汽车电控发动机构造与维修5

《汽车电控发动机构造与维修5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车电控发动机构造与维修5（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、汽车电控发动机构造与维修第五章 喷油器及其控制电路 的检测与维修第一节 发动机电控系统总体认识一 任务引入 二 任务分析 三 相关知识 四 任务实施 学习目标： 1.了解燃油喷射系统的组成与工作原理； 2.掌握喷油器的结构、种类与工作原理； 3.掌握喷油器控制电路的类型与工作原理； 4.掌握喷油器的清洗、检测与故障诊断方法； 5.掌握喷油器控制电路的检测与故障诊断方法。一 任务引入喷油器安装在各缸的进气歧管处，在 ECU 的控制下定时、定量地以雾状向各缸 进气门喷射燃油。喷油开始时刻一般在进气 门开启之前，喷油量由喷油持续时间决定， 而喷油持续时间则由ECU 根据发动机的进 气量、转速、水温、

2、节气门开度、氧等传感 器的信号进行控制。当喷油器发生阻塞、不能开启、喷出的 燃油不能形成雾状时，一般都会造成发动机 运转不稳甚至不能运转；当喷油器发生滴漏 等故障时，还会造成油耗过大甚至排气冒黑 烟等现象。喷油器控制电路的短路、断路故障也时 有发生，并由此引发喷油器不能喷油或接续 喷油，造成发动机不能起动、运转不稳或排 气严重冒黑烟等现象。可见，对喷油器及其控制电路进行检测 与维修是电控发动机维修的一项重要内容。二 任务分析喷油器内部断路、短路故障一般可以通过 测量其电阻的方法进行判断，但阻塞、滴漏、 喷出的燃油不能形成雾状等情况则需要在专门 的喷油器清洗检测试验台上进行检测与修复。 喷油器控

3、制电路方面的故障则需要用万用表、 试灯等工具进行检测。三 相关知识 1.发动机电控系统的组成与工 作原理 2.发动机电控系统的布置1.燃油喷射系统的类型根据对发动机进气量检测的方式 不同，燃油喷射系统可分为两种类型： L 型（空气流量型或直接测量型）燃油 喷射和D 型（歧管压力型或间接测量型 ）燃油喷射。L 型燃油喷射：采用空气流量传感器（空 气流量计）直接测量进气歧管中流入的空气 量，如图5-1a）所示。特点是测量精度较高 ，动态响应较好，但传感器尺寸较大，成本 较高。D 型燃油喷射：采用进气歧管压力传感器 测量进气歧管压力，再结合发动机转速、进 气温度等，通过计算确定进气歧管中流入的 空气

4、量，如图5-1b）所示。特点是测量精 度和动态响应略差，但传感器尺寸较小，成 本较低。2.燃油喷射的方式按照燃油的喷射位置，喷射方式大致分为三 种类型：单点喷射（由12 个喷油器向进气总管 喷射）；多点缸外喷射（从进气道向各个进气门 附近喷射）；多点缸内喷射（向各缸内部喷射） 。按照各喷油器的工作特点，喷射方式也大致 分为三种类型：独立喷射、分组喷射和同时喷射 。独立喷射：按照各缸工作顺序（或点火顺序 ）依次独立喷射（见图5-2上），例如按照1-3- 4-2 的点火顺序进行喷射。每个喷油器的喷油起 始点：缸外喷射时，一般为进气门开启之前；缸 内喷射时，一般为进气过程之中。每次的喷油量 为相应汽

5、缸一个工作循环所需的燃油量。分组喷射（组群喷射）：将23 个 喷油器作为一组，同组内的喷油器同时喷 射（见图5-2中），例如1、3 缸喷油器同 时喷射；2、4 缸喷油器同时喷射。分组 喷射方式仅适用于缸外喷射，喷油起始点 一般为同组汽缸中某个汽缸的进气门开启 之前，每个喷油器每次的喷油量为相应汽 缸一个工作循环所需的燃油量。同时喷射：所有喷油器同时喷射（ 见图5-2下）。同时喷射方式仅适用于缸 外喷射，在这种情况下，曲轴每转一圈， 各喷油器同时喷一次油，即每个工作循环 所需的喷油量分两次喷入发动机。3.燃油喷射时间控制 1)起动加浓校正 2)预热加浓校正 3)空燃比反馈校正 4)加速加浓校正

6、5)燃油切断控制 6)功率加浓校正 7)进气温度校正 8)电压校正由于喷油器前后压力差维持恒定，发动 机ECU只需要控制喷射时间即可控制喷油量， 喷射时间越长，喷油量越大。 喷射时间由两部分组成：喷射时间=基本 喷射时间+校正喷射时间。基本喷射时间：由发动机的进气量和转 速确定，进气量越大、转速越低，基本喷射时 间越长。1)起动加浓校正由于起动时发动机的转速和进气量变 化较大，难以用转速和进气量来确定喷油 量，因此，起动时的燃油喷射时间一般由 冷液却液温度来决定。冷却液温度由水温传感器来检测。冷 却液温度越低，燃油的雾化性越差，喷射 时间越长，从而得到越浓的混合气，如图5 -4（上）所示。发动

7、机ECU 一般设定有这样的功能： 当发动机转速大于或等于400r/min 时， 才能起动发动机，即喷油器才开始喷油。另外，当发动机负荷突然增加而导致 转速突然降至400r/min 以下时，ECU 还 具有滞后起动作用来阻止重新起动发动机 ，除非发动机转速降至200r/min，如图5- 4（下）所示。维修提示：如果水温传感器失灵，可 能引起发动机起动困难。2)预热加浓校正在冷机时，由于燃油不容易雾化，喷油量 需要适当增加，从而获得较浓混合气，因此 ，发动机ECU将增加燃油喷射时间。随着水温的升高，燃油喷射时间的增加量 逐步减少，如图5-5所示。最大校正量是常温下的两倍。维修提示：如果水温传感器失

8、灵，可能引 起发动机预热期间运转不良。3)空燃比反馈校正空燃比：混合气中空气与燃料的重量之比。 空燃比越大，表明混合气越稀；空燃比越小， 表明混合气越浓。空气与燃料都正好完全燃烧 时的空燃比称为理论空燃比（约为14.8）。当发动机的工况没有较大的波动时，例如发 动机预热后的怠速或汽车以恒定速度行驶， ECU将根据发动机的进气量和转速来供给燃油 量，空燃比应该接近理论的空燃比值。但是，在发动机实际工况中，由于受各种因 素的影响（例如磨损、阻塞、传感器信号偏差 等），有可能出现实际空燃比稍微偏离理论值 的情况，因此，多数发动机都利用氧传感器来 对空燃比进行校正。如果从氧传感器的信号中断定空燃比 高

9、于理论值，则说明混合气偏稀，ECU将 增加喷射时间，从而使混合气变浓；如果 从氧传感器的信号中断定空燃比低于理论 值，则说明混合气偏浓，ECU将减少喷射 时间，从而使混合气变稀。如此循环，确 保空燃比保持在理论值附近（这被称为闭 环控制），如图5-6所示。为防止催化器过热和保证发动机 运转良好，空燃比反馈校正在以下情 况下停止工作（即进行开环控制）： 发动机起动时； 起动后加浓； 功率加浓； 当冷却液温度低于预定值时； 当燃油切断时； 当氧传感器持续无信号超过一定 时间时。对于没有氧传感器的汽车，则可使用可 变电阻来进行空燃比校正（CO排放校正）， 方法为：使发动机怠速运转，且水温正常， 把电

10、阻向右侧转，则混合气浓度变大，向左 侧转，则混合气浓度变小，如图5-7所示。对于配备了氧传感器的汽车，则取消了该 可变电阻，因为这些汽车可根据氧传感器信 号自动调节空燃比。4)加速加浓校正在汽车突然加速时，特别是在突然 加速的开始阶段，由于燃料供应的增加 滞后于进气量的增加，造成混合气瞬时 变稀，有可能引起发动机暂时熄火或燃 烧不良，使汽车产生加速不良现象（汽 车明显“后坐”或颠簸）。为了避免出现这一问题，在汽车突然加速 时，发动机ECU会瞬时延长燃料喷射时间，增 加喷油量，以防止混合气瞬时偏稀。加速加浓校正的多少取决节气门开度的变 化速度：节气门开启越快，加浓校正越多；在 加速开始阶段较多，

11、到上限值后又会逐渐减少 ，如图5-8所示。维修提示：如果节气门位置传感器失灵， 可能引起发动机加速不良，特别是急加速不良 。5)燃油切断控制在减速过程中，为了减少有害气体的排 放和增强发动机的制动效果，ECU将根据减 速的具体条件停止燃油喷射。ECU对减速状态的判断取决于节气门的 开度和发动机转速：当节气门关闭且发动机 转速较高（超过预定值）时，ECU就判定汽 车在减速，并进行燃油切断控制，停止燃油 喷射；当发动机转速低于另一个预定值或者 节气门开启时，将重新开始燃油喷射。燃油切断控制的起始转速和终止转速还 受冷却液温度的影响：当冷却液温度较低时 ，燃油切断转速和燃油重新喷射的转速将会 增加，

12、反之则降低，如图5-9所示。此外，当打开空调开关时，为防止发动 机转速下降或失速，燃油切断控制的起始转 速和终止转速也会增加。某些车型上，在制动过程中（停车灯开 关闭合时），燃油切断控制的起始转速和终 止转速会下降。6)功率加浓校正在高负荷情况下，比如当汽车爬陡峭的 山路时，发动机需要发出较大的功率，此时 混合气稍浓一些则比较有利，为此，ECU将 适当增大喷油量。ECU对“高负荷”的判断依靠的是节气门 的开度、发动机的转速和进气量。进气量越多或发动机转速越高，功率加 浓校正量越大；当节气门的开度大于预定值 时，该校正量还会再增加。功率加浓校正量最大值大约在10% 30%之间。7)进气温度校正由

13、于空气密度随空气温度的变化而变化 ，因此，需要根据进气温度对喷油量进行校 正，即根据进入汽缸中的空气温度来增加或 减少燃料的量。进气温度由进气温度传感器进行检测。 发动机ECU将空气温度设定为标准值20。当进气温度低于标准值时，空气密度增 加，校正量也随之增加。进气温度高于标准 值时，空气密度降低，校正量也随之减少， 如图5-10所示。进气温度校正仅用于采用体积流量型空 气流量计的L 型电控发动机和D型电控发动 机。进气温度校正量最大值大约接近10%。对热线式空气流量计而言，由于其输出 的信号直接为质量流量信号，其中已经包含 了空气密度的影响，因此，不需进行进气温 度校正。8)电压校正由于发动

14、机ECU把喷射信号传给喷油器 的时间和喷油器实际喷射燃料的时间之间存 在一定的时间延迟（见图5-11上），若蓄 电池电压大幅降低，该时间延迟会增大，从 而造成燃料的喷射时间缩短，喷油量减少， 混合气变稀。为了解决这一问题，发动机ECU设置了 电压校正功能，根据蓄电池电压的降低而延 长喷射时间以进行调节，如图5-11下所示 。4.喷油器的基本结构、类型及工作 原理喷油器实际上是一个电磁阀，其喷嘴对 着进气门（多点缸外喷射），其尾部接燃油 分配管。当发动机ECU以电脉冲的形式发出 喷油指令后，喷油器内部的电磁线圈通电而 产生磁性，使其喷孔开启，从而将燃油喷入 发动机，如图5-12所示。当ECU的喷

15、油指 令结束后，喷孔又在复位弹簧作用下关闭， 喷油过程立即停止。喷孔开启的持续时间( 即喷油量) 由ECU所发出的电脉冲的宽度决 定。喷油器的喷孔有孔式、轴针式、片阀式 等多种形式，按照喷孔的数量，有单孔、双 孔和多孔等形式。按照喷油器内部电磁线圈 的电阻值来分，则有低阻值喷油器和高阻值 喷油器两种类型，低阻值喷油器的电阻值一 般为23，高阻值喷油器的电阻值一般为 1317。喷油器头部装有橡胶隔热环，起隔热和 密封作用（防止漏气）；与燃油分配管连接 的尾部则装有O形密封圈，用来防止漏油。 喷油器尾部的内部制有滤网，用于对燃油进 行喷射前的过滤。5.喷油器的控制电路1)喷油器的驱动方式 2)喷油

16、器的控制电路1)喷油器的驱动方式(1)电压驱动方式 (2)电流驱动方式(1)电压驱动方式电压驱动方式控制电路如图5-13 所示。采用低阻值喷油器时，驱动电路 中串联接有附加电阻（见图5-13a）， 采用高阻值喷油器时，驱动电路中则不 需要串联接有附加电阻（见图5-13b） 。串接附加电阻的目的是为了防止由于 低阻值喷油器电路的电阻过小、工作电 流过大而造成喷油器烧坏。电压驱动式控制电路的工作原理很简单 ，电源电路向喷油器提供电源电压（12 14V），ECU通过脉冲信号来控制功率三极 管的导通与截止，从而控制喷油器电路的通 、断。脉冲信号的宽度决定了喷油器电路的 导通时间，即决定了喷油时间或喷油量。由于喷油器电路被切断时，其电磁线圈 会产生感应电动势，容易造成功率三极管被 击穿，因此，电路中一般都设有消弧回路。维修提示：功率三极管可能出现短路和 断路两种情况：短路时，喷油器会连续喷油 ，发动机会冒黑烟或“淹死”火花塞而使某缸 不工作；断路时，喷油器不喷油，发动机会 因某缸不工作而运转不平稳。附加电阻的连接方式有多种，所有喷油