四電子控制系統(tǒng)的維修

《汽車發(fā)動機電控系統(tǒng)維修》主編:孟慶雙項目四電子控制系統(tǒng)的維修【項目描述】電子控制系統(tǒng)主要由傳感器、電控單元(ECU)和執(zhí)行器三大部分組成，其作用是通過傳感器采集發(fā)動機的各種工況信息，由發(fā)動機ECU進行運算、處理和判斷，確定并通過執(zhí)行器實施最佳噴油及點火時間，通過對發(fā)動機燃燒過程的精確控制，保證發(fā)動機的動力性、經濟性、排放性、可靠性及使用性。全面理解和把握發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的工作原理，對于正確分析、判斷和維修發(fā)動機故障具有十分重要的意義。項目四電子控制系統(tǒng)的維修【知識要點】

1.了解電子控制系統(tǒng)的基本組成。

2.掌握電子控制系統(tǒng)的基本原理。

【技能要點】

1.掌握電子控制系統(tǒng)的元件組成及其安裝位置。

2.能夠對電子控制系統(tǒng)及各元件進行正確的檢測和維修。

【知識準備】

項目四電子控制系統(tǒng)的維修發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的組成如圖4-1所示，各部件之間的工作關系如圖4-2所示。一、電子控制系統(tǒng)的組成與工作原理圖4-1電子控制系統(tǒng)的組成一、電子控制系統(tǒng)的組成與工作原理圖4-2電子控制系統(tǒng)各部件之間的工作關系在電子控制系統(tǒng)的主要元件中，空氣流量計、進氣壓力傳感器、電動燃油泵、噴油器、怠速控制閥/節(jié)氣門電動機、可變配氣控制閥前已述及；爆燃傳感器、點火模塊/線圈請參考項目五的相關內容；活性炭罐電磁閥等各種排放控制真空電磁閥、二次空氣泵請參考項目六的相關內容，故以上元件在此不做介紹。二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理1.曲軸/凸輪軸位置傳感器

曲軸/凸輪軸位置傳感器是發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中最主要的傳感器，大都安裝在曲軸前/后端、凸輪軸前/后端部位，如圖4-3、圖4-4和圖4-5所示。其功能是向ECU提供發(fā)動機轉速、曲軸轉角、活塞上止點及第1缸判缸信號，是控制點火時刻、噴油時間及確認曲軸位置必不可少的信號。圖4-3富康乘用車發(fā)動機曲軸位

置傳感器的安裝位置圖4-5桑塔納2000GSi乘用車霍爾式

凸輪軸位置傳感器圖4-4桑塔納2000GSi乘用車曲軸位置

傳感器(G28)的安裝位置二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-6電磁感應式曲軸/凸輪軸

位置傳感器的結構原理圖(1)電磁感應式曲軸/凸輪軸位置傳感器電磁感應式曲軸/凸輪軸位置傳感器主要由感應線圈、永久磁鐵和脈沖齒圈等組成。磁極正對著轉子的缺口和齒。安裝時，曲軸位置傳感器與齒圈間的氣隙為1mm±0.5mm，此間隙不可調整。齒圈上有一對應曲軸基準位置的寬度為兩個齒槽寬的齒槽，如圖4-6所示。當轉子(脈沖齒圈)轉動時，由于磁通量的變化，使傳感器內的感應線圈產生交變電壓信號，如圖4-7所示。二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-7電磁感應式曲軸/凸輪軸位置傳感器信號二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理(2)霍爾式曲軸/凸輪軸位置傳感器

桑塔納2000GSi乘用車AJR型發(fā)動機凸輪軸位置傳感器又稱霍爾傳感器(G40)，安裝在氣缸蓋前端凸輪軸同步帶輪的后方，霍爾傳感器的轉子裝在凸輪軸同步帶輪的后方，如圖4-5所示。當傳感器轉子的實體部分進入霍爾元件的氣隙時，沒有霍爾電壓輸出，傳感器輸出高電平(5V)；當轉子的實體部分離開霍爾元件時，傳感器輸出低電平(0V)。凸輪軸旋轉一周，高、低電位各占180°(各相當于360°曲軸轉角)，如圖4-8所示。二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-8霍爾式傳感器第1缸上止點信號圖4-9光電式曲軸/凸輪軸位置傳感器(3)光電式曲軸/凸輪軸位置傳感器光電效應式曲軸/凸輪軸位置傳感器主要由發(fā)光二極管、光敏晶體管、遮光盤(信號轉子)和控制電路組成，如圖4-9所示。在遮光盤的內側間隔90°分布著4個小孔，其中一個最寬，其余三個寬度稍窄，如圖4-10所示。二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-10光電效應式曲軸/凸輪軸位置傳感器的工作原理二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-11節(jié)氣門位置傳感器的安裝位置2.節(jié)氣門位置傳感器

節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上，如圖4-11所示，用于檢測節(jié)氣門的開度和開閉速率，并將其轉換成電信號傳給ECU，以便對噴油量、點火正時和怠速等進行修正控制(同時也用于自動變速器和巡航控制)。二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-12節(jié)氣門位置傳感器的工作原理(1)線性可變電阻式(三線制)節(jié)氣門位置傳感器

ECU通過VC端子為傳感器提供5V的工作電源，傳感器通過VTA端子向ECU提供節(jié)氣門位置信號電壓，并經E2端子通過ECU搭鐵，如圖4-12所示。輸出4.5～5V電壓信號時，表示節(jié)氣門全開。其信號電壓與節(jié)氣門開度成正比，如圖4-13所示。二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-13節(jié)氣門位置傳感器信號電壓曲線二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-14雙線性可變電阻式節(jié)氣門位置

傳感器的安裝位置圖4-15雙線性可變電阻式節(jié)氣門位置

傳感器的結構(2)雙線性可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器雙線性可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門控制器內，由兩個電位計G187和G188組成，如圖4-14和圖4-15所示。二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-16大眾汽車電子節(jié)氣門的電路

G186—節(jié)氣門驅動電動機大眾汽車電子節(jié)氣門的電路如圖4-16所示，當節(jié)氣門位置變化時，兩電位計G187和G188的阻值按各自線性變化，其輸出電壓也呈線性變化，其中一個升高，另一個降低，如圖4-17所示。圖4-17雙線性可變電阻式節(jié)氣門位置

傳感器的輸出信號曲線二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理(3)霍爾式節(jié)氣門位置傳感器當節(jié)氣門開度變化時，磁鐵轉動，使磁鐵與霍爾元件之間的相對位置發(fā)生改變，霍爾元件中的磁通量發(fā)生改變，從而使霍爾元件產生的霍爾電壓發(fā)生變化，IC電路將霍爾電壓放大后作為節(jié)氣門的開度信號輸送給ECU，如圖4-18所示。節(jié)氣門位置傳感器有兩個傳感器電路，VTA1和VTA2各傳送一個信號，如圖4-19所示。圖4-18豐田1ZR發(fā)動機節(jié)氣門位置

傳感器原理圖二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-19豐田1ZR發(fā)動機節(jié)氣門位置傳感器的信號電壓曲線二、電子控制系統(tǒng)主要部件的結構與原理圖4-2現0冷卻希液溫度傳語感器和進機氣溫度傳晨感器的安圍裝位置a)冷卻難液溫度傳怒感器的安礦裝位置b)進獨氣溫度凳傳感器欺的安裝屆位置3.冷母卻液溫件度傳感動器和進終氣溫度芝傳感器冷卻液您溫度傳或感器通師常安裝詞在發(fā)動咱機的冷室卻液出擴口附近故，如圖填4-2利0a所震示。進氣溫框度傳感挽器通常見安裝于扇進氣總恥管上，齡如圖4奪-20商b所示科?，F在糊進氣溫帆度傳感刑器大部詢分都與享空氣流祖量計或池進氣壓劃力傳感交器集成腎在一起形。冷卻液溫旺度傳感器準和進氣溫沃度傳感器椅是由負溫西度系數(求NTC)制熱敏電阻準、殼體和潮引線組成雷的。如圖寇4-21翁所示，冷飛卻液溫度努和進氣溫民度越低，殃傳感器的滅電阻值越糕大；反之食，電阻值修越小。二、電子信控制系統(tǒng)脈主要部件愧的結構與次原理圖4-該21考冷卻液幕溫度傳垮感器和膽進氣溫哄度傳感煉器信號俊(溫度渣—電阻世)曲線二、電子責控制系統(tǒng)浪主要部件橋的結構與突原理圖4-2赤2氧傳曾感器4.氧繁傳感器氧傳感扒器安裝口在發(fā)動忙機的排和氣管上鹿，用于榮檢測排熱氣中的疫氧含量甘。現代對電控發(fā)積動機通駕常在三軌效催化恰轉化器盆的前后際各裝一拖個氧傳于感器，福如圖4葉-22乳所示。茂前(主鑒)氧傳臟感器檢痛測排氣圓中含氧紅的濃度司。后(乏副)氧襯傳感器趕檢測排先氣經催寒化轉化攻后含氧范的濃度適。二、電脊子控制朋系統(tǒng)主原要部件江的結構桿與原理(1)二區(qū)氧化鋯(辱ZrO2雹)式氧傳達感器二穩(wěn)氧化鋯(余ZrO2斥)式氧傳引感器由可晶產生電動太勢的多孔于二氧化鋯米陶瓷管和轟防止氧化睛鋯管破損匆的防護罩登等構成。欺在二氧化繭鋯陶瓷管惑的內外兩調側，設置違了鉑金電而極。為了興保護鉑金菜電極，用談陶瓷包覆候電極外側昨，如圖4農-23所題示。圖4-2默3二氧壺化鋯式氧絡傳感器的咸結構二、電搶子控制化系統(tǒng)主夕要部件鄙的結構分與原理圖4-2吵4帶加疊熱器的二瘋氧化鋯式今氧傳感器二氧化剪鋯陶瓷熱管是一弄種固體膚電解質犁，只有云在30題0℃以音上才能肌進入正盟常工作脹狀態(tài)而間輸出電駝壓信號雕。因此病，要使狂氧傳感涉器能在白發(fā)動機席起動后編盡快地塵投入工舉作，通兄常在氧番傳感器些內增設僚正溫度肺系數的厭陶瓷半創(chuàng)導體材明料制作葉的加熱刪元件，椒如圖4雀-24勵所示。二、電子高控制系統(tǒng)爭主要部件魂的結構與找原理圖4-獨25短二氧化擴鋯式氧尺傳感器弊的工作擦原理及絞輸出特悶性a)二遵氧化鋯搏式氧傳艦感器的經工作原閉理b洋)輸出需特性曲自線由于二氧煙化鋯陶瓷脫管(鋯管出)的外表立面通廢氣閉，而內表態(tài)面通大氣富，從而在岔鋯管內、駐外表面間鉤就產生了喘氧離子濃不度差。當帖鋯管達到筍工作溫度懲后，氧離濟子通過二閱氧化鋯固疏體電解質援而產生擴炊散運動，目從而在內湊、外電極逆間產生電福位差,如偵圖4-2鐵5a所示盯。二氧化速鋯式氧傳欣感器的輸扭出特性如殊圖4-2級5b所示意。二、電局子控制拔系統(tǒng)主晝要部件撒的結構沉與原理(2)那二氧化壓鈦(T認iO2)式氧傳穗感器二站氧化鈦式賢氧傳感器勝是利用半錢導體材料環(huán)二氧化鈦鞏的電阻值成隨排氣中頸氧濃度的銅變化而改喬變的特性鞏制成的,英是一種電投阻型氧傳滑感器，主犧要由二氧扮化鈦(T么iO2)元件駱和熱敏京電阻加下熱元件濫等組成匯，如圖耍4-2扇6所示鋼。圖4-2跌6二氧出化鈦式氧吧傳感器的林結構與特除性二、電子誼控制系統(tǒng)揪主要部件終的結構與耳原理圖4-2惕7寬頻劇型氧傳感足器的原理(3)線誕性寬頻氧溫傳感器寬頻型棵氧傳感眾器由感欺應室和垃泵氧元撇兩個部慚分組成撲。如圖藍4-2撥7所示網，感應臣室的一蟲面與大藏氣接觸衣，另一近面是測仿試腔，乳測試腔門通過擴曉散孔與根廢氣接丘觸。所以，供集給泵氧元貢的電流大螺小及方向紗就反映了穿排氣中氧肝含量的多瞇少，亦即峰過量空氣纖系數的大趕小，如圖彼4-28館所示。二、電子農控制系統(tǒng)往主要部件橋的結構與襪原理圖4-2章8寬頻敵氧傳感器閱信號曲線二、電子干控制系統(tǒng)因主要部件欲的結構與砌原理5.發(fā)辰動機E充CU發(fā)動機托ECU書是發(fā)動球機管理魚系統(tǒng)的傅控制核幫心，主緊要由微糟機、程劈燕序存儲喘器、供階電電源渠電路及述各種接桶口電路家組成，勻如圖4細-29輩所示。二、電子務控制系統(tǒng)章主要部件耽的結構與往原理圖4-梢29咐發(fā)動機唉電控單倉元(E械CU)鴉的組成【知識鏈辮接】電子節(jié)猛氣門常規(guī)的節(jié)億氣門是由兄駕駛人通唇過加速踏茶板和拉索頌或機械拉紹桿驅動定哥位的，而職在采用電現子節(jié)氣門彩的發(fā)動機鋪管理系統(tǒng)奶中，節(jié)氣扔門僅由一介個直流電盟動機驅動秤，從而取勞消了節(jié)氣恒門與加速欺踏板之間腐的拉索或攏機械傳動午機構，如針圖4-8炊0所示。圖4-似80貞上海大而眾乘用溝車的電劇子節(jié)氣銳門控制習系統(tǒng)1.電子佳節(jié)氣門控劑制系統(tǒng)的辮組成電子節(jié)老氣門控同制系統(tǒng)撐主要由拘加速踏優(yōu)板位置竭傳感器禽、發(fā)動板機EC峰U、節(jié)中氣門驅據動電動宗機、節(jié)侵氣門位趨置傳感年器和E萍PC警獵告燈等遲組成，批如圖4頓?81鋤所示。圖4-怨81樸電子節(jié)掛氣門控像制系統(tǒng)平的組成2.電攤子節(jié)氣戒門控制債系統(tǒng)的比工作過陵程3.電子召節(jié)氣門控霧制系統(tǒng)主松要部件的冊結構(1)等加速踏膜板位置沉傳感器冬1催)線性蜻可變電爬阻式加太速踏板益位置。救大眾P衛(wèi)OLO捷乘用車抬加速踏藍板位置仍傳感器渡使用了獵兩個滑冬動觸點抽式電位攔計，它加們安裝付在一根盈公共軸焦上，如棚圖4-旁82所送示。舒加速踏演板位置五傳感器生的電路挨如圖4你?83出所示，詠兩滑動濫觸點式丹電位計宅傳送至嘆發(fā)動機志ECU病的信號甲電壓隨保加速踏紀板位置兩的變化賤曲線如癥圖4?掃84所筑示。圖4-娃82慎大眾P辦OLO認乘用車路加速踏洲板位置紗傳感器似的結構檢圖圖4-8壯3大眾攀POLO氏乘用車加辮速踏板位蘇置傳感器譯電路圖G79/撫G185郵—1/2臂號加速踏羽板位置傳駁感器1/2姑端子—暑兩傳感片器的電冤源線(濕5V)3/5懼端子—沒兩傳感照器的搭租鐵線4/6愛—兩傳韻感器的綿信號線圖4-8民4兩滑鵝動觸點式敞電位計的冬電阻和信號電慘壓隨加速縫踏板位置蝕的變化曲唇線a)電弓位計的判電阻隨袋踏板位悔置的變親化曲線b)信號脾電壓隨踏倉板位置的燈變化曲線圖4-8累5豐田商1ZR發(fā)污動機加速幕踏板位置乎傳感器電蹈路2)霍爾鮮式傳感器叮。豐田1溉ZR發(fā)動畢機采用霍擺爾式加速杠踏板位置窄傳感器，掛如圖4-販85所示智，主要由尸霍爾元件黨(霍爾I單C)和磁度鐵組成。哀該傳感器饞安裝在加浮速踏板支獸架上，內魯部有兩個步傳感器電懷路。圖4-英86醬豐田1厘ZR發(fā)劇動機加帳速踏板位置傳約感器的腳信號電腥壓曲線如圖4烈-86毛所示，