《汽车发动机构造与维修》课件项目6

6.1电子控制汽油进气道喷射系(EFI)6.2电子控制汽油直接喷射系(GDI)6.3电子控制汽油喷射式供油系的其他装置6.4排气净化及汽油蒸气回收装置6.5电子控制汽油喷射系的故障诊断及部件检测方法6.6电子控制燃料喷射系主要部件的检修方法6.7谐振进气系6.8电子控制涡轮增压系6.9迈腾轿车CEA发动机汽油直接喷射系的拆装与检修项目六电子控制汽油喷射系

6.1电子控制汽油进气道喷射系(EFI)

电子控制汽油进气道喷射系(EFI)是利用各种传感器检测发动机的转速、负荷、温度等运行状态，并将这些检测参数输入发动机电子控制单元ECU(也称电子控制模块ECM)，经ECU分析，判断，计算后定时、定量、定压将汽油喷入进气道，以满足发动机各种工况下对可燃气浓度的要求。6.1.1EFI的分类

1)按喷射时序分类

(1)分组喷射是指将多缸发动机的喷油器分成2或3组，每组有2～4个喷油器，每组分别通过一条控制电路和ECU连接。在发动机每个工作循环中，各组喷油器各自同时喷油一次。

(2)顺序喷射是指每缸都有一只喷油器，各缸喷油器分别由各自的控制电路与ECU连接，ECU分别控制各喷油器喷油，在发动机每个工作循环各喷油器喷油一次。这种喷射方式得到广泛应用。

2)按空气量检测方式分类

(1)间接检测式：采用进气压力传感器，这种系统称为D型电控汽油喷射系统。

(2)直接检测式：采用叶片式、热线式(LH型)、热膜式和卡门旋涡式等空气流量计。6.1.2EFI的组成和工作原理

1．汽油供给系统的组成和工作原理

汽油供给系统的功用是向发动机提供各种工况下所需要的燃油。它由燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油分配管、油压调节器、喷油器和油管等组成(汽油箱和汽油滤清器将在6.3节中介绍)，其工作流程如图6-1所示。图6-1汽油供给系统的工作流程有些轿车发动机采用无回油的汽油供给系统，它的特点是燃油泵、燃油滤清器、压力调节器、燃油油位传感器和燃油切断阀合为一体，可以断开发动机部件的回油，并能防止燃油内部温度升高，减少燃油蒸气的排放量。一汽丰田花冠轿车3ZZ-FZ发动机采用的是无回油系统，如图6-2所示。图6-2一汽丰田花冠轿车3ZZ-FZ发动机采用的无回油系统

2.进气系统的组成和工作原理

LH型电子控制汽油进气道喷射系统的进气系统由空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气歧管和怠速控制阀等组成，其工作流程如图6-3所示。其功用是测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量，以控制发动机输出功率。图6-3LH型电子控制汽油进气道喷射系的进气系统的工作流程

D型电子控制汽油进气道喷射系统的进气系统除了采用进气压力传感器间接测量进气量外，其它的部件与LH型的相同(见图6-4)。图6-4

D型电子控制汽油进气道喷射系的进气系统构成示意图

3.电子控制系统的组成和工作原理

电子控制系统由各种传感器、ECU和执行器三部分组成(见图6-5)。其功用是根据发动机运转状况和车辆运行情况确定最佳喷射量。图6-5电子控制系统组成示意图图6-6一汽丰田花冠轿车1NZ-FE发动机电子控制汽油喷射系统(LH型)6.1.3EFI主要部件的结构与工作原理

1.汽油供给系统主要部件的结构与工作原理

1)电动燃油泵及控制电路

(1)电动燃油泵的结构及工作原理。电动燃油泵的作用是把汽油从油箱内以一定的压力吸出，并通过喷油器喷射后供给发动机的各个气缸。

电动燃油泵是一种由小型直流电动机驱动的油泵。按结构的不同，电动燃油泵分为滚柱式、齿轮式、涡轮式和侧槽式四种。涡轮式电动燃油泵具有油压脉动少、外形尺寸小、质量轻、工作可靠等优点，故得到广泛应用。图6-7涡轮式电动燃油泵的结构图6-8安装在油箱内的燃油泵图6-9模块式燃油泵总成结构图

(2)电动燃油泵控制电路。

①采用ECU控制的燃油泵控制电路，如图6-10所示，此控制方式应用于D型EFI系统及使用热线或热膜式空气流量计和卡门涡旋式空气流量计的L型EFI系统中。图6-10ECU控制的燃油泵控制电路②采用转速控制的燃油泵控制电路，如图6-11所示，在原控制回路中增设燃油泵控制继电器，即可实现燃油泵的转速

控制。图6-11转速控制的燃油泵控制电路③采用安全气囊控制的燃油泵控制电路，其控制电路方框图如图6-12所示。图6-12安全气囊控制的燃油泵控制电路框图

2)油压调节器

油压调节器的功用就是根据进气歧管真空度的变化来调节进入喷油器的燃油压力，使燃油绝对压力与进气歧管压力之差保持不变，让喷油压力在不同的节气门开度下保持定值300～350kPa之间。这样，喷油器的喷油量便唯一地取决于喷油时间的长短，ECU就能通过控制喷油时间的长短来精确地控制喷油量。图6-13油压调节器

3)喷油器

喷油器的功用是根据ECU提供的电信号(脉冲宽度)控制汽油喷射量。

喷油器按喷口结构的不同可分为轴针式(见图6-14)、球阀式(见图6-15)、片阀式(见图6-16)和双孔式等。图6-14轴针式喷油器结构图6-15球阀式喷油器结构图6-16片阀式喷油器结构图6-17喷油器驱动方式(a)电流驱动；(b)低阻抗型电压驱动；(c)高阻抗型电压驱动图6-18电流驱动回路

4)燃油脉动阻尼器

如图6-19所示，有的汽油喷射系统装有燃油脉动阻尼器。其功用是减小油路中的压力波动，并抑制喷油器或压力调节器在开启与关闭过程中产生的压力脉动噪声。图6-19燃油脉动阻尼器

2.进气系统主要部件的结构与工作原理

1)进气检测装置

(1)空气流量计。

①热线式空气流量计。图6-20热线式空气流量计图6-21热线式空气流量计的基本原理图6-22热线式空气流量计的电路连接②热膜式空气流量计。热膜式空气流量计的结构和测量原理与热线式空气流量计的基本相同。它采用热膜代替热线式空气流量计中的铂丝(见图6-23)。图6-23热膜式空气流量计③卡门旋涡流式空气流量计。卡门旋涡流式空气流量计的进气道的正中间有一个锥形的涡流发生器(见图6-24～

图6-26)，当空气流经涡流发生器时，在其后方的气流中会产

生空气旋涡，这些旋涡移动的速度与空气流速成正比。因此，通过测量单位时间内旋涡的数量就可计算出空气的流速和流量。测量单位时间内旋涡数量的方法有两种：一种是旋涡式

空气流量计，它的构造及工作原理分别如图6-24和图6-25

所示。图6-24超声波检测式卡门旋涡流式空气流量计的构造图6-25超声波检验式卡门旋涡流式空气流量计的工作原理图6-26反光镜检测式卡门旋涡流式空气流量计图6-27反光镜检测式卡门旋涡流式空气流量计电路图

(2)进气压力传感器。进气压力传感器的功用是通过检测进气歧管内的绝对压力，间接地测量进气量。进气压力传感器种类较多，下面以电子控制汽油进气道喷射系统用得较多的半导体压敏电阻式压力传感器为例介绍其结构与工作原理。图6-28半导体压敏电阻式压力传感器图6-29半导体压敏电阻式压力传感器的工作原理

2)节气门体与位置传感器

(1)节气门体。节气门体位于空气流量计之后的进气管上，它包括节气门3、节气门位置传感器1、怠速旁通气道和怠速调整螺钉2(见图6-30)。图6-30节气门体

图6-31AJR发动机节气门体结构图

(2)节气门位置传感器。为了使喷油量能满足不同工况的要求，节气门体上装有节气门位置传感器。它可将节气门的开度转换成电信号输送给ECU，作为ECU判定发动机运转工况的依据。图6-32电位计式节气门位置传感器(a)结构图；(b)电路图图6-33开关式节气门位置传感器

(3)电子控制节气门。电子控制节气门控制框图如图6-34所示。为了提高车辆的操纵稳定性和加速操纵灵敏感觉，要求提高自由控制发动机的输出功率，其中重要手段之一就是利用电子控制操纵技术。节气门通过与车厢内的加速踏板的联接机构进行机械联接，并采用电气驱动方式，独立于驾驶者加速踏板操作，而能够自由控制发动机的输出功率。因此，电子控制节气门可实现良好的加速控制性能和在打滑路面上良好的操纵稳定性。图6-34电子控制节气门控制框图图6-35丰田电子控制节气门电子控制节气门能进行以下控制：

①怠速控制(ISC)。

②减少换档冲击控制。

③巡航控制。

3)怠速空气阀

怠速空气阀的功用是实现发动机的冷车快怠速。在发动机冷车起动后的暖机过程中，怠速空气阀开启，使部分空气经怠速空气阀和旁通气道绕过节气门，直接进入节气门后的进气管内，以保证冷车快怠速运转稳定。在发动机达到正常温度的过程中，这部分附加空气量随着怠速空气阀的逐渐关闭而不断减少，直至怠速空气阀完全关闭。图6-36蜡式怠速空气阀

4)怠速控制阀

怠速控制阀通常安装在节气门体上。它在ECU的控制下利用改变绕过节气门的旁通气道的大小来增加或减少怠速进气量，使发动机保持最佳的怠速。

(1)电磁式怠速控制阀。电磁式怠速控制阀的结构如图

6-37所示，主要由电磁线圈、阀芯、阀门、回位弹簧、波纹管等组成。图6-37电磁式怠速控制阀(a)阀门开启状态；(b)结构图

(2)旋转滑阀式怠速控制阀。旋转滑阀式怠速控制阀的

结构如图6-38所示，它主要由永久磁铁3、电枢4、旋转滑阀6、螺旋回位弹簧的电刷及引线等组成。如图6-38所示旋转

滑阀6固定在电枢轴上，与枢轴一起转动，用以控制旁通空

气道的截面积。图6-38旋转滑阀式怠速控制阀(a)结构图；(b)电路原理图旋转滑阀式怠速控制阀的控制方式是：发动机ECU将检测到的怠速转速实际值与其所储存的设定目标值相比较，随时校正送至怠速控制失节的驱动信号的占空比，调节怠速旁通空气道的空气流通截面积，以实现稳定的怠速运行。所谓占空比，是指发动机ECU输出的控制信号在一个周期内，通电时间与周期的比值，如图6-39所示。

图6-39占空比

(3)步进电机式怠速控制阀。步进电机式怠速控制阀由步进电机、螺旋机构、控制阀、阀座等组成(见图6-40)。图6-40步进电机式怠速控制阀

3．电子控制系统主要部件的结构与工作原理

1)传感器

(1)冷却液温度传感器。冷却液温度传感器安装在发动机缸体或缸盖的水套上，用来检测发动机的温度。其信号输入ECU，用来对基本喷油量和点火提前角进行修正。冷却液温度传感器内部是一个半导体热敏电阻(见图6-41)，它具有负温度电阻系数。温度愈低，电阻愈高；反之，温度愈高，电阻愈低。冷却液温度传感器电路如图6-42所示。

图6-41冷却液温度传感器

图6-42冷却液温度传感器电路图

(2)进气温度传感器。进气温度传感器通常安装在空气滤清器之后的进气软管或空气流量计上。也有个别车型将进气温度传感器安装在进气管的动力腔上。不论安装在何处，其作用都是相同的，即测量进气的温度，并输送给ECU作为修正喷油量的参考依据。进气温度传感器内部也是一个具有负温度电阻系数的热敏电阻，外部为环氧树脂密封。它和ECU的连接方式与冷却液温度传感器相同(见图6-43)。

图6-43进气温度传感器

(3)曲轴位置传感器。曲轴位置传感器是控制系统中最重要的传感器之一，其功用是提供发动机转速信号和曲轴位置(压缩行程上止点)信号，也是控制点火时刻和喷油时刻的重要的信号源。

①磁电感应式曲轴位置传感器。图6-44磁电感应式曲轴位置传感器图6-45Ne、G信号检测原理图6-46G、Ne信号与发动机工作行程的关系图6-471UZ-FE发动机曲轴转速和凸轮轴位置传感器安装位置示意图②霍尔效应式曲轴位置传感器。它是利用霍尔效应原理，产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号进行工作的。

图6-48霍尔效应工作原理图6-49霍尔效应式曲轴位置传感器的信号触发叶轮结构图6-50霍尔效应式曲轴位置传感器输出信号图6-51霍尔效应式曲轴位置传感器与ECU的电路连接图③光电式曲轴位置传感器。光电式曲轴位置传感器主要由发光二极管6和光敏三极管5及信号盘3和控制电路等组成

(见图6-52)。图6-52光电式曲轴位置传感器

(4)氧传感器。氧传感器的功用是用来检测排气中的氧气含量，并向ECU反馈响应的电压信号。图6-53氧化锆式氧传感器的结构图

2)电子控制单元(ECU)

电子控制单元起控制发动机“大脑”的作用，使发动机在最佳的状态下工作，达到节能环保的目的。

如图6-54所示，ECU由输入回路、A/D转换器、微型计算机(微机)和输出回路四部分组成。图6-54电子控制单元的组成微机系统构建的电子控制单元所具备的基本功能简述如下：

①接受传感器或其他装置输入的信息，将输入的信息转变为微机所能接受的电信号，并给传感器提供参考(基准)电压。

②存储输入的信息，运用固有的程序对输入的信息进行运算分析，得出执行命令数值并输出执行命令。

③将输入信息与已存储的该发动机的标准值进行比较，查出故障并存储故障信息。

④根据发动机性能的变化，自动修正预置的标准值。

⑤失效保护。

⑥故障备用控制系。

6.2电子控制汽油直接喷射系(GDI)

6.2.1GDI的组成与工作原理

如图6-55所示，德国波许公司的汽油直接喷射系统MED-7的燃油供给系由供油模块(包括低压油泵)1、高压油泵2、汽油蓄压器(共轨管)3、汽油压力传感器4、汽油压力控制阀5和电磁高压涡流喷油器6等组成。其工作原理如下：图6-55波许公司的汽油直接喷射系统MED-7图6-56丰田D-4直喷发动机的结构6.2.2GDI主要部件的结构与工作原理

1．低压油泵

低压油泵是电动泵，它并联一个机械式汽油压力调节器，出口压力为0.35MPa。

2．高压油泵

如图6-57所示，在发动机的作用下，凸轮轴1通过偏心座圈2推动滑块3和柱塞4，使汽油压力从0.35MPa提高到12MPa。三套柱塞组件在凸轮轴的径向上等间隔排列。柱塞数目越大，流量脉动越小。图6-57高压油泵图6-58高压泵工作原理(a)高压泵缓冲油压作用；(b)高压泵建立油压；(c)高压泵调节燃油压力

3．汽油蓄压器(共轨管)

汽油蓄压器用铝制成管状，其上有许多开口，用于连接高压油泵、喷油器、汽油压力传感器和汽油压力控制阀。一方面，由于周期性的喷油和高压油泵流量的脉动，造成汽油蓄压器的压力脉动，所以汽油蓄压器必须有足够的柔度以便阻尼这种压力脉动;另一方面，汽油燃油蓄压器的压力必须按照发动机的要求能迅速地得到调整，所以汽油蓄压器必须有足够的刚度。

4．汽油压力传感器

汽油压力传感器用于测定汽油蓄压器中的压力。采用焊入式的不锈铡膜片作为传感元件，测量电阻以薄膜技术植入其中。调节电路、补偿电路和对比例信号输出进行评价的电路均集成于传感器壳体中。

5．汽油压力控制阀

汽油压力控制阀的功用是在发动机的整个运行范围内按照特性场数据调节系统压力，而不依赖于油泵提供多少油量和喷油器要喷多少油量。图6-59汽油压力控制阀

6．电磁高压涡流喷油器

电磁高压涡流喷油器要安装在缸盖上，且一直伸展到气缸。可供喷油器安装的位置只有很小的空间，以便给缸盖冷

却液套留有足够的空间，所以阀针必须采用细长的形状，其构造如图6-60所示。电磁高压涡流喷油器喷口是采用涡流形(见

图6-61)，这种结构的特点是能使燃油雾化质量优良，油束可

以倾斜于喷油器中心线，而且耐脏，有利于汽油直接喷射。

图6-60电磁高压涡流喷油器图6-61涡流形喷油器喷口6.3电子控制汽油喷射式供油系的其他装置

6.3.1汽油箱和汽油滤清器

1.汽油箱

汽油箱是用以储存汽油的装置，汽油箱的结构如图6-62所示，其形状和容量根据汽车类型、发动机的排量而定，一般汽油箱的储备里程为300～600km。汽油箱常用薄钢板冲压后焊接成型，有些轿车的汽油箱用聚乙稀制成。图6-62汽油箱的结构图6-63汽油箱盖

2.汽油滤清器

汽油滤清器用来滤去汽油中的杂质，并使水分沉淀在沉淀杯内，以保证发动机的正常工作。

如图6-64所示，有的汽油机采用了可拆洗的多孔陶瓷滤芯式汽油滤清器。图6-64多孔陶瓷滤芯式汽油滤清器一些汽油机采用纸质滤芯汽油滤清器(见图6-65)，它由

一个中央多孔筒l、特制折叠纸质滤芯2和一个多孔滤纸外筒3组成。图6-65纸质滤芯式汽油滤清器6.3.2空气滤清器

1.空气滤清器的功用

空气滤清器的功用是滤除空气中的杂质或灰尘，以减少气缸、活塞、活塞环等有关零件的磨损，从而延长发动机的使用寿命。

2.空气滤清器的结构

空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。汽车发动机上的空气滤清器有多种结构形式。

3.空气滤清器的分类

(1)纸质滤芯式空气滤清器。纸质滤芯式空气滤清器在

轿车上得到了广泛应用。纸质滤芯式空气滤清器有干式和湿

式两种。图6-66干式纸质滤芯空气滤清器的结构

(2)油浴式空气滤清器。油浴式空气滤清器用于多尘条

件下工作的发动机上。如图6-67所示，它包括空气滤清器外壳

l、滤芯2、密封圈3和滤清器盖4等。图6-67油浴式空气滤清器

(3)双级复合式空气滤清器。在许多自卸车或矿山用汽车上还使用离心式与纸质滤芯式相结合的双级复合式空气滤清器(见图6-68)。图6-68双级复合式空气滤清器6.3.3进气歧管和排气歧管

1.进气歧管

进气歧管是指节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路(见图6-69)。图6-69进气歧管

2.排气歧管

轿车发动机排气歧管的材料是铝合金，大型发动机排气歧管由铸铁制造。一些豪华轿车发动机排气歧管采用不锈钢材料，其原因是不锈钢排气歧管质量轻，耐久性好，同时内壁光滑，排气阻力小。图6-70排气歧管图6-71直列形发动机单排气管图6-72V形发动机的单排气管和双排气管示意图(a)单排气管；(b)双排气管6.3.4排气消声器

汽车的排气噪声是行驶噪声的主要组成部分，世界各国对各种车辆产生的噪声都有严格的规定。排气消声器的作用就是降低排气噪声并消除废气中的火焰及火星。图6-73排气消音器的示意图6.3.5废气涡轮增压器

如图6-74所示，废气涡轮增压器是由废气涡轮、压气机等组成，废气涡轮与压气机装在同一根轴上。发动机排气管接到涡轮壳上，而发动机进气管与压气机相接。图6-74废气涡轮增压器图6-75废气涡轮增压系统

6.4排气净化及汽油蒸气回收装置

6.4.1汽车废气中的主要有害物质及净化方法

1.汽车废气中的主要有害物质

以内燃机为动力的汽车是城市大气的主要污染源之一，对形成城市阴霾天气有主要的影响。汽车排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和微粒。

2.有害物质的净化方法

随着汽车保有量的剧增，汽车排气对人类健康的危害及对环境的污染也日甚一日。对此，世界各国都制定了相应的法规或标准，以把汽车的有害排放物控制在较低的水平。为了满足排放标准，必须对发动机的排气进行净化。6.4.2废气再循环系

1.废气再循环系的功用与要求

废气再循环(ExhaustGasRecirculation，EGR)是指把发动机排出的部分废气回送到进气管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。

2.废气再循环系的组成和工作原理

一种由电脑控制的废气再循环系统如图6-76所示。系统主要由废气再循环阀8(EGR阀)、电磁阀6、真空调节阀7、废气循环管等组成。图6-76废气再循环系统6.4.3催化反应器

1．催化反应器的功用

催化反应器的作用是将废气中的HC、CO和NOx转变为无害的H2O、CO2和N2。催化反应器有二元催化反应器(只能对CO和HC起催化反应作用)和三元催化反应器(能对CO、HC和NOx起催化转换作用)两种。现代汽车装用的多为三元催化反应器。

2.催化反应器的组成及基本工作原理

如图6-77所示，催化反应器由支承环、波纹网眼环、密封垫、整体式催化反应器载体和温度传感器组成。所谓催化剂是指涂层部分或载体和涂层的合称。图6-77催化反应器6.4.4二次空气喷射系

1.二次空气喷射系的功用

二次空气喷射系也称二次空气供给系、空气净化系或空气保护系。

2.二次空气喷射系的组成及基本工作原理

图6-78所示为电脑控制的二次空气喷射系，它由空气泵1、旁通线圈及旁通阀2、分流线圈及分流阀4、空气分配管6、空气喷管7和单向阀11等组成。图6-78电脑控制的二次空气喷射系统6.4.5汽油蒸气回收装置

1.汽油蒸气回收装置的功用

汽油箱的汽油随时都在蒸发汽化，若不加以控制或回收，汽油蒸气将逸入大气，造成对环境的污染。在汽车排放的HC污染物总量中，这部分约占有20%。为了防止汽油箱向大气中排放汽油蒸气所产生的污染，现代轿车普遍采用了由ECU控制的活性炭罐蒸气回收装置，将这些汽油蒸气收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其送入气缸参加燃烧，以降低HC排放量。

2.汽油蒸气回收装置的组成和基本工作原理

典型的汽油蒸气回收装置如图6-79所示，主要由活性炭罐控制电磁阀、活性炭罐、排放控制阀、连接管等构成。图6-79汽油蒸气回收装置

6.5电子控制汽油喷射系的故障

诊断及部件检测方法

6.5.1故障诊断的注意事项

故障诊断时，应注意以下几个方面：

(1)为防止ECU内存储的故障代码及有关资料信息被清除，必须先通过自诊断系统或解码器调出故障信息资料，方可将蓄电池从电路中断开。

(2)安装蓄电池时，正、负极不可接反；拆装蓄电池时，应注意“先拆负极，后装负极”。跨接起动时须先关闭点火开关，才能拆装跨接电缆。

(3)严禁在发动机运转时将蓄电池从电路中断开，以防因产生的瞬变电压过大而损坏电子元件。

(4)带有安全气囊的车辆在检修前必须严格按维修手册规定的操作程序断开气囊组件与电路的连接，防止检修过程中因误操作而导致气囊工作。

(5)不明白的地方切勿乱拆乱试，否则可能会造成不必要的损失或引入新的故障。

(6)不要用试灯测试与电子控制系统相连的任何电器装置，严禁用试火法或刮火法检修电子控制系统电路。

(7)无论发动机是否运转，只要点火开关接通，决不可断开任何电器工作装置，以防瞬时电压(有可能超过7kV)损坏电控系统部件。

(8)除在测试程序中特殊指明外，不得使用指针式万用表测试电控系统而应使用高阻抗的数字式万用表(阻抗大于10MΩ)。

(9)在检修及测试ECU时，维修人员应注意自身搭铁，防止人体静电损坏ECU，一种做法是在维修人员的手腕上缠上搭铁金属带，金属带的另一端夹到车身搭铁点处。

(10)清洗发动机时不可用水直接冲洗发动机，以避免电控系统因受潮而损坏；另外电控系统部件的密封装置必须齐全、有效。

(11)在车身上使用电弧焊时，应断开ECU电源；在靠近电控系统部件的地方进行车身修理作业时，应特别小心。

(12) ECU不得处于85℃以上环境内，因此在整车烤漆前须拆除车上所有的ECU。

(13)检修时应依据故障现象，结合故障代码、检测仪器、维修资料、系统电路图、控制原理等，熟练运用发动机理论进行逻辑分析，确定故障的类别和根源，并通过检测确定故障部位，应注意区分是机械系统故障还是电控系统故障，并根据实际情况进行检修。6.5.2故障诊断的基本程序与方法

1．基本程序

电子控制发动机在故障诊断时，应按照图6-80所示的基本程序进行诊断。图6-80电子控制发动机故障诊断框图

2．基本方法

1)故障征兆模拟诊断法

故障征兆模拟实际上就是让待检修车辆以相同或相似的条件再现故障，以便找出故障所在，主要有以下几种方法：

(1)环境模拟方法。

①振动试验法。

②加热试验法。

③加湿试验法。

(2)增减负荷模拟法。

①增加负荷法。

②减少负荷法。

2)故障征兆表诊断法

发动机的故障一般具有非确定性的特征，其表现形式为某故障原因可能产生多个故障迹象或某个故障迹象可能是由多个故障引起的，即故障现象与故障原因之间不具有确定性的关系。这一类故障多表现为既不能在故障代码诊断中得到证实，也不能在基本检查中得到证实的特征，通常这种情况可按照汽车维修手册中的发动机“故障征兆表”的编号顺序进行故障检查。此类方法的优点在于可有效地缩小故障范围，迅速地查找故障部位和原因。

3)故障判断法

故障判断法主要有以下几种方法：

(1)互换比较法。

(2)分离判断法。

(3)换件分析法。

4)数据流参数分析法

数据流参数分析法是判断电子控制系统故障的最重要最常用的方法之一，即使用故障诊断仪读取故障码，示波器测量波形，对故障进行分析判断。6.5.3电子控制自诊断系统

发动机工作时，电控单元将从各输入装置来的信号和已编人程序的该装置输入信号的高、低极限值进行比较。图6-81发动机故障指示灯控制电路发动机故障指示灯一般具有以下几项功能：

(1)故障报警。

(2)显示故障代码。

(3)自检功能。

(4)发动机定期维护提示。6.5.4故障代码的读取与清除

读出故障代码的方法是利用汽车故障检测仪，有些汽车既可用汽车故障检测仪，也可用人工的方法。

在读取故障代码之前，应使发动机满足下列基本条件：

①蓄电池电压高于11V。

②节气门完全关闭(节气门位置传感器内的怠速开关闭合)。

③变速器位于停车档或空档。

④关闭所有附属设备(如空调器、音响、灯光等)。

1.使用汽车故障检测仪读取与清除故障代码

电控汽油喷射式发动机的控制电路上都设有一个专用的

故障检测插座。它通常位于发动机附近或仪表板下方(见图

6-82)，通过线路与ECU连接。图6-82别克君威诊断插座(DLC)的位置通过读取故障代码能查找出控制系统中传感器、执行器及线路等故障。汽车故障检测仪除了对电子控制系统检测故障外，还有以下的功能：

(1)数据传送。

(2)通过汽车故障检测仪向电脑发出工作指令。

(3)通过发出指令来消除汽车电脑内储存的故障代码，使故障警告灯熄灭，免除拆卸EFI的熔丝或蓄电池电缆的工作。

2.人工读取与清除故障代码

如果在无汽车故障检测仪的情况下，则可以采用另一种读出故障代码的方法，即人工读取的方法。不同车型发动机用人工的方法读取故障代码的方法各不相同。图6-83发动机故障警告灯

图6-84显示故障代码

6.6电子控制燃料喷射系主要部件

的检修方法

6.6.1空气供给系主要部件的检查方法

1．空气滤清器的检查

检查滤清器滤芯的外表面，即使滤清器滤芯的外表面看起来比较干净也需要进行深入的检查。将灯光置于滤清器滤芯的一侧，当通过滤清器滤芯能够看到灯光时，说明滤芯比较干净。如果滤芯被灰尘堵塞，则可用压缩空气从背面将灰尘吹净或更换滤芯。

2．节气门体总成的检查

节气门体总成的检查(见图6-85)包括以下几个方面。

(1)检查节气门轴是否摇晃。

(2)检查节气门是否能平滑地开和闭。

(3)节气门处于关闭位置时，检查节气门止动螺钉和节气门杆之间是否有间隙。如果间隙过大，可将节气门止动螺钉和节气门杆拆卸后，通过焊接用焊丝填满杆孔，再用钻孔的方法修复。

(4)如果不能满足调整要求，则应更换节气门体。图6-85节气体总成的检查6.6.2燃料供给系主要部件的检测方法

1．燃油泵及控制电路的检测方法

1)燃油系统油压的检测方法

(1)从蓄电池上拆下搭铁线(蓄电池的电压应不低于12V)，拆下输油管与主油管的连接螺栓，取下两个密封垫圈，将系统残余油压泄掉，注意接好漏油，用三个新的密封垫圈及接头螺栓，把油压表接入输油管和主油管之间(见图6-86)。图6-86油压表接入燃油油路的示意图

(2)分别在下列条件(工况)下检查油压：

①静止油压。

②起动工况油压。

③怠速工况油压。

④正常运行工况油压。

⑤系统最高油压。

⑥管路油压回落检查，将各缸喷油器电线插头插上，接通点火开关并连续起动15s，记下油压表所指示的压力，待30s后再次观察油压表指示的压力，其值不应回落。

2)燃油泵控制电路的检查方法

(1)检查燃油泵的电源供给电路。

(2)检查燃油泵控制电路。

主要检查以下几个方面：

①检查燃油泵继电器和燃油泵ECU。

②检查燃油泵调速附加电阻(旁路电阻)。

③检查ECU控制线路FC、FPC、DI等端子(丰田车系)，北京切诺基汽车发动机检查SBECI控制器51#端子。

(3)检查燃油泵。

2．喷油器及其控制电路的检测方法

1)喷油器的检查

首先，应对喷油器的工作状况进行检查，即在发动机运转时，通过检查喷油器的工作声音来判断其是否工作。

然后，再对喷油器的电阻值进行检查。拔下喷油器的连接器，再用数字万用表欧姆挡测量喷油器电磁线圈的电阻值。

最后，应对喷油器的喷油质量进行检查。

(1)喷油量的测试。

(2)漏油量的检查。图6-87喷油器喷油量测量

2)喷油器控制电路的检查

喷油器控制电路一般均由点火开关直接或通过继电器间接提供电源，再由ECU控制喷油器的搭铁回路。其检查内容与方法如下：

(1)检测喷油器电源供给电路。

(2)检查喷油器控制电路。6.6.3电子控制系主要部件的检测方法

1.传感器的检测方法

在电子控制系统中，需要检查的传感器包括空气流量计、节气门位置传感器、曲轴位置传感器、歧管绝对压力传感器、进气温度传感器、爆燃传感器、氧传感器等。

1)卡门涡旋式空气流量计的检测方法

(1)开路加温检测方法。断开点火开关，拔开空气流量计配线连接器，从车上拆下空气流量计。一边用电热吹风机或

用致冷剂改变空气流量计上的进气温度传感器的温度，一边

用万用表电阻挡测量进气温度传感器，即ECU配线连接器(见图6-88)THA与E2两端子间的电阻值应符合表6-1所列的规律。图6-88卡门涡旋式空气流量计的检测方法如果测得值与规定值不符，说明进气温度传感器有故障。

(2)在路检测方法。接通点火开关，但不要起动发动机，用数字万用表电压挡测量ECU配线连接器KS、E2两端子间的电压，其值应为4～6V。接通点火开关，起动发动机使其运转(或怠速运转)，用万用表电压挡测量ECU配线连接器KS、E2两端子间的电压，其值应为2～4V。KS信号为反光镜检测方式的卡门涡旋式空气流量计传送给ECU的脉冲信号，测量时该电压既不是0V，也不是5V，进气量越大，电压越高。

2)热线式空气流量计的检测方法

热线式空气流量计连接器有5端子和6端子。图6-89为日

产尼桑MAXIMA轿车VG30E型发动机热线式空气流量计接线图。其他车型装用的热线式空气流量计接线及电路结构与此

基本相同，检测方法差别不大。

(1)开路检测方法的步骤如下：

①拆卸方法。

②外观检查。

③静态检查。

④动态检查。

⑤安装方法。图6-89静态检查图6-90动态检查

(2)在路检测方法的步骤如下：

①接通点火开关，不起动发动机。

②如果测量E与D之间无电压，再测量E与C之间的电压，其值若为10V，则说明D端搭铁不良，应检查D与ECU之间的导线或ECU的搭铁线是否良好。

③测量B与D之间的电压，其值应为(1.6 ± 0.5)V。

④检查自清洁电路。直观检查的方法如下：

起动发动机，并使其以2500r/min以上的转速运转。

使发动机怠速运转，拆下空气滤清器和空气流量计进口处的管道。关断点火开关，从空气流量计进口部位查看流量计内的铂丝热线是否在熄灭5s内被加热至发出红光，并持续1s时间。万用表测量的方法如下：

使发动机水温上升至60℃以上，发动机转速超过1500r/min。

用万用表10V(DC)挡，将其两表笔接在插座的F与D之间。

关闭点火开关，电表上的示值电压应回零并在5s后又跳跃上升，1s后再回到零。

3)进气压力传感器的检测方法

(1)故障现象。如果进气压力传感器送给ECU的信号出现偏差，那么发动机的空燃比及点火时刻都要发生变化。

(2)检测方法。包括以下步骤：

①检测进气压力传感器电源电压。

②检测进气压力传感器输出电压。

③将13.3～66.7kPa的真空度作用于传感器，PIM与E2端脚间的电压，应符合表6-2所列值的变化规律。图6-91进气压力传感器工作电路

4)节气门位置传感器的检测方法

当节气门位置传感器出现故障后，最常见的故障特征是加速受阻。故障诊断主要是检查它的输出电压或电阻。

5)曲轴位置传感器的检测方法

(1)磁电式曲轴位置传感器的检查。磁电式曲轴位置传感器的故障是由于其内部线圈断路或短路或导线的连接器有问题造成的，它会使点火时刻出现混乱，严重时发动机将无法起动。当检查曲轴位置传感器时，最好按照厂家规定的诊断程序进行。即先逐步排除与其相关部件的问题，以此确认曲轴位置传感器的故障。

(2)霍尔式曲轴位置传感器的检测方法。其步骤如下：

①拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁之间的电压应为8V或12V(根据车型不同而不一样)。若无电压，则应检查霍尔式传感器到ECU之间的线路及ECU相应端子上的电压。ECU相应端子上如有电压，则为传感器与ECU之间线路断路；如无电压，则说明ECU有故障。

②将拔下的传感器插头重新插好，起动发动机，测量霍尔曲轴位置传感器输出端子的信号电压，正常值约为3～6V。若无电压，则为传感器本身有问题，应修理或检查更换。

③通过检查传感器信号输出端电压的波形来确认传感器本身是否损坏。

(3)光电式曲轴位置传感器的检测方法。拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁端子之间的电压，其值应为5V或12V(根据车型不同而有区别)。若无电压，则应检查传感器至ECU的导线和ECU相应端子上的电压。若ECU相应端子上有电压，则为ECU至传感器之间的导线断路；否则，ECU有故障。

6)冷却液温度传感器的检测方法

(1)冷却液温度传感器的电阻值测量。首先拔下传感器导线连接器；然后从发动机上将其拆下，在不同的水温下，用万用表测量冷却液温度传感器的电阻值(见图6-92)。

(2)冷却液温度传感器的输出电压测量。图6-92冷却液温度传感器电阻值的测量

7)进气温度传感器的检测方法

进气温度传感器的检测方法与冷却液温度传感器的检测方法基本相同，这里不再赘述。

8)氧传感器的检测方法

氧传感器达到400℃以上才能反馈信号。为了使氧传感器尽快地投入工作，在很多车型上，氧传感器内部有加热器，以帮助其迅速达到正常的工作温度。一个典型的加热式氧传感器通常有三根外连接线：一根是去计算机的信号输出线(OX)；另一根是提供传感器内部电阻丝电源的电源线(HT)；最后一根是地线(EZ)。在检查传感器时要注意区别这三根线，清楚地辨别它们的功能。最后，通过观察氧传感器表面的颜色，判断其污染情况：

①淡灰色顶尖：这是氧传感器的正常颜色。

②白色顶尖：由硅污染造成的，必须进行更换。

③黑色顶尖：由积炭造成的。在排除发动机积炭故障后，一般系统可以自动清除氧传感器上的积炭。

2．ECU的检查

ECU是一个不可分解检查、修理的单元。首先，检查ECU的电源线、地线是否良好，导线(电缆)连接器是否正常。拔下电缆连接器，察看其内部是否有锈蚀，触针是否弯曲，保证所有的触点、触片接触良好。检查ECU上的所有地线，看是否有腐蚀，一定要确保它们紧固、清洁和安全连接，上述检查一切正常，再用替换法确定ECU是否有故障。如果