进气系统

第三节 进气增压控制

一、可变进气系统的概念

可变进气系统是利用发动机工作时进气管道的进气动态效应来提高充效率，以达到在发动机转速范围内增大发动机的扭矩和功率。

讲解：进气动态效应是为惯性效应和波动效应共同作用的结果。

进气波动效应，一般是指利用进气门关闭后，进气管的气体还在继续来回波动的作用来提高充气效率的。

二、奥迪A6进气管控制

图3－58

在发动机转速低于4100r/min时，每个汽缸进气道中的转换阀门总是处于关闭位置，形成路径较长而截面较小的进气管道；当转速大于4100r/min时，进气道中转换阀门开启，构成的路径较短而截面较大的进气管道。

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图3－59

1-进气歧管 2-进气歧管切换阀 3-螺栓（6N·m） 4-真空管道 5-切换阀 6-压簧 7-密封圈 8-真空控制元件 9-螺栓（10N·m） 10-盖板 11-单向阀 12-橡胶圈 13-真空负压管道

三、日产公司进气管控制

图3－60

当发动机在低速中，小负荷工作时，转化阀关闭，进气会通过细长的进气管流入，可以产生强烈的旋流，提高进气流速，由于细长管的动态效应，改善了中低速的扭矩特性；当高速大负荷工作时，转换阀开启，短而粗的进气管道，大大的提高了充气量，，从而获得较大的功率。 四、丰田公司双进气管系统

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图3－61

有4个气门，其中2个进气门各配有一个进气管道，其中一个进气通道中装有进气转换阀，中低速小负荷时，转换阀关闭，高速大负荷时，转换阀开启。 五、丰田皇冠3.0进气增压系统

图3－62

发动机运行中，低速时，VSV不通电，VSV内接通真空，真空驱动器工作操作转换阀关闭，使1、2、3缸和4、5、6缸之间进气歧管分开；当高速（5200r/min以上）工作时，VSV通电，接通大气，使真空驱动器退出工作，从而使转换阀打开，将6个缸之间进气歧管接通。 六、涡轮增压控制

（一）概念

废气涡轮增压是利用发动机排出的具有一定能量的（高压、高温）废气，去推动涡轮增压器中

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的动力涡轮高速运转，再带动与动力涡轮同轴的增压涡轮（工作叶轮）一起转动，增压涡轮再对空气进行压缩，送入气缸。

（二）优点

（1）能提高进气密度，增加充气量，可增加功率40%左右。

（2）能消除大气压力（平原—山区）的不同引起实际充气量的变化对发动机的影响，一般发动机海拔高度升高1000m，功率约下降8%—10%，油耗增加4%—5%。

（3）增压器所消耗的功率是由排出的废气提供，并不消耗发动机输出的有效功率。 （三）增压压力的控制

图3－63

当需要增加进气压力时，排气歧管排出的废气进入涡轮增压器，经动力涡轮排出，随着节气门开度增加和发动机转速的升高，动力涡轮的转速就会加快，与动力涡轮同轴的增压涡轮的转速也同样加快，致使进气压力增大，如果放气阀门打开，通过动力涡轮的废气数量和气压就会减小，动力涡轮转速降低，增压涡轮对进气增压压力就会减小。

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（四）实例

A、 一辆AUDI200 1.8T，怠速基本正常，当加速加不上，转速随油门的加大反而下降，甚至熄火。用1552读取代码，显示空燃比调整超限。这是如果把进气软管从节气门处取下，拔下空气流量计插头，则加速基本良好，这说明故障在进气部分，应检查涡轮增压部分进气管路。

最后发现滤芯已严重变形，将进气口堵住。

B、Audi200 1.8T，只能怠速运转，加不上速，且加速时放炮。 用1552检测未发现异常。 检查空气滤清器，滤芯不脏。

顺着进气道检查，发现中冷器进气端的进气软管膜脱落了，装上后恢复正常。

七、广州本田雅阁轿车可变进气

广州本田雅阁轿车缸盖与配气机构的结构如下图所示。因该车采用单顶置凸轮轴（SOHC）16气阀式配气机构，故其配气机构的凸轮轴摇臂轴支座和气组等部件均布置在缸盖上。缸盖由铝合金制成，用中置火花塞，半球型燃烧室。每个燃烧室分别有进气阀阀座和两排气阀座。凸轮轴由合金钢模煅而成，采用五点支撑并配有八个平衡重。凸轮轴由一同步带驱动，而其两平衡轴则由一同步平衡带驱动。

广州本田雅阁轿车的配气机构还配备有先进的VTEC（Variable Valve Life Timing &Valve

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Electronic Control）。

可变气阀正时及气阀升程电子控制机构。该机构由发动机控制模块ECM控制，在发动机高速时，它可以同时改变进气阀的正时与升程，使发动机在低速时有较高的燃烧效率和较低的燃油消耗，而在高速时则可以充分的发挥其强劲的动力，因而大大地改善了汽车的动力性和使用经济性。如下图3－。

（一）VTEC电磁阀的工作原理

如下图所示，VTEC发动机的凸轮轴除原有控制两气阀的一队凸轮轴外，还增设有一高位凸轮。其气阀摇臂也因此分成三部分，即主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂。三根摇臂轴的内部装有液压控制的同步活塞A和B，液压系统则由ECM根据发动机的转速、负荷、冷却液温度和车速等参数进行控制。如下图3－65。

图3－

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图3－65

1－凸轮轴，2－低转速用凸轮组，3－高转速用凸轮组，4－主摇臂，5－中间摇臂，6－辅助摇臂，7－同步活塞A，8－同步活塞B，9－回位弹簧，10－阻挡弹簧，11排气阀，12－进气阀

下图为广州本田雅阁轿车VTEC的结构式意图。

图3－66

其工作过程如下：

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1、低速状态

如下图所示，发动机在低转速时，主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂是彼此分离动作的。此时，凸轮轴A和B分别驱动主摇臂和辅助摇臂以控制气阀的开闭。由于凸轮轴B的升程很小，因而进气阀只稍微打开。虽然此时中间摇臂已被凸轮轴C驱动，但由于中间要臂与主摇臂辅助摇臂是彼此分离的，故不影响气阀的正常开闭。即在低速状态，VTEC机构不工作，气阀的开闭情况与普通顶置凸轮轴式配气机构相同。

图3－67

2、高速状态

如图所示，当发动机转速达到某一特定转速时，ECM将控制液压系统，由正时活塞推动三摇臂内的同步活塞移动，并使三根摇臂锁成一体，从而一起动作。此时，由于凸轮C较凸轮B高，所以便于它来驱动整个摇臂，并且使气阀开启时间延长，开启的升程增大，从而达到改变气阀正时和气阀升程的目的。

图3－68

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当发动机转速低至设定值时，摇臂中的同步活塞端的油压也将由ECM控制而降低，同步活塞将回位弹簧推回原位，三根摇臂又将彼此分离工作。

VTEC机构摇臂分解图如下所示。

图3－69

3、控制系统

如图所示为VTEC控制系统原理图。发动机转速、负荷和冷却液温度等信号输入发动机控制模块ECM后，经运算处理，ECM将决定对配气机构是否实行VTEC控制。若实行该项控制，ECM则给VTEC电磁阀的电磁绕组提供一电流，使电磁阀在电磁力的作用下被吸起，这样来自油泵的油压便加向同步活塞。

另外，VTEC电磁阀开启后，控制系统还可以通过VTEC压力开关反馈一信号给ECM，以便监控系统工作。（见下图）

图3－70

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4、正时机构的工作原理

可变气阀正时机构在实行单气阀与双气阀之间的切换主要是依据发动机的转速。为顺利实行切换，在主摇臂上设有一正时片。正时机构的工作原理如下：

（1）油压已建立时

1）气阀无上升动作：当正时片进入正时活塞时，切换动作无法进行，气阀无上升动作。

2）气阀上升开始：当正时片推出嵌合位置后，正时活塞开始移动。但由于摇臂之间错位，同步活塞仍无法移动。

3）气阀无上升动作：正时片拉出后，气阀就开始由单向气阀切换为双气阀工作，由于此时摇臂对正，故同步活塞便在油压作用下开始移动。

4）气阀无上升动作：切换动作完成。

（2）系统泄压时

1）气阀无上升动作：当正时片插入正时活塞时，切换动作无法进行。

2）气阀上升开始：当正时片开始上升，因为摇臂之间有负荷，同步活塞无法开始移动。

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3）气阀无上升动作：当正时片重又进入嵌合位置时，摇臂之间的负荷解除，同步活塞被阻挡弹簧推回，气阀开始由双气阀切换为单气阀工作。

4）气阀无上升动作：切换动作完成。

上述工作过程可用流程图示意如下：

图3－71

二、专用工具

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图3－72

三、VTEC电磁阀的故障分析

当仪表板上的发动机故障指示灯(MIL)被点亮时,通过规定方进行故障的读取，若其故障码(DTC)为21,则表明发动机VTEC电磁阀或其电路哟故障.此时可按下述方法进行故障分析。

1、重新设置ECM/PCM(即清除故障码),并再次起动发动机(必要时可进行路试),重新读取故障码。 如果MIL不再闪烁显示故障码21，则说明VTEC系统只是存在间歇性故障。此时应检查VTEC电磁阀与ECM/PCM的连接是否有连接不良的现象。

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2、如果MIL仍闪示故障码21，则： 1）关闭点火开关；

2）拆下VTEC电磁阀插头；

3）检查VTEC电磁阀插头1号端子与车身搭铁之间的电阻。

图3－73

如果被测电阻值不在14-30Ω的范围内，则说明VTEC电磁阀故障，应更换。

3、如果步骤2检测的电阻值为14-30Ω，则检查VTEC电磁阀插头1号端子与ECM/PCM插头端子B1之间的导通情况。

图3－74

如果检测结果为不导通，则说明ECM/PCM的端子B12与VTEC电磁阀插头之间的绿/黄导线有短路故障。

4、如果步骤3的检测结果为导通，则检查VTEC电磁阀插头1号端子与车体搭铁之间的导通情况。如下图：

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图3－75

如果检测结果为不导通，则说明ECM/PCM的端子B12与VTEC电磁阀插头之间的红/黄导线有短路故障。

5、如果步骤4的检查结果为不导通，则： 1）连接VTEC电磁阀插头；

2）拆下10mm直径的螺栓，如图所示装上专用工具低压压力表（07406-0070001）和机油压力表接头（07NAJ-P070100）。

图3－76

3）连接转速表；

4）起动并热起发动机至正常工作温度（冷却风扇转动）。

5）检测发动机转速分别为1000r/min、2000r/min和4000r/min时的机油压力值。（应尽量缩短测量时间不要超过一分钟）因为发动机是在无负荷状态下工作的。如果检测的机油压力均高于49kPa，

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则应检查VTEC电磁阀是否有故障，必要时予以更换。

6、如果步骤5检测的机油压力均低于49kPa，则： 1）关闭点火开关；

2）拆开VTEC电磁阀的电插头；

3）如图所示，将蓄电池的正极与VTEC的红/黄端子相连接；

图3－77

4）起动发动机，检查发动机转速为3000 r/min时的机油压力值。

如果此时的机油压力低于250kpa，则应VTEC电磁阀是否有故障，必要时予以更换。 如果此时的机油压力高于250kpa，则使用确信无故障的ECM/PCM进行更换，并再次检查。如果此时车辆的故障症状和MIL故障的显示均不再出现，则更换原来的ECM/PCM。

四、VTEC电磁阀的检测

1、从缸盖上拆下VTEC电磁阀总成，检测其滤清器是否堵塞。如果堵塞，则应更换机油滤清器和发动机机油，同时必须更换电磁阀的密封垫（一经拆下便应更换）见下图。

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图3－78

2、如果电磁阀滤清器未堵塞，则用手指推动VTEC电磁阀，检查其上下运动情况。

图3－79

3、如果VTEC电磁阀手检正常，则应按上述故障分析中的介绍检查发动机机油压力。 五、VTEC摇臂的检查（未分解时） 1、人工检查

（1）使第一缸处于压缩行程上止点位置。 （2）拆下缸盖罩。

（3）用手按压第一缸的中间摇臂（进气侧），要求其能与主摇臂、辅助摇臂分离而单独运动。（见图）

图3－80

（4）按做功顺序（1-3-4-2）分别使各缸处于压缩行程上止点位置，并依次用上述方法检查每一

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个缸的中间摇臂，结果应同上。

如果中间摇臂不能单独运动，则应将主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂组拆下，并检查中间和主摇臂内的同步活塞A是否能移动自如。

如果某根摇臂需要更换，则必须整组地更换三根摇臂。 2、用专用工具检查

使用专用工具检查时，应注意以下问题：

1）使用专用工具气阀检查组件时，应确认空气压缩机上的气压表示值已超过400kpa。 2）检查前，应先检查气阀间隙。

3）用维修用布遮盖同步带，以防油污溅身。 检查步骤如下： （1） （2）

拆下缸盖罩。

使用专用工具空气堵塞器，（07LAJ-PR30201）堵塞油道减压孔。如下图。

图3－81

（3）

从图示检查孔中拆下密封螺栓。并利用该螺纹孔连接专用工具气阀检测组件

（07LAJ-PR30101）。

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图3－82

（4）

旋松气阀检查组件上的调节阀，按规定气压400kpa(4kgf/cm2)对摇臂内的同步活塞

A、B进行加压。

（5）

加上稳定的压力后，用手推动正时片的端部，使其向上移动2-3mm。此时，正时活

塞将弹出，（图示方向）推动同步活塞A、B接合，使的主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂锁成一体，在此状况，监视同步活塞A、B的结合情况（见图）。

图3－83

说明：同步活塞可以从三根摇臂之间的缝隙中看到。将正时片与正时活塞的第二个槽相嵌合，正时活塞就被锁在图示（剖视图）伸出的位置上。在向上推动正时片时，不要用力过大。

（6）

通过目测检视，确认主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂已由同步活塞机械连接，而且中

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间摇臂用手按压不再于主摇臂和辅助摇臂而单独行动（因三根摇臂已连成一体，相当于发动机的高速状态）（见下图）。

图3－84

（7）

按发动机做功顺序依次使各缸处在压缩行程上止点位置，并对各缸的VTEC摇臂作

以上同样的检查，结果应相同。

如果检查时某缸的中间摇臂于主摇臂和辅助摇臂而单独运动，则整组更换VTEC三根摇臂。 （8）

停止施加空气压力并向上推动正时片，各活塞将在回位弹簧的作用下迅速回位。

图3－85

（9） （10）

拆下专用工具。

检查完毕，确认发动机故障指示灯（MIL）不亮。

八、一汽花冠3ZZ－FE发动机可变进气

智能可变气门正时系统（VTT-I系统） 1、概述

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VTT-I系统用来控制进气凸轮轴在40度角范围内保持最佳的气门正时，以适应发动机状况，从而实现在所有速度范围提高扭矩和燃油经济性，减少废气排放量。VTT-I系统结构图见下图。

图3－86

VVT－I系统结构图曲轴位置传感器曲轴位置传感器空气流量计节气门位置传感器补偿凸轮轴正进机油控制阀水温传感器凸轮轴位置传感器实际的气门正时车速信号

图3－87

2、部件结构 1）VTT-I控制器。

VTT-I控制器由与进气凸轮轴耦合的叶片和从动正时链的壳体组成。在进气凸轮轴上的提前或滞后油路传送机油压力，VTT-I控制器叶片沿圆周方向旋转，连续改变气门正时。VTT-I控制器结构如下图。

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图3－88

当发动机停机时，进气凸轮轴多处在滞后状态，以确保启动性能。液压没有传递至VTT-I控制器紧接着就启动发动机，锁销会锁止VTT-I控制器，以防止产生爆震声。

2）凸轮轴正时机油控制阀

凸轮轴正时机油控制阀根据来自发动机ECU的负荷控制，控制滑阀的位置，从而分配液压控制VTT-I控制器至提前和滞后侧。当发动机停机时，凸轮轴正时机油控制阀多处在滞后位置。凸轮轴正时机油控制阀结构图见下图。

图3－

3）部件控制

根据来自发动机ECU的提前、滞后或保持信号，凸轮轴正时机油控制阀选择至VTT-I控制器的通路。

A、提前

根据来自发动机ECU的提前、滞后或保持信号，凸轮轴正时机油控制阀选择至VTT-I控制器的通路。作用到正时提前叶片室，使凸轮轴向正时提前方向转动。如下图所示：

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图3－90

B、滞后

根据来自发动机ECU的滞后信号，凸轮轴正时机油控制阀处在如下图的位置，总油压作用到正时滞后侧叶片室，使凸轮轴向正时滞后方向转动。

图3－91

C、保持

发动机ECU根据移动计算出预定的正时角，预定正时被设置后，使凸轮轴正时机油控制阀在空档位置，保持气门正时直到移动状况改变。

调整气门正时在预期目标位置，防止发动机机油在不必要时流出。凸轮轴正时机油控制阀位置（保持状态）如下图。

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图3－92

根据发动机转速、进气量、节气门位置和水温，在每个舍去条件下，发动机ECU计算出一个最优气门正时，控制凸轮轴正时机油控制阀。此外，发动机ECU要根据严凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号检测实际的气门正时，从而尽可能地进行反馈控制，以获行预定的气门正时。不同传动条件下的控制图见下图。

图3－93

不同传动条件下的控制表。

气门正工作状况 怠速期/轻负1、2 如图（a） 荷 最短，并减少回流到进气侧的气体 增加进气门和排气门同时打开的时间，燃油经济性更好，中负荷 3 如图（b） 改善内部废气再循环性能，减少吸气损改善排放控制 失 73

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范围 时 对象 将进气门和排气门同时打开的时间变为结果 稳定怠速转速，燃油经济性更好 汽车维修系列教材之电控发动机基础

低速至中速改善低速至中速范范围带重负4 荷 高速范围带5 重负荷 将进气门和排气门同时打开的时间变为稳定快怠速转速。低温 ＿ 如图（e） 最短，防止进气回流到进气侧，导致稀燃油经济性更好 燃烧，并稳定为快怠速 将进气门和排气门同时打开的时间变为启动/停机 ＿ 如图（f） 最短，并将回流到进气侧的气体减到最少 改善启动性能 如图（d） 进气门关闭正时滞后，以改善容积效率。 改善输出 如图（c） 进气门关闭正时提前，以改善容积效率。 围的扭矩

图3－94

智能正时可变进气（VVT-I）电路：

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发动机和CT ECU凸轮轴正时即有控制阀122423OCV+OCV-

图3－95

复习题

1可变进气系统的主要作用是 。

2可变进气系统是 ，以达到在发动机转速范围内 。 3 进气波动效应，一般是指 ，进气管的气体还在继续来回波动的作用来 。 4废气涡轮增压是 ，去推动涡轮增压器中的 高速运转，再带动与动力涡轮同轴的 一起转动，增压涡轮再对空气进行压缩， 。

邯郸旅游 邺城三台遗址 （申保志摘） 景点概况：邺城三台遗址位于邯郸市东南40公里处的临漳县境内，占地面积20平方公里，是全国重点文物保护单位。

邺城是我国魏晋南北朝时期曹魏（陪都）、后赵、冉魏、前燕、东魏、北齐六个王朝的国都。邺北城始筑于齐桓公（前685—前3年）时期，战国时因西门豹治邺而闻名。公元204年（建安九年）曹操占领邺城后，进行了大规模扩建，在这里生活了16年，“挟天子以令诸侯”，使这里实际上成为当时的政治中心。

曹操在这里建有著名的三台：金凤台、铜雀台、冰井台。金凤台建于公元213年，据记载台高八丈，有屋宇185间。现存古台，尚有文昌阁等建筑及历代名碑。铜雀台位于金凤台北侧，原有金碧辉煌的建筑物，当年曹氏父子与“建安七子”登台赋诗，创建了风骨铮铮的“建安文学”。唐代诗人杜牧在“东风不与周郎便，铜雀春深锁二乔”的美好诗句中提到的“铜雀”便是铜雀台。冰井台在铜雀台北侧，明朝末年被洪水冲没。

后东魏、北齐相继修建了邺南城。遗址分南、北两大部分，虽然建筑时间不同，但整体结构严谨、布局合理，对后来各代的建筑产生了深远的影响。

千余年来，因历史变迁，邺城已毁于战乱和洪水，现存三台遗址并有部分清代以来的建筑，历代文人题咏碑刻甚多。

旅游向导：三台遗址周围还有很多遗存。邺北城西面5公里，有讲武城遗址，相传是曹操训练士兵的地方。邺北城南5公里，靳彭城村有一棵罕见的大柏树，枝叶繁茂，三人合抱不拢，相传是曹操赴南校场阅兵时拴马的树。邺城三台东北3公里有个“谷子村”，是春秋时期著名的军事教育家鬼谷子的故里，现有鬼谷子祠。

服务设施：这里没有旅馆，吃住需到县城去。县城内的临漳迎宾馆，三星级，有舞厅、桑拿浴，条件不比市里差。

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