1、 李李 丹丹 董劲松董劲松 主主 编编向志伟向志伟 吴明盈吴明盈 副副 主主 编编 活塞连杆组故障诊断与修复内燃式发动机发展简史车用发动机分类及专用术语往复活塞式发动机工作过程及性能指标学习任务一学习任务二学习任务三活塞连杆组故障诊断与修复机体组及曲柄连杆机构构造与拆检配气机构构造与拆检空气供给系统构造与拆检燃料供给系统构造与拆检学习任务四学习任务五学习任务六学习任务七废气排除系统构造与拆检点火系统构造与拆检冷却系统构造与拆检润滑系统构造与拆检学习任务八学习任务九学习任务十学习任务十一活塞连杆组故障诊断与修复汽油发动机电控燃油喷射系统检修学习任务十三发动机电控系统认知学习任务十二汽油发动机排放
2、控制系统检修学习任务十五点火控制系统检修学习任务十四冷却液风扇控制系统故障检修学习任务十六活塞连杆组故障诊断与修复 学习目标 完成本学习任务后，你应当能：1.了解汽油发动机对可燃混合气的要求；2.讲述电控燃油喷射系统的组成、作用及工作原理；3.讲述各传感器的结构、原理；4.检查电控系统电路故障；5.检查继电器故障；6.检修燃油供给系统故障；7.检修各传感器故障；8.准确描述各传感器故障所产生的故障现象。建议学时学习任务描述【案例】一辆科鲁兹轿车车主反映起动车辆时，起动机运转但是发动机无法起动。请你排除燃油供给系统的故障。引导问题1：汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么？系统结构是怎样的？有哪
3、些类型？燃油喷射控制系统是在发动机运行时，发动机控制单元根据空气流量信号、发动机转速信号及其他信号，计算出发动机燃烧所需要的燃油量，并在合适的时刻发出喷油信号，打开喷油器，向进气道或汽缸内喷射适量的燃油，并与空气混合，供给发动机运行。一、资 料 收 集 引导问题1：汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么？系统结构是怎样的？有哪些类型？随着汽车技术的发展，现代汽车多采用电子控制式燃油喷射系统（图13-1）。一、资 料 收 集图13-1 电子控制式多点燃油喷射系统 引导问题1：汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么？系统结构是怎样的？有哪些类型？电子控制式燃油喷射系统按照喷射部位的不同可分为缸内喷
4、射和缸外喷射两种。缸内喷射是通过安装在汽缸盖上的喷油器，将汽油直接喷入汽缸内，如图13-2所示，这种喷射系统需要较高的喷射压力，约35MPa，因而喷油器的结构和布置都比较复杂。缸外喷射系统是将喷油器安装在进气管或进气歧管上，以0.200.35MPa的喷射压力将汽油喷入进气管或进气道内，又可分为单点喷射（SPI）和多点喷射（MPI），如图13-3所示。一、资 料 收 集图13-2 缸内直喷示意图 引导问题1：汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么？系统结构是怎样的？有哪些类型？一、资 料 收 集图13-3 单点、多点喷射示意图 引导问题1：汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么？系统结构是怎样的
5、？有哪些类型？按喷射的连续性将汽油喷射系统分为连续喷射式和间歇喷射式。连续喷射是指在发动机工作期间，喷油器连续不断地向进气道内喷油，且大部分汽油是在进气门关闭时喷射的，这种喷射方式大多用于机械控制式或机电混合控制式汽油喷射系统。间歇式喷射是指在发动机工作期间，汽油被间歇地喷入进气道内。电控汽油喷射系统都采用间歇喷射方式。间歇喷射还可按各缸喷射时间分为同时喷射（图13-4）、分组喷射和按序喷射（图13-5）3种形式。一、资 料 收 集图13-4 同时喷射 引导问题1：汽油发动机燃油喷射控制系统的作用是什么？系统结构是怎样的？有哪些类型？一、资 料 收 集图13-5 按序喷射 引导问题2：汽油发动
6、机各工况对可燃混合气浓度的要求是什么？汽车发动机的工况范围宽广且变动频繁，可燃混合气浓度应该随着发动机转速和负荷的变化调整。汽车发动机的工况分为起动过程、稳定工况以及过渡工况等，根据负荷的大小，发动机的稳定工况分为怠速、小负荷、中等负荷、大负荷和全负荷等。此外，不同类型的燃油供给系统对混合气浓度的要求也不同。1.起动过程 发动机起动时，特别是冷起动时，汽油的雾化和蒸发条件较差，要求起动时供给非常浓的混合气，保证混合气中有足够的汽油蒸汽，以便顺利起动。一、资 料 收 集 引导问题2：汽油发动机各工况对可燃混合气浓度的要求是什么？2.稳定工况（1）怠速和小负荷。怠速转速低，空气流速也低，汽油雾化不
7、良，与空气的混合也不均匀。怠速和小负荷下，节气门开度很小，吸入汽缸内的可燃混合气量少，同时由于受到汽缸内残余废气的冲淡，混合气的燃烧速度下降，引起发动机动力不足。现代电控燃油供给系统为满足三元催化转化器的要求，一般控制在理论空燃比附近，适当提高怠速转速，且随着发动机冷却液温度的不同，怠速的控制转速略为降低直至正常怠速。（2）中等负荷。汽车发动机大部分工作在中等负荷下，现代电控燃油供给系统一般采用闭环控制，混合气浓度始终在理论空燃比附近，使排出污染物降至最低。一、资 料 收 集 引导问题2：汽油发动机各工况对可燃混合气浓度的要求是什么？2.稳定工况（3）大负荷和全负荷。大负荷和全负荷工况下，汽车
8、需要克服较大阻力，驾驶员将加速踏板踩到底，节气门全开，要求发动机发出尽可能大的功率，因此要求提供相对稍浓的混合气。（4）加速过程。加速过程中，节气门迅速开大，转速和功率迅速提高，要求混合气量增加，电控燃油喷射系统在满足排放要求的前提下，使混合气浓度在较小范围内动态变化。（5）减速和制动过程。减速和制动过程中，汽车不需要发动机提供动力甚至还需要倒拖发动机，让发动机提供部分制动力，不需要向发动机喷油。一、资 料 收 集 引导问题3：汽油发动机可燃混合气浓度的衡量标准是怎样的？汽油发动机可燃混合气形成的时间很短，从进气行程开始到压缩行程结束只有540ms，要形成均匀的可燃混合气关键在于汽油的雾化和蒸
9、发程度。可燃混合气形成就是汽油雾化、蒸发以及与空气混合的过程，其浓度通常用空燃比或过量空气系数表示。（1）空燃比。空燃比为可燃混合气中空气质量与燃油质量之比，计作。理论上燃油完全燃烧所需要的空气质量与燃油质量之比为理论空燃比，汽油的理论空燃比为14.7。可燃混合气的空燃比小于14.7为浓混合气；空燃比大于14.7为稀混合气。（2）过量空气系数。过量空气系数为燃烧1kg燃油实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃油的化学计量空气质量之比，计作。=1的可燃混合气即为理论混合气；1的为稀混合气。要使混合气中的汽油完全燃烧，混合气必须大于1。一、资 料 收 集 引导问题3：汽油发动机可燃混合气浓度的衡量标
10、准是怎样的？（2）过量空气系数。图13-6所示为混合气浓度对汽油发动机性能的影响，通过对图13-6的分析，该汽油发动机在=1.1时，燃油消耗率最低，即经济性最好，此混合气称为经济混合气。一、资 料 收 集图13-6 混合气浓度对汽油发动机性能的影响 引导问题3：汽油发动机可燃混合气浓度的衡量标准是怎样的？（2）过量空气系数。如果混合气过稀，虽然混合气中的汽油可以保证完全燃烧，但由于过稀的混合气燃烧速度低，部分燃烧过程是在活塞向下止点移动中进行的，燃烧放出的热量转变为机械功的那部分相对较少，而通过汽缸壁面传给冷却液散失的热量增多，汽油发动机的动力性和经济性降低。当混合气=1.31.4时，燃料分子
11、之间的距离将增大到使混合气的火焰不能传播，以致发动机不能稳定运转，甚至缺火停转。此值为火焰传播下限。一、资 料 收 集 引导问题3：汽油发动机可燃混合气浓度的衡量标准是怎样的？（2）过量空气系数。当发动机的节气门全开，且转速一定的情况下，=0.88时输出的功率最大，该混合气称为功率混合气。一般=0.850.95时，混合气中的汽油分子相对较多，燃烧速度高，热损失小，其他条件相同时，汽油发动机在该浓度的混合气工作时输出功率最大。但由于空气含量不足，部分汽油不能完全燃烧，发动机经济性较差。当混合气浓度在=0.40.5时，由于严重缺氧，火焰不能传播，此值称为火焰传播上限。一、资 料 收 集 引导问题4
12、：电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？1.喷油正时控制 喷油正时就是喷油器何时开始喷油。（1）同时喷射系统正时控制。如图13-7所示，发动机工作时，ECU根据曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器输入的基准信号发出喷油指令，控制功率管导通与截止，继而控制喷油器电磁线圈电流的通断，使各缸喷油器同时喷油和停止喷油。一、资 料 收 集图13-7 同时喷射系统控制原理示意图 引导问题4：电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？1.喷油正时控制（1）同时喷射系统正时控制。曲轴每转一圈，各缸喷油器同时喷油一次，一次喷油量为发动机一次燃烧需要燃油量的1/2，喷油正时与发动机工作循环无关（表13-1）。该系统控
13、制电路和控制程序简单，通用性较好，但是各缸喷油时刻不可能最佳，已很少采用。一、资 料 收 集 引导问题4：电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？1.喷油正时控制（2）分组喷射系统正时控制。如图13-8和表13-2所示，对于分组喷射系统，将喷油器喷油分组进行控制，一般将四缸发动机分成两组，六缸发动机分成三组，八缸发动机分成四组。发动机工作时，由ECU控制各组喷油器轮流喷油。发动机每转一圈，只有一组喷油器喷油。一、资 料 收 集图13-8 分组喷射系统控制原理示意图 引导问题4：电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？1.喷油正时控制（2）分组喷射系统正时控制。一、资 料 收 集 引导问题4：电
14、控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？1.喷油正时控制（3）顺序喷射系统正时控制。如图13-9和表13-3所示，ECU根据凸轮轴位置传感器信号（G信号）、曲轴位置传感器信号（Ne信号）和发动机的做功顺序，确定各缸工作位置。当确定某缸活塞运行至排气行程上止点前某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸即开始喷油。该系统各缸喷油时刻均可设计在最佳时刻，使用较为普遍，但是控制电路和控制软件较复杂。一、资 料 收 集 引导问题4：电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？1.喷油正时控制（3）顺序喷射系统正时控制。一、资 料 收 集图13-9 顺序喷射系统控制原理示意图 引导问题4
15、：电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？2.喷油量控制（1）起动时的喷油量控制。如图13-10所示，在发动机冷起动时，发动机转速很低且波动较大，导致反映进气量的空气流量信号或进气压力信号误差较大，所以ECU不是以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷油量的依据，而是按照可编程只读存储器中预先编制的起动程序和预定空燃比控制喷油。然后根据冷却液温度传感器信号确定基本喷油量。一、资 料 收 集图13-10 冷起动喷油控制示意图 引导问题4：电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？2.喷油量控制（2）起动后的喷油量控制如图13-11所示，起动后，ECU以空气流量传感器信号或进气压力信号作为计算喷
16、油量的依据，同时结合进气温度、大气压力、氧传感器、冷却液温度等信号对喷油量进行修正，如下式所示：发动机总喷油量=基本喷油量+喷油修正量+喷油增量一、资 料 收 集图13-11 起动后喷油量示意图 引导问题4：电控燃油喷射系统是如何控制发动机喷油的？2.喷油量控制 其中基本喷油量由进气量传感器（空气流量传感器或歧管压力传感器）和曲轴位置传感器（发动机转速传感器）信号计算确定。喷油修正量由与进气量有关的进气温度、大气压力、氧传感器等传感器信号和蓄电池电压信号计算确定。喷油增量由反映发动机工况的点火开关信号、冷却液温度和节气门位置等传感器信号计算确定。一、资 料 收 集 引导问题5：如何控制发动机的
17、动力输出？发动机的动力输出主要是依靠驾驶员踩踏加速踏板来控制节气门的开度，进而控制进入发动机的空气量，ECU根据各传感器信号及进气量信号控制喷油量、喷油时刻和点火时刻。1.加速踏板 现代汽车主要采用电控加速踏板，它包括加速踏板、位置传感器和复位弹簧（图13-12）。加速踏板位置由两个加速踏板位置传感器接入发动机控制单元，这两个传感器与加速踏板一体，构成可变电阻，安装在一个壳体内。它是发动机电控系统的重要信号输入源，它直接反映驾驶员对动力的需求。系统针对不同加速踏板位置的电子特性匹配不同的数据。一、资 料 收 集 引导问题5：如何控制发动机的动力输出？1.加速踏板 一、资 料 收 集图13-12
18、 电子节气门结构 引导问题5：如何控制发动机的动力输出？1.加速踏板 电位计式节气门位置传感器的主要部分是电位计。电位计产生一个与踏板位置有关的电压。按存储在控制单元中的传感器特性线，控制单元将电压信号转换成加速踏板的位移或角度位置。电控加速踏板一般采用双线电位计，两个电信号相互校核，确保踏板信号的正确性和驾驶的安全性。如图13-13所示为某电位计式节气门位置传感器的特性线。一、资 料 收 集图13-13 某电位计式节气门位置传感器特性线 引导问题5：如何控制发动机的动力输出？2.节气门 现代汽车主要采用电子节气门控制系统，节气门位置不再通过加速踏板的拉索来控制。电子节气门组成如图13-14所
19、示。ECU通过指令使直流电动机动作来控制节气门的开度。一、资 料 收 集图13-14 电子节气门结构 引导问题5：如何控制发动机的动力输出？2.节气门 当发动机不运转且点火开关打开时，发动机控制单元根据加速踏板位置传感器输送的信号控制节气门控制器，当加速踏板踏下一半时，节气门也打开一半。当发动机运转时，发动机控制单元可不依靠加速踏板位置传感器来打开或关闭节气门。尽管加速踏板只踏下一半，节气门可能已完全打开。这样可减少节流损失，还能在一定负荷状态下减少有害物质排放和降低油耗。一、资 料 收 集 引导问题5：如何控制发动机的动力输出？2.节气门 节气门位置传感器安装在节气门轴上，与节气门联动。其功
20、用是将节气门的位置或开度转换成电信号传输给电控单元，作为电控单元判定发动机运行工况的依据。节气门位置传感器有开关型和线性输出型两种，如图13-15所示。一、资 料 收 集图13-15 节气门位置传感器 引导问题5：如何控制发动机的动力输出？2.节气门 开关型节气门位置传感器内有两个触点，分别为怠速触点和全负荷触点。与节气门同轴的接触凸轮控制两个触点的闭合或断开。当发动机在怠速时，节气门接近关闭，怠速触点闭合，这时电控单元将指令喷油器增加喷油量以加浓混合气。全负荷时，节气门全开，接触凸轮使全负荷触点闭合，这时电控单元将输出脉冲宽度最大的电脉冲，以实现全负荷加浓。线性输出型节气门位置传感器是一个线
21、性电位计，由节气门轴带动电位计的滑动触点。当节气门开度不同时，电位计输出的电压也不同，从而将节气门由全闭到全开的各种开度转换为大小不等的电压信号传输给电控单元，使其精确地判定发动机的运行工况。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？根据引导问题4中所述，基本喷油量是ECU根据进气量信号，通过与预设程序对比确定的。而进气量信号则是由空气流量传感器直接测定，也可根据进气歧管压力、进气温度和发动机转速、节气门开度等信号通过一定的计算方法得到“速度密度”的方法间接测量空气流量。1.空气流量传感器 空气流量传感器用来测量进入发动机的空气流量，并将测量的结果转换
22、为电信号传输给电控单元。空气流量传感器有多种形式，如翼片式、热线式、热膜式和涡流式等。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（1）翼片式空气流量传感器。翼片式空气流量传感器的结构如图13-16所示，在进气道上装有一个可旋转的翼片，流量传感器的另一侧则有一个与翼片同轴的电位器和复位弹簧。一、资 料 收 集图13-16 翼片式空气流量传感器的结构 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（1）翼片式空气流量传感器。当发动机怠速工作时，节气门接近关闭，只有少量空气进入发动机。流过主流道的空气推动
23、翼片偏转很小的角度，同时与翼片同轴的电位计则输出一个微弱的电压信号给电控单元，电控单元便向喷油器输出短脉冲宽度的电脉冲。这时流过旁通空气道的空气未经空气流量传感器计量，因此不影响喷油量，但却使混合气变稀，使CO的排放量减少。当发动机在高速大负荷运转时，节气门接近全开，吸入的空气量较多且全部流过主流道，空气推动翼片偏转较大的角度，电位计则输出较强的电压信号，电控单元相应地输出长脉冲宽度的电脉冲，如图13-17所示。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（1）翼片式空气流量传感器。一、资 料 收 集图13-17 翼片式空气流量传感器工
24、作原理示意图 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（2）热线式空气流量传感器。热线式空气流量传感器的结构和原理如图13-18所示。一、资 料 收 集图13-18 热线式空气流量传感器结构和原理示意图RS-精密电阻；RH-铂热线；R1、R2-桥电阻；UM-电压输出信号；RK-温度补偿电阻；IH-加热电流 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（2）热线式空气流量传感器。当空气流过热线式空气流量传感器时，铂热线（RH）向空气散热，温度降低，铂热线的电阻减小，使电桥失去平衡。这时混合电路自动增加供给铂热线的电流
25、，以使其恢复原来的温度和电阻值，直至电桥恢复平衡。流过铂热线的空气流量越大，混合电路供给铂热线的加热电流也越大，即加热电流是空气流量的单值函数。加热电流通过精密电阻产生的电压降（UM）作为电压输出信号传输给电控单元，电压降的大小即是对空气流量的度量。温度补偿电阻（RK）的阻值随进气温度的变化而变化，起到参照标准的作用，用来消除进气温度的变化对空气流量测量结果的影响。一般将铂热线通电加热到高于温度补偿电阻温度100。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（3）热膜式空气流量传感器。热膜式空气流量传感器的测量原理与热线式空气流量传感器
26、相似，利用热膜与空气之间的热传递来测量空气流量。热膜传感器是利用微硅片加工技术，将铂电阻器与隔膜叠加在一起，固定在陶瓷基底上，组成传感器内部电路，如图13-19所示。用热膜代替热线提高了空气流量传感器的可靠性和耐用性，并且热膜不会被空气中的灰尘粘附而影响精度。由于空气流对热电阻的冷却作用，为保持加热电阻RH温度恒定，通过所需的电流值可以计算出吸入空气的质量流量。由于温度不同对电阻的冷却强度也不同，需要空气温度作为修正系数。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（3）热膜式空气流量传感器。一、资 料 收 集图13-19 热膜式空气流
27、量传感器结构及工作原理示意图RK-温度补偿电阻；RH-加热电阻；R1、R2、R3-桥电阻；RS-敏感电阻；UM-测量电压；IH加热电流 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（4）光电检测涡流式空气流量传感器。光电检测涡流式空气流量传感器如图13-20所示，当进气气流流过涡流发生器时，发生器两侧就会交替产生涡流，两侧的压力就会交替发生变化。进气量越大，旋涡数量越多，压力变化频率越高。导压孔将变化的压力导到导压腔中，反光镜和张紧带就会随着压力变化而产生振动，振动频率与单位时间内产生的旋涡数量（即旋涡频率F）成正比。反光镜将LED的光束反射到光敏三极管上
28、，因为光敏三极管受到光束照射时导通，不受光束照射时截止，所以光敏三极管导通与截止的频率与旋涡频率成正比。信号处理电路将频率信号转换成方波信号输入ECU之后，ECU便可计算出进气流量的大小。发动机转速越高，吸入汽缸的进气量越大，产生涡流的频率就越高。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？1.空气流量传感器（4）光电检测涡流式空气流量传感器。一、资 料 收 集图13-20 光电检测涡流式空气流量传感器 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？2.进气管压力传感器 有些汽油喷射系统没有空气流量传感器，而是利用进气管压力传感器测量进
29、气管内的绝对压力，并以此作为电控单元计算喷油量的主要参数。发动机在一定转速下工作时，节气门开度大，进气量增大，进气管压力相应增加，进气管压力的大小反映了进气量的多少。进气管压力传感器主要有膜盒式和应变仪式。（1）膜盒式进气管压力传感器。膜盒式进气管压力传感器中有一个密封的弹性金属膜盒，内部保持真空，外部与进气管相通。当进气管压力发生变化时，膜盒或收缩或膨胀，并带动衔铁在感应线圈中移动，从而在感应线圈中产生感应电压，将此电压信号传输给电控单元用来控制喷油量。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？2.进气管压力传感器（2）应变仪式进气管压力传感器。应变
30、仪式进气管压力传感器是根据物体因承受应力变形长度发生变化使得电阻值也将随之改变的原理设计的。其主要元件是一个很薄的硅片，四周较厚，中间最薄。硅片上下两面各有一层二氧化硅薄膜。沿硅片四周有4个传感电阻。在硅片的四角各有1个金属块，通过导线与传感电阻相连。其结构和原理如图13-21所示。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？2.进气管压力传感器（2）应变仪式进气管压力传感器。一、资 料 收 集图13-21 应变仪式进气管压力传感器 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？3.进气温度传感器 进气温度传感器通常安装在空气流量传感器
31、上，用来测量进气温度，并将温度变化的信息传输给电控单元作为修正喷油量的依据之一。进气温度传感器内部是一个热敏电阻，空气温度越低，热敏电阻的阻值越大，反之亦然，如图13-22所示。一、资 料 收 集图13-22 进气温度传感器 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？4.曲轴位置传感器 曲轴位置传感器，一般安装在飞轮壳上或曲轴前端的信号轮平面上，用来检测发动机转速、曲轴转角，在相位传感器的配合下作为控制点火和喷射信号源的第一缸和各缸压缩行程上止点信号。按照工作方式分为磁电式、光电式和霍尔式等。（1）磁感应曲轴位置传感器。磁感应曲轴位置传感器由永久磁铁、线圈和铁芯等组成（图
32、13-23），直接安装在曲轴上的脉冲轮对面，脉冲轮具有60个均分的齿，但有两个齿空缺。曲轴旋转时齿尖紧挨着传感器的端部经过，铁磁材料制成的脉冲轮切割传感器中永久磁铁的磁力线，在线圈中产生感应电压。凸齿接近感应线圈时，由于感应线圈内磁通量增加感应出正电压；当凸齿离开感应线圈时，由于磁通量减少感应出负电压。即一个凸齿每转过感应线圈，便在其中产生一个交流电压信号（电脉冲信号）。该交变电压信号的幅值和频率随发动机的转速变化而变化，控制器根据交变电压的频率识别发动机转速，脉冲轮上的2个缺齿，可作为控制器识别曲轴转角位置的基准信号。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获
33、取信号的？4.曲轴位置传感器（1）磁感应曲轴位置传感器。一、资 料 收 集图13-23 磁电式转速传感器结构 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？4.曲轴位置传感器（2）光电式曲轴位置传感器。一些光电式曲轴位置传感器设置在分电器内，由发光二极管、光敏二极管和信号盘等组成（图13-24），信号盘安装在分电器轴上。两对发光二极管和光敏二极管组成信号发生器。在信号盘的边缘均匀地开有360个小细缝和6个大细缝（信号孔），信号盘随发动机转动时，发光二极管通过细缝射向光敏二极管的光线使光敏二极管导通，光线被信号盘遮断时，光敏二极管截止，由此产生脉冲信号。光电式曲轴位置传感器输出
34、矩形脉冲信号。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？4.曲轴位置传感器（2）光电式曲轴位置传感器。一、资 料 收 集图13-24 光电式曲轴位置传感器结构及信号盘 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？4.曲轴位置传感器（3）霍尔式曲轴位置传感器。霍尔式曲轴位置传感器由霍尔元件、永久磁铁和带缺口的叶片组成（图13-25）。霍尔元件是带有集成电路的半导体基片，当把霍尔元件置于磁场中并通以电流，使电流方向与磁场方向垂直。这时霍尔元件将在垂直于电流及磁场的方向产生霍尔电压。改变磁场强度可以改变霍尔电压的大小，磁场消失霍尔电压为零
35、。一、资 料 收 集图13-25 霍尔式曲轴位置传感器结构及原理示意图1-触发叶轮的叶片；2-霍尔集成块；3-永久磁铁；4-霍尔传感器；5-导板 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？4.曲轴位置传感器（3）霍尔式曲轴位置传感器。霍尔式曲轴位置传感器输出的信号是矩形脉冲（图13-26），且其信号电压的大小与发动机转速无关，低速状态下仍可获得较高的检测精度。一、资 料 收 集图13-26 霍尔式曲轴位置传感器输出波形 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？5.凸轮轴位置传感器 凸轮轴位置传感器（CPS）又称为汽缸识别传感器（CIS），为了区别于
36、曲轴位置传感器（CPS），凸轮轴位置传感器一般都用CIS表示。凸轮轴位置传感器的功用是采集配气凸轮轴的位置信号，并输入ECU，以便ECU识别汽缸1压缩上止点，从而进行顺序喷油控制、点火时刻控制和爆燃控制。此外，凸轮轴位置信号还用于发动机起动时识别出第一次点火时刻。因为凸轮轴位置传感器能够识别哪一个汽缸活塞即将到达上止点，所以称为汽缸识别传感器。凸轮轴位置传感器也称相位传感器。不同电控系统的相位传感器形式和原理也不尽相同，主要有磁电式和霍尔式，原理和波形可参考上述曲轴位置传感器。一、资 料 收 集 引导问题6：电控燃油喷射系统有哪些传感器？它们是如何获取信号的？6.冷却液温度传感器 发动机从开始
37、点火到转速达到一定稳定运转转速的过程为起动。根据发动机冷却液温度，有冷起动、暖机起动、热起动等。发动机冷却液温度传感器（图13-27）采集的冷却液温度信号是区分起动时发动机温度及状态的重要信号，同时发动机控制单元也可据此对喷油和点火进行修正。冷却液温度传感器是一个负温度系数（NTC）的热敏电阻，其电阻值随着温度上升而减小。热敏电阻装在一个铜质导热套筒内。一、资 料 收 集图13-27 冷却液温度传感器 引导问题7：如何检测汽车电路的线路故障？1.检测线路对搭铁短路1）使用数字式万用表（DMM）测量（1）关闭点火开关。（2）拆下可疑电路的电源插接器（如熔断丝、控制模块）。（3）断开电路的负载。（
38、4）将数字式万用表旋钮设置在欧姆挡，校准万用表。一、资 料 收 集图13-27 冷却液温度传感器 引导问题7：如何检测汽车电路的线路故障？1.检测线路对搭铁短路1）使用数字式万用表（DMM）测量（5）将数字式万用表的一根引线连接到待测电路一端，将数字式万用表的另一根引线连接到良好搭铁上，如果数字式万用表显示的电阻不是无穷大（OL），则电路对搭铁短路，如图13-28所示。一、资 料 收 集图13-28 导线对搭铁短路万用表测量示意图 引导问题7：如何检测汽车电路的线路故障？1.检测线路对搭铁短路2）使用测试灯测量（1）关闭点火开关。（2）拆下可疑电路的电源插接器（如熔断丝、控制模块）。（3）断开
39、负载。（4）将测试灯的一根引线连接到蓄电池正极电压上，将测试灯的另一根引线连接到待测电路的一端，如果测试灯点亮，则电路对搭铁短路，如图13-29所示。一、资 料 收 集 引导问题7：如何检测汽车电路的线路故障？1.检测线路对搭铁短路2）使用测试灯测量一、资 料 收 集图13-29 导线对搭铁短路试灯检查示意图 引导问题7：如何检测汽车电路的线路故障？1.检测线路对搭铁短路3）当熔断丝向多个负载供电时（1）查阅系统示意图并找到熔断的熔断丝。（2）断开熔断丝与各负载之间的第一个连接器或开关。（3）将数字式万用表跨接在熔断丝的两个端子上（确保熔断丝有电）。如果数字式万用表显示有电压，表明至第一个连接
40、器或开关的接线中存在短路。如果数字式万用表显示没有电压，参见下一步骤。逐个闭合连接器或开关，直到数字式万用表显示出有电压，从而找出短路的电路。一、资 料 收 集 引导问题7：如何检测汽车电路的线路故障？2.检测线路对电压短路（1）关闭点火开关。（2）拆下可疑电路的电源插接器（如熔断丝、控制模块），断开负载。（3）将数字式万用表（DMM）设置在V（DC）（直流电压）位置。（4）将数字式万用表正极引线连接到待测电路一端，将数字式万用表负极引线连接到良好搭铁上。（5）将点火开关置于ON（打开）位置，并使所有附件工作。一、资 料 收 集 引导问题7：如何检测汽车电路的线路故障？2.检测线路对电压短路（
41、6）如果电压测量值高于1V，则电路对电压短路，如图13-30所示。一、资 料 收 集图13-30 对电压短路测量示意图 引导问题7：如何检测汽车电路的线路故障？3.检测线路断路（1）拆下可疑电路的电源插接器（如熔断丝、控制模块），断开负载。（2）将数字式万用表（DMM）设置在（电阻）挡的最大量程位置。（3）将数字式万用表正极引线连接到待测电路一端，将数字式万用表负极引线连接到电路另一端。（4）如果电阻测量值为，则电路对电压断路，测量值小于2则电路不存在断路。一、资 料 收 集 引导问题8：如何调取传感器信号波形？（1）连接KT600和电源延长线，根据被测试车型的蓄电池位置选择蓄电池供电或者点烟
42、器供电，如果选择点烟器接头，请先确认点烟器是否有12V蓄电池电压。（2）将测试探头接入通道1（CH1端口），然后将测试探头上的小鳄鱼夹接蓄电池负极或搭铁，用测试探针刺入待测传感器、执行器信号线，连接方法如图13-31所示，也可采用T形线连接的方式，避免破线。注意：此方法只可测低电压信号，无法测量如点火线圈高压端点火电压波形。（3）起动发动机。（4）通过调节幅值、周期等，冻结画面，获取传感器信号波形。一、资 料 收 集 引导问题8：如何调取传感器信号波形？一、资 料 收 集图13-31 连接 引导问题9：如何检测电路中继电器故障？（1）将点火开关置于“OFF（关闭）”位置，拆下可疑的继电器。（2
43、）将数字式万用表（DMM）设置在（电阻）挡200量程位置。（3）将数字式万用表正极、负极引线连接到待测端子两端，按照表13-4依次测量中端子与端子之间的电阻值，若其中一个值不符合标准则更换继电器，图13-32是四脚继电器结构示意图。一、资 料 收 集图13-32 四脚继电器结构示意图30、85、86、87-端子编号 引导问题9：如何检测电路中继电器故障？（4）若上述测量值均正常，则在继电器端子85和12V电压之间安装一根带3A熔断丝的跨接线，在继电器端子86和搭铁之间安装一根跨接线。测试端子30和87之间的电阻是否小于2，若小于2则为正常；大于2则更换继电器，如图13-33所示。一、资 料 收
44、 集图13-33 检查继电器触点是否烧蚀或虚接30、85、86、87-端子编号 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？1.燃油压力检测1）作业前准备（1）打开发动机舱盖。（2）安装翼子板布和前格栅布。一、资 料 收 集 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？1.燃油压力检测2）连接燃油压力表（1）将燃油压力测试头保护盖从测试接头上拆下（图13-34）。一、资 料 收 集图13-34 燃油压力测试头保护盖位置 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？1.燃油压力检测2）连接燃油压力表（2）将燃油压力表连接至测试接头（图13-35）。一、资 料 收 集图13-35 连接燃油压力表 引导问题10
45、：如何检修燃油供给系统故障？1.燃油压力检测3）燃油压力检查（1）起动发动机。（2）怠速时放出压力测试仪中的空气。（3）将流出的燃油收集到合适的容器中。（4）从压力表上读取燃油压力（图13-36）。标称值380kPa。一、资 料 收 集图13-36 读取燃油压力数值 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？1.燃油压力检测4）拆卸燃油压力表（1）关闭发动机。（2）卸去燃油压力测试仪处的燃油压力（图13-37），并将流出的燃油收集到合适的容器中。一、资 料 收 集图13-37 卸去燃油压力 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？1.燃油压力检测4）拆卸燃油压力表（3）将燃油压力测试仪从测试连接
46、处断开。（4）将燃油压力测试头保护盖安装到测试接头上。（5）关闭发动机舱盖。若燃油压力正常则说明喷油器前端工作正常，则需检查喷油器及喷油器控制电路；若燃油压力不正常则需要排除喷油器前端故障，主要检查油泵总成、油泵控制电路和燃油滤清器等。一、资 料 收 集 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？2.喷油器故障检修 电路检查如图13-38所示，发动机控制模块（ECM）向喷油器提供点火电压，使每个汽缸获得合适的喷油器脉冲。发动机控制模块通过用一个被称为驱动器的固态装置使控制电路搭铁，来控制各喷油器。若发动机能起动则可检查Q17喷油器的插接器12号端子之间是否有喷油信号，然后检查喷油器是否存在故障；
47、若发动机无法起动，则需检查T8点火线圈供电、搭铁和驱动器是否正常，这里仅介绍前一种情况。一、资 料 收 集 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？2.喷油器故障检修 一、资 料 收 集图13-38 喷油点火电路 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？2.喷油器故障检修（1）关闭点火开关。（2）拔出Q17A喷油器插接器，使用试灯连接插接器12号两端子。（3）打开点火开关并起动，观察试灯是否闪烁，若闪烁则该喷油器信号及供电正常。（4）连接Q17A喷油器插接器，依次测量Q17B/C/D3个喷油器信号是否正常。（5）若不正常则可判断喷油器故障，更换对应喷油器即可。一、资 料 收 集 引导问题10：
48、如何检修燃油供给系统故障？3.喷油器前端故障检修 喷油器前端指从油箱至喷油器的油路和电路（图13-39），该部分故障可通过以下步骤排除。一、资 料 收 集图13-39 油泵电路 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？3.喷油器前端故障检修1）电路检测 对于线路检查，可采用从某个线路中间元件整段测量开始，便于快速锁定故障线路，具体检测方法如下。（1）打开点火开关。（2）测量燃油泵继电器KR23A座87脚和85脚是否存在12V电压，若有则进行下一步，若无则检查87脚至KR73点火主继电器之间的线路是否存在断路和对搭铁短路、KR73本身和KR73上端电路；85脚至K20发动机控制模块X1-2脚之间
49、是否存在断路和对搭铁短路。注意：在拔插发动机控制模块插头时必须先断开蓄电池负极。一、资 料 收 集 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？3.喷油器前端故障检修1）电路检测（3）关闭点火开关。（4）测量燃油泵继电器KR23A座30至搭铁点G402、燃油泵继电器KR23A座86脚至搭铁点G110之间的线路是否存在断路、短路，若存在需要分段进行进一步检查，确认故障线路。参照本任务中的引导问题8中方法检查燃油泵继电器KR23A。一、资 料 收 集 引导问题10：如何检修燃油供给系统故障？3.喷油器前端故障检修2）油泵总成检查 采用20A跨接线将燃油泵X401-1端至蓄电池正极连接，观察燃油泵是否正
50、常工作，使用燃油压力表检查燃油压力是否达到标准值，若不能正常工作或能工作但燃油压力不能达到正常值则更换燃油泵总成。3）燃油滤清器检查及更换 若上述电路和燃油泵总成均正常工作，则更换燃油滤清器，具体方法见项目二的学习任务7。一、资 料 收 集 引导问题11：如何检修各传感器故障？1.曲轴位置传感器（以霍尔式为例）科鲁兹轿车1.6L LLU发动机曲轴位置传感器通过检测曲轴上58齿磁阻轮的齿槽磁通量变化进而生成霍尔电压，经过电路翻转放大，作为转速信号输出。曲轴每转动一圈输出58个脉冲，输出信号的频率取决于曲轴的转速。发动机控制模块使用每个曲轴位置信号脉冲以确定曲轴转速，并对磁阻轮参考间隙进行解码，以
