汽车发动机电控系统检修教案.doc

汽车发动机电控系统检修
一、 汽车发动机电控系统检修基础
（一） 汽油机电控系统的布局
1、 汽油机电控系统的组成
汽油机电控系统一般由传感器、电控单元（ECU）和执行器三部分组成。利用AJR发动机台架或丰田8A发动机台架对照教材2页图1-1讲解
2、汽油机电控系统各元件的安装位置
利用AJR发动机台架或丰田8A发动机台架对照教材2页图1-2及表1 讲解
3、AJR发动机电控系统电路图
电路图见书第272-273页
（二） 发动机电控系统故障诊断基础知识
1、发动机电控系统故障的基本诊断程序
根据描述试车测试
查出故障点并排 除
万用表检测和示波器检测
诊断仪检测

基本检 查

2、 发动机电控系统常见故障及原因
（1） 传感器故障
（2） 执行器故障
（3） 电控元器件故障
3、 发动机电控系统故障诊断基本原则
（1）先外后内（2）先简后繁（3）先熟后生
（4）代码优先（5）先思后行（6）先备后用
4、发动机电控系统维修安全及注意事项
见书9-10页的内容
AJR发动机各传感器的名称、功用及安装位置 表1
名 称
功 用
安 装 位 置
空气流量计
将发动机吸入的空气量转换成电信号送至ECU是决定喷油量的基本信号
AJR发动机安装在空气滤清器与节气门之间
曲轴位置传感器
检测发动机转速和曲轴转角转换成电信号送至ECU是决定喷油量的基本信号
安装在曲轴后端
冷却液温度传感器
将发电机冷却液温度转换成电信号送至ECU是决定喷油量的修正信号
安装在发动机缸体后的（五通）水套上
进气温度传感器
将进气温度转换成电信号送至ECU是决定喷油量的修正信号
安装在进气管上
节气门位置传感器
检测节气门的开度和开度变化速率转换成电信号送至ECU是决定喷油量的修正信号
安装在节气门体上
氧传感器
通过监测排气中含氧量来测定空燃比并将它转换成电信号送至ECU是决定喷油量的反馈信号
安装在排气管上
凸轮轴位置传感器
检测凸轮轴的转角位置换成电信号送至ECU是决定喷油时刻的正时信号
安装在凸轮轴
（三）发动机电控系统常用检测诊断设备
发动机电控系统常用检测诊断设备有：诊断跨接线、测试灯、万用表、手持式真空泵、真空表、汽缸压力表、燃油压力表、汽车故障检测仪、汽车发动机综合性能分析仪、尾气分析仪、汽车专用示波器、听诊器等。
参考书中的内容向学生分别讲解各设备的结构、特性、作用、功能及使用方法，以我校现有的车博士诊断仪和EA3000为例，介绍其使用方法。

二、发动机检测项目
（一）动态基准测试（27页）
电控发动机的基本运转参数指的是：
发动机的怠速转速、燃油系统油压、点火提前角等。
通过发动机动态基准测试，可以测量发动机运行过程中的基本运转参数及执行器的基本工作情况，为判断发动机工作是否正常提供依据。
1、 发动机怠速转速的测试与调整（以30页AJR发动机为例）
（1） 怠速的检测
① 测试条件
A、 排气系统无泄漏
B、 发动机冷却液温度﹥80℃
C、 蓄电池电压不小于11.5V
D、 关闭空调和其他用电设备
E、 选挡手柄位于P或N挡（自变器车辆）
F、 节气门拉索位置调整正确
② 测试方法与步骤
A、 关闭点火开关，连接并打开车博士诊断仪，启动发动机，使其怠速运转，使车辆达到测试条件后，进入诊断仪的发动机系统，
B、 选择测量数据流，再输入组号003，显示区域1显示发动机转速，显示区域2显示蓄电池电压，显示区域3显示冷却液温度，显示区域4显示进气温度。
C、 改变输入组号为005，显示区域1显示发动机转速（怠速转速），显示区域2显示发动机转速（设定值），显示区域3显示怠速稳定控制值（怠速控制），显示区域4显示怠速空气流量。检查显示区域1显示的发动机的怠速转速，AJR发动机标准值为800±30R/MIN
（2） 怠速的调整
AJR发动机怠速转速是由发动机电控单元预先设置的，使用中不需要调整。但却需要调整时，应使用诊断仪先登录后再作调整。
2、 燃油系统油压的检测（以AJR发动机为例）
为保证燃油供给系统在发动机各种工况都能供给足够的燃油，燃油供给系统的供油量要远远大于用油量AJR发动机的油压表准为：250-300KPA左右。
AJR发动机油压的检测方法：
燃油压力的检测包括：初始油压检测、怠速油压检测、加速油压检测、性能油压检测和残余油压检测。
燃油压力的检测，使用燃油压力表进行，检测时应将燃油压力表接在燃油滤清器与油轨之间的管路中，安装燃油表前应先将输油管路中的油压卸除，以防高压燃油从拆卸处喷洒出来，而引起火灾。
卸压方法是：拔下燃油泵继电器，或燃油泵保险丝。也可拔下燃油泵导线插接器插头。然后起动发动机，直至发动机自燃熄火后，再将发动机起动2-3次。拆卸管路时还需将抹布垫在拆卸处下方，以吸附漏出的残油。然后将燃油压力表安装在管路中。
（1）初始油压的检测与分析
检测：打开点火开关，不起动发动机，15S后观察燃油压力表，此时指示为初始油压，其标准为2.7-3.1Kgf/C㎡（264-304KPa）。
分析：初始油压如不正常，将影响发动机的起动性能。
（2）怠速油压的检测与分析
检测: 起动发动机并使其怠速运转，观察燃油压力表。此时指为怠速油压，其标准为2.5Kgf/C㎡左右（240-250KPa）。
分析：怠速油压不正常，将影响发动机怠速性能，使发动机怠速运转不稳。
（3）加速油压的检测与分析
检测:将发动机在怠速下急加速，并观察燃油压力表。其油压应随节气门的开大而升高。其标准为：能从怠速油压上升到至初始油压。
分析:加速油压不正常，将影响发动机的加速性能。使发动机加速迟缓。
（4）性能油压的检测与分析
检测：使发动机怠速运转。用钳子夹住油压调节器回油管，同时观察燃油压力表，此时的油压表指示为性能油压，其标准为怠速油压的2-3倍。
分析: 性能油压不正常。将影响发动机的加速性能和动力性能。使发动机动力下降。
（5）残余油压的检测与分析
检测：将发动机熄火并马上观察燃油压力表，其指示值不能低于1.45—1.55kgf/C㎡（142-152KPa）。且在30分钟内无下降。
分析：残余油压不正常,将影响发动机的再起动性能.
以上油压检测如不符合标准。其原因有：油压调节器损坏，燃油滤清器堵塞，燃油泵性能变差，及喷油器关闭不严，应维修或更换。
检测完毕应先卸除油压（方法见前述），再将燃油压力表拆除。并恢复原管路连接，打开点火开关同时，用钳子夹住回油管。查看管路应无漏油。
3、 喷油器的就车试验
（1） 听诊法
在发动机运转时，通过检查喷油器的工作声音来判断其是否工作。可用专用工具（听诊器）或用改锥接触喷油器用耳听的办法来检查。
（2）断缸法
在发动机怠速情况下，分别拔下各喷油器的插头，看断开每个喷油器时，发动机转速变化情况，若断开某个喷油器时，发动机转速有明显变化则该喷油器工作正常，否则该喷油器工作不正常。
（3）发光二极管法
用发光二极管制成的试灯接在喷油器插头上，观察二极管试灯在发动机运转时有无闪烁，有闪烁则表明控制线路无故障，否则，有故障。
4、 进气系统密封性的检测
进气管真空度反映了进气管内进气压力与外部大气压力之差，它表征气缸组和进气管的密封性，真空度的检测用真空表进行，也可用发动机综合分析仪检测。
检测前，应使发动机温度正常，怠速转速值和点火系统正常。检测时，将真空表通过软管和进气管连接，然后起动发动机，在发动机怠速运转时，真空表指针应稳定地指在57～70Kpa范围内，当迅速将节气门开启后再迅速关闭时，真空表指针应随之摆动在6.76～84.44Kpa之间，表明真空技术状况良好，否则应检修节气门体与进气总管、进气总管与进气歧管、进气歧管与气缸盖间的密封情况，以及节气门体内腔与节气门有无缝隙、节气门轴是否卡滞，节气门钢丝拉索及节气门限位螺针位置是否有不当等情况。
（二）自诊断故障码的读取与清除（45页）
1、故障码的读取与清除（以AJR发动机为例）
故障码的读取条件：
蓄电池电压应大于11.5V，系统保险丝正常，搭铁线连接可靠，试车运行至少在220S，其中在发动机冷却水温度＞70℃的情况下运行174S，在高速下运行6S，运转之中至少有一次发动机转速达到2200R/MIN.
AJR发动机电控系统故障码见书54页表2-5
读取与清除故障码根据诊断仪的显示屏显示执行。
2、利用故障码诊断故障的局限性
（1）灯亮不一定表明有故障
（2）没有故障码输出，电控系统不一定没故障
（3）有故障码显示，代码所指系统不一定有故障。
3、最终控制诊断
用诊断仪进行各项动作测试。
（三）匹配与调整（61页）
1、发动机电控单元的更换与编码
（1）发动机电控单元的更换
更换发动机电控单元前要用车博士诊断仪连接诊断接口，进入发动机系统，查看电控单元原编码，然后用工具拆除并更换。
（2）发动机电控单元的编码
安装新的电控单元后，连接导线插头、插座，打开点火开关，用车博士诊断仪进入发动机系统，选择控制单元编码，输入原编码后确定，关闭点火开关，然后再打开，新的编码将起作用。
2、发动机电控单元与节气门控制部件的匹配
匹配前提：电控单元内没有故障码存储。
匹配方法：连接车博士诊断仪，打开点火开关，进入发动机系统，选择基本设定，输入组号098点击执行，等到显示调整完毕，退出。
3、发动机电控单元与防盗器控制单元的匹配
发动机电控单元更换后，必须进行防盗器控制单元的匹配。
匹配前提：必须使用一把合法的钥匙。
匹配方法：连接车博士诊断仪，打开点火开关，进入仪表系统，选择匹配，输入000组号，确认后关闭点火开关，再次打开点火开关后。匹配成功。
4、汽车点火钥匙的匹配
（1）匹配说明：（见书第65页）
（2）匹配条件：①准备好要匹配的所有钥匙，②熟记密码
（3）方法步骤：
①连接车博士诊断仪，打开点火开关，进入仪表系统，选择登录。
②输入密码。
③登录成功后选择匹配，输入021组号，确认。
④输入要匹配的钥匙数，更改匹配值。
⑤关闭点火开关，拔出钥匙，插入下一把钥匙，再打开点火开关，等组
合仪表防盗指示灯熄灭后，关闭点火开关。
⑥重复步骤⑤直到把所有的钥匙都匹配完。结束。
（四）数据流的读取与分析（68页）（以88页-92页AJR发动机为例）
数据流是电控单元、传感器、执行器间交流的数据参数，通过诊断仪读出这些数据，可以检测到各种传感器和执行器的工作状态，是检测电控系统的有效手段。
1、 1、读取条件：
（1）发动机冷却液温度﹥80℃
（2）关闭空调和其他用电设备
（3）选挡手柄位于P或N挡（自变器车辆）
（4）消除电控单元内的故障码
2、读取步骤：
（1）连接诊断仪，使发动机怠速运转，选择发动机系统。
(2) 选择读取数据流功能。
AJR发动机的数据流见书88页-92页表2-44
（五）波形的读取与分析（94页）（该课题的内容为机动内容，）

三、汽油机电控部件的检测
（一）传感器的检测
1、空气流量计
（1）主要故障
作为发动机ECU计算喷油量的主要依据，如果空气流量计存在故障，将会使发动机混合气过浓或过稀。空气流量计的主要故障及现象，如下表。
主要故障
可能产生的原因
传感器线束与搭铁线开路或短路
1.发动机启动困难
2.发动机怠速发抖
3.加速性能差，且有回火
4.油耗大
传感器线束插接器松动或污损
传感器接线端子锈蚀造成阻值过大
传感器内部损坏
（2）检测
AJR发动机采用热膜式空气流量计，如图3-1，其与ECU的检测如图3-2

图3-1热膜式空气流量计

图3-2

图3-2
2、曲轴位置传感器
（1）主要故障

曲轴位置传感器的主要故障及现象

（2）检测
AJR发动机采用磁脉冲式曲轴位置传感器，曲轴转速传感器电路图及接线如图3-3所示，其检测步骤如下表：

图3-3 AJR发动机曲轴转速传感器电路图及接线

3、凸轮轴位置传感器
（1）主要故障
凸轮轴位置传感器主要故障及现象

（2）检测
AJR发动机采用霍尔式凸轮轴位置传感器，该传感器电路图及插接器端子如图3-4

图3-4 AJR发动机凸轮轴位置传感器电路图及插接器端子

AJR发动机凸轮轴位置传感器检测步骤如下：

4、发动机温度传感器
（1）主要故障

发动机温度传感器故障及现象

（2）检测
①冷却液温度传感器
AJR发动机冷却液温度传感器是一个负温度系数的热敏电阻NTC。该传感器的监测方法如下：

AJR发动机冷却液温度传感器的检测电路图及插接端子检测

②进气温度传感器
AJR发动机进气温度传感器的检测如下：

其电路图如图3-5

图3-5

5、氧传感器
（1）主要故障
氧传感器主要故障及现象：

（2）检测
AJR发动机采用自加热氧化钛式氧传感器。
①就车检测

②从车上拆下后的检测

6、爆震传感器
（1）主要故障
爆震传感器主要故障及现象

（2）检测
AJR发动机均采用两个爆震传感器，分别安装在汽缸体进气

管侧第1、2缸和第3、4缸之间。爆震传感器发生故障时，发动机ECU检测到故障信息后，使发动机进入备用功能下运行，此时各缸都相应推迟点火提前角约15度，发动机功率明显下降。图12所示为AJR发动机爆震传感器的电路及线束插头。

图3-6 AJR发动机爆震传感器的电路及线束插头

AJR发动机爆震传感器的检测方法

7、节气门位置传感器
（1）主要故障
节气门位置传感器主要故障及现象

(2)检测
AJR发动机采用节气门直动式怠速控制系统，即节气门控制组件J338。该组件包括节气门位置传感器（G69）、怠速节气门位置传感器（G88）、怠速开关（F60）和怠速直流电机（V60）。它安装在节气门上。节气门控制组件，如图3-7、3-8所示。

图3-7 节气门控制组件

图3-8节气门控制电路图及8针插头

节气门控制组件的检测如下：

（二） 执行器的检测
1、电动燃油泵
（1）主要故障
电动燃油泵主要故障及可能产生的现象

（2）检测
①电动燃油泵就车检查如下表

②电动燃油泵部件检查

2、喷油器
（1）主要故障
喷油器主要故障及现象

（2）检测
AJR发动机采用的是高阻值喷油器。在确认发动机转速传感器、汽油泵继电器均正常的情况下进行检测，方法如下：

3、点火装置主要部件
（1）主要故障
点火装置的主要故障

（2）检测
AJR发动机采用双缸同时点火方式，四个汽缸共用两个点火线圈，即一个点火线圈高压回路有两个火花塞。

点火装置的检测方法：

4、活性碳管电磁阀
（1）主要故障

（2）检修

（三）发动机电控单元的检测
1、主要故障

2、控制系统的检修
控制系统的检修，主要是线路的检修。为了检修时查找线路的方便，图 给出了M3.8.2ECU的接线插座。

发动机ECU为80个端子，接线与一个52个端子的插头和一个28个端子的插头相连接。
（1）线路的检测
关闭点火开关，从ECU上拔下插头，再拔下要检测的组件插头，检测其接线的电阻。检测时，为了避免损坏电子组件，要注意量程必须符合检测条件。检测项目如表。
检测步骤
检测项目
检测部位
额定值（Ω）
ECU插座端子号
组件插座端子号
1
至空气质量计（G70）
11
4
<0.5
12
3
<0.5
13
5
<0.5
2
节气门控制部件（J338）
至节气门定位器（V60）
66
1
<1
59
2
<1
至怠速开关（F60）
69
3
<0.5
至节气门电位计（G69）
62
4
<0.5
至怠速开关（F60）
75
5
<0.5
67
7
<0.5
至节气门定位电位计（G88）
74
8
<0.5
怠速开关闭合
67与69

<1
怠速开关打开
67与69

∞
3
至水温传感器（G62）
67
1
<1
53
3
<0.5
4
至进气温度传感器（G72）
54
1
<0.5
67
2
<1

5
至发动机转速传感器（G28）
发动机搭铁点
1
<0.5
63
2
<0.5
56
3
<0.5
6
D26
<0.5
6
至氧传感器（G39）
保险丝530
1
通
27
2
<20
25
3
<1.5
26
4
<1.5
7
至点火线圈（N152）
搭铁点
4
通

2与D23
通
78
3
<0.5
71
1
<0.5
8
至霍尔传感器（G40）
62
1
<0.5
76
2
<0.5
67
3
<1
9
至活性炭罐电磁阀（N80）
15
2
<0.5
保险丝530
1
通
10
至空调压缩机
8
压缩机电磁开关插头触点
<0.5
10
至空调压缩机
10
空调（A/C）开关
<0.5
11
至车速传感器
20
3
<0.5
12
至爆震传感器（G61）
68
1
<0.5
67
2
<1
2
3
<0.5
13
至爆震传感器（G66）
60
1
<0.5
67
2
<1
2
3
<0.5
14
至1缸喷油器（N30）
73
2
<1.0
15
至2缸喷油器（N31）
80
2
<1.0
16
至3缸喷油器（N32）
58
2
<1.0
17
至4缸喷油器（N33）
65
2
<1.0
（2）组件的检测（接ECU）
在进行各组件检测时，应首先检查蓄电池电压是否正常，汽油泵继电器、保险丝是否正常。其组件检测步骤
检测步骤
检测项目
检测条件（附加操作）
检测部位
额定值
1
1～4缸喷油器电阻
关闭点火开关，拔下1～4缸喷油器插座
插座两端子
13～18Ω
2
1～4缸喷油器供电电压
喷油器插座端子1和喷油器保险丝间线路正常
插头端子1和发动机搭铁点
蓄电池电压
3
汽油泵继电器
关闭点火开关，从中央拔下汽油泵继电器，测2号位继电器上端子4和搭铁点

接近12V
4
氧传感器（λ传感器）加热装置
关闭点火开关，拔下氧传感器4个端子的插头
插座端子1和2
1～5Ω（电阻随温度升高）
5
氧传感器输出电压
发动机正常工作，改变工况
插座端子3和4
0.1～0.3V与0.7～1.1V间变化
6
氧传感器供电电压
加热正常，打开点火开关
插头端子3和4
蓄电池电压
7
活性碳罐电磁阀（ACF阀）
关闭点火开关，拔下插头
插座两端子
22～30Ω
8
节气门电位计（G69）
关闭点火开关，拔下插座，再打开点火开关
插头端子5和7
约5V
9
节气门定位电位计（G88）
关闭点火开关，拔下插座，再打开点火开关
插头端子4和7
约5V
10
空气质量计（G70）供电电压
汽油泵继电器和保险丝正常
插头端子4和搭铁点
约5V
11
发动机转速传感器
关闭点火开关，拔下发动机转速传感器插头
插座端子2和3
480～1000Ω
12
发动机ECU供电电压
蓄电池电压高于11V，保险517正常，关闭点火开关
打开点火开关
V.A.G1598/22测试盒端子3和2
V.A.G1598/22测试盒端子1和2
接近蓄电池电压
接近蓄电池电压
13
爆震传感器输出电压
发动机运转
插座端子1和2
0.3～1.4V
14
霍尔传感器（G40）输出电压
拔下插座，打开点火开关
插座端子1和3
接近5V
15
霍尔传感器（G40）输入电压
拔下插座，打开点火开关
插头端子2和3
接近蓄电池电压

（3）更换发动机控制单元
①关闭点火开关，用手抽拉出控制单元插头的插销，就可以拔下插头，装上时，插上即可使控制单元线束插头与控制单元相连。
②装复后，须进行控制单元编码的节气门控制部件单元匹配。

四、电子控制燃油喷射系统的故障诊断
发动机电子控制燃油喷射系统常见故障有：不能正常起动或起动困难，发动机怠速不良，发动机加速不良，发动机动力不足和油耗过大等。
诊断电子控制系统发动机的故障时，可根据其故障现象依据原理分析原因，然后按一定的方法和步骤进行排查。方法和步骤应依照：由简到繁，由表及里，循序渐进，代码优先的原则来进行。
（一）不能正常起动或起动困难的故障诊断
1、故障现象： 点火开关旋至起动（STA）档后，起动机能带动发动机运转，且运转的转速能达到最低起动转速以上，但发动机不能起动着车或启动多次后才能着车。
2、故障原因：
（1）电子控制系统电源缺失。
（2）点火系统无点火高压电或高压火花若弱。
（3）燃油供给系统无初始油压或初始油压低。
（4）空气供给系统有严重堵塞或漏气。
（5）喷油器有故障或无驱动脉冲信号。
（6）发动机转速与曲轴位置传感器信号不良。
（7）冷却水温度传感器信号不良。
（8）起动信号（STA信号）缺失。
（9）气缸压缩压力低。
（10）电子控制单元（ECU）损坏。
3、诊断程序步骤下表

打开点火开关至ON档，观察仪表板故障灯显示情况

（二）发动机怠速不良的故障诊断
1、故障现象：发动机起动后，在怠速下运转出现转速不稳，上下波动，有时转速过高有时转速过低甚至造成灭车而停机。
2、故障原因：
（1）进气系统过脏或不密封有漏气。
（2）附加空气阀工作不良。
（3）怠速电控阀工作不良。
(4）空气流量计或进气管绝对压力传感器工作不良。
(5）节气门位置传感器工作不良。
(6）怠速调整或设置不当。
(7）节气门限位螺钉位置不当或拉索过紧和有卡滞，使节气门回不到位，关不严。
(8）冷却水温度传感器工作不良。
(9）氧传感器工作不良。
(10）初始点火提前角（正时）不正确。
(11）个别气缸不工作。
(12）怠速油压不正常。
(13）喷油器工作不良。
(14）气缸压缩压力低。
3、诊断程序步骤见下表

检查空气滤清器、节气门体及空气供给管路是否过脏

检测真空度

（三）加速不良，动力不足故障诊断
1、故障现象：
车辆行驶过程中，踩下加速踏板后，发动机转速变化响应迟缓，车速不能马上提升，甚至有后坐现象，车辆不能到达最高车速，负荷大，车辆爬坡性能差。
2、故障原因:
（1）进气系统有堵塞或密封不严。
（2）初始点火提前角（正时）严重偏离。
（3）点火系统不正常。
（4）发动机转速与曲轴位置传感器信号不良。
（5）节气门位置传感器信号不正常。
（6）空气流量计或进气管绝对压力传感器信号不正常。
（7）喷油器喷油量不正常。
（8）加速油压及性能油压不正常。
（9）爆震传感器信号不良。
3、诊断程序步骤：
（1）检查进气系统是否有堵塞；检查空气流量计后的进气系统是否有漏气。如是排除。
（2）用正时灯检测点火正时是否正确
（3）调整或检测G信号
（4）用诊断仪器调取故障码和读取动态数据流
（5）有码或数据流不正常检查各传感器
包括：发动机转速与曲轴位置传感器、空气流量计或进气管绝对压力传感器、节气门位置传感器、爆震传感器等。
（6）用示波器检查点火系统的点火击穿电压及电火花持续时间是否符合标准
（7）检测加速油压及性能油压是否正常
（8）检测点火线圈、火花塞及高压线
（9）检测喷油器的喷油量及雾化情况
（10）检查电动燃油泵、油压调节器、汽油滤清器
（四）油耗过大的故障诊断
1、故障现象：
发动机动力良好。但油耗过大，有时排气管冒黑烟。
2、故障原因：
（1）水温传感器线路端子氧化接触压力小。
（2）水温传感器特性变化。
（3）节气门位置传感器特性变化。
（4）空气流量计或进气管绝对压力传感器特性变化。
（5）氧传感器损坏。
（6）油压调节器损坏使油压过高。
（7）油压调节器真空软管脱落，破裂。
（8）喷油器有渗漏。
3、诊断程序步骤见下表：
有
检修故障处

拨下冷却水温度传感器接线插接器，观察端子接触情况和有无氧化