1、汽车发动机电控系统检修 主编 刘冬生 项目一 发动机电控系统概述 任务 发动机电控系统的认知相关知识一、发动机电控系统的组成发动机电控系统主要由燃料供给系统、点火控制系统、电子控制系统、辅助控制系统和自诊断系统等组成。1.燃料供给系统燃料供给系统又包括燃油供给系统和空气供给系统。(1)燃油供给系统燃油供给系统的作用是提供汽油喷射所需的压力燃油,在电控单元控制下将燃油喷入进气歧管,如图1-2所示,燃油供给系统主要包括汽油箱、电动汽油泵、进油管、汽油滤清器、燃油分配管、油压调节器、回油管和喷油器等。相关知识图1-2燃油供给系统的组成相关知识(2)空气供给系统空气供给系统的作用是为发动机提供清洁的空
2、气,并负责测量、控制汽油燃烧所需的空气量,如图1-3所示,空气供给系统主要包括空气滤清器、节气门体、进气压力传感器、进气总管和进气歧管等。图1-3空气供给系统的组成相关知识2.点火控制系统点火控制系统的作用是在适当的时刻产生电火花点燃被压缩的混合气。如图1-4所示,点火控制系统主要包括火花塞和点火线圈等。3.电子控制系统电子控制系统负责收集发动机的工况信息,确定最佳喷油时刻、最佳喷油量和最佳点火时刻。如图1-5所示,电子控制系统主要由传感器、发动机控制单元(ECU)和执行器三大部分组成。相关知识图1-4点火系统的组成相关知识图1-5电子控制系统的组成相关知识(1)传感器装在发动机各个位置的信号
3、装置,用来检测发动机运行状态下的各种参数,并将它们转换成电信号,再输送给ECU。传感器相当于人的“眼睛、耳朵和鼻子”。电控汽油发动机一般安装有空气流量传感器、进气压力传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、爆燃传感器和氧传感器等。1)空气流量传感器(图1-6)安装在空气滤清器后方的进气管道上,用于测量发动机的进气量,并将进气量转换成电信号输送给ECU,是燃油喷射和点火控制的主控信号。相关知识2)进气压力传感器(图1-7)安装在节气门后方的进气总管上,用于测量进气歧管内气体的绝对压力,并将进气歧管压力转换成电信号输送给ECU，作为燃油喷射和点
4、火控制的主控信号。3)曲轴位置传感器(图1-8)又称转速传感器,一般安装在曲轴前端或后端的气缸体上,用于测量曲轴转角,给ECU提供发动机转速和曲轴转角信号,作为喷油正时控制和点火控制的主控信号。4)凸轮轴位置传感器(图1-9)一般安装在凸轮轴前端或后端的壳体上,用于给ECU提供曲轴转角基准信号(G信号),作为喷油正时和点火正时控制的主控信号。相关知识图1-6空气流量传感器相关知识图1-7进气压力传感器相关知识 图1-8曲轴位置传感器相关知识 图1-9凸轮轴位置传感器相关知识5)节气门位置传感器(图1-10)安装在节气门阀体上,通常与节气门做成一体,用于检测节气门的开度及开度变化,并将此信号转变
5、为电信号输送给ECU,用于燃油喷射控制和其他辅助控制。图1-10节气门位置传感器相关知识6)发动机冷却液温度传感器(图1-11)安装在气缸盖上或发动机出水口的管道上,用于给ECU提供发动机冷却液温度信号,作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。7)进气温度传感器(图1-12)安装在进气管上,大部分车型将其与空气流量传感器或进气压力传感器做成一体,用于给ECU提供进气温度信号,作为燃油喷射控制和点火控制的修正信号。相关知识 图1-11冷却液温度传感器相关知识 图1-12进气温度传感器相关知识8)氧传感器(图1-13)安装在排气总管上,用来检测排气中氧的含量,将氧的含量转变为电信号并输送给ECU,作
6、为空燃比的反馈信号,进行喷油量的闭环控制。9)爆燃传感器(图1-14)安装在缸体上,用于检测发动机是否爆燃及爆燃强度,将此信号转变为电信号输送给ECU,作为点火正时控制修正(反馈)信号。相关知识图1-13氧传感器 相关知识 图1-14爆燃传感器相关知识(2)发动机控制单元发动机控制单元简称ECU,根据发动机各个位置上传感器发送来的信号,按照一定的程序进行运算、储存和分析处理,然后输出指令,控制执行元件工作,以达到快速、准确、自动地控制发动机工作的目的。发动机控制单元相当于人的“大脑”,如图1-15所示。图1-15发动机控制单元相关知识(3)执行器执行器接收ECU的指令,完成必要的动作,如喷油、
7、点火等。执行器相当于人的“手和脚”。电控汽油发动机上一般有电动燃油泵、喷油器、点火线圈、怠速控制阀和真空电磁阀等执行器。1)电动燃油泵(图1-16)一般安装在燃油箱内,向发动机提供压力燃油。2)喷油器(图1-17)安装在进气歧管的末端,在ECU的控制下打开或关闭,喷射适时,适量的燃油。相关知识图1-16电动燃油泵相关知识 图1-17喷油器相关知识3)点火线圈(图1-18)安装在各缸火花塞的顶部,其作用是根据ECU的指令,适时产生高压火花,点燃气缸内的可燃混合气。4)怠速控制阀(图1-19)一般安装在节气门体上,其作用是在怠速时由ECU控制进气量,根据不同怠速工况满足怠速对空气的需要。图1-18
8、点火线圈相关知识 图1-19怠速控制阀相关知识5)真空电磁阀(图1-20)一般安装在发动机进气管的旁边,其作用是在ECU的控制下打开或关闭真空管路,用于进气谐振控制或废气再循环控制等。图1-20真空电磁阀相关知识4.辅助控制系统辅助控制系统包括怠速控制系统和进排气控制系统等。1)怠速控制系统是由ECU控制怠速控制阀工作,向进气系统提供发动机怠速时所需的进气量。2)进排气控制系统是指利用ECU控制多种排气净化装置,如废气再循环(EGR)、二次空气喷射控制系统等。相关知识5.自诊断系统自诊断系统可以在发动机工作时检测各个电子器件的工作情况,当出现故障时,位于仪表盘内的发动机故障指示灯会亮起,并且存
9、储故障码。驾驶人发现故障灯亮时,可到维修点进行检查,此时可以利用故障诊断仪将故障码调出来,方便更快、更准确地找到故障。相关知识二、发动机电控燃油喷射系统的分类发动机电控燃油喷射系统按汽油喷射位置、汽油喷射方式和进气量检测方式可进行不同的分类。1.按汽油喷射位置分类(1)缸内喷射直接将汽油喷入缸内,虽然这种喷射方式制造成本高,但汽油雾化效果好,燃烧充分,如图1-21所示。(2)缸外喷射通过喷油器将具有一定压力的汽油,喷射到进气歧管的末端,如图1-22所示。相关知识图1-21缸内喷射相关知识图1-22缸外喷射相关知识2.按汽油喷射方式分类(1)连续喷射在发动机运转期间,汽油由喷油器连续不断地喷射,
10、由于这种方式汽油是在进气道内蒸发并与空气混合,故混合气形成质量较差,如图1-23所示。图1-23连续喷射相关知识(2)间歇喷射间歇喷射也称脉冲喷射,在发动机运转期间汽油适时地由喷油器喷出,在喷射压力一定的条件下,喷油量取决于喷油器针阀打开时间的长短,即受ECU指令喷油脉冲宽度长短的影响,如图1-24所示。图1-24间歇喷射相关知识3.按进气量检测方式分类(1)D型汽油控制喷射系统通过检测进气歧管的真空度来间接测量发动机吸入的空气量,由于空气在进气管内存在压力波动,所以测量精度略低,但传感器尺寸较小,成本较低,因此在一些经济型轿车上采用较多,如图1-25所示。图1-25D型汽油控制喷射系统相关知
11、识(2)L型汽油控制喷射系统利用空气流量传感器直接测量发动机吸入的空气量,精度较高,因而可以准确地控制空燃比,如图1-26所示。图1-26L型汽油控制喷射系统相关知识三、发动机电控系统电源电路丰田卡罗拉1ZR-FE发动机电控系统电源电路,如图1-27所示。当接通点火开关时,继电器IG2被通电激励,其触点闭合,蓄电池电压经熔丝IG2继电器IG2触点熔断丝IGNECU的IGSW端子,ECU再通过MREL端子向继电器EFI MAIN的线圈供电,使继电器EFI MAIN被通电激励,其触点闭合,蓄电池电压经熔丝EFI MAIN继电器EFI MAIN的触点熔丝EFI No.1ECU的+B和+B2端子,于是
12、ECU进入工作状态。相关知识ECU的BATT端子通过熔丝EFI MAIN长期与蓄电池正极相通,即该路电源不受点火开关控制,其目的是在点火开关断开的情况下ECU的记忆电路仍然能够维持通电,以便ECU能够储存故障码等相关信息。ECU本身通过E1端子搭铁。图1-27发动机电控系统电源电路任务实施根据任务引入所述的故障现象,首先应执行如下的检修步骤。1)检查变速器档位是否处于P位,驻车制动器是否处于制动状态。2)打开位于仪表板左下方的车辆诊断接口盖,将汽车故障诊断仪连接到车辆故障诊断接口,如图1-28所示。3)将点火开关打到ON位。任务实施图1-28连接诊断接口 任务实施 图1-29打开汽车故障诊断仪
13、4)打开汽车故障诊断仪,如图1-29所示。任务实施图1-30选择汽车诊断5)选择汽车诊断,如图1-30所示。任务实施 图1-31选择车系6)选择相应的车系,如图1-31所示。任务实施7)选择进入发动机系统。8)选择读取故障码,如图1-32所示;查看诊断仪是否显示故障码。图1-32读取故障码任务实施9)选择读取定格数据流。定格数据是指故障码产生时发动机的运行参数,便于维修人员对故障发生时的状态进行分析。主要读取与故障码相关的定格数据。10)清除故障码。清除完故障码后再次读取故障码,查看故障码是否再次出现,如再次显示相同的故障码,说明与故障码相关的传感器或相关电路可能存在故障,需要执行相关的检查。
14、如果不再显示的故障码,说明可能是历史码或间歇性故障。11)选择读取数据流。在发动机起动过程中,读取发动机的数据流。要查看发动机转速、发动机冷却液温度、进气温度、发动机进气量、节气门开度、喷油脉宽、点火提前角、氧传感器信号等基本参数是否正常,还要检查与故障码相关的数据流是否正常。汽油发动机电控喷射系统的分类1.按喷油器的数量分类知识拓展按喷油器的数量进行分类,可分为单点喷射和多点喷射。单点喷射是在节气门处设一个或多个喷油器,如图1-33所示。多点喷射是在每个缸进气歧管处的进气门前方各设一个喷油器,如图1-34所示。知识拓展图1-33单点喷射知识拓展图1-34多点喷射知识拓展2.按汽油喷射的时序分
15、类按ECU控制喷油器喷射时序的不同可分为同时喷射、分组喷射和顺序喷射三类。(1)同时喷射是指发动机在运转期间,各缸喷油器同时开启同时关闭,由ECU的同一个喷油指令控制所有的喷油器同时动作,如图1-35所示。(2)分组喷射是指将喷油器分成几组交替喷射,ECU发出指令,每个指令控制一组喷油器,如图1-36所示。知识拓展图1-35同时喷射知识拓展图1-36分组喷射图1-36分组喷射知识拓展(3)顺序喷射是指喷油器按照发动机的工作顺序,在各缸排气行程上止点前某一曲轴转角顺序轮流喷射,一般喷射顺序为13 42,如图1-37所示。图1-37顺序喷射课后测评一、填空题1.执行器受 控制,其作用是 。2.发动
16、机电子控制系统主要由 、和 三大部分组成。3.是发动机电子控制系统的核心。4.汽车电子控制系统的执行器主要有 、和 等。5.电控燃油喷射系统按进气量的检测方式不同可分为 和 型两种。课后测评二、判断题1.传感器相当于人的眼睛、耳朵和鼻子,用于收集发动机的运转信息。()2.执行器相当于人的手和脚,用于执行ECU的命令。()3.ECU相当于人的大脑,用于接收、处理传感器送来的各种信息,并做出决定,向执行器发出工作指令,控制执行器的工作。()4.采用空气流量传感器的发动机电控系统称为D型汽油控制喷射系统。()课后测评5.采用进气压力传感器的电控发动机称为L型汽油控制喷射系统。()6.空气流量传感器一
17、般安装在节气门体的后方。()7.凸轮轴位置传感器一般安装在凸轮轴前端或后端的壳体上。()8.氧传感器一般安装在进气总管上。()9.爆燃传感器一般安装在缸体一侧的表面上或缸盖表面上。()课后测评10.喷油器一般安装在各缸进气门前的进气道上。()11.电子控制系统中的信号输入装置是各种传感器。()12.空气流量传感器可应用在L型和D型电控燃油喷射系统中。()13.空气流量传感器与进气压力传感器相比,检测的进气量精度更高一些。()14.发动机电控喷射系统由传感器、ECU和执行器等组成。()课后测评三、选择题1.在发动机电控系统中,用于收集发动机的运转信息。A.ECUB.传感器C.执行器2.在发动机电
18、控系统中,用于接收、处理信息并发送指令。A.ECUB.传感器C.执行器3.在发动机电控系统中,用于接收指令,完成必要的动作。A.ECUB.传感器C.执行器课后测评4.电动燃油泵的安装位置一般在 。A.发动机舱内B.驾驶室仪表板的下方C.燃油箱的内部D.行李箱内5.怠速控制阀一般安装在 。A.节气门体的旁通气道上B.驾驶室仪表板的下方C.燃油箱的内部D.行李箱内课后测评6.根据汽油喷射的位置,汽油喷射系统可分为 两大类。A.直接喷射到气缸内部的缸内直接喷射和喷射到进气管内的缸外喷射B.单点汽油喷射和多点汽油喷射C.连续喷射和间歇喷射7.在每一缸的进气门前均安装1只喷油器的汽油喷射系统称为 。A.缸外喷射B.多点喷射C.多点顺序喷射课后测评8.按汽油喷射方式分类,汽油喷射系统可以分为 。A.缸内直接喷射和缸外喷射B.单点喷射和多点喷射C.连续喷射和间歇喷射9.按喷射时序,多点间歇汽油喷射可分 。A.同时喷射、分组喷射和顺序喷射B.间歇喷射、同步喷射和异步喷射C.同时喷射、同步喷射和异步喷射课后测评四、简答题1.简述发动机电控系统的组成及各组成部分的作用。2.简述电控燃油喷射系统的燃油供给系统主要由哪些部件组成。3.简述电控燃油喷射系统的空气供给系统主要由哪些部件组成。4.简述汽车故障诊断仪读取故障码的步骤。
