進(jìn)氣管負(fù)壓在汽車(chē)自動(dòng)控制中的應(yīng)用

在相同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越小，進(jìn)氣歧管負(fù)壓越大(進(jìn)氣歧管壓力越低)；在相同的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，進(jìn)氣歧管負(fù)壓越大(進(jìn)氣歧管壓力越低)。可見(jiàn)，進(jìn)氣歧管負(fù)壓的變化意味著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化。利用這一特性，汽車(chē)設(shè)計(jì)者巧妙地利用進(jìn)氣管的負(fù)壓來(lái)驅(qū)動(dòng)或控制各種裝置。70年代中期以前，進(jìn)氣管負(fù)壓只用于驅(qū)動(dòng)雨刮器和分電器點(diǎn)火提前裝置。此后，它的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，涉及電控系統(tǒng)的許多執(zhí)行機(jī)構(gòu)。進(jìn)氣管負(fù)壓成為汽車(chē)自動(dòng)控制的動(dòng)力源，為現(xiàn)代汽車(chē)功能的擴(kuò)展提供了廣闊的空間。

1.進(jìn)氣鼓絕對(duì)壓力傳感器(MAP)

典型的進(jìn)氣歧管絕對(duì)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(cè)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(gè)測(cè)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(shí)，四個(gè)測(cè)量電阻中有兩個(gè)電阻的阻值增大，而另外兩個(gè)電阻的阻值減小。硅膜片的電阻變化轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，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(duì)壓力傳感器上的細(xì)真空管脫落，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足，甚至無(wú)法啟動(dòng)空調(diào)，或者啟動(dòng)空調(diào)后出現(xiàn)利率抖動(dòng)和熄火。

2.燃料壓力調(diào)節(jié)器

電噴發(fā)動(dòng)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(kāi)啟的持續(xù)時(shí)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(gè)由橡膠纖維制成的柔性膜片，將外殼分成兩個(gè)腔室：一個(gè)是彈簧腔室，膜片上裝有預(yù)緊的螺旋彈簧，通過(guò)軟管與節(jié)氣門(mén)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(gè)是燃料室，用來(lái)裝燃料。怠速和輕載時(shí)，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(dòng)，回油閥打開(kāi)，部分燃油回流到油箱，油路中的油壓下降。發(fā)動(dòng)機(jī)大負(fù)荷時(shí)，進(jìn)氣管負(fù)壓低，彈簧的預(yù)緊力僅靠燃油壓力無(wú)法克服。當(dāng)回油閥關(guān)閉時(shí)，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(chē)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(chē)發(fā)動(dòng)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(mén)部分打開(kāi)時(shí)，進(jìn)氣歧管的負(fù)壓使PCV閥部分打開(kāi)，吸出泄漏的g。

PCV閥的檢查方法：恒速運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)

燃料蒸氣回收裝置用于減少?gòu)娜剂舷渑欧诺酱髿庵械腍C。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(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，燃油蒸氣儲(chǔ)存在碳罐中。發(fā)動(dòng)機(jī)冷機(jī)或怠速時(shí)，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(wú)法進(jìn)入進(jìn)氣管；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在熱車(chē)中并且以高于怠速的速度運(yùn)行時(shí)，ECU命令電磁閥打開(kāi)，從碳罐到進(jìn)氣歧管的真空通路打開(kāi)。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(huì)變濃，導(dǎo)致空燃比暫時(shí)變化。然而，氧傳感器可以監(jiān)測(cè)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(dòng)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(dòng)機(jī)ECU判斷滿足廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的工作條件時(shí)，EGR電磁閥的接地電路打開(kāi)，EGR電磁閥打開(kāi)，使得進(jìn)氣管和排氣管之間的管路打開(kāi)。進(jìn)氣歧管內(nèi)的負(fù)壓作用在EGR閥的膜片上打開(kāi)閥門(mén)，廢氣通過(guò)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(kāi)度。如果EGR閥錐形柱塞被積碳卡在開(kāi)啟狀態(tài)，會(huì)造成加速“急沖”、車(chē)身顫抖、發(fā)動(dòng)機(jī)自熄火等。

新車(chē)采用線性EGR閥，由ECU通過(guò)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(dòng)變速器真空膜片節(jié)流控制閥

一些自動(dòng)變速器配備了真空調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)節(jié)氣門(mén)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(guò)軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管連接。

為了根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和車(chē)速更精確地控制換擋時(shí)機(jī)，4T65E等自動(dòng)變速器利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管的負(fù)壓來(lái)操作節(jié)氣門(mén)控制閥(也稱“真空油壓調(diào)節(jié)器”)。節(jié)氣門(mén)被一個(gè)隔膜分成兩個(gè)腔室：一個(gè)腔室與大氣相通，另一個(gè)腔室為負(fù)壓腔室，通過(guò)軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管相連。膜片連接到后波紋管，膜片通過(guò)波紋管連接到滑閥。當(dāng)進(jìn)氣管負(fù)壓發(fā)生變化時(shí)，波紋管的長(zhǎng)度也發(fā)生變化，帶動(dòng)滑閥移動(dòng)，使進(jìn)油孔和出油孔打開(kāi)或關(guān)閉，從而產(chǎn)生隨節(jié)氣門(mén)開(kāi)度(即發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷)變化的控制油壓。當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度較小時(shí)(即發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷較小時(shí))，進(jìn)氣歧管負(fù)壓較大，因?yàn)檫M(jìn)氣受阻。真空吸力克服彈簧力吸引膜片，帶動(dòng)滑閥運(yùn)動(dòng)，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(huì)得到大負(fù)荷的工作信號(hào)，油壓上升，往往會(huì)出現(xiàn)換擋沖擊的現(xiàn)象；如果隔膜破裂，tr

7.制動(dòng)真空助力器

真空助力器位于制動(dòng)總泵和制動(dòng)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(chē)型的巡航控制系統(tǒng)采用真空?qǐng)?zhí)行器，由膜片、真空閥(常閉)、空氣閥(常開(kāi))、節(jié)氣門(mén)拉索、膜片彈簧組成。其中，真空控制開(kāi)關(guān)(圖2-5)用于檢測(cè)進(jìn)氣管的負(fù)壓。當(dāng)壓力低于22.7 kPa或更低時(shí)，真空控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)并向電子控制單元發(fā)送信號(hào)。

巡航控制系統(tǒng)中真空?qǐng)?zhí)行器的動(dòng)作可分為以下三種情況：

(1)巡航系統(tǒng)啟動(dòng)并設(shè)定一定速度時(shí)，真空閥和空氣閥同時(shí)關(guān)閉，膜片腔內(nèi)真空度保持不變，節(jié)氣門(mén)接頭和節(jié)氣門(mén)開(kāi)度處于穩(wěn)定位置，汽車(chē)勻速行駛。

(2)如果汽車(chē)上坡或駕駛員按下油門(mén)按鈕，巡航控制單元(ECU)指令真空閥打開(kāi)，打開(kāi)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(dòng)，拉動(dòng)油門(mén)拉線增大油門(mén)開(kāi)度，汽車(chē)加速，氣閥處于關(guān)閉位置。

(3)如果汽車(chē)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(kāi)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(mén)回位彈簧和膜片彈簧的共同作用下，膜片向左移動(dòng)，減小了節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，于是汽車(chē)減速，真空閥處于關(guān)閉位置。

9.中控鎖系統(tǒng)的真空?qǐng)?zhí)行器

部分奔馳轎車(chē)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(dòng)力源，車(chē)廂內(nèi)安裝有真空儲(chǔ)存罐。雙腔隔膜腔用于控制門(mén)鎖的動(dòng)作。一個(gè)空腔充滿真空，另一個(gè)空腔充滿大氣。通過(guò)雙室隔膜室的真空和大氣之間的轉(zhuǎn)換，可以驅(qū)動(dòng)門(mén)鎖開(kāi)啟器的拉桿雙向移動(dòng)，控制門(mén)鎖的開(kāi)啟和關(guān)閉。

另外，自動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)中有室內(nèi)循環(huán)進(jìn)氣風(fēng)門(mén)，可變正時(shí)系統(tǒng)中有進(jìn)氣歧管長(zhǎng)短行程開(kāi)關(guān)閥的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。由進(jìn)氣歧管的負(fù)壓驅(qū)動(dòng)。