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項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 一 汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的概述 一 汽油機燃油噴射系統(tǒng)的分類燃油噴射系統(tǒng)在發(fā)動機上的應用可按以下形式分類 1 按汽油噴射部位不同分類 1 缸內直噴 2 進氣管噴射 a 單點噴射方式 b 多點噴射方式 1 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 按噴射控制裝置的形式不同分類 1 機械式 燃油的計量是通過機械傳動與液體傳動來實現(xiàn)的 即K型系統(tǒng) 2 電子控制式 燃油的計量是由電控單元及電磁噴油器實現(xiàn)的 即EFI ElectronicFuelInjection 型系統(tǒng) 3 機電一體混合控制式 和機械式噴射系統(tǒng)一樣 它也是通過機械 液體噴射裝置實現(xiàn)控制的 同時它還設有一個電控單元 多個傳感器和電液混合氣調節(jié)器來調節(jié)混合氣的成分 從而提高了控制的靈活性 擴展了控制功能 即KE型系統(tǒng) 3 按噴射方式不同分類 1 間歇噴射或脈沖噴射 對每一個汽缸的噴射都有一經(jīng)計算確定的噴射持續(xù)期 噴射多數(shù)是在進氣過程中的某段時間內進行的 噴射持續(xù)時間對應所控制的噴油量 所有的缸內直接噴射系統(tǒng)和多數(shù)進氣管噴射系統(tǒng)都采用間歇噴射的方式 2 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 連續(xù)噴射或穩(wěn)定噴射式 燃油噴射的時間占用全工作循環(huán)的時間 連續(xù)噴射都是噴在進氣管道內 而且大部分的燃油是在進氣門關閉后噴射的 因此大部分燃油也是在進氣道內蒸發(fā)的 K型 KE型和大部分SPI系統(tǒng)采用這種噴射方式 4 按空氣流量的測量方式不同分類 1 速度密度控制型 D型EFI系統(tǒng) 它是通過檢測進氣歧管 真空度 和發(fā)動機的轉速 推算發(fā)動機吸入的進氣量 并計算燃油流量的速度密度控制方式 D 是德文 壓力 一詞的第一個字母 D型系統(tǒng)是最早的 典型的多點壓力感應式噴射系統(tǒng) 美國的通用 福特和克萊斯勒 日本的豐田 本田 鈴木和大發(fā)等主要汽車公司 都有類似的產品 由于空氣在進氣管內的壓力波動 該方法的測量精度稍差 并且響應性較慢 3 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 質量流量控制型 L型EFI系統(tǒng) 這種方式用空氣流量傳感器直接測量發(fā)動機吸入的空氣量 其測量的準確程度高于D型 故可更精確地控制空燃比 L 是德文 空氣 一詞的第一個字母 3 節(jié)流速度控制型 節(jié)流速度控制型利用節(jié)氣門的開度和發(fā)動機的轉速 推算每一循環(huán)吸入發(fā)動機的空氣量 根據(jù)推算出的空氣量 計算汽油噴射量 由于是直接測量節(jié)氣門開度的角位移 所以過渡響應性能好 它在競賽汽車中得以應用 有些Mono 單點噴射 系統(tǒng)也采用該方式 但是 由于吸入的空氣量與節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉速的關系是一個復雜的函數(shù)關系 所以不容易準確測定吸入的空氣量 4 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 5 按噴油器之間的噴油順序不同分類 1 同時噴射 2 分組噴射 3 順序噴射 同時噴射的控制電路 分組噴射的控制電路 順序噴射的控制電路 5 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 二 汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的優(yōu)點1 能實現(xiàn)空燃比的精確控制 2 充氣效率高 3 瞬時響應快 4 啟動容易 5 節(jié)油和排放凈化效果明顯 7 便于安裝 6 減速 限速斷油功能 6 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 三 電控燃油噴射系統(tǒng)的控制功能1 噴油時間的控制 脈沖寬度控制圖譜 2 各種校正信號 7 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 起動加濃 預熱加濃 1 起動加濃 2 預熱加濃 8 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 空燃比反饋校正 燃油切斷 3 空燃比反饋校正 4 燃油切斷 9 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 加速加濃 功率加濃進氣溫度校正 5 加速加濃 6 功率加濃及進氣溫度校正 10 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 3 噴油正時控制在多數(shù)發(fā)動機中 其噴油正時是不變的 但在電子控制間歇噴射系統(tǒng)中采用順序噴射時 電子控制單元還要有燃油噴射系統(tǒng)的汽缸辨別信號 根據(jù)發(fā)動機各缸的點火順序和隨發(fā)動機工況的不同而將噴油正時控制在最佳時刻 4 減速斷油控制汽車減速行駛時 駕駛員松開加速踏板 節(jié)氣門關閉 此時電子控制單元會斷開燃油噴射控制電路 停止噴油以降低排放和燃油消耗 5 限速斷油控制當發(fā)動機轉速超過安全轉速或汽車車速超過設定的最高車速時 電子控制單元將會在發(fā)動機臨界轉速或減速時斷開燃油噴射控制電路 以停止噴油 防止超速 11 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 6 溢油消除控制助里 若將加速踏板踩到底 系統(tǒng)將進行斷油控制 7 冷啟動噴油器噴油時間控制為了提高低溫時發(fā)動機的啟動性能 有的汽車在進氣總管上安裝了一個冷啟動噴油器 其噴油時間由熱限時開關控制 或由電子控制單元和熱限時開關同時控制 也可由電子控制單元單獨控制 不過 大部分汽車現(xiàn)已取消了冷啟動噴油器 8 燃油泵的控制在裝有電控燃油噴射系統(tǒng)的汽車上 電子控制單元對油泵的控制有兩種形式 一種是當點火開關打開后電子控制單元指令汽油泵運轉2 3s 以產生必須的油壓 若發(fā)動機沒啟動 電子控制單元控制汽油泵正常工作 另一種形式是只有發(fā)動機運轉時 油泵才工作 9 汽油泵泵油量的控制多數(shù)發(fā)動機例如豐田7M GE 7M GTE 其油泵的泵油量是隨發(fā)動機負荷的變化而變化的 即發(fā)動機在啟動 高轉速 大負荷工況時 油泵提高轉速以增加泵油量 當發(fā)動機在低轉速 中小負荷工作時 油泵低速運轉 以減少電能消耗和油泵的磨損 12 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 二 空氣供給系統(tǒng)主要部件結構及工作原理 一 空氣供給系統(tǒng)的作用空氣供給系統(tǒng)的作用是測量和控制汽油在發(fā)動機內燃燒時所需要的進氣量 二 空氣供給系統(tǒng)的工作原理1 質量流量方式空氣供給系統(tǒng) L型 工作原理2 速度密度方式空氣供給系統(tǒng) D型 工作原理 三 空氣供給系統(tǒng)的組成空氣供給系統(tǒng)由空氣濾清器 空氣流量計 進氣歧管壓力傳感器 節(jié)氣門位置傳感器 怠速控制裝置 進氣總管 進氣歧管和增壓控制裝置等組成 1 空氣濾清器空氣濾清器的作用是防止空氣中灰塵 雜物等隨空氣吸入氣缸 同時還可以防止發(fā)動機回火時火焰?zhèn)鞯酵饷?13 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 質量流量方式空氣供給系統(tǒng) 速度密度方式空氣供給系統(tǒng) 14 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 空氣流量計 MAF 空氣流量計的作用是測量進入發(fā)動機的空氣流量 將此信號輸送給ECU ECU根據(jù)此信號決定將要噴射的油量 空氣流量計必須準確地測量每一瞬間吸人發(fā)動機的空氣量 如果空氣流量計出現(xiàn)問題 ECU收不到準確的進氣量信號 此時 噴油量就不能準確控制 將會造成混合比過濃或過稀 使發(fā)動機不能正常工作 常見的空氣流量計有葉片式空氣流量計 卡門旋渦式空氣流量計 熱線式空氣流量計和熱膜式空氣流量計 15 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 熱線式空氣流量計的結構 熱線式空氣流量計的工作原理和工作特性 16 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 進氣壓力傳感器的結構和工作原理圖 3 進氣壓力傳感器 進氣壓力傳感器又稱為歧管絕對壓力傳感器 用來測量進氣歧管內絕對壓力的變化并轉化為電信號 進氣壓力傳感器有半導體應變式 電容式 差動變壓器式等 其中半導體應變式進氣壓力傳感器應用最為廣泛 半導體應變式進氣壓力傳感器單元內裝有一個硅芯片 并有保持在預定真空度的真空室 硅芯片的一側暴露于歧管進氣壓力 另一側則暴露于內部真空管 因為即使海拔高度有變化 歧管進氣壓力也能精確測量 所以不需要采用高海拔補償校正 歧管進氣壓力的變化會造成硅芯片形狀的變化 硅芯片的電阻值也會根據(jù)變形程度而變化 稱為壓阻效應 產生進氣壓力信號 17 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 4 節(jié)氣門位置傳感器 TPS 節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上 它將節(jié)氣門開度轉換成電壓信號輸出到發(fā)動機控制單元 ECU利用該信號和其他傳感器輸人的信號一起 確定發(fā)動機的工況 常見的節(jié)氣門位置傳感器有開關型 線性和霍爾元件型3種類型 1 開關型節(jié)氣門位置傳感器 開關型節(jié)氣門位置傳感器結構和電路 開關型節(jié)氣門位置傳感器工作特性 18 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 線性節(jié)氣門位置傳感器 線性節(jié)氣門位置傳感器結構和電路 19 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 3 霍爾元件型節(jié)氣門位置傳感器 線性節(jié)氣門位里傳感器工作特性霍爾元件型節(jié)氣門位置傳感器結構 霍爾元件型節(jié)氣門位置傳感器電路和工作特性 20 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 三 燃油供給系統(tǒng)主要部件結構及工作原理 一 燃油供給系統(tǒng)的作用燃油供給系統(tǒng)的作用是向發(fā)動機精確地提供所需要的燃油量 燃油供給系統(tǒng)一般由油箱 電動燃油泵 過濾器 燃油脈動阻尼器 有的汽車沒有這個阻尼器 燃油壓力調節(jié)器 噴油器 冷啟動噴油器 有的汽車沒有該噴油器 及供油總管等組成 21 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 二 燃油系統(tǒng)的類型燃油系統(tǒng)分為有回油的燃油供給系統(tǒng)和無回油的燃油供給系統(tǒng)兩種 有回油的燃油供給系統(tǒng)無回油的燃油供給系統(tǒng) 22 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 三 燃油系統(tǒng)的組成發(fā)動機燃油系統(tǒng)主要由油箱 電動燃油泵 過濾器 燃油脈動阻尼器 有的汽車沒有這個阻尼器 燃油壓力調節(jié)器 噴油器 冷啟動噴油器 有的汽車沒有該噴油器 及供油總管等組成 1 燃油箱根據(jù)德國等效標準FMVSS CUR 油箱必須防腐蝕 燃油濾清器 燃油輸送管 燃油分并且在兩倍正常工作壓力或比正常工作壓力高出30kPa的壓力條件下 不應發(fā)生泄漏 必須配置加油口 安全閥等 可以超壓放氣 任何正常行駛條件下 燃油都不許從濾清器罩或壓力平衡裝置中溢出 即使在發(fā)生意外時 油箱從汽車上移開也不能讓燃油點燃 對于出租車 牽引車和公共汽車 相應的安全規(guī)則更為嚴格 2 電動燃油泵 1 電動燃油泵的結構類型電動燃油泵組件由電動機和機械泵組成 機械泵通常有滾柱泵 齒輪泵 渦輪泵和側槽泵等型式 23 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 滾柱泵滾柱泵屬于正排量泵 其出油壓力約為650kPa 在泵腔內裝有偏心的轉子體 金屬滾子位于轉子體四周的槽中 轉子在電動機的驅動下轉動時 滾子在離心力的作用下壓向泵體內壁 使相鄰的兩滾子之間形成了一個密封的空腔 在燃油泵運轉的過程中 一部分空腔的容積不斷增長 成為低壓吸油腔 而另一部分空腔的容積則不斷減小 成為高壓泵油腔 齒輪泵齒輪泵也屬于正排量泵 其出油壓力約為400kPa 它由主動的內齒輪 從動的外齒輪和泵套組成 偏心安裝的主動齒輪靠電動機驅動 在齒輪嚙合轉動的過程中 內外輪齒所封閉的腔室容積發(fā)生變化 齒輪泵正是利用這種容積的變化 將燃油以一定的壓力泵出 24 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 渦輪泵渦輪泵屬于流動型泵 泵的燃油輸送和壓力升高完全是由液體分子之間動量轉換實現(xiàn)的 轉動的葉輪圓周有許多葉片 葉片兩側是開有合適流道的泵殼 燃油泵工作時 葉輪將燃油加速 甩到油道內 在油道內脈沖壓力轉換為連續(xù)的壓力 渦輪泵產生的最大油壓為400kPa 由于燃油的流動實際上是沒有波動的 因此很適合低噪聲要求的場合 由于渦輪泵壓力升高的效率不太高 因此它主要用于低壓和輸油量較大的場合 葉輪與泵殼之間的軸向間隙以及密封進 出油口通道的徑向間隙都應很小 否則會造成內部泄漏而導致輸出損失 側槽泵側槽泵也屬于流動型泵 它的工作原理與渦輪泵相似 燃油也受離心力驅動 主要差別在于葉輪的葉片少 葉輪的形狀和流道的布置不同 側槽泵由兩部分組成 法蘭和葉輪 法蘭包括進油口 側槽和封閉式導流槽 葉輪包括正對著邊槽的葉片環(huán)和可使燃油從導流槽穿過葉輪流向其背面的輪輻 側槽泵的突出優(yōu)點在于能以蒸氣和燃油的混合物運轉 并能通過適當?shù)姆艢饪诜蛛x或提高壓力使蒸氣冷凝來消除蒸氣泡 另外 這種泵所產生的壓力在20一30kPa之間 比渦輪泵低 更適合作為初級增壓泵 用于容易出現(xiàn)熱起動問題的車輛或單點噴射系統(tǒng)中 25 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 電動燃油泵的常見結構型式a 滾柱式b 渦輪泵c 齒輪泵d 側槽泵 26 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 燃油泵控制電路 燃油泵開關控制的燃油泵電路燃油泵開關控制的燃油泵電路 ECM控制的油泵電路 具有轉速控制功能的燃油泵電路 燃油泵開關控制的燃油泵電路 燃油泵轉速控制電路 ECM控制的燃油泵電路 27 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 3 燃油濾清器燃油濾清器串聯(lián)在供油管路中 可濾去燃油中直徑大于0 01lmm的機械雜質 4 燃油分配管燃油分配管 也稱油軌 用來將燃油均勻地 等壓地分配給各噴油器 它同時還有儲油作用 以防止燃油壓力的波動 并使分配給各噴油器的燃油壓力相等 5 燃油壓力調節(jié)器燃油壓力調節(jié)器用來調節(jié)燃油壓力 使系統(tǒng)油壓與進氣管壓力差恒定不變 這樣 噴油量僅取決于噴油器的持續(xù)開啟時間 6 燃油壓力脈動衰減器 28 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 壓力調節(jié)器結構系統(tǒng)油壓與進氣管壓力之間的關系 29 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 7 噴油器噴油器是燃油系統(tǒng)中最重要的部件之一 它接受來自電腦的噴油脈沖信號 精確地計量燃油噴射量 因此 它是一種加工精度非常高的精密器件 不可拆卸與維修 多點噴射系統(tǒng)的噴油器安裝在進氣門后方 見圖1 41 與進氣門之間有一定的距離 使燃油能以一定的角度噴人進氣道內 熱停機斷油后 汽油中的少量膠質易凝結在噴油器噴嘴上造成堵塞 1 噴油器的結構與類型噴油器按結構不同分為軸針式 孔式和帶空氣罩式多種型式 2 噴油器的基本控制電路和驅動方式 30 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 噴油器的基本控制電路發(fā)動機工作時 ECM根據(jù)有關傳感器的輸入信號 經(jīng)運算判斷后輸出控制信號 控制大功率晶體管導通與截止 晶體管導通時 噴油器噴油 晶體管截止時 噴油器停止噴油 由于噴油器針閥的機械慣性 電磁線圈的磁滯性以及磁路效率的影響 從ECM發(fā)出脈寬為界的噴油脈沖信號到針閥完全打開 需要一定的時間To 稱為開閥時間 它受電源電壓的影響較大 噴油脈沖消失到針閥完全關閉也需要一定的時間Tc 稱為關閥時間 它受電源電壓的影響較小 從圖1 44中可以看出 開閥時間比關閥時間長 開閥時間與關閥時間的差值時間 To Tc 是不噴油的時間 稱為無效噴射時間 噴油器的驅動方式噴油器的驅動方式有兩種 電流驅動型和電壓驅動型 電流驅動型只適用于低電阻噴油器 電壓驅動型既適用于低電阻噴油器 也適用于高電阻噴油器 31 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 軸針式噴油器結構 噴油器的基本控制電路噴油器工作特性 采用低電阻噴油器時電壓驅動回路采用高電阻噴油器時電壓驅動回路 32 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 四 電子控制系統(tǒng)主要部件結構及工作原理 一 傳感器概述1 靈敏度 2 分辨率3 測量范圍和量程4 線性度 非線性誤差 在規(guī)定條件下 傳感器校準曲線與擬合直線間的最大偏差和滿量程輸出值的百分比 稱為線性度或非線性誤差 5 遲滯6 重復性7 零漂和溫漂 二 各種車用傳感器的結構與工作原理1 發(fā)動機轉速與曲軸位置傳感器 CKP TDC 1 曲軸位置與轉速傳感器的作用和類型曲軸位置傳感器用來檢測曲軸的轉速和位置 它所提供CKP信號是噴油控制 點火控制 怠速控制和EGR控制的主要控制依據(jù) 曲軸傳感器通常安裝在分電器軸或曲軸上 主要有磁感應式 霍爾效應式以及光電式等幾種形式 磁感應式曲軸位置與轉速傳感器的工作原理 33 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 磁電式曲軸位置傳感器 霍爾效應式曲軸傳感器的工作原理 光電式曲軸傳感器 霍爾效應原理葉片觸發(fā)式霍爾傳感器的結構及工作原理 光電式曲軸傳感器及其信號盤的結構初信號發(fā)生器的布置 34 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 冷卻液溫度傳感器 THW 冷卻液溫度傳感器 在電控系統(tǒng)中裝有冷卻液溫度傳感器 用于噴油量修正信號 冷卻液溫度傳感器安裝在發(fā)動機缸體或缸蓋的水套上 與冷卻液直接接觸 用于測量發(fā)動機的冷卻液溫度 其內部裝有負溫度特性的熱敏電阻 NTC 利用半導體的電阻隨溫度變化而變化的特性 溫度愈低 電阻愈大 溫度愈高 電阻愈小 ECU根據(jù)這一變化便可測得發(fā)動機冷卻液的溫度 進行噴油量修正 當冷車起動和暖機階段供給較濃的混合氣 冷卻液升高后供給稍稀的混合氣 35 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 3 進氣溫度傳感器 THA 空氣質量大小與進氣溫度和大氣壓力的高低有關 當進氣溫度低時 空氣密度大 相同體積氣體的質量增大 反之 當進氣溫度升高時 相同體積的氣體質量將減小 ECU根據(jù)發(fā)動機的進氣溫度和大氣壓力信號修正噴油量 使發(fā)動機自動適應外部環(huán)境溫度 寒冷 高溫 和大氣壓力 高原 平原 的變化 當進氣溫度低時 空氣密度大 熱敏電阻的阻值大 傳感器輸入ECU的信號電壓高 ECU控制噴油器增加噴油量 反之 當進氣溫度高時 空氣密度小 熱敏電阻阻值小 傳感器輸入ECU的信號電壓低 ECU將控制噴油器減少噴油量 進氣溫度傳感器安裝在空氣流量計內或空氣濾清器之后的進氣管上 其結構和工作原理與冷卻液溫度傳感器相同 進氣溫度傳感器的溫度與電阻值關系 與冷卻液溫度傳感器一樣 36 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 壓電式爆震傳感器安裝位置和結構 4 爆震傳感器 KS 爆震傳感器安裝在發(fā)動機缸體上 通常有1個或2個 通過檢測發(fā)動機振動的方法來判斷有無爆震 如果發(fā)動機出現(xiàn)爆震 點火正時將延遲以抑制爆震 爆震傳感器有磁致伸縮式和壓電式兩種 常見的爆震傳感器為壓電式爆震傳感器 壓電式爆震傳感器利用壓電晶體元件的壓電效應而工作 壓電元件感應發(fā)動機缸體的振動壓力 并將它轉換成電壓信號輸出 37 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 5 氧傳感器 O2S 汽車安裝了三元催化轉換器 空燃比一旦偏離理論空燃比 三元催化劑CO HC和NOx的凈化能力急劇下降 故在排氣管中插入氧傳感器 根據(jù)排氣中的氧濃度測定空燃比 向微機控制裝置發(fā)出反饋信號 控制空燃比接近于理論值 目前已實際應用的氧傳感器有氧化鋯式和氧化鈦式兩種氧傳感器 前者的六方為22mm 后者的六方為17mm 因二者的材料不同 特性不同 不能互換使用 氧化鋯式氧傳感器 38 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 三 車用計算機車用計算機一般裝在金屬盒子內 硬件上由大量的集成電路 芯片 印刷電路板和其他電子元件組成 從功能上可分為微處理器 ECU 存儲器和輸入 輸出電路 I O 學習汽車微型計算機的基本知識 有利于掌握電控系統(tǒng)的工作原理及進行故障分析 1 電信號 1 模擬電壓信號模擬電壓信號是一種在一定范圍內連續(xù)變化的信號 2 數(shù)字電壓信號數(shù)字電壓信號不是高電壓就是低電壓 換句話說 電壓信號不是5V就是0V 這類電壓信號就叫做數(shù)字信號 數(shù)字信號也可以叫做方波信號 39 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 3 二進制碼逢2進1的計數(shù)方法是二進制 數(shù)字信號低值和高值兩種信號 低值數(shù)字信號可用0代表 高值數(shù)字信號用1代表 二進制一詞意味著只有0和1兩個數(shù)字 在車用計算機中 將物理的 化學的 電學的狀態(tài) 數(shù)值都用一串串的0和1表示 即信息都以二進制碼進行交換 2 輸入信號處理 1 放大器放大器是將輸入信號放大到計算機可準確識別的程度 2 模數(shù) A D 轉換器模數(shù)轉換器的作用是將模擬信號轉換成數(shù)字信號 40 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 四 微處理器1 構造微處理器 MPU或CPU 是計算機中的計算和決策的芯片 使用較多的是一種叫單片機的微處理器 它內部有成千上萬個微型三極管和二極管 這些晶體管用作電子開關 2 程序程序是微處理器執(zhí)行的一組指令 3 信息存儲4 信息檢索 五 存儲器存儲器一般分為三種 只能讀出的存儲器叫只讀存儲器 簡稱ROM 能讀出也能寫入的存儲器叫隨機存儲器 簡稱RAM 能寫入也能擦除的存儲器叫可保持存儲器 簡稱KAM 1 只讀存儲器只讀存儲器包括ROM PROM EPROM EEPROM 當切斷存儲器電源時 這四種存儲器的信息資料都不會丟失 2 隨機存儲器RAM 41 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 五 燃油供給系統(tǒng)主要部件結構檢測 一 噴油器的檢測1 檢查噴油器工作情況發(fā)動機熱機后怠速運轉時 可用起子或觸桿式聽診器接觸噴油器測聽各缸噴油器工作的聲音 發(fā)動機運轉時應能聽到有節(jié)奏的 嗒嗒 聲 發(fā)動機加速時節(jié)奏加快 這是針閥開閉時的工作聲 若各缸噴油器工作聲音清脆均勻則說明各噴油器工作正常 若某缸噴油器工作聲音很小則可能是針閥卡滯 應做進一步的檢查 若聽不見某缸噴油器的工作聲音則說明該缸噴油器不工作 應檢查噴油器及其控制線路 42 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 噴油器電磁線圈電阻的測量關閉點火開關 拔下噴油器的導線插頭 測量噴油器兩個接線端子間 電磁線圈 的電阻值 帕薩特B5發(fā)動機噴油器20 電阻值為12 15 達到發(fā)動機工作溫度時電阻值會有所增加 3 噴油器控制電路的檢測噴油器控制電路出現(xiàn)故障后會導致噴油器不噴油或常噴油 應結合具體車型的相關電路圖進行檢測 帕薩特B5發(fā)動機噴油器控制電路檢查方法如下 關閉點火開關 分別取下1 4缸噴油器的導線插頭 將自制的發(fā)光二極管示燈的兩個端子依次插入各缸噴油器的導線插頭中 起動發(fā)動機后發(fā)光二極管應閃爍 其閃爍的頻率隨轉速的上升而加快 發(fā)光二極管常亮或不亮時應檢修相應噴油器控制電路 43 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 4 噴油器噴油質量的檢查和恢復噴油器噴油口被積炭堵塞后 由于噴油量減少 噴射形狀變差 霧化質量變差等原因導致混合氣變稀 當積炭或膠質造成噴油器針閥關閉不嚴時由于噴油口滴漏而導致混合氣變濃 這都會導致發(fā)動機怠速運轉不穩(wěn)定 加速性能下降 起動性能下降 功率不足 排放性能變差等故障 因此必須定期對其進行檢查和清洗 恢復噴油器的噴油質量 噴油器噴油質量的檢查主要包括噴油量 霧化質量和針閥密封性檢查 噴油器在正常工作壓力下15s常開噴油量一般為45 75mL 各缸噴油量誤差不得超過平均噴油量的5 噴油器關閉后在正常工作壓力下lmin內噴油器不得滴漏2滴以上油滴 帕薩特B5發(fā)動機規(guī)定30s常開噴油量85 105mL 每分鐘滴漏不超過2滴 二孔以上噴油器噴霧形狀為角度較大的白色錐體 而單孔噴油器的錐角則較小 若噴霧形狀是一根或幾根白色油線 說明噴油器臟堵 需清洗或更換 噴油器的維護主要是清洗噴油器 對于堵塞嚴重的噴油器可采用拆卸清洗法 對于堵塞不嚴重的噴油器可采用就車清洗法 44 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 奧迪APS發(fā)動機燃油系統(tǒng)的檢查一 噴油器的檢查 一 噴油器的電氣檢測如下圖所示 拔下被檢噴油器插頭 用V A G1526測量噴油器端子間電阻 其電阻應在13 5 15 5 發(fā)動機達到工作溫度后 電阻應升高4 6 如果未達到規(guī)定值 更換噴油器 如果達到規(guī)定值 檢查噴油器的供電 45 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 檢查噴油器電阻 46 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 二 噴油器的供電檢查檢查噴油器供電時應保證燃油泵繼電器正常和噴油器保險絲正常 如下圖所示 拔下被檢噴油器插頭 將二極管電筆V A G1527接到插頭端子1和發(fā)動機搭鐵之間 起動起動機幾秒鐘 允許發(fā)動機起動 二極管電筆應亮 如二極管電筆不亮 檢查從端子1到噴油器保險絲的導線是否斷路 如需要 排除斷路 如果二極管電筆亮 檢查噴油器的功能 47 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 噴油器插頭 48 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 三 噴油器功能的檢查拔下被檢噴油器插頭 將二極管電筆V A G1527接到插頭端子2和蓄電池正極之間 起動起動機幾秒鐘 允許發(fā)動機起動 二極管電筆應閃亮 如果二極管電筆不閃亮 將檢測盒V A G1598 31接到發(fā)動機控制單元線束上 不接發(fā)動機控制單元 檢測端子2與噴油器和發(fā)動機控制單元間導線是否斷路或對正極短路 如有必要 排除導線斷路或短路故障 如果導線正常 更換發(fā)動機控制單元 四 噴油量 密封性和噴油型式的檢查檢查噴油器噴油量 密封性時 應確保燃油壓力正常 檢查步驟和方法如下 1 拆下空氣流量計與消音器間的進氣軟管 拔下噴油器插頭 2 如下圖所示 從進氣歧管上擰下燃油分配管的螺栓 從燃油壓力調節(jié)器上拔下真空軟管 從進氣歧管上抬起帶噴油器的燃油分配管并支住 49 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 燃油分配管固定螺栓 50 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 3 將檢測盒V A G1598 31接到發(fā)動機控制單元線束上 不接發(fā)動機控制單元 用V A G1598的輔助接線連接檢測盒上的端子1和65 這一步是將搭鐵接到燃油泵繼電器線圈的一側 此時燃油泵開始運轉 4 目視檢查噴油器的密封性 燃油泵運轉時 每個噴油器每分鐘漏油只可1 2滴 如果漏油量大 關閉燃油泵 即拔下檢測盒上的跨接線 更換損壞的噴油器 注意同時更換油封 5 如下圖所示 將被檢查噴油器放入V A G1602的量杯中 51 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 將噴油器放入量杯中 52 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 6 如下圖所示 用V A G1594中的檢測線和鱷魚夾將噴油器的一個端子與發(fā)動機搭鐵相連 用遙控器V A G1348 3A 接線V A G1348 3 2和輔助接線將噴油器另一端子接正極 檢查噴油器噴油量 53 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 7 打開點火開關 燃油泵應運轉 8 操縱遙控器V A G1348 3A約30秒鐘 缸體一側的三個噴油器都觸發(fā)后 將三個量杯放到一水平面上 每個噴油器噴油量應為90 125ml 如果一個或幾個噴油器的測量值超差 關閉燃油泵 關閉點火開關 更換損壞的噴油器 9 檢查缸體另一側面三個噴油器的噴油量 如果所有噴油器的測量值都超差 則檢查燃油壓力 10 檢查噴油量時 也要檢查噴油形狀 每個噴油器噴油形狀應相同 54 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 11 帶噴油器的燃油分配管的安裝要注意下述內容 更換拆開的連接處的O型環(huán) 更換噴油器的前密封圈時 不可拆下噴油器頭部的塑料蓋 O型環(huán)要從塑料蓋上取下 用干凈的發(fā)動機機油浸潤O型環(huán)后再安裝 噴油器應垂直向下推到臺肩處 用卡夾固定 將已裝好噴油器的燃油分配管裝到進氣歧管上并均勻壓入 燃油分配管與進氣歧管的螺栓擰緊力矩為10N m 55 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 二 燃油壓力調節(jié)器的常見故障1 真空管漏氣燃油壓力調節(jié)器真空管漏氣會導致油壓偏高 在相同時間內噴入發(fā)動機內的氣油量額外增多了 使得混合氣過濃 發(fā)動機油耗高 尾氣冒黑煙 2 膜片預緊彈簧疲勞膜片預緊彈簧疲勞變軟導致油壓偏低 使得混合氣偏稀 發(fā)動機動力不足 加速無力3 膜片破裂燃油壓力調節(jié)器內部膜片老化破裂后 汽油會從裂紋處通過真空管進人歧管 導致混合氣極濃而熄火 甚至淹缸 56 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 燃油壓力調節(jié)器結構 57 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 三 燃油壓力調節(jié)器和保持壓力的檢查檢查燃油壓力調節(jié)器和保持壓力之前要確保燃油泵繼電器 燃油泵和燃油濾清器正常 并且蓄電池電壓不得低于11V 燃油壓力調節(jié)器是按節(jié)氣門單元處進氣歧管壓力來調節(jié)的 在任何轉速和負荷范圍 所有噴油器上的壓力都相同 一 燃油系統(tǒng)壓力的檢查1 如下圖所示 用1318 7 1318 8和1318 15將V A G1318接上 58 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 連接專用工具 59 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 拔下從燃油壓力調節(jié)器到進氣歧管的真空管并封住 在檢測燃油壓力調節(jié)器真空接頭處的壓力時 如有燃油 則更換壓力調節(jié)器 3 起動發(fā)動機 使之怠速運轉 4 測量燃油壓力 燃油壓力值應在規(guī)定值3 8 102 4 2 102kPa之間 如果未達到規(guī)定值 換一個壓力調節(jié)器試一下 如果仍未達到規(guī)定值 檢查汽油泵和供油管是否損壞 如擠壓處 如有必要 更換汽油泵和供油管 如果超過規(guī)定值 檢查回油管是否損壞 如有必要 更換回油管 特別提醒 下述檢查步驟中 不應使發(fā)動機在拔下真空管后長時間怠速運轉 因為燃油壓力升高后會導致混合氣變濃 有時可能超過 調節(jié)的極限 造成故障存儲器存儲了一個故障代碼 60 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 5 起動發(fā)動機 使之怠速運轉 關閉所有用電設備 空調等 6 插上調節(jié)器上真空軟管后 觀察燃油壓力下降情況 插上真空軟管后 燃油壓力應下降約50kPa 如果壓力無變化 檢查真空軟管是否破裂和損壞 檢查進氣歧管上真空軟管是否暢通 可拔下壓力調節(jié)器上軟管 向里吹氣進行檢查 如無泄漏 真空軟管也暢通 更換壓力調節(jié)器 2 燃油系統(tǒng)保持壓力的檢查關閉發(fā)動機10分鐘后燃油系統(tǒng)保持壓力 在冷機時最小不得低于2 2 102kPa 在熱機時最小不得低于3 0 102kPa 發(fā)動機在熱態(tài)時的燃油壓力比冷態(tài)時的高 這是由于燃油膨脹造成的 屬于正常現(xiàn)象 燃油系統(tǒng)保持壓力的檢查步驟如下 61 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 1 起動發(fā)動機使之怠速運轉 2 建立起油壓后 關閉點火開關 同時關閉V A G1318上的開關閥 閥桿與油流成90 如果壓力沒有下降 可能是因為壓力表與供油管間螺紋連接處泄漏 油箱上供油管泄漏或燃油泵上單向閥泄漏 如果壓力又下降 可能是因為燃油壓力調節(jié)器損壞 噴油器泄漏或開關閥后面的壓力表螺紋連接泄漏 3 拆下壓力表前關閉開關閥 松開V A G1318 15處的螺紋連接 打開開關閥 將多余的燃油排到一容器內 62 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 四 燃油泵繼電器及功能的檢查如下圖所示 燃油泵繼電器位于腳坑左側中央電器盒4號繼電器位置 燃油泵繼電器位置 63 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 一 燃油泵繼電器J17的檢查1 拆下左側腳坑前部的雜物箱 2 從保險絲支架上拔下燃油泵保險絲 將二極管電筆V A G1527接到搭鐵和燃油泵保險絲的兩端子中的一個之間 保險絲 64 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 3 短時起動起動機 燃油泵繼電器應吸合 可感覺到或聽到 二極管電筆應亮 如果燃油泵繼電器未吸合 檢查燃油泵繼電器功能 如果燃油泵繼電器吸合 但二極管電筆不亮 對另一端子重復上述檢測 4 如二極管電筆仍不亮 檢查4號繼電器位置端子23和燃油泵保險絲之間導線是否斷路 如果需要 排除斷路 5 如果供電 燃油泵繼電器的控制和導線均正常 更換燃油泵繼電器 65 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 二 燃油泵繼電器供電和功能的檢查可通過執(zhí)行元件診斷來檢查燃油泵繼電器的供電和功能 其檢查步驟如下 1 連接故障閱讀儀V A S5051或V A G1551 選擇 01發(fā)動機電控單元 進行上述操作后 打開點火開關 2 開始執(zhí)行元件的診斷 燃油泵繼電器應吸合 燃油泵應運轉 如果燃油泵繼電器未吸合 檢查燃油泵繼電器功能 如果燃油泵不運轉 檢查燃油泵和相應部件的功能 3 關閉點火開關 將檢測盒V A G1598 31接到發(fā)動機控制單元線束上 不接發(fā)動機控制單元 用V A G1594輔助接線連接檢測盒上觸點65和2 打開點火開關 燃油泵繼電器應吸合 如果燃油泵繼電器此時吸合 但在執(zhí)行元件診斷時不吸合 則更換控制單元 4 如果此時燃油泵繼電器不吸合 從中央電器盒4號位置拔下燃油泵繼電器J17 66 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 5 將萬用表V A G1526依次接到繼電器插口端子19 常正極 蓄電池30號接線柱 與搭鐵之間 以及繼電器插口端子17 常正極 蓄電池30號接線柱 與搭鐵之間的電壓 其電壓值均應約為蓄電池電壓 如果未達規(guī)定值 排除導線斷路 6 將二極管電筆V A G1527接到繼電器插口端子16 來自發(fā)動機控制單元的接地控制 和正極之間 7 短時起動起動機 在起動起動機過程中 二極管電筆應一直亮著 8 如果燃油泵繼電器的功能 導線及供電均正常但燃油泵繼電器不吸合 更換燃油泵繼電器 9 如果二極管電筆不亮 將檢測盒V A G1598 31接到發(fā)動機控制單元線束上 不接發(fā)動機控制單元 將萬用表接到繼電器插口端子16和檢測盒端子65之間 檢測導線是否斷路 如需要 排除斷路故障 如果無斷路處且二極管電筆不亮 更換發(fā)動機控制單元 10 將燃油泵保險絲裝回原處 67 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 六 電子控制系統(tǒng)主要部件 一 電磁式曲軸位置傳感器的檢修1 電磁式曲軸位置傳感器電阻的檢查 用萬用表的電阻擋測量傳感器上各端子間的電阻 2 電磁式曲軸位置傳感器輸出信號的檢查 拔下電磁式曲軸位置傳感器的導線連接器 當發(fā)動機轉動時用示波器檢查曲軸位置傳感器應有脈沖信號輸出 3 電磁式曲軸位置傳感器的線圈與信號轉子的間隙檢查 用塞尺測量信號轉子與傳感器線圈凸出部分的空氣隙 若間隙不符合要求則須更換分電器殼體總成 68 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 二 帕薩特B5霍爾式凸輪軸位置傳感器的主要故障及現(xiàn)象 三 帕薩特B5凸輪軸位置傳感器的檢測帕薩特B5凸輪軸位置傳感器的檢測如圖所示 帕薩特B5凸輪軸位置傳感器線路圖帕薩特B5凸輪軸位置傳感器插頭 69 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 四 光電式曲軸位置傳感器的檢修1 拔下傳感器插頭 打開點火開關 檢查插頭上電源端子與搭鐵端子之間的電壓 應為5V或12V 視車型而定 若無電壓 則應檢查傳感器至ECU之間的線路及ECU上相應端子的電壓 2 插回傳感器插頭 起動發(fā)動機 轉速保持在2500r min左右 測量傳感器輸出端子的電壓 應為2 3V 否則為傳感器損壞 3 用示波器檢測其信號波形 70 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 五 曲軸位置傳感器主要故障及現(xiàn)象 六 帕薩特B5發(fā)動機曲軸轉速傳感器的檢測帕薩特B5發(fā)動機曲軸轉速傳感器的檢測控制線路見圖所示 曲軸轉速傳感器控制線路曲軸轉速傳感器插頭 71 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 七 進氣溫度傳感器G42和冷卻液溫度傳感器G62的檢查 八 進氣系統(tǒng)密封性的檢查進氣系統(tǒng)密封性用發(fā)動機泄漏噴劑G001800A1來檢查 由于進氣系統(tǒng)的真空作用 噴劑連同空氣一同被吸入 噴劑降低了混合氣的可燃性 這會導致發(fā)動機轉速降低 廢氣中CO含量迅速升高 操作必須遵守噴劑罐上的安全說明 72 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 九 傳感器加熱器的檢查左側 傳感器G39和 傳感器加熱器Z19插頭為4孔黑色 右側 傳感器G108和 傳感器加熱器Z28插頭為4孔黑色 檢查 傳感器加熱器應確保冷卻液溫度不低于80 并且 傳感器加熱器保險絲正常 1 拔下 傳感器4孔插頭 2 用V A G1594輔助接線將萬用表 電阻擋 接到 傳感器插頭端子1和2之間 測量其電阻值 其電阻值在室溫時應為2 15 溫度升高時 電阻值應迅速增大 如果未達到規(guī)定值 更換 傳感器 如果達到規(guī)定值 檢查 傳感器加熱器的供電 3 用V A G1594接線將萬用表 電壓檔 接到端子1 正極 和 地 之間 4 起動發(fā)動機 測量電壓值 其電壓值應約為蓄電池電壓 73 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 5 如果無電壓 用V A G1594接線將萬用表 電壓檔 接到端子1 正極 和汽車搭鐵之間 短時起動起動機 其電壓值應約為蓄電池電壓 如果仍無電壓 檢查從 傳感器插頭端子1經(jīng)保險絲到燃油泵繼電器的導線是否斷路或短路 6 如果供電正常 將V A G1594接線將萬用表 電壓檔 接到端子2 來自發(fā)動機控制單元的接地控制 和蓄電池正極之間 起動發(fā)動機 其電壓值應約為蓄電池電壓且有波動 關閉點火開關 特別提醒 在有些工況 發(fā)動機控制單元使 傳感器加熱器的搭鐵以 節(jié)拍 工作 也就是說在這些工況 搭鐵一直處在打開再關閉這個循環(huán)中 因此檢測儀上顯示的電壓一直在擺動 7 如果無電壓顯示 將檢測盒V A G1598 31接到發(fā)動機控制單元線束上 不接發(fā)動機控制單元 檢查 傳感器插頭端子2到發(fā)動機控制單元的導線是否斷路 如果導線連接正常 但 傳感器加熱器未接地 則更換發(fā)動機控制單元 74 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 8 傳感器的拆裝 1 傳感器的拆卸拔下缸體左或右的 傳感器插頭 打開線束扎帶 擰開 傳感器 2 傳感器的安裝 傳感器的安裝按與拆卸相反順序進行 但要注意以下問題 傳感器的擰緊力矩為50N m 傳感器螺紋部位要涂安裝膠G052112A3 膠不可涂到傳感器開口處 線束扎帶在安裝時必須恢復原位 以免傳感器導線與排氣管接觸 75 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 汽油機缸內直噴技術介紹 20世紀90年代以來 日益嚴峻的能源和環(huán)境問題使得人們在追求車用汽油機良好動力性的同時 對汽油機的燃油經(jīng)濟性和排放提出了越來越高的要求 為此 近年來世界各大汽車公司和科研機構相繼開發(fā)了許多發(fā)動機新技術 其中缸內直接噴射技術已成為車用汽油機一個十分重要的發(fā)展方向 隨著電子控制技術的進步 各國都加大了對汽油機缸內直接噴射技術的研究 1 缸內直接噴射汽油機的特點及存在的問題缸內直接噴射汽油機與一般汽油機的主要區(qū)別在于汽油噴射的位置 它將噴油器安裝在燃燒室內 汽油直接噴人燃燒室 空氣則通過進氣門進人燃燒室與汽油混合成混合氣被點燃作功 這種形式與直噴式柴油機相似 因此有人認為缸內噴射式汽油機是將柴油機的形式移植到汽油機上的一種創(chuàng)舉 76 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 缸內直噴的關鍵在于產生與傳統(tǒng)發(fā)動機不同的缸內氣流運動狀態(tài) 通過相關先進技術使噴人汽缸的汽油與空氣形成一種多層次的旋轉渦流 因此缸內直噴采用了立式進氣道 彎曲頂面活塞 高壓旋轉噴射器等技術 下圖為三菱公司開發(fā)的直噴式發(fā)動機結構圖 采用很有特色的立式進氣道 通過來自上方的強大下降氣流 形成與以往發(fā)動機相反的缸內空氣流動 縱向流動即滾流 彎曲頂面活塞利用活塞頂?shù)耐蛊鹦螤?增強了滾流強度 再通過高壓旋轉噴射器噴射出霧狀汽油 在壓縮行程后期的點火前夕 被氣體的縱渦流融合成球狀霧化體 形成一種以火花塞為中心 由濃到稀的層狀混合氣狀態(tài) 這樣 從總體上看 雖然混合比達到40 1 但聚集在火花塞周圍的混合氣卻很濃 很容易點火燃燒 77 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 三菱公司開發(fā)的直噴式發(fā)動機 78 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 這種汽油機現(xiàn)存的問題首先是排放方面的何題 主要體現(xiàn)在下列幾個方面 1 中小負荷工況未然碳氫的排放較多其可能的原因是燃油噴霧碰到活塞頂和缸壁的機會較多 采用分層混合氣時引起火焰由濃區(qū)向稀區(qū)的熄滅 或缸內溫度偏低 不利于未燃碳氫后燃等 2 NOx排放較多因為分層燃燒時將不可避免地在火花塞附近出現(xiàn)混合氣局部過濃或濃混合氣區(qū)域過大的狀況 這些區(qū)域恰恰是高溫區(qū)域 使NOx生成增加 較高的壓縮比和放熱率也將導致大負荷工況NOx增多 另外 稀燃時由于排氣中始終處于氧化氛圍 使NOx的還原比較困難 3 微粒排放較高直噴式汽油機的微粒排放在小負荷 過渡工況和冷起動的情況下比傳統(tǒng)的進氣道噴射汽油機有較多的增加 但仍比柴油機要低一個到幾個數(shù)量級 其形成的主要原因可能是局部區(qū)域混合氣過濃或有類似于柴油機的液態(tài)油滴擴散燃燒 并且缸內溫度低也造成了微粒氧化不完全 79 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 2 缸內直接噴射式汽油機的排放對策由于缸內直接噴射式汽油機大負荷時NOx和微粒排放高 在起動和小負荷運行時HC和CO排放也較高 因此日本三菱公司研制成功的三菱二階段混合和二階段燃燒成功地解決了這一問題 這也是充分發(fā)揮電控裝置功能的一個例子 如圖所示 在進氣沖程開始時第一次噴油 在缸內生成很稀的均質混合氣 第二次噴射在壓縮上止點前 在汽缸滾流和活塞頂形狀的作用下產生分層混合氣 然后點火燃燒 這種混合氣生成法的好處是 1 抑制敲缸的發(fā)生 原因是第一次噴射均質混合氣很稀不可能產生敲缸 第二次噴射燃油在缸內停留的時間短 來不及完成著火前的低溫氧化反應 2 促進炭煙燒盡 分層燃燒產生炭煙 但第一次噴射的稀混合氣中產生的過氧化物將有助于燃燒 此時的高溫炭煙將成為穩(wěn)定的點火源 將自己燃盡 至于NOx排放仍依靠稀NOx催化系統(tǒng) 且要經(jīng)常應用短期濃混合氣 來還原被捕捉的NOx 80 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 所示為二階段混合示意圖 81 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 圖所示為二階段燃燒的示意圖 其目的是改善冷起動和小負荷運行時的HC和CO排放 CO的氧化溫度比HC的低 因此輔助噴射燃燒首先使催化劑加熱 然后CO燃燒產生較高溫度 再使HC燃燒 但是二階段燃燒會導致燃油消耗率增加 所以應盡量減少二階段燃燒方式的應用 二階段燃燒示意圖 82 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 3 二沖程缸內直噴稀燃發(fā)動機二沖程汽油機有其固有的優(yōu)點 如低速轉矩特性好 升功率高 結構簡單 便于實現(xiàn)發(fā)動機的小型輕量化 且維修方便 但由于在一個行程內 向下行程 要完成排氣過程和掃氣過程 對于化油器式二沖程發(fā)動機 會出現(xiàn)換氣過程的短路損失 導致油耗升高 排氣污染物尤其是HC的排放相對嚴重 目前在汽車上很少應用 近年來 隨著發(fā)動機在混合氣形成和燃燒方面的研究進展以及電子控制技術的快速發(fā)展 二沖程汽油機再次成為研究熱點 開發(fā)了很多新技術 其中缸內直接噴射技術可以實現(xiàn)空氣掃氣 從根本上解決了傳統(tǒng)掃氣方式新鮮混合充量的逃逸問題 大大改善了燃油經(jīng)濟性和排放 使其能夠適應當今降低排放和節(jié)約能源的社會要求 83 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 澳大利亞的ORBITAL 奧必托 公司開發(fā)成功了用壓縮空氣輔助噴射的噴油器的缸內直噴式二沖程發(fā)動機 經(jīng)曲軸箱掃氣進入汽缸的是空氣 汽油在噴油器中與少量空氣混合后 以0 62MPa的壓力噴人汽缸 噴霧粒度平均達到5 m 通過噴霧特性 燃燒室形狀 氣流運動的優(yōu)化配合 可在空燃比為20 50的寬廣范圍內穩(wěn)定運轉 圖1 78是排量為0 8L的二沖程三缸汽油機在1500r min時的排放特性 由圖中可以看出CO排放只有美國超低排放法規(guī)限值 ULEV 的1 l0 HC和NOx排放也明顯低于超低排放法規(guī) 84 項目一汽油機電控燃油噴射系統(tǒng)的檢修 奧必托三缸二沖程汽油機排放特性 85 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 一 認識怠速控制系統(tǒng)所謂怠速 通常是指發(fā)動機在無負荷 對外無動力輸出 情況下的最低穩(wěn)定轉速 發(fā)動機怠速運轉要有滿意的燃油經(jīng)濟性 良好的驅動舒適性和排放性能 為使怠速省油 傳統(tǒng)上把怠速轉速調的盡可能低 但考慮到減少有害物的排放 怠速轉速又不能過低 另外 還應考慮所有怠速使用條件 如冷車運轉與電器負荷 空調裝置 動力轉向伺服機構的接人等情況 它們都會引起怠速轉速的變化 使發(fā)動機運轉不穩(wěn)定甚至出現(xiàn)熄火現(xiàn)象 因此 車用發(fā)動機對怠速控制系統(tǒng)提出了很高的要求 一 怠速控制系統(tǒng)組成怠速控制 ISC 的作用是自動維持發(fā)動機怠速穩(wěn)定運轉 怠速控制系統(tǒng)由怠速控制閥 發(fā)動機ECU 傳感器及開關等組成 進氣流量的方法來實現(xiàn)的 86 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 怠速控制系統(tǒng) 二 怠速控制系統(tǒng)主要功能發(fā)動機ECU根據(jù)從各傳感器輸人的信號確定怠速目標轉速 然后與發(fā)動機的實際轉速進行比較 通過控制怠速控制閥 ISCV 的開度來改變旁通管路的空氣吸人量 將發(fā)動機怠速控制在最佳狀態(tài) 其主要功能如下 87 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 1 發(fā)動機起動 起動時旁通管路被打開 來改善發(fā)動機的起動性能 2 發(fā)動機預熱 如果發(fā)動機冷卻液的溫度較低 將提高發(fā)動機怠速的轉速 以便發(fā)動機能平穩(wěn)運轉 快怠速 在發(fā)動機冷卻液溫度升高后 則怠速轉速會降低 3 反饋控制 當使用空調 打開前照燈時 或將變速桿從N擋換至D擋或從D擋換至N擋等情況下 發(fā)動機負荷增加或變化 則怠速轉速也相應進行改變 二 怠速控制的目標怠速通常是指節(jié)氣門關閉 加速踏板完全松開 且發(fā)動機對外無功率輸出并能保持最低轉速的穩(wěn)定運轉工況 88 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 怠速轉速過高 會增加燃油消耗量 汽車在交通密度大的道路上運行時 約有30 的燃油消耗在怠速階段 因此怠速轉速應盡可能降低 而怠速轉速過低 又將會引起發(fā)動機運轉不穩(wěn)和有害排放物增多 發(fā)動機怠速時的負荷主要包括 曲柄連桿機構和配氣機構的內部摩擦 輔助驅動裝置 例如水泵 電機 等 因此 溫度的變化 發(fā)動機的使用壽命 影響著摩擦損失 以及使用條件 包括電器負荷 空調裝置 自動變速器以及動力轉向伺服機構的接人情況 等都會引起怠速轉速的變化 使發(fā)動機運轉不穩(wěn)甚至導致發(fā)動機熄火現(xiàn)象 怠速控制的目的就是 實現(xiàn)發(fā)動機起動后的快速暖機 在發(fā)動機整個使用壽命期間的各種怠速工況下 都能在目標轉速下穩(wěn)定運轉 以實現(xiàn)良好的經(jīng)濟性 排放性能和運轉性能 89 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 三 怠速空氣提供方式 發(fā)動機怠速控制類型 90 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 1 節(jié)氣門旁通型怠速時節(jié)氣門關閉 從ISCV 怠速控制閥 的旁通通道提供發(fā)動機怠速運轉期間所需的空氣量 2 節(jié)氣門控制進氣量型利用節(jié)氣門控制發(fā)動機吸人的空氣量 取代了旁通氣道和怠速控制閥 能夠更精確地控制進氣量 簡化了怠速控制結構 91 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 四 怠速信號的產生與識別怠速控制的功用 一是實現(xiàn)發(fā)動機啟動后的快速暖機過程 二是自動維持發(fā)動機怠速在目標轉速下穩(wěn)定運轉 怠速是指發(fā)動機在無負荷 對外無功率輸出 情況下的穩(wěn)定運轉狀態(tài) 怠速轉速過高 會增加燃油消耗量 汽車在交通密度大的道路上行駛時 約有30 的燃油消耗在怠速階段 因此怠速轉速應盡可能降低 但考慮減少有害物的排放 怠速轉速又不能過低 另外 怠速控制還應考慮所有怠速使用條件 如冷車運轉與電器負荷 空調裝置 自動變速器 動力轉向伺服機構的接入等情況 它們都會引起怠速轉速變化 使發(fā)動機運轉不穩(wěn)甚至引起熄火現(xiàn)象 92 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 五 怠速控制原理 一 節(jié)氣門直動控制裝置節(jié)氣門直動控制式直接通過對節(jié)氣門最小開度的控制來控制怠速 一般運用在單點噴射系統(tǒng)中 不過在大眾車系和部分豐田車型多點噴射系統(tǒng)中也有運用 節(jié)氣門控制組件J338的結構 節(jié)氣門控制組件J338與發(fā)動機控制模塊J220的連接電路 93 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 節(jié)氣門直動控制式直接通過對節(jié)氣門最小開度的控制來控制怠速 一般運用在單點噴射系統(tǒng)中 不過在大眾車系和部分豐田車型多點噴射系統(tǒng)中也有運用 桑塔納2000GSi轎車采用的便是是節(jié)氣門直動式怠速控制執(zhí)行機構 由節(jié)氣門組件J338對怠速進行綜合控制 節(jié)氣門控制組件J338由怠速開關F60 怠速控制電動機V60 怠速節(jié)氣門電位計 節(jié)氣門怠速位置傳感器 G88和節(jié)氣門電位計 節(jié)氣門位置傳感器 G69等組成 如圖2 3所示 節(jié)氣門電位計G69和怠速節(jié)氣門電位計G88為線性電位計 怠速開關為觸點開關 94 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 1 節(jié)氣門電位計G69節(jié)氣門電 位計G69安裝在節(jié)氣門軸上 與駕駛員操縱的加速踏板聯(lián)動 它將節(jié)氣門的開度轉換為電信號輸送給控制單元 作為控制單元判斷發(fā)動機運轉工況的依據(jù) 在配裝自動變速器的汽車上 控制單元還要利用該信號來控制自動變速器 如果控制單元沒有接到節(jié)氣門電位計的信號 則會記錄故障 并根據(jù)曲軸轉速和空氣流量計算出一個代替值 2 怠速節(jié)氣門電位計G88怠速節(jié)氣門電位計G88與怠速控制電動機連接在一起 它將怠速控制電動機的位置信號輸送給控制單元 作為控制節(jié)氣門怠速位置的依據(jù) 當?shù)∷俟?jié)氣門電位計到達測量范圍極限時 電位計G88不再移動 節(jié)氣門仍可繼續(xù)開啟 當?shù)∷俟?jié)氣門電位計的信號中斷時 節(jié)氣門控制組件將進入應急工況 利用應急彈簧將節(jié)氣門拉到固定位置 使怠速轉速升高 95 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 3 怠速開關F60怠速開關F60與節(jié)氣門電位計G69一起安裝在節(jié)氣門軸上 它向控制單元提供怠速識別信號 當節(jié)氣門關閉時 怠速開關觸點閉合 控制單元判定發(fā)動機處于怠速工況 從而進入怠速控制 當節(jié)氣門打開時 怠速開關觸點斷開 控制單元根據(jù)這一信號控制從怠速到小負荷的過渡 怠速開關信號和車速信號還可以作為進行減速斷油控制的依據(jù) 當?shù)∷倏刂菩盘栔袛鄷r 控制單元將對節(jié)氣門電位計G69的信號與怠速節(jié)氣門電位計G88的信號進行比較 根據(jù)兩個電位計的相互位置判斷出節(jié)氣門的位置 96 項目二汽油機怠速控制系統(tǒng)的檢修 4 怠速控制電動機V60怠速控制電動機V60通過齒輪減速機構來操縱節(jié)氣門 使其在怠速調節(jié)范圍內開大或關小 怠速工況下 控制單元根據(jù)怠速節(jié)氣門電位計G88的信號 確定節(jié)氣門的怠速的位置 再控制怠速控制電動機V60 微量調節(jié)節(jié)氣門開度 以調節(jié)發(fā)動機的怠速轉速 當發(fā)動機的實際轉速低于目標轉速時 控制單元使電動機正轉 通過齒輪傳動機構將節(jié)氣門開大一個微小角度 增加