第三節 汽車的基本構造

021 什么是電控燃油噴射系統？

（一）電控燃油噴射系統的部件組成和各部件的作用

電控燃油噴射系統包括下列三個子系統：燃油供應系統、進氣系統和電子控制系統。燃油供應系統由汽油箱、輸油泵、汽油濾清器、壓力調節器、脈動衰減器、噴油器以及輸油管、回油管等組成。

進氣系統包括空氣濾清器、節氣門、空氣流量計、進氣室、怠速控制閥以及進氣控制閥組成。

燃油供應系統和進氣系統的作用是根據節氣門的位置（發動機負荷）和發動機轉速，由ECM/ECU確定的噴油量和進氣量混合成可燃混合氣，進入氣缸以供燃燒做功。

電子控制系統由若干只檢測發動機各種狀況的傳感器、一只按傳感器信號確定噴油量的ECU以及按ECU指令工作的噴油器組成。它的主要作用是根據發動機不同工況，決定最佳的噴油正時和噴油持續時間。

（二）電控燃油噴射系統的類型

電控燃油噴射系統可以按以下四大類來分類。

按噴油嘴安裝位置分：單點噴射式（安裝在節氣門體上集中噴油）；多點噴射式（安裝在各缸的進氣歧管上，分別噴油）。

按噴油時刻分：連續噴射式，噴油嘴在發動機運轉期間連續不斷地噴油，噴油量取決于機械（或機電）式燃油分配器；間隙噴射式，由ECU控制噴油嘴的噴油量在發動機運轉期間間隙地噴油，其中還有各缸獨立噴射、所有缸同時噴射和分組噴射三種。

按空氣流量分類：質量—流量式，直接測量空氣質量流量并由此算出噴油量（K、KE、L、LH型）；速度密度式，根據進氣管壓力和發動機轉速，推算出吸入的空氣量和噴油量（D型）；節流速度型，根據節氣門開度和發動機轉速，推算出吸入的空氣量和噴油量。

按有無反饋信號分類：開環控制；閉環控制。

（三）燃油供給系統的簡要工作過程

燃油被電動汽油泵從油箱中吸出并加壓，經過燃油濾清器濾清后送到噴油器，系統壓力由燃油壓調節器加以調節，多余的燃油經回油管流回油箱。

油箱，因車型和油箱安裝位置的不同，油箱設計成不同的形狀。但為了降低汽油的振蕩，在油箱底部通常都制有隔板。在某些車輛的油箱中還設立一個小油池，并將汽油泵置于小油池中，這樣可在油箱內汽油不足時，防止由于汽車轉彎或傾斜而引起油泵周圍汽油的流動，使油泵吸入空氣而產生氣阻。

電動汽油泵，根據安裝位置的不同，可將汽油泵分為油箱內裝式和油箱外裝式兩類。現在普遍使用油箱內裝式電動汽油泵。

022 什么是防抱死制動系統？

（一）防抱死制動系統的組成

防抱死制動系統ABS全稱是Anti-lock Braking System，即ABS（圖022-1），可安裝在任何帶液壓剎車的汽車上。它是利用閥體內的一個橡膠氣囊，在踩下剎車時，給予剎車油壓力，充斥到ABS的閥體中，此時氣囊利用中間的空氣隔層將壓力返回，使車輪避過鎖死點。

ABS（Anti-lock Braking System）防抱死制動系統，通過安裝在車輪上的傳感器發出車輪將被抱死的信號，控制器指令調節器降低該車輪制動缸的油壓，減小制動力矩，經一定時間后，再恢復原有的油壓，不斷地這樣循環（每秒可達5～10次），始終使車輪處于轉動狀態而又有最大的制動力矩。

沒有安裝ABS的汽車，在行駛中如果用力踩下制動踏板，車輪轉速會急速降低，當制動力超過車輪與地面的摩擦力時，車輪就會被抱死，完全抱死的車輪會使輪胎與地面的摩擦力下降，如果前輪被抱死，駕駛員就無法控制車輛的行駛方向，如果后輪被抱死，就極容易出現側滑現象。

帶有ABS的汽車制動系統由基本制動系統和制動力調節系統兩部分組成，前者是由制動主缸、制動輪缸和制動管路等構成的普通制動系統，用來實現汽車的常規制動，而后者是由傳感器、控制器、執行器等組成的壓力調節控制系統，在制動過程中用來確保車輪始終不抱死，車輪滑動率處于合理范圍內。

ABS不僅能縮短制動距離、有效避免各種因制動引起的事故，還可減少輪胎磨損，提高輪胎的使用壽命。

在遇到緊急情況時，制動踏板一定要踩到底，才能激活ABS系統，這時制動踏板會有一些抖動，有時還會有一些聲音，但也不能松開，這表明ABS系統開始起作用了。

（二）ABS對車輪滑動率進行控制的原理

ABS系統控制車輪滑移率的執行機構是系統壓力調節裝置，ECU（行車電腦）根據車輪速度傳感器發出的信號，由計算機判斷確定車輪的運動狀態，向驅動壓力調節裝置的電磁閥線圈發出指令，通過電磁閥的動作來實現對制動分泵的保壓、減壓和增壓控制。壓力調節裝置的電磁閥以很高的頻率工作，以確保在短時間內有效地對車輪滑動率實施控制。

（三）ABS的工作過程

當制動系統未制動時，各電磁閥均處于斷電狀態，此時在主電磁閥的控制下，儲液罐與內部儲液室導通，而內部儲液室與液壓助力室聯系截斷。同時，由于滑閥的控制作用將供能裝置（油泵）與液壓助力室隔斷，并將液壓助力室與儲液罐導通。

在ABS制動減壓過程中，進、出液電磁閥均通電，使進液閥截止、出液閥導通，前者使主缸以及液壓助力室與輪缸隔斷，而后者使輪缸與儲液罐導通，從而實現制動減壓。

在ABS制動保壓過程中，進液電磁閥通電，使進液閥截止，出液電磁閥斷電，使出液閥截止，實現保壓。

在ABS制動增壓的過程中，進、出液電磁閥均斷電，讓進液閥導通，出液閥截止，同時主電磁閥也通電，使儲液罐與內部儲液室處于隔斷狀態，而將液壓助力室與內部儲液室導通，引起內部儲液室壓力升高，高壓液體經過主缸流回輪缸。

023 什么是安全氣囊系統？

（一）安全氣囊的功用

安全氣囊系統（SRS）主要包括座椅安全帶及其收緊機構和安全氣囊兩部分。安全帶是汽車上最有效的被動安全保護裝置，安全氣囊則是安全帶的輔助裝置。在汽車發生碰撞時只有兩部分同時起作用，才能有效保護乘員不受傷害。

汽車與汽車或汽車與障礙物之間的直接碰撞稱為一次碰撞。一次碰撞后，車速將急劇下降。在慣性力的作用下，駕駛員和乘員會繼續向前運動，并與車內構件發生碰撞，這種碰撞稱為二次碰撞。

安全氣囊設計旨在一次碰撞和二次碰撞之間的短暫時間（約120ms）內，在駕駛員、乘員和車內構件之間迅速形成一個氣墊，使駕駛員、乘員的頭部與胸部壓在充滿氣體的氣囊上，利用氣囊本身的阻力作用和氣囊背面排氣孔的排氣節流作用來吸收人體慣性力產生的動能，達到保護人體的目的。

安全氣囊系統按氣囊的數目可分為單氣囊、雙氣囊和多氣囊系統；按氣囊的功用可分為正面氣囊和側面氣囊等。

（二）SRS系統的組成

SRS系統主要由碰撞傳感器、氣囊計算機（SRS/ECU）、氣囊組件、電器連接件等組成，如圖023-1所示。

1.傳感器。

在SRS系統中，通常設有2～4只碰撞傳感器，分別安裝在車身前部和中部，也有的車型安裝在氣囊計算機內。其作用是檢測車輛發生碰撞時的減速度或慣性力，并將信號送至氣囊計算機。碰撞傳感器或氣囊計算機的外殼上都有朝前的安裝標記，不可裝錯。

碰撞傳感器按結構的不同可分為滾球式、卷簧式、水銀開關式、電阻應變式和壓電效應式幾種。按其功能的不同又可分為碰撞烈度傳感器和安全防護傳感器。

碰撞烈度傳感器簡稱碰撞傳感器，主要負責檢測碰撞的激烈程度，氣囊計算機據此信號判斷是否發生了碰撞，以及是否需要引爆氣囊。

安全防護傳感器是SRS系統必不可少的部件之一，通常安裝在氣囊計算機內，其作用是防止碰撞傳感器短路而造成氣囊誤爆。氣囊計算機根據安全傳感器的信號判斷是否發生了碰撞。通常安全傳感器接通電路所需的減速度值比碰撞傳感器要小一些。當安全傳感器電路接通時，電源才能提供到氣囊點火器。也就是說，只有安全傳感器與任意1只碰撞傳感器同時導通時，氣囊才會引爆。

2.安全氣囊電腦（SRS/ECU）。

SRS/ECU是安全氣囊系統的控制中樞，主要由電壓保護和調節電路、備用電源電路、引爆控制電路、安全傳感器電路和報警自診電路組成。SRS/ECU根據碰撞傳感器和安全傳感器發出的信號，經邏輯判斷后，確定是否發生了碰撞。當判定發生了碰撞且達到一定程度時，立即輸出點火指令，引爆氣囊。此外SRS/ECU還具有監控、保護、報警和自診功能。

報警自診電路在點火開關打開后即進入系統自檢狀態，若系統正常，則儀表板上的SRS警告燈閃亮6s后自動熄滅，進入預備工作狀態；若系統存在故障，則SRS警告燈會常亮，以提醒駕駛員立即維修。

3.氣囊組件。

氣囊組件是一個不可分解、一次性使用的總成，主要包括氣囊、點火器、氣體發生器等組件。駕駛員側的氣囊組件通過螺栓固定在轉向盤中央的底板上，可隨轉向盤一同轉動。前排乘員氣囊組件則安裝在其座椅正前方的儀表臺上。

（三）SRS系統的工作原理

當汽車發生前方規定角度范圍內的高速碰撞時，SRS/ECU根據碰撞傳感器和安全傳感器的信號，經過邏輯判斷后，立即向SRS氣囊組件內的點火器發出點火指令，通過電熱絲點燃引爆劑，迅速產生大量熱能，使充氣劑受熱分解釋放大量氮氣充入氣囊，其動作過程如下。

碰撞約10ms后，氣囊系統達到引爆極限，氣囊引爆，但此時駕駛員尚未動作。

碰撞約40ms后，氣囊完全充滿，駕駛員向前移動，安全帶起作用，吸收大部分動能。

碰撞約60ms后，駕駛員頭部和胸部壓向氣囊，氣囊在氣體壓力和人體壓力下排氣，利用排氣孔的節流作用進一步吸收人體與氣囊之間彈性碰撞產生的動能。

碰撞約110ms后，大部分氣體已從氣囊中逸出，駕駛員身體上部回到座椅靠背上。

碰撞約120ms后，碰撞危害解除，車速降低至零。

（四）SRS系統的有效范圍

SRS系統并非在所有碰撞情況下都起作用。對于正面SRS系統，在汽車正前方±30°范圍內發生碰撞且縱向減速度達到設定值時才會引爆。在下列任一條件下，氣囊不會引爆。

汽車正面碰撞超過正前方±30°范圍時。

汽車遭受橫向碰撞時，主副氣囊不會引爆，但側氣囊如果達到引爆條件可以引爆。

汽車遭受后方碰撞時。

汽車繞縱向軸線側翻時。

縱向減速度未達到設定值時。

汽車正常行駛、正常制動或在不平的路面上行駛時。

SRS系統發生故障而報警時。

024 什么是汽車空調系統？

汽車空氣調節系統（AIR CONTROL SYSTEM）是用來控制車內的溫度、濕度以及清潔度，通常由暖風裝置、冷氣裝置、通風裝置和控制裝置組成。

（一）暖風裝置

汽車用暖風裝置使用的熱源有三種：第一種是用發動機冷卻液產生的高溫能量；第二種是用流經發動機機體的熱風；第三種是用獨立的燃燒器燃燒產生的熱能。

目前小型汽車的暖風裝置所用的熱源大多來自發動機的冷卻液，稱為余熱水暖式暖風裝置。主要由暖風水閥、暖風散熱器、鼓風機、風道系統和操縱機構組成。如圖024-1所示。

（二）冷氣裝置

液體蒸發變成氣體時，會從周圍環境吸收熱量而產生制冷效應。空調系統的冷氣裝置正是利用制冷劑在低壓下吸取熱量而汽化，使被冷卻對象降溫，然后在高溫狀態下把熱量傳給周圍介質而冷凝成液體，如此周而復始地通過狀態的變化而達到熱量的交換，實現制冷。

現在車用空調系統的制冷方式很多，有蒸氣壓縮式、吸收式、空氣壓縮式等。汽車的制冷方式主要采用蒸氣壓縮式。

（三）通風裝置

汽車空調的通風裝置有自然通風和強制通風兩種。通常乘用車用的冷、暖空調系統共用通風裝置。通風裝置由風箱及風門擋板組成，如圖024-2所示。

（四）控制裝置

為了保證空調系統能協調一致地工作，避免自身的損壞并與整車性能匹配，必須裝備一些必要的開關與安全保護組件。基本電氣控制組件包括空調系統A/C電源開關、電磁離合器、鼓風機轉速開關及變阻器、各種溫度開關、高低壓力開關、速度控制開關、各種繼電器及冷卻風扇工作開關等，用于控制空調壓縮機、鼓風機、風門、冷卻風扇等的工作。當蒸發器溫度低于1℃～3℃、環境溫度低于2℃～5℃，或系統高壓高于2.8MPa～3.2MPa、低壓壓力低于0.16MPa～0.25MPa時，控制裝置使壓縮機停止工作。

（五）空調系統的控制電路與控制原理

1.普通空調系統的控制電路與控制原理。

（1）壓縮機電磁離合器控制。電磁離合器是由空調開關A/C，各種壓力保護開關、各種溫度控制開關、鼓風機風扇開關、過熱保護開關等串聯控制的。只要滿足工作條件，這些開關將接通電磁離合器繼電器線圈接地電路，于是電磁離合器繼電器觸點閉合，電磁離合器工作。

（2）鼓風機轉速控制。可分為有級轉速控制和無級轉速控制兩種。有級轉速控制的鼓風機電路用一個電阻器即可控制電動機的運轉速度，無級轉速控制鼓風機電路采用改變晶體管基極電流的方式控制鼓風機的運轉速度。

（3）發動機控制。發動機怠速工作時打開空調，會加大發動機的負荷，引起怠速的降低，這就需要通過怠速控制閥提高怠速轉速，以保持怠速的穩定。當發動機急加速、大負荷或自動變速器換擋時，也需要自動切斷壓縮機的工作，以保證有足夠的動力或減輕換擋沖擊。當發動機冷卻液溫度過高（通常為120℃）時，需要停止壓縮機的工作，以保護發動機。

2.自動空調系統控制功能。

（1）性能控制。按照乘員的需要實現車內溫度、風量、運轉方式、換氣量等的自動控制。

（2）節能控制。主要有壓縮機運轉速度及運轉時刻控制；壓縮機排氣量控制；隨溫度的變化進行內、外換氣的自動切換，自動轉入經濟運行；根據發動機轉速、冷卻液溫度變化、汽車的有關性能變化等自動切斷壓縮機電磁離合器電源等。

（3）安全報警。制冷劑不足、壓力過高或過低、溫度過高或過低、電磁離合器打滑等的報警。

（4）故障診斷存儲。自動空調系統具有自診斷功能。若空調控制系統發生故障，電腦將故障部位用代碼的形式存儲起來，在修理時可以通過空調控制面板或解碼器讀出故障碼，以幫助維修人員排除故障。

（5）顯示功能。能顯示環境溫度、設定溫度、控制溫度、控制方式、運轉方式等。

025 什么是隨車自診系統？

（一）隨車自診系統

1.OBD-I。

1994年以前，各汽車制造商在其生產的裝有各種電子控制系統的車輛上通常都裝有隨車自診斷系統（On Board Di-agnostic，縮寫為OBD）。其診斷插座、故障碼的位數和含義、讀取方法、故障診斷的內容等因車輛制造商和車種的不同有較大差別。這就給汽車維修帶來了許多不便，即使選用綜合型解碼器，也要配備多種接口電纜、適配器和測試卡。因此將具有上述特征的自診斷系統稱為OBD-I診斷系統。

2.OBD-Ⅱ。

美國汽車工程學會（SAE）于1994年提出了汽車微機控制系統的OBD-II診斷標準。該標準已被國際環保機構（EPA）及美國加州資源協會（CABB）認證許可，并為美國、日本、歐洲等主要汽車制造商采用。

OBD-Ⅱ將故障診斷插座的形式、故障碼的位數和含義、讀取方法等均作了統一，并加強了數據流的檢測功能。目前幾乎全部車輛都采用OBD-Ⅱ。

依據OBD-Ⅱ標準設計的汽車微機控制系統在下述各方面是一致的。

（1）采用同一規格的診斷插座，OBD-Ⅱ診斷插座統一為16孔。

（2）采用統一的故障碼。

①故障碼的組成。SAE規定的OBD-Ⅱ故障碼有5位組成。第1位是英文字母，第2到第5位是數字，如P1352。每一個故障碼均有不同的含義。

②故障碼的含義：

第一，故障碼第1位代表測試系統。OBD-Ⅱ故障碼第1位的意義見表025-1。

第二，故障碼的第2位代表故障碼的定義者。0為SAE統一制定的故障碼，1～9為各汽車制造商自行定義的故障碼。

第三，故障碼第3位代表SAE定義的故障范圍。OBD-Ⅱ故障碼第3位的意義見表025-2。

第四，故障碼第4、5位為各汽車制造商原廠故障碼。

③SAE故障碼的特點。OBD-Ⅱ故障碼P0000～P0999為SAE統一規定。具有分類細、定義準確、覆蓋面寬的特點。

（3）采用統一的診斷模式。

（4）可由解碼器直接讀出和清除故障碼。

（二）故障的判定方法

電子控制系統工作時，正常的輸入、輸出信號是在規定范圍內變化的。當某一電路出現異常或輸入了電腦不能識別的信號時，電腦就判定這一電路發生故障。判定方法通常有時域判定法、值域判定法、邏輯判定法和功能判定法四種。

（三）故障碼的讀取

按照是否使用專用儀器可以將故障碼的讀取方法分為兩種：一種是人工讀取；另一種是儀器讀取。人工讀取方法主要適用于OBD-I系統，而儀器讀取方法既可適用于OBD-I系統，也可適用于OBD-Ⅱ系統。隨著解碼器的普及，儀器讀取方法已逐漸取代人工讀取方法而成為主流。

（四）故障碼的清除

故障碼的清除方法有三種：人工清除、儀器清除和自動清除。

人工清除，通常是拔下相應的電控系統的熔斷器（如ECU、ECT、ABS、SRS等）或直接拆下蓄電池負極連接線20s以上。拆蓄電池負極的方法雖然可以清除故障碼，但電腦中存儲的怠速學習值、換擋自適應值、節氣門定位值以及收音機密碼等可能同時被清除，必須進行相應的駕駛學習、解碼器設定和密碼輸入才能恢復，應特別注意。

儀器清除可將解碼器與診斷插座相連，按照儀器的指示操作，即可清除各種電控系統中所存儲的故障碼，而無須拆卸蓄電池負極連接線。

自動清除，某些車輛的故障排除后，如果未再次出現相同的故障，那么存儲在計算機內部的相應故障碼會在點火開關50～80次以上開關循環（發動機必須啟動）后會被自動清除。