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1、 1 / 31皇冠 3.0 发动机电子燃油喷射系统的检修摘要： 丰田皇冠3.0轿车装用2JZ-GE型发动机,采用的是压感式电子控制燃油喷射系统(EFI), 本文详细介绍该系统主要部件的检修步骤。关键字：电子控制燃油喷射系统；主继电器；传感器；检修 Abstract: The pressure-sensitive electronic control fuel injection system is 2JZ-GE engine on TOYOTA CROWN 3.0. The inspecting process of its main components is introduced in d
2、etail here. Keyword: electronic fuel injection system; main relay; sensor; inspection2 / 31皇冠 3.0 发动机电子燃油喷射系统的检修1 电子燃油喷射系统简介1.1 电控汽油喷射系统的发展历程1934 年德国研制成功第一架装用汽油喷射发动机的军用战斗机。第二世界大战后期，美国开始采用机械式喷射泵向气缸内直接喷射汽油的供油方式。1952 年，曾用于二战德军飞机的机械式汽油喷射技术被应用于轿车，德国戴姆乐-奔驰(Daimler-Benz)300L 型赛车装用了德国博士(Bosch)公司生产的第一台机械式汽油喷
3、射装置。它采用气动式混合气调节器控制空燃比，向气缸直接喷射。1957 年，美国本迪克斯(Bendix)公司的电子控制汽油喷射系统问世，并首次装于克莱斯勒(Chrysler)豪华型轿车和赛车上。由于汽油喷射系统比起化油器来，计量更精确、雾化燃油更精细、控制发动机工作更为灵敏，因此，在经济性、排放性、动力性上表现出明显的优势。人们的注意力越来越集中在汽油喷射系统上。1967 年，德国博世公司研制成功 K-Jetronic机械式汽油喷射系统，并进而成功开发增加了电子控制系统的 KE-Jetronic 机电结合式汽油喷射系统，使该技术得到了进一步的发展。1967 年，德国博世公司率先开发出一套 D-J
4、etronic 全电子汽油喷射系统并应用于汽车上，于 20 世纪 70 年代首次批量生产，在当时率先达到了美国加利福尼亚州废气排放法规的要求，开创了汽油喷射系统的电子控制的新时代。D 型喷射系统在汽车发动机工况发生急剧变化时，控制效果并不理想。1973 年，在 D 型汽油喷射系统的基础上，博士公司开发了质量流量控制的L-Jetronic 型电控汽油喷射系统。之后，L 型电控汽油喷射系统又进一步发展成为 L-Jetronic 系统，后者既可精确测量进气质量，补偿大气压力，又可降低温度变化的影响，而且进气阻力进一步减小，使响应速度更快，性能更加卓越。1979 年，德国博世公司开始生产集电子点火和电
5、控汽油喷射于一体的Motronic 数字式发动机综合控制系统，它能对空燃比、点火时刻、怠速转速和3 / 31废气再循环等方面进行综合控制。为了降低汽油喷射系统的价格，从而进一步推广电控汽油喷射系统，1980年，美国通用(GM)公司首先研制成功一种结构简单价格低廉的节流阀体喷射(TBI)系统，它开创了数字式计算机发动机控制的新时代。TBI 系统是一种低压燃油喷射系统，它控制精确，结构简单，是一种成本效益较好的供油装置。随着排放法规的不断完善，使这种物美价廉的系统大有完全取代传统式化油器的趋势。1983 年，德国博世公司也推出了自己的单点汽油喷射系统,即Mono-Jetronic 系统。1.2 电
6、控汽油喷射系统的功用现代汽车发动机电子控制燃油喷射系统 EFI（Electronic Fuel Injection）简称电控燃油喷射系统，它的主要功能是控制汽油喷射、电子点火、怠速、排放、进气增压、发电机负荷、巡航、警告指示、自我诊断与报警、安全保险、备用功能。1.2.1 电子汽油喷射（EFI）控制1.2.1.1 喷油量控制电子控制单元（ECU）把发动机的转速和负荷信号作为主要控制信号，以确定喷油脉冲宽度（即基本喷油量） ，并根据其他信号加以修正，如冷却液温度信号等，最后确定总喷油量。1.2.1.2 喷油正时控制当发动机采用多点顺序燃油喷射系统时，ECU 除了控制喷油量以外，还要根据发动机的各
7、缸点火顺序，将喷油时间控制在最佳时刻，以使汽油充分燃烧。1.2.1.3 断油控制减速断油控制：汽车在正常行驶中，驾驶员突然放松加速踏板时，ECU 将自动切断燃油喷射控制电路，使燃油喷射中断，目的是降低减速时 HC 和 CO 的排放量，而当发动机转速下降至临界转速时，又能自动恢复供油。1.2.1.4 燃油泵控制当打开点火开关后，ECU 将使燃油泵工作 23S，用于建立必需的油压。若4 / 31此时发动机不起动，ECU 将会切断电动燃油泵控制电路，使燃油泵停止工作。在发动机起动和运转过程中，ECU 控制燃油泵保持正常运转。1.2.2 电子点火（ESA）控制1.2.2.1 点火提前角的控制在 ECU
8、 的存储器中存储着发动机在各种工况下最理想的点火提前角。发动机运转时，ECU 根据发动机的转速和负荷信号确定基本点火提前角，并根据其他信号进行修正，最后确定点火提前角。然后，向电子点火控制器输出点火信号，以控制点火系统的工作。1.2.2.2 通电时间（闭合角）与恒流控制点火线圈初级电路在断开时需要保证足够大的断开电流，以使次级线圈产生足够高的次级电压。与此同时，为防止通电时间过长而使点火线圈过热损坏，ECU 根据蓄电池电压及发动机转速信号等，控制点火线圈初级电路的通电时间。在现代汽车高能点火系统电路中，还增加了恒流控制电路，使初级电流在极短时间内迅速增长到额定值，减少转速对次级电压的影响，改善
9、点火特性。1.2.2.3 爆震控制当 ECU 接收到爆震传感器输入的电信号后，ECU 对该信号进行处理并判断是否即将产生爆震，当检测到爆震信号后，ECU 立即推迟发动机点火提前角，采用反馈控制方式避免爆震产生。1.2.3 怠速控制（ISC）发动机在汽车制动、空调压缩机工作、变速器挂入档位，或发动机负荷加大等不同的怠速工况下，由 ECU 控制怠速控制阀，使发动机处在最佳怠速稳定转速下运转。1.2.4 排放控制1.2.4.1 废气再循环(EGR)控制当发动机的废气排放温度达到一定值时，ECU 根据发动机的转速和负荷，控制 EGR 阀的开启动作，使一定数量的废气进行再循环燃烧，以降低排气中氮5 /
10、31氧化物的排放量。1.2.4.2 开环与闭环控制在装有氧传感器及三元催化转化器的发动机中，ECU 根据发动机的工况及氧传感器反馈的空燃比信号，确定开环控制或闭环控制。1.2.4.3 二次空气喷射控制ECU 根据发动机的工作温度，控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转化器，用以减少排气造成的污染。1.2.4.4 活性炭罐清污电磁阀控制ECU 根据发动机的工作温度、转速和负荷转速信号，控制活性炭罐清污电磁阀的开启工作，将活性炭吸附的汽油蒸汽吸入进气管，进入发动机燃烧 ，降低蒸发排放。1.2.5 进气增压控制1.2.5.1 进气谐波增压控制ECU 根据转速传感器检测到的发动机转速信号，控制进气增压控
11、制阀的开闭，改变进气管的有效长度，实现中低转速区和高转速区的进气谐波增压，提高发动机的充气效率。1.2.5.2 涡轮增压控制ECU 根据进气压力传感器检测到的进气压力信号控制废气增压器的废气放气阀或可变喷嘴环，以获得增压压力。1.2.6 发电机控制ECU 根据发电机输出电压的变化，调节发电机的励磁电流，使发电机输出的电压保持稳定。1.2.7 巡航控制汽车在正常行驶时，ECU 可以通过巡航控制系统根据行驶阻力的变化，自动增减节气门开度，不需要驾驶员操纵加速踏板，就能使汽车处于定速巡航行驶状态，车速保持一定。6 / 311.2.8 警告指示ECU 控制各种指示仪表和警告装置，显示有关控制装置的工作
12、状态，当控制装置出现异常情况时会及时发出警告信号，如氧传器失效、催化转化器过热等。1.2.9 自我诊断与报警当电子控制系统出现故障时，ECU 会点亮仪表盘上的“发动机检查（CHECK ENGINE SOON） ”指示灯，提醒驾驶员，发动机已出现故障，应立即停车检查修理。ECU 将故障以代码的形式存储在 ECU 的存储器中，维修人员通过故障诊断插座。使用专用故障诊断仪或以跨接导线的方法调出故障信息，供维修人员进行分析。1.2.10 安全保险与备用功能当 ECU 检测到电控系统出现故障时，会自动按照 ECU 预先设定的数值，使发动机保持运转，但发动机的性能有所下降，以便尽快送到维修站检修。当 EC
13、U 本身发生故障时，会自动启用备用系统，使发动机进入跛行状态，以便能有所下降，以便尽快送到维修站检修2皇冠3.0发动机空气系统的组成与检修ZJZGE型发动机的空气系统由空气滤清器、谐震室、节流阀体、怠速控制阀(ISC阀)、进气控制阀(IACV)、进气室、真空罐、促动器和声控感应系统真空开关(ACISVSV)等组成，如图l所示从图1可以看出，空气经空气滤清器、谐震室到节流阀体，在节流阀体内以节气门的开度控制进气量。在进气室，空气被分配到进气歧管，由ISC阀调整怠速时的空气量。进气室用于防止被吸进的空气的动，提高发动机高转速时的进气量，还能避免各气缸间的进气干涉。声控感应系统真空开关接收来自ECU
14、 的信号，以便控制其开关，给促动器提供真空源，从而控制IACV的开关，以便在全负荷范围内提高发动机的动力。2.1 节流阀体的检修节流阀体在发动机上的位置如图1所示。节流阀体的检修分两部分， 即电子控制部分和机械部分。7 / 31图1 气系统2.1.1节流阀体电子控制部分的检修节流阀体包含节流阀位置传感器和怠速控制阀(ISCV)两部分。2.1.1.1节流阀位置传感器的检修首先从节流阀体上拆下节流阀位置传感器插头，并按表1规定，在限位螺钉和限位杠杆间插入相应的塞规， 然后按图2所示方法，用欧姆表检测表1所列接线端的电阻。如测得电阻值符合表1中标准，便可将传感器插头恢复到原位;若电阻值不符合标准,则
15、需修复或更换新的节流阀位置传感器. 表1 节流阀位置传感器接线端间标准电阻值限位杠杆与限位螺钉间间隙/mm检测端标准电阻值0 VAT-E20.346.3k0.45 IDL-E20.5k或稍小0.55 IDL-E2 节流阀全开VTA-E22.411.2k- VC-E23.17.2k8 / 31图2 节流阀位置传感器检测示意图2.1.1.2怠速控制阀(ISCV)的检修a.车上检查。 怠速控制阀本身有无故障，可在发动机停机时! 根据声音进行检查。如停机时发出一(喀) 声， 一般视为正常；无此声音为有故障。b.怠速控制阀拆卸。如图3所示，用螺丝刀拧下2个固定螺钉，便可从节流阀体上卸下怠速控制阀和O型圈
16、。图3 从节流阀体上卸下怠速控制阀c.怠速控制阀检测。首先按图4所示，用欧姆表测量B1-S1、B1-S3、B2-S2和B2-S4两端的电阻。其标准阻值为1030欧姆。如测得的电阻值不合规定，应更9 / 31换速控制阀。图4 检测怠速阀电阻值除了检测怠速控制阀电阻外，还要按图7所示方法检查其运动情况。首先将B1和B2两端接本车蓄电池正极,然后按S1-S2-S3-S4-S1的次序重复地搭铁, ISCV阀应向关(箭头指向)的位置运动相反;按S4-S3-S2-S1-S4的次序重复地搭铁,则怠速控制阀向箭头所指反向(打开)位置运动。如果怠速控制阀不按此规定运动,应更换新的怠速控制阀。图5 检查怠速控制阀运动情况d.怠速控制阀的安装。按拆卸相反的次序，将怠速控制阀装回节流阀体上。要注意，O型垫圈必须用新件，旧O型垫圈不许重复使用。2.1.2节流阀体机械部分的检修节流阀体从外观上初看，与化油器相似，但没有浮子室和喉管等部件，较油器简单得多。图5为丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE型发
