《电喷发动机空气供给系统故障与维修》毕业论.doc

1 摘 要 电喷发动机是以 ECU 电控单元为核心，在发动机上不同部位的各种传感器，测出发 动机各种不同工况下的工作参数，按电控单元存储器器（RAM）中设定的控制程序，使 发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气，从而使发动机获得良好的燃油经济性 和排放性。空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、 怠速空气调整体、谐振腔、动力腔、进气歧管等组成。发动机工作时，ECU 通过调节节 气门的开度，依次来改变进气量，控制发动机的运转。进入发动机的空气经空气滤清器 虑去尘埃等杂质后，经空气流量计，沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分配到各 个缸中。空气供给系统一旦出现故障就会严重影响发动机的工作性能，空气供给系统故 障常见的现象，怎样适时诊断出空气供给系统出现的故障，并及时的排除，使发动机稳 定的工作，是本文探讨的重点。 关键词：电喷发动机 空气供给系统 故障 维修 ABSTRACT EFI engine ECU unit is at the core, the use of engine installed in different parts of the sensor, Detect a variety of different conditions of engine operating parameters, in accordance with the ECU memory device （RAM）in the control procedures set up so that the engine in a variety of conditions can be the best concentration of the mixture, so that the engine good fuel economy and emissions of. Air supply system is mainly by the air filter, air flow meter, inlet air pressure sensor, throttle body, idle air adjustment body cavity, power cavity, such as intake manifold components. Engine work, ECU through the accelerator pedal opening the throttle, turn into the gas to change to control the operation of the engine. Air into the engine through the air filter out dus and other impurities into account, after the air flow meter, throttle channel into the driving force along the cavity, then the intake manifold of the distribution to each cylinder. Once the air supply system failure would seriously affect the engine performance, air supply system failures, and a common phenomenon and how to timely diagnosis of the air supply system failures, and exclusions in time to make the engine stable employment is discussed in this article focus. Key Words：EFI engine The air supply system Fault Maintenance 2 绪论 电控系统的主要功用就是根据各种传感器的信号，由计算机进行综合分析和处理， 3 通过执行装置控制喷油量等使发动机油最佳性能。空气供给系统主要组成由空气滤清器、 空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速空气调整体、谐振腔、动力腔、进气歧 管等。电喷空气供给系统的主要工作原理是：发动机工作时，空气经空气滤清器虑去尘 埃等杂质后，经空气流量计，进入发动机的沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分 配到各个缸中。ECU 根据空气流量计(L)型或进气歧管压力传感器(D)型和转速传感器的 信号确定空气流量，在根据传感比要求即进气量就可以确定每一个循环的基本供油量， 然后根据各种传感器的信号进行点火提前角、温度、节气门开度、空燃比等各种工作参 数的修正，最后确定某一工况下的最佳喷油量。ECU 通过控制节气门的开度，依次改变 进气量，控制发动机的运转。空气供给系统一旦出现故障就会严重影响发动机的工作性 能，致使发动机达不到理想的空燃比，影响发动机的动力性和排放性。因此本着快速、 准确、有效的诊断是保证汽车运行安全，提高经济性，减少排放和降低噪声，提高维修 效率、降低维修成本，并延长汽车使用寿命的前提，我们要对这些故障进行及时检测分 析和排除。 第一章 发动机电喷系统概述 1.1 电喷系统综述 1.1.1 电喷系统的新概念 4 电喷系统的实质就是一种新型的汽油 供给系统。化油器利用空气流动时在节气 门上方的喉管处产生负压，将浮子室的汽 油连续吸出，经过雾化后输送给发动机， 汽油喷施系统则是通过采用大量的传感器 受各种工况，根据直接或间接检测的进气 信号，经过计算机判断和处理，计算出燃烧时所需的汽油量，然后将加一定压力的汽 油经喷油器喷出，供发动机使用。 1.1.2 电喷系统的优缺点 电控发动机系统取消了化油器供油系统中的喉管，喷油位置在节气门的下方或缸 内，有计算机控制喷油器的精准喷射量。与化油器式发动机比，电喷系统有以下优点： 1)提高了发动机的充气系数，从而提高了发动机的输出功率和扭矩。这是因为电 喷系统当中没有了喉管，减少了进气压力损失；汽油喷射是在进气歧管附近，只有通 过进气歧管，这样可以增加进气歧管的直径，增加进气歧管的惯性作用，提高进气效 率。 2）根据发动机负荷的变化，精准控制混合气的空燃比，适应各种工况，使燃烧 更充分，降低油耗，减少排气污染，而且响应速度快。 3）可均匀分配到各缸燃油，减少了爆震现象，提高了发动机工作的稳定性，同 时也降低了废气排放和噪声污染。 4）提高了汽车的使用性能。在寒冷的冬季，化油器主喷油管易结冰上冻，而电 喷系统没有结冰上冻现象，所以提高了冷启动性能。另外电喷系统提供的是高压供油， 喷出的气雾滴较小，能与空气同时进入燃烧室混合，因而响应速度快，加速性能好。 电喷系统与传统系统相比可以使油耗降低5%-15%，废气排放量减少 20%左右 发动机功率提高 5%-10%。电控系统无论从燃油经济性发动机动力性，还是排气和噪 声等方面都具有传统系统无法比拟的优越性。电喷发动机系统的缺点就是在于价格偏 高，维修要求高。 1.1.3 电喷系统的组成和工作原理 按其部件功用来看，电喷系统的组成主要有：空气供给系统（气路）、燃油供给 系统（油路）和电子控制系统（电路）三大部分。 1.2 空气供给系统 作用：为发动机提供清洁的空气并控制发动机的正常工作时的进气量。 组成：由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速空气调整体、 谐振腔、动力腔、进气歧管等。 5 工作原理：发动机工作时，空气经空气滤清器后，通过空气流量计（L 型）节气门 体进入近期总管，在通过进气歧管分配给各缸。节气门体中设置有节气门，从而控制进 入发动机的空气量，进而控制发动机的输出功率。在节气门的外部或内部设有与主进气 道并联的旁通带速进气通道，并由怠速控制阀控制怠速时进气量。 L 型流经怠速控制阀的空气首先经过空气流量计测量。 D 型进气歧管压力传感器测量的是进气歧管内的绝对压力，流经怠速控制阀的 空气也在此检测范围之内。怠速控制阀由 ECU 直接控制。 1.3 燃油供给系统 作用：向汽缸提供燃烧所需的燃油。 组成：汽油泵、汽油滤清器、压力调节器、喷油器等。 工作原理：在电控汽油喷射系统中汽油经汽油泵从油箱中泵出经汽油滤清器等输送 到喷油器和冷启动喷油器，调节器与喷油器并联，保证油压差不变。 1.4 电子控制系统 功用：根据各种传感器的信号，由计算机进行综合处理分析，通过执行元件控制执 行，使发动机具有最佳性能。 组成：主要由传感器、ECU、执行器三大部分组成。 工作原理：ECU 根据空气流量计(L)型或进气歧管压力传感器(D)型和转速传感器的 信号确定空气流量，在根据传感比要求即进气量就可以确定每一个循环的基本供油量， 然后根据各种传感器的信号进行点火提前角、温度、节气门开度、空燃比等各种工作参 数的修正，最后确定某一工况下的最佳喷油量。 第二章 空气供给系统的主要装置的结构与工作原理 电喷发动机是以电控单元为核心，利用安装在发动机上不同部位的传感器，测出发 动机各种不同工况下的工作参数，按照汽车制造厂电控单元存储器器中设定的控制程序， 使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气，从而使发动机获得良好的燃油经济 性和排放性。空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门 体、怠速空气调整体、谐振腔、动力腔、进气歧管等组成。有些发动机为了提高气压曾 6 加充气量，应用了涡轮增压技术和二次进气技术。发动机工作时，驾驶员通过加速踏板 操纵节气门的开度，依次来改变进气量，控制发动机的运转。进入发动机的空气经空气 滤清器虑去尘埃等杂质后，经空气流量计，沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分 配到各个缸中。 图 2-1 空气供给系统 1.空气滤清器 2.进气温度传感器 3.进气室 4.大气压力传感器 5.节气门体 6.怠速阀 2.1 空气滤清器 2.1.1 空气滤清器的作用 发动机在工作过程中要吸进大量的空气，如果空气不经过滤清，空气中悬浮的尘 埃被吸入气缸中，就会加速活塞组及气缸的磨损。较大的颗粒进入活塞与气缸之间， 会造成严重的 “拉缸”现象，这在干燥多沙的工作环境中尤为严重。空气滤清器装在化 油器或进气管的前方，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清 洁的空气。 2.1.2 空气滤清器的类型 按照滤清原理，空气滤清器可分为过滤式、离心式、油浴式、复合式几种。目前， 发动机中常用的空气滤清器主要有惯性油浴式空气滤清器、纸质干式空气滤清器、聚 氨酯滤芯空气滤清器等几种。惯性油浴式空气滤清器，先后经过惯性式滤清、油浴式 7 滤清、过滤式滤清三级滤清，后两种空气 滤清器主要通过滤芯过滤式滤清。惯性油 浴式空气滤清器具有进气阻力小，能适应 多尘多沙的工作环境，使用寿命长等优点， 以前在多种型号的汽车、拖拉机的发动机上采用。但这种空气滤清器滤清效率较低、 重量大、成本高、维护不便，在汽车发动机中已逐渐被淘汰。纸质干式空气滤清器的 滤芯采用经过树脂处理的微孔滤纸制成，滤纸多孔、疏松、折叠，有一定的机械强度 和抗水性，具有滤清效率高、结构简单、重量轻、成本低、保养方便等优点，是目前 应用最广泛的汽车用空气滤清器。聚氨酯滤芯空气滤清器的滤芯采用柔软、多孔、海 绵状的聚氨酯制成，吸附能力强，这种空气滤清器具有纸质干式空气滤清器的优点， 但机械强度低，在轿车发动机中使用较为广泛。后两种空气滤清器的缺点是使用寿命 较短，在恶劣环境条件下工作不可靠。 各种空气滤清器各有优缺点，但不可避免地都存在进气量与滤清效率之间的矛盾。 随着对空气滤清器的深入研究，对空气滤清器的要求也越来越高。近年来，出现了一 些新型的空气滤清器，如纤维滤芯空气滤清器、复式过滤材料空气滤清器、消声空气 滤清器、恒温空气滤清器等，以满足发动机工作的需要。 2.1.3 对滤清器的过滤要求 1.过滤精度高，滤出所有较大的颗粒（ 1- 2 um）。 2.过滤效率高，减少通过滤清器的颗粒数量。 3.防止发动机出现早期磨损 ，防止空气流量计损坏。 4.压差低，确保发动机有最佳的空燃比 ，降低过滤损失。 5.过滤面积大，容灰量高，使用寿命长 ，降低运营费用。 6.安装空间小，结构紧凑。 7.湿挺度高，防止滤芯出现吸瘪现象，造成滤芯被击穿。 8.阻燃。 9.密封性能可靠 。 10.性价比好。 11.无金属结构，利于环保，可再利用，利于储藏。 2.2 空气流量计 L 型空气流量计或 D 型空气流量计的进气压力传感器的作用是把测得的空气量信号转 换为电信号，并把此电信号送给 ECU，ECU 再根据接收到的电压信号和转速信号来决定 喷油量。 根据空气流量计测量原理的不同，空气流量计可分为叶片式、卡门旋涡式、热式三 种类型。空气流量计是 EFI 系统中最重要的传感器，在检测和维修的时候应该特别注意， 切忌碰撞，不要让污物进入流量计内，也不能随意将手或工具伸入流量计内，以免造成 流量计损坏，影响其测量精度。 8 叶片式空气流量计如图 2-2，它是基于力学原理的基础之上对发动机进气量进行测量， 它是一种传统的目前广泛应用的空气流量计，叶片式空气流量计工作原理如图 2-3。卡门 漩涡式空气流量计具有体积小、结构简单、进气阻力小等优点，日本丰田凌志 LS400、日本三菱车系和韩国现代车系的多数轿车均采用卡门漩涡式空气流量计。 卡门漩涡流量计按其检测方式可分为光学检测 和超声波检测两种类型。热式空气流 量计主要应用在 20 世纪 80 年代后生产的日本日产伯爵轿车和美国福 特车系轿车， 热式空气流量计的主要元件是热线电阻，可分为热线式和热膜式两种类型。其结构 与工作原理基本相同。 图 2-2 叶片式空气流量计 1.叶片式空气流量计如上图 2-2： （1）主要件功能：缓冲片，缓冲室内空气对 缓冲片的阻尼作用，使翼片转动平稳。旁通空 气调节螺钉，调节怠速时旁通空气量的大小， 从而调节怠速混合气的成分。电位计，翼片 转动的角度转换为电信号。 （2）工作原理如图 2-3，叶片全关时，没有 进气量，产生电压信号最强；叶片打开时， 进气量由小变大，产生电压信号有强变弱； 叶片全开时，进气量最大，产生电压信号最弱。 9 图 2-3 叶片式空气流量计工作原理 2.卡门漩涡式空气流量计 （1）光电式 结构与原理：卡门漩涡原理：流体流过涡流发生体时，流体会产生系列漩涡，且漩涡 频率与流体流速成正比。光电式传感器：由发光二极管、振动反光镜、光敏三极管组成。 漩涡频率通过压力孔使振动反光镜振动，光敏三极管接受因振动产生变化的光能，转化 为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比。 （2）超声波式 1）结构与原理：卡门漩涡原理：同上述，超声波式传感器：由超声波发射器、超声波 接受器组成。漩涡频率使超声波发射器产生的超声波发生变化，超声波接受器接受该超 声波转化为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比。 3.热线式空气流量： （1）组成：测试管，帕热丝，温度补偿电阻，控制电路板，外面还有金属防护网。等。 还带有自洁电路，熄火后自动加热帕丝 1000C 维持 1s，烧掉帕丝上的灰尘。 （2）工作原理 控制电路自动控制电桥平衡当进气量越大，因进气的散热使帕热丝电阻减小，电桥 平衡受到破坏。控制电路自动增大电流，增大帕热丝电阻使电桥重新恢复平衡。因电路 中电流的增大，使精密电阻的电位增大。该电位与进气量成正比，作为进气量信号电压 传输给发动机 ECU。 10 图 2-4 热线式空气流量计工作原理 4.膜式空气流量计，组成及原理 工作原理：与热线式相同，热膜： 帕金属片固定在树脂薄膜上。优点是提高可靠性和耐用性，不粘附灰尘。 2.3 节流阀体(节气门体) 节气门体包括控制进气量的节气门通道和怠速运行的空气旁通通道。节气门位置传 感器也装在节气门轴上，用来检测节气门开度，并把这个开度信号及时传给 ECU。当减 速时，节气门由开到全闭，有时会导致发动机的冲击和熄火，为了防止这种情况，在节 气流阀体上装有使节气门缓慢回位的缓冲器。 节气门体位于空气流量计和发动机之间的进气管上，与驾驶员的加速踏板联动，即 踩下踏板时，节气门开度增大，松开加速踏板（即油门踏板），则节气门自动回位，从 而控制进气量的大小，控制汽车运动工况的变化。 为了改善节流阀的低温使用性能，特别是在寒冷地区为了防止节流阀轴和阀的转动 部位结冰，在一些发动机中的节流阀体的外围设置了发动机冷却水通道，以便加热节流 阀体。 11 发动机怠速时，节气门处于全关闭位置。怠速运转所需的空气量流经旁通通路，在 旁通通道中，安装了能改变通路面积的怠速调整螺钉，以调整怠速时的空气流量从而调 整怠速工况运行状况，调整怠速运转。 2.4 空气阀 空气阀的作用是增加发动机冷态时的进气量，以提高怠速转速，加快预热过程，并 提高发动机的冷启动能力。由于在冷启动时，发动机温度低，摩擦阻力大，暖车预热时 间长，为了减短这段时间，使发动机快速进入热车状态，通过空气阀向发动机提供额外 的空气，使发动机转速增加，当暖车后空气阀的空气立即被切断，发动机吸入的空气改 由节气流阀体旁通通道供给，使发动机在通常的工况下稳定运转。一般来说常用的空气 阀有双金属型和石蜡型两种。 1）双金属片式空气阀 发动机开始运转时，温度低，空气阀处于开启状态，空气由空气阀进入进气总管。 此时节气门虽然是关闭的，但进气量比较大，怠速转速高。与发动机启动同时，加热线 圈上就有电流经过，双金属片被加热后变形并慢慢向箭头方向移动，空气阀通路逐渐关 闭。此时，在启动后经过一定的时间发动机转速慢慢降低，直到正常怠速运转。 2）石蜡式空气阀 发动机冷却水温度较低时，石蜡收缩，阀在弹簧 a 的作用下打开，使空气由空气阀 进入进气总管。随着冷却水温度的升高，石蜡膨胀，推动弹簧 b，使阀门关闭，由于弹 簧 b 比弹簧 a 刚度大，所以阀体是逐渐关闭的，使发动机的转速缓慢的降低到正常怠速 运转。冷却水的温度达到 80以后阀门总是关闭状态，发动机在正常怠速下运行。 2.5 进气歧管 在谈到进气歧管之前，我们先来想想空气是怎样进入引擎的。在引擎概论中我们曾 提到活塞在汽缸内的运作，当引擎处于进气行程时，活塞往下运动使汽缸内产生真空(也 就是压力变小)，好与外界空气产生压力差，让空气能进入汽缸内。举例来说，大家都应 该有被打过针，也看过护士小姐如何将药水吸入针桶内吧！假想针桶是引擎，那么当针 桶内的活塞向外抽出时，药水就会被吸入针桶内，而引擎就是这样把空气吸到汽缸内的。 由于进气端的温度较低，复合材料开始成为热门的进气歧管材质，其质轻则内部光 滑，能有效减少阻力，增加进气的效率。 进气歧管位于节气门与引擎进气门之间，之所以称为歧管 ，是因为空气进入节气 门后，经过歧管缓冲统后，空气流道就在此分歧了，对应引擎汽缸的数量，如四缸 引擎就有四道，五缸引擎则有五道，将空气分别导入各汽缸中。以自然进气引擎来说， 由于进气歧管位于节气门之后，所以当引擎油门开度小时，汽缸内无法吸到足量的空气， 12 就会造成歧管真空度高；而当引擎油门开度大时，进气歧管内的真空度就会变小。因此， 喷射供油引擎都会在进气歧管上装设一个压力计，供给 ECU 判定引擎负荷，而给予适量 的喷油。 歧管真空不只可用来供给判定引擎负荷的压力讯号，还有许多用处呢！如煞车也需 要利用引擎的真空来辅助，所以当引擎发动后煞车踏板会轻盈许多，就是因为有真空辅 助的缘故。还有某些形式的定速控制机构也会利用到歧管真空。而这些真空管一旦有泄 漏或者不当改装，会造成引擎控制失调，也会影响煞车的作动，所以奉劝读者尽量不要 于真空管上作不当的改装，以维护行车的安全。 进气歧管的设计也是大有学问的，为了引擎每一汽缸的燃烧状况相同，每一缸的歧 管长度和弯曲度都要尽可能的相同。由于引擎是由四个行程来完成运转程序，所以引擎 每一缸会以脉冲方式进气，依据经验，较长的歧管适合低转速运转，而较短的歧管则适 合高转速运转。所以有些车型会采用可变长度进气歧管，或连续可变长度进气歧管，使 引擎在各转速域都能发挥较佳的性能。 2.6 怠速控制阀（ISCV） 怠速控制阀又叫怠速电控阀，是由 ECU 控制的，它不仅集中了节气门和怠速调整螺 钉控制的旁通气道功能，而且在 ECU 的控制下，能够根据发动机的实际工况变化来改变 怠速时流入发动机的空气量，使发动机在不同工况下都能够以最佳怠速转速运转。常见 的怠速控制阀有步进电机式和脉冲电磁阀式两种。 1怠速进气量的控制方法 （1）旁通空气式。 1）特点：怠速时，节气门完全关闭，怠速进气量由怠速控制阀控制的旁通空气道提 供。 2）怠速控制阀的类型：步进电机型，旋转电磁阀型，占空比控制电磁阀型，开关控制 电磁阀型。 （2）节气门直动式，怠速进气量由节气门较小的开度提供，不设旁通空气道。节气门在 怠速状态的开度大小由发动机 ECU 通过怠速电机控制。 2. 步进电机型怠速控制阀 （1）组成有：永磁转子，锥阀，调节螺杆，壳体，定子线圈，定位弹簧等。 （2）步进机工作原理如图 2-5 定子相线按 1-2-3-4 顺序搭铁，定子 N 极逆时针移动，转子逆时针步进。定子相线 按 1-4-3-2 顺序搭铁，定子 N 极顺时针移动，转子顺时针步进。转子转动一圈分为 4 个 步级进行，每级步进 90。 13 图 2-5 步进机工作原理 第三章 空气供给系统的故障与维修 3.1 节气门体的故障与维修 节气门是在进气的管道中，加入一组蝴蝶阀，利用阀片旋转角度不同、开口不同的 方式，控制进气量，进一步控制引擎的动力。现在车辆多采用电子节气门设计，可由引 擎控制模块进行精确的控制，让输出提高、油耗下降。 新鲜空气自进气道、空气滤清器一路往引擎前进，下一个会碰到的就是节气门，也 就是俗称的油门 。这是整个引擎，唯一由驾驶人所控制的机构，在化油器引擎中，这 个任务则由化油器担任；而在喷射供油引擎中，节气门阀体取代了化油器。在采用了喷 射供油系统后，燃油直接在进气门前由喷射器射出，节气门阀体便少了使燃油与空气混 合的任务。但为了能精确控制油气混合，节气门阀体机构并不比化油器简单。 14 一个典型的节流阀体，应具备主进气道及节流阀，而节流阀是由一弹簧控制，当驾驶 者未踩下油门时，节流阀处于关闭状态，使大部分的空气被排除在阀门外；而当驾驶踏 下油门踏板时，油门拉线便会拉动节流阀弹簧，使阀门打开让空气从主进气道进入引擎 中。除此之外，还有一个节流阀感知器来把节流阀开度转成电子讯号，使得引擎监理系 统 (ECU) 能依据油门开度来控制燃油喷量。 节流阀体上还有一个怠速控制阀，是由一 步进马达控制，引擎 ECU 会在冷车、启闭冷气、空档与 D 档变换等时机，控制怠速马 达的作动，以调整引擎怠速之合适的进气量。 传统的节流门 (油门) 是以油门拉线采机 械方式驱动，然而为了全车控制的整体性，许多新推出的车型已采用了电子控制的节流 阀 (电子油门)。 3.2 空气流量计故障与维修 电子控制燃油喷射系统的 ECU 有故障存储功能，它将各传感器及执行元件的工作情 况汇总起来，并与电脑内存储的固定程序进行比较，如其误差超出规定范围即作为故障 存储。维修人员可通过故障阅读器(检测仪)读到具体故障情况。这里存在一个相似故障 的分辨问题，如空气流量计信号与氧传感器信号发生矛盾，电脑将怎样输出?下面举例说 明。 故障 1 捷达 20V 怠速不稳，部分负荷冒黑烟，有时换挡熄火。 检测过程：电脑内故障存储为空气流量计故障，但具体检测空气流量计电路时情况正 常，更换空气流量计故障依旧，更换电脑后冷车正常，热车后故障依旧。这时(用 VAG1551 故障诊断仪)再检测全车数据块，发现 08 数据组第 7 组第 2 区氧传感器电 压变化频率慢。正常变化每分钟 2030 次，此时平均只有 56 次，说明氧传感器有故 障。 维修结果：更换氧传感器，故障排除。 故障分析：此故障在于电脑内出现空气流量计信号与氧传感器信号矛盾，实际上是由 于氧传感器失准，造成误调节，但从结果上看和空气流量计信号严重超差，造成氧传感 器无法调整是一样的。这里电脑优先考虑重要信号即空气流量计信号，只要我们能正确 理解电脑的故障提示，问题就不难解决。这个故障可理解为：从与空气流量计有关的故 障，我们就很容易联想到氧传感器。这就需要我们对其原理多了解一些，去对应不同情 况。 故障 2 捷达 20V 发动机怠速不稳、行驶无力并冒黑烟，做一次基本设定故障排除， 但几天后又出现反复。 检测过程：电脑显示空气流量计临时性故障，更换空气流量计故障依旧，更换电脑故 障依旧，用 VAG1551 故障诊断仪，再检测全车数据块正常，但具体检测空气流量 计电路，发现空气流量计信号线电阻值偏大，正常值为 0.5，而实际值达 3.6。 分析原因是线路有虚接，处理线束插头，故障被排除。 故障分析：这种故障属于特别故障，但是在实际维修中却经常遇到，而且解决起来相 对困难。是时我们可以发现一个问题：空气流量计信号线位于插头的转角处，在生产过 15 程中容易产生位置故障，造成接触不良。在其他的插头中，相应位置也值得我们注意。 另外，空气流量计作为一个至关重要的构件，其故障率是很低的，当电脑提示其故障时， 我们要慎重对待。 故障 3 一辆红旗 CA7220E 轿车在行驶中突然出现间断性熄火，继而完全熄火。对该 车进行检查，发现该车能迅速起动，只是起动后无论踩下油门或松油门均很快熄火，但 此时仪表板上的故障报警灯却不闪烁报警。用 VAG1551 故障诊断仪检查，故障诊 断仪显示无故障码。 在检查时还发现，当拔下空气流量传感器接线插头时，发动机起动后却能运行，但怠 速不稳，加速不良且仪表盘上的故障灯闪烁报警。 原来，该电喷系统的电脑自诊断功能只能识别空气流量传感器线路是否短路或断路故 障，却不能识别空气流量传感器的错误信号，致使发动机起动后即熄火。当拔下传感器 接线插头时，由于电脑可识别此人为故障，电脑便自动用节气门位置信号代替空气流量 信号，使系统进入自救回家的跛行状态。因此，发动机能运行，但运转性能不好，故障 灯也报警。 红旗 CA7220E 采用热膜式空气流量传感器： 1空气流量传感器的性能测试 将点火开关置于“OFF”，拆下空气流量传感器，将传感器插头 3 号与 12V 蓄电池正极 连接，4 号与蓄电池负极连接，用数字万用表测量插头 2 号与 1 号端子间的电压(其读数 就为 0.03V)。用 450 W 电吹风紧靠传感器入口向传感器内吹风(用冷风挡)，1 号、2 号端 子之间的电压应为 2.30.1V。将吹风机缓慢向后移动，以上电压值应逐渐减少。当吹风 口距离与传感器入口相距 200mm 时，电压应为 1.50.1V。若测量的结果与上述值差距较 大，应更换传感器。 2空气流量传感器的供电检测 将点火开关置于“ON”，传感器线路插座 3 号端子与 1 号端子间的电压读数应为蓄电池 的供电电压。若无电压或读数偏差太大，应按电路图检查线路。检查线路时，将点火开 关置“OFF”，拔下 ECU 插座，用万用表测量 ECU 插座 14 号端子与传感器 2 号端子、 ECU 插座 26 号端子与传感器插座 4 号端子间的电阻，均应小于 1.50，而 ECU 插座 14 号端子与传感器插座 4 号端子与 3 号端子间的电阻值应为，否则应按电路查线。 3.3 怠速控制阀的故障检测 1、怠速控制系统的就车检测方法有三种： （1）发动机怠速运转状况检测：在冷车状态下起动发动机后，暖机过程开始时，发动 机的怠速转速应能达到规定的快怠速转速（通常为 1500r/min） ；在发动机达到正常工作 温度后，怠速转速应能恢复正常（通常为 750r/min） 。如果冷车起动后怠速不能按上述规 律变化，则怠速控制系统有故障。发动机达到正常工作温度后，在打开空调开关时，发 16 动机怠速转速应能上升到 900r/min 左右。若打开空调开关后发动机转速下降，则怠速控 制系统有故障。在发动机怠速运转中，若对怠速调节螺钉作微量转动，发动机怠速转速 应不会发生变化（转动后应使怠速调节螺钉恢复原来的位置） 。若在转动中怠速转速发生 变化，说明怠速控制系统不工作。 （2）怠速控制阀的工作状况检查：对于脉冲线性电磁阀式怠速控制阀，可在发动机怠 速运转中拔下怠速控制阀线束连接器，观察发动机的转速是否有变化。如此时发动机转 速有变化，则怠速控制阀工作正常。对于步进电动机式怠速控制阀，可在发动机熄火后 的一瞬间倾听怠速控制阀是否有“嗡嗡”的工作声音（此时步进电动机应工作，直到怠速 控制阀完全开启，以利发动机再起动） 。如怠速控制阀发出“嗡嗡”声，则怠速控制阀良好。 为了检查步进电动机式怠速控制阀的工作状况，也可以在发动机起动前拔下怠速控制阀 线束连接器，待发动机起动后再插上，观察发动机转速是否有变化。如果此时发动机转 速发生变化，则怠速控制阀工作正常；否则，怠速控制阀或控制电路有故障。 （3）ECU 控制电压的检测：对于脉冲线性电磁阀式怠速控制阀，应拔下怠速控制阀 线束连接器，用万用表电压档测量其端子电压。如果在发动机运转过程中，怠速控制阀 线束连接器端子有脉冲电压输出，ECU 和怠速控制系统线路无故障。若无脉冲电压输出， 可打开空调开关后再测试。若仍无脉冲电压输出，则怠速控制系统不工作，应检查 ECU 与怠速控制阀之间的线路（是否有接触不良或断路故障） ；如怠速系统的线路无故障，则 ECU 有故障，应更换 ECU。对于步进电动机式怠速控制阀，将点火开关置于“ON”位置， 然后测量 ECU 的端子 ICS1、ICS2、ICS3、ICS4 与端子 E1 间的电压值（应为 9-14V） ， 如无电压，则 ECU 有故障。 2、怠速控制阀的检测 旁通空气阀固定在步进电机的电枢轴上，在步进电机驱动下，可在限定的 90 度转角 范围内转动，以改变旁通空气道开启面积的大小来增减旁通进气量。步进电机的磁极用 永久磁铁制成，两块磁极用 U 型钢丝弹性固定在电机壳体内壁上。电枢由电枢铁心、两 个线圈、换向器和电枢轴组成。换向器由三块钢片围合而成，分别与三只电刷接触，电 刷引线连接到控制阀的接线插座上，三线插座通过线束与 ECU 连接。 1)车上检查：当发动机熄火时，怠速控制阀会发出“咔嗒”的响声。使阀门开度退到最 大位置。如听不到复位时的响声，应对怠速控制阀进行检查。 2) 怠速控制阀线圈电阻的检测：断开点火开关，拔下怠速控制阀连接器插头。拆下 怠速控制阀，用万用表 档测量怠速控制阀线圈的电阻值。永磁磁极步进电机式怠速控 制阀有 2 组线圈，各组线圈的阻值约 10-15 欧姆，脉冲线性电磁阀式怠速控制阀只有一 组线圈，其电阻值为 10-15 步进电动机式怠速控制阀通常有 2-4 组线圈，各组线圈的电 阻值为 10-30。如线圈电阻值不在上述范围内，应更换怠速控制阀。 3)检查步进电机工作情况：从节气门体上拆下怠速控制阀，用导线将瑞子 2 连接蓄电 池正极，然后依次将端子 l、3 与蓄电池负极连接，阀芯应当顺时或逆时转动，如阀芯不 17 能转动，说明步进电机失效，应予更换新品。 4）步进电动机的动作检查：将蓄电池电源以一定顺序输送给步进电动机各线圈，就 可使步进电动机转动。各种步进电动机的线圈形式和接线端的布置形式都不同。这里以 皇冠 3.0 轿车 2JZ-GE 发动机怠速控制阀步进电动机为例说明其检查方法。首先，将步进 电动机连接器端子 B1 和 B2 与蓄电池正极相连，然后将端子 S1、S2、S3、S4 依次（S1- S2-S3-S4）与蓄电池负极相接，此时步进电动机应转动，阀芯向外伸去，若将端子 S1、S2、S3、S4 按相反的顺序（S4-S3-S2-S1）与蓄电池负极相接，步进电动机应朝相 反方向转动，阀芯向内缩入。 3.4 进气温度传感器的检测 进气温度传感器安装在进气管路中，其功用是检测进气温度，并将温度信号变换为 电信号传送给 ECU，进气温度信号是各种控制功能的修正信号。如果进气温度传感器信 号中断，就会导致热起动困难、废气排放量增大。 下图 3-1 为 温度传感器工作电路，传感器的两个电极用导线与 ECU 插冲连接。 ECU 内部串联一只分压电阻，ECU 向热敏电阻和分压电阻组成的分压电路提供个稳定的 电压(一般为 5v)，传感器输入 ECU 的信号等于热敏电阻上的分压值。 对于结构一定的 NTC 型热敏电阻式温度传感器，由图 3-2 和表 3-1 可见，NTC 型热 敏电阻具有温度升高阻值减小；温度降低阻值增大的特性，而且呈明显的非线性关系。 图 3-1 温度传感器工作电路 图 3-2 NTC 型温度传感器特性 1）检测电源电压与信号电压 检修进气温度传感器时，可用高阻抗数字式万用表检测传感器的电源电压和信号电 压。检测电源电压时，拔下进气温度传感器插头，接通点火开关，检测传感路线束插头 18 上两端子间的电源电压应为 5V 左右，检测信号电压时，插上传感器插头，接通点火开 关当，当发动机工作时，温度传感器的检测结果应当符合规定。温度高时电压低；温度 低时电压高。如电压偏差过大，应当更换传感器。 2) 检测热敏电阻阻值 检测温度传感器阻值时，断开点火开关，拔下温度传感器插头，拆下温度传感器， 将传感器和温度表放人烧杯或加热容器中，如图 3-4 所示。在不同温度下，用万用表电 阻档检测传感器插座上两端子间的电阻值，然后再与标准阻值进行比较。如果阻值偏差 过大、过小或为无穷大，说明传感器失效，应予更换。 图 3-4 温度传感器的检测方法 3.5 节气门位置传感器检修 节气门位置传感器的作用：是将节气门打开角度转变成电压信号传输到 ECU。ECU 根 据此信号决定控制方式及对喷油时间进行修正；及作为 AT 的换档切换点的依据；并当 MAF、MAP 有故障时，可由节气门位置传感器与发动机转速计算进气量(即备用控制喷油)。 节气门位置传感器的安装位置：一般在节气门体上。节气门位置传感器分为：开关触点 式和线性式。 1）开关触点式节气门位置传感器 （IDL、PSW） 怠速开关（IDL）的作用： 发动机在怠速或突然减速时，怠速触点闭合，ECU 根据 此信号对怠速时的混合气进行控制，并修正点火提前角，切断循环系统；汽车在减速断 油时，此开关若闭合还会令电脑暂时切断供油。全负荷开关 PSW 的作用：当节气门开 度超过一定角度时（80 度） ，全负荷触点闭合，ECU 据此信号加浓混合气，提高发动机 19 输出功率。同时也用 AT 强制降档信号。. 2）线性式节气门位置传感器 VTA 它的信号 VTA 输出电压值与节气门开度程线性变化，ECU 根据此信号控制发动机 的喷油量。 一）操作步骤及要点： 1、例丰田 5S-EF 发动机节气门位置传感器的调整 a 起动发动机怠速运转或在熄火状态下打开电门对节气门强制开启装置施以负压。 b 用万用表测节气门位置传感器 IDL 信号线电压。 c 当节气门止动螺丝和挡杆之间间隙小于 0.35mm 时(节气门开度3 度)，IDL 信号线 电压应为 12V。 e 若不符合以上要求，则松开传感器两个固定螺丝，慢慢转动传感器给于调节。直 至 IDL 电压符合 c、d 要求，并紧固传感器固定螺丝。 注：有一些车没有怠速开关 IDL，节气门位置传感器的调整方法是：在节气门完全 关闭时，调整节气门传感器位置使其 VTA 电压值小于 0.8V 即可。 2、节气门位置传感器的检修 （1）怠速开关 IDL 断路及调整不当，会引起电脑误认为发动机已处于中速（不在怠 速范围） ，所以会起发动机怠速过高，怠速不稳等现象。检查方法如下： a 在发现怠速过高、怠速不稳时或用汽车专用解码器读取数据流，在怠速开关这项 目栏中，观察节气门打开与关闭时 IDL 信号电压是否有反应迟钝或信号电压不变 化现象。 b 发现转动节气门 IDL 信号反应迟钝或信号电压在 0-12V 之间不变化时，先应调整 节气门传感器位置，若调整后 IDL 信号电压若能符合技术要求，说明传感器及线 路正常，原车故障是调整不当引起。 。 c 在调整节气门传感器位置时，若 IDL 信号一直处 12V 时就说明 IDL 信号线已断路 或怠速开关 IDL 已开路而损坏。 d 拆下节气门位置传感器插头，测量传感器中的 IDL 接柱与传感器地线 E1 接柱之 间电阻，当节气门关闭为导通，节气门打开为截止，符合以上要求则是传感器好 得，则是线路坏。 （2）怠速开关 IDL 断路及调整不当，会引起电脑误认为发动机一直处于怠速工作范 围，所以会起汽车在中速时（发动机转速超过 2000 转/分）会出现断油，游车现象。 a 检查方法如下： b 在发现断油、游车现象时，或用汽车专用解码器读取数据流时，观察怠速开关这 20 项目栏中，在节气门打开与关闭时 IDL 信号电压是否有反应迟钝或信号电压 0- 12V 之间不变化现象。 c 发现转动节气门 IDL 信号反应迟钝或信号电压在 0-12V 之间不变化时，先应调整 节气门传感器位置，若调整后 IDL 信号电压若能符合技术要求， 说明传感器及线 路正常，原车故障是调整不当引起。 d 在调整节气门传感器位置时，若 IDL 信号一直处 0V 时就说明 IDL 信号线已短路搭 铁或怠速开关 IDL 已烧而损坏。 e 拆下节气门位置传感器插头，测量传感器中的 IDL 接柱与传感器地线 E1 接柱之间 电阻，当节气门关闭为导通，节气门打开为截止，符合上 要求则传感器是好得， 否则是线路坏。 （3）线性式节气门位置传感器 VTA 断路： f 此信号断路会引起发动机加速不良，AT 换档点不准，等现象，信号断路时电脑会 有故障码，所以会比较好检查。 g 检查方法如下： h 若读出 41 码，一般就说明线性式节气门位置传感器 VTA 及线路有故障。 j 在电门锁打开时，用万用表测量 VTA 接柱的电压，是否随节气门开度变化而变， 若不变就说明线性式节气门位置传感器 VTA，及线路一定有故障。 k 先测量电脑输向传感器 VC-E2 电压是否是 5V，若没有 5V 电压则说明，VC、E2 线路故障及电脑电源系统出故障。 l 传感器 VC-E2 电压输入正常前提下，测 VTA 电压应随节气门开度变化电压在 0.5- 4.5 之间变化。否则说明线性式节气门位置传感器 VTA 坏，及线路 VTA 断路。具 体 操作你可先测 VTA 线电阻的通断，若电阻正常，一般故障出在传感器坏。 （4）线性式节气门位置传感器 VTA 信号不良： 线性式节气门位置传感器 VTA 信号不良会引发动机加速不良，或节气门在某一 区域内动力性突然变差，若用万用表检测这类间歇性的动态故障比较困难，所以用 示波器检测则比较容易。 3.6 进气压力传感器的检测 例 5S-FE 所采用的歧管压力传感器安装位置及其电路连接。 (1)检查真空软管连接情况。仔细检查 MAP 的真空软管与节气门体的连接情况，如 连接不良或漏气，就会影响传感器性能并立接影响发动机工作，可视情节修理或更换真 空软管。 (2)检测传感器电源电压。当点火开关接通时，检测传感器 C 端子上的电压应为 1.5- 5.5V。如电压为零，再检测 ECU 线束插头“6”端子上的电压，如电压为 4.5-5.5V，说明 传感器电源线断路或插头松动。 21 (3)检测传感器信号电压 c 传感器输出构信号电压可用高阻抗数字式万用表直流电压 进行检测。传感器插座上有 A、B、C 三个端子，当点火开关接通、发动机未起动时，检 测输出端子“B”上的电压应为 45V，当发动机热机怠速运转时，B 端子电压下降到 1.5- 2.1V；当节气门开度增大时,B 端子电压应逐渐升高。如检测 ECU 线束插头“1”端子上的 电压，则应与 B 端子电压相同。如检测结果不符规定，说明传感器信号线断路、插头松 动或传感器内部有故障。 (4)检测传感器负极导线连接情况。用万用表电阻 0HM x200 欧姆表检测传感器 A， 端子与发动机缸体之间的电阻值应当小于 0.5 欧姆。如阻值过大，说明传感器负极导线 断路或 ECU 插头连接不良。 3.7 涡轮增压的故障与维修 内燃机是一种耗气机械，因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。一旦空燃比 达到某一值后，再增加燃油，除了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外，不会产生更多 功率。发动机供油越多，黑烟就越浓。因此，超过空燃比极限后，增加供油量只会造成 燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高，并使汽油机寿命缩短。由此可见，增加空 气量的能力对发动机来说是多么重要。 涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。废气驱动涡轮叶 轮总成，它与压气机叶轮相连接。当涡轮增压器转子转动时，大量的压缩空气被输送到 发动机的燃烧室里。由于增加了压缩空气的重量，就可以使更多的燃油喷入到发动机里 去，使发动机在尺寸不变的条件下而产生更多的功率。 基本步骤如下： 1) 目测和仪器检测 检查涡轮增压器的外部和安装情况。听一听是否有不正常的机械噪声。目测一下是 否有漏气、堵塞、温度过高、节流或叶轮碰壳体的情况。在怠速或低功率时看起来似乎 是少量的、不严重的系统漏气，在额定负荷时会严重地影响发动机的空燃比和涡轮增压 器壳体中的气体压力。所以一旦这种漏气发生，在额定负荷时将会产生严重问题。 a.听一听是否有不正常的机械噪声并看一看振动情况。 b.听一听是否有高频噪声，这可能表明有空气或燃气泄漏。 c.听一听周期性噪声的程度，这可能表明在空气滤清器和管道中有节流。 d.检查螺母、螺栓、压板和垫片是否有漏装或松动现象。 e.检查发动机进排气管及其管道和固定件是否有松动和损坏。 f.检查润滑油进出管道是否有节流或损坏现象。 g.检查涡轮增压器壳体是否有裂纹或损坏。 h.检查外部润滑油或冷却介质是否有泄漏，检查涡轮增压器外表面是否有污物沉淀 （表明空气、润滑油、排气或冷却介质泄漏） 。 22 i.检查是否有明显的热变色。 j.检查空气滤清器是否有明显的节流现象。 k.查废气放气阀是否有自由运动和损坏。必须确保软管情况良好，接头是紧的。按 照设备的原始规范来检查校准和控制系统。 l.核实涡轮增压器的结构参数对该用途来说是否是正确的。 这些问题被排除的本身往往不会除掉作为故障指示物的残留物。这些残留物的存在 常常会引起对涡轮增压器的不准确评价。当问题已经被排除而残余物仍旧保留着时，会 造 成对涡轮增压器的错误评价。例如，若在检测前已先把空气滤清器调换成新的，但是 残留物（如发动机进气管中由于以前节流时残留的润滑油助保留着，会使您错误地认为 残留物不是节流造成的，而是别的原因造成的，人人而得出不存在空气阻塞的结论，即 使残留物证明可能发生过节流。 在完成故障诊断的其余部分之后，再排除任何安装上的问题。如果涡轮增压器的零 件损坏了，则应当先更换零件，然后再进行校正，以防重新产生问题。 3.8 二次进气 二次进气是利用一个或多个气流控制阀加装在不同位置的真空气喉上，透过引擎本 身所产生的引力，让冷空气避过气流计的情况下，直接因如