情境十二 电喷汽油机电子控制系统故障的检修电子课件

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1、朝阳工程技术学校 汽车发动机构造与维修 情境十二 知识目标能力目标 能对电喷汽油机电子控 制系统主要部件进行检 测 能对电喷汽油机电子控 制系统故障进行诊断与 排除 掌握电喷汽油机电子控制 系统的组成 建议学时（理论6学时、实训4学时） 掌握传感器、电控单元、和 执行器的结构和工作原理 任务2 传感器 任务3 控制器 情境十二 电喷汽油机电子控制系统故障的检修 任务1 电子控制系统概述 任务4 执行器 任务5 车载自诊断系统 情境引入 任务1 电子控制系统概述 发动机电控系统的组成： 1、典型的发动机电子控制系统由传感器、执行器 、电控单元及相应的线束组成。 2、传感器收集发动机运行的各种信息

2、参数传给电 控单元，电控单元经过计算，分析和处理后发出 控制指令给各执行器，执行器进行相应的动作控 制发动机的工作。 3、原理图见图 电控单元（ECU或PCM） ECU是一种电子综合控制装置，他所具备的基本 功能有： 1、给传感器提供参考电压：5V、8V、12V等几种电压。 2、接受信息：接受传感器的信号，将输入信息转变为微机 所能接受的信号。 3、存储信息：存储该车型的特征参数，存储运算中的数据 ，存储故障信息。 4、运算分析：计算输出值，根据信息参数求出执行命令数 值，将输入输出信息与标准值对比，检查出故障。 5、输出执行命令：把弱信号变为强信号的执行命令，输出 故障信息。 任务2 传感器

3、 所有传感器都属于两种类型：参考电压型 或产生电压型。 参考电压型传感器通过改变或控制预设的固定电 压信号向电控单元输入信号(通常参考电压由电 控单元精确提供给传感器)。 产生电压型的传感器自身能够产生电压信号传输 给点电控单元。如磁脉冲发生器、爆震传感器、 霍尔传感器、氧传感器等。 AFM= Air Flow Meter 【作用】在L型电控燃油喷射系统 中，空气流量计用于将单位之间内 进入发动机的进气量转换成电信号 ，并将信号输入ECU。 【安装位置】空气滤清器与节气门 体之间。 【分类】按测量原理分 翼片式空气流量传感器 量芯式空气流量传感器 涡流式空气流量传感器 热丝式与热膜式空气流量传

4、感器 一、空气流量传感器 【组成】测量板、补偿板、回位弹簧、电位计 、旁通气道。此外还包括怠速调整螺钉、油泵 开关及进气温度传感器等。 【信号类型】电压信号 1、翼片式空气流量传感器 结 构 工作原理 空气通过空气流量计测量板打开一个角度 与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动 的角度将进气量转换成电压信号VS送给ECU 内部电路 进气量电压信号 个别车型也有电压信号降低的。 外部电路及其检测 检修： 拆开线束连接器，在 空气流量计一侧测量 相应端子之间（VC与 E2、VS与E2、THA与 E2）的电阻应符合原 车标准，否则应更换 空气流量计。 检查电源电压和信号 电压，以确定空气流 量计是否

5、正常。 空气流量计 发动机ECU 凌志ES300空气流量计电路 3、量芯式空气流量传感器 量芯式空气流量传感器的结构与翼片式 流量传感器相似，如图所示，主要由量芯、电位 计、进气温度传感器和线束插座等组成。检测部 件是一个椭圆球体型量芯，按装在进气道内并可 沿进气道移动，即用量芯代替了翼片总成。电位 计滑壁的一端与量芯连接，另一端设有滑动触电 ，量芯移动时，触点可在印刷电路板的镀膜电阻 上滑动。量芯式传感器没有设制旁通进气道和怠 速混合气调整螺钉，怠速时的混合气浓度由ECU 根据氧传感器输入的信号进行调节。量芯式空气 流量传感器的测量原理与翼片式传感器相似，如 图所示。 量芯式空气流量传感器的

6、结构 a）外形图 b）内部结构 量芯式空气流量传感器原理电路 4、涡流式空气流量传感器 涡流式空气流量传感器是根据卡尔曼涡 流理论，利用超声波或光电信号通过检测漩涡频 率来测量空气流量的一种传感器。 在气流通道中放一个柱体，气体通过时在柱 体后产生许多涡旋。 按其检测方式，分为光电检测涡流 式和超声波检测涡流式两种类型。 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 超声波检测涡流式空气流量传感器 超声波检测涡流式空气流量传感器 超声波检测式空气流量传感器电路及 其检测 【信号类型】频率信号 进气量输出信号频率， 信号的占空比也发生相应的变 化。 检测： 用吹风机模拟进气，测量在

7、不 同进气量条件下，传感器的输 出信号的频率，看传感器的信 号输出频率是否满足要求。 点火开关转至ON位置，检测VC 与E2间电压应为5V，KS与E2间 电压应为24V。 空气流量计 ECU 凌志LS400空气流量计电路 【分类】按测量元件形式分：热丝式和热膜式。 热线式空气流量计按测量位置分：主流测 量方式、旁通测量方式。 热丝式：测量元件为铂丝热线，热线缠绕在陶瓷管上 ； 热膜式：测量元件镀在陶瓷片上，称为热膜； 主流测量式：将热线电阻安装在主进气道中； 旁通测量式：将热线安装在旁通气道中。 【信号类型】电压信号，也有频率信号 进气量信号电压 进气量信号频率 5、热丝式与热膜式空气流量传感

8、器 主流测量方式热丝式空气流量传感器 旁通测量方式热丝式空气流量传感器 热丝式空气流量计电路及其检测 热线式空气流量计都有自洁功能：发动机转速超过1500r/min，关闭 点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到1000以上 并保持约1s，使附在热线上的粉尘烧掉。 检修（检查相应端子之间的电压）： 点火开关接通时，电源端子与搭铁端子之间电压应为蓄电池电压 。 信号端子与搭铁端子之间的电压，发动机不工作时为24V，发动 机工作时为1.01.5V。 空 气 流 量 计 ECCS 热膜式空气流量传感器 曲轴位置传感器的功用与类型 光电式曲轴与凸轮轴位置传感器 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器

9、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器 差动霍尔式曲轴位置传感器 二 、曲轴与凸轮轴位置传感器 【功用】凸轮轴位置传感器CMPS（=Camshaft Position Sensor）：又 称为上止点传感器、霍尔传感器等。用于给ECU提供曲轴转角基准位置 （第一缸压缩上止点）信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号 。 曲轴位置传感器CKPS（=Crankshaft Position Sensor ）：又称转速传感器，检测曲轴转角位移，给ECU提供发动机转 速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射和点火控制的主控信号。 【安装位置】曲轴、凸轮轴、飞轮或分电器处。两传感器有安装在一起 的，也有分开安装的 【分类

10、】光电式、磁感应式、霍尔式和差动霍尔式。 1、曲轴与凸轮轴位置位置传感器的功用与类型 【信号类型】频率信号 发动机转速信号频率信号振 幅不变 2、光电式曲轴与凸轮轴位置传感器 光电式曲轴与凸轮轴位置传感器电路及 其检测 检测： 点火开关转至ON位，检测电脑侧1和2端子间电压 为12V，给传感器施加12V电压，正在信号输出端子3和4 与1之间接上电流表，转动转子一圈，两个电流表应分别 摆动1次和4次，电流应约为1mA。 光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路 曲轴曲轴 位置位置 传感传感 器器 ECUECU 感应线圈 正时转子 磁铁(永久磁铁) NS NS NS 磁铁信号转子 A B C 通过线圈 的

11、磁通量 点火信号 产生电压 秃顶 交流波形 【信号类型】频率信号 发动机转速信号频率信号振幅 3、磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：丰 田车 Ne信号：检测曲轴转角位置 及发动机转速的信号。 G信号：用于辨别气缸及检 测活塞上止点位置。 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器电路 及其检测 检测： 检查感应线圈的电 阻，冷态下的G1和G2感 应线圈电阻应为125 200，Ne感应线圈电阻 应为155250。 电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器电路 传感器 ECU G1,G2转子 Ne转子 磁铁 720 360 基准信号 HZ/转 角度信号 24HZ/转 第四缸 BTDC7 第一

12、缸 BTDC7 3030 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：大 众车 磁感应式曲轴与凸轮轴位置传感器：本 田车 信号轮 4、霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器 霍尔式曲轴与凸轮轴位置传感器电路及 其检测 【信号类型】频率信号 发动机转速信号频率 信号振幅不变 检测 点火开关转至ON位。 检测A、C之间的电压应为8V。 B、C间输出的信号电压应为5V到 0V交替变化。 霍尔式传感器电路 同步信号 电源 搭铁 传传 感感 器器 ECUECU 5、差动霍尔式曲轴位置传感器 差动霍尔式传感器又称为双霍尔式传感器，如图 a)所示，有带凸轮轴的信号转子和霍尔式信号发生器组成 。 根据霍尔式传感器的工作原理，当发动

13、机 飞轮上的齿缺与凸齿转过差动霍尔两个探头时，齿缺或凸 齿与霍尔探头之间的气隙就会发生变化，磁通量随之变化 ，在传感器的霍尔元件中就会发生交变电压信号，如图b ）所示，其输出电压由两个霍尔信号电压叠加而成。其突 出优点是信号转子便于安装。在汽车上，一般将凸齿转子 设装在发动机曲轴上或将发动机飞轮作为传感器的信号转 子。 差动霍尔式传感器结构原理 a）基本结构 b）输出波形 【作用】在D型电控燃油喷射系统中，由进气管 绝对压力传感器测量进气管压力，并将信号输 入ECU，作为燃油喷射和点火控制的主控制信号 。 【安装位置】靠近进气歧管的发动机室内。 【分类】按其检测原理分压敏电阻式、电容式 等。

14、【信号类型】压敏电阻式为电压信号，电容式 的为频率信号。 三、 压力传感器 进气管绝对压力传感器：压敏电阻式 构造 进气歧管压力输出电压 怠速运转时约1.25V，节气门全开 时约5V。 进气管绝对压力传感器电路及其检测 ECU通过VCC端子给传感器提供 标准5V电压，传感器信号经端 子PIM输送给ECU，E2为搭铁端 子。 检测： 点火开关转至ON位，测量 VCC与E2之间电压应为5V。 拆下传感器连接真空软管， 用手动真空枪给传感器施加 真空度，PIM与E2之间电压 应随真空度增加而下降。 皇冠3.0轿车IMAPS电路 ECU 进气管 绝对压 力传感 器 进气压力（MPa） PIM输出电压（

15、V） 0.020.10 1 3 TPS=Throttle Position Sensor 【作用】检测节气门的开度及开度变 化，此信号输入ECU，控制燃油喷射 及其他辅助控制。 【安装位置】在节气门轴上。 【分类】开关式、线性式 【信号类型】电压 节气门开度增大，信号电压升高 。 四、 节气门位置传感器 线性式节气门位置传感器 检修： 检查输出信号电压，节气门 全关时应约为0.5V，随节气 门开度增大输出信号电压增 加，节气门全开时应约为 5V。 氧传感器是排气氧传感器EGO（ Exhaust Gas Oxygen Sensor）的简称，其 功用是通过监测排气中氧离子的含量获得 混合气的空燃比信号，并将该信号转变为 电信号输入ECU。ECU根据氧传感器信号， 对喷油时间进行修正，实现空燃比反馈控 制（闭环控制），从而将过量空气系数（ ）控制在0.98-1.02之间的范围内（空燃 比A/F约为14.7），使发动机得到最佳浓度 的混合气，从而达到降