發(fā)動機電控 原理和運用

桑塔納LX、桑塔納2000GLS、桑塔納2000GLI、桑塔納2000GSI

本部分介紹了與發(fā)動機性能相關的系統(tǒng)與零部件的工作原理和功用。在你對不完全熟悉的汽車和系統(tǒng)進行診斷前，請先閱讀本部分內(nèi)容。

1.結構特點

發(fā)動機的配氣機構采用頂置凸輪、液壓挺柱、齒形皮帶傳動，具有良好的動力性、可靠性及耐久性，而且結構緊湊，噪聲低。JV和AFE發(fā)動機的配氣系統(tǒng)示意圖參見 圖1 。AJR發(fā)動機取消了中間軸，因此圖l里傳動系統(tǒng)中沒有中間軸皮帶輪，但增加了機油泵驅動鏈輪。AJR發(fā)動機進、排氣門分置氣缸蓋兩側，凸輪升程、氣門定時均有了改進，4根進氣管長度增加，互相獨立，增大了慣性充氣效應。氣缸蓋上配氣機構情況參見 圖2 。

2. 液壓挺柱

液壓挺柱中心線與凸輪的對稱中心線錯位1.5mm，同時凸輪在母線長度方向傾斜0.002-0.02mm，使挺柱在工作過程中能繞其軸線微微轉動。

液壓挺柱有自補償氣門間隙的功能，省去了定期檢查和調(diào)整氣門間隙的工作，消除了因氣門間隙存在而產(chǎn)生的沖擊，從而減少了配氣機構各接觸面的磨損，降低了噪聲。其工作原理是：當凸輪的凸起部分與挺柱頂面接觸時，即氣門從開始開啟到剛好關閉這段時間內(nèi)，液壓挺柱受凸輪力、氣門彈簧力和氣門組質(zhì)量慣性力的作用，高壓油腔內(nèi)的機油被壓縮，其油壓大于貯油腔口中壓力，止回閥在該壓差和止回閥彈簧力的作用下關閉在柱塞的閥座上，切斷了高壓腔與貯油腔II的通路。液體不可壓縮，油柱和柱塞成為一個剛性整體推動氣門。當凸輪轉到基圓對著挺柱頂面時，氣門關閉，液壓挺柱不再受到凸輪力和氣門彈簧力的作用，高壓腔內(nèi)的壓力油和柱塞回位彈簧一起推動柱塞向上運動，高壓腔內(nèi)油壓下降，當高壓腔內(nèi)油壓低于貯油腔II內(nèi)油壓某一值時，止回閥打開，油從貯油腔口下流進入高壓腔，直到達到新的平衡為止。此時，液壓挺柱的頂面因受柱塞回位彈簧力的作用，仍和凸輪基圓接觸，從而達到補償氣門間隙的作用。

發(fā)動機的液壓挺柱見 圖3 。

1.化油器式發(fā)動機的供給系統(tǒng)

LX型的JV發(fā)動機和GLS型的AFE發(fā)動機都采用化油器式供給系統(tǒng)。供給系統(tǒng)由空氣濾清器、化油器、燃油濾清器、燃油泵、燃油箱等組成。其主要部件敘述如下：

(1)空氣濾清器

使用紙質(zhì)干式空氣濾清器。紙質(zhì)濾芯由經(jīng)過樹脂處理的微孔紙折疊而成，濾清效率高，進入濾清器的空氣，可濾去其中絕大部分的塵粒。

(2)燃油泵

燃油泵將燃油抽出燃油箱，經(jīng)燃油管路和燃油濾清器，泵入化油器或噴油器中。對LX型的JV和2000GLS型的AFE發(fā)動機采用機械驅動膜片式燃油泵，它裝在曲軸箱外側，由發(fā)動機的中間軸通過偏心輪驅動。

(3)燃油濾清器

燃油濾清器的功能是除去燃油中的水分和雜質(zhì)，防止油路堵塞。燃油濾清器采用紙質(zhì)濾芯，外殼為尼龍筒體。

(4)化油器

采用雙腔分動式KEIHIN化油器，參見 圖4 、 圖5 、 圖6 、 圖7 。

KEIHIN化油器有下列主要功能系統(tǒng)：

起動系統(tǒng)：起動時，通過起動拉桿使阻風門關閉，系統(tǒng)提供濃混合氣。隨著發(fā)動機轉速和溫度的升高，空氣需要量增大，這時阻風門在空氣壓力的作用下轉過一定的角度，以適應這種狀況。同時，受進氣管真空度控制的阻風門膜片室也開始起作用，它通過杠桿機構使阻風門逐漸打開。起動時混合氣濃度α值為0.2-0.6。

怠速系統(tǒng)：此時由于曲軸轉速低，節(jié)氣門開度接近全閉狀態(tài)，空氣在化油器喉管處流速低，噴油不僅數(shù)量少，而且霧化質(zhì)量也不好。同時進氣門開啟時，氣缸中有少量廢氣沖入進氣管，而后又與新鮮混合氣一起吹入氣缸。這時混合氣較濃，α=0.6-0.8。

化油器的怠速系統(tǒng)參見 圖8 。化油器的主腔怠速系統(tǒng)，裝有空調(diào)調(diào)節(jié)裝置(2000型轎車裝有空調(diào)裝置)。空調(diào)使用時使怠速負荷增大，要適當提高怠速才能適應。具體情況是，當發(fā)動機無負荷時，三通閥封閉至節(jié)氣門后開口的通道，通風罩與怠速提高真空控制器之間形成通路，這時真空控制器內(nèi)彈簧在左限位，發(fā)動機即在無負荷下工作；當發(fā)動機有負荷時，三通閥封閉至通風罩的通道，由化油器經(jīng)過連接管至真空控制器的通道打開，因壓力減小，膜片向右移動，節(jié)氣門怠速時的轉角增大，發(fā)動機即可在帶動空調(diào)的情況下怠速運行。

副腔的怠速系統(tǒng)，不在發(fā)動機怠速時工作，它是在副腔節(jié)氣門逐步開啟時才工作，為防止混合氣變稀而起圓滑過渡作用。

主副腔協(xié)同工作：主腔在發(fā)動機的所有工況下都起作用，它包括主供油系統(tǒng)、怠速系統(tǒng)、真空加濃系統(tǒng)、加速系統(tǒng)和起動系統(tǒng)。副腔只是在發(fā)動機處于高速、大負荷時才起作用，它具有主供油系統(tǒng)和怠速過渡系統(tǒng)兩大部分。主腔和副腔的協(xié)調(diào)是由一套杠桿機構進行的，主腔節(jié)氣門在開啟53°以上時，副腔節(jié)氣門才逐步打開，而其開啟的程度是由受喉管真空度控制的副腔節(jié)氣門真空控制器通過杠桿調(diào)節(jié)的。此時化油器供給濃混合氣，α值為0.8-0.9，以保證達到最大功率。化油器過渡系統(tǒng)參見 圖9 ，滿載工況參見 圖10 。

加速工況：當汽車需要在短時間由低速變成高速時，節(jié)氣門開度急劇變大，化油器通過膜片式加速裝置將一部分額外燃油補充噴入喉管，使混合氣濃度維持在一定水平上，以適應加速工況，參見 圖11 。

加濃裝置：該化油器采用真空加濃裝置，當發(fā)動機處于全負荷時，這時節(jié)氣門接近于全開，節(jié)氣門后的真空度相對較小，這時使加濃閥開啟，燃油從主量孔和加濃量孔同時供油，使混合氣加濃。這種加濃裝置除了與節(jié)氣門開度有關外，還與轉速有關，參見 圖12 。

2.GSI型AJR電噴發(fā)動機的供給系統(tǒng)

GSI型AJR發(fā)動機采用M3.8.2多點順序燃油噴射系統(tǒng)。電子控制燃油噴射(EFI)系統(tǒng)以一個電子控制組件(ECU)為控制中心，利用安裝在發(fā)動機不同部位上的各種傳感器，測得發(fā)動機的各種工作參數(shù)，按照制造廠在ECU中設定的控制程序，通過控制噴油器，精確地控制噴油量，使發(fā)動機在各種工況下都能獲得最佳濃度的混合氣。此外，電子控制燃油噴射系統(tǒng)通過ECU中的控制程序，還能實現(xiàn)起動加濃、暖機加濃、加速加濃、全負荷加濃、減速調(diào)稀、強制斷油、自動怠速控制等功能，滿足發(fā)動機特殊工況對混合氣的要求，使發(fā)動機獲得良好的燃油經(jīng)濟性和低排放，也提高了汽車的使用性能。其工作原理參見 圖13 。

電子控制燃油噴射系統(tǒng)的噴油壓力是由電動燃油泵提供的，電動燃油泵安裝在油箱內(nèi)，浸在燃油中。油箱內(nèi)的燃油被電動燃油泵吸出并加壓，壓力燃油經(jīng)燃油濾清器濾去雜質(zhì)，送至發(fā)動機上方的燃油導管(分配油管)中。燃油導管與安裝在各缸進氣歧管上的噴油器相通。噴油器是一個電磁閥，由ECU控制。通電時電磁閥開啟，壓力燃油以霧狀噴入進氣歧管內(nèi)，與空氣混合，在進氣行程中被吸進氣缸。燃油導管的末端裝有油壓調(diào)節(jié)器，用來調(diào)節(jié)燃油導管中燃油的壓力，使油壓保持某一定值(3.0bar)，多余的燃油從油壓調(diào)節(jié)器上的回油口經(jīng)回油管返回燃油箱。

進氣量由駕駛員通過加速踏板操縱節(jié)氣門來控制。節(jié)氣門開度不同，進氣量也不同，裝在進氣歧管內(nèi)的熱膜溫度也不同。進氣歧管的熱膜溫度與進氣量成一定的比例關系。空氣流量計可將進氣量的變化轉變成電信號的變化，并轉送給ECU，ECU根據(jù)進氣信號電壓的大小計算出發(fā)動機進氣量，再根據(jù)曲軸轉角傳感器測得的信號計算出發(fā)動機轉速。ECU根據(jù)進氣量和轉速計算出各缸相應的基本噴油量。通過控制每次噴油的持續(xù)時間來控制噴油量(GSI車已取消冷起動閥，由ECU控制噴油量實現(xiàn)冷車加濃)，噴油持續(xù)時間越長，噴油量就越大。一般每次噴油的持續(xù)時間為2-10ms。各缸噴油器每次噴油的開始時刻由ECU根據(jù)發(fā)動機轉速傳感器(曲軸位置傳感器)和凸輪軸位置傳感器測得的位置信號共同控制。這種類型的燃油噴射系統(tǒng)稱為多點順序噴油系統(tǒng)。多點順序噴油系統(tǒng)的工作示意圖參見 圖14 。

發(fā)動機在不同工況下運轉，對混合氣濃度的要求不同。特別是在一些特殊工況(如：起動、急加速、急減速等)下，對混合氣濃度有特殊的要求。ECU根據(jù)有關傳感器測得的運轉工況，按不同的方式控制噴油量。噴油量的控制方式可分為：起動控制、運轉控制、斷油控制和反饋控制。

·起動噴油控制：起動時，發(fā)動機由起動電機帶動運轉。由于轉速很低，轉速波動也很大，因此這時空氣流量傳感器所測得的進氣量信號有很大的誤差。基于這個原因，在發(fā)動機起動時，ECU不以空氣流量傳感器的信號作為噴油量的計算依據(jù)，而是按照預先給定的起動程序來進行噴油控制。ECU根據(jù)起動開關及轉速傳感器的信號，判定發(fā)動機是否處于起動狀態(tài)，以決定是否按起動程序控制噴油。當起動開關接通，且發(fā)動機轉速低于300r/min時，ECU判定發(fā)動機處于起動狀態(tài)，從而按起動程序控制噴油。在起動噴油控制程序中，ECU按發(fā)動機冷卻水溫度、進氣溫度、起動轉速計算出一個固定的噴油量。這一噴油量能使發(fā)動機獲得順利起動所需的濃混合氣。冷車起動時，發(fā)動機溫度很低，噴入進氣道的燃油不易蒸發(fā)。為了能產(chǎn)生足夠的燃油蒸氣，形成足夠濃度的可燃混合氣，保證發(fā)動機在低溫下也能正常起動，必須進一步增大噴油量。由ECU控制，通過增加各缸噴油器的噴油持續(xù)時間或噴油次數(shù)來增加噴油量。所增加的噴油持續(xù)時間或噴油次數(shù)完全由ECU根據(jù)進氣溫度傳感器和發(fā)動機水溫傳感器測得的溫度高低來決定。發(fā)動機水溫或進氣溫度越低，噴油量就越大，加濃的持續(xù)時間也就越長。這種冷起動控制方式不設冷起動噴油量和冷起動溫度開關。

·運轉噴油控制：在發(fā)動機運轉時，ECU主要根據(jù)進氣量和發(fā)動機轉速來計算噴油量。此外，ECU還要參考節(jié)氣門開度、發(fā)動機水溫、進氣溫度、海拔高度及怠速工況、加速工況、全負荷工況等運轉參數(shù)來修正噴油量，以提高控制精度。由于ECU要考慮的運轉參數(shù)很多，為了簡化ECU的計算程序，通常將噴油量分成基本噴油量、修正量、增量三個部分，并分別計算出結果，然后再將三個部分疊加在一起，作為總噴油量來控制噴油器噴油。其中基本噴油量是根據(jù)發(fā)動機每個工作循環(huán)的進氣量，按理論混合比(空燃比=14.7：1)計算出的噴油量；修正量是根據(jù)進氣溫度、大氣壓力和蓄電池電壓等實際運轉情況，對基本噴油量進行適當修正以使發(fā)動機在各種運轉條件下都能獲得最佳濃度的混合氣量；增量是在一些特殊工況下(如：暖機、加速等)，為加濃混合氣而增加的噴油量。增量的目的是為了使發(fā)動機獲得良好的使用性能(如：動力性、加速性、平順性等)，增量可分為起動后增量、暖機增量、加速增量和大負荷增量。使用起動后增量的原因是由于發(fā)動機冷車起動后，低溫下混合氣形成不良及部分燃油在進氣管上沉積，造成混合氣變稀，為此，在起動后一短段時間內(nèi)，增加部分噴油量，以加濃混合氣，保證發(fā)動機穩(wěn)定運轉而不熄火。

起動后增量的大小取決于發(fā)動機起動時的溫度，并隨發(fā)動機運轉時間的增長而逐漸減小為0。使用暖機增量的原因是由于在冷車起動結束后的暖機運轉過程中，發(fā)動機溫度一般不高，在這樣低的溫度下噴入進氣歧管的燃油與空氣混合較差，不易立即氣化，容易使一部分燃油液滴凝結在冷的進氣管道及氣缸壁面上，結果造成氣缸內(nèi)的混合氣變稀，因此，在暖機過程中要增加噴油量。

暖機增量的大小取決于水溫傳感器所測得的發(fā)動機冷卻液溫度，并隨著冷卻液溫度的升高而逐漸減小，直至冷卻液溫度升高至80℃時，暖機加濃結束。在加速工況時，ECU能自動按一定的增量比適當增加噴油量，使發(fā)動機能發(fā)出最大扭矩，改善加速性能，ECU是根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器測得的節(jié)氣門開啟速率鑒別出發(fā)動機是否處于加速工況的。使用大負荷增量的原因是由于部分負荷是汽車發(fā)動機的主要運行工況，在這種工況下的噴油量應能保證供給發(fā)動機的混合氣最經(jīng)濟，通常稀于理論混合比。在大負荷及滿負荷工況下，要求發(fā)動機能發(fā)出最大功率，因而噴油量應比部分負荷工況大，以提供稍濃于理論混合比的混合氣。大負荷信號由節(jié)氣門開關內(nèi)的全負荷開關提供或由ECU根據(jù)節(jié)氣門位置傳感器測得的節(jié)氣門開度來決定，當節(jié)氣門開度大于70°時，ECU按功率混合比計算噴油量。

·斷油控制：斷油控制是ECU在一些特殊工況下，暫時中斷燃油噴射，以滿足發(fā)動機運轉中的特殊要求。它包括超速斷油控制、減速斷油控制、溢油消除和減扭矩斷油控制。超速斷油控制是在發(fā)動機轉速超過允許的最高轉速時，由ECU自動中斷噴油，以防止發(fā)動機超速運轉，造成機件損壞，也有利于減小燃油消耗量，減少有害排放物。超速斷油控制過程是由ECU將轉速傳感器測得的實際轉速與控制程序中設定的發(fā)動機最高極限轉速(一般為6000-7000r/min)相比較，當實際轉速超過此極限轉速時，ECU就切斷送給噴油器的噴油脈沖，使噴油器停止噴油，從而限制發(fā)動機轉速進一步升高：當斷油后發(fā)動機轉速下降至低于極限轉速約100/min時，斷油控制結束，恢復噴油。減速斷油控制是當發(fā)動機在高轉速運轉中突然減速時，由ECU自動中斷燃油噴射，直至發(fā)動機轉速下降到設定的低轉速時再恢復噴油。其目的是為了控制急減速時有害物的排放，減少燃油消耗量，促使發(fā)動機轉速盡快下降，有利于汽車減速。減速斷油控制過程是由ECU根據(jù)節(jié)氣門位置、發(fā)動機轉速、冷卻液溫度等運轉參數(shù)，作出綜合判斷，在滿足一定條件時，執(zhí)行減速斷油控制。這些條件是：節(jié)氣門位置傳感器中的怠速開關接通；發(fā)動機冷卻液達到正常溫度；發(fā)動機轉速達到減速斷油轉速。當這三個條件都滿足時，ECU就執(zhí)行減速斷油控制，切斷噴油脈沖。上述條件只要有一個不滿足，ECU就立即停止執(zhí)行減速斷油，恢復噴油。減速斷油轉速數(shù)值是由ECU根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、負荷等參數(shù)確定。通常冷卻液溫度越低，發(fā)動機負荷越大(使用空調(diào)時)，該轉速越高。溢油消除是發(fā)動機起動時燃油噴射系統(tǒng)向發(fā)動機提供很濃的混合氣。若多次轉動起動電機后發(fā)動機仍未起動，淤集在氣缸內(nèi)的濃混合氣可能會浸濕火花塞，使之不能跳火。這種情況稱為溢油或淹缸。此時駕駛員可將油門踏板踩到底，并轉動點火開關，起動發(fā)動機。ECU在這種情況會自動中斷燃油噴射，以排除氣缸中多余的燃油，使火花塞干燥。ECU只有在點火開關、發(fā)動機轉速及節(jié)氣門位置同時滿足以下條件時，才能進入溢油消除狀態(tài)：點火開關處于起動位置；發(fā)動機轉速低于500r/min；節(jié)氣門全開。因此，電子控制燃油噴射式發(fā)動機在起動時，不必踩下油門踏板，否則有可能因進入溢油消除狀態(tài)而使發(fā)動機無法起動。減扭矩斷油控制是裝有電子控制自動變速器的汽車在行駛中自動升檔時，控制變速器的ECU向燃油噴射系統(tǒng)的ECU發(fā)出減扭矩信號，燃油噴射系統(tǒng)的ECU在收到這一減扭矩信號時，暫時中斷個別氣缸(如：2、3缸)的噴油，以降低發(fā)動機轉速，從而減輕換檔沖擊。

反饋控制(閉環(huán)控制)：燃油噴射系統(tǒng)進行反饋控制的傳感器是氧傳感器，使用氧傳感器的發(fā)動機必須使用無鉛汽油。反饋控制是在排氣管上加裝氧傳感器，根據(jù)排氣中氧含量的變化，測定出進入發(fā)動機燃燒室混合氣的空燃比，把它輸入ECU與設定的目標空燃比進行比較，將誤差信號經(jīng)放大器來控制電磁噴油器的噴油量，使空燃比保持在設定目標值附近。因此，閉環(huán)控制可達到較高的空燃比控制精度，并可消除因產(chǎn)品差異和磨損等引起的性能變化，工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。但是為了使三元催化裝置對排氣凈化處理達到最佳效果，閉環(huán)控制的燃油噴射系統(tǒng)只能運行在理論空燃比14.7附近很窄的范圍內(nèi)。因此對特殊的運行工況，如：起動、暖機、怠速、加速、滿負荷等需加濃混合氣的工況，仍需采用開環(huán)控制，使電磁噴油器按預先設定的加濃混合氣配比工作，充分發(fā)揮發(fā)動機的動力性能，所以采用開環(huán)和閉環(huán)結合的控制方式。

3. GSI型AJR電噴發(fā)動機供給系統(tǒng)主要部件及工作原理

GSI型AJR電噴發(fā)動機供給系統(tǒng)主要部件有：發(fā)動機控制組件(ECU)、主繼電器、發(fā)動機故障指示燈、曲軸位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、爆震傳感器、氧傳感器、空氣流量計、節(jié)氣門控制器、燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器、燃油泵繼電器等。空氣濾清器和燃油箱與化油器式發(fā)動機供給系統(tǒng)相同。

(1)發(fā)動機控制組件(ECU)

ECU位于駕駛員一側的儀表板下方，轉向柱旁邊。它的組成參見 圖15 。ECU具有空燃比控制、點火正時控制、加減速控制、下坡斷油控制、超速控制、怠速控制、空調(diào)控制等功能。當整車供電后，開始不斷地定時檢查各傳感器及開關信號，并以此為依據(jù)，計算出發(fā)動機各工況下的最佳供油量、最佳點火正時、最理想的怠速等。經(jīng)輸出驅動電路完成對噴油器、點火組件、怠速直流電機和空調(diào)系統(tǒng)的控制。

(2)ECU的硬件組成及功能如下：

輸入電路：它將系統(tǒng)中各傳感器檢測到的信號輸入微機。

模擬/數(shù)字轉換器：將模擬輸入的信號原形轉換成微機能夠識別處理的數(shù)字信號。

微機：將各傳感器送來的信號用內(nèi)存的程序和數(shù)據(jù)進行運算處理，并將結果送至各執(zhí)行器。

輸出電路：將微機作出的決策指令轉變?yōu)榭刂菩盘枅?zhí)行器進行工作。控制系統(tǒng)中最主要的軟件是主控程序，它主要負責對整個系統(tǒng)進行初始化，實現(xiàn)系統(tǒng)的工作程序、判定控制模式、控制點火角度和噴油脈沖信號的輸出等。軟件中還有轉速與負荷的處理程序、中斷處理程序及查表程序。針對發(fā)動機使用要求，預先確定點火角脈譜及噴油量脈譜，以及其它為匹配各工況而選定的修正系數(shù)、修正函數(shù)和常數(shù)等，都以離散數(shù)據(jù)的形式貯存在微機的存貯器中。

ECU除了對發(fā)動機各個運行狀態(tài)實施最佳控制外，還對部分傳感器傳遞來的信號進行鑒別，若發(fā)現(xiàn)某個傳感器傳來的信號超出了規(guī)定范圍，則ECU認為此傳感器或相關線路有故障，并將有關故障的信息貯存起來，同時，ECU用一個人為設定的數(shù)據(jù)或其它傳感器來的信號對發(fā)動機實施控制，這樣ECIJ就使發(fā)動機轉入故障應急狀況下運行。

(3)主繼電器

主繼電器控制ECU供電。點火開關打開時，主繼電器勵磁，主觸點接通并向ECU供電(12V)。點火開關關閉時，ECU利用內(nèi)部積存的電能使主繼電器延遲失磁。ECU則利用這個時間將停機前的現(xiàn)場數(shù)據(jù)保存到ECU的存貯器中。發(fā)動機故障指示燈發(fā)動機故障指示燈安裝在儀表板上，用來顯示電子控制系統(tǒng)故障。點火開關打開，未起動發(fā)動機時，故障指示燈應發(fā)亮。發(fā)動機起動后該燈應熄滅，若系統(tǒng)有故障，該燈不熄滅提示系統(tǒng)有故障。

(5)曲軸位置傳感器(發(fā)動機轉速傳感器)

曲軸位置傳感器安裝在飛輪附近，參見 圖16 。飛輪圓周均勻分布若干齒，發(fā)動機運行時，霍爾傳感器不斷檢測飛輪上齒峰和齒谷間的變化，并轉換成電壓信號傳給ECU。ECU根據(jù)該信號計算出發(fā)動機的轉速并判斷出曲軸轉角、轉速、一缸上止點信號，進而控制噴油器開啟時刻、燃油噴油量、點火正時、怠速和燃油泵等各項工作。

(6)冷卻液溫度傳感器

冷卻液溫度傳感器參見 圖17 。它安裝在發(fā)動機節(jié)溫器處，其溫度傳感元件為負溫度系數(shù)的熱敏電阻，溫度越低電阻值越大。冷卻液溫度傳感器將冷卻液溫度的高低轉變成電信號，輸出給ECU，從而控制供油加濃量、點火正時和怠速。

4.進氣溫度傳感器

進氣溫度傳感器安裝于進氣管上，是檢測發(fā)動機吸入空氣溫度用的傳感器。由于吸入空氣溫度的變化會引起空氣密度發(fā)生變化，因此需要進行燃油噴油量修正。為使測量及修正精確，通常是將進氣溫度傳感器安裝在空氣測量部位附近。進氣溫度傳感器的輸出特性與水溫傳感器相同。進氣溫度傳感器與ECU的連接參見 圖18 。ECU中的電阻與進氣溫度傳感器串聯(lián)，當熱敏電阻的電阻值隨進氣溫度變化時，THA信號的電壓也隨之改變。當進氣溫度低(空氣密度大)時，熱敏電阻電阻值增大，ECU檢測到THA信號電壓高。根據(jù)此信號，ECU相應增加噴油量。反之，當進氣溫度高(進氣空氣密度小)時，ECU檢測到的THA信號電壓低，ECU控制噴油量減少。

5.爆震傳感器

爆震傳感器參見 圖19 。它安裝在發(fā)動機缸體上，是一個按固體傳聲原理工作的壓電陶瓷式加速度傳感器。其內(nèi)部是一個壓電陶瓷片，一個慣性配重通過螺釘緊壓在壓電陶瓷片上，使之產(chǎn)生一定的予壓力。當發(fā)動機因燃油標號低、缸內(nèi)積碳過多、點火過早等原因出現(xiàn)爆震時，產(chǎn)生1-l0KHz的壓力波。這一壓力波通過缸體傳給爆震傳感器，通過慣性配重，使作用在壓電陶瓷片上的壓力發(fā)生變化，產(chǎn)生約20Mv/g的電動勢，這一信號傳輸給ECU，經(jīng)濾波后，再轉換成指示爆震的數(shù)字信號。ECU根據(jù)這一信號調(diào)整點火提前角，消除爆震。

6.氧傳感器

氧傳感器參見 圖20 。它安裝在排氣管上，用來檢測排氣中氧分子的濃度。發(fā)動機運轉時，排出的廢氣從氧傳感器表面流過，在高溫狀態(tài)下氧分子發(fā)生電離。由于感應元件內(nèi)外表面氧分子的濃度不同，因而使氧離子從濃度大的內(nèi)表面向濃度小的外表面移動，從而在感應元件內(nèi)外表面的兩個電極之間產(chǎn)生一個微小的電壓，形成電壓信號。排氣中氧氣分子的濃度取決于混合氣的空燃比：當混合氣濃于理論值(即空燃比小于14.7：1)時，在燃燒過程中氧分子被全部耗盡，排氣中沒有氧分子；當混合氣稀于理論值(即空燃比大于14.7：1)時，在燃燒過程中氧分子未能全部耗盡，排氣中含有氧分子。混合氣越稀，排氣中的氧分子濃度就越大。因此，氧傳感器發(fā)出的信號間接地反映了混合氣空燃比的高低。ECU按氧傳感器的反饋信號，對噴油量的計算結果進行修正，使混合氣的空燃比更接近于理論空燃比。

7.空氣流量計

在空氣濾清器與節(jié)氣門體之間的進氣管上裝有熱膜式空氣流量計，參見 圖21 。測量發(fā)動機吸入的空氣量，并轉換成l-5V的電壓信號送給ECU，ECU根據(jù)此信號，結合其他傳感器信息，計算出最佳供油量和點火正時。

熱膜式空氣流量計由用鉛片制成的熱膜電阻R2、空氣補償電阻R4、精密金屬膜電阻R1、R3、R5和電子回路等組成。熱膜、空氣補償電阻及其他精密電阻用厚膜工藝固定在以陶瓷為基片的樹脂膜上。其工作原理和廣泛使用的熱線風速儀相同。在空氣通路中放置一發(fā)熱體，由于熱量被空氣吸收，發(fā)熱體本身會變冷，熱膜的電阻值會變小。發(fā)熱體周圍通過的空氣流量越多，被帶走的熱量也越多。熱膜式空氣流量計就是利用發(fā)熱體與空氣之間的這種熱傳遞現(xiàn)象進行空氣流量測量的。

這種空氣流量計設有進氣溫度測量部分和發(fā)熱部分，ECU根據(jù)進氣溫度和進氣量的大小，改變供給熱膜的電流，保持吸入空氣的溫度與熱膜的溫度差值恒定。熱膜式空氣流量計在ECU計算噴油持續(xù)期及空燃比時無需對進氣溫度和壓力進行修正。熱膜電阻R2、空氣補償電阻R4、精密金屬膜電阻R1、R3、R5組成惠斯頓電橋，參見 圖22 。

控制電路使熱膜的溫度始終保持比空氣流溫度高出一定值(如：100℃)，當空氣流量增大時，對熱膜的冷卻作用加劇，電阻減小，從而破壞了電橋的平衡，改變電橋中的電壓分布。以電阻R1的端電壓為輸出電壓信號，可測得吸入氣缸的空氣量。

為了提高測量精度，內(nèi)部設有穩(wěn)定電路，以便控制熱膜兩端電壓保持恒定，使其不受外部電源變動的影響。由于這種流量計基于熱膜表面與空氣的熱傳導，熱膜上的任何沉積物都將對輸出信號產(chǎn)生有害的影響，因此控制電路中具備有自動“燒凈”功能。每當發(fā)動機熄火后4s，控制電路發(fā)出控制電流，使熱膜溫度迅速升至1000℃高溫，加熱1s，將粘附于熱膜表面的污染物完全燒凈。

8.節(jié)氣門控制器

節(jié)氣門控制器由節(jié)氣門位置傳感器、怠速開關、怠速穩(wěn)定控制裝置、怠速節(jié)氣門位置傳感器和怠速直流電機等組成，安裝在空氣流量計與發(fā)動機之間的進氣歧管上。

·節(jié)氣門位置傳感器：節(jié)氣門位置傳感器是一線性電位器，安裝在節(jié)氣門軸上，與駕駛員加速踏板聯(lián)動。通過安裝在節(jié)氣門軸一端的滑臂在電阻軌道上滑動，將節(jié)氣門的開度轉換為電信號輸送給ECU，作為ECU判斷發(fā)動機運轉工況的依據(jù)，并通過改變進氣道截面積，控制發(fā)動機運轉工況，參見 圖23 。

·怠速開關：怠速開關與節(jié)氣門位置傳感器同軸，在整個怠速范圍內(nèi)閉合。ECU根據(jù)“閉合”信號判定發(fā)動機處于怠速工況，從而按怠速工況的要求控制噴油量：當節(jié)氣門打開時，怠速開關張開，ECU根據(jù)這一信號進行從怠速到小負荷的過渡工況噴油控制。怠速開關的信號還可以作為ECU判斷是否進行怠速自動控制和急減速斷油控制的信號，參見圖23。

·怠速穩(wěn)定控制裝置：采用球形空氣道，參見 圖24 。可在怠速時的不同節(jié)氣門開度下精確調(diào)節(jié)空氣量，使在任何條件下均可保證發(fā)動機平穩(wěn)運轉。利用怠速電機，通過齒輪機構直接改變節(jié)氣門開度。

·怠速節(jié)氣門位置傳感器：怠速節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體內(nèi)，參見圖23。可將節(jié)氣門的開度、怠速電機的位置信號傳給ECU。當?shù)∷俟?jié)氣門電位計達到怠速調(diào)節(jié)極限位置時，電位計不動，節(jié)氣門仍可繼續(xù)開啟。如果信號中斷，應急彈簧則進入應急狀態(tài)，將節(jié)氣門拉開至規(guī)定開度，同時怠速升高。

·怠速直流電機：當發(fā)動機進入怠速工況時，怠速節(jié)氣門位置傳感器將其電阻值的變化轉換成電壓信號，ECU根據(jù)該值確定怠速節(jié)氣門的位置，通過怠速電機微量調(diào)節(jié)氣門開度來調(diào)節(jié)發(fā)動機怠速。當發(fā)動機實際轉速低于理論轉速時，電機正轉，電機軸通過齒輪機構將節(jié)氣門打開一微小的開度，從而增加發(fā)動機進氣量，使發(fā)動機轉速增加，逐漸逼近理論轉速：當發(fā)動機轉速高于理論轉速時，電機反轉，將節(jié)氣門關閉一微小的開度，從而減小發(fā)動機進氣量，使發(fā)動機轉速降低，逐漸逼近理論轉速。

9.燃油泵

電動燃油泵安裝在燃油箱內(nèi)，是一種內(nèi)浸式內(nèi)齒輪泵，參見 圖25 。齒輪泵主要由直流電動機、主動齒輪、從動齒輪和輔助裝置組成。輔助裝置上裝有保護燃油輸送管路用的安全閥、保持殘余壓力用的單向閥以及燃油的吸入口和排出口。由于內(nèi)齒輪泵排出的燃油壓力脈動小，所以不需要安裝減振器。齒輪泵的工作原理是：電動機轉動時，帶動主動齒輪(外齒輪)轉動，主動齒輪嚙合從動齒輪(內(nèi)齒輪)轉動。由于主動齒輪與從動齒輪不同心，使主動齒輪的外齒、從動齒輪的內(nèi)齒和兩側面的泵亮三者之間所包圍的容積在進油口處周期性變大，在出油口處周期性減小，使燃油從吸入口一側吸入，從排出口一側壓出。相對于進氣管真空度，系統(tǒng)的工作油壓恒定為300KP。升壓后的燃油，通過電動油泵內(nèi)部，經(jīng)單向閥從排油口泵出。燃油泵與油箱之間有一個不大的間隙，以防止油泵將振動傳給油箱。燃油泵借助于支架安裝在油箱內(nèi)，為防止油泵振動引起的噪音，使用了隔振橡膠墊。

注意：油泵本體嚴禁拆卸，以免破壞其密閉性而引起爆炸。燃油應干凈，否則進油濾網(wǎng)易堵塞，燃油泵也容易磨損。

10.燃油濾清器

由于采用噴油器，其針閥等為精密機件，所以裝用一個全封閉的濾清器。它由紙質(zhì)濾芯串聯(lián)一個棉纖維過濾網(wǎng)制成，有很高的濾清效果，可濾去大于0.01mm的雜質(zhì)。在正常使用情況下，燃油濾清器每3萬公里更換。

11.燃油壓力調(diào)節(jié)器

燃油壓力調(diào)節(jié)器裝在供油管的一端，參見 圖26 。由膜片分為上下兩腔，上腔通過真空連接口接真空軟管與節(jié)氣門后的進氣歧管相連，下腔接供油管。當系統(tǒng)壓力超過設定壓力(300KP)時，膜片向上拱曲，燃油通過回油口流回油箱。壓力穩(wěn)定后，膜片回落，關閉回油口，使油壓保持一固定值。當進氣管真空度增加時，減輕了彈簧的壓力，膜片向上拱曲，回油量增加，系統(tǒng)壓力隨之下降，從而使系統(tǒng)壓力與進氣管真空度保持恒定。

12.噴油器與分配油管(以稱燃油導管)

噴油器固定在分配油管上安裝在靠近缸蓋一側的進氣歧管上，參見 圖27 。內(nèi)部有個電磁線圈，外面引出插座，經(jīng)線束與ECU連接。噴油器頭部的針閥與銜鐵連接為一體。當電磁線圈通電時，便產(chǎn)生吸力，將銜鐵和針閥吸起，打開噴油孔，燃油經(jīng)針閥頭部的軸針與噴孔之間的環(huán)形間隙高速噴出，并被粉碎成霧狀。電磁線圈不通電時，磁力消失，彈簧將銜鐵和針閥下壓，關閉噴孔，停止噴油。噴油器針閥的升程很小，一般為0.l-0.2mm，以保證針閥反應快捷，使在數(shù)毫秒之內(nèi)開啟和關閉。

噴油器的進油口在噴油器側面的中下部，整個噴油器穿過分配油管，進油口上下方各有一個“O”密封圈，以保持密封，防止分配油管的燃油外漏。由于燃油泵的供油量大大超過噴油量，回流的燃油不斷穿過噴油器內(nèi)部，帶走了因高溫而產(chǎn)生的燃油氣泡，因此大大提高了發(fā)動機熱車時噴油量的穩(wěn)定性，也改善了熱起動性能。

分配油管安裝在進氣歧管上。作用是將燃油均勻、等壓地輸送給各缸噴油器。分配油管的截面一般都較大，其容積油量相對于發(fā)動機的噴油量來說要大得多，它能起到貯油蓄壓，防止燃油壓力波動，保證供給各噴油器等量燃油的作用。

13.燃油泵繼電器

燃油泵繼電器，參見 圖28 。它安裝在中央配電盒內(nèi)，用于控制燃油泵、空氣流量計、炭罐電磁閥和氧傳感器加熱器的供電。點火開關打開時，該繼電器86、85號線在ECU控制下通電勵磁，使30號電源線向油泵等供電。若在2秒鐘內(nèi)ECU收不到曲軸位置信號，ECU控制該繼電器失去勵磁，油泵停止運行。

14.燃油蒸發(fā)系統(tǒng)

燃油蒸發(fā)系統(tǒng)由蒸氣回收罐(活性炭罐)、凈化控制電磁閥、蒸氣分離閥、蒸氣管和真空軟管組成。凈化控制電磁閥參見 圖29 。

油箱內(nèi)的燃油蒸氣從蒸氣分離閥出口經(jīng)管道進入蒸氣回收罐。該閥的作用是防止汽車傾斜時油箱內(nèi)的燃油從蒸氣管道漏出。蒸氣回收罐內(nèi)充滿了活性炭顆粒，故又稱為活性炭罐。活性炭可以吸附燃油蒸氣中的燃油分子。當油箱內(nèi)的燃油蒸氣經(jīng)管道進入蒸氣回收罐時，蒸氣中的燃油分子被吸附在活性炭表面，剩下的空氣則經(jīng)過出氣口排到大氣中。蒸氣回收罐上方的另一個出口經(jīng)軟管與發(fā)動機進氣管相通。軟管中部有一個電磁閥控制管路的通斷。當發(fā)動機運轉時，如果電磁閥開啟，則在進氣管內(nèi)真空吸力的作用下，空氣從蒸氣回收罐下方進入，經(jīng)過活性炭從上方出口經(jīng)軟管進入發(fā)動機進氣管，使吸附在活性炭表面的燃油分子又重新蒸發(fā)，隨空氣一起吸入發(fā)動機燃燒，，使燃料得到充分利用，同時還能使蒸氣回收罐內(nèi)的活性炭恢復吸附能力，不會因使用太久而失效。經(jīng)回收進入進氣管的燃油蒸氣量必須加以控制，以防破壞正常的混合氣成分。這一控制過程由ECU通過操縱電磁閥的開關來實現(xiàn)。在發(fā)動機停機或怠速運轉時，ECU使電磁閥關閉，這時從油箱蒸發(fā)的燃油蒸氣被蒸氣回收罐吸收。當發(fā)動機以中高速運轉時，ECU使電磁閥開啟，貯存在蒸氣回收罐內(nèi)的燃油蒸氣經(jīng)過軟管被吸入發(fā)動機。此時發(fā)動機的進氣量較大，少量的燃油蒸氣不會影響混合氣的濃度。

GLI型AFE發(fā)動機的電噴系統(tǒng)

AFE電噴發(fā)動機采用Motronic電控多點順序燃油噴射系統(tǒng)(M1.5.4)。它的電噴系統(tǒng)工作情況參見 圖30 。駕駛員通過節(jié)氣門控制進氣量，而由節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門開度信息傳給ECU，由ECU綜合諸因素調(diào)整噴油量，使混合氣配比最佳。發(fā)動機工作時，節(jié)氣門位置傳感器檢測駕駛員控制的節(jié)氣門開度，空氣壓力傳感器檢測進入氣缸的空氣量，這兩個信號作為燃油噴射的主要信息輸入ECU，由ECU計算出噴油量。再根據(jù)冷卻液溫度、空氣溫度、氧、爆震等四個傳感器輸入的信息，ECU對主噴油量進行必要的修正，確定出實際噴油量。最后ECU根據(jù)霍爾傳感器檢測到的曲軸轉角信號，確定出最佳噴油和點火時刻并指令噴油器噴油，火花塞跳火。在該系統(tǒng)中有一個爆震傳感器，當發(fā)動機產(chǎn)生爆震時，爆震信號反饋到ECU，ECU指令適當推遲點火正時而減弱爆震。爆震傳感器不僅可保證使用低牌號汽油時不損壞發(fā)動機，同時也保證發(fā)動機在使用高質(zhì)量汽油時能發(fā)出最大功率。系統(tǒng)中的溫度傳感器是保證發(fā)動機在冷起動時能適當加濃，而系統(tǒng)中的氧傳感器則可隨時監(jiān)測發(fā)動機的燃燒情況，由ECU隨時調(diào)整噴油量，從而將排放污染物減小到最低程度。ECU控制噴油起始時間、噴油持續(xù)時間和點火提前角等指令，使發(fā)動機工作在最佳狀態(tài)。

電子控制燃油噴射系統(tǒng)的ECU能根據(jù)各個傳感器測得的發(fā)動機各種運轉參數(shù)，在不同的工況下，按不同的模式控制發(fā)動機的運轉。

·起動工況控制：發(fā)動機起動時需要很濃的混合氣，以克服溫度低、轉速低、燃油蒸發(fā)不良等不利因素，保證順利起動。因此在轉動起動開關，起動發(fā)動機時，起動開關同時送給ECU一個起動信號，ECU根據(jù)這個信號開始按起動模式控制噴油，增加每次噴油持續(xù)時間或增加噴油次數(shù)(如：每循環(huán)噴油次數(shù)由一次變?yōu)閮纱?，以增加噴油量，提供起動所需的濃混合氣。在發(fā)動機起動后再逐步減少噴油量。

·怠速運轉工況控制：燃油噴射發(fā)動機為了提高怠速穩(wěn)定性及怠速調(diào)整的精確度，在怠速時讓節(jié)氣門處于全閉位置，而讓空氣由節(jié)氣門旁邊的怠速氣道進入。怠速時要求提供較濃的混合氣。在節(jié)氣門旁邊有一個節(jié)氣門開關和一個全負荷開關。在節(jié)氣門全閉時怠速開關閉合，ECU根據(jù)怠速開關的閉合信號開始按怠速運轉模式進行控制，讓噴油器增加噴油量，提供較濃的混合氣，以維持怠速運轉的穩(wěn)定性，并將怠速排放控制在最低水平。

·冷車運轉(曖機)工況控制：在發(fā)動機冷車起動后的暖機過程中，為了使冷車怠速能平穩(wěn)運轉并縮短暖機過程的時間，應讓發(fā)動機的轉速高于熱車時的怠速轉速，這種工況稱為冷車快怠速。這一功能由附加空氣閥來實現(xiàn)。在暖機過程中，附加空氣閥開啟，使一部分額外的補償空氣經(jīng)旁通氣道繞過節(jié)氣門吸入進氣道內(nèi)。這一部分空氣不受節(jié)氣門控制，使暖機過程中怠速工況的進氣量增大，實現(xiàn)了快怠速。隨著發(fā)動機不斷升溫，該閥自動地逐漸關閉，直至發(fā)動機達到正常工作溫度時完全關閉，怠速也隨之恢復正常。

·中小負荷運行工況控制：在中小負荷運轉工況下，ECU按照提供經(jīng)濟混合氣的模式控制噴油器。它先根據(jù)進氣歧管真空度和發(fā)動機轉速計算出基本噴油量，再按冷卻液溫度傳感器和進氣溫度傳感器測得的發(fā)動機冷卻液溫度和進氣溫度，對基本噴油量作出修正，以修正后的噴油量控制噴油器噴油。

·全負荷運轉工況控制：全負荷運轉時，節(jié)氣門接近全開，此時節(jié)氣門開關內(nèi)全負荷觸點閉合，ECU根據(jù)全負荷觸點的閉合信號開始執(zhí)行全負荷加濃，按照提供功率混合氣的模式控制噴油量，以便發(fā)動機發(fā)出最大功率，滿足動力性的要求。

GLI型AFE電噴發(fā)達發(fā)動機供給系統(tǒng)的主要部件及工作原理

該系統(tǒng)的主要部件外形參見 圖31 。Motronic系統(tǒng)可分成三大部分：

·發(fā)動機控制組件ECU。主要用來控制、調(diào)整燃油噴射和點火，另外還具有故障自診斷和故障應急功能。

·傳感器。主要向ECU提供發(fā)動機在各種工況運行時的參數(shù)。

·執(zhí)行組件。執(zhí)行ECU發(fā)出的諸如：噴油、點火等各種指令。

GLI型AFE電噴發(fā)動機供給系統(tǒng)的燃油泵、燃油壓力調(diào)節(jié)器、燃油濾清器、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、爆震傳感器和氧傳感器都與GSI型AJR發(fā)動機供給系統(tǒng)相同，ECU的控制方式也基本相同。空氣濾清器和燃油箱與化油器式發(fā)動機供給系統(tǒng)相同。下面敘述其不同部件。

(1)進氣管壓力傳感器

系統(tǒng)的空氣流量計是用進氣管壓力傳感器測量節(jié)氣門之后的進氣管真空度，來間接地測量進氣量的。發(fā)動機運轉時，隨著節(jié)氣門開大，進氣量增加，進氣管真空度減小，因此進氣管真空度的大小反應了進氣量或發(fā)動機負荷的大小，真空度是計算噴油量的主要參數(shù)。采用大規(guī)模集成電路和微機控制的電噴系統(tǒng)，利用進氣管真空度信號并結合發(fā)動機轉速信號和節(jié)氣門開度信號，能使噴油量的控制達到足夠高的精度。

進氣管壓力傳感器和進氣溫度傳感器制成一體，外形參見 圖32 。進氣管壓力傳感器是根據(jù)物體在承受應力變形時，因長度發(fā)生變化而使其電阻改變的原理設計的。壓力傳感器的主要元件是一個很薄的硅片，外圍較厚，約為0.250mm；中部最薄，只有0.025mm。硅片上下兩面各有一層0.003mm厚的二氧化硅膜。在膜層中沿硅片四邊，有4個傳感電阻。在硅片四角各有一個金屬塊，通過導線和電阻相連，參見 圖33 。

在硅片底面粘連了一塊硼硅酸玻璃片，使硅膜片中部形成一個真空腔。硅片裝在一個密封容器內(nèi)，通過一根橡膠管和進氣管相通，使進氣管壓力作用在硅片周圍。硅片上的4個電阻連接成惠斯頓電橋的形式，由穩(wěn)壓電源供電，參見 圖34 。電橋在硅片無變形時調(diào)到平衡狀態(tài)。當進氣管壓力增加時，硅膜片彎曲，引起電阻值的變化：R1和R4的電阻增加，R2和R3的電阻等量減小。這樣，電橋失去平衡，在AB端形成電位差，經(jīng)差動放大器放大后，輸出正比于壓力的電壓信號。

這種形式的進氣管壓力傳感器能在較大范圍內(nèi)不受溫度變化影響，因為各個電阻受熱后電阻值的增加是相同的。此外由于它具有可靠、耐用、壽命長等優(yōu)點，因此，被廣泛應用于燃油噴射系統(tǒng)中。

(2)節(jié)氣門位置傳感器

節(jié)氣門體位于進氣管壓力傳感器之后的進氣管上，由駕駛員通過加速踏板來操縱，以改變發(fā)動機的進氣量，從而控制發(fā)動機的運轉。不同節(jié)氣門的開度標志著發(fā)動機的不同運轉工況。為了使噴油量能滿足不同工況的要求，電子控制燃油噴射系統(tǒng)在節(jié)氣門體上裝有節(jié)氣門位置傳感器。它可將節(jié)氣門的開度轉換成電信號輸送給ECU，作為ECU判定發(fā)動機運轉工況的依據(jù)。

線性可變電阻型節(jié)氣門位置傳感器是一種線性電位計，參見 圖35 。由節(jié)氣門軸帶動電位計的滑臂轉動。在不同的節(jié)氣門開度下，電位計的電阻也不同，從而將節(jié)氣門開度轉變?yōu)殡妷盒盘栞斔徒oECU。ECU通過節(jié)氣門位置傳感器可以獲得表示節(jié)氣門由全閉到全開所有開啟角度連續(xù)變化的模擬信號，以及節(jié)氣門開度的變化速率，從而更精確地判定發(fā)動機的運行工況，提高控制精度和效果。節(jié)氣門體上有怠速開關和全開開關兩組觸點：怠速時，怠速觸點閉合，向ECU輸出怠速信號，使混合氣加濃；全負荷時，全開觸點閉合，向ECU輸出全負荷信號，使混合氣加濃。

(3)怠速控制閥

對GLI型AFE發(fā)動機，通過一個怠速控制閥來控制怠速穩(wěn)定。在怠速自動控制過程中，ECU不斷地從發(fā)動機轉速傳感器得到發(fā)動機的實際轉速信號并將這一實際轉速與控制程序中設定的理論最佳怠速相比較，最后按實際轉速和理論轉速的偏差，向怠速控制閥發(fā)出脈沖控制信號。怠速控制閥是一個旋轉滑閥，在電機的帶動下，滑閥可在限定的范圍內(nèi)作一定軸向運動，以改變旁通氣道的大小，按實際怠速高低增減怠速進氣量。怠速控制閥內(nèi)的電機與ECU連接，改變脈沖信號的占空比，即可改變電機轉動的轉角，從而改變怠速控制閥的開度，調(diào)整旁通空氣量。由于這一部分旁通空氣已經(jīng)過絕對壓力傳感器的計量，因此噴油量也會隨旁通空氣量的大小作出相應的變化，這樣通過調(diào)旁通空氣量就可使怠速得到調(diào)整。當發(fā)動機實際轉速低于理論轉速時，ECU使怠速控制閥旁通進氣量增加，使轉速上升；反之，當發(fā)動機轉速高于理論轉速時，ECU使怠速控制閥旁通進氣量減少，使轉速下降，直至和理論最佳轉速相等為止。怠速控制閥參見 圖36 。

(4)噴油器

2000GLI型AFE發(fā)動機使用上部供油式噴油器，參見 圖37 。它安裝在靠近缸蓋一側的進氣歧管上。內(nèi)部有個電磁線圈，外面引出插座，經(jīng)線束與ECU連接。噴油器頭部的針閥與銜鐵連接為一體。當電磁線圈通電時，便產(chǎn)生吸力，將銜鐵和針閥吸起，打開噴油孔，燃油經(jīng)針閥頭部的軸針與噴孔之間的環(huán)形間隙高速噴出，并被粉碎成霧狀。電磁線圈不通電時，磁力消失，彈簧將銜鐵和針閥下壓，關閉噴孔，停止噴油。噴油器針閥的升程很小，一般為0.l-0.2mm，以保證針閥反應快捷，使在數(shù)毫秒之內(nèi)開啟和關閉。

四、發(fā)動機的點火系統(tǒng)

LX型JV和GLS型AFE發(fā)動機的點火系統(tǒng)

發(fā)動機點火系統(tǒng)由蓄電池、火花塞、分電器、點火線圈、電子點火器、點火開關、等主要部件組成，參見 圖38 。

(1)無觸點分電器

JV和AFE發(fā)動機采用無觸點分電器。它的功能是通過霍爾傳感器和點火控制器來接通與斷開點火線圈的一次繞組，通過電磁感應產(chǎn)生高壓點火電壓，并按發(fā)動機的工作順序將高壓電流分配給各氣缸的火花塞。無觸點分電器由：霍爾傳感器、點火控制器、分電器和點火提前裝置等組成，參見 圖39 。

(2)霍爾傳感器

當電流通過放在磁場中的半導體片(霍爾元件)且電流方向與磁場方向垂直時，使半導體片內(nèi)的電子向一側偏移，于是在垂直于電流與磁力線方向上，半導體片的兩側接觸面間產(chǎn)生一個與電流和磁感應強度成正比的電壓，該電壓稱為霍爾電壓。霍爾傳感器參見 圖40 。它由霍爾元件、永久磁體和帶缺口的轉子組成。其工作過程是：帶缺口的轉子與分電頭連成一體，由分電器軸帶動旋轉，其缺口數(shù)與發(fā)動機氣缸數(shù)相等。當轉子的葉片進入永久磁鐵與霍爾元件之間時，磁場被轉子的葉片所旁路，這時不產(chǎn)生霍爾電壓，傳感器無信號輸出；當轉子缺口部分進入永久磁鐵與霍爾元件之間時，磁力線穿過缺口進入霍爾元件，產(chǎn)生霍爾電壓，傳感器輸出信號。可以設計成在有信號輸出時作為切斷或接通一次繞組的控制信號。

(3)點火控制器

點火控制器由專用的集成電路芯片、達林頓管及其它輔助電路組成。它用來將霍爾傳感器產(chǎn)生的信號整形、放大，并轉變?yōu)辄c火控制信號，通過達林頓管驅動點火線圈一次繞組的接通或斷開，在二次繞組產(chǎn)生高壓電。

(4)分電器

它由分火頭和分電器蓋組成。分電器蓋用膠木制造，裝在分電器的上部，在蓋的四周有與氣缸數(shù)目相等的旁通極，與蓋上的旁座孔相通，由此引出高壓線與各氣缸的火花塞相連接。蓋的中央有一個中心電極，和點火線圈的高壓導線相連，其內(nèi)座孔內(nèi)安裝著帶彈簧的碳精柱，彈性地壓在分火頭的導電片上。分火頭裝在分電器軸的頂端，隨軸一起轉動，每當霍爾傳感器輸出信號時，導電片正對著蓋內(nèi)某一電極，高壓電便從中心電極經(jīng)帶彈簧的碳精柱、導電片到旁電極。導電片與旁電極間有0.25-0.80mm的間隙，以防止火花塞表面積炭而產(chǎn)生漏電，導致跳火電壓降低。

(5)點火提前裝置

點火提前裝置有離心式點火提前裝置和真空式點火提前裝置。離心式點火提前裝置，靠與分電器軸一起旋轉的離心重塊，隨著發(fā)動機轉速變化而自動調(diào)節(jié)點火提前角。轉速愈高，提前角愈大。真空式點火提前裝置參見 圖41 。真空式點火提前調(diào)節(jié)裝置內(nèi)腔有一膜片將其分成左、右兩室。右室用管子與化油器連接，構成真空室，有彈簧將膜片壓向左側。左側腔室通大氣，室內(nèi)有一拉桿。該拉桿一頭連膜片，另一頭銷孔松套在隨動板凸緣的銷釘上。隨動板和安裝霍爾傳感器的托板都固定在分電器外殼上。因此，當拉桿因真空度變化而移動時，通過隨動板帶動外殼和托板轉動，使帶有缺口的轉子相對于霍爾傳感器轉動一個角度，從而改變點火提前角。當節(jié)氣門開度不大或轉速增高時，節(jié)氣門后真空度增大，右室內(nèi)壓力顯著小于左室內(nèi)壓力，膜片克服彈簧力被壓向右方，拉桿使霍爾傳感器逆分電器輸入軸旋轉方向轉動一個角度，從而點火提前角增大。反之，當發(fā)動機負荷加大時，真空度(在一定轉速下)降低，提前角減小。怠速時，節(jié)氣門接近全閉，因為真空小孔位于節(jié)氣門上方，真空度幾乎等于零，點火時間不提前。

2. 點火線圈

點火線圈其功能類似于一個變壓器，它將蓄電池提供的低壓電轉變成點火所需的高壓電。AFE發(fā)動機采用的點火線圈參見 圖42 。它的一次繞組漆包絲為230-330匝，線徑0.5-1.0mm。二次繞組漆包絲為11000-23000匝，線徑0.06-0.l0mm。

3.GSI型AJR發(fā)動機的點火系統(tǒng)

GSI型AJR電噴發(fā)動機點火系統(tǒng)與LX型JV發(fā)動機和GLS型AFE發(fā)動機點火系統(tǒng)的主要不同部件敘述如下：

(1)霍爾傳感器(凸輪軸位置傳感器)

霍爾傳感器安裝在分電裝置內(nèi)部，參見 圖43 。它由霍爾觸發(fā)器片和霍爾電壓發(fā)生器集成電路組成。霍爾觸發(fā)器葉片窗口與凸輪軸同軸運轉。按照霍爾原理，凸輪軸帶動觸發(fā)器窗口運轉，改變了霍爾元件的磁場，使霍爾觸發(fā)器產(chǎn)生一個微弱電壓，即霍爾電壓。通過檢測窗口的出現(xiàn)，判斷出發(fā)動機一缸的點火位置。發(fā)動機每轉兩周，該傳感器發(fā)出一個11V-0V的負脈沖信號。該信號送至ECU，ECU根據(jù)此信號確定噴油器的工作順序、噴油的起始點和爆震控制。若無霍爾信號，則發(fā)動機不可能起動，但點火和噴油的精度變差，爆震控制會中止。

(2)電子點火

無分電器的電子分電系統(tǒng)，它把點火線圈的次級高壓直接送到火花塞，所以也稱為電子點火模塊或模塊點火系統(tǒng)，參見 圖44 。此系統(tǒng)每兩缸配有一個點火線圈，因此四缸發(fā)動機需要兩個線圈。普通線圈的次級繞組有一端連在初級繞組上，而無分電器系統(tǒng)的次級繞組連到兩個火花塞上，每一端連接一個火花塞。兩個點火線圈分別為1、4缸，3、2缸提供點火所需的高電壓。點火順序為l-3-4-2。ECU根據(jù)凸輪軸位置傳感器檢測到的曲軸角度信號和轉速，辨別出需要點火的氣缸，將氣缸鑒別信號(IGdA和IgdB)和點火定時信號送給點火器，點火器根據(jù)這些信號分別給兩個點火線圈初級電路配電。

當以正常方式切斷初級電路時，兩個火花塞都產(chǎn)生高壓火花。即1、4缸和3、2缸同時點火，此時只有一個缸需要點火，另一缸正開始排氣，因此這個缸的跳火不起作用。對于每個氣缸來說每循環(huán)有兩次點火。

(3)點火線圈和點火驅動器

點火線圈輸出的點火信號送到點火驅動器，大功率驅動管在點火信號的作用下交替截止、導通，控制點火線圈初級電流的截止與導通，使線圈次級產(chǎn)生高壓，經(jīng)火花塞點燃氣缸內(nèi)的可燃性壓縮氣體。

(4)點火提前角控制

電子控制點火系統(tǒng)是將發(fā)動機在各種運行工況(轉速和負荷)下最佳的點火提前角值事先貯存在控制組件內(nèi)。而在發(fā)動機實際運行時，由ECU根據(jù)運行的實際轉速和負荷信息，在所貯存的點火特性中取出適應于該工況下的點火提前角數(shù)值。同時ECU還根據(jù)發(fā)動機溫度、進氣溫度、節(jié)氣門位置等信息對所選取的點火提前角進行修正，使發(fā)動機總能得到一個最佳的點火時刻。為了控制點火定時，ECU根據(jù)氣缸上止點位置確定點火的時間。發(fā)動機中設有曲軸轉角傳感器和一個曲軸轉角參考信號G，用來確定相對于每缸上止點的噴油定時，同時提供一個用于檢測實際曲軸轉角和發(fā)動機轉速的信號Ne，ECU用Ne信號確定基本噴油持續(xù)時間和基本點火提前角。通常ECU把G信號后第一個Ne信號通過零點定為壓縮行程上止點前10°，ECU計算點火定時時，就把這一點作為參考點。電控發(fā)動機實際點火提前角是由三部分組成的，即：實際點火提前角=初始點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角(或推遲角)。初始點火提前角對于發(fā)動機來說是固定不變的，它是考慮信號傳遞的一些滯后因素而設置的。在初始點火提前角基礎上，ECU根據(jù)進氣管壓力(或進氣量)和發(fā)動機轉速從存貯器中存貯的點火提前角脈譜圖中找到相應的基本點火提前角，然后根據(jù)有關傳感器信號加以修正，得出實際的點火提前角，參見 圖45 。

4. GLI 型AFE電噴發(fā)動機的點系統(tǒng)

它使用的也是帶霍爾傳感器的無觸點分電器。與LX型JV發(fā)動機和GLS型AFE發(fā)動機點火系統(tǒng)不同的是在這種分電器中，霍爾傳感器不僅測量轉速，同時也能采集上止點標記和第一缸標記信號。

霍爾傳感器安裝在分電器內(nèi)，分電器每轉一轉，發(fā)出四個脈沖，其中一個脈沖的占空比與其它三個有明顯不同，用于標識第一缸上止點的位置。每一個脈沖的下降沿作為每一缸測量和控制的時間基準。ECU根據(jù)各下降沿之間的時間差，推算出發(fā)動機的轉速。點火線圈初級線圈的接通和斷開受ECU的控制，接通時間越長，點火能量越大。斷開時刻即為點火時刻，點火線圈的高壓電脈沖通過分電器分配到各缸對應的火花塞。本分電器沒有離心調(diào)速裝置和真空調(diào)速裝置，而這兩個參數(shù)(轉速和真空度)的變化對點火提前角的影響是根據(jù)貯存在ECU內(nèi)的調(diào)整參數(shù)對點火時刻進行調(diào)整。蓄電池供電控制入口組件所需的電能。由于蓄電池電壓的變化對噴油器的特性有較大的影響，因此，ECU利用所測得的電壓值，對噴油脈沖的寬度進行修正。參見 圖46 。

五、潤滑系統(tǒng)

發(fā)動機采用壓力閉式循環(huán)與飛濺潤滑的復合潤滑系統(tǒng)，參見 圖47 。

機油通過集油器、機油泵從油底殼吸上來，如果油壓太高或流量太大，將由安全閥旁流回油底殼。壓力機油進入濾清器進一步濾清，大部分進入發(fā)動機主油道，另一小部分進入凸輪軸軸承、氣門機構，然后回到油底殼。進入主油道的壓力機油又分成兩路：第一路進入分油道潤滑主軸承、然后經(jīng)過曲軸內(nèi)部油道進入連桿大頭軸承、連桿中的油道進入連桿小頭軸承，最后流回油底殼；第二路則進入中間軸的軸承(AJR發(fā)動機已取消中間軸)，然后流回油底殼。機油濾清器蓋上裝有一個擰緊力矩為25N·m的壓力開關，開啟壓力為0.18Mpa，如果機油濾清器阻塞，機油能直接進入主油道，不影響發(fā)動機正常工作。主油道上有5條分油道，對準5個主軸承。缸蓋上凸輪軸總油道尾端(整個壓力油潤滑油路終端)，這里也裝有一個壓力開關，即最低壓力報警開關，動作壓力為30Kpa。活塞與氣缸壁之間靠飛濺潤滑。

1.燃油泵

機油泵剖視圖參見 圖48 。采用傳統(tǒng)的齒輪式機油泵，兩個齒輪均為粉末冶金制成。主動齒輪軸的扁平上端插在分電器中，由分電器來帶動。而分電器軸則由中間軸(AJR發(fā)動機已取消中間軸)上的螺旋齒輪來帶動。為防止發(fā)動機高速或冷態(tài)時機油壓力過高，在機油泵座內(nèi)設置了限壓閥，當機油壓力過高時，閥門開啟，部分高壓油直接流回油底殼，而不進入主油道。

2.機油濾清器

機油濾清器是一個細濾芯與粗濾芯串聯(lián)而且設置在同一外殼內(nèi)的復合式濾清器，其結構參見 圖49 。粗濾器濾去機油中0.05-0.1mm范圍的較大雜質(zhì)，細濾器用來清除直徑在0.001mm以上的雜質(zhì)。其工作過程參見 圖50 。

從油底殼來的臟油從端蓋周邊的機油空進入濾清器內(nèi)，從外向內(nèi)流過褶紙濾芯和尼龍濾芯過濾后進入濾清器中心油腔。當機油壓力大于止回閥的彈簧力時，推開止回閥，過濾后的機油流向發(fā)動機。褶紙濾芯由棉花、毛絨、人造纖維等不同類型的材料制成，能吸附不同類型和不同直徑的雜質(zhì)。使臟油從濾芯的外部流向內(nèi)部是為了使粗濾的面積增大。為了安全起見，濾清器上有一個旁通閥(參見圖.49)。如果濾芯被堵塞，這時壓力增大，使旁通閥打開，機油繞過濾芯直達中心油腔，可防止發(fā)動機缺油。當發(fā)動機停止工作時，機油泵也停止工作，濾清器中心油腔的壓力下降，止回閥在彈簧的作用下關閉，以維持發(fā)動機內(nèi)有足夠的機油，有利于下次起動。

機油壓力不足的指示燈傳感器

機油高壓不足傳感器裝在機油濾清器座上，機油低壓不足傳感器裝在氣缸蓋主油道的后端。打開點火開關時，位于儀表板上的機油壓力不足指示燈應發(fā)亮。在發(fā)動機起動后，當機油壓力大于30KPa時，該燈熄滅。當發(fā)動機怠速運轉時，機油壓力如小于30KPa，機油壓力不足傳感器中的觸點也會接通，指示燈又將發(fā)亮。在當發(fā)動機轉速超過2150r/min時，機油壓力應在180KPa以上，如果此時還達不到180KPa，那么機油高壓不足傳感器中的觸點斷開，機油壓力不足指示燈發(fā)亮，報警器也同時鳴響。在機油溫度80℃時，正常的機油壓力應該是：800r/min時，機油壓力注30KPa，2000r/min時，機油壓力注200KPa。

六、冷卻系統(tǒng)

發(fā)動機采用閉式強制循環(huán)水冷系統(tǒng)，參見 圖51 。

1.冷卻水泵

水泵結構參見 圖52 (AJR發(fā)動機的水泵與此有差別，其一半殼體鑄在缸體壁上)。水泵葉輪裝在雙連軸承的一端，另一端泵軸軸頭安裝皮帶輪，發(fā)動機通過“V”形皮帶傳動水泵葉輪旋轉。這是一種離心泵，它將動能轉變成冷卻水的壓頭，使之克服冷卻水流道的阻力加速循環(huán)流動。

2.節(jié)溫器

節(jié)溫器安裝在冷卻液循環(huán)的通路中，用來改變冷卻液的流動路線及流量，自動調(diào)節(jié)冷卻系的冷卻強度，使冷卻液溫度保持在最適宜的范圍內(nèi)。發(fā)動機采用蠟式雙閥型節(jié)溫器，參見 圖53 。

長方形的閥座5與下支架3鉚接在一起，緊固在閥座上中心桿6的錐形下端插在橡膠管10內(nèi)。橡膠管與感溫器體11之間的空腔內(nèi)充滿特制的石臘。常溫下石蠟呈固態(tài)，當溫度升高時，逐漸熔化，體積也隨之增大，感溫器體上部套裝在主閥門4上，下端則與副閥門l鉚接在一起。節(jié)溫器安裝在水泵下端，進水口的前部，用來控制水泵的進水。當冷卻液溫度低于85℃時，節(jié)溫器體內(nèi)的石蠟體積膨脹量尚小，故主閥門9受大彈簧4作用緊壓在閥座5上，來自散熱器的水道被關閉，而副閥門l則離開來自發(fā)動機的旁通水道，所以冷卻液便不經(jīng)過散熱器，只在水泵與發(fā)動機水套之間作小循環(huán)流動。因此，冷發(fā)動機開始工作時，冷卻液快速升溫，能很快暖機，在短時間內(nèi)達到發(fā)動機的正常工作溫度。當冷卻液溫度高于85℃時，石蠟體積膨脹，是橡膠管受擠壓變形，但由于中心桿6是固定不動的，于是橡膠管10收縮則對中心桿錐形端部產(chǎn)生一個軸向推力，迫使感溫器體11壓縮大彈簧4，使主閥門9逐漸開啟，副閥門1逐漸關閉，因而來自散熱器的部分冷卻液作大循環(huán)流動。隨著溫度升高，主閥門開大，作大循環(huán)流動的冷卻液增多。當水溫達到105℃時，主閥門全開，開足升程至少7mm，副閥門則完全關閉，全部冷卻液經(jīng)散熱器作大循環(huán)流動。冷卻液小循環(huán)、大循環(huán)圖解參見 圖54 及 圖55 。

3.散熱器

發(fā)動機采用自動補償封閉式散熱器。散熱器結構參見 圖56 。它主要由右水室、散熱器芯、左水室、熱敏開關、進水口、出水口和蒸氣導出口組成。蒸氣導出口用軟管與膨脹水箱連接，進水口用軟管和發(fā)動機出水口連接，出水口用軟管和水泵主進水口連接。散熱器為全鋁裝配式，即散熱片和水管為鋁質(zhì)，采用圓形冷卻管，機械裝配式連接。它的特點是增設了一個膨脹水箱，用軟管連接到散熱器的蒸氣導出口。膨脹箱的作用是減少冷卻液的損失，當冷卻液受熱膨脹后，散熱器內(nèi)多余的冷卻液流入膨脹箱，當然又會有相反的過程。

散熱器蓋安裝在膨脹水箱上，它帶有自動閥門，參見 圖57 。平時嚴密蓋住，冷卻系統(tǒng)與大氣隔斷。當系統(tǒng)溫度上升時，冷卻系統(tǒng)內(nèi)冷卻液的壓力將高于大氣壓力，這樣可以提高冷卻液的沸點，加大冷卻液溫度與外界大氣的差值，提高散熱能力。蒸氣閥的開啟壓力為0.12MPa，此時冷卻液沸點可達135℃，故散熱能力很強。當系統(tǒng)內(nèi)壓力高于上述額定值時，蒸氣閥克服彈簧壓力自動開啟，使一部分蒸氣經(jīng)導出口泄出，以防壓力過高使冷卻系統(tǒng)的零部件損壞，引起泄漏。當冷卻系統(tǒng)內(nèi)的壓力因水蒸氣凝固而低于外界大氣壓一定值時，空氣閥打開，散熱器與大氣相通，避免散熱器水管壓癟。

4.冷卻風扇

冷卻風扇不與水泵同軸。有兩只冷卻風扇，其一由電動機驅動，另一只由第一只風扇帶動(從動風扇)。AJR發(fā)動機上的兩只風扇都有獨立電動機帶動。設置兩只風扇，滿足了散熱器長寬比大及散熱面積大的需要，排風量大，散熱效果好。電動風扇與熱敏開關配合使用，能做到自動控制，不受發(fā)動機轉速的影響。根據(jù)發(fā)動機的溫度，自動控制風扇兩檔轉速，來改變散熱器的空氣流量。電動風扇和從動風扇參見 圖58 和 圖59 。