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    2. 進氣管負壓在汽車自動控制中的應用

      2023-04-17 14:05:46 作者:蔡金盛
      在相同的發動機轉速下,節氣門開度越小,進氣歧管負壓越大(進氣歧管壓力越低);在相同的節氣門開度下,發動機轉速越高,進氣歧管負壓越大(進氣歧管壓力越低)。可見,進氣歧管負壓的變化意味著發動機轉速和負荷的變化。利用這一特性,汽車設計者巧妙地利用進氣管的負壓來驅動或控制各種裝置。70年代中期以前,進氣管負壓只用于驅動雨刮器和分電器點火提前裝置。此后,它的應用越來越廣泛,涉及電控系統的許多執行機構。進氣管負壓成為汽車自動控制的動力源,為現代汽車功能的擴展提供了廣闊的空間。

      1.進氣鼓絕對壓力傳感器(MAP)

      典型的進氣歧管絕對壓力傳感器為膜片式雙腔傳感器,由彈性硅膜片、真空室、硅杯、半導體力敏電阻器、底座、電壓導管和電極引線組成。硅膜片為核心測量元件,一側為真空室,另一側引入進氣管負壓。在進氣管的負壓下,硅膜片變形。負壓越大,硅膜片變形越大,改變了擴散在硅膜片上的四個測量電阻的阻值。根據惠斯通電橋的原理,當膜片受壓變形時,四個測量電阻中有兩個電阻的阻值增大,而另外兩個電阻的阻值減小。硅膜片的電阻變化轉化為電壓信號,送入電子控制單元(ECU)作為判斷進氣鼓壓力的依據。

      一些壓電效應進氣壓力傳感器使用橡膠管與進氣歧管連接,并用作進氣管。如果進氣歧管絕對壓力傳感器上的細真空管脫落,發動機動力不足,甚至無法啟動空調,或者啟動空調后出現利率抖動和熄火。

      2.燃料壓力調節器

      電噴發動機燃油壓力調節器的作用是保持燃油壓力與進氣管負壓之間的壓差不變,使噴油量只取決于噴油器針閥開啟的持續時間。

      燃油壓力調節器一般安裝在燃油分配管的末端,是一種隔膜控制的溢流調節器。在調節器的金屬外殼中,有一個由橡膠纖維制成的柔性膜片,將外殼分成兩個腔室:一個是彈簧腔室,膜片上裝有預緊的螺旋彈簧,通過軟管與節氣門后的進氣歧管相通,使供油系統的油壓不僅取決于彈簧的預緊力,還取決于進氣管負壓的變化;另一個是燃料室,用來裝燃料。怠速和輕載時,進氣管負壓比較大。在輸入燃油壓力和進氣管負壓的雙重作用下,彈簧被向上壓縮,膜片被推動,回油閥打開,部分燃油回流到油箱,油路中的油壓下降。發動機大負荷時,進氣管負壓低,彈簧的預緊力僅靠燃油壓力無法克服。當回油閥關閉時,機油壓力再次上升,最終燃油壓力和進氣歧管壓力之間的差值保持不變(圖2-3)。

      隨著汽車控制技術的發展,已經發展到用進氣壓力傳感器代替燃油壓力調節器,用噴油脈寬調節代替燃油壓力調節。

      現代汽車發動機的曲軸箱采用封閉式強制通風,曲軸箱內的第一股氣體被送回進氣管。曲軸箱強制通風系統由PCV止回閥和真空軟管組成。當節氣門部分打開時,進氣歧管的負壓使PCV閥部分打開,吸出泄漏的g。

      PCV閥的檢查方法:恒速運轉發動機

      燃料蒸氣回收裝置用于減少從燃料箱排放到大氣中的HC。從封閉的燃油箱產生的燃油蒸氣被引入碳罐并被活性炭吸附。當發動機不運轉時,燃油蒸氣儲存在碳罐中。發動機冷機或怠速時,電子控制單元(ECU)指令燃油蒸氣回收電磁閥關閉,切斷碳罐到進氣歧管的通道,使燃油蒸氣無法進入進氣管;當發動機在熱車中并且以高于怠速的速度運行時,ECU命令電磁閥打開,從碳罐到進氣歧管的真空通路打開。新鮮空氣從碳罐下方的控制孔進入碳罐,去除吸附在活性炭上的燃油蒸氣,然后與其一起進入進氣管,可以防止燃油蒸氣泄漏污染大氣,節省油耗。當然,燃油蒸氣回收后,混合氣會變濃,導致空燃比暫時變化。然而,氧傳感器可以監測空燃比的這種變化,并且ECU將指示燃料噴射脈沖寬度適當減小,使得供應給發動機的混合物可以保持適當的比例。

      5.廢氣再循環(EGR)系統

      EGR系統的作用是將氣缸排出的部分廢氣引回進氣歧管,與混合氣一起進入燃燒室,降低氣缸的燃燒溫度,從而降低NO的量

      當發動機ECU判斷滿足廢氣再循環系統的工作條件時,EGR電磁閥的接地電路打開,EGR電磁閥打開,使得進氣管和排氣管之間的管路打開。進氣歧管內的負壓作用在EGR閥的膜片上打開閥門,廢氣通過管路、EGR閥和進氣管進入氣缸。廢氣再循環的流量取決于排氣管的壓力、進氣管的負壓和EGR閥的開度。如果EGR閥錐形柱塞被積碳卡在開啟狀態,會造成加速“急沖”、車身顫抖、發動機自熄火等。

      新車采用線性EGR閥,由ECU通過占空比控制,不再依賴進氣歧管負壓進行調節。

      6.自動變速器真空膜片節流控制閥

      一些自動變速器配備了真空調節器來調節節氣門油壓。它與控制閥的高度相同,位于ATF油位下方。真空油壓調節器通過軟管與發動機進氣管連接。

      為了根據發動機負荷和車速更精確地控制換擋時機,4T65E等自動變速器利用發動機進氣管的負壓來操作節氣門控制閥(也稱“真空油壓調節器”)。節氣門被一個隔膜分成兩個腔室:一個腔室與大氣相通,另一個腔室為負壓腔室,通過軟管與發動機的進氣管相連。膜片連接到后波紋管,膜片通過波紋管連接到滑閥。當進氣管負壓發生變化時,波紋管的長度也發生變化,帶動滑閥移動,使進油孔和出油孔打開或關閉,從而產生隨節氣門開度(即發動機負荷)變化的控制油壓。當節氣門開度較小時(即發動機負荷較小時),進氣歧管負壓較大,因為進氣受阻。真空吸力克服彈簧力吸引膜片,帶動滑閥運動,節流控制閥輸出的主油路中的壓力油減少,反之亦然。這有助于防止變速器中的換檔執行器打滑。

      如果真空管壞了,即使在利率或小負荷的情況下,節流閥也會得到大負荷的工作信號,油壓上升,往往會出現換擋沖擊的現象;如果隔膜破裂,tr

      7.制動真空助力器

      真空助力器位于制動總泵和制動踏板之間。真空助力器由真空伺服機構和空氣控制閥組成,由膜片分成真空室和工作室。輸入推桿與br連接

      部分車型的巡航控制系統采用真空執行器,由膜片、真空閥(常閉)、空氣閥(常開)、節氣門拉索、膜片彈簧組成。其中,真空控制開關(圖2-5)用于檢測進氣管的負壓。當壓力低于22.7 kPa或更低時,真空控制開關打開并向電子控制單元發送信號。

      巡航控制系統中真空執行器的動作可分為以下三種情況:

      (1)巡航系統啟動并設定一定速度時,真空閥和空氣閥同時關閉,膜片腔內真空度保持不變,節氣門接頭和節氣門開度處于穩定位置,汽車勻速行駛。

      (2)如果汽車上坡或駕駛員按下油門按鈕,巡航控制單元(ECU)指令真空閥打開,打開進氣管內的真空,使膜片腔內負壓增大,膜片克服彈簧的張力向右移動,拉動油門拉線增大油門開度,汽車加速,氣閥處于關閉位置。

      (3)如果汽車下坡或駕駛員點擊減速鍵,巡航控制單元(ECU)切斷空氣閥電流,打開空氣閥(接通大氣)。由于隔膜室與大氣相通,真空度降低。在節氣門回位彈簧和膜片彈簧的共同作用下,膜片向左移動,減小了節氣門的開度,于是汽車減速,真空閥處于關閉位置。

      9.中控鎖系統的真空執行器

      部分奔馳轎車的中控鎖系統不采用電機執行機構,而是采用雙室膜片控制方式。它以進氣歧管的負壓為動力源,車廂內安裝有真空儲存罐。雙腔隔膜腔用于控制門鎖的動作。一個空腔充滿真空,另一個空腔充滿大氣。通過雙室隔膜室的真空和大氣之間的轉換,可以驅動門鎖開啟器的拉桿雙向移動,控制門鎖的開啟和關閉。

      另外,自動空調系統中有室內循環進氣風門,可變正時系統中有進氣歧管長短行程開關閥的驅動機構。由進氣歧管的負壓驅動。

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