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第六章 汽车发动机燃油喷射系统
(理论30学时,实训16学时,共46学时)
学习目标:
能简单叙述电控汽油喷射系统的分类和组成,能正确描述电控汽油喷射系统中空气供给、燃油供给、电子控制三个子系统的组成、主要部件结构和工作原理;
能简单叙述电控汽油喷射系统常用检测诊断仪的使用性能、使用方法;
能正确描述电控汽油喷射系统主要部件和3个子系统的检修方法;
能正确描述电控汽油喷射系统常见故障排除方法。
讲授内容:
汽油发动机对混合气的要求
一、发动机的动力性、经济性对混合气的要求
1.冷车起动
此时发动机温度和转速都低,混合气雾化的效果不好,加上气缸内部温度低,不易点燃混合气,因此需要很浓的混合气,A/F为2~8。
2.热车起动
此时发动机转速较低,温度较高,混合气雾化的效果稍好,因此不需要很浓的混合气,A/F为8~13。
3.暖机
冷车时混合气雾化效果不好,发动机从冷车怠速向热车怠速过渡,混合气由浓向稀变化,A/F为8~14。
4.正常怠速
A/F比理论空燃比略浓,为13~14。
5.小、中负荷
此时主要考虑发动机的经济性,A/F为经济空燃比,为15~17。
6.大、全负荷
此时主要考虑发动机的动力性,A/F为功率空燃比,为11~13。
7.急加速
此时真空度突然减小,汽油汽化速度突然下降,因此此时应该瞬间多供油。
8.缓加速
此时真空度缓慢减小,汽油汽化速度不是突然变化,因此此时供油量应逐渐增多。
9.减速
此时真空度突然增大,汽油汽化速度突然上升,此时进气管内壁的汽油瞬间蒸发,因此应减少供油,甚至停供。
二、排放对混合气的要求
1.HC
当A/F在14和17之间时,HC的排放量很低,小于14或大于17时排放量明显上升。
2.CO
A/F大于14后,排放量下降。
3.NOX
在15.5到16之间,排放最高。
三、现代汽车的相关措施
1.采用EFI系统,精确控制A/F;
2.安装废气净化和控制系统,如TWC、EGR等;
3.改进点火电路,提高点火能量,改善燃烧效果。
电控燃油喷射系统概述
一、作用及优点
精确计算喷油量,有效控制A/F,提高发动机的动力性和经济性,高效抑制废气的排放,能实现良好的自动控制。
二、汽油喷射系统类型
1.K型:30~50年代;
2.KE型:50~2003年,现已逐渐淘汰;
3.EFI型:起源于60年代后期,现已发展为多种类型。
(1)按进气检测分:L(LH、LD)型、D型;
(2)按喷油器数量分:MPI(MFI)、SPI;
(3)按喷射时序分:同时喷射、分组喷射、顺序喷射;
(4)按喷油位置:缸外喷射、缸内喷射。
三、EFI的控制功能
1.燃油喷射控制:由传感器向ECU输送各种信号,如CPS、MAF、TPS等,ECU计算出最佳喷油量,然后控制INJ喷油。
2.点火控制:ECU根据传感器信号和发动机的工作要求,计算最佳点火提前角,并进行闭环控制。
3.怠速控制:ECU根据传感器信号和发动机的工作要求,计算和控制发动机的怠速转速、点火、喷油量。
4.排放控制:通过TWC和O2S、EGR来减少废气排放。
5.进气控制:有废气涡轮增压、惯性增压等,提高进气效率。
6.警告:系统出现故障后,通过警报灯告知驾驶员。
7.自诊断:检修时帮助维修人员查找故障。
8.失效保护:某些元件(或系统)失效后,ECU启动备用系统。
四、EFI基本组成
1.燃油供给系统:
(1)电动燃油泵:将汽油泵到燃油分配管,并达到一定油压;
(2)燃油滤清器:过滤汽油中的杂质;
(3)油压调节器:调节系统油压,保持喷油压力恒定;
(4)燃油分配管:固定喷油器,分配燃油;
(5)喷油器:受ECU控制,将燃油喷入进气歧管末端;
(6)冷起动喷油器(已少用):冷车起动额外供油,改善冷车起动。
2.空气供给系统:
(1)空气滤清器:过滤空气;
(2)MAF:计量进气量,作为ECU计算喷油量的基本信号;
(3)MAP:检测进气歧管真空度,作为ECU计算喷油量基本信号;
(4)TPS:检测节气门开度,作为ECU修正喷油量的信号;
(5)ISCV:接受ECU的控制信号,调整怠速转速;
(6)THA:检测进气温度,作为ECU检测修正喷油量的信号。
3.电子控制系统:
(1)THW:检测发动机冷却水,作为ECU检测修正喷油量的信号;
(2)O2S:检测排气中含氧量,作为ECU检测修正喷油量的信号;
(3)CPS:检测曲轴位置和转速,作为ECU计算点火和喷油的主控制信号;
(4)CPS:检测凸轮轴位置,是气缸判定信号,是点火主控制信号;
(5)KS:检测爆燃信号,作为ECU修正点火提前角的依据;
(6)VSS:检测汽车行驶速度,作为ECU控制点火、喷油、自动变速器的信号;
(7)开关信号:有STA、PS、AC、Brake、NSW等,作为ECU控制喷油、点火、怠速的信号;
(8)ECU:是电控系统的核心,各输入信号经过它计算、分析、比较和处理后,输出控制指令,使执行器按预定要求工作;
4.辅助系统:
(1)EVAP:回收燃油箱内的蒸气,送入进气管,然后进入气缸内燃烧,减少浪费和污染;
(2)EGR:将少量废气引入气缸内,降低气缸内的最高温度,减少NOX生成;
(3)进气控制装置:根据发动机的工况,调整进气量;
(4)自诊断系统:自行诊断电控制系统中的故障。
电动燃油泵
一、电动燃油泵作用
将汽油从汽油箱泵到燃油分配管,并达到一定的压力(MPI为0.25Mpa以上,SPI为0.075~0.13MPa)。
二、安装位置
BENZ、VOLVO在油箱外,其余大多在油箱内。
三、结构及工作
由直流电动机、油泵、滤网、限压阀、单向阀组成。
油泵在电机的转动下,汽油经滤网、油泵、电机、单向阀输送到滤清器;发动机熄火后单向阀防止汽油回流,以利于下一次起动;限压阀防止油压过高时损坏油泵。
为避免电机过早损坏,油箱存油量不应太少。
四、常见故障
1.现象:发动机动力不足,发抖。
原因:泵油量少,滤网堵,限压阀关闭不严。
2.现象:发动机不能工作。
原因:泵油量太少或油泵不工作,滤网严重堵塞。
3.现象:发动机有时会突然熄火。
原因:电机轴承磨损,偶尔拖滞。
五、电动燃油泵的检测方法
1.检测电机电阻值,1~5欧姆;
2.检测工作电流值,3~6安培;
3.检测泵油量,大于1L/40S;
4.测量不着车时系统油压,大于250Kpa;
5.发动机熄火后,油压应保持5min不下降。
六、电动燃油泵控制电路
1.油泵电路的工作要求
(1)接通点火开关,油泵工作3~5S;(因车而异)
(2)起动时油泵工作;
(3)发动机运行时油泵工作;
(4)发动机转速高时油泵的转速也高,泵油量多,反之转速低,泵油少,延长油泵使用寿命。(因车而异)
2.典型油泵控制电路
(1)无转速控制的油泵电路
根据电路图讲解两种典型电路的工作过程。
(2)有转速控制的油泵电路
根据电路图讲解有级和无级调速两种典型电路的工作过程。
3.油泵电路的检查
(1)短接油泵检查插头,油泵工作,说明油泵良好,否则检查油泵及其连接线路;
(2)检查油泵继电器,良好则检查控制信号。
燃油滤清器
一、作用
滤除燃油中的杂质,减少喷油器堵塞的可能性。
二、位置
装在燃油泵出油口与燃油分配管之间的油管上,多位于车架或发动机室内。
三、结构及要求
由纸质滤芯和金属外壳组成。一次性使用,每3~4万公里更换一只。
四、常见故障
1.现象:发动机动力不足,怠速发抖。
原因:燃油滤清器堵塞,油压下降。
2.现象:发动机不能起动。
原因:燃油滤清器严重堵塞,油压极低,甚至不来油。
五、检测方法
1.检测进、出油管的油压,压差应少于0.05MPa;
2.外壳无渗漏。
油压调节器
一、作用
调节系统油压,保持喷油压力恒定为0.25MPa。
二、位置
燃油总管末端(连有真空管)。
三、结构与工作
有真空室、弹簧及膜片、阀门、进回油管。
进气歧管的真空作用在膜片上方,使阀门向上运动,作用力随真空度而变化;弹簧与汽油压力使阀门向下运动,作用力基本不变;当真空度上升时,阀门开度增加,油压下降,反之压力上升,保持压力差恒定。
四、常见故障
1.现象:发动机怠速偏高100rpm左右,油耗偏高。
原因:真空管脱、裂,阀门胶粘不开启,油压升高,混合气浓。
2.现象:冒黑烟,热起动困难,油耗高。
原因:膜片破裂,汽油从真空管漏入进气管,混合气过浓。
3.现象:发动机动力不足,怠速发抖,起动困难。
原因:弹簧变软,调节油压过低。
五、检测方法
1.拔下真空管,管内不能有油渗出,观察真空管不能有漏气现象,与进回油管之间不相通。
2.发动机正常怠速时,拔下真空管,油压应上升0.05Mpa,转速提高100rpm左右。
3.如果油压偏低,拔下真空管后,油压不上升,则夹紧回油管,此时油压若上升,说明调节器有故障;如果油压不上升,则说明是供油不足造成的故障。
电磁喷油器
一、作用
将汽油从燃油分配管喷入各进气歧管末端,并形成良好雾状。
二、位置
进气歧管末端;进气总管(单点和冷喷嘴)。
三、结构与工作
由电磁线圈、小滤网、回位弹簧、针阀偶件组成。
ECU给电磁线圈通电时,磁力使针阀开启,汽油经小滤网、阀门喷出,并形成良好雾状;断电后针阀关闭,喷油停止;由通电时间决定喷油量。
四、常见故障
1.现象:发动机动力不足,发抖。
原因:喷油量少,个别喷嘴不工作,雾化不良,滤网堵,阀门堵,针阀卡滞。
2.现象:发动机不能工作。
原因:喷油量太少或多个喷嘴不工作,滤网严重堵塞。
3.现象:油耗大(黑烟),热起动困难。
原因:针阀磨损,关闭不严,滴油。
检修:检测滴油、喷油,清洗或更换。
五、检测方法
1.检测线圈电阻值,11—17欧姆;2—3欧姆(低阻);
2.直通电,检测工作情况;
3.检测喷油量(拆离歧管,保持系统油压正常),连续喷油量为50—70ml/15S,之间相差小于10%(5ml);
4.滴油量不超过1滴/60S;
5.喷油雾状均匀,并有一定锥度。
六、喷油量控制
1.冷车加浓
2.加速加浓
3.高速和减速断油
七、冷起动喷油器及其电路
1.电路组成与工作过程
由冷起动喷油器和热控正时开关组成。发动机冷车起动时,冷起动喷油器喷油(喷油时间由热控正时开关控制,与水温成反比,一般为3~7秒);连续冷车起动和热车起动(冷却水温超过50度)时不喷油。
2.常见故障与检测方法
(1) 冷车起动困难
喷油器或热控正时开关有故障,不能喷油。
(2) 热车起动困难
喷油器关闭不严,热控正时开关有故障,起动时常喷油。
(3) 油耗高
冷起动喷油器关闭不严,滴油。
燃油系常见故障检修
一、故障现象
发动机不能起动或很难起动,怠速不稳,动力不足。
1.故障原因
不来油或油压低,多个喷油器堵塞或喷油不良。
2.故障部位
(1)油箱内无油或油太少;
(2)汽油泵不工作或泵油量不足;
(3)汽油滤清器堵塞;
(4)油压调节器调节油压太低;
(5)燃油管泄漏或被夹扁;
(6)喷油器不良。
3.故障检修
(1)检查油箱存油是否足够;
(2)检查油管有无泄漏或夹扁;
(3)检查系统油压是否达到0.20Mpa以上;
(4)若油压正常,则检查喷油器;
(5)若油压为0,检查油泵是否工作或损坏;
(6)若油压低,检查滤清器、调节器。
二、故障现象
发动机热起动困难,油耗高,冒黑烟。
1.故障原因
油压高,汽油泄漏到进气管内。
2.故障部位
(1)调节器真空管脱落、开裂;
(2)调节器膜片漏油或调节油压高;
(3)调节器回油管被夹扁;
(4)喷油器滴油;
3.故障检修
(1)检查调节器真空管有无脱落、开裂、回油;
(2)检查回油管有夹扁;
(3)检查系统油压是否过高;
(4)检查喷油器有无滴油或雾化不良。
空气流量计
一、作用
检测进气量,并转换成电信号送给ECU,作为ECU计算喷油量的基本信号之一。
二、位置
空气滤清器与节气门体之间。
三、结构与工作
1、叶片式
由叶片(或圆柱滑体)、电位器、电路板、回位弹簧、壳体等组成;用于早期车,如CAMRY2.0、PREVIA、MAZDA929、BMW525。
叶片在流动空气的作用时旋转,受回位弹簧的反作用力保持平衡,进气量变化,叶片和电位器的转角也不同,电位器输出电压信号给ECU,作为进气量信号。
回位弹簧的预紧度可调。
调整旁通气道的开度可改变CO排放。
油泵开关决定油泵的工作与否。
2、热线式与热膜式
铂合金热线、惠斯通电桥、放大电路、壳体,热膜式在热线上覆有保护膜;多用于中高档车,如BENZ, GM车。
热线作为电桥的一臂,工作时被加热到120゜C左右,电桥平衡;有空气流动时热量被带走,电桥失衡,热线电流增加,温度回升,电桥恢复平衡为止,取样电阻两端电压的增量作为进气量信号送给ECU。
有自洁功能,将污物烧掉。
3、涡流式
由发光管、反光薄板、光敏管、放大电路、壳体(平面状)、THA等组成;多用于新款车、中高档车用,如MISUBISHI3000、LUXES400。
进气在涡流体形成涡流,使反光薄板随之振动,发光管发出的光被间断地反射到光敏管,与光敏管串联的取样电阻两端输出矩形波信号,其频率反映出进气量。
四、检测
1、叶片式
A、检测电位器的磨损情况;
B、检测信号端输出电压,应呈线性变化;
C、检测油泵开关的通断情况;
D、检测THA的性能;
E、调整回位弹簧的预紧度(须有废气分析仪);
F、CO螺钉一般不调。
2、热线式和热膜式
A、自洁功能(6线式),发动机熄火后热线有无烧红现象;
B、检测工作电压和搭铁情况;
C、输出电压随转速上升而增加,一般为1.5—3.5V,急加速时更明显;
D、可拆下、接上线后,吹气进行模拟测量。
3、涡流式
A、检测工作电压(5V)和搭铁情况;
B、检测THA的性能;
C、KEY ON时KS电压接近5V,运行时为2.8V左右;
D、KS输出矩形波,为25—350Hz之间。
五、常见故障
1、叶片式
A、现象:在某一车(转)速时有动力不足情况;
原因:电位器磨损;叶片卡滞。
B、现象:每次起动后很快就熄火;
原因:油泵开关不能接通。
C、现象:油耗大,动力略有不足;
原因:回位弹簧变软。
D、现象:加速时转速变化不大,动力不足,CHECK灯亮;
原因:输出信号不正常,ECU启动备用系统。
2、热线式和热膜式
A、现象:动力不足,加速不良;
原因:输出信号不正常,搭铁不良。
B、现象:加速时转速变化不大,动力不足,CHECK灯亮;
原因:输出信号不正常,ECU启动备用系统。
3、涡流式:
A、现象:动力略有不足;
原因:输出信号不正常。
B、现象:加速时转速变化不大,动力不足,CHECK灯亮;
原因:输出信号不正常,ECU启动备用系统。
歧管压力传感器
一、作用
检测进气歧管真空度,间接得知进气量,并转换成电信号送给ECU,作为ECU计算喷油量的基本信号之一。
二、位置
A、歧管上,如SANTANA、广本、JETTA、ALTO;
B、引擎室旁边,多数车型,如CAMRY、HONDA;
C、ECU内,少数车型,如GM、FORD。
三、结构与工作
由真空室(膜盒)、电路板等组成;多用于中低档车型,如CAMRY、HONDA、SANTANA、ALTO、XIALI等。
真空膜盒在真空吸力的作用下发生形变,压敏元件(电阻器或电容器)所受压力变化,参数随之变化,变化的信号经放大后输出给ECU,作为进气量信号。
有一真空软管与进气歧管连接。
四、检测
A、 检测真空管有无脱落或开裂;
B、 检测工作电压(5V)和搭铁是否正常;
C、 检测输出信号,转速稳定时,电压为1.6—2.2V,加速时电压上升(跟加速快慢有关),达到3.0—3.8V,减速时降到1.0—1.5V,转速稳定后回到稳定值。
D、 怠速时拔下真空管,发动机会发抖、冒黑烟,甚至熄火。
五、常见故障
1、现象:冒黑烟,怠速不稳,易熄火,动力略有不足;
原因:真空管脱落或开裂。
2、 现象:动力不足,CHECK灯亮;
原因:输出信号不正常,传感器及其电路有故障。
TPS
一、作用
将节气门的开度信号转换成电信号送给ECU,反映发动机的负荷。
二、位置
节气门体侧面。
三、结构及工作
有开关型、线性输出型和组合型三种。
开关型主要由怠速和大负荷两组触点组成,可以反映怠速、中小负荷、大负荷三种情况,输出信号为矩形波。线性型为一个电位器,反映所有工况。组合型在线性的基础上增加一个怠速触点。
四、检测
1.检测IDL和PSW分别在怠速和大负荷闭合的情况,若开、闭不正常,可先进行位置调整;
2.检测电位器的电阻是否连续、均匀变化,在线测量时,电压也应连续、均匀变化。
五、常见故障
1.现象:发动机加速不起,约2000转时就游车。
原因:怠速触点不能及时断开,ECU总时收到怠速信号。
检修:调整安装位置,若不行则应更换。
2. 现象:发动机怠速高,CHECK灯亮。
原因:IDL触点开路,ECU得不到IDL信号。
检修:调整或更换TPS。
3. 现象:加速中有不顺畅、发闯现象。
原因:电位器碳膜局部磨损,信号间断。
检修:检测确认后,更换。
4.现象:大负荷时动力不足。
原因:PSW触点在大负荷时不能闭合。
检修:调整,若无效则更换。
ISCV
一、作用
根据发动机的不同工况,执行ECU的命令,自动调整发动机的怠速。
二、位置
节气门体侧面。
三、结构及工作
有电磁式、步进电机、旋转滑阀(少用)三种。
电磁式由电磁线圈、回位弹簧、阀芯、阀座等组成;ECU的占空比信号改变阀门的开启比例,从而获得不同的进气量。0为全关,100%为全开。
步进电机又分为四线和六线两种,前者有两组线圈,后者有四组线圈。当给每一组线圈通电时,电机旋转一个角度(移动一步),给另一组线圈通电后,电机又能工作一次。B1、B2接正,S1、S2、S3、S4依次接负,阀杆逐步伸出,阀门开度减小;S4、S3、S2、S1依次接负,阀杆逐步缩回,阀门开度增大。开度大小完全由ECU根据发动机的工作而进行控制。
四、检测
1.磁脉冲式:检测电磁线圈的电阻值,为18—25欧;通电能听到吸合声;检查阀芯和阀座应无污物。
2.步进电机式:检测各绕组线圈电阻为10—50欧且阻值相等;发动机熄火后听到回位声;发动机工作时,用解码器读出工作步数;拆下来逐一线圈通电,观察阀芯动作;阀芯和阀座无污物。
五、常见故障
1.现象:发动机怠速低、不稳、发抖。
原因:ISCV不工作、阀芯卡死或阀门脏堵,进气量太少。
检修:检查ISCV及连线、ECU信号、阀门。
2.现象:发动机怠速高。
原因:阀芯卡死,ISCV失控,进气量过多;ECU输出信号不正常。
检修:ISCV及阀门,ECU的输出信号。
3. 现象:不能自动调整发动机的怠速。
原因:ISCV及连线、阀芯卡死,ECU接收不到相关信号。
检修:检查ISCV及连线,ECU相关的输入信号。
进气系统常见故障检修
一、故障现象
发动机起动困难,怠速不稳,动力不足。
1.故障原因
混合气稀,混合气少。
2.故障部位
A.空气滤清器堵塞;
B.MAP或MAF有故障;
C.TPS有故障;
D.进气管漏气;
3.故障检修
检查有无故障代码出现;
检查真空管有无开裂、脱落;
检查TPS的输出信号是否正常;
检查进气歧管真空度,怠速时约为—50KPa;
检查空气滤清器有无堵塞;
检测MAP或MAF的输出信号是否正常;
检查ISCV有无脏堵、工作不正常。
二、故障现象
发动机热起动困难,油耗高,冒黑烟。
1.故障原因
混合气过浓。
2.故障部位
A.MAP真空管脱落、开裂;
B.MAP或MAF损坏;
3.故障检修
A.检查MAP真空管有无脱落、开裂;
B.检查有无故障代码;
C.检查MAP或MAF输出信号是否正常;
D.检查喷油器喷油时间,确认有无启动备用系统。
三、故障现象
发动机怠速不正常。
1.故障原因
怠速控制不正常。
2.故障部位
A.ISCV或线路损坏;
B.怠速控制信号不正常;
C.ISCV阀脏堵。
3.故障检修
A.检查ISCV有无损坏,线路脱落或开路;
B.检查阀门有无脏堵;
C.检查各种怠速信号是否正常,如AC、NSW、PS。
曲轴与凸轮轴位置传感器
一、 作用
检测曲轴的转角位置,给ECU输送G(G1、G2)和NE信号,作为ECU计算喷油量和点火时刻的信号。
二、 位置
A、多数在分电器内;
B、曲轴前端皮带轮旁,后端飞轮壳上;
C、凸轮轴上。
三、结构与工作
磁脉冲式
由触发齿轮和G、NE线圈组成。
分电器轴旋转时,传感器转子使得G、NE线圈产生切割磁力线,从而产生电信号。曲轴转一圈产生一个上止点信号(G),NE产生转速信号,用于确认点火时刻和喷油时刻。
光电式
由发光管、光敏管、光电盘等组成。
光电盘在转动时,发光管的光线间断地传递给光敏管,光敏管的电阻值高低变化,从而输出高低变化的矩形波信号。
霍尔式
由霍尔元件、永磁铁、带缺槽的叶轮组成。
叶轮在转动时间断地阻挡磁场,使得霍尔元件间断地产生高低变化的矩形波信号。
四、检测
磁脉冲式
A.检测线圈电阻值,正常值为150—250欧,也有少数车型的为几百欧,G和NE线圈的电阻值一般都相等;
B.起动时用示波器测量其输出信号,或用万能表测其输出电压,应有正常的脉冲电压产生;
C.若无信号输出,应注意分电器轴是否旋转。
光电式
A.检测工作电压和搭铁是否良好;
B.起动时用示波器测其输出信号,应有矩形波输出;
C.拆下用手转动,用万能表测其输出电压,应有高低电压输出;
D.若无信号输出,应注意分电器轴是否旋转。
霍尔式
A.检测工作电压和搭铁是否良好;
B.起动时用示波器测其输出信号,应有矩形波输出;
C.拆下用手转动,用万能表测其输出电压,应有高低电压输出;
D.若无信号输出,应注意分电器轴是否旋转。
五、常见故障
1、现象:发动机不能起动,无起动征兆;
原因:CPS无输出信号,可能是正时皮带断、传感器工作电压不正常、线路开路等。
2、现象:发动机不能起动,有起动征兆;
原因:正时皮带跳齿,点火不正时。
氧传感器
一、 作用
检测排气中的含氧量,并转换成电信号送给ECU,作为ECU识别混合气浓度和修正喷油量的信号;使空燃比控制在14.7左右,保证三元催化器能高效工作。
二、 位置
A、主氧传感器在三元催化器前端;
B、副氧传感器在三元催化器后端;
C、有的车只有主氧传感器,有的车主、副均有。
三、 结构与工作
由陶瓷体、氧化锆(钛)等组成;有的还装有加热线圈(多用于副传感器);因结构不同有一、二、三、四线四种。
混合气浓,输出电压高,反之电压低,一般为0—1V之间。混合气浓—→电压高—→ECU减少喷油—→混合气稀—→电压 低—→ECU增加喷油—→混合气浓;形成闭环控制,要求控制变化次数为4—8次/10秒。
输出电压变化范围和变化次数若不正常,CHECK灯亮。
四、 检测
检查线路有无开路,是否达到工作温度(300度以上);
读故障码,中速时测量输出电压或波形,电压和变化次数是否正常;若不正常,应检查混合气浓度是否合适。
是混合气造成的电压不正常,此时发动机的动力也会受到影响;若是传感器本身原因,则动力几乎不受影响。
用信号仪代替传感器,若发动机工作恢复正常,说明是传感器本身有故障。
五、 常见故障
1.现象:CHECK灯亮,发动机动力不足;
原因:混合气过浓或过稀。
2.现象:CHECK灯亮;
原因:氧传感器、加热线圈或线路有故障。
爆震传感器
一、 作用
检测发动机是否处于爆震燃烧,并转换成电信号送给ECU,作为ECU计算和修正点火提前角的信号。
二、 位置
发动机缸体中部或前、后侧面。
三、结构与工作
由压电晶体和共振腔等组成;单根屏蔽线输出。
当发动机发生爆震燃烧时,发动机会出现较为激烈的振动,机体振动使得传感器共振而产生1V左右的电压信号,即可作为ECU识别发动机爆震的依据。
四、检测
A、 检测连线有无脱落;
B、 急加速时检测有无1V左右的电压输出;
C、 轻敲缸体,检测有无电压输出;
D、 只有短路时CHECK灯才会点亮。
五、常见故障
1、现象:急加速时敲缸声持续较长时间才消失;
原因:KS信号不正常。
开关信号
一、 AC信号
用于识别空调系统是否工作,作为ECU控制怠速和点火提前角的信号。
信号来源于空调电磁离合器的电源端。
二、 STA信号
用于识别发动机是否处于起动工况,若是,ECU将按固定的喷油时间和点火时刻输出控制信号(还需参考水温信号)。
该信号来源于起动机控制端。
三、 NSW信号
识别变速器是否处于非行驶档位,用于ECU的怠速控制和防止误起动。
来源于空档起动开关。
四、 PS信号
用于识别助力转向系统是否工作,作为ECU控制怠速和点火提前角的信号。
信号来源于助力转向系统的压力开关。
五、 开关信号故障
AC信号不正常,开空调时怠速会下降。
STA信号不正常时,起动时喷油量减少,起动困难。
NSW信号不正常,AT挂上行驶档位时怠速下降。
若PS信号不正常,原地打方向时怠速会下降。
电子控制器
一、 作用
根据各种输入信号进行计算、处理,并和内存的程序、数据进行比较、判断后,输出控制命令,控制相关的执行器工作(如喷油器、点火器、ISCV、VSV、EGR),达到快速、准确、自动控制发动机工作的目的。
此外,还有故障自诊、备用系统等作用。
有ECM、MCU、EEC、PCM等名称。
二、 位置
A、驾驶室左、右侧或前侧,多见于日本车;
B、引擎室后侧,多用于欧美车,如BENZ、SANTANA;
三、 结构与工作
输入回路及A/D电路
将输入信号进行预处理,滤除干扰信号;A/D电路将模拟信号转换成数字信号。
微机
ECU的核心,将前级的输入信号和内存信息进行比较、计算后,输出控制命令给输出回路。ROM存储固定数据,即厂家的参数,RAM存储可变数据,如修正数据、故障码等,当备用电源断开后,RAM内的数据会丢失。
输出回路
将输出命令进行功率放大和阻抗匹配,增强带负载的能力。
电源电路
给ECU内部和传感器供电,外部有点火开关和EFI继电器,内部有稳压电路,将12V稳压为5V,此外还有单独供电的备用电源电路。装有步进电机的发动机,主继电器线圈由ECU的M-RELAY端控制,KEY OFF后继续通电几秒钟,让电机回到开度最大位置。
四、 检测
1.检查各工作电压和接地是否正常,工作电压或接地不正常,ECU会出现莫明其妙,不可思议的故障;
2.检查5V稳压是否正常,给传感器供电的5V电压是否正常,否则为ECU内稳压电路故障;
3.检测与故障相关的输出信号是否正常,若不正常,检查有关的输入信号,若正常,则ECU可能有故障。
4.检查中应注意ECU是否启动防盗系统或备用系统。
五、 常见故障
1.现象:发动机不能工作,CHECK灯不亮。
原因:ECU电源或ECU有故障。
2.现象:KEY ON时就有跳火和喷油现象。
原因:主继电器触点烧蚀,电源电路电阻偏大,搭铁不良,工作电流变小,ECU工作不正常。
3.现象:点火不正常、喷油不正常等故障。
原因:ECU内的相关电路有故障。
废气再循环系统
一、 作用
将部分废气从排气管引回到进气管和可燃混合气混合后送入气缸内,降低燃烧速度,减少NXO的生成。
二、 系统组成
由再循环阀、调节阀、真空电磁阀等组成。
三、 系统的工作原理
ECU给真空电磁阀通电后,电磁阀打开,真空吸力经调节阀调节后作用于再循环阀,再循环阀阀门打开,废气经阀门进入进气管内;可燃混合气中混有了废气,燃烧速度放慢,燃烧室的最高温度下降,NXO减少。
调节阀的作用在于发动机处于不同负荷(节气门开度)时,调节真空吸力的大小,改变再循环阀的开度,从而控制循环的废气量;即可变EGR率的EGR系统。
EGR工作后,发动机的动力将受到影响,因此,它在怠速、大负荷、加速等工况下是不工作的,它的工作条件为水温大于55度,发动机处于中、小负荷。
四、 检测
1.主要检查再循环阀阀门能否正常开启和关闭,因为阀门通过废气的温度很高且带有腐蚀性;不起动发动机,拆下废气管,吹气检查阀门是否关闭良好,用真空泵施加真空,阀门是否正常开启。
2.检查各连接管路有无松、脱现象;检查电磁阀是否良好。
五、 常见故障
现象:发动机动力下降
原因:EGR阀关闭不严。
汽油蒸气回收系统
一、作用
收集汽油箱内的汽油蒸气,引回到进气管和可燃混合气混合后送入气缸内燃烧,减少汽油挥发和因此而造成的污染。
二、系统组成
由油气分离阀、双向阀、碳罐、电磁阀等组成。
三、系统的工作原理
油箱内汽油蒸气压力高达一定程度时,蒸气顶开分离阀和双向阀,被碳罐内的活性碳吸收;ECU给电磁阀通电后,电磁阀打开,节气门内的真空吸力将活性碳吸收的汽油蒸气吸入进气管内,送入气缸内燃烧,避免了浪费和污染。
EVAP工作后,因为吸收的蒸气很少,A/F会因此而增大,发动机的动力将受到影响,因此,它在怠速、大负荷、加速等工况下是不工作的,它的工作条件为水温大于55度,发动机处于中、小负荷。
四、检测
检查各连接管路有无松、脱现象;检查电磁阀是否良好。
五、常见故障
现象:发动机动力下降
原因:电磁阀关闭不严,真空管路开裂或脱落。
解码器(扫描仪)
一、 作用
和ECU进行通讯,读取ECU内的故障代码、数据,监测ECU的工作情况,有助于分析故障;可对ECU内的某些参数进行设置。
二、 常见类型
1.专用型:用于检测相应的车型,如1551、1552等。
2.通用型:用于检测大部分车型,如电眼睛、金德、SCANNER MT2500、OTC等。
三、优、缺点简介
1.优点:读码(特别是OBD-2),读取数据流,动态ECU工作数据监察,参数设置(视车型而定)。
缺点:升级,不具备思考和诊断能力、对人员要求高,
检测结果不一定准确。
四、检测实例
1.通用鲁米娜,怠速高达1500RPM,CHECK灯不亮。
接上解码器,读取发动机的有关数据,发动机起动后,步进电机的步级为50,转速1500,接着步级逐渐减少,但转速保持不变,最后步级回到0,转速仍为1500;根据检测结果,认为ECU已经检测到转速偏高,并向ISCV输出关小开度的命令,但ISCV没有执行,最终输出开度为0时,转速仍维持原状;经过分析,认为ISCV或其线路有故障,检查后发现为ISCV有一组线圈开路,更新后发动机工作恢复正常。
2.福特水星,发动机动力不足,CHECK亮。
接上解码器,读故障码为31,按资料系氧传感器或混合气比例有故障,喷油量和点火提前角正常,而氧传感器本身对发动机的工作影响应该说是不大,因此认为是供油系统有故障,造成混合气过稀,后来检查发现电动汽油泵泵油量不足,更新后故障排除。
3.凌志300,发动机冒黑烟,CHECK亮。
接上解码器,读故障码为27,按资料系副氧传感器或混合气有故障,怠速时喷油量为4.2MS,偏多,经检查发现叶片式MAF被人调过,拆开外盖,将回位弹簧逐步调紧,同时观察喷油量的变化,最后调至2.6MS后发动机恢复正常。
实训十至十七详见实训指导书。
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