电控燃油喷射系统[1]

毕 业 论 文 1 电控燃油喷射系统电控燃油喷射系统 一 电控燃油喷射系统 一 电控燃油喷射系统 EFIEFI 的产生 的产生 传统的化油器不能满足现代汽车对发动机高经济性 低污染的要求 人们 开始研究怎样同时解决汽车排气净化和节油的两大问题 从 60 年代初开始 人们首先对点火系统进行改造 采用无触点电子点火装 置 它克服了传统的触点式点火装置的缺陷 提高了点火能量 在节油和排气 净化方面都有较大改善 但是 由于分电器中的运动部件会产生磨损 一旦驱 动部件松旷就会影响点火正时 失去无触点电子点火的优点 而且由于仍采用 机械式点火提前装置 不能实现点火特性的多维调节 今天 发动机应该控制的项目有 点火时刻 空燃比 排气再循环 EGR 和怠速速度等 目的在于获得高功率 大扭矩 低油耗 清净的排气以及行驶 稳定性 电子控制是使上述项目得到最佳调节的最好方法 从 60 年代后半期开始 随着半导体技术的高速发展 尤其是微型计算机的出现导致电控燃油喷射系统 的产生 使汽车发动机进入一个电于控制的新时代 1967 年 德国 Bosch 公司研制成 D 型电子控制汽油喷射系统 随后又开发 了 L 型电子控制喷射系统 后来这些技术被不断改进 完善 到 1979 年 发动 机电子控制技术己达到相当高的程度 电控燃油喷射系统 Electronic fuel injection 简称 EFI 就是用计算机 控制燃油供应量的装置 电控燃油喷射系统中的计算机综合各种不同传感器送来的信息作出判断 控制喷油器以一定的压力 正确迅速地把燃油喷射到发动机进气歧管里 与吸 入的空气混合后 进入发动机气缸 配合电于控制点火在最佳时刻点燃可燃混 合气 二 二 电控燃油喷射系统的优点电控燃油喷射系统的优点 电控燃油喷射系统与传统的化油器装置相比具有以下优点 1 发动机且起动时间短 通常设有冷起动喷油器 故可改善低温起动性能 起 动发动机的时间只是传统化油器的 50 力性强 采用 EFI 后 发动机的进气可不必预热 可以吸入密度较大的冷空气 同时进气歧管阻力减小 所以充气系数提高 热效率和充气系数的提高 使发 动机的输出功率提高 其功率可增人 5 10 扭力可增大 7 速性能好 由于汽油是直接喷射到发动机进气阀处 混合气经过的路程短 因 此反应灵敏 减少滞后现象 加速性能得到改善 进行油门全开的加速试验 车速由 0 100km h 比传统化油器缩短 7 的时间 4 耗油量低 经济性好 EFI 系统最突出的优势是能实现空燃比的高精度控 制 因为汽油是在一定的压力下喷出的 燃油雾化质量好 且喷油量是精确地 控制的 混合气的空燃比为最佳值且各缸分配较均匀 下坡时又可以完全不喷 油 发动机只对空气进行压缩 所以可以降低燃油消耗量 装用 EFI 后比传统 化油器省油 5 15 毕 业 论 文 2 5 减少排气污染 因为 EFI 装置可以分别控制汽油量与空气量 控制精度很高 能始终保持所需的最佳空燃比 该装置与三元催化剂配合使用时可以使废气中 的 CO HC NOx控制在最低范围 而且 当发动机减速到一定值 约 120r min 会自动切断燃油供给 可以完全排除传统化油器减速时所无法清除的 HC 气体 整个装置体积小 而且不需要机械驱动 安装灵活方便 电子控制燃油喷射装置的最大特点是 既可获得最人功率 又可最大限度地节 油和净化排气 是节约能源 降低排污的有效措施之一 三 电控燃油喷射系统的基本原理 类型及组成三 电控燃油喷射系统的基本原理 类型及组成 1 1 电控燃油喷射系统的原理电控燃油喷射系统的原理 电控燃油喷射系统采用各种发动机的负荷 转速 加速 减速 吸气流量 和温度 冷却水的温度等变化情况转换成电信号 然后把这些电信号输入到计 算机控制系统 电子控制器 里 电子控制器 ECU 根据这些信号与储存的信 号进行精确计算后输出一个控制信号去控制喷油器阀的开启时间和持续时间 从而供给发动机气缸最佳油量 2 2 电控燃油喷射系统的类型电控燃油喷射系统的类型 电控燃油喷射系统按不同的方法可分为不同的类型 按检测进气量的方式分类 压力型 也称 D 型 以进气管压力为主要控制参数 采用的是速度密度控制 法 这是一种间接测量空气量的方式 它在节气门后面装有压力传感器 以测 量进气管内的压力 因该处的压力 真空度 随节气门开度而变化 它反映了 发动机负荷的大小 故可作为电子控制系统确定喷油量的主控信息 电于控制 器 ECU 根据进气管压力和发动机转速推算每一工作循环吸入发动机的空气量 再根据推算的空气量计算燃油量 但由于空气流量与该处压力不是线性关系 且进行排气再循环时管内压力要发生变化 所以不容易精确检测吸人的空气量 故这种方式控制精度不高 现己少用 2 流量型 也称 L 型 以空气流量为主要控制参数 采用的是质量流量控 制法 流量型控制系统是在发动机进气管处安装空气流量计 它是一种直接检测 法 即利用空气流量传感器直接测定进入发动机的空气量 ECU 则根据进气量 信息确定其喷油量 从而可得到较准确的空燃比 由于流量型控制精度高 现 已广泛采用 2 按喷油器的数量分类 单点喷射 SPI Single Point Injection 单点喷射是在节气门后方用一个喷油器集中喷射 为了将燃油喷入节气门 与管壁之间的空间 使燃油雾化得更好 燃油应喷射成锥状 当然 化油器式 发动机歧管所具有的各缸燃油分配不均 动态特性差等缺点 在单点喷射系统 中也同样存在 但单点喷射结构简单 控制较容易 故现在仍有应用 多点喷射 MPI Multi Point Injection 多点喷射也称气门口喷射系统 即在每个进气门前方都设一个喷油器 因 此 使燃油有更好的分配 而且与进气歧管的结构无关 避免了壁湿影响 这 样 不论发动机在热态或冷态下工作 其过渡特性都是最佳的 同时 由于进 毕 业 论 文 3 气歧管中只有空气 故可设计得使发动机达到最大的充气量 这将进一步提高 发动机的扭矩和工作性 按喷射时序的不同 MPI 又可细分为同时喷射 分组喷射和顺序喷射 3 种 同时喷射方式是所有喷油器同时喷油 而为了使整套设备的结构简单而喷油准 确 常将发动机的气缸分为两组 供给每组气缸的喷油器都是同时打开 给各 缸的进气歧管同时喷油 两组喷油器交替工作 此即分组喷射 顺序喷射方式 则使喷油器能按各缸的点火顺序进行喷油 每循环喷一次 该种方式较前两种 应用效果更好 控制系统有无反馈分类 开环系统 又称硬性控制 指施控系统将可控输入转化为信号后作用于受控系统 受控系统的输出结 果不再被送回输入端并形成再控制的直链控制方式 即不带有反馈控制装置的 喷射系统为开环系统 闭环系统 又称反馈控制 带有反馈控制装置 通常是用氧传感器 的喷射系统为闭环系统 它与开 环控制的区别在于增加了反馈环节 把受控系统的状态或执行结果返送给施控 系统 以影响信号的改变 用以调整未来的动作 为了获得高的经济性和小的排污量 目前有的使用三元催化装置 同时处 理发动机废气中的 CO HC 和 NOx3 种有害气体 降低排污量 而三元催化剂的 净化能力与混合气的空燃比有关 在理论空燃比附近 3 种有害气体才能同时 净化 在前述一般电于控制喷射装置中增添一个氧传感器安置在排气管内 输 出一个氧含量信号 反馈给 ECU 随时修上喷入发动机的燃油量 维持混合气 的平均值在理论空燃比附近 3 3 电控燃油喷射系统的组成电控燃油喷射系统的组成 电控燃油喷射系统主要由燃油供给系统 油路 空气供给系统 气路 和 控制系统 电 路 包括各种传感器 电子控制器和执行器 等三人部分组成 各部分的组成及功能简介如下 1 燃油供给系统 油路 燃油供给系统的作用是 向气缸内供给燃烧所需要的汽油 燃油供给系统包括燃油箱 燃油泵 燃油缓冲器 燃油压力调节器 燃油 滤清器 喷油器 节温定时开关和冷起动阀 冷起动喷油器 等部件 燃油箱 汽油箱 储存燃油用 燃油泵 电动汽油泵 其作用是将燃油从燃油箱中泵人燃油管路 并 使燃油保持一定的压力 经过滤清器输送到燃油喷油器和冷起动阀 燃油泵按其安装位置分为外装泵和内装泵两种外装泵即将泵装在油箱之外 的输油管路中 内装泵则是将泵安装在燃油箱内 与外装泵比较 它不易产生 气阻和燃油泄漏 且噪音小 目前大多数 EFI 采用内装泵 燃油缓冲器 也称脉动阻尼器 其作用是使燃油泵泵出的油压变得平稳 减少抽压波动和降低噪音 燃油压力调节器 油路中安装有压力调节器 它使燃油压力相对于人气 压力或进气管负压保持一定 即保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定 此 压力差一般维持在 250kPa 当供油压力超过规定值时 压力调节器内的减压阀 打开 汽油便经过回油管流回油箱 使输油管油压保持恒定 毕 业 论 文 4 燃油滤清器 装于燃油缓仲器与喷油器之间的油路中 其作用是滤除燃 油中的水份和杂质等污物 以防堵塞喷油器计阀 喷油器 喷油器安装在节气门体空气人口处 SPI 系统 或进气歧管靠 近各缸进气门附近 MPI 系统 受电子控制器喷油信号的控制 其喷油量由喷 油器通电时间的长短决定 从而将适量的燃油成雾状喷入进气歧管 喷油器的喷油原理是 由电于控制器送来喷油电流信号 电流流经电磁线 圈产生电磁吸力 该吸力吸引铁心 由于针阀与铁心制成一体 故此时计阀打 开 燃油由喷油器喷出 7 节温定时开关和冷起动阀 冷起动喷油器 节温定时开关的作用是监测冷却 水的温度 当发动机起动 冷却水温度低 114C 时 开关的触点闭合 使冷起动 阀喷油 冷起动阀的作用是在冷起动发动机时向进气歧管喷射额外的燃油 以 改善低温起动性能 有不少车己取消了节温定时开关 冷起动喷油器的工作完 全由 ECU 控制 控制精度更高 2 空气供给系统 气路 空气供给系统的作用是 测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量 空气供给系统包括 空气滤清器 空气流量计 节气门室 进气歧管 空 气量调整器等 空气由空气滤清器吸入 经空气流量计 其作用是测量进入空气量的多少 节气门室 进气歧管而后进入各气缸 空气流量计 MAF 用于 L 型 EFI 系统 安装在空气滤清器和节气门之 间 用来测量进入气缸内空气量的多少 然后将进气量信号送入电子控制器 ECU 从而由 ECU 计算出喷油量控制喷油器向节气门主喷入与进气量成最佳比例 的燃油 2 节气门室 节气门室的作用是控制进入气缸的空气量 从而控制发动机的 转速 它主要由节气门 怠速调整螺丝 怠速空气孔道和节气门开关等组成 当发动机在怠速时 节气门全关 空气流经旁通孔道 怠速空气孔道 此时 只要调整怠速调整螺丝就可以调整发动机在怠速时的转速 3 空气量调整器 也称附加空气阀 它安装在节气门上方 其作用是在低温 下起动发动机时 它通过另一通道 使进入气缸的空气增多 从而使喷油量也 增加 做到在低温下顺利起动发动机 当发动机温度升高达 60 70 时 它 将自动关闭 3 控制系统 电路 控制系统的作用是 根据发动车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量 控制 系统主要由各种传感器 电子控制器 计算机控制装置 和执行器组成 控制系统的作用是电子控制器根据接收到的各种传感器采集的反映发动机 实时工况的信息 经过计算机计算出喷油器针阀的开启时间和持续时间 并指 令喷油器工作 以确保供给发动机最佳可燃混合气 1 传感器 传感器监测发动机的实际工况 感知各种物理信号并将其转换为电 信号传输给 ECU 主要采用的传感器见表 1 表 1 传感器的种类及功能 传感器安装位置功能结构形式 毕 业 论 文 5 冷却水温 度 THW 安装在发动 机出水口附 近 感知发动机冷却水 的温度 并将其转 换成电信号输入 ECU 绕线电阻式 热 敏电阻式 热电 偶式 温度 传感 器 进气温度 THA 在空气流量 计的主空气 通道中 感知进气温度的变 化 并将其转换成 电信号输入 ECU 绕线电阻式 热 敏电阻式 热电 偶式 空气流量 在空气流量 计 MAF 的 主空气通道 中 感知进入汽缸内空 气的多少 并将进 入节气门的进气量 变成电信号输入 ECU 用于 L 型 叶片式 电热丝 式 卡门旋涡式 流量 传感 器 燃油流量 在主油路中用于计算耗油量 水车式 循环球 式 进气压力传感器 MAP 通过软关与 进气歧管相 通 测定进气真空度 用于 D 型 线性可调变压器 电容式 半导体 压敏电阻式 表 面弹性波式 节气门位置传感 器 TPS 安装在节气 门总体壳体 内 将节气门打开的角 度转换成对应的电 压信号输入 ECU 线性输出型 开 关量输出型 发动机转速传感 器 在发动机启 动飞轮齿环 上方 测量发动机转速并 将其脉冲信号输入 ECU 磁感应式 霍尔 效应式 光电式 车速传感器 SPD 在组合式仪 表内 用于发动机怠速和 汽车加减速时的空 燃比控制 舌簧开关型 光 电耦合型 曲轴位置传感器 点火正时传感 器 CPS 在曲轴箱内 左侧 检测一缸上止点位 置信号脉冲并输入 ECU 磁感应式 霍尔 效应式 光电式 氧传感器 传感器 安装在排气 管上 检测大气与排气中 氧浓度之差而产生 电动势 将其电压 信号输入 ECU 用 以控制空燃比 二氧化锆氧传感 器 二氧化钛氧 传感器 爆震传感器 KNK 安装在缸体 内的进气管 下部 检测缸体的振动判 断爆燃的发生 输 入爆燃脉冲信号给 ECU 用以推迟点 火时刻 磁致伸缩式 压 电式 共振型 非共振型 火花 塞座金属垫型 汽车传感器的工作条件极为恶劣 因此 传感器能否精确可靠地工作至关重要 在该领域中 理论研究及材料应用发展迅速 半导体和金属膜技术 陶瓷烧结 技术等得到迅猛发展 智能化 集成化和数字化将是传感器的未来发展趋势 毕 业 论 文 6 2 电子控制器 Electronic ControI Unit 缩写 ECU 它是燃油喷射系统的控制核心 实际上是一个微型计算机 为了提高其稳 定性和降低成本 内部采用集成电路 为了生产和检修方便对外采用多脚的插 头插座式结构 ECU 的存储器中存放了发动机各种工况的最佳喷油持续时间 在接收了各 种传感器传来的信号后 确定满足发动机运转状态的燃油喷射量 并根据计算 结果控制喷油器的喷射时间 ECU 还可以对多种信息进行处理 实现 EFI 以外 其它诸多方面的控制 例如 点火控制 怠速控制 排气再循环控制 防抱死 控制等 ECU 的主要控制功能有 燃油喷射控制 空燃比控制 全电子点火提前角 控制 怠速稳定控制和自诊断安全功能等 ECU 的发展总趋势是从单系统单机控制向多系统集中控制过渡 今后汽车 电控系统将采用计算机网络技术 把发动机电控系统 车身电控系统 底盘电 控系统及信息与通信系统等各系统的 ECU 相连接 形成机内分布式计算机网络 实现汽车电子综合控制 3 执行器 执行器是受 ECU 控制 具体执行某项控制功能的装置 一般多是由 ECU 控 制其电磁线圈的搭铁回路的通断的电磁阀类执行器 有的执行器则是由 ECU 控 制的某些电子控制电路 如电子点火控制器等 在发动机控制系统中 执行器主要有下列各种形式 1 电磁式喷油器 2 点火控制器 点火模块 3 怠速控制阀 怠速电机 4 EGR 阀 排气再循环 5 进气控制阀 6 二次空气喷射阀 7 活性碳罐排 泄电磁阀 8 车速控制电磁阀 9 燃油泵继电器 10 冷却风扇继电 器 11 空调压缩机继电器 12 自动变速器挡位电磁阀 13 增压器 释压电磁阀 14 自诊断显示与报警装置 15 故障备用程序启动装置 16 仪表显示器 随着控制功能的增加 执行器也将相应增加 执行器的发展方向是智能化执行器和固态智能动力装置 四 各种工况控制四 各种工况控制 1 1 起动喷油控制 起动喷油控制 起动时 当起动开关接通 且发动机转速低于 300r rain 时 电脑判定发 动机处于起动状态 电脑按预先设定的起动程序来进行喷油控制 在起动喷油 控制程序中 电脑按发动机水温 进气温度 起动转速计算出一个固定的喷油 量 这一喷油量能使发动机获得顺利起动所需的浓混合气 发动机水温或进气 温度越低 喷油量越大 2 2 转喷油控制转喷油控制 发动机运转时 电脑主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量 为适应 不同的工况 电脑的程序通常将喷油量分成基本喷油量 修正量 增量三个部 分 并分别计算出结果 然后再将三个部分叠加在一起 作为总喷油量来控制 电动喷油器喷油 基本喷油量 基本喷油量是根据发动机每个工作循环的进气量 按理论混合比计算出的 喷油量 修正量 毕 业 论 文 7 修正量是根据进气温度 大气压力 蓄电池电压等实际情况 对基本喷油 量进行适当修正 以使发动机在不同运转条件下都能获得最佳浓度的混合气 增量 增量是在一些特殊工况下为加浓混合气而增加的喷油量 起动后增量 发动机冷车起动后 由于低温下混合气形成不良及部分燃油在进气管上沉 积 造成混合气变稀 为此 在起动后一段时间内 必须增加喷油量 起动后 增量的大小决定于起动时发动机的温度 并随发动机运转时间的增长而逐渐减 小为零 暖机增量 暖机增量的大小取决于冷却液温度传感器测得的发动机温度 并随着发动 机温度的升高逐渐减小 直至温度升高到 8012 时 暖机加浓结束 加速增量 电脑根据节气门位置传感器测得节气门开启的速 率 判断发动机是否处于 加速工况 大负荷增量 大负荷信号由节气门开关的全负荷开关提供 或由电脑根据节气门位置传 感器测得的节气门开度来决定 当节气门开度大于 700 时 电脑按功率混合比 计算喷油量 断油控制 1 速断油控制 发动机转速超过允许的最高转速时 由电脑自动中断喷油 以防止发动机 超速运转 超速断油控制是由电脑将转速传感器测得的发 动机实际转速与控 制程序中设定的发动机最高极限转速 一般为 6000 7000r min 相比较 当实 际转速超过极限转速时 电脑就切断送给电动喷油器的信号 使电动喷油器停 止喷油 从而限制发动机转速进一步升高 当断油后发动机转速下降至低于极 限转速约 lOOr min 时 断油控制结束 恢复喷油 2 减速断油控制 发动机在高速运转时突然减速 由电脑自动中断燃油喷射 直至发动机转 速下降到设定的低转速再恢复喷油 其目的是为了控制急减速时有害物的排放 减少燃油消耗量 促使发动机转速尽快下降 有利于汽车减速 减速断油控制 是由电脑根据节气门位置 发动机转速 冷却液温度等参数 作出判断 在满 足一定条件时执行减速断油控制 这些条件是 点火开关已接通 冷却液温度正常 发动机转速高于某一数值 3 减扭矩断油控制 装有自动变速器的汽车在行驶中自动升挡时 变速器电脑会向发动机电脑 发出减扭矩信号 发动机电脑收到这个信号后 会暂时中断个别汽缸的喷油 以降低发动机的转速 从而减轻换挡冲击 3 3 溢油消除溢油消除 如果多次起动 但发动机仍未运转 淤积在汽缸内的浓混合气可能会浸湿 火花塞 这种情况称为溢油 此时可将节气门踏板踩到底 并转动点火开关 起动发动机 此时电脑会中断燃油喷射 以排除多余的燃油 只有满足下列条 毕 业 论 文 8 件才可能进入溢油状态 1 火开关处于起动位置 2 发动机转速低于 500r min 3 节气门全开 4 4 反馈控制反馈控制 反馈控制是在排气管上加装氧传感器 根据排气管中氧的含量 测定进入 发动机燃烧室混合气的空燃比值 并输入到电脑内 电脑将此信号与设定的目 标空燃比值进行比较 从而控制电动喷油器喷油量 使空燃比保持在设定目标 值附近 五 电子燃油喷射系统检修五 电子燃油喷射系统检修 一 一 电控喷射系统使用性能的检测内容 电控喷射系统使用性能的检测内容 电控喷射系统使用性能的好坏 仍然是密封性 空燃比 点火性能好坏这 三大要素 密封性能的好坏 是属于基础检测内容 在这里我重点讲空燃比 和点火性能的检测 最低稳定怠速的检测 目的是防止在怠速工况熄火 频繁地重新起动 同时使怠速排放达到最佳 状态 水温正常 正常水温已不是 80 90 而是 95 105 以电动风扇转动为依 据 95 转动 为此 必须使用高沸点的冷却液 才能有效地控制电喷汽油机 的正常温度 点火正常 点火时间正常 点火强度正常 不缺火 不断火 不交叉点火 用专用转速仪检查并监控转速的高低 关闭所有的用电设备 灯光 AC 等 变速手柄在 N 档 MT 或 P N 档 AT 四缸机在 800r min 六缸机和八缸机在 700r min 时 单缸断火 转速跌落 值应大于 50 100r min 以上为好 表明单缸功率良好 最好用真空表测出进气 管真空度 Px 值 应大于 60kPa 断火 断油跌落值达 5kPa 以上 如不在规定范围 调节怠速旁通道螺钉 或 TPS 的初始位置 使其初始位置 正常 如无怠速旁通道螺钉 应清洗或更换怠速空气调节器 LAC 不要轻易动节气门位置限位螺钉 否则 IDL 为 OFF LAC 不工作 并失去异 步喷射的功能 造成怠速游车 熄火或起步发闯 检查怠速排放值 最低稳定怠速 以排放是否达标为衡量的标准 根据新的 国际标准 CO 1 HC 200ppm 如不符合规定 应检查 TPS 的初始位值和 CO 电位器的位置 并检取故障代码 以便排除 一氧化碳 CO 电位计的调节 有些电喷系统中 无氧传感器 ERG 和三元催化 器 为开环控制系统 对 A F 的调节用一氧化碳电位计 CO 进行定量调节 实为 对怠速时喷油脉冲的宽度大小的调节 从而使怠速的稳定性和净化性得到改善 二 二 快怠速控制系统的检查 快怠速控制系统的检查 1 实为快怠速热起动功能和额外负荷自调功能的检查 冷车起动 快怠速转速应为 1500r min 持续时间为 100S 冬 夏季有别 毕 业 论 文 9 2 水温 60 以上时 自动转入低速工况 打开 AC 前照灯 转向助力 挂入 D 档或 R 档 转速应等于或略高于稳定的低怠速 3 如不在规定范围 应检查清洗或更换 LAC 或调节 TPS 的初始位置 拆下 LAC 不拨掉电接头 SW 为 ON OFF 时 LAC 应有动作 SW 为 ON 则阀开 SW 为 OFF 则阀关 TPS 在怠速时 IDL 为 ON 电压为 5V 微开节气门时 IDL 为 OFF 电压为 0V 否则 LAC 就不会工作 若 LAC 和 TPS 都正常 但无快怠速功能 是 ECU 相关电路故障 应更换 ECU 三 三 冷起动喷油控制系统的检查 冷起动喷油控制系统的检查 以桑塔纳 2000 和捷达 5 气门电喷发动机为例介绍电喷系统的检修内容 1 1 检修电喷系统注意事项检修电喷系统注意事项 1 严禁在发动机运转时将蓄电池从中断开 以防产生瞬变过电压将传感器和 电子控制单元损坏 2 跨接起动其他车辆时 须先断开点火开关 才能拆装跨接线 3 在车身进行电弧焊时 必须先断开电子控制单元电源 4 不能直接测试电子控制单元 5 点火开关关闭 30 秒后 才可以拆装电子控制单元接线插头 6 蓄电池搭铁极性切不可接错 必须负极搭铁 7 电子控制单元 传感器必须防止受潮 不允许将电子控制单元或传感器的 密封装置损坏 更不允许用水冲洗电子控制单元和传感器 8 电子控制单元必须防止受剧烈振动 9 电控汽油喷射装置对汽油的清洁度要求很高 使用中应注意定期更换燃油 滤清器 10 电喷车上不宜安装功率较大的无线电台 若要必须安装时 电台天线应 尽量远离电子控制单元 以免对电子控制单元工作产生不良影响 11 燃油系统管路具有一定的压力 打开之前应将抹布放到连接处 然后小 心地松开连接以卸压 12 在发动机运行时或起动时 请勿触摸或拔下点火高压线 13 喷油和点火系统以及测试仪器的导线仅在关闭点火状态下才可拔下或插 上 14 当发动机需以起动转速运转而不起动时 例如检查气缸压缩压力 应断 开发动机传感器插头 做完该项工作后 应查询电子控制单元故障存储器 15 对燃油供给系统 喷射系统检修时遵守下述清洁规定 松开接头前彻底清洗接头及周围区域 拆下的零件放在清洁的表面上且覆盖好 不能用有绒毛的布 2 2 发动机电喷系统故障诊断方法发动机电喷系统故障诊断方法 电喷系统的可靠性比较高 在使用中一般不容易出现故障和损坏现象 多 数故障为电气和电子装置的插接件的接触不良而导致故障 接触不良常常是因 为其表面氧化物和污染物绝缘的结果 常拆装或研磨各触点 能改善各连接插 接件间的导电性 判断电喷系统故障对操作人员的技术要求较高 并需要专用的诊断仪 电 喷系统故障判断可按下列顺序进行 毕 业 论 文 10 1 向车主了解情况 故障产生的时间 表现特征 出现的条件 如果发生 是否已检修 检修的部位等 2 外观检查 系统各部件外观接线 连接管是否松动或脱落等 3 基本检查 接上该车型的故障诊断仪 打开点火开关 运行 5min 检查 车上电子控制单元中的故障记忆 4 诊查具体原因 按故障记忆提示内容检查线路和传感器 5 发动机熄火并关闭点火开关 按故障显示或故障代码检查需检项目 6 按查明的原因检修 7 用故障诊断仪再查询并清除故障记忆 验明故障是否确已排除 3 3 电喷系统的分解电喷系统的分解 电喷系统一般只分解空气供给系统和燃油供给系统 控制系统一般不进行 分解 电子控制装置本身是不能进行调整和维修的 当该装置发生故障时 只 能将其从车上拆卸下来并重新换上新的电子控制装置 电子控制装置本身故障 的确认 只能用专门检查仪器来进行检查 电控汽油喷射系统从发动机上拆下的顺序如下 1 断开蓄电池负极 2 放掉发动机冷却液并装在适当的容器中 3 释放燃油系统的压力 4 拆下怠速调节器组件并进行分解 5 拆下燃油分配管组件并进行分解 6 拆下节流阀组件并进行分解 4 4 电喷系统的外观检查电喷系统的外观检查 1 在外观检查之前 要确保发动机特别是点火系统没有故障 然后检查全部 电线束接头 其中包括 接头是否松动或脱开 电线是否断裂或脱开 引线是否完全固定在接头外壳中 引线接头中的电线是否存有断裂或擦破 电线是否有腐蚀 2 检查起动发动机时 应用一块干净的抹布堵塞节气门端部的怠速旁通道 以便倾听是否存有真空泄漏 然后对有关真空管路进行外观检查 确保真空管 路的接头连接可靠 看管路是否有折断 压折或破裂现象 3 外观检查油路 是否有漏油现象 是否有扭折弯曲问题 由于管路中的汽油存在高压 直接拧松燃油系统的管接头 燃油会从接头处喷 出并可能引起火灾 因此 对油路进行放泄压力应按下列步骤进行 从压力管接头上取下护帽 在管接头上安装一个减压阀 用抹布或适当的容器接积冒出的汽油 慢慢地拧紧减压阀 放卸压力 取下减压阀 装上护帽 5 5 电喷系统故障的初步诊断电喷系统故障的初步诊断 在进行外观检查后若没有发现问题 则要进行初步诊断 电控汽油喷射系 统的发动机可能出现的问题与化油器式发动机相似 主要表现为 发动机不能 起动 发动机起动后熄火 发动机怠速不稳定 发动机达不到最大功率 发动 毕 业 论 文 11 机耗油量太高等 对于这些问题的诊断一般要使用专门的汽油喷射诊断仪来检测 下面以桑 塔纳 2000 电喷发动机为例简介其故障判断过程 对于每个故障的分析 首先要区分是由燃油问题引起的 还是由电气问题 引起的 可在油路中安装一个压力表 转动发动机 检查汽油压力 如果汽油 压力正常 250 290kPa 则属于电气问题 如果汽油压力不正常 则属于供油 系统的问题 l l 电气信号的检查 电气信号的检查 如属于电气问题 则应使用诊断仪检查有关部件的电信号和电控单元 检查起动信号 起动器电磁线圈与电控单元 ECU 之间有一根导线提供发动机 正常起动的信号 电控单元利用该信号接通有关部件提供起动加浓汽油 如果 没有此信号 这个作用就不会产生 因而使起动产生障碍 检查节气门限位开关信号 节气门达到全开时向电控单元 ECU 提供的一 个信号可以停止使喷油器产生脉冲 如果没有此信号 电控单元就将连续向喷 油器提供脉冲 形成发动机不能起动的条件 检查冷却液温度传感器和进气温度传感器信号 两个传感器都是向电控单 元 ECU 提供发动机所处状态额外加浓混合气的信号 如果这些信号不能输送 到电控单元 它就不能足够地延长脉冲持续时间 使发动机不能起动或运转不 稳定 检查电控单元 ECU 如果全部输入电控单元的信号都能按顺序产生 最后就 可能是电控单元本身有故障 一般情况下 电控单元很少有故障 需要检查电 控单元本身时 可用一个新的电控单元来代替被怀疑的装置 起动发动机 如 果能顺利起动则说明原来电控单元确有问题 如果没有一台可供使用的电控装 置 那就必须借助汽油喷射仪中可替代的电子控制部分起动发动机 若发动机 可以起动并且脱开试验仪仍可运转 而且起动信号 节气门限位开关 冷却液 温度传感器的线路良好 则说明电控装置本身有故障 2 2 供油部件的检查 供油部件的检查 如果属于供油问题 则应使用汽油喷射检测仪检查有关供油部件 检查油压调节器和汽油泵 将油压调节器回油胶管夹紧并驱动汽油泵 若油压 高于 317kPa 则说明汽油泵没有问题 油压调节器损坏 若油压低于 317kPa 则需要检查汽油泵 电动汽油泵良好工作的前提条件是滚柱与泵璧能够紧密贴合 为此应防止 汽油中混入硬质颗粒造成接合面的磨损 使油压无法建立 另外 水腐蚀油箱 所产生的铁锈也会引起这类故障 一旦发生这类故障 轻则导致供油不足 重 则使发动机熄火 因此 更换或维修汽油泵时应同时清洗汽油箱 检查喷油器 燃油系统受到污染 可能造成喷油器堵塞使混合气过稀 导 致怠速不稳定 也可能造成喷油器针阀与阀座闭合不严而连续供油 导致发动 机各种转速都不稳定 诊断喷油器关闭不严 则要在供油系统中装一个压力表 增加系统中的压 力 如果汽油压力迅速下降 则在没有外漏情况下 可能是油压调节器或喷油 器泄漏 为了判断是哪一个泄漏 可夹紧回油管 再增加油压 如果压力能保 持住 则说明油压调节器泄漏 如果压力再次下降 则说明喷油器闭合不严 为此要取下每个气缸的火花塞 看点火端是否有汽油 以确定哪个喷油器关闭 不严 毕 业 论 文 12 诊断喷油器堵塞 可首先采用逐缸断油法找出故障部位 然后按下述步骤 进行检查 检查与喷油器相连的线路是否有故障 检查供油管路是否堵塞 检查喷油器进油口是否堵塞 检查电磁线圈是否断路 检查喷孔是否堵塞 将 12V 电源电压接到喷油器接线座一端 把另一端反复与 机体时断时接 用手感觉是否有轻微的振动感和 咔 咔 的微喷声 四 四 电动汽油泵的检查 电动汽油泵的检查 听泵油声 打开油箱盖 SW 为 ON 时 有 2 5a 的泵油声 说明油泵系统良好 有定时 功能的 无定时功能的需在起动时听泵油声 无泵油声 跨接检查连接器的 B FP 丰田 GM 为电源 G 接口 其它车系在蓄电池 附近有单孔接头直接通油泵 SW 为 ON 或接电源后应有泵油声 说明油泵控制 电路有故障 多为继电器故障 有泵油声 但回油管不回油或少回多为油泵滤 油器堵塞 油泵老化 油泵线圈的电阻值应小于 1 供油不足 能起动运转 但走走停停 行驶无力 夹住回油管 油压上升 100kPa 转 速应上升 100r min 否则 油泵老化 五 五 反馈控制系统的检查 反馈控制系统的检查 反馈控制系统的检查实为对 OX 和 A F 好坏的检查 检查的前提是点火 喷 油系统正常 水温正常 1 用 OX 电接头 引出线接电压表 2V 档 2 发动机稳定 2500r min 左右 3 OX 反馈电压在 0 45v 不断变化 0 1 0 9v 电压变化次数在 10S 内应 8 次为正常 说明 OX 电压突变特性良好 4 若电压变化次数小于 8 说明 OX 和其 ECU 相关闭环控制电路有故障 5 进行开环状态检查 因为 OX 是一个气敏元件 可拔下电插头 对 OX 进行 确诊 运转中人为地使 A F 变大 变小 看 OX 电压输入特性是否正常 变大时 应捂住进气口 OX 电压上升 变小时应拔下 PCV 阀软管 OX 电压下降 如果电 压变化正常 系 ECU 闭环控制电路有故障 6 反馈控制系统的好坏 应通过测量排放值定论 如系无 OX 的开环控制系 统 应通过 CO 电位计来对 A F 时行定量调节 六 六 排放控制系统的检查 排放控制系统的检查 排放控制系统包括炭罐系统和 ECR 系统 它的好坏和投入工作的早晚影响 排放污染值的大小和运转的稳定性 炭罐系统 炭罐是油箱蒸气的存储器 其控制管路在节气门前方 在中等负荷时投入 工作 为防止 A F 变大 炭罐的底部有空气滤网 空气进入后还起携出作用 怠速时 VSV 电磁阀不导通 炭罐出气口处无真空度为正常 如有真空度 即 毕 业 论 文 13 VSV 阀关闭不严和 TPS 位置失准 中等负荷时 加速到 2000r min 以上 VSV 阀 有开闭动作声 出气口处有真空度 30KPA 左右 若无真空度 VSV 阀故障或 ECU 相关电路有故障 炭罐有时效变质问题 通常当汽车行驶 km 或涉水后炭罐会变质 其多为结块变质 失去存储能力 有些车系的炭罐的通气管是直接通往进气主管 由 VSV 阀控制其膜片开关 阀而工作 EGR 系统 废气再循环系统在中等负荷时投入工作 将 6 15 的废气导入 气缸 使 Nox 的排放值减少 在怠速工况和大负荷工况不工作 以保证怠速的 稳定性和大负荷工况的动力性 怠速时 EGR 阀膜片不动为好 可通过对散热孔的看摸来定 中等负荷时 加速到 2000r min 以上 膜片上升 锥阀打开 大负荷时 阀膜应不动 防止功率下降 可见 EGR 系统投入工作是有条件的 必须是 CTS 60 TPS 25 SP 2000r min 如果怀疑锥阀卡死 膜片漏气 关闭不严 可接上节 气门后方的 Px 软管试验 阀膜应上升 转速应下降 100r min 七 七 断油控制系统的检查 断油控制系统的检查 断油控制分急减速断油 超速断油和清缸断油 3 种 目的是减少污染 省 油和安全 清缸断油是为了提高起动性能 1 急怠速断油 急怠速断油仅限于四接头的 TPS 可在停止行驶状态 利用 TPS 的 IDS 触 点 短接后检查断油功能 1 水温正常 2 短接 TPS 上的怠速触点 IDL E 3 踩下加速踏板 使转速达到 1800r min 转速表突然下降到 1200r min 此时 稳住加速踏板 转速在 800 1200r min 间游车为好 否则 说明 TPS IDL 和 ECU 相关电路有故障 由此可见 短接 IDL E 实为 IDL 为 ON 会在中等负荷工况时游车 此现 象在不短接时出现 即表明 TPS 有故障或初始位置失准电压过低 2 超速断油 发动机最大转速应小于 6500r min 将加速踏板踩到底 如高于此转速即 断电 否则 会因超速运转使曲柄机构损坏 超速断油是保护功能 1 静态时无 VSS 信号 拆下一个 INJ 电接头 2 电压表两试笔插入接头 20V 档 或用 LED 灯插入 3 加速踏板踩到底 起动发动机 4 表针应不摆动 或不显示脉冲信号 即没有了喷油脉冲信号 否则 TPS 或 ECU 相关电路有故障 此功能可用作 清缸 即多次起动不着火 为了清除缸内的积油 加速踏 板踩到底再起动 利用进气和排气过程 可排掉积油后再顺利起动 八八 点火正时检查 点火正时检查 计算机控制的点火系统 其最佳点火提前角有 3 个内容 毕 业 论 文 14 实现最佳点火提前角 初始点火提前角 基本点火提前角 修正点火提前角 基本点火提前角的大小 决定于节气门开度和转速 已存储于 ECU 的 ROM 中 它属于开环控制 修正点火提前角是 ECU 中央处理器 CPU 随机修正的闭环控 制 实际上是对点火初始角的检查 即配气正时和装配质量的检查 通过对比 判定 ECU 点火电路有无故障 1 锁住两个点火提前角 即检取代码的状态 2 连接点火正时灯 夹住缸分线 照射正时标记 皮带盘或飞轮 3 怠速运转 显示的角度为初始提前角 因车而异 4 如不在规定范围 转动分电机外壳进行调节 无分电机的应检查正时皮带 或链条是否挂对 5 通过调整后 拆下跨接线 加大节气门 点火提前角应随着转速的加大而 加大 否则 ECU 点火电路有故障 6 也可用真空表检测 Px 最佳点火提前角所对应的必然是最高进气管真 空度 Px 此时 不必锁止两个提前角 Px 应大于 60kpa 六 电控汽油喷射系统使用注意六 电控汽油喷射系统使用注意 随着汽车电子技术的发展 汽车上的电子控制系统越来越多 越来越复杂 目前 在中高级汽车上 除了发动机采用电子控制系统外 自动变速器 防抱 死制动系统 音响 卫星导航等设备 都依靠汽车上的控制电脑 ECU 来加以 控制 顾名思义 电控系统的正常工作离不开电源 而蓄电池是汽车的总电源 在汽车使用维修过程中不可避免地要拆装蓄电池及公共连接线 这本应是大家 十分熟练的基本操作 但是 对于电控汽车而言 蓄电池及连接线的拆装操作 正确与否 将会直接影响电控系统的工况 甚至使之受到损害 1 盲目拆装造成 ECU 信息丢失 电控制汽车的 ECU 是控制系统的中枢神经 它不仅有控制功能 而且还有 记忆功能 当汽车电控系统出现故障时 电脑 ECU 会记忆储存其对应的故障信 息 维修人员便可从汽车的故障自诊断系统 通过诊断插座 读取故障信息 它是以故障代码的形式输出的 人们便依据故障代码查找与之相对应的故障原 因和故障部位 如果在读取故障码之前 拆下了蓄电池或蓄电池连接线 或者拔掉电源的 保险丝 就相当于中断了电脑 ECU 的电源 储存其内的故障代码便会自动消失 若再想获取故障信息及故障发生时的工作状况和环境条件 比如 特定条件下 的发动机转速及负荷 发动机的某种水温 某种进气温度以及有关传感器的某 种工况等 显而易见 这是非常麻烦和费时的 因此 万不可随意拆下蓄电池 连接线 在维修电控汽车之前应先读取信息的故障代码 然后才能进行蓄电池 的拆装和其它的维修作业 2 点火开关接通时禁拆蓄电池 对电控汽车而言 无论汽车发动机是否正在运转 只要点火开关在接通位 置 就绝对不可以拆下蓄电池及连接线或者保险丝 因为 突然断电将会使电 路中的线圈产生感应电动势而出现很高的瞬时电压 有时高达近万伏 从而使 电脑 ECU 及相关传感器等微电子器件严重受损 必须引起注意的是 除了蓄电池连接线外 其它凡与蓄电池电压相同的电 气装置的导线 在点火开关处于接通位置时 也都不能拆除 否则 也会造成 毕 业 论 文 15 同样的损害 这些电气装置包括 混合气控制电磁阀 怠速控制步进电机 电 子喷油器 二次空气喷射电磁阀 点火装置的导线 微机的可编程只读存储器 PROM 任何与电脑连接的导线连接器 鼓风电动机导线连接器及空调器离合器 导线等 3 燃料系作业时 应拆下蓄电池 在进行汽车燃料系作业时 如果带电作业 稍有不慎就可能引起火灾 因 此 燃料系作业中就存在着蓄电池连接线的拆卸时机问题 正确的做法是 在 拆卸油管之前关闭点火开关 待拆下蓄电池连接线或保险丝后 再实施作业 由于供油系统残存一定的压力 因此还应对燃油系统进行 卸压 比较简单的 卸压 方法是 在拆卸油路的接口处裹上布条或者棉纱 并在其下面放一油盆 然后慢慢松动接头将油导入盆中 以防飞溅 待燃油检测装置 如油压表 接 入管路后 如果需要用蓄电池电源对其进行测试 也必须先关闭点火开关 装 好蓄电池及连接线 然后打开点火开关 特别指出的是 当燃油系统检测完毕后 在拆卸检测之前 同样必须先关 闭点火开关 然后拆下蓄电池连接线 方可接着进行燃料系的作业 4 清除故障码要小心发动机维修妥善后 必须清除掉电脑中的故障代码 对于大多数电控汽车而言 拆下蓄电池连接线或者拆下通往电脑的电源保 险丝保持大约 30 秒钟 即清除掉电脑中的故障代码 但是 个别型号的汽车却 不能用此法来清除故障代码 比如丰田 凌志系列汽车 它将同时清除收音机 石英钟等附属设施的内存 包括防盗码 因此 对某些不慎了解的车型应按维 修手册所指示的方法去消除故障代码 切不可随意拆装电源线 5 电池拆装对发动机性能的影响蓄电池断开后再装复 有时会出现发动机工况 不如蓄电池断开以前的现象 别急 先不要盲目更换零部件 因为这种情况可能 是由于蓄电池断电后 将电控单元 ECU 的 学习修正记忆 也消除掉的缘故 ECU 会根据储存在只读存储器 PROM 中的数据 结合系统目前的实际工况 自动 进行 学习修正 控制 从而使发动机状况略有差异 如果出现此种情况 待发 动机运行一段时间后 ECU 会自动建立学习修正记忆功能 发动机不良工作状 况会自动消失 6 其它注意事项跨接起动其它车辆或用其它车辆跨接起动本车时 需先断开点 火开关 才能装拆跨接电缆线 在车身上使用电弧焊之前 应在关闭点火开关的前提下拆掉蓄电池连接线 拆