汽油机空气供给系故障诊断

诊断与排除空气供给系故障,2,学习目标：1.了解电控发动机进气系统的结构及工作原理2.熟悉电控发动机进气系统检修注意事项3.掌握电子节气门检修方法,3,空气供给系的结构,空气供给系统一般由空气滤清器、进气管、节气门体以及进气歧管等部分组成，如图3-1所示。个别汽车还配有起谐振作用的谐振气室和起调节进气作用的控制阀，如图3-2所示。空气供给系统的阻塞故障通常发生于空气滤清器内部滤芯处，一般通过清洁作业就可以排除，个别情况下需要更换滤芯。但对于不同类型的空气滤清器，清洁作业的方法存在不同的差别,4,5,6,空气供给系统的漏气故障通常发生于节气门体之后的进气管、进气歧管等与其他部件的结合处，一般是由于密封垫片失效所致，通常需要更换作业，但找出漏气点是更换作业前的关键环节。,7,空气供给系的工作原理,按进气顺序依次为:空气滤清器空气流量计节气门体进气歧管进气门气缸（L或LH型）,L型或LH型空气流量计（附带有进气温度传感器）,Air,8,9,空气经过空气滤清器过滤后，通过空气流量计（D型电控发动机无此装置，另设进气压力传感器）、节气门、进气总管、进气歧管、进气门进入各气缸。L型电控发动机的空气流量计或D型电控发动机的进气压力传感器都是用于检测空气流量的，其工作流程如图3-4和图3-5。空气流量受节气门开度的控制，而节气门开度又由驾驶人通过加速踏板（俗称油门）控制（如图3-4所示）。踩下加速踏板时，节气门开度增大，空气流量加大，发动机功率增大，反之，发动机功率减小。,10,L型电控发动机工作流程图,空气滤清器,空气流量计,节气门位置传感器,进气歧管,怠速空气控制阀,发动机,在怠速时，节气门处于全闭状态，由怠速执行器根据冷却液温度、空调、动力转向等工况调节进气量。当怠速空气控制阀接收到来自ECU的信号打开时，空气经旁通通道绕过节气门，进入进气歧管。,图3-4,11,D型电控发动机工作流程图,进气歧管压力传感器,节气门位置传感器,进气歧管,怠速空气控制阀,发动机,空气滤清器,图3-5,12,驾驶人不踩加速踏板时，节气门完全关闭，空气由旁通气道通过，发动机处于怠速运转状态。怠速空气流量通过怠速调整螺钉和怠速控制阀调节，从而实现对怠速转速的控制与调节。调整螺钉用于人工调节怠速转速，怠速控制阀则用于ECU对怠速转速的控制。低温起动以及暖机时，怠速控制阀开度较大，发动机处于高怠速运转状态；随着水温的升高，怠速控制阀开度逐渐减小，发动机转速逐渐降至正常怠速。,13,空气流量计MAF,叶（翼）片式空气流量计,卡门漩涡式空气流量计（光电式/超声波式）,热线式,热膜式,进气歧管压力传感器,空气流量计分类,14,叶（翼）片式空气流量计,元件识别,15,叶片式空气流量计电位计部分,16,叶片式空气流量计电路原理图分析,17,叶片式空气流量计的检测,1、离线状态（静态）检测（点火开关关闭）工具：万用表方法：1、选择万用表蜂鸣档位，黑表笔搭铁，用红表笔检测各端子，可测出E1、E2端子，拨动叶片，可测出Fc端子；2、黑表笔搭E1、E2或者保持搭铁不变，检测电阻，电阻值受温度叶片开度影响的为Vs输出端子；3、向MAF内注入热空气，电阻变小的是THA端子；4、电阻不变或者对地截止的是Vc端子。,18,2、在线状态（动态）检测（点火开关打开并启动发动机）工具：万用表（不推荐）、示波器、试灯方法1：1、万用表在这里主要检测电压，将其打到20V量程直流电压档2、黑表笔搭铁，红表笔探测个端子，12电压的为Fc；5V电压为Vc；3、电压在不拨动划片的情况下，电压变化的为THA；4、拨动划片，电压变化的为Vs端子。,19,热线式空气流量计,1、元件识别,A）热线式MAF实物图,B）热线式MAF构造图,20,热线式MAF的结构组成及分类,1、分类：按照热线式空气流量计的铂丝位置不同将其分为主流测量方式和旁通气道测量方式。如下图所示：,主流量测量方式,旁通气道测量方式,旁通气道,21,组成,防护网是一种金属或者塑料网，进气端的作用是整流（平稳气流），出气端的作用是防回火。热线式空气流浪计由一根热线和一根冷线组成，另外由两个精密电阻（误差很小的电阻）共同构成惠斯顿电桥，利用电桥的平衡原理制成。电路板负责将输出信号放大，有的同时转换为数字信号。,22,电气原理,变换,等效,Rh：热线电阻（铂丝制成）Rt：温度补偿电阻，冷线，进气温度传感R1：精密电阻（误差小于1）Rs：校正电阻（可小幅调整使电桥初始状态平衡）,23,等效电路电气分析,Vc输入12V或5V电压，电流经VcRhE，Rh被加热，电阻升高，电桥平衡被破快，Vs上产生一个电压，当空气流过Rh，空气带走Rh的温度致使其电阻降低，这样，电桥循环运作，在Vs上产生一个05V的随动电压。,状态：Rh温度高，电阻大，Vs输出电压低，空气流量小Rh温度低，电阻小，Vs输出电压高，空气流量大由于热线式空气MAF检测精度高，50%的中高档车都装配这种空气流量计，标准为三线端子，也有在Rt处再串联一个热敏电阻以检测进气温度。,提示：这种空气流量计在使用一段时间后，由于空滤没有及时更换，上面可能会沾上脏污，这样测得空气流量会偏小，所以常常在这个上面还有一根自清洁信号线，发动机熄火4S后，电脑控制其瞬间加热到1000左右将附在上面的脏污烧尽。,24,热膜式空气流量计,热膜式空气流量计的电气原理，内部结构上都与热线式很相似，不同的是，热膜式空气流量计的铂丝不是直接裸露在空气中而是被做在了一个树脂片上，这样，热膜式空气流量计更加经久耐用，不易损坏了。,损坏可能性：树脂老化，受强冷、回火等因素导致树脂开裂，会导致信号增强，混合气变浓。,25,热线式、热膜式MAF的检测,1、静态检测（离线）以四线制热线式MAF为例（四线：搭铁、信号、电源正、THA）用万用表蜂鸣档，在常温状态下，R1.2R2.3电阻相等，R1.3电阻约等于R1.2+R2.3，向空气流量计注入热风R1.4受到温度影响而减小，R1.2受热风影响电阻增大，则1为Vcc,2为Vs，3为搭铁，4为THA。2、动态检测（发动机启动）用万用表20V量程电压档，检测，1号端子电压为12V，2号端子电压在05V之间变化（需要加减油门，否则变化很小），3号电压为0，四号端子电压受到进气温度的影响。则1为Vcc,2为Vs，3为搭铁，4为THA。,26,进气歧管绝对压力传感器MAP,元件识别,安装位置：一般装于发动机机舱内，用一根真空管与进气歧管相接或直接装在节气门后方的进气歧管上。,27,MAP分类：压敏电阻式和电容式,左图就是压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的结构图。一般情况下，MAP有三个端子（电源、信号、搭铁），常见的有在上面集成一个热敏电阻以检测进气温度，故而有四根引脚。,28,压敏电阻式MAP的电气原理,压力转换元件是利用半导体压阻效应制成的硅膜片。硅膜片为约3mm的正方形，其中部经光刻腐蚀形成直径约2mm、厚约50m的薄膜。在膜片表面规定位置有四个应变电阻，以惠斯顿电桥方式连接，如下图所示。,29,3、空气供给系统故障诊断（1）（以SGMBUICK轿车为例）,SGMBUICK轿车发动机同时安装空气流量计MAF与进气歧管压力传感器MAP，MAF的型式为热线式传感器，是燃油喷射和点火控制的主控信号。MAP传感器在运行EGR、启动工况或发动机负荷转速急剧变化时检测进气气流，修正点火提前角与空燃比。,发动机电控元件的整体布置之一1喷油器线束连接器；2MAP；3EGR；4TPS；5节气门体；6燃油压力调节器；7机油压力开关；8KS；924XCKP；10PCV阀；11CMP；12燃油油道；13上进气歧管,30,1）空气流量计（MAF）故障诊断,（1）类型和功能类型为热线式传感器；利用惠斯顿电桥平衡原理，测量进气的容积和密度，计算进气量；确定基本喷油量和基本点火提前角。,空气流量计MAF控制电路,31,1）空气流量计（MAF）故障诊断（续2）,（2）诊断仪检测连接TECH2诊断仪；选择F0：诊断，屏幕显示车辆识别选择年款（根据汽车17位编码的第10位）；选择F0：动力总成，屏幕显示选择轿车发动机类型；选择F0：DTC信息，屏幕显示故障代码及故障信息；排除故障后，选择F2：清除DTC信息，按屏幕提示清除故障代码。,诊断故障码F0：DTC信息F1：冻结故障状态/故障记录F2：清除DTC信息F3：获取信息,32,1）空气流量计（MAF）故障诊断（续3）,（3）万用表检测检测MAFA端与PCM的C1（69#）电阻应该小于0.5；MAF工作电压。MAFC端与B端间有12-14V电压，若没有应检查继电器盒中27#保险丝，或检查MAF接地是否良好；MAF信号电压。MAFA端与B端频率，在怠速时频率应该在2000HZ左右，加速时空气流量加大，MAF进气频率也升高。,空气流量计MAF控制电路,33,1）空气流量计（MAF）故障诊断（续4）,（4）示波器检测使用汽车示波仪检测MAF信号，其波形如图所示。怠速时。频率2.27kHZ，峰峰值4.48V，占空比10.9%，间隔时间48.0微秒。加速时。频率上升，峰峰值不变、占空比上升，间隔时间缩短。,空气流量计MAF信号波形,34,2）进气歧管绝对压力传感器（MAP）故障诊断,（1）类型和功能类型为压敏电阻型，输出模拟信号。引入进气歧管真空度，MAP硅片变形使电阻变化，PCM通过检测MAP的电压信号，计算进气流量；MAF发生故障，通过MAP代替；可以检测大气压力，修正点火提前角与空燃比；可检测EGR的废气流量。,进气歧管绝对压力传感器（MAP）电路,35,（2）使用TECH2诊断故障。（3）万用表检测MAP传感器与PCM连接是否正常。检测MAP传感器A端与PCM的C1（13#）、MAP传感器B端与PCM的C2（25#）、MAP传感器C端与PCM的C1（10#）电阻都应该小于0.5。,2）进气歧管绝对压力传感器（MAP）故障诊断（续2）,进气歧管绝对压力传感器（MAP）电路,36,MAP传感器工作电压。检测MAP传感器C端与A端之间应该有5V工作电压。MAP传感器信号电压。检测MAPB端与A端直流电压：停车时（进气真空度为零）电压比较高大约为4V；怠速时（真空度较大）电压比较小大约2V以下；加速时（真空度下降）电压有所上升。,2）进气歧管绝对压力传感器（MAP）故障诊断（续3）,进气歧管绝对压力传感器（MAP）电路,37,（4）示波器检测使用汽车示波仪检测MAP信号，其波形如图所示。电压随着怠速、急加油门、急放油门而变化，停车或急加油门时最高电压在4.5V，急放油门最低电压在1.5V左右。,2）进气歧管绝对压力传感器（MAP）故障诊断（续4）,进气歧管绝对压力传感器（MAP）波形,38,3）节气门位置传感器（TPS）故障诊断,（1）类型和功能类型为三导线可变电阻型，输出模拟信号。提供节气门开度信号，PCM利用该信号计算燃油喷射和点火正时；控制自动变速器换档和变矩器工作；控制EVAP燃油蒸发系统；控制EGR废气再循环和空调。,节气门位置传感器（TPS）控制电路,39,3）节气门位置传感器（TPS）故障诊断（续2）,（2）连接TECH2诊断故障。（3）万用表检测TPS与PCM连接。检测TPSA端与PCMC2（33#）、TPSB端与PCMC1（61#）、TPS传感器C端与PCMC2（66#）电阻都小于0.5。TPS传感器电压。TPSA端与B端之间应该有5V工作电压，TPSC端与B端之间的信号电压随节气门开度的变化而变化。,节气门位置传感器（TPS）控制电路,40,3）节气门位置传感器（TPS）故障诊断（续3）,（4）示波器检测使用汽车示波仪检测TPS信号，其波形如图所示。在节气门全闭时电压约为0.64V，随节气门开度增大而提高，节气门全开时电压约为4.5V。,节气门位置传感器（TPS）波形,41,4）怠速空气控制阀（IAC）故障诊断,（1）类型和功能类型为四导线双线圈不带中心抽头的步进电机；IAC阀作用是控制发动机怠速，并防止发动机负荷变化产生失速。如果怠速过低，PCM将使IAC枢轴缩进，增加空气量提高怠速转速；如果怠速过高，PCM将延伸IAC枢轴，使空气量减少，降低怠速转速。,怠速空气控制阀（IAC）控制电路,42,4）怠速空气控制阀（IAC）故障诊断（续2）,（2）使用TECH2诊断故障。选择F1：数据清单，屏幕显示动态数据信息；冷车怠速时约在40步，正常温度时约在25步左右，关闭点火开关时PCM先控制IAC枢轴向外延伸，步数为零，然后使步数上升到125步，再次打开点火开关IAC阀又回到上次启动的步数位置。,怠速空气控制阀（IAC）控制电路,43,4）怠速空气控制阀（IAC）故障诊断（续3）,（3）万用表检测IAC阀与PCM连接。IAC阀A端与PCM的C2（49#）、IAC阀B端与PCM的C1（38#）、IAC阀C端与PCM的C2（44#）、IAC阀D端与PCM的C2（7#）电阻都小于0.5。IAC阀线圈电阻。A端与B端、C端与D端之间电阻都约为50。IAC阀线圈工作电压。怠速时，A端与B端、阀C端与D端之间工作电压都在12V之间变化。,怠速空气控制阀（IAC）控制电路,44,4）怠速空气控制阀（IAC）故障诊断（续4）,（4）示波器检测使用汽车示波仪检测IAC信号，其波形如图所示。怠速在负荷有变法时输出12V变化的电压。,怠速空气控制阀（IAC）信号波形,45,3、空气供给系统故障诊断（2）（以上海大众电控发动机为例）,大众桑塔纳2000GSi型轿车的AJR型发动机采用了德国波许（BOSCH）公司最先进的Motronic3.8.2电子控制多点汽油顺序喷射系统。M3.8.2系统能依据进气流量信号和曲轴转角信号准确地控制发动机混合气空燃比和点火时间。,汽油喷射系统和点火系统位置布置图l-霍尔传感器；2-喷油器；3-活性炭罐；4-热膜式空气流量计；5-活性炭罐电磁阀；6-ECU；7-氧传感器；8-水温传感器；13-节气门控制组件；14-2号爆震传感器；15-转速传感器；16-进气温度传感器；17-点火线圈；18-1号爆震传感器,46,1）空气流量计（G70）故障诊断,（1）类型和功能类型为热膜式传感器；确定基本喷油量和基本点火提前角。,空气流量计（G70）电路,47,1）空气流量计（G70）故障诊断（续2）,（2）使用V.A.G1552诊断仪,进行故障诊断：输入地址“01”，进入发动机检测输入选择功能“08”，进入读取数据块输入组号“002”，进入基本功能数据检测（见右图显示）,区域：发动机转速；区域：发动机负荷（曲轴每转喷油时间）；区域：发动机每循环喷油持续时间；区域：进气空气质量流量，3.04.0g/s为正常，小于2.0g/s为进气系统有泄漏，大于4.0g/s为发动机负荷太大。,48,1）空气流量计（G70）故障诊断（续3）,（3）万用表检测MAF供电电压。MAF2#端与接地端3，启动发动机应有12V电压；MAF传感器电源。MAF4端与接地端3，发动机运转时电压约为5V；MAF传感器信号电压。MAF5端与接地端3，发动机运转时电压约为1.52.5V：用万用表频率档检测MAF进气频率。,万用表检测G70端子,49,1）空气流量计（G70）故障诊断（续4）,（4）示波器检测使用汽车示波仪检测MAF信号，其波形如图所示。加速时。频率上升，峰峰值不变、占空比上升，间隔时间缩短。,汽车示波仪检测G70信号波形,50,2）节气门控制组件（J338）故障诊断,（1）类型和功能节气门控制组件（J338）由节气门电位计（G69）、节气门定位电位计（G88）、节气门定位器（V60）和怠速开关（F60）组成。G69和G88部件起着节气门位置传感器的作用；触点G88在节气门全闭时与怠速触点接触，触点G69将节气门开度对应的线性输出电压送给ECU。,节气门控制组件（J338）电路,51,2）节气门控制组件（J338）故障诊断（续2）,节气门定位器（V60）起着控制怠速的作用，能适当开大或关小节气门。怠速开关（F60）用以向发动机ECU提供怠速位置信号。怠速开关闭合时，由节气门定位器来决