车辆维修工程-第六章 汽车发动机的维修

第六章 汽车发动机的维修一、发动机电控系统概述随着汽车工业的快速发展，能源和大气污染的危机日趋严重， 而传统发动机的控制系统已不能适应人们对环境和能源问题的 要求。因此，现代汽车发动机已普遍采用计算机电子控制系统。 由于计算机的强大功能和处理信息的实时性，现代汽车汽油机 的电子控制系统已从最初的燃油喷射和点火正时控制扩展到了 发动机的各个方面。目前，发动机电子控制系统已由单独控制系统向集中控制系 统发展。这种控制系统各控制项目能够共用传感器所提供的信 息，能够协调各单项控制功能的关系，能全面、精确地控制发 动机，因而现代轿车已全部使用发动机集中电子控制系统。§61 汽车发动机电控系统的组成与控制原理发动机电控系统组成如图所示传感器是一种转换器，是控制系统中信息的输入部分。它用 来感知发动机外部条件与自身性能变化的信息，并转换为电信 号传送给ECU。电子控制单元（ ECU ）是发动机电控系统的中枢，用来接 受各传感器的信息，并储存、计算、处理信息，形成控制指令 对外输出以控制执行器。执行器受ECU控制，是控制系统的输出部分，它将ECU形 成的控制指令转变为实现控制目标的物理运动，达到输出控制 的目的。电控系统汽油喷射发动机工作原理，如下图所示。桑塔纳轿车电控汽油喷射系统工作原理二、电控汽油喷射发动机的点火控制发动机电子控制系统根据发动机运转工况及影响因素来进行点火控制，使发动机具有最佳的点火提前角和足够的点火能量，从而保证混合气燃烧及时、完全，达到提高发动机动力性、经济性和减少排气污染的目的。点火控制内容包括点火提前角控制和点火能量控制两方面。ECU根据其ROM存储器中的点火提前角与发动机转速、负荷、油耗、排放优化的关系控制和修正点火提前角，使其达到最佳；同时， ECU根据其ROM存储器中的蓄电池电压、发动机转速与通电时间的标准特性，控制点火线圈的通电时间，从而保证足够的点火能量。点火控制系统的组成及原理，如图所示。某车型电控独立点火系统组成及原理 注：当ECU向点火器发出多个点火正时信号（IGt）后，ECU还没有接收到确认信号（IGf），则ECU将会进入失效-安全模式，切断喷油，防止催化转换器过热。电控点火系统工作原理三、燃油喷射系统控制1. 燃油喷射系统控制功能n 喷油量控制：控制喷油器的喷油时间。n 喷油定时控制：控制喷油器喷油时刻。n 减速断油控制：减速工况切断燃油喷射。n 限速断油控制：超速时切断燃油喷射。n 燃油泵控制：控制电动汽油泵工作。第六章 汽车发动机的维修 2. 燃油方式与喷油正时n 单点喷射n 同时喷射n 分组喷射n 顺序喷射四、电控汽油发动机的怠速控制电控汽油发动机的怠速控制是根据有关传感器输信号，由ECU判断怠速状态，确定控制量，再发出信号去驱动怠速执行器调节进气量，同时配合喷油量及点火提前角的控制，改变怠速工况燃油消耗所发出的功率，以稳定或改变怠速转速。1. 节气门直动控制式怠速控制装置控制节气门的开启程度，从而控制怠速时的进气量，实现怠速转速的控制，其原理如图所示。2. 旁通空气控制式怠速控制装置怠速控制阀ISCV属于旁通空气控制式，ECU控制空气旁通阀实现对怠速进气量的控制，以达到控制怠速的目的，其原理如图所示。旁通空气怠速控制装置第六章 汽车发动机的维修 五、电控汽油发动机的排放控制n 活性炭罐式燃油蒸发控制n 废气再循环控制n 三元催化转化控制六、自诊断系统控制n 故障自诊断原理n 传感器故障自诊断n 执行器故障自诊断n ECU故障自诊断活性炭罐式燃油蒸发控制1节气门；2ECU；3清洗电磁阀；4活性炭罐； 5新鲜空气入口；6油气分离阀；7油箱目的：防止油箱中的汽油蒸发到大气中去，以控制HC的总排放 废气再循环(EGR)控制1EGR电磁阀；2节气门位置传感器；3EGR阀；4冷却液温度传感器；5发动机转速与曲轴位置传感器目的：减少排放物NOX。 燃烧温度越高，氮氧化合物NOX产生越多。采用废气再循环，可降低发动机混合气燃烧温度，能有效地抑制NOX的生成。 三元催化转化控制目的：减少CO、HC、NOX的排放量。废气中的CO、HC和NOx三种气体通过排气管三元催化转化器中的催化剂时，增强了三种气体的活性，进行了氧化还原化学反应，使三种有害气体变成无害气体 。但这是有条件的，三元催化反应时，其混合气必须在理论空燃比附近才能有效进行。 故障自诊断原理汽车正常运行时，发动机电子控制单元ECU的输入、输出信号的电压值都有一定的变化范围。当某一信号的电压值超出了这一范围，并且这一现象在一段时间内不会消失，ECU便判断这一部分出现故障。ECU把这一故障以代码的形式存入内部随机存储器（RAM），同时点亮故障警告灯。传感器故障自诊断ECU内存有各个传感器工作正常时输入的电信号范围，当传感器或电路出现异常输入信号或不能识别信号时，自诊断系统就判断该传感器或连接线路出现了故障。例如：冷却液温度传感器的正常输入电压值为0.34.7V（作为判断标准），对应的发动机冷却液温度为-30120。因此，当ECU检测到的电压信号超出标准范围，如果是偶尔一次，ECU的诊断程序不认为是故障，但若不正常信号持续一段时间，则诊断程序即判定冷却液温传感器或其线路存在故障；若没有电压信号输出，则表明是线路断路或传感器损坏故障。ECU将此情况以代码的形式存入随机存储器，并通过报警显示装置告知发生故障。执行器故障自诊断发动机运转时，ECU按照发动机工况不断向各执行器发出各种指令，而故障监控回路随时向ECU反馈其执行情况。若执行器不能正常工作，则ECU能及时得到故障信息，同时进行故障报警提示，并采取相应措施，保证发动机的安全工作。以诊断点火器为例说明。正常情况下，当ECU对点火器进行控制时，点火器每进行一次点火，便由点火器内的点火确认电路将点火执行情况以电信号的形式反馈给ECU。当点火线路或点火器出现故障时，ECU发出点火控制命令后，得不到反馈信号，ECU便认为点火器已经不能正常工作，就会判断为故障。 ECU故障自诊断ECU故障的诊断是通过ECU内部的监视电路来实现的。监视电路中安装有独立于ECU之外的计数器。当ECU正常运行时，由ECU的运行程序对计数器定时进行清零处理，这样，监视计数器的数值是永远不会溢出的。当ECU出现故障时， ECU就不能对这个计数器进行定时清零，致使监视计数器不能复位而造成溢出，于是自诊断系统则根据监视计数器的溢出信号即可判ECU出了故障，并点亮故障指示灯，同时采用应急的后备电路工作。§62 电控汽油喷射发动机电控系统的维修一、发动机电控系统故障检修基础 2故障检修基本原则 2故障检修的一般程序 2故障检修的基本方法 二、发动机电控系统维修的一般操作技术 2电路的一般检查 2燃油系统的一般检查 三、发动机电控系统故障代码的读取与清除 四、发动机电控系统代码故障的检测 五、发动机汽油喷射系统主要部件的检修 2传感器的检修 2执行器的检修 2ECU的检查故障检修基本原则Ø 确诊故障范围，不要盲目拆检；Ø 排除系统表面故障：插头松动、接触不良、断线、搭铁等；Ø 按规定的程序检修故障；Ø 点火开关处于接通位置时，绝不可拆除或连接插接器插头；Ø 检修时，插装应可靠，拆除应小心，检查应仔细；Ø 需要拆卸电源线时，必须读取已储存的全部故障码； Ø 检修燃油系统之前，必须拆下电源搭铁线。故障检修的一般程序故障检修的基本方法1. 目测检查目测检查的目的是为了在进入更为细致的检测和诊断之前，能消除一些般性的故障因素。 Ø检查电控系统周围是否有脏物； Ø检查真空软管是否破裂、老化或挤坏；检查真空软管经过 的途径和接头是否恰当； Ø检查电子控制系统电线束的连接状况； Ø检视每个传感器和执行器，是否有明显的损伤； Ø运转发动机（如可以），并检视进排气歧管及氧传感器处 是否漏气； Ø对检查发现的故障进行必要的排除。故障检修的基本方法2. 基本检查p基本怠速转速的检查p基本点火正时检查p燃油压力检查n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。n检查前准备：检查油箱内燃油量，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。n检查电动燃油泵工作情况n连接专用压力表点火正时的检测n 频闪法检测原理1缸跳火时，接在一缸线上的传感器信号触发正时灯闪光，闪光照射到飞轮或皮带轮上的刻度与零刻度距为点火角。若把闪光推迟到固定标记与零刻度对齐时发生，延时电路中可变电位计电阻的变化量（电流的变化量）表示点火角。延时越大，点火角越大。n 检测方法在发动机水温正常，汽车处于空档，发动机怠速运转时，用频闪正时灯进行检测。连接专用压力表1真空软管 2燃油压力调节器 3回油管 4软管 5压力油管 6燃油泵 7油泵滤网 8燃油滤清器 9管接头 10三通管接头 11油压表接头 n压力检测Ø将溅出的汽油擦净，接好蓄电池负极线。起动发动机并维持怠速。 Ø拆开压力调节器上的真空管，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：多点喷射系统一般为0.250.35MPa，单点喷射系统一般为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。压力检测 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。Ø使发动机熄火，等待10min后，观察油压表压力（燃油系统残余压力）。标准：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：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。3. 模拟诊断法发动机电控系统的很多故障具有潜伏性、间歇性、虚假性和误导性，这给故障诊断带来一的定困难。遇此情况，用模拟方法模拟车辆出现故障时相同或相似的条件和环境进行试验，使其再现故障，能够快速地确诊故障之所在，并排除故障。模拟诊断常用的方法主要有如下几种。 n振动法 n加热法 n加湿法 n电器全接通法 n道路模拟试验法电路的一般检查u确定测点u检查电路断路u检查电路短路燃油系统的一般检查p喷油器的检查n检查喷油束形状喷油束应均匀，并呈锥形：10°40 °n检查喷油器滴漏断电后1min少于1滴为好。n检查喷油器供油量根据说明书要求确定标准供油量，且各缸喷油要求均匀，误差不得超过1520%。n喷油器的清洗采用就车清洗方便高效。燃油系统的一般检查p燃油压力与燃油泵供油量的检查p进气系统的一般检查n 检查空气滤清器是否堵塞n检查进气系统是否漏气n检查摆板式空气流量计摆板转动是否正常n检查节气门体内腔的积垢和结胶情况n节气门初始位置检查与调整n怠速转速调整nCO排放量的检查与调整发动机电控系统故障代码的读取与清除 p仪器法用专用检测仪器通过通讯诊断接口来读取与清除故障代码。 p人工法 n使ECU进入自诊断状态 例本田雅阁轿车进入自诊断状态的方法，是用跨接线或短路 插头（SCS）短接通讯诊断接口插座。 n故障代码的显示 目前轿车多用故障指示灯的闪烁规律来读取故障代码，如本 田雅阁轿车故障指示灯的闪烁规律及故障代码表如下。 n故障代码的清除 清除方法因车型而异，本田雅阁轿车只要拆下熔断器/继电 器盒内的13号备用时钟熔丝（7.5A）10s，即可清除其故障 代码。本田雅阁轿车故障指示灯的闪烁规律本田雅阁轿车故障代码表故障代码故 障 部 位故障代码故 障 部 位0电子控制系统模块11怠速混合气调节器及其电路1氧传感器及其电路12废气再循环阀升程传感器及其电路3进气管绝对压力传感器