汽车发动机故障诊断技术教案第二章(第二～九讲)

第二讲第二章汽油机燃油喷射系统(1/8)【班级】10汽电【课题】§2-1汽油机燃油喷射系统概述§2-2汽油机燃油喷射系统的组成及工作原理【课程性质】理论课与实验相结合【授课对象】汽车检测与维修专业【稳固上讲内容】发动机电控系统的根本组成及工作原理【教学目的与要求】掌握现代汽油喷射系统的分类掌握汽油发动机电子控制系统的组成及功能了解汽油发动机电子控制系统的工作原理【教学重点】现代汽油喷射系统的分类汽油发动机电子控制系统的组成及功能【教学难点】汽油发动机电子控制系统的工作原理【授课方法】讲授法、多媒体教学法【课时分布】稳固上讲内容5分钟现代汽油喷射系统的分类35分钟汽油发动机电子控制系统的组成、功能及工作原理35分钟小结与答疑5分钟【作业】简述汽油发动机电子控制系统的组成、功能及工作原理【教学内容】§2-1现代汽油喷射系统的分类一、电控燃油喷射系统的分类1.按喷射系统执行机构不同分类①多点喷射系统〔MPI〕：多点喷射系统是指在每一个气缸的进气门前均安装一只喷油器,喷油器适时喷油。②单点喷射系统〔SPI〕：单点喷射系统是指在节流阀体上安装一只或两只喷油器,向进气歧管中喷油形成燃油混合气,进气行程时燃油混合气被吸入气缸内。2.按喷射控制装置的形式不同分类①机械式：空气计量器与燃油分配器组合在一起,空气计量器检测空气流量的大小后,靠连接杆传动操纵燃油分配器的柱塞动作,以燃油计量槽开度的大小控制喷油量,到达控制混合气空燃比的目的。②电子控制式：根据各种传感器送至电脑的发动机运行状况的信号,由电脑运算后,发出控制喷油量和点火时刻等多种执行指令,实现多种机能的控制.即为发动机电子集中控制系统。③机电一体混合式：在燃油分配器上安装了一个由电脑控制的电液式压差调节器,电脑根据水温、节气门位置等传感器的输入信号控制电液式压差调节器动作,以调节燃油供应量。3.按喷射方式不同分类①间歇喷射系统：在发动机运转期间汽油间歇喷射是在进气过程中的某时间内进行的,喷油量大小取决于喷油器持续开启时间,即电脑指令的喷油脉冲宽度。②连续喷射系：燃油喷射的时间占有全部工作循环的时间,连续喷射都是喷在进气道内,大局部燃油是在进气门关闭后喷射。4．按喷射位置的不同分类①进气道喷射式②缸内直接喷射式5.按喷射时序分类①同时喷射：同时喷射是指发动机在运转期间,各缸喷油器同时开启且同时关闭,由电脑的同一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作。②分组喷射：分组喷射是指将喷油器分成两组交替喷射,电脑发出两路喷油指令,每路指令控制一组喷油器。③顺序喷射：顺序喷射是指喷油器按发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射,它具有喷射正时,由电脑根据曲轴位置传感器提供的信号,区分各缸的进气行程,适时发出各缸的喷油脉冲信号,以实现次序喷射的功能。a〕同时喷射b〕分组喷射c〕顺序喷射6.按空气流量的检测方式分类汽油喷射系统:①歧管压力计量式〔D型EFI系统〕②翼片式或叶片式〔L型EFI系统〕③卡门旋涡式〔L型EFI系统〕④热线式〔LH型EFI系统〕⑤热膜式〔LH型EFI系统〕1〕、歧管压力计量式将歧管压力和转速信号输送到电脑,由电脑根据该信号计算出充气量,再产生与之相对应的喷油脉冲,控制喷油器喷射适量的燃油.2〕、翼片式和卡门旋涡式其计量方式属于体积流量型,即通过计量气缸充气的体积,将物理量转变成电信号输送至电脑,电脑计算出与该体积的空气相适应的喷油量以控制混合气空燃比。3〕、热线式和热膜式直接测量进入气缸内空气的质量,将该空气的质量转换成电信号,输送给电脑,由电脑根据空气的质量计算出与之相适应的喷油量,以控制空燃比在最正确值。二、电控汽油喷射系统的优点能实现空燃比的高精度控制充气效率高瞬时响应快起动容易,暖机性能好节油和排放净化效果明显减速断油功能也能降低排放,节省燃油便于安装。§2-2汽油发动机电子控制系统的组成及功能一、进气系统1、组成:空气滤清器、空气流量计、节气门、进气总管、进气歧管、怠速控制装置。2、功能:为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气。3、工作原理:行驶时,空气的流量由通道中的节气门来控制。怠速时,节气门关闭,空气由旁通气道通过。怠速控制是由怠速调整螺钉和怠速空气调整器调整流经旁通道的空气量来实现的。如下图：二、燃油系统1、组成:燃油泵、燃油滤清器、燃油脉动减振器、喷油器、燃油压力调节器及供油总管等组成。2、功能:提供洁净和压力稳定不变的燃油,并根据电脑指令喷射适量的燃油。3、工作原理:具有一定压力的燃油送到各喷油器,喷油器根据电脑的喷油指令,开启喷油阀,将适量的燃油喷于进气门前,待进气时将燃油混合气吸入气缸。三、点火系统1、组成:点火电子组件、点火线圈、火花塞、及高压导线等。2、功能:计算出点火时刻和通电时间。3、工作原理:电脑根据曲轴位置传感器和转速、水温等工况传感器信号计算出点火时刻和通电时间,将计算结果送到点火电子组件,由点火电子组件控制点火线圈的初级电路接通和断开,使火花塞点火。四、电子控制系统、1、组成:传感器、ECU和执行器三局部组成。2、功能:根据发动机各种传感器送来的信号控制喷油时间、点火时刻等等。3、工作原理:电脑根据空气流量计计算进气量，根据进气量和转速计算出根本喷油持续时间，然后进行温度、海拔高度、节气门开度等各种工作参数的修正,得到最正确喷油持续时间。第三讲第二章汽油机燃油喷射系统(2/8)【班级】10汽电【课题】§2-2汽油机燃油喷射系统的组成及工作原理【课程性质】理论课与实验课相结合【授课对象】汽车检测与维修专业【稳固上讲内容】发动机电控系统的根本组成【教学目的与要求】掌握汽油发动机电子控制系统的组成及功能了解汽油发动机电子控制系统的工作原理【教学重点与难点】掌握EFI系统的工作原理掌握汽油发动机电子控制系统的燃油喷射控制【教学难点】汽油发动机电子控制系统的工作原理【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法【课时分布】稳固上讲内容5分钟现代汽油喷射系统的工作原理35分钟汽油发动机电子控制系统的燃油喷射控制35分钟小结与答疑5分钟【作业】简述同时喷射、分组喷射和顺序喷射的区别【教学内容】§2-2ＥＦＩ系统的工作原理一、EFI系统的工作原理〔一〕Ｄ型ＥＦＩ系统1、燃油压力的建立与燃油喷射方式油箱内的燃油被燃油泵吸出并加压至350KPa左右,经燃油滤清器滤去杂质后,被送至发动机上方的燃油分配油管.分配油管与安装在各缸进气歧管上的喷油器相通.喷油器是一种电磁阀,由ECU控制.通电时电磁阀开启,压力燃油以雾状喷入进气歧管内,与空气混和,在进气行程中被吸进气缸.分配油管的未端装有燃油压力调节器,用来调整分配油管中汽油的压力,使油压保持某一定值〔约250-300KPa〕.多余的燃油从燃油压力调节器上的回油口经回油管返回油箱。2、进气量的控制与测量进气量由驾驶员通过加速踏板操纵节气门来控制。节气门开度不同，进气量也不同，同时进气歧管内的真空度也不同。在同一转速下，进气歧管真空度与进气量有一定关系。进气压力传感器可将进气歧管内真空度的变化转变成电信号的变化，并传送给ECU，ECU根据进气歧管真空度的大小计算出发动机进气量。3、喷油量与喷油时刻确实定喷油量由ECU控制。ECU根据进气压力传感器测量得的信号计算出进气量，再根据分电器中的曲轴位置传感器测得信号计算出发动机转速，根据进气量和转速计算出相应的根本喷油量；ECU控制各缸喷油器在每次进气行程开始之前喷油一次，并通过控制每次喷油的持续时间来控制喷油量。喷油持续时间愈长，喷油量就愈大。一般每次喷油的持续时间2-10ms。各缸喷油器每次喷油的开始时刻那么由ECU根据曲轴位置传感器测得的1缸上止点的位置来控制。由于这种类型的燃油喷射系统的每个喷油器在发动机一个工作循环中只喷油一次，故属于间歇喷射方式。4、不同工况下的控制模式电控燃油喷射系统能根据各个传感器测得的发动机各种运转参数，判断发动机所处的工况，选择不同模式的程序控制发动机的运转，实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制怠速断油、自动怠速控制等功能。D型ＥＦＩ系统具有结构简单、工作可靠等优点，但由于采用压力作为控制喷油量的主要因素，因此，存在这样的缺点：在汽车突然制动或下坡行驶中节气门关闭时，加速反响效果不良；当大气状况较大变化时，会影响控制精度。现代汽车使用的D型ＥＦＩ系统都是经过改良了的，即采用运算速度快、内存容量大的ECU，大大提高了控制精度，控制的功能也更加完善。这种系统通常用于中档车型上，如丰田HIACE小客车、丰田CROWN轿车等。(二)L型ＥＦＩ系统L型ＥＦＩ系统是在D型ＥＦＩ系统的根底上，经改良而形成的。它是目前汽车上应用最广泛的燃油喷射系统。L型ＥＦＩ系统的构造和工作原理与D型ＥＦＩ系统根本相同，但它以空气流量计代替D型ＥＦＩ系统中的进气压力传感器，可直接测量发动机进气量，提高了控制精度。(三)Mono系统该系统是一种低压中央喷射系统，是单点喷射系统。在原来安装化油器的部位仅用一只电磁喷油器进行集中喷射，与化油器相比，能迅速地输送燃油通过节气门，在节气门上方没有或极少发生燃油附着管壁现象，因而消除了由此而引起的混合与燃烧的延迟，缩短了供油和空燃比信息反响之间的时间间隔，提高了控制精度，改善了排放。二、燃油喷射控制〔一〕喷油正时控制电控汽油喷射系统的控制功能包括喷油正时控制、喷油量控制、燃油停供控制和燃油泵控制。对于多点间歇喷射发动机，喷油正时分为同步喷油和异步喷油。同步是指发动机各缸工作循环，在既定的曲轴转角进行喷油，同步喷油有规律性。异步喷油与发动机的工作不同步，无规律性，是在同步喷油的根底上，为改善发动机的性能额外增加的喷油。1．同步喷油正时控制〔1〕同时喷射原理：各缸喷油器都由ECU控制，同时喷油和停油。喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路开始喷油。同时喷射控制电路图同时喷射特点，如下列图所示每个工作循环同时喷油2次各缸喷油时间不可能最正确，混合气质量不一致电路结构与软件较简单，早期多采用同时喷射正时图〔2〕分组喷射原理：把所有喷油器分成2～4组，由ECU分组控制喷油器。以各组最先进入作功的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，开始喷油。分组喷射控制电路图特点：每个工作循环各组均喷射1次〔或2次〕分组喷射正时图〔3〕顺序喷射原理：喷油器驱动回路数与气缸数目相等。ECU根据凸轮轴位置传感器〔G信号〕、曲轴位置传感器〔Ne信号〕和发动机的作功顺序，确定各缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油。顺序喷射控制电路图顺序喷射特点：能够设立最正确喷油时间，对混合气形成有利；喷油正时在排气上止点前60-70°；控制软件复杂。顺序喷射正时图〔二〕喷油量控制1．起动喷油控制在发动机转速低于规定值或点火开关接通位于STA〔起动〕档时，ECU根据冷却液传感器信号〔THW信号〕，由内存的水温——喷油时间图，确定根本喷油时间，根据进气温度传感器〔THA信号〕对喷油时间作修正〔延长或缩短〕。然后在根据蓄电池电压适当延长喷油时间，以实现喷油量的进一步的修正，即电压修正。2．起动后喷油量控制喷油持续时间=根本喷油持续时间×喷油修正系数+电压修正值〔1〕根本喷油时间：D型EFI系统的根本喷油时间是根据发动机转速信号和进气管绝对压力信号确定。L型EFI系统的根本喷油时间是由发动机转速信号和空气流量计信号确定。〔2〕起动后各工况下喷油量的修正：①起动后加浓修正:根据冷却液温度确定喷油时间的初始修正值；②暖机加浓修正:在到达正常温度之前，根据冷却液温度信号进行喷油时间修正；③进气温度修正:根据进气温度传感器提供的进气温度信号〔THA信号〕，对喷油时间进行修正；低于20℃是空气密度大，ECU适当的增加喷油时间，高于20④大负荷加浓:根据PIM信号和Vs信号以及节气门位置传感器输送的全负荷信号〔PSW信号〕或VTA信号判断发动机负荷状况，大负荷时适当增加喷油时间。⑤过渡工况空燃比控制:主要根据PIM信号或Vs信号、Ne信号、SPD信号、VTA信号、NSW信号判断过渡工况，对喷油时间进行修正。⑥怠速稳定性修正:ECU根据PIM信号和Ne信号对喷油量进行修正，随着进气管绝对压力增大或怠速降低，适当增加喷油时间；反之，减少喷油时间。3．断油控制-减速断油控制——当汽车减速时，ECU将会切断燃油喷射控制电路，停止喷油，以降低碳氢化合物及一氧化碳的排放量。-超速行驶断油——加速时，发动机超过平安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。4．异步喷油量控制发动机起动和加速时的异步喷油量是固定，各缸喷油器以一个固定的喷油持续时间，同时向各缸增加一次喷油。第四讲第二章汽油机燃油喷射系统(3/8)【班级】10汽电【课题】§2-3汽油机燃油供应系统的结构及工作原理【课程性质】理论课与实验课相结合【授课对象】汽车检测与维修专业【稳固上讲内容】EFI系统的工作原理【教学目的与要求】掌握电动燃油的结构及工作原理掌握电动燃油泵控制电路的检修【教学重点】电动燃油泵的结构和工作原理【教学难点】电动燃油泵控制电路的检修【授课方法】讲授法、现场教学法〔配备实物模型及发动机实验台〕【课时分布】稳固上讲内容5分钟电动燃油的结构及工作原理35分钟电动燃油泵控制电路的检修35分钟小结与答疑5分钟【作业】如何检查燃油系统的油压？【教学内容】§2-3汽油机燃油供应系统的工作原理燃油供应系统由电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、脉动阻尼器及油管组成。一、电动燃油泵1．作用：给电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。2．类型：〔1〕按安装位置不同分为：内置式——安装在油箱中，具有噪声小、不易产生气阻、不易泄漏、管路安装简单。外置式——串接在油箱外部的输油管路中，易布置、安装自由大，单噪声大，易产生气阻。〔2〕按电动燃油泵的结构不同分为：涡轮式、滚柱式、转子式和侧槽式。3．电动燃油泵的结构1〕涡轮式电动燃油泵〔1〕结构：主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀组成。〔2〕原理油泵电动机通电时，电动机驱动涡轮泵叶片旋转，由于离心力的作用，使叶轮周围小槽内的叶片贴紧泵壳，将燃油从进油室带往出油室。由于进油室的燃油不断增多，形成一定的真空度，将燃油从进油口吸入；而出油室燃油不断增多，燃油压力升高，当到达一定值时，顶开出油阀出油口输出。出油阀在油泵不工作时阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的压力，便于下次起动。如图涡轮式电动燃油泵结构示意图1—前轴承2—电动机定子3—后轴承4—出油阀5—出油口6—卸压阀7—电动机转子8—叶轮9—进油口10—泵壳体11—叶片〔3〕优点泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等优点。此外，由于不需要消声器所以可以小型化，因此广泛的应用在轿车上。如捷达、本田雅阁。2〕滚柱式电动燃油泵〔1〕结构主要由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、出油阀、卸压阀等组成。〔2〕原理当转子旋转时，位于转子槽内的滚柱在离心力的作用下，紧压在泵体内外表上，对周围起密封作用，在相邻两个滚柱之间形成工作腔。在燃油泵运转过程中，工作腔转过出油口后，其容积不断增大，形成一定的真空度,当转到与进油口连通时，将燃油吸入；而吸满燃油的工作腔转过进油口后，容积不断减小，使燃油压力提高，受压燃油流过电动机，从出油口输出。二、燃油泵控制〔1〕ECU控制的燃油泵控制电路燃油泵ECU控制电路工作原理：起动或重负荷时：发动机ECU通过FPC端子向燃油泵ECU发出高电平信号，燃油泵ECU向燃油泵输出高电压(约12V)，燃油泵高速运转。怠速或轻负荷时：发动机ECU通过FPC端子向燃油泵ECU发出低电平信号，燃油泵ECU向燃油泵输出低电压(约9V)，燃油泵低速运转。〔2〕燃油泵开关控制的燃油泵控制主要用于装用叶片式空气流量计的L型EFI系统中。如下图：开关控制的燃油泵电路控制原理：起动时：起动机继电器闭合，开路继电器线圈L1通电，开路继电器触点闭合，燃油泵运转。起动后正常运转：翼片式空气流量计中的翼片因进气气流转动，使燃油泵开关闭合，开路继电器线圈L2通电，开路继电器触点闭合，燃油泵运转发动机停转时：L1和L2线圈不通电，燃油泵停止工作。〔3〕采用转速控制的燃油泵控制电路如下图，此控制电路根据发动机转速和负荷的变化，通过燃油泵继电器改变油泵的供电线路，从而控制油泵的工作转速。转速控制的燃油泵控制电路工作原理：点火开关STA：起动机继电器闭合，同时ECU有STA信号，起动机起动。STA信号和NE信号输入ECU：Tr1接通，开路继电器闭合，燃油泵运转。起动或重负荷时：ECU中的Tr2断开，燃油泵继电器闭合，燃油泵高速运转；怠速或轻负荷时：ECU中的Tr2接通，燃油泵继电器断开，电流流过燃油泵电阻器，燃油泵低速运转三、燃油泵及控制电路的检修1．燃油系统油压的检查〔1〕检查油箱中的燃油，释放燃油系统压力。〔2〕检查蓄电池，拆下负极电缆。〔3〕将专用压力表接在脉动阻尼器位置〔对于韩国大宇或通用〕或进油管接头处〔对于丰田〕。〔4〕接上负极电缆，起动发动机使其维持怠速运转。〔5〕拆下燃油压力调节器上真空软管，用手堵住进气管一侧，检查油压表指示的压力，多点喷射系统应为0.25～0.35MPa,单点喷射系统为0.07～0.10MPa。假设过低，说明燃油压力调节器有故障，更换后仍过低，应检查是否有堵塞或泄露，如没有，应更换燃油泵；假设过高，应检查回油管是否堵塞，假设正常，说明燃油压力调节器有故障。〔6〕接上燃油压力调节器的真空软管，检查燃油压力表的指示应有所下降〔约为0.05MPa〕，否那么检查真空管是否有堵塞和漏气，假设正常，说明燃油压力调节器有故障。〔7〕将发动机熄火，等待10min后观察压力表的压力，多点喷射系统不低于0.20MPa，单点喷射系统不低于0.05MPa。〔8〕检查完毕后，应释放系统压力拆下油压表，装复燃油系统。2．燃油泵控制电路的检查〔1〕用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到12V电源上。〔2〕将点火开关转至“ON”位置，但不要起动发动机。〔3〕旋开油箱盖能听到燃油泵工作的声音，或用手捏进油软管应感觉有压力。〔4〕假设听不到燃油泵的工作声音或进油管无压力，应检修或更换燃油泵。〔5〕假设有燃油泵不工作故障，且上述检查正常，应检查燃油泵电路导线、继电器、易熔线和熔丝有无断路。3．燃油泵的拆装与检测拆装燃油泵时注意：应释放燃油系统压力，并关闭用电设备。拆下燃油泵后，测量燃油泵两端子之间电阻，应为2～3Ω。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：通电时间不能太长。第五讲第二章汽油机燃油喷射系统(4/8)【班级】10汽电【课题】§2-3汽油机燃油供应系统的结构及工作原理【课程性质】理论课与实验课相结合【授课对象】汽车检测与维修专业【稳固上讲内容】电动燃油泵的结构及工作原理；燃油系统油压的检查【教学目的与要求】掌握油压调节器、喷油器、冷启动喷油器等元件的结构及工作原理掌握压调节器、喷油器、冷启动喷油器等元件的检修【教学重点】压调节器、喷油器、冷启动喷油器等元件的结构和工作原理【教学难点】压调节器、喷油器、冷启动喷油器等元件控制电路的检修【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法【课时分布】稳固上讲内容5分钟压调节器、喷油器、冷启动喷油器等元件的结构和工作原理35分钟压调节器、喷油器、冷启动喷油器等元件控制电路的检修35分钟小结与答疑5分钟【作业】如何检修喷油器？【教学内容】§2-3汽油机燃油供应系统的工作原理三、燃油滤清器功用：滤清燃油中的杂质和水分，防止燃油系统堵塞，减小机件磨损，保证发动机正常工作。一般采用纸质滤心，每行驶20000～40000㎞或1到2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。四、脉动阻尼器功用：减小在喷油器喷油时，油路中的油压可能会产生微小的波动，使系统压力保持稳定。组成：由膜片、回位弹簧、阀片和外壳组成。原理：发动机工作时，燃油经过脉动阻尼器膜片下方进入输油管，当燃油压力产生脉动时，膜片弹簧被压缩或伸张，膜片下方的容积稍有增大或减小，从而起到稳定燃油系统压力的作用。五、燃油压力调节器1．作用：稳定燃油管的压力，使它与进气歧管之间的压力差保持恒定为250～300kPa。2．燃油管压力与进气歧管压力保持恒定的压力差ECU对喷油质量的控制是时间控制，喷油压力便成影响喷油量和空燃比的重要因素，假设在相同的喷油持续时间，假设喷油压力不同，喷油量也不同。为了精确的控制喷油量和空燃比，必须确保喷油压力与进气歧管真空度之间的压力差为恒定值。3．组成：主要由阀片、膜片、膜片弹簧和外壳组成。4．原理：发动机工作时，燃油压力调节器膜片上方承受的压力为弹簧压力和进气管内气体的压力之和，膜片下方承受的压力为燃油压力，当压力相等时，膜片处于平衡位置不动。当进气管内气体压力下降时，膜片向上移动，回油阀开度增大，回油量增多，使输油管内燃油压力也下降；反之，进气管内气体压力升高时,燃油的压力也升高。5．燃油压力调节器的检修1〕燃油压力调节器的就车检查〔1〕燃油压力调节器工作情况的检查检查时用油压表测量发动机怠速运转时的燃油压力，然后拆下调节器上的真空软管。这时燃油压力应升高50Kpa，否那么应予以更换。〔2〕燃油压力调节器保持压力的检查将燃油压力表接入燃油管路，用一根导线将电动燃油泵的两个检测孔短接；翻开点火开关，让电动燃油泵运转10秒，然后关闭点火开关取下导线；再将燃油压力调节器的回油管夹紧，5分钟后观察油压，如果该油压下降，说明调节器有泄露，应更换。2〕燃油压力调节器的拆卸检查拆下燃油压力调节器的进油管和真空软管，这时两者之间应不通；否那么，说明有泄露，应予以更换。六、喷油器1．功用：根据ECU指令，控制燃油喷射量。2．安装：单点喷射系统安装在节气门体空气入口处，多点喷射安装在进气歧管。3．构造：由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成。4．原理：当电磁线圈通电时，产生电磁吸力，将衔铁吸起并带动针阀离开阀座，同时回位弹簧被压缩，燃油经过针阀并由轴针与喷口的环隙或喷孔中喷出；当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，回位弹簧迅速使针阀关闭，喷油器停止喷油。5．类型：高阻〔电阻13～16Ω〕和低阻〔电阻2～3Ω〕。6．驱动方式：电流驱动和电压驱动7．喷油器检修〔1〕喷油器泄露情况的检查将喷油器装在分配油管上，用一根导线将诊断座上燃油泵的检测插孔短接，并翻开点火开关。燃油泵开始运转，注意观察喷油器有无漏油。如果漏油，其漏油量在1分钟内应少于一滴，否那么应予以更换。〔2〕喷油器电阻检查低电阻阻值为2～3Ω，高电阻阻值为13～16Ω。低阻值的喷油器不可直接与蓄电池连接，应串联一个适当阻值的5压电阻，以免烧坏电磁线圈。〔3〕喷油量检查用专用设备检查，检查15s内的喷油量应为50～70ml，重复测量三次。8．喷油器的控制电路喷油器电流驱动电路9．喷油器的控制电路的检查〔1〕拔下喷油器连接器插头。〔2〕接通点火开关，不要启动发动机。〔3〕测量喷油器控制线连接器插头上的电源线的电压，应为12V。假设无电压，检查点火开关及熔断器或主继电器及线路。〔4〕检查ECU的喷油器搭铁线，搭铁是否良好。〔5〕将专用检查试灯串接到喷油器连接器两插头上，起动发动机，试灯应闪烁，不亮或不闪烁那么控制回路有故障，可检查喷油器至ECU的线路和ECU是否有故障，也可以用示波器检测喷油器脉冲波形，对控制电路进行检查。七、冷起动喷油器及其控制电路1．功用：在发动机冷起动时喷油，以加浓混合气，改善发动机的冷起动性能。2．原理：发动机起动时，起动继电器线圈通电，触点闭合使蓄电池电压送至冷起动喷油器，正时开关控制冷起动搭铁回路接通，冷起动喷油器喷油。假设冷却水温度较高，正时开关那么断开，冷起动喷油器不喷油。3．冷起动喷油器的控制类型〔1〕热限时开关控制发动机在热状态下起动时，热限时开关处于关断状态，冷起动喷油器不喷油；低温起动时，触点闭合，冷起动喷油器喷油，经一定时间触点断开，冷起动喷油器停止喷油。〔2〕ECU和热限时开关协同作用当水温在20-25摄氏度时，由热限时开关控制；当水温在25-当水温在20-25摄氏度时，由ECU继续控制，水温超过60摄氏度时，ECU使冷起动喷油器停止供油。4．冷起动喷油器的检修〔1〕冷起动喷油器的就车检查用万用表检查电阻。〔2〕冷起动喷油器的检验检查泄漏情况及喷油量，与喷油器的方法相同。第六讲第二章汽油机燃油喷射系统(5/8)【班级】10汽电【课题】§2-4汽油机空气供应系统的组成及工作原理【课程性质】理论课与实验课相结合【授课对象】汽车检测与维修专业【稳固上讲内容】§2-3汽油机燃油供应系统的结构及工作原理【教学目的与要求】掌握怠速空气调整器的结构和工作原理掌握各类怠速空气调整器的检修【教学重点】掌握怠速空气调整器的结构及检修【教学难点】怠速空气调整器的工作原理【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法【课时分布】稳固上讲内容5分钟怠速空气调整器的结构及工作原理35分钟怠速空气调整器控制电路的检修35分钟小结与答疑5分钟【作业】如何检修怠速步进电机？【教学内容】§2-4汽油机空气供应系统的工作原理一、空气供应系统根本元件的构造〔一〕空气滤清器一般为干式纸质滤心式，结构与普通发动机上相同。〔二〕节气门体与怠速调整螺钉节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。主要由节气门、节气门位置传感器、怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器，例如在LS400上还设有牵引控制系统〔TRC〕，当车辆处于TRC控制状态行驶时，无论是起步、匀速或加减速工况，汽车均能根据道路状况确保输出最正确的驱动力和牵引性能。在TRC控制行驶状态下，发动机的主节气门由主节气门强制开启器翻开〔全开〕，进气量由副节气门控制，节气门开度信号也由副节气门位置传感器负责将信号传送给ECU。注意：装有节气门限位螺钉的汽车，一般不允许调节节气门限位螺钉，除非怠速控制阀发生故障而无法及时修复，可通过调整节气门最小开度来保持发动机怠速运转，故障排除后，应将节气门限位螺钉调回原位。〔三〕怠速控制系统的工作原理1．怠速控制系统的功能：用高怠速实现发动机起动后的快速暖机过程。自动维持发动机怠速在目标转速下稳定运转。2．怠速控制的方法：节气门直动式和旁通空气式。3．怠速空气阀〔1〕功用：提高冷起动怠速，加快暖机预热过程，增加暖机过程中所需的空气量，也称高怠速控制发动机完成暖机后，通过辅助空气阀的空气被自动切断，恢复正常怠速现代发动机集中管理系统，高怠速控制由怠速控制阀完成〔2〕石腊式补充空气阀当冷却液温度>80℃〔3〕双金属片式补充空气阀双金属片的动作由加热线圈通电时间或发动机水温决定，当水温<-20℃时，阀门全开；当水温>604．旋转滑阀式怠速控制阀1〕控制阀的结构与工作原理ECU控制两个线圈的通电或断开，改变两个线圈产生的磁场，两线圈产生的磁场与永久磁铁形成的磁场相互作用，可改变控制阀的位置，从而调节怠速空气口的开度，以实现怠速控制。工作原理：ECU控制旋转滑阀式怠速控制阀的两个线圈的平均通电时间〔占空比〕来实现怠速的调整。2〕控制阀的控制内容包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。3〕控制阀的检修〔1〕拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压。〔2〕发动机到达正常工作温度、变速器处于空挡位置时，使发动机维持怠速运转，用专用短接线接故障诊断座上的TE1与E1端子，发动机转速应保持在1000～1200r/min，5s后转速下降约200r/min。〔3〕拆下怠速控制阀上的三端子线束连接器，在控制阀侧分别测量中间端子〔＋B〕与两侧端子〔ISC1和ISC2〕的电阻应为18.8～22.8Ω。5．步进电动机型怠速控制阀1)控制阀的结构与工作原理步进电机主要由转子和定子组成，丝杠机构将步进电机的旋转运动转变为直线运动，使阀心作轴向移动，改变阀心与阀座之间的间隙。2〕丰田车系步进电机型怠速控制阀工作过程，如下图：转子八对磁极，定子A、B各16个爪极，定子线圈A的两组线圈与定子线圈B的两组线圈反极性，定子共分为32个磁极爪，步进一个爪极转角11.25°，步进32步转子转一圈，丰田车系步进电机0~125步。怠速步进电机结构示意图工作原理，当ECU控制使步进电机的线圈按1-2-3-4顺序依次搭铁时，定子磁场顺时针转动，由于与转子磁场间的相互作用，使转子随定子磁场同步转动。同理，步进电动机的线圈按相反的顺序通电时，转子那么随定子磁场同步反转。定子有32个爪级，步进电动机每转一步为1/32圈，工作范围为0～125个步进级。3〕步进电机的检修①拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测B1和B2与搭铁间的电压，为蓄电池电压。②发动发动机后再熄火时，2～3s内在怠速控制阀附近应能听到内部发出的“嗡嗡”响声。③拆下控制阀线束连接器，测量B1与S1和S3、B2与S2和S4间的电阻，应为10～30Ω。④拆下怠速电磁阀，将蓄电池正极接至B1和B2端子，负极按顺序依次接通S1—S2—S3—S4端子时，随步进电动机的旋转，控制阀应向外伸出，假设负极按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，那么控制阀应向内缩回。6．占空比控制电磁阀型怠速控制阀1〕控制阀的结构与工作原理结构主要由控制阀、阀杆、线圈和弹簧等组成。工作原理：控制阀的开度取决于线圈产生的电磁力大小，与旋转阀型怠速控制阀相同，ECU是通过控制输入线圈脉冲信号的占空比来控制电场强度，以调节控制阀的开度，从而实现怠速空气量的控制。2〕控制阀的控制内容包括起动控制、暖机控制、怠速稳定控制、怠速预测控制和学习控制。3〕控制阀的检修①拆下控制阀线束连接器，点火开关置“ON”，不起动发动机，分别检测电源端子与搭铁间的电压，为蓄电池电压。②拆下怠速控制阀上的两端子线束连接器，在控制阀侧分别测量两端子之间电阻应为10～15Ω。7．开关型怠速控制阀1〕控制阀的结构与工作原理主要由线圈和控制阀组成。工作原理与占空比电磁阀相同，不同的是开关型怠速控制阀工作时，ECU只对阀内线圈通电和断电两种状态控制。2〕控制阀的控制内容只进行通、断电的控制。由于旁通气量少，为此需要快怠速控制辅助控制发动机暖机过程的空气量。二、怠速控制阀控制的内容1、起动初始位置的设定关闭点火开关使发动机熄火后，ECU的M—REL端子向主继电器线圈供电延续约2～3s。在这段时间内，蓄电池继续给ECU和步进电动机供电，ECU使怠速控制阀回到起动初始位置。2、起动控制在起动期间，ECU根据冷却液温度的上下控制步进电动机，调节控制阀的开度，使之到起动后暖机控制的最正确位置，此位置随冷却液温度的升高而减小。3、暖机控制在暖机过程中，ECU根据冷却液温度信号按内存的控制特性控制怠速控制阀的开度，随温度上升，怠速控制阀开度渐渐减小。当冷却液温度到达70℃4、怠速稳定控制当转速信号与确定的目标转速进行比拟有一定差值时〔一般为20r/min〕，ECU将通过步进电动机控制怠速控制阀，调节怠速空气供应量，使发动机的实际转速与目标转速相同。5、怠速预测控制在发动机负荷发生变化时，为了防止怠速转速波动或熄火，ECU会根据各负荷设备开关信号，通过步进电动机提前调节怠速控制阀的开度。6、电器负荷增多时的怠速控制如电器负荷增大到一定程度时，蓄电池电压会降低，为了保证电控系统正常的供电电压，ECU根据蓄电池电压调节怠速控制阀的开度，提高发动机怠速转速，以提高发动机的输出功率。7、学习控制由于磨损原因导致怠速控制阀性能发生变化，怠速控制阀的位置相同时，实际的怠速转速与设定的目标转速略有不同，ECU利用反响控制使怠速转速回归到目标转速的同时，还可将步进电动机转过的步数存储在ROM中，以便在此后的怠速控制过程中使用。第七讲第二章汽油机燃油喷射系统(6/8)【班级】10汽电【课题】§2-4汽油机空气供应系统的组成及工作原理【课程性质】理论课与实验课相结合【授课对象】汽车检测与维修专业【稳固上讲内容】汽油机空气供应系统的组成及工作原理【教学目的与要求】掌握空气流量计的结构及工作原理掌握空气流量计控制电路的检修【教学重点】空气流量计控制电路的检修【教学难点】空气流量计的结构及工作原理【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法【课时分布】稳固上讲内容5分钟空气流量计的结构及工作原理35分钟空气流量计控制电路的检修35分钟小结与答疑5分钟【作业】如何检修各类空气流量计？【教学内容】§2-5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理一、空气流量计空气流量计的类型：叶片式、卡门涡旋式、热线式和热膜式。1．叶片式空气流量计1〕结构如图，空气流量计主要由测量板、补偿板、回位弹簧、电位计、旁通气道组成，此外还包括怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等。在流量计内还设有缓冲室和缓冲叶片，利用缓冲室内的空气对缓冲叶片的阻尼作用，可减小发动机进气量急剧的变化引起测量叶片脉动，提高测量精度。l—电位计滑臂2—可变电阻3—接进气管4—测量叶片5—旁通空气道6—接空气滤清器2〕工作原理来自空气滤清器的空气通过空气流量计时，空气推力使测量板翻开一个角度，当吸入空气推开测量板的力与弹簧变形后的回位力相平衡时，叶片停止转动。与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度，将进气量转换成电压信号VS送给ECU。3〕检测测量VC与E2、VS与E2、THA与E2之间的电阻。点火开关ON，测量各端子之间的电压。测量燃油泵开关的导通性。叶片式空气流量计电路图2．卡门旋涡式空气流量计在气流通道中放一个锥状的涡流发生器，气体通过时在锥体后产生许多卡门旋涡的涡流串。卡门旋涡的频率和空气流速之间存在一定的关系。测得卡门旋涡的频率就可以求出空气的流速，再乘以空气通道面积就可以得到进气的体积流量。1〕分类：按检测分为超声波检测和反光镜检测法。2〕反光镜检测法检测局部结构：镜片、发光二级管和光电晶体管组成。原理：空气流经过发生器时，压力发生变化，经压力导向孔作用在反光镜上，使反光镜发生振动，从而将发光二极管投射的光发射给光电管，对反射光进行检测。即可得到涡流的频率。频率高对应的进气量大。3〕超声波检测法结构：由超声波信号发生器、超声波发射探头、涡流稳定板、涡流发生器、整流器、超声波接收探头和转换电路组成。原理：卡门涡旋造成空气密度变化，受其影响，信号发生器发出的超声波到达接收器的时机或变早或变晚，测出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形波的脉冲频率为卡门涡旋的频率。4〕检测：点火开关转至“ON”位置，检测VC与E2间电压应为5V，KS与E2间电压应为4～6V。发动机运转时，KS与E2间电压应为2～4V，进气量越大，电压越高。测量THA与E2之间的电阻，与标准参数对照，不符合要求就更换。3．热线式空气流量计1〕工作原理：如下列图，热线电阻RH以铂丝制成，RH和温度补偿电阻RK均置于空气通道中的取气管内，与RA、RB共同构成桥式电路。RH、RK阻值均随温度变化。当空气流经RH时，使热线温度发生变化，电阻减小或增大，使电桥失去平衡，假设要保持电桥平衡，就必须使流经热线电阻的电流改变，以恢复其温度与阻值，精密电阻RA两端的电压也相应变化，并且该电压信号作为热式空气流量计输出的电压信号送往ECU。热线式空气流量计工作原理2〕自洁功能在1000℃3〕检测接通点火开关，不起动发动机，测E与D、E与C之间的电压为蓄电池电压。B与C间的信号电压：发动机工作时为2～4V发动机不工作为1.0～1.5VF与D间电压，关闭点火开关时，电压应回零并在5s后有跳跃上升，1s后在回零，说明自洁信号良好。4．热膜式空气流量计〔1〕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。图为桑塔纳2000AJR发动机热膜式空气流量计原车电路图桑塔纳2000GSi型轿车发动机局部电路图G39-氧传感器G70-空气流量计J17-汽油泵继电器J220-发动机控制单元N31-第2缸喷油器N32-第3缸喷油器N33-第3缸喷油器N80-活性炭罐电磁阀S5-汽油泵保险丝〔10A〕T4a-发动机线束与氧传感器插头连接〔4针，在发动机舱中间支架上〕T8a-发动机线束与发动机右线束插头连接〔8针，在发动机舱中间支架上〕T80-发动机线束、发动机右线束与发动机控制单元插头连接〔80针，在发动机控制单元上〕-正极连接线〔在发动机线束内〕-正极连接线〔在发动机右线束内〕空气流量计：端子2〔电源12V〕、端子4〔参考电压5V〕、端子5和3〔空气流量信号与接地〕第八讲第二章汽油机燃油喷射系统(7/8)【班级】10汽电【课题】§2-5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理【课程性质】理论课与实验课相结合【授课对象】汽车检测与维修专业【稳固上讲内容】空气流量计的组成及工作原理【教学目的与要求】掌握进气压力传感器、节气门位置传感器和电磁式曲轴位置传感器的结构及工作原理，掌握上述三种传感器的检修【教学重点】传感器电路的检修【教学难点】传感器的工作原理【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法【课时分布】稳固上讲内容5分钟传感器的结构及工作原理35分钟传感器控制电路的检修35分钟小结与答疑5分钟【作业】如何检修电磁式曲轴位置传感器？【教学内容】§2-5汽油机燃油喷射控制系统其他部件的工作原理二、进气管绝对压力传感器1．进气管绝对压力传感器的类型半导体压面敏电阻式、电容式、膜盒式、外表弹性波式等。2．半导体压面敏电阻式的结构及工作原理进气管绝对压力传感器由压力转换元件和放大压力转换元件输出信号的集成电路和真空室构成。压力转换元件是硅片。硅片的一面是真空，另一面作用的是进气管的压力。在进气管的压力作用下，硅片将产生变形，使硅片的电阻阻值发生变化，从而使电桥的电压变化，再通过集成放大电路放大后输入到ECU的PIM端子。3．控制电路如下图，为皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气压力传感器电路图。进气压力传感器：端子VCC〔电源5V〕、端子PIM〔进气压力信号电压〕、端子E2〔传感器接地〕4．进气管绝对压力传感器的检修检测：将点火开关转至“ＯＮ”，检测VCC和E2间应为5V左右，PIM与E2之间的输出电压应随着真空度增加而降低。三、节气门位置传感器1．作用：检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU，控制燃油喷射及其他辅助控制。2．电位计式节气门位置传感器利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度。全关时电压信号应约为0.5V，随节气门增大，信号电压增强，全开时约为5V。如下列图所示：〔a〕结构和原理〔b〕输出特性〔c〕控制电路3．线性输出式节气门位置传感器的检修怠速触点在节气门全闭时应闭合，即IDL和E之间的电阻为零，随着节气门开度的增大，VTA和E之间的电阻线性增大，否那么说明该传感器有故障。4．触点式节气门位置传感器由滑动触点和两个固定触点〔功率触点和怠速触点〕组成。节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，当节气门开度达50°以上时，可动触点与怠速触点接触，检测节气门大开度状态。5．开关式节气门位置传感器的检修用万用表的电阻挡测量怠速触点和功率触点的导通性，怠速触点在节气门全闭时电阻应为零，节气门略翻开一点怠速触点断开，电阻为无穷大。功率触点在节气门开度小于50%时应断开，电阻为无穷大，节气门开度超过50%时应闭合，电阻为零。四、发动机转速与曲轴位置传感器1．功用、类型及位置功用：检测发动机上止点、曲轴转角、发动机转速信号送给ECU，以确认曲轴位置，用来控制喷油正时和点火正时类型：磁电式、光电式、霍尔式位置：经常安装在发动机的曲轴端、凸轮轴端、飞轮上或分电器内2．磁电式1〕结构与原理如下列图所示丰田TCCS系统，位于分电器内，利用转子旋转使磁通量变化，从而在感应线圈里产生交变的感应电动势信号，将此信号放大后，送入电脑ECU。2〕发动机转速〔Ne〕信号如下列图所示：曲轴转角1°信号=30°转角时间/30等分发动机转速：Ne信号以2个脉冲时间〔曲轴60°〕为基准计算和检测3〕曲轴位置〔G〕信号如下列图所示：G信号：区分气缸及检测活塞上止点位置。G1为第6缸压缩上止点前10°，G2为第1缸压缩上止点前10°G信号：ECU利用Ne信号计算曲轴转角的基准信号4〕控制电路如下列图所示：G1-G-：第6缸上止点位置电脉冲信号G2-G-：第1缸上止点位置电脉冲信号Ne-G-：曲轴转速电脉冲信号3．电磁式曲轴位置传感器的检修〔丰田车系〕1〕电磁式曲轴位置传感器电阻的检查：用万用表的电阻挡测量传感器上各端子间的电阻。2〕电磁式曲轴位置传感器输出信号的检查：拔下电磁式曲轴位置传感器的导线连接器，当发动机转动时用示波器检查曲轴位置传感器上G1-G0、G2-G0、Ne-G0端子，应有脉冲信号输出。3〕电磁式曲轴位置传感器的线圈与信号转子的间隙检查：用塞尺测量信号转子与