控制的目的。

图2-127 旁通空气式步进电动机的结构示意图

2）步进电动机型怠速控制阀。步进电动机型怠速控制阀的结构如图2-127a所示，步进电动机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电动机的旋转运动转变为直线运动，使阀芯作轴向移动，改变阀芯与阀座之间的间隙。它安装在节气门上。步进电动机的结构如图2-127b所示，主要由用永久磁铁制成有16个（8对）磁极的转子和两个定子铁心组成。

（3）炭罐电控阀TEV（图2-128）

图2-128 炭罐电控阀实物及工作位置示意图

①功能：用于控制燃油蒸发控制系统再生可燃气流与发动机间的导通和流量。

②原理：燃油蒸发控制系统中的炭罐吸收来自油箱的油蒸气，直至饱和。ECU控制炭罐电控阀打开，新鲜空气与炭罐中的饱和燃油蒸气形成再生可燃气流，重新被引入发动机进气管。ECU根据发动机不同工况，改变输送给炭罐电控阀电磁线圈的脉冲信号的占空比，从而对再生可燃气流的流量进行控制。此外该流量还受两端压力差的影响。

③安装位置：炭罐与发动机进气歧管的真空管路上。

（4）点火线圈ZSK

①功能：将蓄电池的低压电转变成高压电，通过火花塞放电产生火花，引燃气缸内的混合气，如图2-129所示。

图2-129 电控无分电器式点火系统及元件实物

②原理：当初级绕组的接地通道接通时，该初级绕组充电。一旦ECU将初级绕组电路切断，则充电终止，同时在次级绕组中感应出高压电，使火花塞放电点火。与带分电器的点火线圈不同的是，此点火线圈次级绕组的两端各连接一个火花塞，所以这两个火花塞同时点火。

③安装位置：发动机或车身上。