進(jìn)氣管負(fù)壓在汽車自動控制中的應(yīng)用
1.進(jìn)氣鼓絕對壓力傳感器(MAP)
典型的進(jìn)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(dǎo)體力敏電阻器、底座、電壓導(dǎo)管和電極引線組成。硅膜片為核心測量元件,一側(cè)為真空室,另一側(cè)引入進(jìn)氣管負(fù)壓。在進(jìn)氣管的負(fù)壓下,硅膜片變形。負(fù)壓越大,硅膜片變形越大,改變了擴(kuò)散在硅膜片上的四個測量電阻的阻值。根據(jù)惠斯通電橋的原理,當(dāng)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(zhuǎn)化為電壓信號,送入電子控制單元(ECU)作為判斷進(jìn)氣鼓壓力的依據(jù)。
一些壓電效應(yīng)進(jìn)氣壓力傳感器使用橡膠管與進(jìn)氣歧管連接,并用作進(jìn)氣管。如果進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器上的細(xì)真空管脫落,發(fā)動機(jī)動力不足,甚至無法啟動空調(diào),或者啟動空調(diào)后出現(xiàn)利率抖動和熄火。
2.燃料壓力調(diào)節(jié)器
電噴發(fā)動機(jī)燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是保持燃油壓力與進(jìn)氣管負(fù)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(xù)時間。
燃油壓力調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)器。在調(diào)節(jié)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(yù)緊的螺旋彈簧,通過軟管與節(jié)氣門后的進(jìn)氣歧管相通,使供油系統(tǒng)的油壓不僅取決于彈簧的預(yù)緊力,還取決于進(jìn)氣管負(fù)壓的變化;另一個是燃料室,用來裝燃料。怠速和輕載時,進(jìn)氣管負(fù)壓比較大。在輸入燃油壓力和進(jìn)氣管負(fù)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(fā)動機(jī)大負(fù)荷時,進(jìn)氣管負(fù)壓低,彈簧的預(yù)緊力僅靠燃油壓力無法克服。當(dāng)回油閥關(guān)閉時,機(jī)油壓力再次上升,最終燃油壓力和進(jìn)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(shù)的發(fā)展,已經(jīng)發(fā)展到用進(jìn)氣壓力傳感器代替燃油壓力調(diào)節(jié)器,用噴油脈寬調(diào)節(jié)代替燃油壓力調(diào)節(jié)。
現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)的曲軸箱采用封閉式強(qiáng)制通風(fēng),曲軸箱內(nèi)的第一股氣體被送回進(jìn)氣管。曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)由PCV止回閥和真空軟管組成。當(dāng)節(jié)氣門部分打開時,進(jìn)氣歧管的負(fù)壓使PCV閥部分打開,吸出泄漏的g。
PCV閥的檢查方法:恒速運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)
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(chǎn)生的燃油蒸氣被引入碳罐并被活性炭吸附。當(dāng)發(fā)動機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時,燃油蒸氣儲存在碳罐中。發(fā)動機(jī)冷機(jī)或怠速時,電子控制單元(ECU)指令燃油蒸氣回收電磁閥關(guān)閉,切斷碳罐到進(jìn)氣歧管的通道,使燃油蒸氣無法進(jìn)入進(jìn)氣管;當(dāng)發(fā)動機(jī)在熱車中并且以高于怠速的速度運(yùn)行時,ECU命令電磁閥打開,從碳罐到進(jìn)氣歧管的真空通路打開。新鮮空氣從碳罐下方的控制孔進(jìn)入碳罐,去除吸附在活性炭上的燃油蒸氣,然后與其一起進(jìn)入進(jìn)氣管,可以防止燃油蒸氣泄漏污染大氣,節(jié)省油耗。當(dāng)然,燃油蒸氣回收后,混合氣會變濃,導(dǎo)致空燃比暫時變化。然而,氧傳感器可以監(jiān)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(dāng)減小,使得供應(yīng)給發(fā)動機(jī)的混合物可以保持適當(dāng)?shù)谋壤?p>5.廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)
EGR系統(tǒng)的作用是將氣缸排出的部分廢氣引回進(jìn)氣歧管,與混合氣一起進(jìn)入燃燒室,降低氣缸的燃燒溫度,從而降低NO的量
當(dāng)發(fā)動機(jī)ECU判斷滿足廢氣再循環(huán)系統(tǒng)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(jìn)氣管和排氣管之間的管路打開。進(jìn)氣歧管內(nèi)的負(fù)壓作用在EGR閥的膜片上打開閥門,廢氣通過管路、EGR閥和進(jìn)氣管進(jìn)入氣缸。廢氣再循環(huán)的流量取決于排氣管的壓力、進(jìn)氣管的負(fù)壓和EGR閥的開度。如果EGR閥錐形柱塞被積碳卡在開啟狀態(tài),會造成加速“急沖”、車身顫抖、發(fā)動機(jī)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(jìn)氣歧管負(fù)壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
6.自動變速器真空膜片節(jié)流控制閥
一些自動變速器配備了真空調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)節(jié)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(diào)節(jié)器通過軟管與發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管連接。
為了根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷和車速更精確地控制換擋時機(jī),4T65E等自動變速器利用發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管的負(fù)壓來操作節(jié)氣門控制閥(也稱“真空油壓調(diào)節(jié)器”)。節(jié)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(fù)壓腔室,通過軟管與發(fā)動機(jī)的進(jìn)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(dāng)進(jìn)氣管負(fù)壓發(fā)生變化時,波紋管的長度也發(fā)生變化,帶動滑閥移動,使進(jìn)油孔和出油孔打開或關(guān)閉,從而產(chǎn)生隨節(jié)氣門開度(即發(fā)動機(jī)負(fù)荷)變化的控制油壓。當(dāng)節(jié)氣門開度較小時(即發(fā)動機(jī)負(fù)荷較小時),進(jìn)氣歧管負(fù)壓較大,因為進(jìn)氣受阻。真空吸力克服彈簧力吸引膜片,帶動滑閥運(yùn)動,節(jié)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(zhí)行器打滑。
如果真空管壞了,即使在利率或小負(fù)荷的情況下,節(jié)流閥也會得到大負(fù)荷的工作信號,油壓上升,往往會出現(xiàn)換擋沖擊的現(xiàn)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(jī)構(gòu)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(tǒng)采用真空執(zhí)行器,由膜片、真空閥(常閉)、空氣閥(常開)、節(jié)氣門拉索、膜片彈簧組成。其中,真空控制開關(guān)(圖2-5)用于檢測進(jìn)氣管的負(fù)壓。當(dāng)壓力低于22.7 kPa或更低時,真空控制開關(guān)打開并向電子控制單元發(fā)送信號。
巡航控制系統(tǒng)中真空執(zhí)行器的動作可分為以下三種情況:
(1)巡航系統(tǒng)啟動并設(shè)定一定速度時,真空閥和空氣閥同時關(guān)閉,膜片腔內(nèi)真空度保持不變,節(jié)氣門接頭和節(jié)氣門開度處于穩(wěn)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(jìn)氣管內(nèi)的真空,使膜片腔內(nèi)負(fù)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(guān)閉位置。
(3)如果汽車下坡或駕駛員點(diǎn)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(jié)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(jié)氣門的開度,于是汽車減速,真空閥處于關(guān)閉位置。
9.中控鎖系統(tǒng)的真空執(zhí)行器
部分奔馳轎車的中控鎖系統(tǒng)不采用電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu),而是采用雙室膜片控制方式。它以進(jìn)氣歧管的負(fù)壓為動力源,車廂內(nèi)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(zhuǎn)換,可以驅(qū)動門鎖開啟器的拉桿雙向移動,控制門鎖的開啟和關(guān)閉。
另外,自動空調(diào)系統(tǒng)中有室內(nèi)循環(huán)進(jìn)氣風(fēng)門,可變正時系統(tǒng)中有進(jìn)氣歧管長短行程開關(guān)閥的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。由進(jìn)氣歧管的負(fù)壓驅(qū)動。
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