項目四(活動1) 汽油機空氣供給系故障診斷.中職課件電子教案

1、項目四項目四 電控汽油發(fā)動機故障的診斷電控汽油發(fā)動機故障的診斷活動1 電控汽油發(fā)動機空氣供給系統(tǒng)故障的診斷 電子控制汽油噴射系統(tǒng)（EFI系統(tǒng)）是利用安裝在發(fā)動機不同部位上的各種傳感器所測得的工作參數(shù)，按電控單元中設(shè)定的控制程序，通過對汽油噴射時間的控制來調(diào)節(jié)噴油量，從而改變混合氣濃度，使發(fā)動機在各種工況下都能獲得與所處工況相匹配的最佳空燃比。31、電控汽油噴射系統(tǒng)（EFI）簡介 汽車上的EFI系統(tǒng)有D型、L型和M型三種型式。 電控汽油噴射系統(tǒng)盡管形式多樣，但它們都具有相同的控制原則： 以電控單元（ECU）為控制核心，以空氣流量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速為控制基礎(chǔ)，以噴油器為控制對象，保證發(fā)動機在各種工況下獲

2、得最佳的混合氣濃度，以滿足發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和排放要求。相同的控制原則決定了各類電控汽油噴射系統(tǒng)具有相同的組成和類似結(jié)構(gòu)。4 L型汽油噴射系統(tǒng)是由空氣流量計直接測量進入進氣支管的空氣量，并將該物理量轉(zhuǎn)變成電信號輸送到電控單元，由ECU計算出與該空氣量相適應(yīng)的噴油量，以控制混合氣空燃比在最佳值,它屬于直接式噴射系統(tǒng)。 L 型汽油噴射系統(tǒng)5 D型汽油噴射系統(tǒng)即為進氣支管壓力計量式電控汽油噴射系統(tǒng)。它是將進氣支管絕對壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速輸送到電控單元，由ECU根據(jù)該信號計算出進氣量，再產(chǎn)生與之相對應(yīng)的噴油脈沖，控制噴油器噴射適量的燃油。由于它是間接獲得進氣量信息，屬于間接式噴射系統(tǒng)。 D 型汽油噴射系

3、統(tǒng)6 M型汽油噴射系統(tǒng)是在單一汽油噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合電子控制點火系統(tǒng)而形成的發(fā)動機集中管理系統(tǒng)。其ECU可同時對汽油噴射系統(tǒng)和點火系統(tǒng)進行控制。該系統(tǒng)進一步改善了起動性、加速性、動力性和經(jīng)濟性，并減少了有害物的排放量。 M 型汽油噴射系統(tǒng)7 電控汽油噴射系統(tǒng)盡管形式多樣，但它們都具有相同的控制原則：即以電控單元（ECU）為控制核心，以空氣流量和發(fā)動機轉(zhuǎn)速為控制基礎(chǔ)，以噴油器為控制對象，保證發(fā)動機在各種工況下獲得最佳的混合氣濃度，以滿足發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和排放要求。 相同的控制原則決定了各類電控汽油噴射系統(tǒng)具有相同的組成和類似結(jié)構(gòu)。8 電控汽油噴射系統(tǒng)都由空氣供給系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和控制系

4、統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成 。9 2、空氣供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和工作原理 空氣供給系統(tǒng)的作用：向汽油機提供與發(fā)動機負荷相適應(yīng)的、清潔的空氣，同時對流入發(fā)動機氣缸的空氣質(zhì)量進行直接或間接計量，使它們在系統(tǒng)中與噴油器噴出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合氣。10 空氣供給系統(tǒng)的組成：除了空氣濾清器、進氣總管和進氣支管外，還有電控汽油噴射系統(tǒng)特有的空氣計量裝置、節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器等。 11 1)空氣計量裝置 空氣計量裝置的作用是對進入氣缸的空氣質(zhì)量進行直接或間接地計量，并把空氣流量的信息輸送到ECU。 在電控汽油噴射發(fā)動機中使用的空氣流量計主要有：翼片式空氣流量計、卡門渦旋式空氣流量計、熱線式空氣流量計和

5、熱膜式空氣流量計，其中熱線式空氣流量計和熱膜式空氣流量計應(yīng)用最為廣泛。12（1）熱模式空氣流量計 熱模式空氣流量計的熱電阻放在進氣通道中，其溫度下降的程度與進氣流量、空氣溫度、空氣密度有關(guān)。即當(dāng)熱電阻溫度下降時，電阻值變小，補充流過熱電阻的電流隨之增大，直至熱電阻恢復(fù)原來的溫度和 電阻值為止。這一電流的大 小轉(zhuǎn)換成電壓的變化輸入電 腦，以反映進氣量的大小。 熱線式空氣流量計的結(jié) 構(gòu)與原理基本相同，不同之 處是采用線式熱電阻。 熱膜式空氣流量計1-控制板線路；2-熱膜；3-溫度傳感器；4-金屬網(wǎng)13（2）進氣支管絕對壓力傳感器 進氣支管絕對壓力傳感器是一種間接檢測空氣流量的傳感器，其作用與空氣流

6、量計相同，用于D型汽油噴射系統(tǒng)中。ECU根據(jù)進氣支管絕對壓力與進入發(fā)動機氣缸的空氣流量的對應(yīng)關(guān)系計算進氣量。 常用的半導(dǎo)體壓敏電阻式 進氣支管絕對壓力傳感器主要 有硅片，IC電路和絕對真空室 組成。 進氣支管絕對壓力傳感器1-過濾器；2-混合集成電路；3-壓力轉(zhuǎn)換元件；4-濾清器142）節(jié)氣門位置傳感器 節(jié)氣門位置傳感器用來檢測節(jié)氣門開度。它安裝在節(jié)氣門體上，通過節(jié)氣門軸與節(jié)氣門聯(lián)動。節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電信號輸送到ECU，ECU根據(jù)節(jié)氣門不同的開度決定控制方式和對噴油時間進行修正。電控汽油噴射系統(tǒng)中使用的節(jié)氣門位置傳感器有線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器和開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器

7、等。 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器表示節(jié)氣門開度的輸出電壓與節(jié)氣門開度是成線性關(guān)系。 15 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器原理： 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的一個觸點在電阻體上滑動，測得與節(jié)氣門開度對應(yīng)的線性輸出電壓VTA；另一個觸點在節(jié)氣門全閉時與怠速觸點IDL接觸，提供怠速信號，用于發(fā)動機急減速時斷油控制和點火提前角的修正。隨著節(jié)氣門開度的增大，節(jié)氣門開度輸出電壓VTA增大，通過ECU對噴油量進行控制，以獲得相應(yīng)的功率。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器1-電阻體；2-檢測開度的電刷；3-檢測全開時電刷163）怠速控制裝置 怠速控制閥通常安裝在節(jié)氣門體上。其作用是自動調(diào)整發(fā)動機怠速，怠速控制的實質(zhì)就是控

8、制怠速進氣量。 電控發(fā)動機中采用的怠速進氣控制方式有兩種：一種是控制節(jié)氣門最小開度的節(jié)氣門直動式；另一種是控制節(jié)氣門旁通通路中的空氣流量的旁通空氣式，常用的有步進電機式和旋轉(zhuǎn)電磁閥式怠速控制閥兩種。17 (1)節(jié)氣門直動式怠速控制裝置 通過節(jié)氣門體組件中的怠速穩(wěn)定控制器直接控制節(jié)氣門的開啟來實現(xiàn)怠速控制的，沒有怠速空氣旁通道。它由節(jié)氣門電位計、節(jié)氣門定位電位計、節(jié)氣門定位器和怠速開關(guān)合成一體，如桑塔納2000GSi(時代超人)發(fā)動機。 桑塔納轎車節(jié)氣門控制組件1-節(jié)氣門拉索輪；2-節(jié)氣門定位電位計；3-緊急運行彈簧；4-節(jié)氣門定位器；5-節(jié)氣門電位器；6-怠速開關(guān)18 節(jié)氣門直動式怠速控制裝置

9、的結(jié)構(gòu)組成： 節(jié)氣門電位計(G69)也就是節(jié)氣門位置傳感器。怠速開關(guān)(F60)在怠速時，觸點是閉合的。節(jié)氣門定位器(V60)也稱為怠速馬達，由電機通過齒輪傳動控制怠速時節(jié)氣門開度。節(jié)氣門定位電位計(G88)與節(jié)氣門定位器相連，用以檢測怠速時節(jié)氣門的位置。 桑塔納轎車節(jié)氣門控制組件1-節(jié)氣門拉索輪；2-節(jié)氣門定位電位計；3-緊急運行彈簧；4-節(jié)氣門定位器；5-節(jié)氣門電位器；6-怠速開關(guān)19 節(jié)氣門直動式怠速控制裝置的工作原理： 發(fā)動機怠速時，節(jié)氣門定位器根據(jù)發(fā)動機的負荷(進氣量)和發(fā)動機溫度對節(jié)氣門進行控制。當(dāng)發(fā)動機溫度低時，節(jié)氣門開度大；當(dāng)發(fā)動機溫度高時，節(jié)氣門開度小。當(dāng)突然松開加速踏板時，節(jié)

10、氣門由節(jié)氣門定位器逐漸關(guān)閉，直到所需的怠速。在緊急運行狀態(tài)下，節(jié)氣門控制部件電源被切斷，節(jié)氣門控制部件內(nèi)的緊急運行彈簧將節(jié)氣門定位在預(yù)先設(shè)定的緊急運行位置，此時駕駛員對節(jié)氣門調(diào)節(jié)無效。20 (2) 步進電機式怠速控制閥 步進電機與怠速控制閥做成一體，裝在進氣總管內(nèi)。由步進電機、旁通氣閥閥芯、閥座以及把旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動的進給絲桿等組成。步進電機是一種非連續(xù)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角控制執(zhí)行機構(gòu)。 ECU通過控制定子相線繞組的電壓脈沖，交替變換定子爪極極性，使步進電機產(chǎn)生步進式轉(zhuǎn)動，并且可根據(jù)控制信號實現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。 步進電機式怠速控制閥1-定子線圈；2-軸承；3-進給絲桿；4-轉(zhuǎn)子；5-旁通空氣道；6-閥芯；

11、7-閥座；8-閥軸21 步進電機式怠速控制閥的步進原理： ECU通過控制定子相線繞組的電壓脈沖，交替變換定子爪極極性，使步進電機產(chǎn)生步進式轉(zhuǎn)動。 定子與轉(zhuǎn)子的異性磁極對正時，轉(zhuǎn)子呈靜止?fàn)顟B(tài)；通過對通向定子各繞組電壓脈沖的控制，使其爪極的極性發(fā)生變化；在同性磁極推斥力和異性磁極引力的作用下，轉(zhuǎn)子步進一個爪極寬度。步進電機從怠速位置到最大開度一般可達125個步級。步進電機的步進原理223、空氣供給系統(tǒng)故障診斷（1）（以SGM BUICK轎車為例） SGM BUICK轎車發(fā)動機同時安裝空氣流量計MAF與進氣歧管壓力傳感器MAP，MAF的型式為熱線式傳感器，是燃油噴射和點火控制的主控信號。MAP傳感器

12、在運行EGR、啟動工況或發(fā)動機負荷轉(zhuǎn)速急劇變化時檢測進氣氣流，修正點火提前角與空燃比。 發(fā)動機電控元件的整體布置之一1噴油器線束連接器；2MAP；3EGR；4TPS；5節(jié)氣門體；6燃油壓力調(diào)節(jié)器；7機油壓力開關(guān)；8KS；924X CKP；10PCV閥；11CMP；12燃油油道；13上進氣歧管231）空氣流量計（MAF）故障診斷（1）類型和功能 類型為熱線式傳感器； 利用惠斯頓電橋平衡原理，測量進氣的容積和密度，計算進氣量； 確定基本噴油量和基本點火提前角?？諝饬髁坑婱AF控制電路 241）空氣流量計（MAF）故障診斷（續(xù)2）（2）診斷儀檢測連接TECH 2診斷儀；選擇F0：診斷，屏幕顯示車輛識

13、別選擇年款（根據(jù)汽車17位編碼的第10位）；選擇F0：動力總成，屏幕顯示選擇轎車發(fā)動機類型；選擇F0：DTC信息，屏幕顯示故障代碼及故障信息；排除故障后，選擇F2：清除DTC信息，按屏幕提示清除故障代碼。診斷故障碼F0：DTC信息F1：凍結(jié)故障狀態(tài)/故障記錄F2：清除DTC信息F3：獲取信息251）空氣流量計（MAF）故障診斷（續(xù)3）（3）萬用表檢測檢測MAF A端與PCM的C1（69#）電阻應(yīng)該小于0.5；MAF工作電壓。MAF C端與B端間有12-14V電壓，若沒有應(yīng)檢查繼電器盒中27#保險絲，或檢查MAF接地是否良好；MAF信號電壓。MAF A端與B端頻率，在怠速時頻率應(yīng)該在2000HZ

14、左右，加速時空氣流量加大，MAF進氣頻率也升高。空氣流量計MAF控制電路 261）空氣流量計（MAF）故障診斷（續(xù)4）（4）示波器檢測 使用汽車示波儀檢測MAF信號，其波形如圖所示。 怠速時。頻率2.27kHZ，峰峰值4.48V，占空比10.9%，間隔時間48.0微秒。 加速時。頻率上升，峰峰值不變、占空比上升，間隔時間縮短。空氣流量計MAF信號波形 272） 進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）故障診斷（1）類型和功能類型為壓敏電阻型，輸出模擬信號。引入進氣歧管真空度，MAP硅片變形使電阻變化，PCM通過檢測MAP的電壓信號，計算進氣流量；MAF發(fā)生故障，通過MAP代替；可以檢測大氣壓力，修正點

15、火提前角與空燃比；可檢測EGR的廢氣流量。進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）電路 28（2）使用TECH 2診斷故障。 （3）萬用表檢測MAP傳感器與PCM連接是否正常。檢測MAP傳感器A端與PCM的C1（13#）、MAP傳感器B端與PCM的C2（25#）、MAP傳感器C端與PCM的C1（10#）電阻都應(yīng)該小于0.5。2） 進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）故障診斷（續(xù)2）進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）電路 29MAP傳感器工作電壓。檢測MAP傳感器C端與A端之間應(yīng)該有5V工作電壓。 MAP傳感器信號電壓。檢測MAP B端與A端直流電壓：停車時（進氣真空度為零）電壓比較高大約為4V；怠速時（真空

16、度較大）電壓比較小大約2V以下；加速時（真空度下降）電壓有所上升。2） 進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）故障診斷（續(xù)3）進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）電路 30（4）示波器檢測 使用汽車示波儀檢測MAP信號，其波形如圖所示。 電壓隨著怠速、急加油門、急放油門而變化，停車或急加油門時最高電壓在4.5V，急放油門最低電壓在1.5V左右。2） 進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）故障診斷（續(xù)4）進氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）波形 313）節(jié)氣門位置傳感器（TPS）故障診斷（1）類型和功能類型為三導(dǎo)線可變電阻型，輸出模擬信號。提供節(jié)氣門開度信號，PCM利用該信號計算燃油噴射和點火正時；控制自動變速器換

17、檔和變矩器工作；控制EVAP燃油蒸發(fā)系統(tǒng)；控制EGR廢氣再循環(huán)和空調(diào)。節(jié)氣門位置傳感器（TPS）控制電路 323）節(jié)氣門位置傳感器（TPS）故障診斷（續(xù)2）（2）連接TECH 2診斷故障。（3）萬用表檢測TPS與PCM連接。檢測TPS A端與PCM C2（33#）、TPS B端與PCM C1（61#）、TPS傳感器C端與PCM C2（66#）電阻都小于0.5。 TPS傳感器電壓。TPS A端與B端之間應(yīng)該有5V工作電壓，TPS C端與B端之間的信號電壓隨節(jié)氣門開度的變化而變化。節(jié)氣門位置傳感器（TPS）控制電路 333）節(jié)氣門位置傳感器（TPS）故障診斷（續(xù)3）（4）示波器檢測 使用汽車示波儀

18、檢測TPS信號，其波形如圖所示。 在節(jié)氣門全閉時電壓約為0.64V，隨節(jié)氣門開度增大而提高，節(jié)氣門全開時電壓約為4.5V。節(jié)氣門位置傳感器（TPS）波形 344）怠速空氣控制閥（IAC）故障診斷（1）類型和功能類型為四導(dǎo)線雙線圈不帶中心抽頭的步進電機；IAC閥作用是控制發(fā)動機怠速，并防止發(fā)動機負荷變化產(chǎn)生失速。 如果怠速過低，PCM將使IAC樞軸縮進，增加空氣量提高怠速轉(zhuǎn)速； 如果怠速過高，PCM將延伸IAC樞軸，使空氣量減少，降低怠速轉(zhuǎn)速。怠速空氣控制閥（IAC）控制電路 354）怠速空氣控制閥（IAC）故障診斷（續(xù)2）（2）使用TECH 2診斷故障。 選擇F1：數(shù)據(jù)清單，屏幕顯示動態(tài)數(shù)據(jù)信

19、息； 冷車怠速時約在40步，正常溫度時約在25步左右，關(guān)閉點火開關(guān)時PCM先控制IAC樞軸向外延伸，步數(shù)為零，然后使步數(shù)上升到125步，再次打開點火開關(guān)IAC閥又回到上次啟動的步數(shù)位置。怠速空氣控制閥（IAC）控制電路 364）怠速空氣控制閥（IAC）故障診斷（續(xù)3）（3）萬用表檢測IAC閥與PCM連接。IAC閥A端與PCM的C2（49#）、IAC閥B端與PCM的C1（38#）、IAC閥C端與PCM的C2（44#）、IAC閥D端與PCM的C2（7#）電阻都小于0.5。IAC閥線圈電阻。A端與B端、C端與D端之間電阻都約為50。IAC閥線圈工作電壓。怠速時，A端與B端、閥C端與D端之間工作電壓都

20、在12V之間變化。怠速空氣控制閥（IAC）控制電路 374）怠速空氣控制閥（IAC）故障診斷（續(xù)4）（4）示波器檢測 使用汽車示波儀檢測IAC信號，其波形如圖所示。 怠速在負荷有變法時輸出12V變化的電壓。怠速空氣控制閥（IAC）信號波形 383、空氣供給系統(tǒng)故障診斷（2）（以上海大眾電控發(fā)動機為例） 大眾桑塔納2000GSi型轎車的AJR型發(fā)動機采用了德國波許（BOSCH）公司最先進的Motronic3.8.2電子控制多點汽油順序噴射系統(tǒng)。 M3.8.2系統(tǒng)能依據(jù)進氣流量信號和曲軸轉(zhuǎn)角信號準確地控制發(fā)動機混合氣空燃比和點火時間。 汽油噴射系統(tǒng)和點火系統(tǒng)位置布置圖l-霍爾傳感器；2-噴油器；3

21、-活性炭罐；4-熱膜式空氣流量計；5-活性炭罐電磁閥；6-ECU；7-氧傳感器 ；8-水溫傳感器；13-節(jié)氣門控制組件；14-2號爆震傳感器；15-轉(zhuǎn)速傳感器；16-進氣溫度傳感器；17-點火線圈；18-1號爆震傳感器391）空氣流量計（G70）故障診斷（1）類型和功能 類型為熱膜式傳感器； 確定基本噴油量和基本點火提前角?？諝饬髁坑嫞℅70）電路 401）空氣流量計（G70）故障診斷（續(xù)2）（2）使用V.A.G 1552診斷儀,進行故障診斷： 輸入地址“01”，進入發(fā)動機檢測 輸入選擇功能“08”，進入讀取數(shù)據(jù)塊 輸入組號“002”，進入基本功能數(shù)據(jù)檢測（見右圖顯示）區(qū)域：發(fā)動機轉(zhuǎn)速；區(qū)域：

22、發(fā)動機負荷（曲軸每轉(zhuǎn)噴油時 間）；區(qū)域：發(fā)動機每循環(huán)噴油持續(xù)時間；區(qū)域：進氣空氣質(zhì)量流量，3.0 4.0g/s為正常，小于2.0g/s為 進氣系統(tǒng)有泄漏，大于4.0g/s 為發(fā)動機負荷太大。411）空氣流量計（G70）故障診斷（續(xù)3）（3）萬用表檢測MAF供電電壓。MAF 2#端與接地端3，啟動發(fā)動機應(yīng)有12V電壓；MAF傳感器電源。MAF 4端與接地端3，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時電壓約為5V；MAF傳感器信號電壓。MAF 5端與接地端3，發(fā)動機運轉(zhuǎn)時電壓約為1.52.5V：用萬用表頻率檔檢測MAF進氣頻率。萬用表檢測G70端子 421）空氣流量計（G70）故障診斷（續(xù)4）（4）示波器檢測 使用汽車示波儀

23、檢測MAF信號，其波形如圖所示。 加速時。頻率上升，峰峰值不變、占空比上升，間隔時間縮短。汽車示波儀檢測G70信號波形 432）節(jié)氣門控制組件（J338）故障診斷（1）類型和功能節(jié)氣門控制組件（J338）由節(jié)氣門電位計（G69）、節(jié)氣門定位電位計（G88）、節(jié)氣門定位器（V60）和怠速開關(guān)（F60）組成。G69和 G88部件起著節(jié)氣門位置傳感器的作用；觸點 G88在節(jié)氣門全閉時與怠速觸點接觸，觸點G69將節(jié)氣門開度對應(yīng)的線性輸出電壓送給ECU。節(jié)氣門控制組件（J338）電路 442）節(jié)氣門控制組件（J338）故障診斷（續(xù)2）節(jié)氣門定位器（V60）起著控制怠速的作用，能適當(dāng)開大或關(guān)小節(jié)氣門。怠速開關(guān)（F60）用以向發(fā)動