国家开放大学：2014年秋季学期“开放专科”汽车维修专业汽车发动机电控系统的结构与维修（A）期末试题（开卷）.pdf_大学文库

四、简答题（每题5分，共30分）】 18.答：在高温及铂的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化锆套管的内外表面上。由于大气中的氧含量比废气中的氧含量多，大气相同的内表面比废弃相通的外表面吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。 19.答：(1)进气管内的绝对压力，反映了汽油机负荷的高低。还可以用此压力值，结合进气温度和充气系数，估算出循环充其量。 (2)机油压力可用来控制燃油泵，起到保护发动机安全的作用。 (3)燃油压力，使然油管中的燃油在工作温度下不易发生汽化。 20.答：氧传感器分为前氧传感器和后氧传感器。前氧传感器的作用是，检测排气管内的氧含量，从而产生混合气过浓或过稀的电信号。后氧传感器的作用是，监测三效催化转化器对有害气体的转化效率。同时，根据前后氧传感器输出信号电压变化的幅值差，确定催化器更换的信号。 21.答：主要有以下几点：(1)通过实验，选择相对最佳空燃比闭环控制的波动频率和幅值。(2)使对排放最有利的预设空燃比目标值，处在氧传感器，输出特性的斜线段所对应的空燃比值范围之内。如果在催化器和氧传感器货源无法自由选择的情况下，只能在所用的氧传感器输出特性斜线段上，选一个中间电压值。即以该电压值对应的空燃比，作为闭环控制的目标空燃比。 22.答：(1)用来判断发动机的工况是处于怠速控制区、部分负荷区还是节气门接近全开的加浓区（或催化转化器的高温保护区），即用来界定开环、闭环控制区。对于有自动变速器控制功能的电子管理系统来说，节气门开度和车速是决定换挡时刻的条件参数。 (2)用节气门转角变化率的大小作为加速、减速过程中修正喷油量的条件。它直接反映驾驶员的意图，比其他负荷传感器的响应更快。 (3)可与空气流量计的信号对照互检，提供后者发生损坏的信息，并代替后者与转速配合，作为ECU控制喷油量的条件参数。 23.答：利用氧传感器信号实施空燃比闭环反馈控制的过程可以描述如下：氧传感器不断地把与空燃比相关的输出电压信号传送给ECU;ECU把传来的电压信号与一个预设的电压值（又叫中值电压，它是氧传感器输出电压特性上最大电压和最小电压之间的某一中间值，对应于闭环控制目标空燃比)做比较；如果信号电压高于中值电压，说明空燃比小于闭环控制的目标空燃比（此空燃比值接近于化学计量比，但不一定是化学计量比），ECU就指令驱动器减小喷油脉宽；反之，如果氧传感器信号电压低于中值电压，说明空燃比值大于目标值，ECU就指令驱动器加大喷油脉宽；ECU控制喷油量的效果再由氧传感器反馈回来，作为下一步控制的依据。由于反馈控制不可避免的反应滞后，在工况稳定时，实际空燃比也必定以某一频率和幅值围绕着目标空燃比值浓、稀交替地反复变化。 1753

四、简答题{每题分，共 30 分} 18. 答:在高温及铀的催化下，带负电的氧离子吸附在氧化错套管的内外表面上。由于大气中的氧含量比废气中的氧含量多，大气相同的内表面比废弃相通的外表面吸附更多的负离子，两侧离子的浓度差产生电动势。 19. 答:(1)进气管内的绝对压力，反映了汽油机负荷的高低。还可以用此压力值，结合进气温度和充气系数，估算出循环充其量。 (2) 机油压力可用来控制燃油泵，起到保护发动机安全的作用。 (3) 燃油压力，使然油管中的燃油在工作温度下不易发生汽化。 20. 氧传感器分为前氧传感器和后氧传感器。前氧传感器的作用是，检测排气管内的氧含量，从而产生混合气过浓或过稀的电信号。后氧传感器的作用是，监测三效催化转化器对有害气体的转化效率。同时，根据前后氧传感器输出信号电压变化的幅值差，确定催化器更换的信号。 1.答:主要有以下几点: (1)通过实验，选择相对最佳空燃比闭环控制的波动频率和幅值。 (2) 使对排放最有利的预设空燃比目标值，处在氧传感器，输出特性的斜线段所对应的空燃比值范围之内。如果在催化器和氧传感器货摞无法自由选择的情况下，只能在所用的氧传感器输出特性斜线段上，选一个中间电压值。即以该电压值对应的空燃比，作为闭环控制的目标空燃比。 22. 答: (1)用来判断发动机的工况是处于怠速控制区、部分负荷区还是节气门接近全开的加浓区(或催化转化器的高温保护区) ，即用来界定开环、闭环控制区。对于有自动变速器控制功能的电子管理系统来说，节气门开度和车速是决定换挡时刻的条件参数。 (2) 用节气门转角变化率的大小作为加速、减速过程中修正喷油量的条件。它直接反映驾驶员的意图，比其他负荷传感器的响应更快。 (3) 可与空气流量计的信号对照互检，提供后者发生损坏的信息，并代替后者与转速配合，作为 ECU 控制喷油量的条件参数。 23. 答:利用氧传感器信号实施空燃比闭环反馈控制的过程可以描述如下:氧传感器不断地把与空燃比相关的输出电压信号传送给 ECU;ECU 把传来的电压信号与一个预设的电压值(又叫中值电压，它是氧传感器输出电压特性上最大电压和最小电压之间的某一中间值，对应于闭环控制目标空燃比)做比较;如果信号电压高于中值电压，说明空燃比小于闭环控制的目标空燃比(此空燃比值接近于化学计量比，但不一定是化学计量比)， ECU 就指令驱动器减小喷油脉宽;反之，如果氧传感器信号电压低于中值电压，说明空燃比值大于目标值， ECU 指令驱动器加大喷油脉宽 ;ECU 控制喷油量的效果再由氧传感器反馈回来，作为下一步控制的依据。由于反馈控制不可避免的反应滞后，在工况稳定时，实际空燃比也必定以某一频率和幅值围绕着目标空燃比值浓、稀交替地反复变化。 1753

五、分析题（每题10分，共30分） 24.答：从最经济混合气浓度，和节气门全开时的最大功率混合气浓度曲线，可以看出： (1)当转速一定时，最经济相对空燃比（计为Φ，m)随着发动机单位时间吸气量（计为G)减小而减小。当节气门全开时，Φ。mn可能在1.05~1.15。当G.很小时，可能浓到0.8~0.9。这是因为，在定转速下，G。减小，使每循环吸气量减少，残余废气量相对增多，使得燃料分子与氧分子接触的机会减少，燃烧速度降低。需要适当加浓混合气，才能改普燃料经济性能。(2)在节气门全开时，使发动机发出最大功率的混合气，是较浓的混合气。重.约在0.8~0.9。 (3)从汽油机有害排放量与空燃比的关系曲线可以看出：如果Φ，>1.1时CO排放量少。HC 排放量在中.≈1.2时最少。而NOx排放量在Φ，≈1.1时最多。从三种排放都要减少考虑，汽油机应使用较稀的混合气。同时使用推迟点火和EGR来减少NOx。不过，这种方法将使燃烧速度降低，导致油耗和HC的排放增加。 25.答：当$.值在接近于1.0的一个很窄的区间之内时，3种排放物才能同时高效率地被净化。可以解释为当混合气的浓度围绕着理论空燃比（即化学计量比，亦即.1.0）时浓时稀地被动变化时，就创造了一个规律变化的时而氧化气氛，时而还原气氛的环境，使得CO及 HC在氧化气氛下得以氧化成二氧化碳(CO2)和水(H2O),而NOx则在还原气氛下得以还原成氨和氧。催化转化器的转化效率与混合气空燃比的关系叫做催化器的空燃比特性。通常把C0转化效率曲线与NO,转化效率曲线的相交点所对应的相对空燃比值视为对排放最有利的中， (下文记作中，Em),而把以该中，m脚为中心的一个窄小区间叫做高效转化所需的空燃比“窗口”。三效催化转化器的空燃比特性主要决定于催化剂的成分和工艺，但也同汽油机排气体积流量与催化剂载体容积的比值SV(叫做催化器空间速度，它反比于气体在催化器中停留的时间)有关，还会受到空燃比波动频率及幅值大小的影响。因此，只能就具体的三效催化转化器和具体影响三效催化转化器的转化效率的另一个重要因素是温度，如图2-16所示为三效催化转化器的转化效率与排气温度的关系，称之为起燃温度特性。一般将达到50%转化率的温度 Ts。定义为该催化剂的起燃温度。 1754

五、分析题(每题 10 分，共 30 分} 24. 从最经济棍合气浓度，和节气门全开时的最大功率混合气浓度曲线，可以看出 (1)当转速一定时，最经济相对空燃比(计为 φa bmin) 随着发动机单位时间吸气量(计为 G.) 减小而减小。当节气门全开时，也 bmin 可能在1. 05~ 1. 15 。当 G. 很小时，可能浓到 o. 8~0. 。这是因为，在定转速下， G. 减小，使每循环吸气量减少，残余废气量相对增多，使得燃料分子与氧分子接触的机会减少，燃烧速度降低。需要适当加浓混合气，才能改善燃料经济性能。 (2) 节气门全开时，使发动机发出最大功率的混合气，是较浓的混合气。 bmi衍m.11 (3) 从汽油机有害排放量与空燃比的关系曲线可以看出如果 φ.> 1. CO 排放量少 HC 排放量在也句1. 时最少。而 NO 排放量在也句 1. 时最多。从三种排放都要减少考虑，汽油机应使用较稀的混合气。同时使用推迟点火和 EGR 来减少 NO 。不过，这种方法将使燃烧速度降低，导致油耗和 HC 的排放增加。 25. 答:当弘值在接近于1. 的一个很窄的区间之内时，种排放物才能同时高效率地被净化。可以解释为当混合气的浓度围绕着理论空燃比(即化学计量比，亦即4>.1. 0) 时浓时稀地波动变化时，就创造了一个规律变化的时而氧化气氛，时而还原气氛的环境，使得 CO HC 在氧化气氛下得以氧化成二氧化碳 (C0 和水 (H 0) ，而 NO 则在还原气氛下得以还原成氮和氧。催化转化器的转化效率与混合气空燃比的关系叫做催化器的空燃比特性。通常把 CO 化效率曲线与 NO 转化效率曲线的相交点所对应的相对空燃比值视为对排放最有利的弘 (下文记作弘 Emin) ，而把以该弘.Emin 为中心的一个窄小区间叫做高效转化所需的空燃比"窗口"。三效催化转化器的空燃比特性主要决定于催化剂的成分和工艺，但也同汽油机排气体积流量与催化剂载体容积的比值 SV( 叫做催化器空间速度，它反比于气体在催化器中停留的时间)有关，还会受到空燃比波动频率及幅值大小的影响。因此，只能就具体的三效催化转化器和具体影响三效催化转化器的转化效率的另一个重要因素是温度，如图 2-16 所示为三效催化转化器的转化效率与排气温度的关系，称之为起燃温度特性。一般将达到 50% 转化率的温度 so 定义为该催化剂的起燃温度。 1754