项目六辅助控制系统故障诊断与检修

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1、授课教师 课程名称 汽车发动机电控系统故障 诊断与检修 项目六 辅助控制系统故障诊断与检修 项目 汽车发动机电控系统故障诊断与检修 六 项目描述 一辆车由于辅助控制系统工作不良导致 发动机性能故障 需对辅助控制系统各元件 及控制电路进行检查 确定故障部位 并维 修或更换 学习重点 重点知识学习方法 燃油蒸发排放系统的故障诊断与检修 可变配气相位控制系统的故障诊 断与检修 可变进气系统的故障诊断与检修 教学做一体 任 务 我们的目标是 任务准备中 燃油蒸发排放控制系统 的故障诊断与检修 一 能准确讲述蒸发排放吹洗电磁阀的作用 能准确燃油蒸发排放系 统的作用及类型 结合原理图能准确叙述废气再循环闭

2、环控制系 统的工作原理 科鲁兹轿车 一辆2013款1 6自动挡科鲁兹轿车 发动机指示灯点亮 对故障车进行检测 发现蒸发排放吹洗电磁阀故障 经维修处 理后 车辆运行正常 一 燃油蒸发排放系统的作用 汽车上排放的HC有20 来自于汽油蒸发 如图所示 燃油蒸发排放系统简称为EVAP系统 其功能是收集汽油 箱和浮子室 化油器式汽油机 内蒸发的汽油蒸气 并将 汽油蒸气送入进气歧管 与正常混合气混合后进入气缸参 加燃烧 从而防止汽油蒸气直接排入大气而造成污染 汽 油蒸气应在发动机处于闭环控制时导入燃烧室燃烧 只有 在闭环控制时才能对因额外蒸气作用导致混合气变浓的情 况下调节喷油量 同时 还必须根据发动机工

3、况 控制导 入气缸内参加燃烧的汽油蒸气量 EVAP系统不正确的操 作会造成因混合气浓而出现驱动性下降 怠速不稳或排放 不合格等问题 知识 储备 二 燃油蒸发排放 EVAP 系统的组成 燃油蒸发排放 EVAP 系统的组成和构 造 随汽车制造厂和生产年代的不同而不同 早期的燃油蒸发排放 EVAP 系统多是利用 真空进行控制 而现在基本上都采用发动机控 制模块进行控制 目前常见到的比较简单的燃 油蒸发控制系统如图所示 它主要由燃油箱 活性碳罐 有的吸附罐 碳罐控制电磁阀和 发动机控制模块等组成 能够提供比较精确的 蒸发流量的控制 知识 储备 二 燃油蒸发排放 EVAP 系统的组成 活性碳罐是燃油蒸发

4、系统中贮存蒸气的部件 如图所示 活性碳罐的下部与大气相通 上部有接头与油箱和进气歧管相连 用于收集和清除燃油蒸气 中间是活性碳颗粒 它具 有极强的吸附燃油分子的作用 燃油箱内的燃油蒸气 HC 经油箱管道进入活性碳罐后 蒸气中的燃油分子被吸附在活性碳颗粒表面 活性碳罐有一个出口 经软管与发动机进 气歧管相通 软管的中部设一个活性碳罐电磁阀 常闭 以控制管路的通断 当发动机 运转时 如果发动机控制模块控制活性碳罐电磁阀开启 则在进气歧管真空吸力的作用下 空气从活性碳罐底部进入 经过活性碳至上方出口 再经软管进入发动机进气管 吸附 在活性碳表面的燃油分子又重新脱附 随新鲜空气一起被吸入发动机气缸燃烧

5、 这一过程 一方面是燃油得到充分利用 另一方面也使活性碳罐内的活性碳保持良好的吸附燃油分子 的能力 而不会因使用太久而失效 当活性碳罐电磁阀关闭时 燃油蒸气贮存在活性碳罐 中 知识 储备 二 燃油蒸发排放 EVAP 系统的组成 知识 储备 三 燃油蒸发控制 EVAP 系统的控制 在装有EVAP控制系统的汽车上 汽油箱盖上只 有真空阀 而不设蒸气放出阀 对EVAP系统的监测 是OBD 系统进行排放监测的重要组成部分 EVAP 控制系统有两种类型 非加强型EVAP系统和加强型 EVAP系统 1 非加强型EVAP系统 该系统用在1999年以 前设计的具有随车诊断系统的车型上 它只能监测 是否净化 不

6、能监测EVAP系统是否出现泄漏 典型 的非加强型EVAP系统主要由下列元件组成 EVAP 排放压力控制阀 活性碳罐 诊断开关 EVAP净化 电磁阀 如图所示 知识 储备 三 燃油蒸发控制 EVAP 系统的控制 2 加强型EVAP系统 加强型EVAP系统既能监测净化量 又能监测EVAP系统蒸气 泄漏情况 与非加强型EVAP系统相比 加强型EVAP系统增添了燃油箱蒸气压力传感器 通风电磁阀和旁通电磁阀 部分配置 如图所示 知识 储备 三 燃油蒸发控制 EVAP 系统的控制 蒸汽压力传感器用于检测燃油箱气体压力与外界大气压力之差 采用该传感器可监测 到0 020mm直径的孔洞造成的泄漏 正常情况下信

7、号电压为2 4 2 8V 净化电磁阀 VSV 安装在活性炭罐和进气岐管之间 当发动机ECU接收到转速 进气温度 冷却液温度 进气量和氧传感器等信号后 来控制净化VSV的打开和关闭 以实施对整个系统燃油蒸汽 的流动进行控制 净化VSV是占空比式的 能迅速开启和关闭 以便准确地控制燃油蒸汽 返回进气歧管的净化量 通风电磁阀安装在活性炭罐的新鲜空气进入通道中 当其关闭时 可保证EVAP系统的密封性 旁通电磁阀安装在燃油箱和活性炭罐之间 代替了原来的三 通阀 在对EVAP系统的监测过程中起作用 知识 储备 一 填空题 1 燃油蒸发排放 EVAP 系统主要由 和发动 机控制模块等组成 2 燃油蒸发控制

8、EVAP 系统有两种类型 EVAP系统和 EVAP系 统 3 加强型EVAP系统既能监测 又能监测 与非加强型EVAP系统相 比 加强型EVAP系统增添了 和旁通电磁阀 部分配置 4 蒸汽压力传感器用于检测 与 之差 5 净化电磁阀 VSV 安装在 和 之间 课后 测评 二 简答题 1 燃油蒸发排放系统的作用 2 废气再循环的作用 课后 测评 任 务 我们的目标是 任务准备中 可变配气相位控制系统 的故障诊断与检修 二 能准确讲述凸轮轴位置执行器电磁阀的作用 能准确讲述智能可变 气门正时系统和智能可变气门升程系统的组成 智能可变气门升程 系统的工作原理 科鲁兹轿车 一辆2013款1 6自动挡科

9、鲁兹轿车 发动机指示灯点亮 对故障车进行检测 发现凸轮轴位置执行器电磁阀故障 经维 修处理后 车辆运行正常 一 可变气门正时 VVT 一般发动机进排气门的气门正时 在任何转速与负荷时 都是在固定位置开闭的 这种固 定不变的正时很难兼顾到发动机不同转速的工作需求 采用可变气门正时 VVT 技术 改善 了发动机在低 中转速下的扭矩输出 大大增强驾驶的操纵灵活性 发动机的转速也能够设计 得更高 可变气门正时 VVT 技术又可分为连续可变气门正时技术和非连续可变气门正时技术两 大类 非连续可变气门正时是一种比较简单的可变正时技术 通常仅仅有两个相位或者三个相 位可调 而连续可变气门正时技术则可在一定转

10、角范围内 根据发动机转速不同连续线性可 调 在单可变气门正时 VVT 技术的基础上 各车厂又提出双可变气门正时 VVT 技术 分别控制发动机的进气系统和排气系统 目前丰田的卡罗拉 皇冠 锐志等车型均采用此技 术 知识 储备 一 可变气门正时 VVT ECU根据发动机转速和负荷等传感器信号来控制凸轮轴调整机构的机油压力 从而改 变进 排气门的开启和关闭时刻 这样的系统称为智能可变气门正时 VVT i 系统 如图 所示 知识 储备 一 可变气门正时 VVT 1 智能可变气门正时 VVT i 系统的组成 1 VVT i控制器 VVT i控制器由一个由定时 链条驱动的外壳和固定在凸轮轴上叶片组成 由来

11、 自进气凸轮轴提前或者延迟侧的通道转送的油压使 得VVT i控制器的叶片沿圆周方向旋转 从而连续 不断地改变进气气门正时 当发动机停止时 进气 凸轮轴被调整 移动 到最大延迟状态以维持启动 性能 在发动机启动后 油压并未立即传到VVT i 控制器时 锁销便锁定VVT i控制器的作动机械部 以防撞击产生噪声 如图所示 知识 储备 一 可变气门正时 VVT 2 凸轮轴正时机油控制阀 凸轮轴正时机油控制阀是顺应于发动机ECU的占空控制 而控制滑阀位置和分配用于VVT i控制器流到提前侧或延迟侧的油压 发动机停止时 进气 气门正时是在最大延迟角度上 如图所示 知识 储备 一 可变气门正时 VVT 2

12、智能可变气门正时 VVT i 系统的工作原理 凸轮轴正时机油控制阀是根据发动机ECU输出的 电流量 来选择流向VVT i控制器的通道 VVT i控制 器应用油压使进气凸轮轴旋转到提前 延迟或保持气 门正时所该当位置 发动机ECU根据发动机转速 进 气量 节气门位置和冷却液温度来计算出各种运行条 件下的最佳气门正时 以便控制凸轮轴正时机油控制 阀此外 发动机ECU使用凸轮轴位置传感器和曲轴位 置传感器传出的信号用来计算实际气门正时 并进行 反馈控制以达到阀的目标气门正时 如图所示 知识 储备 一 可变气门正时 VVT 1 正时提前 由发动机ECU所控制的凸轮轴正时机油控制阀的所放置的位置 如图所

13、 示的说明状态时 油压作用于气门正时提前侧的叶片室 使进气凸轮轴向气门正时的提前方 向旋转 知识 储备 一 可变气门正时 VVT 2 气门延迟 由发动机ECU所控制的凸轮轴正时机油控制阀的所放置的位置 如图所 示的说明状态时 油压作用于气门正时延迟侧的叶片室 使进气凸轮轴向气门正时的延迟方 向旋转 知识 储备 一 可变气门正时 VVT 3 气门保持 发动机ECU根据具体的运作参数进行处理 并计算出目标气门正时角度 当达到目标气门正时以后 凸轮轴正时机油控阀通过关闭油道来保持油压 如图所示的说 明状态 是保持现在的气门正时的状态 知识 储备 二 可变气门升程 可变气门正时系统只改变气门打开的时机

14、 却不能显著改变进气量 因此它对动力的提 升帮助不大 而采用可变气门升程技术控制的发动机 气门升程能随发动机转速的改变而改 变 在高转速时 采用长升程来提高进气效率 让发动机的呼吸更顺畅 在低转速时 采用 短升程 能产生更大的进气负压及更多的涡流 让空气和燃油充分混合 因而提高低转速时 的动力输出 VVTL i系统以VVT i系统为基础并应用了凸轮转换机构来改变进气和排气气门的升程 这就使在不影响燃油经济性和排放性能的前提下 而实现得到高动力性 知识 储备 二 可变气门升程 一 可变气门正时 VVT VVTL i装置的基本构造及运作和VVT i系统相同 但还采用了能转换两个不同升程量的 凸轮装

15、置 用于改变气门的升程量 至于凸轮转换机构 发动机ECU依据水温传感器和曲轴 位置传感器的传来信号 作为参数进行处理 并利用机油控制阀 用于VVTL 在两个凸轮 之间进行转换控制 如图所示 知识 储备 二 可变气门升程 1 智能可变气门升程 VVTL i 系统的组成 VVTL i 系统的构造部件和VVT i系统的接 近相同 VVTL i系统的特殊部件是用于VVTL机油控制阀 凸轮轴和摇臂 1 用于VVTL的机油控制阀 VVTL的机油控制阀在发动机ECU控制下 利用对滑阀位 置控制 来实施对凸轮转换机构的高速凸轮侧的油压进行控制操作的 如图所示 知识 储备 二 可变气门升程 2 凸轮轴和摇臂 为

16、改变气门的升程量 凸轮轴上有两种类型的凸轮 每个气缸都 有低 中速用凸轮和高速用凸轮 凸轮转换机构是由气门和凸轮之间的摇臂所构成 来自 VVTL的机油控制阀的油压传送到摇臂的油孔并使锁销推到垫块的下方 这样垫块被固定并 和高速凸轮衍接 当失去油压作用时 锁销被弹簧力而送回 使垫块处于自由状态 这使得 垫块能在垂直方向自由移动 从而使高速用凸轮失效 如图所示 知识 储备 二 可变气门升程 2 智能可变气门升程 VVTL i 系统的工作原理 1 发动机低 中速运转时 发动机转速 低于6000rpm 如左图所示 机油控制阀 打开回油口 所以 油压不能作用在凸轮的转换机构上 这时如右图所示 油压没有作用在 锁销上 因此 弹簧将锁销推到未锁定方向 在这种情况下 垫块丧失互顶作用 所以 这 时由低 中速用凸轮提升气门 知识 储备 二 可变气门升程 2 发动机高速运转时 发动机转速 超过6000rpm 冷却液温度 高于60 如左图所 示 机油控制阀关闭回油口 以使油压作用于凸轮转换机构的高速用凸轮上 这时如右图所示 在摇臂内部 油压将锁销推到垫块的下方 以使垫块作用于摇臂 所以 在低 中速用凸轮推