汽车维修基础第8章

第8章电控燃油喷射系统检修方法,课程汽车维修基础,共111页第1页,一、电控燃油喷射系统（EFI）,1EFI的控制功能喷油量控制：控制喷油器的喷油时间。喷油定时控制：控制喷油器喷油时刻。减速断油控制：减速工况切断燃油喷射。燃油泵控制：控制电动汽油泵工作。2EFI的基本组成三子系统：进气系统、燃油系统和控制系统。,共111页第2页,进气系统的组成,L型,空气滤清器,空气流量计,节气门体,进气总管,进气歧管,怠速控制阀,共111页第3页,进气系统的组成,D型,空气滤清器,节气门体,进气总管,进气歧管,怠速控制阀,进气管绝对压力传感器,共111页第4页,燃油系统的组成,燃油箱,电动燃油泵,燃油滤清器,压力调节器,低压回油管,主喷油器,冷起动喷油器,共111页第5页,控制系统的组成,空气流量计或进气管绝对压力传感器,发动机转速传感器,其它传感器,基本喷油量,ECU,修正喷油量,喷油器,主控信号,共111页第6页,8-2发动机控制的内容与基本原理二、怠速控制系统（ISC）,节气门位置传感器发动机转速传感器水温传感器车速传感器额外负荷传感器（空调开关、动力转向关等）,ECU,怠速控制阀（ISCV）,共111页第7页,8-2发动机控制的内容与基本原理,三、电控点火系统四、排放控制系统五、进气控制系统六、增压控制系统七、自我诊断系统八、失效保护系统九、应急备用系统,共111页第8页,83进气系统的构造与维修,一、进气系统的组成包括：空气滤清器、节气门体和进气管。发动机怠速控制系统的执行机构元件和进气温度传感器、节气门位置传感器、进气管绝对压力传感器（D型）或空气流量计（L型）也安装在进气系统中。在部分电控燃油喷射发动机的进气系统中，还装有进气控制系统和增压控制系统的执行机构元件。,共111页第9页,二、进气系统基本元件的构造,1空气滤清器,干式纸质滤心空气滤清器,共111页第10页,2节气门体安装在进气管中，用以控制发动机正常运行工况下的进气量。主要由节气门和怠速空气道等组成D型多点喷射系统节气门体,韩国大宇王子/超级沙龙轿车,1-节气门体衬垫2-节气门限位螺钉3-螺钉孔护套4-节气门体5-加热水管6-节气门位置传感器7-螺钉8-怠速控制阀9-O形密封圈10-螺钉,共111页第11页,L型喷射系统节气门体,通用雪佛兰鲁米娜（LUMNA）3.8L旅行车,1-空气流量计2-怠速控制阀3-节气门位置传感器,共111页第12页,单点燃油喷射系统的节气门体(淘汰),韩国大宇希望赛手轿车,1-进油管接头2-喷油器3-燃油压力调节器4-回油管接头5-怠速控制阀6-节气门位置传感器7-真空管接头8-通活性炭罐管接头,共111页第13页,三、进气系统的维修,进气系统的基本组成元件一般很少发生故障。但在汽车维修时，应注意进行以下检查：（1）检查空气滤清器滤芯是否脏污，必要时用压缩空气吹净或更换。（2）进气系统漏气对燃油喷射发动机的影响比对化油器式发动机的影响更大。检查各连接部位应连接可靠，密封垫应完好。（3）检查节气门体内腔的积垢和结胶情况，必要时用化油器清洗剂进行清洗。注意：节气门体的密封部位，绝对不允许用砂纸或刮刀等清理积垢和结胶，以免损伤内腔，导致节气门关闭不严或改变怠速空气道尺寸，影响发动机正常工作。,共111页第14页,8-4燃油系统的构造与维修,一、燃油系统的组成由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、脉动阻尼器及油管等组成。如图5-15所示。,皇冠3.0轿车,共111页第15页,二、电动燃油泵的构造与维修,1电动燃油泵的构造按安装位置可分为外置式和内置式。内置式燃油泵具有噪声小、不易产生气阻、不易泄漏等优点，应用更为广泛。常用的内置式燃油泵主要由油泵电机、叶轮泵、出油阀、卸压阀等组成。如图5-16所示。,共111页第16页,内置式电动燃油泵,1电动燃油泵的构造,共111页第17页,滚柱式电动燃油泵构造,1-卸压阀2-滚柱泵3-油泵电机4-出油阀5-进油口6-出油口,1-泵壳体2-滚柱3-转子轴4-转子,构造,原理,共111页第18页,2燃油泵控制电路,（1）ECU控制的燃油泵控制电路。如图5-17所示。,皇冠3.0轿车燃油泵控制电路,共111页第19页,2燃油泵控制电路,（2）油泵开关控制的燃油泵控制电路。如图5-18所示。,凌志ES300轿车燃油泵控制电路。,共111页第20页,2燃油泵控制电路,（3）带油泵继电器的燃油泵控制电路。如图5-19所示。,凌志LS400轿车燃油泵控制电路,共111页第21页,3燃油泵的就车检查,给燃油泵通电后，听有无工作声音或用手检查进油软管有无压力。燃油泵通电后不工作时，先检查油泵线路、易熔线、保险丝有无断路。油泵控制电路正常但油泵不工作，应检修或更换燃油泵。,共111页第22页,4燃油泵的拆装与检验,拆卸燃油泵时注意：应释放燃油系统压力，并关闭用电设备。燃油泵两端子之间电阻，应为23。用蓄电池直接给燃油泵通电，应能听到油泵电机高速旋转的声音，注意：通电时间不能过长。,共111页第23页,三、燃油滤清器的构造与维修,（1）构造：如图520所示。,（2）维修：一般汽车每行驶2000040000km或12年，应更换燃油滤清器。更换燃油滤清器时，应首先释放燃油系统压力，并注意燃油滤清器壳体上的箭头标记为燃油流动方向。,四、脉动阻尼器的构造与维修,部分燃油系统中装用。功用：衰减喷油器喷油时引起的燃油压力脉动。构造：如图521所示。,脉动阻尼器,共111页第25页,五、燃油压力调节器的构造与维修,（1）功用：就是调节燃油压力，使喷油压差保持恒定。（2）构造：主要由膜片、弹簧和回油阀等组成。图522所示。,燃油压力调节器,共111页第26页,（3）燃油压力控制阀,功用：防止高温时油路产生“气阻”。是一个由ECU控制的真空开关阀（VSV阀）。原理如图523所示。,控制电路如图524所示。,原理图,电路图,共111页第27页,六、燃油系统的压力释放与测试,1燃油系统的压力释放（1）起动发动机，并维持怠速运转；（2）拔下油继电器或线束连接器，使发动机自行熄火；（3）再起动发动机23次，直到不能起动着火为止；（4）关闭点火开关，接上油泵继电器或线束连接器。2燃油系统压力预置（1）检查各元件是否安装完好；（2）在诊断座上短接燃油泵端子和电源端子；（3）将点火开关ON的，使油泵工作约10；（4）关闭点火开关，拆下专用短接线。,共111页第28页,3燃油系统压力测试,（1）目的：诊断燃油系统是否有故障，进而根据测试结果确定故障性质和部位。（2）检查前准备：先检查油箱内燃油足够释放燃油系统压力检查蓄电池电压正常，拆开蓄电池负极电缆（3）连接专用压力表：常见的有两种连接方法。第一种如图525所示。,共111页第29页,油压表连接方法1,丰田车系油压表连接法,共111页第30页,油压表连接方法2,第二种如图526所示。,大宇车系油压表连接方法,共111页第31页,3油系统压力测试,（4）将溅出的汽油擦净，重新接好蓄电池负极电缆线。起动发动机并维持怠速运转。（5）拆开压力调节器上的真空软管，并用手指堵住进气管一侧的管口。检查油压表指示压力。标准：一般多点喷射系统为0.250.35MPa，单点喷射系统为0.070.10MPa。若压力过低：夹住回油软管，再检查压力，若恢复正常，说明压力调节器有故障；若压力仍过低，应检查燃油系统有无泄漏，燃油泵滤网、燃油滤清器和油管路是否堵塞，若无泄漏和堵塞故障，应更换燃油泵。若压力过高：应检查回油管路是否堵塞；若回油管路正常，说明燃油压力调节器有故障，应更换。若压力符合标准：使发动机运转至正常工作温度后，重新接上压力调节器上的真空软管，油压应略有下降（约0.05MPa），否则应检查真空管路是否堵塞或漏气；若正常，说明压力调节器有故障。,共111页第32页,3油系统压力测试,（7）使发动机熄火，燃油泵停止工作，等待10min后，观察油压表压力（即燃油系统残余压力）：多点喷射系统压力应不低于0.20MPa，单点喷射系统压力应不低于0.05MPa。若压力过低，应检查燃油系统是否有泄漏，若无泄漏，说明燃油泵出油阀、燃油压力调节器回油阀或喷油器密封不良。（8）检查完毕后，释放燃油系统压力，并拆下油压表，装复燃油系统。然后，预置燃油系统压力，并起动发动机检查有无泄漏。,共111页第33页,8-5控制系统的构造与维修一、传感器,1空气流量计（MAF）功用：在L型系统中，测量发动机的进气量，并将信号输入ECU。类型：叶片式、热式和卡门旋涡式三种。,（1）叶片式空气流量计结构：如图527所示。,叶片式空气流量计,共111页第34页,（1）叶片式空气流量计,原理图,共111页第35页,（1）叶片式空气流量计,内部电路图,共111页第36页,（1）叶片式空气流量计,外部电路图,共111页第37页,（1）叶片式空气流量计,检修：在使用中，拆开线束连接器，在空气流量计一侧测量相应端子之间（VC与E2、VS与E2、THA与E2）的电阻应符合原车标准，否则应更换空气流量计。也可在发动机工作时，检查电源电压和信号电压，以确定空气流量计是否正常。,共111页第38页,（2）热式空气流量计,类型,按测量元件形式分,热线式,热膜式,按测量元件位置分,主流测量式,旁流测量式,热线式：测量元件为铂丝热线，热线缠绕在陶瓷管上热膜式：测量元件镀在陶瓷片上，称为热膜主流测量式：将热线电阻安装在主进气道中旁通测量式：将热线安装在旁通气道中,共111页第39页,（2）热式空气流量计,热线式空气流量计,热膜式空气流量计,共111页第40页,（2）热式空气流量计,热式空气流量计测量原理,共111页第41页,（2）热式空气流量计,热线式空气流量计都有自洁功能：发动机转速超过1500r/min，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到1000以上并保持约1s，使附在热线上的粉尘烧掉。检修（检查相应端子之间的电压）：点火开关接通时，电源端子与搭铁端子之间电压应为蓄电池电压。信号端子与搭铁端子之间的电压，发动机不工作时为24V，发动机工作时为1.01.5V。,共111页第42页,（3）卡门旋涡式空气流量计,常见光学式卡门旋涡式空气流量计如图532所示。,类型,光学式,超声波式,光学式卡门旋涡式空气流量计,共111页第43页,（3）卡门旋涡式空气流量计,电路：如图533所示。,卡门旋涡式空气流量计电路,共111页第44页,（3）卡门旋涡式空气流量计,检修：将点火开关“ON”，检查端子VC与E2之间电压，应约为5V；在盘转发动机的同时，测量端子KS与E2之间的信号电压，应为24V。,共111页第45页,2进气管绝对压力传感器（IMAPS）,功用：D型系统中，测量进气管压力，并将信号输入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。种类：压敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等，应用最多的是压敏电阻式。安装位置：发动机罩内的车身上。结构与原理：如图534所示。,IMAPS结构,共111页第46页,2进气管绝对压力传感器,电路：如图535所示。,IMAPS电路,共111页第47页,2进气管绝对压力传感器,检修：点火开关“ON”检查端子VCC与E2之间的电源电压应约为5V测量端子PIM与E2之间的信号电压，应随真空度增加而下降,共111页第48页,3节气门位置传感器（TPS）,功用：检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU，用于控制燃油喷射及其它辅助控制（如EGR、开闭环控制等）。安装位置：节气门体上，由节气门轴驱动。类型：电位计式、触点式和综合式三种。,共111页第49页,3节气门位置传感器,（1）电位计式节气门位置传感器：如图5-36所示,电位计式节气门位置传感器,共111页第50页,3节气门位置传感器,（2）触点式节气门位置传感器：如图537所示,触点式节气门位置传感器,共111页第51页,3节气门位置传感器,（3）综合式节气门位置传感器由电位计和触点组成，如图5-38所示。,综合式节气门位置传感器,共111页第52页,3节气门位置传感器,检修：电位计式：检查输出信号电压，节气门全关时应约为0.5V，随节气门开度增大输出信号电压增加，节气门全开时应约为5V。触点式：拆开传感器线束连接器，就车检查各端子之间的通断情况。滑动触点端子与怠速触点端子在节气门全关时应导通，其它位置时应不导通；滑动触点端子与全开触点子端子之间：节气门全开时应导通，节气门中小开度时应不导通。综合式：综合上述两种传感器检查方法。如果不符合上述要求，应更换节气门位置传感器。,共111页第53页,4进气温度传感器（IATS）,功用:给ECU提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。安装位置：D系统在空气滤清器内或进气总管内，L系统在空气流量计内。结构：如图539所示。,IATS结构,共111页第54页,4进气温度传感器,特性：随温度升高，阻值减小电路：如图540所示,检修：拆开线束连接器，测量两个端子之间应无断路；将拆下的传感器放入水中进行冷却或加热，检查其特性应符合标准。,IATS电路,共111页第55页,5冷却水温传感器（ECTS）,功用：给ECU提供发动机冷却水温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。水温传感器信号也是其它控制系统（如EGR等）的控制信号。安装位置：一般在气缸体水道上或冷却水出口处。结构如图541所示。,ECTS结构,共111页第56页,5冷却水温传感器,电路：如图542所示。,ESTS电路,检修：同进气温度传感器。,共111页第57页,6凸轮轴/曲轴位置传感器（CPS）,功用：凸轮轴位置传感器（CMPS）：给ECU提供曲轴转角基准位置（第一缸压缩上止点）信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控制信号。曲轴位置位置传感器（CKPS）有时称为转速传感器，用来检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控制制信号。安装位置：与曲轴有精确传动关系的位置，如曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。类型：电磁式、霍尔式和光电式三种。,共111页第58页,（1）电磁式CPS,结构：如图543所示。利用电磁感应原理产生脉冲信号,电磁式CPS,上部：凸轮轴位置传感器，一个齿的转子和两个线圈，用以产生一缸上止点信号（G信号）；下部：曲轴位置传感器，一个24齿的转子和一个线圈组成，用以产生曲轴转角信号（Ne信号）。,共111页第59页,（1）电磁式CPS,电路：如图544所示。,电磁式CPS电路,检修：检查转子齿有无损伤检查线圈的电阻发动机工作时测量传感器的输出信号电压,共111页第60页,电磁式CPS短片,电磁式CPS短片,共111页第61页,（2）霍尔式CPS,原理：如图545所示，利用霍尔效应产生脉冲信号。,霍尔效应：将半导体元件（霍尔晶体管）放在永久磁铁产生的磁场中，并给半导体元件通一与磁场方向垂直的电流时，将在垂直于电流和磁场的半导体元件表面产生一个与电流和磁场强度成正比的电压，称霍尔电压。,霍尔式CPS,共111页第62页,（2）霍尔式CPS,电路：如图546所示。,霍尔式CPS电路,检修：拆开线束连接器，将点火开关“ON”，检查端子A与C之间应为8V；发动机转动时，检查端子B与C之间输出的信号电压应为5V和0V交替变化。,共111页第63页,霍尔式CPS短片,霍尔式CPS短片,共111页第64页,（3）光电式CPS,结构：如图547所示，利用光电原理产生脉冲信号。,光电式CPS,共111页第65页,（3）光电式CPS,电路：如图548所示。,光电式CPS电路,检修：拆开线束连接器，将点火开关“ON”，测量电脑侧1与2端子间电压应为12V；给传感器侧的1与2端子间施加12V电压，分别在端子3和4与1之间接上电流表，转子转一圈时，两电流表分别摆动1次和4次（与透光孔数量相等），电流表指示电流应约为1mA。,共111页第66页,光电式CPS短片,光电式CPS短片,共111页第67页,7车速传感器（VSS）,功用：给ECU提供车速信号（SPD信号），用于巡航控制和限速断油控制。也是自动变速器的主控制信号。安装位置：组合仪表内或变速器输出轴上。类型：舌簧开关式和光电式两种。光电式VSS：结构原理与光电式CPS基本相同。舌簧开关式VSS：结构如图549所示。,开关式VSS,共111页第68页,7车速传感器,电路：如图550所示。,开关式VSS电路,检修：检查电源电压应正常，转动驱动轮，测量输出信号，应为12V脉冲信号。,共111页第69页,8信号开关,（1）起动开关（STA）：起动时，给ECU提供起动信号；（2）空调开关（AC）：空调工作时，向ECU输入空调工作信号；（3）档位开关：由P/N档挂入其它档时，向ECU输人挂档信号；挂入P或N档时，空档位置开关提供P/N档位置信号；（4）制动灯开关：制动时，向ECU提供制动信号；（5）动力转向开关：方向盘转动时，向ECU输入转向信号；（6）巡航（定速）控制开关：进入巡航控制状态时，向ECU输入巡航控制状态信号。,共111页第70页,二、ECU,1基本功能（1）给传感器提供标准电压；（2）储存该车型基本特征参数和运算中的有关数据；（3）确定所需程序，计算输出信号值；（4）识别故障信息；（5）向执行机构输出指令，或根据指令输出内存信息。,共111页第71页,二、ECU,2ECU组成输入回路：对各传感器输入的信号进行处理。A/D转换器：将部分传感器输入的模拟信号转换成数字信号。微型计算机：根据需要，利用其内存程序和数据对送来的信号进行运算处理，并将处理结果送往输出回路。输出回路：将微机的处理结果放大，生成能控制执行元件工作的执令信号。,共111页第72页,ECU短片,ECU短片,共111页第73页,二、ECU,3燃油喷射控制基本原理（1）喷油正时控制：包括“同步”和“异步”喷油正时控制。同步喷油正时控制：指根据发动机各缸工作循环，在既定的曲轴位置进行的喷油，同步喷油有规律性。如图552、553和554所示。,同时喷射,共111页第74页,二、ECU,分组喷射,顺序喷射,共111页第75页,二、ECU,异步喷油正时控制：与发动机的工作不同步，无规律性，它是在同步喷油的基础上，为改善发动机的性能额外增加的喷油；主要包括：起动时的异步喷油：ECU收到STA信号的同时，收到第一个G信号后，收到第一个Ne信号时增加一次固定量的喷油。加速时的异步喷油：ECU接收到的IDL信号从接通到断开后（有些还需收到第一个Ne信号时），增加一次固定量的喷油。,共111页第76页,二、ECU,（2）正常运转时的喷油量控制：通过对喷油器喷油时间的控制来实现。发动机起动后，ECU根据Ne信号和Vs信号（或PIM信号）确定基本喷油时间。喷油持续时间=基本喷油持续时间喷油修正系数十电压修正值对喷油时间的修正包括以下内容：暖机加浓修正进气温度修正大负荷工况喷油量修正过渡工况喷油量修正怠速稳定性修正（只用于D系统）,共111页第77页,二、ECU,（3）断油控制：包括减速断油和限速断油控制。减速断油控制：汽车行驶中(有档位)，驾驶员快收加速踏板使汽车减速时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低HC及CO的排放量。当发动机转速降至设定转速时又恢复正常喷油。限速断油控制：发动机加速时，发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速时，ECU将切断燃油喷射控制电路，停止喷油，防止超速。,共111页第78页,二、ECU,（4）起动时的同步喷油量控制：起动时，ECU根据冷却水的温度，由内存的水温喷油时间曲线来确定基本喷油时间；再根据进气温度和蓄电池电压进行修正，得到起动时的喷油持续时间。,（5）异步喷油量控制：异步喷油量是固定的。4ECU的维修检测各端子间工作参数应符合标准；最好用替代法确定ECU是否有故障；有故障的ECU只能更换。,共111页第79页,三、喷油器的构造与维修,功用:是根据ECU的指令，控制燃油喷射量。类型：电磁式喷油器，分轴针式和孔式两种。安装位置：单点系统在节气门体空气入口处，多点系统在各缸进气歧管或气缸盖上的各缸进气道处。,共111页第80页,1喷油器的构造与工作原理,如图555所示。主要由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成。,喷油器构造,共111页第81页,2喷油器控制电路,如图556所示。,喷油器控制电路,共111页第82页,喷油器短片,喷油器短片,共111页第83页,3冷起动喷油器及其控制电路,功用：冷起动时喷油，以加浓混合气，改善冷起动性能。安装位置：安装在进气总管上。构造与原理：如图557所示，采用紊流式喷孔，利于燃油雾化和蒸发。,冷起动喷油器构造,共111页第84页,3冷起动喷油器及其控制电路,电路：如图558所示，一般采用冷起动正时开关控制。,冷起动喷油器电路,正时开关：安装在水套内，如图559所示。,正时开关,共111页第85页,3冷起动喷油器及其控制电路,注意：冷起动正时开关又称热敏时间开关。冷起动喷油器也可由ECU和正时开关两者控制，任何一条搭铁回路接通时都喷油。也可取消正时开关，由ECU控制冷起动喷油器。多数车不装冷起动喷油器，而由异步喷射来实现冷起动加浓。,共111页第86页,4喷油器的检查,（1）简单检查方法：发动机工作时，用手触试或用听诊器检查喷油器，应感觉有振动或能听到声响。（2）电路检查：检查电源线路和控制线路有无断路或短路。（3）喷油器电阻检查：拆开喷油器线束连接器，测量两端子间的电阻，低阻喷油器应为13，高阻值喷油器应为1520。（3）喷油器喷油量、滴漏检测（3项）：a）15s喷油量大部分厂家5070mL，各缸误差5mL。b）滴漏1滴/minc）雾化形状、喷射角度为保证，2000040000km应清洗一次注：喷油器上的“0”形密封圈是一次性零件，不能重复使用，拆检喷油器后更换新的，以保证其良好的密封性。,共111页第87页,一、怠速控制（ISC）系统(idlespeedcontrol),1怠速控制基本原理怠速：节气门关闭，油门踏板完全松开，发动机对外无功率输出并保持最低转速稳定运转的工况。功能：怠速转速控制。组成：传感器、ECU和执行元件，执行元件为怠速控制阀。控制方法：对进气量进行控制。类型：节气门直动式直接控制节气门开度来控制进气量，执行元件为电机，应用较少。旁通空气式控制旁通气道的进气量，执行元件为怠速控制阀，应用较广泛。,共111页第88页,1怠速控制基本原理,基本原理：如图560所示。,ISC系统原理,共111页第89页,怠速控制基本原理短片,ISC系统,共111页第90页,2步进电机型怠速控制阀,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、开关型等。步进电机型怠速控制阀的结构：如图561所示。步进电机可沿正反方向任意转动，且每转动“一步”的角度（1/32转约11）是固定的。,步进电机型ISC阀,共111页第91页,2步进电