电子控制燃油喷射系统课题一 电控燃油喷射系统的组成和工作原理.doc

电子控制燃油喷射系统课题一 电控燃油喷射系统的组成和工作原理复习： 组织教学、宣布上课、环视学生、集中学生注意力，暗中清点学生人数。 复习上节课重点内容：燃料系的组成、混合气形成 提问：混合气浓度、空燃比 过量空气系数 对发动机工况的影响 导入新内容：（以混合气浓度为切入点） 根据发动机工作原理知识，燃烧需要混合气，发动机对混合气浓度要求严格，怎样控制 排放要求一、电控燃油喷射系统的优点 1.能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度； 2.用排放物控制系统后，降低了HC、CO和NOX三种有害气体的排放； 3.增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好； 4.在不同地区行驶时，发动机控制ECU能准确地作出补偿； 5.在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能迅速的作出反应； 6.具有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油； 7.在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力小； 8.发动机起动容易，暖机性能提高。 二、电控燃油喷射系统的分类 1.按喷射方式分类： 同时喷射分组喷射顺序喷射 2 .按空气量的计量方式分类 ： D型电控燃油喷射系统 L型电控燃油喷射系统 3 .按喷射位置分类 多点喷射系统单点喷射系统 4 .按有无信号分类 开环控制系统闭环控制系统 三、电子控制汽油喷射系统的主要部件 1、电子控制汽油喷射系统的组成与控制原理1）电子控制汽油喷射系统的组成EFI主要由空气供给系、汽油供给系、电子控制系统三部分组成。空气供给系：空滤器、流量计、温度压力传感器、节气门体及位置传感器。作用：可燃混合的形成提供并计量空气。汽油供给系统：电动汽油泵、油滤器、油压调节器、喷油器。作用：根据发动机工况提供并计量汽油量。电子控制系统（ECU）：输入、输出装置，输入、输出控制器（模数、数模转换器），只读存储器ROM、随机存储器RAM，CPU中央处理器，控制、数据指令总线。作用：电子控制汽油喷射系统的大脑，根据各传感器信息，综合运算与判断，执行元件输出控制指令，对发动机精确控制。ECU具有信息鉴别功能，出现故障时，以代码存于存储器中，供维修时调用。2、电子控制汽油喷射系统的主要部件1）汽油供给系统 由油箱、油泵、油滤器、油压调节器及喷油器等组成，如图工作时，电动汽油泵源源不断将汽油从汽油箱泵出，经汽油滤清器滤去水分和杂质，压力调节器调压、稳压后，以一定压力将汽油送至喷油器，由ECU根据发动机负荷工况按某特定方式，将汽油喷入进气管或气缸内，与空气混合成特定浓度的混合气。（1）汽油泵组成：电动机、油泵，分类：滚柱式、叶片（涡轮）式、齿轮式；油箱内、外安装。桑车为内装、叶片式。管路简单，不易气阻和漏油，省去油压缓冲器；运行噪声、油压波动、磨损速度小。油泵安全阀，是当供油管路压力过高时自动打开，部分汽油回流至油箱。单向阀：汽油泵停止运转，供油管路油压作用自动关闭，维持供油管路中一定油压，保证发动机能再次顺利启动。单向阀：汽油泵停止运转，供油管路油压作用自动关闭，维持供油管路中一定油压，保证发动机能再次顺利启动。 （2）汽油压力调节器 EFI多为相对压力调节器作用：维持恒定的喷油压力，以保证精确的空燃比。结构：膜片、弹簧、油室真空室原理： 油压=弹力-进气真空度，弹力为定值喷油压力=油压+进气真空度=弹簧压力=定值不同车型的油压力调节器调压不尽相同，一般为300350KPa。（3）喷油器 电磁控制执行器，作用：据ECU喷油信号，将适量汽油喷射入进气管（或气缸）内。类型：按喷射方式分：多、单点喷射喷油器；按结构、作原理分：针阀、球阀、片阀式；按喷口数分：单、双、多喷口喷油器按电磁线圈阻值分：低电阻（23 ）、高电阻（1317 ）。AFE型发动机为单喷口、多点喷射、针阀式、高电阻型喷油器。工作：ECU接通电磁线圈，电磁力打开喷孔喷油。电磁线圈断电，磁力消失，铁芯因弹力作用迅速回位，喷油立即终止。4冷启动喷油器与温度时间开关冷启动喷油器开启持续时间取决于温时开关受热。其受热一是发动机温度升高，二是加热丝加热。若温度高，双金属片已有一定弯曲，加热丝稍加热，触点即断开；温度很低（-20）时，双金属片需加热较长时间（7.5s）触点才能打开。正常温度下，温时开关触点常，冷启动喷油器不喷油。2）空气供给系统结构：空滤器、进气管、节气门及节气门体、稳压器、空气流量计、进气温度传感器、怠速控制阀、进气岐管。 空气流量计 L型EFI 1、作用：进气量电信号输给CEU，判断喷油量的基本依据。 类型：据测量原理分为叶片式、卡门涡旋式、热式。 （1）叶片式（翼片式、风门式） 组成：测量板、补偿板、回位弹簧、电位器、怠速旁通道、油泵开关等，体积流量型，与进气压力、温度传感器配合。型式：（信号电压随空气流量）升压、降压式。空气流经流量计，推动叶片、电位器转动（油泵开关接通），弹簧受扭变形；推力与弹力平衡时，叶片停止转动；进气量电压信号ECU。补偿板和阻碍尼室：空气量急剧、气流脉动，叶片能平稳转动。调整怠速螺钉，改变怠速旁通气道，即调节怠速混合气浓度。（2）卡门涡旋（卡尔曼涡流）式空气流量计。气流经涡旋发生器（立柱）产生涡旋。卡门涡旋原理：涡旋频率f、空气流速v、立柱直径d关系：f=0.2v/d。检测涡旋频率，计算气流速度，即为可求气体流量。涡旋频率的检测方法：反光镜检测，超声波检测。1、反光镜 2、发光二极管 3、钢板弹簧 4、光电管 5、导压孔 6、涡流发生器空气流经涡旋发生器时，压力发生变化，反光镜振动。反光镜将发光二极管投射的光振动反射给光电管，检测反射光信号，即得涡旋频率。空气在超声波发生器、超声波接收器间流动，卡门涡旋使空气密度发生变化，超声波到达接收器时机提前或推迟，测出其相位差，放大成矩形波，矩形波的脉冲频率即卡门涡旋频率。与叶片式比，具有体积小、质量轻，气道简单，进气阻力小等优点。但仍属体积流量型，需与进气压力、温度传感器配合使用。（3）热式空气流量计。分热线、热膜式。据电热体放置位置分为主流式、旁通式。主流测量式：热线与温度传感器安于进气通道，热线直接承受气流作用力；旁通测量方式：热线缠在陶瓷螺旋线管并安于旁通气道。 原理： 气流经电热体带走热量，发热体变冷。空气流量越大，带走的热量越多。热膜式空气流量计（桑塔纳AJR型发动机用），是将热线、补偿电阻、精密电阻等镀在一块陶磁片上，不采用昂贵的铂丝，制造成本低，不直接承受气流作用力，使用寿命长。特点：测量范围大、体积小，反应灵敏、精度高，检测信号与空气质量流量相对应，不需对大气压力及进气温度进行修正，现以广泛使用。2节气门体 作用：安装节气门及位置传感器，不同车款、其结构组成差异很大。单点喷射式节气门体（早期EFI），除节气门、节气门位置传感器外，还装有主喷油器、汽油压力调节器、冷启动喷油器、怠速空气阀等。多点喷射式节气门体。由节气门及位置传感器、怠速调整螺钉、怠速空气阀等组成。桑塔纳AJR节气门体特点：取消了节气位置传感器及怠速调整装置。由ECU、步进式电机、传动机构，直接控制节气门开度、怠速进气量。3节气门位置传感器。作用：将节气门开度转变为电信号传给ECU。点火、喷油、怠速、废气再循环、汽油蒸发排放、自动变速系统等均需从节气门位置传感器信号中获取节气门开度、开启速度、怠速状态等信息，ECU据此判断发动机是否处于：急加速、怠速、部分负荷、满负荷工况，从而确定、调节、修正点火、喷油时刻和点火、喷油持续时间。类型：按其结构原理分线性可变电阻型、开关型。（1）开关型节气门位置传感器（节气门开关）。两副触点：即怠速、全负荷开关触点。节气门全闭，怠速触点闭合，CEU按怠速工况要求控制喷油量；节气门打开，怠速触点张开，CEU按从怠速到小负荷过渡工况控制喷油。怠速信号还可作为ECU判断是否进行怠速自动控制或是急减速断油控制。全负荷触点：节气门由全闭到中小开度时处于半开状态；节气门接近全开，全负荷触点闭合，ECU按全负荷进行加浓控制。信号特性如图。节气门开关无节气门中间信号，检测、控制精度差。（2）线性可变电阻型节气门位置传感器（线性电位计）。驾驶员踩、抬加速踏板，通过节气门轴转动、电位计触点滑动，改变节气开度、电位计电阻值。ECU可获得节气门由全闭到全开所有开启角度的连续开度变化信号，及开度变化速率，控制精度提高。怠速开关（仅某些车型），用以采集怠速信号。数控方式的ECU可根据怠速开关，在电位计有误差时，作为CEU校正节气门开度信号值的基准点。节气门位置传感器发生故障，ECU可检，并存储于ECU。4怠速旁通空气道及调整螺钉 怠速时，节气门全闭，经流量计计量空气，由怠速旁通道绕过节气门进入进气岐管，图5-26。调整怠速螺钉即改变旁通道，调节怠速转速。使之稳定。5怠速控制阀作用：低温启动时快速升温；怠速负荷增大，提高怠速转速。类型：按结构、原理分为利用发动机温度控制的双金属片、蜡式怠速空气阀；利用传感器收集的怠速状态、水温、空调使用、用电器负荷等信号，经ECU综合比较、分析后发出指令，由执行机构控制的怠速控制阀。ECU控制怠速阀，又分为节气门直动式与旁通气道式；步进电机与电磁式；直控式与间控式。双金属片式怠速空气阀，早期单点EFI发动机采用，现已淘汰。蜡式怠速空气阀，工作原理类似于冷却系的蜡式节温器。发动机低温启动时，蜡质凝固收缩，弹簧作用阀芯打开旁通道，高于正常怠速运转，发动机快速升温。水温升高，蜡质受热熔化膨胀，通过推杆关闭旁通道。特点：结构简单，水温直接控制，工作可靠，应用广。步进电机式怠速控制阀。 组成：永磁电机（多组励磁线圈）、丝杆机构、空气阀。 怠速信号的控制下步进电机运转，丝杆直线运动，带动空气阀上、下移动，空气阀开启或关闭。 改变励磁线圈的通电顺序，即可改变电机的旋转方向。通电一次，转子转过一角度（几度至十几度，100多种不同位置，足以满足不同怠速工况要求），即可改变阀芯与阀座的间隙，调节流旁通气道空气量。电磁式怠速控制阀。按作用原理分有直动、转动式电磁阀。 怠速控制信号作用。电磁阀通电，电磁吸力使阀杆轴向移动（或转子旋转），控制阀门开度，调节旁通气道空气量。 波纹管作用：消除阀门上下压差对阀门位置的影响。 6进气岐管EFI发动机进气岐管采用了特殊结构，能充分利用进气时的空气动力效应，提高进气量，增大动力输出、改善扭矩输出特性。进气动力效应：气流惯性、气压波动效应。气流惯性效应：大弧度、长进气管，可增加进气气流惯性。气压波动效应：即各缸进气过程的间歇、周期性，在进气管产生进气压力波动。压力波沿进气管以音速传播、反复反射，设置动力腔，有利于压力波反射、共振，利用共振压力波增加进气量。3）电子控制系统（简称ECU）1发动机电子控制系统ECU的组成 （1）输入、输出装置，即由线束和插接器组成。（2）输入、输出控制，包括模数、数模转换器。（3）只读存储器ROM、随机存储器RAM。（4）CPU中央处理器，主要有数字、指令寄存器，算术、逻辑运算部件，时钟、输出累加寄存器。（5）数据总线，即控制、数据指令总线。 2 发动机电子控制系统ECU的工作原理各传感器（模、数）信号输入ECU，模数转换后存入RAM。启动时，从ROM读取程序，进主处理区。CPU按基本程序从RAM调用传感器信号，按规定步骤，逐个指令地分析计算，得出控制指令，经数模转换，送至喷油器、点火控制器，控制喷油时刻、持续时间，点火正时、能量等。因ECU以极速接收、运算、输出指令，发动机处最佳工况。CEU对传感器信号鉴别，信号超过规定，以故障信息储存，发动机转入“跛行回家”应急程序，提醒驾驶员维修发动机。ECU设有故障诊断接口，通过发动机故障诊断仪从储存器中，快速、准确地诊断出故障部位，以便及时维护、修理；通过读取某些数据，了解传感器和执行元件所处技术状态，消除存储在CEU中的故障信息。3传感器传感器是EFI的“眼睛”和“耳朵”。将发动机工况及状态等物理量转变为电信号，传给ECU。在燃油喷射、空气供给系统已部分介绍，其余传感器有：（1）进气管压力传感器。是D型EFI用于监测发动机负荷状态、计算基本喷油时间、最佳点火提前角的重要参数之一。根据信号原理分为压电式、半导体压敏电阻式、电容式、差动变压器式（真空膜盒传动）等。半导体压敏电阻进气压力传感器。利用半导体的压阻效应将压力转换为电压信号。应变片按惠斯登电桥连接在硅膜片上，硅膜片变形，各应变片因拉、受压其电阻变化，电桥输出电压，经放大电路放大输送给ECU。（2）进气温度传感器。在EFI中，进气、冷却水温度是控制、修正喷油量的两个温度参数。ECU根据空气温度与空气密度关系修正喷油量。ECU根据水温变化，判定发动机工况，控制冷启动喷油器、怠速控制阀工作以及修正喷油量。温度传感器大都为热敏电阻型，测量原理相同。冷却水温度传感器出现故障，ECU将发动机转入故障应急状态运行。（3）氧传感器。是EFI实现混合气闭环控制的重要元件。通过检测废气中的氧含量，可获上次喷油时间是否过长、过短信息，并转变为电信号传给ECU，判断本次喷油持续时间是否需修正，降低有害物的排放。（4）爆燃传感器。一般装在2、3缸缸体侧面，将检测爆燃时的振动模拟信号转变电信号，由ECU对爆燃缸点火时间推迟，至爆燃消除。（5）曲轴位置传感器，按结构原理分为电磁感应、光电、霍尔效应式。一般装在分电器内或凸轮轴、飞轮附近。检测曲轴位置、发动机转速及第一缸活塞上止点位置。ECU根据曲轴位置和转速信号，计算出：喷油时刻、点火时刻及喷油持续时间与点火持续时间，在无分电器的EFI、按工作顺序喷油的EFI，此信号还用于识别气缸。电磁感应式曲轴位置传感器，主要有导磁转子、飞轮正时记号触发式。A导磁转子触发式曲轴位置传感器。导磁转子Ne、G上下结构装于分电器轴，由分电器轴驱动，分别触发Ne、G1和G2线圈，产生交变感应电压信号。Ne转速信号，G1、G2曲轴位置信号。G与缸数的对应关系使G1、G2分别在点火次序中前一半气缸的第一缸、后一半气缸中第一缸压缩上止点前某一时刻产生电压脉冲。ECU可根据G1、G2电压脉冲信号，确定曲轴位置参数，做出点火、喷油正时控制；根据Ne的脉冲数、频率确定点火、喷油脉冲间隔，Ne脉冲频率可确定发动机转速。无分电器EFI发动机，曲轴位置传感器一般装在凸轮轴或曲轴前端，由传感器轴驱动。不同的EFI其计算方法不尽相同，转子Ne、G突齿数、G线圈数也不同。B飞轮齿圈、正时记号触发式曲轴位置传感器。发动机旋转，飞轮轮齿、正时记号使传感器内部磁路气隙即磁阻变化，感应线圈磁通量变化，Ne、G磁感应线圈产生相应的电压脉冲信号。富康轿车的曲轴位置传感器。是另一种利用飞轮齿圈触发形式的传感器。在飞轮上另外安装了有60-2个齿的传感器触发齿圈，齿圈上两个缺齿位于1、4缸上止点后114o。发动机运行时，传感器感应线圈产生信号电压波形。ECU根据信号频率，即可算得所需转速和曲轴位置参数。霍尔效应式曲轴位置传感器，也有导磁转子、飞轮齿圈、正时记号触发式。前者装在分电器内，后者则装在凸轮轴或曲轴前端。装于分电器内的霍尔效应曲轴位置传感器如图，其结构形式与霍尔点火信号发生器相同。转子上有与气缸数相同的窗口及一个缺口。分电器每转一圈，窗口便产生与缸数相同、各缸上止点基准（Ne）信号，用于控制点火及检测发动机转速；同时缺口则产生第一缸活塞到达上止点的（G）信号，用以控制喷油顺序。北京切诺基4缸发动机霍尔效应曲轴位置传感器，装于飞轮壳处。飞轮齿圈与驱动盘边缘有对称的2组（6缸机为3组）、每组均布的4齿槽。发动机旋转，齿槽对准信号触发开关下方，传感器输出高电平（5V）；无槽面对准信号触发开关下方，传感器则输出低电平（0.3V）。四缸四冲程机，一个工作循环传感器输出4组（每组4个）脉冲信号。槽的分布及传感器的安装位置，使一组信号脉信号占60o曲轴转角、组与组脉冲信号间隔180o、每组第4个脉冲信号的下降，对应为活塞上止点前4o。ECU即可据此确定喷油顺序、点火时间及发动机转速。光电式曲轴位置传感器，装于分电器内， 遮光盘转子外圆均布360道缺口，内圆有与缸数相等的缺口。发光二极管、光敏三极管（二组）由遮光盘隔开。发动机工作时，一组发光二极管、光敏三极管通过转子外圆缺口透光，曲轴位置传感器产生360个脉冲信号/圈；另一组则通过转子内圆透光，产生与气缸数对应的脉冲信号。两组脉冲信号经电路整形输入ECU，即可确定曲轴位置和发动机转速。曲轴位置传感器发生故障，CEU不能检测，发动机立即熄火，无法运转。经验提示：不要轻易判断控制单元故障提示：电器件测电阻、电压课题二 电子控制汽油喷射式发动机的使用与维护 一、电子控制汽油喷射式发动机的使用 电子控制汽油喷射式发动机其结构原理与化油式发动机有着本质性的区别，使用中应特别注意： 1启动时，不可将加速踏板踩到底，否则EFI进入断油控制。 2发动机启动前、启动中，不可连续、快速踩踏加速踏板。 3汽油指示警示灯亮，应尽快加油，以免烧毁汽油泵。 4发动机热车条件下不能顺利启动，可能是缸内存油过多淹湿火花塞，此时可将加速踏板踩到底，由起动机带动发动机运转，排除缸内燃油。 5发动机运转时，不可拔下任何传感器插头，以免造成人为故障代码，影响发动机正常工作和故障判断。 6发动机部分气缸因断火不工作时，应停车检查，排除故障后再启动、运转，以免在缺火情况下烧毁氧传感器。 7为防止ECU不受干扰，汽车上不宜装用大功率的无线电设备，无线电设备天线应远离ECU和线束。 二、电子控制汽油喷射式发动机维护保养的注意事项 EFI对高电压、高湿、高温特别敏感，使用维修中应特别注意： 1无论发动机是否运转，只要点火开关处于接通状态，切不可将任何12V电器设备的插接器拔下。以免因电器设备线圈的自感作用，产生瞬时高压，对电控系统造成严重损害。 2“CHECK ENGINE”闪烁时，切不可断开蓄电池电路，以免造成故障代码及有关资料信息丢失。 3当诊断控制系统有故障并对控制系统进行检修，需要从车上拆下某一部件时，应先关闭点火开关，拔下插接器，并切断蓄电池搭铁线。若仅对电子控制系统进行检查，则只须关闭点火开关即可。 4用跨接方法启动其他车辆或用其他车辆跨接启动本车时，必须先断开点火开关，才能拆卸跨接线。 5除特别指明外，切不可用指针式万用表检测ECU和传感器，应使用汽车专用万用表（高阻抗数字万用表）进行检测。严禁用试灯法检测与电子控制系统有关的电器设备。 6蓄电池必须是负极搭铁！ 7需在ECU或传感器等附近电弧焊接时，应先切断ECU电源，并采取特别隔热、防磁等措施。 8维护保养应特别注意插接器清洁，配线与电器设备的连接必须牢固可靠。常用基础知识，反映基本技能。提示：注意记忆注重原理使学生建立立体思维提示：知识链接动画演示实物观察提示：链接电动汽油泵，课题三 发动机电子控制系统主要部件的检修 （结合情境案例） 以桑塔纳轿车AFE和AJR型发动机为例，介绍发动机电子控制系统主要部件的检测与判断方法。 一、发动机ECU的检修 1、ECU常见故障 ECU可能故障：控制器电源电路短、断路、元件烧坏等；传感器电源电路短、断路、元件烧坏，使传感器无信号或信号异常；CPU、存储器等芯片、接口电路烧坏ECU不能工作或工作不良；执行元件内部电路短、断路或元件烧坏。 2、电子控制器的检修 ECU故障概率很小，指示有ECU故障代码或经故障分析、项目检测，怀疑ECU有故障，应对ECU仔细检测确认。 检测ECU，不可打开其罩盖，以免损坏密封或烧毁ECU。 检测ECU，检测蓄电池电压，低于11V，应补充充电，或修、换蓄电池。 插好连接器，关闭（有些车型需打开）点火开关，用汽车专用数字式万用表测量各端子的直流电压，应为蓄电池电压，若电压过低或无电压，则检测电源电路；若电压正常，则再测各传感器电源电压（5V左右），电压异常或无电压，则ECU内部故障，应予更换。 3、电子控制器的故障排除 （1）排除法。经对ECU插接器各端子电压、电阻以及有关部件的检测，排除了被检测线路和部件故障后，若故障现象仍然存在，则应更换ECU。 （2）替代法。用新ECU替代，若故障消失，原ECU损坏，应更换。 二、传感器的检修 1、进气压力与进气温度传感器检修 （1）检测电阻。 关闭点火，拔下插接器，用k挡检测1、2间电阻，其值为：20，2.2k2.7k；30，1.4k1.9k；40，1.1k1.4k。不符，更换传感器。 AJR与AFE发动机温度传感器温度值相同。 （2）检测电压值。打开点火开关，接通传感器与ECU。 传感器1#端子通过ECU30#端子搭铁，对地电压为0V。 检测传感器1#、3#与ECU12#、30#，得传感器参考电压（5V）；电压异常或无电压断开点火拔下ECU插接器接通点火检测12#、30#电压有电压ECU与传感器配线或传感器故障无电压检查ECU电源电压。 断开点火开关检测2#、1#电压为0.5V3.0V（与温度有关）。无电压拔下ECU插接器，点火开关于ON检测12#、30#电压有电压则ECU与传感器配线或传感器有故障仍无电压检出检查ECU电源电压。 点火开关于ON，不启动，检测传感器4#、1#，电压应为3.8V4.2V；启动发动机，怠速状态为0.8V1.3V，节气门开度逐渐增大，电压应发生变化。 2、冷却水温度传感器的检修 AFE、AJR冷却水温度传感器型号相同。 （1）检测电阻。断开点火，拔下传感器插接器，拆下水温传感器，在不同温度下检测1#、2#电阻。其值为：20，10802750；80，150500。若不符，更换传感器。 （2）检测电压。传感器2#端子经ECU30#端子接铁，对地电压为0V。 断开点火拔下传感器插接器接通点火检测45#、30#获传感器参考电压值（标准5V）。 连接ECU与传感器接通点火检测1#、2#电压在0.5V2.5V之间（与温度有关）。 实测电压异常或无电压，按进气温度传感器的方法进一步检查。 3、热膜式空气流量计的检修 AJR发动机空气流量计 打开点火，流量计与ECU处连接状态，检测端子2，电压应为12V。若无电压检出，检测汽油泵继电器、ECU电源电压及相关配线。 拔下ECU与传感器插接器，检测端子11、2电压，应为5V。端子3、12信号负线，端子5、13信号主线。检测端子3、5可得进气流量电压信号。 4、曲轴位置及发动机转速传感器的检修 （1）电阻的检测。关闭点火，拔下传感器插接器。检测端子2、3，电阻值应在4801000，若不符，应更换传感器。 （2）电压的检测。端子2、63为信号正线，端子3、56信号负线，用示波器在端子3与2之间，可测转速传感器脉冲电压信号。 5、霍尔传感器的检修 AFE与AJR的霍尔传感器同一型号，仅安装部位不同，接线原理如图5-48。传感器3通过ECU48搭铁。 当霍尔传感器故障时，ECU不能检测，发动机立即熄火。 拔下传感器插接器，打开点火，检测12、48其参考电压应为5V； ECU、传感器保持连接，转动曲轴，检测48、49可得曲轴旋转电压（2V左右）。 6、氧传感器的检修 （1）检测电阻。关闭点火，拔下传感器插接器，检测传感器端子1、2（参见图5-34）间的电阻应在0.520之间（与温度有关）。 （2）检测电压。打开点火，检测ECU端子15电压应为12V；正常运转，ECU端子31、30电压在0.2V0.8V之间波动。 7、节气门位置传感器的检修 ECU端子12向传感器端子1输给5V参考电压。 （1）检测电阻。关闭点火，拔下插接器，测量各端子电阻，不符时，应更换传感器。 节气门全关时：端子1、3电阻为2.2k；端子1、2为3.1k；端子2、3为962k。 节气门全开时：端子1、3电阻应为2.2k；端子1、2为962k；端子2、3为3.1k。 （2）检测电压。ECU传感器保持连接，打开点火。检测端子1、3电压（5V）；端子2、3电压：节气门全闭，为0.1V0.9V；节气门全开，为3.0V4.8V。 三、执行器的检修 1、喷油器的检修 喷油器可能故障：喷油器阀胶结；电磁阀线圈短、断路或烧坏；插接器接触不良导致喷油器不喷油；喷油器密封阀密封不严引起滴油；喷油弹簧变软或折断，喷油器喷嘴脏污导致喷油量减少或喷射角度、喷射距离减小。 （1）检查电阻 关闭点火，拔下插接器，检测两端子电阻。低电阻型为1.53.5，高电阻型在19.522.5之间。若不符应更换喷油器。 （2）喷油器的就车运行检查。启动发动机，借助听诊器检查喷油器是否有喷油声，或用手逐缸触摸喷油器的工作状况，若感觉不振动，表示喷油器不工作。此时应检查线束、插接器、喷油器或ECU的喷油信号。 2、汽油泵的检修 汽油泵故障：电动机烧坏、内部接触不良；油泵磨损严重、安全阀泄漏或弹簧失效；单向阀漏油熄火后油管中不能维持一定油压，发动机启动困难。 （1）就车检查。未拆下汽油泵时，用跨接线将蓄电池正极与汽油泵继电器端子“FP”短接，若无声响，应拆检或更换汽油泵。 （2）检查汽油泵电动机两端子电阻（0.53），断路或电阻过大，则应更换汽油泵。 （3）泵油压力、流量检查。管路中接入压力表、流量表，启动发动机并使其稳定运转，测得流量相符，压力过小需检测或更换油压调节器，若油压调节器正常，则应更换汽油泵。流量过小也应更换汽油泵。 3、怠速控制阀的检修 步进电动机式怠速控制阀。 常见故障：插接器松动、锈蚀，电机内部有短、断路或接触不良，怠速控制阀不工作或工作不良。 （1）怠速控制阀工作状况的检查。拆下怠速控制阀前，应检查在暖机后关闭点火开关时，怠速控制阀是否有完全打开的“咔嗒”声，无声响，检查怠速控制阀插接器及与ECU间配线，再根据需要检查怠速控制阀。 （2）步进电机电阻的检测。关闭点火开关，拔下怠速控制阀插接器，用万用表分别检查各端子（B1或B2与S1、S2、S3、S4）间的电阻（图5-51）。若与规定值不相符，则应更换怠速控制阀。 （3）怠速空气阀的检修。怠速空气阀的故障主要是，热敏元件失效，不能根据发动机温度变化，做出控制响应。蜡式怠速空气阀在水温20时，空气阀应完全打开，35时，应处于完全关闭状态。导入情境案例：创设虚拟环境开放实训室，学生自主学习。提示：注意查询资料，以维修资料数据为准课题四 故障案例 本节教学环节设计：1、理论分析-虚拟现实-实训 三位一体。创设虚拟现实环境，提供实训室使学生自主学习。 2、布置“实体”作业到4S维修站询问有关“实体”故障，分组、分车型列故障。分析、判断、验证分析（虚拟现实网络），实训室预置故障，解决实际故障。 3、检查作业。 4、讨论交流体会，介绍经验教训。故障诊断的基本原则 进行故障诊断时，除遵循化油器发动机的故障诊断原则外，还应特别注意：首先判断所诊断故障是否与电子控制系统有关。与电控系统无关的故障，须避开电控系统，按照常规发动机的故障诊断程序进行检查，否则，既浪费时间，还有可能因肓目操作，导致人为的故障。经确认故障现象与控制系统有关时，应结合具体的结构类型进行故障分析，充分了解可能的故障原因，是正确地进行诊断操作并迅速排除故障的基础。 点火线圈工作不良 检查点火线圈有无断路、短路、搭铁 点火器工作不良 检查点火器内部元件及电路的技术状况 电子控制燃油喷射系统课题一 电控燃油喷射系统的组成和工作原理复习：组织教学、宣布上课、环视学生、集中学生注意力，暗中清点学生人数。 复习上节课重点内容：燃料系的组成、混合气形成 提问：混合气浓度、空燃比 过量空气系数 对发动机工况的影响 导入新内容：（以混合气浓度为切入点） 根据发动机工作原理知识，燃烧需要混合气，发动机对混合气浓度要求严格，怎样控制 排放要求一、电控燃油喷射系统的优点 1.能提供发动机在各种工况下最合适的混合气浓度； 2.用排放物控制系统后，降低了HC、CO和NOX三种有害气体的排放； 3.增大了燃油的喷射压力，因此雾化比较好； 4.在不同地区行驶时，发动机控制ECU能准确地作出补偿； 5.在汽车加减速行驶的过渡运转阶段，燃油控制系统能迅速的作出反应； 6.具有减速断油功能，既能降低排放，也能节省燃油； 7.在进气系统中，由于没有像化油器那样的喉管部位，因而进气阻力小； 8.发动机起动容易，暖机性能提高。 二、电控燃油喷射系统的分类 1.按喷射方式分类： 同时喷射分组喷射顺序喷射 2 .按空气量的计量方式分类 ： D型电控燃油喷射系统 L型电控燃油喷射系统 3 .按喷射位置分类 多点喷射系统单点喷射系统 4 .按有无信号分类 开环控制系统闭环控制系统 三、电子控制汽油喷射系统的主要部件 1、电子控制汽油喷射系统的组成与控制原理1）电子控制汽油喷射系统的组成EFI主要由空气供给系、汽油供给系、电子控制系统三部分组成。空气供给系：空滤器、流量计、温度压力传感器、节气门体及位置传感器。作用：可燃混合的形成提供并计量空气。汽油供给系统：电动汽油泵、油滤器、油压调节器、喷油器。作用：根据发动机工况提供并计量汽油量。电子控制系统（ECU）：输入、输出装置，输入、输出控制器（模数、数模转换器），只读存储器ROM、随机存储器RAM，CPU中央处理器，控制、数据指令总线。作用：电子控制汽油喷射系统的大脑，根据各传感器信息，综合运算与判断，执行元件输出控制指令，对发动机精确控制。ECU具有信息鉴别功能，出现故障时，以代码存于存储器中，供维修时调用。2、电子控制汽油喷射系统的主要部件1）汽油供给系统 由油箱、油泵、油滤器、油压调节器及喷油器等组成，如图工作时，电动汽油泵源源不断将汽油从汽油箱泵出，经汽油滤清器滤去水分和杂质，压力调节器调压、稳压后，以一定压力将汽油送至喷油器，由ECU根据发动机负荷工况按某特定方式，将汽油喷入进气管或气缸内，与空气混合成特定浓度的混合气。（1）汽油泵组成：电动机、油泵，分类：滚柱式、叶片（涡轮）式、齿轮式；油箱内、外安装。桑车为内装、叶片式。管路简单，不易气阻和漏油，省去油压缓冲器；运行噪声、油压波动、磨损速度小。油泵安全阀，是当供油管路压力过高时自动打开，部分汽油回流至油箱。单向阀：汽油泵停止运转，供油管路油压作用自动关闭，维持供油管路中一定油压，保证发动机能再次顺利启动。单向阀：汽油泵停止运转，供油管路油压作用自动关闭，维持供油管路中一定油压，保证发动机能再次顺利启动。 （2）汽油压力调节器 EFI多为相对压力调节器作用：维持恒定的喷油压力，以保证精确的空燃比。结构：膜片、弹簧、油室真空室原理： 油压=弹力-进气真空度，弹力为定值喷油压力=油压+进气真空度=弹簧压力=定值不同车型的油压力调节器调压不尽相同，一般为300350KPa。（3）喷油器 电磁控制执行器，作用：据ECU喷油信号，将适量汽油喷射入进气管（或气缸）内。类型：按喷射方式分：多、单点喷射喷油器；按结构、作原理分：针阀、球阀、片阀式；按喷口数分：单、双、多喷口喷油器按电磁线圈阻值分：低电阻（23 ）、高电阻（1317 ）。AFE型发动机为单喷口、多点喷射、针阀式、高电阻型喷油器。工作：ECU接通电磁线圈，电磁力打开喷孔喷油。电磁线圈断电，磁力消失，铁芯因弹力作用迅速回位，喷油立即终止。4冷启动喷油器与温度时间开关冷启动喷油器开启持续时间取决于温时开关受热。其受热一是发动机温度升高，二是加热丝加热。若温度高，双金属片已有一定弯曲，加热丝稍加热，触点即断开；温度很低（-20）时，双金属片需加热较长时间（7.5s）触点才能打开。正常温度下，温时开关触点常，冷启动喷油器不喷油。2）空气供给系统结构：空滤器、进气管、节气门及节气门体、稳压器、空气流量计、进气温度传感器、怠速控制阀、进气岐管。 空气流量计 L型EFI 1、作用：进气量电信号输给CEU，判断喷油量的基本依据。 类型：据测量原理分为叶片式、卡门涡旋式、热式。 （1）叶片式（翼片式、风门式） 组成：测量板、补偿板、回位弹簧、电位器、怠速旁通道、油泵开关等，体积流量型，与进气压力、温度传感器配合。型式：（信号电压随空气流量）升压、降压式。空气流经流量计，推动叶片、电位器转动（油泵开关接通），弹簧受扭变形；推力与弹力平衡时，叶片停止转动；进气量电压信号ECU。补偿板和阻碍尼室：空气量急剧、气流脉动，叶片能平稳转动。调整怠速螺钉，改变怠速旁通气道，即调节怠速混合气浓度。（2）卡门涡旋（卡尔曼涡流）式空气流量计。气流经涡旋发生器（立柱）产生涡旋。卡门涡旋原理：涡旋频率f、空气流速v、立柱直径d关系：f=0.2v/d。检测涡旋频率，计算气流速度，即为可求气体流量。涡旋频率的检测方法：反光镜检测，超声波检测。1、反光镜 2、发光二极管 3、钢板弹簧 4、光电管 5、导压孔 6、涡流发生器空气流经涡旋发生器时，压力发生变化，反光镜振动。反光镜将发光二极管投射的光振动反射给光电管，检测反射光信号，即得涡旋频率。空气在超声波发生器、超声波接收器间流动，卡门涡旋使空气密度发生变化，超声波到达接收器时机提前或推迟，测出其相位差，放大成矩形波，矩形波的脉冲频率即卡门涡旋频率。与叶片式比，具有体积小、质量轻，气道简单，进气阻力小等优点。但仍属体积流量型，需与进气压力、温度传感器配合使用。（3）热式空气流量计。分热线、热膜式。据电热体放置位置分为主流式、旁通式。主流测量式：热线与温度传感器安于进气通道，热线直接承受气流作用力；旁通测量方式：热线缠在陶瓷螺旋线管并安于旁通气道。 原理： 气流经电热体带走热量，发热体变冷。空气流量越大，带走的热量越多。热膜式空气流量计（桑塔纳AJR型发动机用），是将热线、补偿电阻、精密电阻等镀在一块陶磁片上，不采用昂贵的铂丝，制造成本低，不直接承受气流作用力，使用寿命长。特点：测量范围大、体积小，反应灵敏、精度高，检测信号与空气质量流量相对应，不需对大气压力及进气温度进行修正，现以广泛使用。2节气门体 作用：安装节气门及位置传感器，不同车款、其结构组成差异很大。单点喷射式节气门体（早期EFI），除节气门、节气门位置传感器外，还装有主喷油器、汽油压力调节器、冷启动喷油器、怠速空气阀等。多点喷射式节气门体。由节气门及位置传感器、怠速调整螺钉、怠速空气阀等组成。桑塔纳AJR节气门体特点：取消了节气位置传感器及怠速调整装置。由ECU、步进式电机、传动机构，直接控制节气门开度、怠速进气量。3节气门位置传感器。作用：将节气门开度转变为电信号传给ECU。点火、喷油、怠速、废气再循环、汽油蒸发排放、自动变速系统等均需从节气门位置传感器信号中获取节气门开度、开启速度、怠速状态等信息，ECU据此判断发动机是否处于：急加速、怠速、部分负荷、满负荷工况，从而确定、调节、修正点火、喷油时刻和点火、喷油持续时间。类型：按其结构原理分线性可变电阻型、开关型。（1）开关型节气门位置传感器（节气门开关）。两副触点：即怠速、全负荷开关触点。节气门全闭，怠速触点闭合，CEU按怠速工况要求控制喷油量；节气门打开，怠速触点张开，CEU按从怠速到小负荷过渡工况控制喷油。怠速信号还可作为ECU判断是否进行怠速自动控制或是急减速断油控制。全负荷触点：节气门由全闭到中小开度时处于半开状态；节气门接近全开，全负荷触点闭合，ECU按全负荷进行加浓控制。信号特性如图。节气门开关无节气门中间信号，检测、控制精度差。（2）线性可变电阻型节气门位置传感器（线性电位计）。驾驶员踩、抬加速踏板，通过节气门轴转动、电位计触点滑动，改变节气开度、电位计电阻值。ECU可获得节气门由全闭到全开所有开启角度的连续开度变化信号，及开度变化速率，控制精度提高。怠速开关（仅某些车型），用以采集怠速信号。数控方式的ECU可根据怠速开关，在电位计有误差时，作为CEU校正节气门开度信号值的基准点。节气门位置传感器发生故障，ECU可检，并存储于ECU。4怠速旁通空气道及调整螺钉 怠速时，节气门全闭，经流量计计量空气，由怠速旁通道绕过节气门进入进气岐管，图5-26。调整怠速螺钉即改变旁通道，调节怠速转速。使之稳定。5怠速控制阀作用：低温启动时快速升温；怠速负荷增大，提高怠速转速。类型：按结构、原理分为利用发动机温度控制的双金属片、蜡式怠速空气阀；利用传感器收集的怠速状态、水温、空调使用、用电器负荷等信号，经ECU综合比较、分析后发出指令，由执行机构控制的怠速控制阀。ECU控制怠速阀，又分为节气门直动式与旁通气道式；步进电机与电磁式；直控式与间控式。双金属片式怠速空气阀，早期单点EFI发动机采用，现已淘汰。蜡式怠速空气阀，工作原理类似于冷却系的蜡式节温器。发动机低温启动时，蜡质凝固收缩，弹簧作用阀芯打开旁通道，高于正常怠速运转，发动机快速升温。水温升高，蜡质受热熔化膨胀，通过推杆关闭旁通道。特点：结构简单，水温直接控制，工作可靠，应用广。步进电机式怠速控制阀。 组成：永磁电机（多组励磁线圈）、丝杆机构、空气阀。 怠速信号的控制下步进电机运转，丝杆直线运动，带动空气阀上、下移动，空气阀开启或关闭。 改变励磁线圈的通电顺序，即可改变电机的旋转方向。通电一次，转子转过一角度（几度至十几度，100多种不同位置，足以满足不同怠速工况要求），即可改变阀芯与阀座的间隙，调节流旁通气道空气量。电磁式怠速控制阀。按作用原理分有直动、转动式电磁阀。 怠速控制信号作用。电磁阀通电，电磁吸力使阀杆轴向移动（或转子旋转），控制阀门开度，调节旁通气道空气量。 波纹管作用：消除阀门上下压差对阀门位置的影响。 6进气岐管EFI发动机进气岐管采用了特殊结构，能充分利用进气时的空气动力效应，提高进气量，增大动力输出、改善扭矩输出特性。进气动力效应：气流惯性、气压波动效应。气流惯性效应：大弧度、长进气管，可增加进气气流惯性。气压波动效应：即各缸进气过程的间歇、周期性，在进气管产生进气压力波动。压力波沿进气管以音速传播、反复反射，设置动力腔，有利于压力波反射、共振，利用共振压力波增加进气量。3）电子控制系统（简称ECU）1发动机电子控制系统ECU的组成 （1）输入、输出装置，即由线束和插接器组成。（2）输入、输出控制，包括模数、数模转换器。（3）只读存储器ROM、随机存储器RAM。（4）CPU中央处理器，主要有数字、指令寄存器，算术、逻辑运算部件，时钟、输出累加寄存器。（5）数据总线，即控制、数据指令总线。 2 发动机电子控制系统ECU的工作原理各传感器（模、数）信号输入ECU，模数转换后存入RAM。启动时，从ROM读取程序，进主处理区。CPU按基本程序从RAM调用传感器信号，按规定步骤，逐个指令地分析计算，得出控制指令，经数模转换，送至喷油器、点火控制器，控制喷油时刻、持续时间，点火正时、能量等。因ECU以极速接收、运算、输出指令，发动机处最佳工况。CEU对传感器信号鉴别，信号超过规定，以故障信息储存，发动机转入“跛行回家”应急程序，提醒驾驶员维修发动机。ECU设有故障诊断接口，通过发动机故障诊断仪从储存器中，快速、准确地诊断出故障部位，以便及时维护、修理；通过读取某些数据，了解传感器和执行元件所处技术状态，消除存储在CEU中的故障信息。3传感器传感器是EFI的“眼睛”和“耳朵”。将发动机工况及状态等物理量转变为电信号，传给ECU。在燃油喷射、空气供给系统已部分介绍，其余传感器有：（1）进气管压力传感器。是D型EFI用于监测发动机负荷状态、计算基本喷油时间、最佳点火提前角的重要参数之一。根据信号原理分为压电式、半导体压敏电阻式、电容式、差动变压器式（真空膜盒传动）等。半导体压敏电阻进气压力传感器。利用半导体的压阻效应将压力转换为电压信号。应变片按惠斯登电桥连接在硅膜片上，硅膜片变形，各应变片因拉、受压其电阻变化，电桥输出电压，经放大电路放大输送给ECU。（2）进气温度传感器。在EFI中，进气、冷却水温度是控制、修正喷油量的两个温度参数。ECU根据空气温度与空气密度关系修正喷油量。ECU根据水温变化，判定发动机工况，控制冷启动喷油器、怠速控制阀工作以及修正喷油量。温度传感器大都为热敏电阻型，测量原理相同。冷却水温度传感器出现故障，ECU将发动机转入故障应急状态运行。（3）氧传感器。是EFI实现混合气闭环控制的重要元件。通过检测废气中的氧含量，可获上次喷油时间是否过长、过短信息，并转变为电信号传给ECU，判断本次喷油持续时间是否需修正，降低有害物的排放。（4）爆燃传感器。一般装在2、3缸缸体侧面，将检测爆燃时的振动模拟信号转变电信号，由ECU对爆燃缸点火时间推迟，至爆燃消除。（5）曲轴位置传感器，按结构原理分为电磁感应、光电、霍尔效应式。一般装在分电器内或凸轮轴、飞轮附近。检测曲轴位置、发动机转速及第一缸活塞上止点位置。ECU根据曲轴位置和转速信号，计算出：喷油时刻、点火时刻及喷油持续时间与点火持续时间，在无分电器的EFI、按工作顺序喷油的EFI，此信号还用于识别气缸。电磁感应式曲轴位置传感器，主要有导磁转子、飞轮正时记号触发式。A导磁转子触发式曲轴位置传感器。导磁转子Ne、G上下结构