第三节 汽车的基本构造

021 什么是电控燃油喷射系统？

（一）电控燃油喷射系统的部件组成和各部件的作用

电控燃油喷射系统包括下列三个子系统：燃油供应系统、进气系统和电子控制系统。燃油供应系统由汽油箱、输油泵、汽油滤清器、压力调节器、脉动衰减器、喷油器以及输油管、回油管等组成。

进气系统包括空气滤清器、节气门、空气流量计、进气室、怠速控制阀以及进气控制阀组成。

燃油供应系统和进气系统的作用是根据节气门的位置（发动机负荷）和发动机转速，由ECM/ECU确定的喷油量和进气量混合成可燃混合气，进入气缸以供燃烧做功。

电子控制系统由若干只检测发动机各种状况的传感器、一只按传感器信号确定喷油量的ECU以及按ECU指令工作的喷油器组成。它的主要作用是根据发动机不同工况，决定最佳的喷油正时和喷油持续时间。

（二）电控燃油喷射系统的类型

电控燃油喷射系统可以按以下四大类来分类。

按喷油嘴安装位置分：单点喷射式（安装在节气门体上集中喷油）；多点喷射式（安装在各缸的进气歧管上，分别喷油）。

按喷油时刻分：连续喷射式，喷油嘴在发动机运转期间连续不断地喷油，喷油量取决于机械（或机电）式燃油分配器；间隙喷射式，由ECU控制喷油嘴的喷油量在发动机运转期间间隙地喷油，其中还有各缸独立喷射、所有缸同时喷射和分组喷射三种。

按空气流量分类：质量—流量式，直接测量空气质量流量并由此算出喷油量（K、KE、L、LH型）；速度密度式，根据进气管压力和发动机转速，推算出吸入的空气量和喷油量（D型）；节流速度型，根据节气门开度和发动机转速，推算出吸入的空气量和喷油量。

按有无反馈信号分类：开环控制；闭环控制。

（三）燃油供给系统的简要工作过程

燃油被电动汽油泵从油箱中吸出并加压，经过燃油滤清器滤清后送到喷油器，系统压力由燃油压调节器加以调节，多余的燃油经回油管流回油箱。

油箱，因车型和油箱安装位置的不同，油箱设计成不同的形状。但为了降低汽油的振荡，在油箱底部通常都制有隔板。在某些车辆的油箱中还设立一个小油池，并将汽油泵置于小油池中，这样可在油箱内汽油不足时，防止由于汽车转弯或倾斜而引起油泵周围汽油的流动，使油泵吸入空气而产生气阻。

电动汽油泵，根据安装位置的不同，可将汽油泵分为油箱内装式和油箱外装式两类。现在普遍使用油箱内装式电动汽油泵。

022 什么是防抱死制动系统？

（一）防抱死制动系统的组成

防抱死制动系统ABS全称是Anti-lock Braking System，即ABS（图022-1），可安装在任何带液压刹车的汽车上。它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。

ABS（Anti-lock Braking System）防抱死制动系统，通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的油压，不断地这样循环（每秒可达5～10次），始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩。

没有安装ABS的汽车，在行驶中如果用力踩下制动踏板，车轮转速会急速降低，当制动力超过车轮与地面的摩擦力时，车轮就会被抱死，完全抱死的车轮会使轮胎与地面的摩擦力下降，如果前轮被抱死，驾驶员就无法控制车辆的行驶方向，如果后轮被抱死，就极容易出现侧滑现象。

带有ABS的汽车制动系统由基本制动系统和制动力调节系统两部分组成，前者是由制动主缸、制动轮缸和制动管路等构成的普通制动系统，用来实现汽车的常规制动，而后者是由传感器、控制器、执行器等组成的压力调节控制系统，在制动过程中用来确保车轮始终不抱死，车轮滑动率处于合理范围内。

ABS不仅能缩短制动距离、有效避免各种因制动引起的事故，还可减少轮胎磨损，提高轮胎的使用寿命。

在遇到紧急情况时，制动踏板一定要踩到底，才能激活ABS系统，这时制动踏板会有一些抖动，有时还会有一些声音，但也不能松开，这表明ABS系统开始起作用了。

（二）ABS对车轮滑动率进行控制的原理

ABS系统控制车轮滑移率的执行机构是系统压力调节装置，ECU（行车电脑）根据车轮速度传感器发出的信号，由计算机判断确定车轮的运动状态，向驱动压力调节装置的电磁阀线圈发出指令，通过电磁阀的动作来实现对制动分泵的保压、减压和增压控制。压力调节装置的电磁阀以很高的频率工作，以确保在短时间内有效地对车轮滑动率实施控制。

（三）ABS的工作过程

当制动系统未制动时，各电磁阀均处于断电状态，此时在主电磁阀的控制下，储液罐与内部储液室导通，而内部储液室与液压助力室联系截断。同时，由于滑阀的控制作用将供能装置（油泵）与液压助力室隔断，并将液压助力室与储液罐导通。

在ABS制动减压过程中，进、出液电磁阀均通电，使进液阀截止、出液阀导通，前者使主缸以及液压助力室与轮缸隔断，而后者使轮缸与储液罐导通，从而实现制动减压。

在ABS制动保压过程中，进液电磁阀通电，使进液阀截止，出液电磁阀断电，使出液阀截止，实现保压。

在ABS制动增压的过程中，进、出液电磁阀均断电，让进液阀导通，出液阀截止，同时主电磁阀也通电，使储液罐与内部储液室处于隔断状态，而将液压助力室与内部储液室导通，引起内部储液室压力升高，高压液体经过主缸流回轮缸。

023 什么是安全气囊系统？

（一）安全气囊的功用

安全气囊系统（SRS）主要包括座椅安全带及其收紧机构和安全气囊两部分。安全带是汽车上最有效的被动安全保护装置，安全气囊则是安全带的辅助装置。在汽车发生碰撞时只有两部分同时起作用，才能有效保护乘员不受伤害。

汽车与汽车或汽车与障碍物之间的直接碰撞称为一次碰撞。一次碰撞后，车速将急剧下降。在惯性力的作用下，驾驶员和乘员会继续向前运动，并与车内构件发生碰撞，这种碰撞称为二次碰撞。

安全气囊设计旨在一次碰撞和二次碰撞之间的短暂时间（约120ms）内，在驾驶员、乘员和车内构件之间迅速形成一个气垫，使驾驶员、乘员的头部与胸部压在充满气体的气囊上，利用气囊本身的阻力作用和气囊背面排气孔的排气节流作用来吸收人体惯性力产生的动能，达到保护人体的目的。

安全气囊系统按气囊的数目可分为单气囊、双气囊和多气囊系统；按气囊的功用可分为正面气囊和侧面气囊等。

（二）SRS系统的组成

SRS系统主要由碰撞传感器、气囊计算机（SRS/ECU）、气囊组件、电器连接件等组成，如图023-1所示。

1.传感器。

在SRS系统中，通常设有2～4只碰撞传感器，分别安装在车身前部和中部，也有的车型安装在气囊计算机内。其作用是检测车辆发生碰撞时的减速度或惯性力，并将信号送至气囊计算机。碰撞传感器或气囊计算机的外壳上都有朝前的安装标记，不可装错。

碰撞传感器按结构的不同可分为滚球式、卷簧式、水银开关式、电阻应变式和压电效应式几种。按其功能的不同又可分为碰撞烈度传感器和安全防护传感器。

碰撞烈度传感器简称碰撞传感器，主要负责检测碰撞的激烈程度，气囊计算机据此信号判断是否发生了碰撞，以及是否需要引爆气囊。

安全防护传感器是SRS系统必不可少的部件之一，通常安装在气囊计算机内，其作用是防止碰撞传感器短路而造成气囊误爆。气囊计算机根据安全传感器的信号判断是否发生了碰撞。通常安全传感器接通电路所需的减速度值比碰撞传感器要小一些。当安全传感器电路接通时，电源才能提供到气囊点火器。也就是说，只有安全传感器与任意1只碰撞传感器同时导通时，气囊才会引爆。

2.安全气囊电脑（SRS/ECU）。

SRS/ECU是安全气囊系统的控制中枢，主要由电压保护和调节电路、备用电源电路、引爆控制电路、安全传感器电路和报警自诊电路组成。SRS/ECU根据碰撞传感器和安全传感器发出的信号，经逻辑判断后，确定是否发生了碰撞。当判定发生了碰撞且达到一定程度时，立即输出点火指令，引爆气囊。此外SRS/ECU还具有监控、保护、报警和自诊功能。

报警自诊电路在点火开关打开后即进入系统自检状态，若系统正常，则仪表板上的SRS警告灯闪亮6s后自动熄灭，进入预备工作状态；若系统存在故障，则SRS警告灯会常亮，以提醒驾驶员立即维修。

3.气囊组件。

气囊组件是一个不可分解、一次性使用的总成，主要包括气囊、点火器、气体发生器等组件。驾驶员侧的气囊组件通过螺栓固定在转向盘中央的底板上，可随转向盘一同转动。前排乘员气囊组件则安装在其座椅正前方的仪表台上。

（三）SRS系统的工作原理

当汽车发生前方规定角度范围内的高速碰撞时，SRS/ECU根据碰撞传感器和安全传感器的信号，经过逻辑判断后，立即向SRS气囊组件内的点火器发出点火指令，通过电热丝点燃引爆剂，迅速产生大量热能，使充气剂受热分解释放大量氮气充入气囊，其动作过程如下。

碰撞约10ms后，气囊系统达到引爆极限，气囊引爆，但此时驾驶员尚未动作。

碰撞约40ms后，气囊完全充满，驾驶员向前移动，安全带起作用，吸收大部分动能。

碰撞约60ms后，驾驶员头部和胸部压向气囊，气囊在气体压力和人体压力下排气，利用排气孔的节流作用进一步吸收人体与气囊之间弹性碰撞产生的动能。

碰撞约110ms后，大部分气体已从气囊中逸出，驾驶员身体上部回到座椅靠背上。

碰撞约120ms后，碰撞危害解除，车速降低至零。

（四）SRS系统的有效范围

SRS系统并非在所有碰撞情况下都起作用。对于正面SRS系统，在汽车正前方±30°范围内发生碰撞且纵向减速度达到设定值时才会引爆。在下列任一条件下，气囊不会引爆。

汽车正面碰撞超过正前方±30°范围时。

汽车遭受横向碰撞时，主副气囊不会引爆，但侧气囊如果达到引爆条件可以引爆。

汽车遭受后方碰撞时。

汽车绕纵向轴线侧翻时。

纵向减速度未达到设定值时。

汽车正常行驶、正常制动或在不平的路面上行驶时。

SRS系统发生故障而报警时。

024 什么是汽车空调系统？

汽车空气调节系统（AIR CONTROL SYSTEM）是用来控制车内的温度、湿度以及清洁度，通常由暖风装置、冷气装置、通风装置和控制装置组成。

（一）暖风装置

汽车用暖风装置使用的热源有三种：第一种是用发动机冷却液产生的高温能量；第二种是用流经发动机机体的热风；第三种是用独立的燃烧器燃烧产生的热能。

目前小型汽车的暖风装置所用的热源大多来自发动机的冷却液，称为余热水暖式暖风装置。主要由暖风水阀、暖风散热器、鼓风机、风道系统和操纵机构组成。如图024-1所示。

（二）冷气装置

液体蒸发变成气体时，会从周围环境吸收热量而产生制冷效应。空调系统的冷气装置正是利用制冷剂在低压下吸取热量而汽化，使被冷却对象降温，然后在高温状态下把热量传给周围介质而冷凝成液体，如此周而复始地通过状态的变化而达到热量的交换，实现制冷。

现在车用空调系统的制冷方式很多，有蒸气压缩式、吸收式、空气压缩式等。汽车的制冷方式主要采用蒸气压缩式。

（三）通风装置

汽车空调的通风装置有自然通风和强制通风两种。通常乘用车用的冷、暖空调系统共用通风装置。通风装置由风箱及风门挡板组成，如图024-2所示。

（四）控制装置

为了保证空调系统能协调一致地工作，避免自身的损坏并与整车性能匹配，必须装备一些必要的开关与安全保护组件。基本电气控制组件包括空调系统A/C电源开关、电磁离合器、鼓风机转速开关及变阻器、各种温度开关、高低压力开关、速度控制开关、各种继电器及冷却风扇工作开关等，用于控制空调压缩机、鼓风机、风门、冷却风扇等的工作。当蒸发器温度低于1℃～3℃、环境温度低于2℃～5℃，或系统高压高于2.8MPa～3.2MPa、低压压力低于0.16MPa～0.25MPa时，控制装置使压缩机停止工作。

（五）空调系统的控制电路与控制原理

1.普通空调系统的控制电路与控制原理。

（1）压缩机电磁离合器控制。电磁离合器是由空调开关A/C，各种压力保护开关、各种温度控制开关、鼓风机风扇开关、过热保护开关等串联控制的。只要满足工作条件，这些开关将接通电磁离合器继电器线圈接地电路，于是电磁离合器继电器触点闭合，电磁离合器工作。

（2）鼓风机转速控制。可分为有级转速控制和无级转速控制两种。有级转速控制的鼓风机电路用一个电阻器即可控制电动机的运转速度，无级转速控制鼓风机电路采用改变晶体管基极电流的方式控制鼓风机的运转速度。

（3）发动机控制。发动机怠速工作时打开空调，会加大发动机的负荷，引起怠速的降低，这就需要通过怠速控制阀提高怠速转速，以保持怠速的稳定。当发动机急加速、大负荷或自动变速器换挡时，也需要自动切断压缩机的工作，以保证有足够的动力或减轻换挡冲击。当发动机冷却液温度过高（通常为120℃）时，需要停止压缩机的工作，以保护发动机。

2.自动空调系统控制功能。

（1）性能控制。按照乘员的需要实现车内温度、风量、运转方式、换气量等的自动控制。

（2）节能控制。主要有压缩机运转速度及运转时刻控制；压缩机排气量控制；随温度的变化进行内、外换气的自动切换，自动转入经济运行；根据发动机转速、冷却液温度变化、汽车的有关性能变化等自动切断压缩机电磁离合器电源等。

（3）安全报警。制冷剂不足、压力过高或过低、温度过高或过低、电磁离合器打滑等的报警。

（4）故障诊断存储。自动空调系统具有自诊断功能。若空调控制系统发生故障，电脑将故障部位用代码的形式存储起来，在修理时可以通过空调控制面板或解码器读出故障码，以帮助维修人员排除故障。

（5）显示功能。能显示环境温度、设定温度、控制温度、控制方式、运转方式等。

025 什么是随车自诊系统？

（一）随车自诊系统

1.OBD-I。

1994年以前，各汽车制造商在其生产的装有各种电子控制系统的车辆上通常都装有随车自诊断系统（On Board Di-agnostic，缩写为OBD）。其诊断插座、故障码的位数和含义、读取方法、故障诊断的内容等因车辆制造商和车种的不同有较大差别。这就给汽车维修带来了许多不便，即使选用综合型解码器，也要配备多种接口电缆、适配器和测试卡。因此将具有上述特征的自诊断系统称为OBD-I诊断系统。

2.OBD-Ⅱ。

美国汽车工程学会（SAE）于1994年提出了汽车微机控制系统的OBD-II诊断标准。该标准已被国际环保机构（EPA）及美国加州资源协会（CABB）认证许可，并为美国、日本、欧洲等主要汽车制造商采用。

OBD-Ⅱ将故障诊断插座的形式、故障码的位数和含义、读取方法等均作了统一，并加强了数据流的检测功能。目前几乎全部车辆都采用OBD-Ⅱ。

依据OBD-Ⅱ标准设计的汽车微机控制系统在下述各方面是一致的。

（1）采用同一规格的诊断插座，OBD-Ⅱ诊断插座统一为16孔。

（2）采用统一的故障码。

①故障码的组成。SAE规定的OBD-Ⅱ故障码有5位组成。第1位是英文字母，第2到第5位是数字，如P1352。每一个故障码均有不同的含义。

②故障码的含义：

第一，故障码第1位代表测试系统。OBD-Ⅱ故障码第1位的意义见表025-1。

第二，故障码的第2位代表故障码的定义者。0为SAE统一制定的故障码，1～9为各汽车制造商自行定义的故障码。

第三，故障码第3位代表SAE定义的故障范围。OBD-Ⅱ故障码第3位的意义见表025-2。

第四，故障码第4、5位为各汽车制造商原厂故障码。

③SAE故障码的特点。OBD-Ⅱ故障码P0000～P0999为SAE统一规定。具有分类细、定义准确、覆盖面宽的特点。

（3）采用统一的诊断模式。

（4）可由解码器直接读出和清除故障码。

（二）故障的判定方法

电子控制系统工作时，正常的输入、输出信号是在规定范围内变化的。当某一电路出现异常或输入了电脑不能识别的信号时，电脑就判定这一电路发生故障。判定方法通常有时域判定法、值域判定法、逻辑判定法和功能判定法四种。

（三）故障码的读取

按照是否使用专用仪器可以将故障码的读取方法分为两种：一种是人工读取；另一种是仪器读取。人工读取方法主要适用于OBD-I系统，而仪器读取方法既可适用于OBD-I系统，也可适用于OBD-Ⅱ系统。随着解码器的普及，仪器读取方法已逐渐取代人工读取方法而成为主流。

（四）故障码的清除

故障码的清除方法有三种：人工清除、仪器清除和自动清除。

人工清除，通常是拔下相应的电控系统的熔断器（如ECU、ECT、ABS、SRS等）或直接拆下蓄电池负极连接线20s以上。拆蓄电池负极的方法虽然可以清除故障码，但电脑中存储的怠速学习值、换挡自适应值、节气门定位值以及收音机密码等可能同时被清除，必须进行相应的驾驶学习、解码器设定和密码输入才能恢复，应特别注意。

仪器清除可将解码器与诊断插座相连，按照仪器的指示操作，即可清除各种电控系统中所存储的故障码，而无须拆卸蓄电池负极连接线。

自动清除，某些车辆的故障排除后，如果未再次出现相同的故障，那么存储在计算机内部的相应故障码会在点火开关50～80次以上开关循环（发动机必须启动）后会被自动清除。