传感器、执行器原理及检测

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1、第五章 发动机电控系统的故障诊断与排除,教学要求： 1、掌握发动机电控系统传感器、执行器的检测诊断方法 2、掌握发动机电控系统检测规律、检测内容 3、掌握发动机电控点火系统的检测方法 4、掌握发动机电控综合试验及检测方法 5、了解柴油电控系统的检测原理 重点：传感器、执行器的检测与诊断 难点：检测规律 学时：8,目录,第一节 传感器、执行器原理及检测,第一节 传感器、执行器原理及检测,一、电控系统的基本组成： 1）供油系统 a、供油系统组成：包括油箱、油泵、滤油器、油压调节器、分配管、喷油器等。 b、供油系统功能：供油、滤油、调压、喷油。,电控系统的基本组成： 2）进气系统 a、进气系统组成：

2、包括空气滤清器、进气管、节气门、怠速旁通道、进气感应和节气门控制单元等。 b、进气系统功能：滤清空气、计量、调节和均匀分配进气量。,第一节 传感器、执行器原理及检测,空气供给系统,燃油喷射式发动机供气系统的结构 （a） 旁通空气式供气系统；（b） 直供空气式供气系统 1空气滤清器；2空气流量传感器；3怠速转速控制阀； 4进气歧管；5动力腔；6节气门体,电控系统的基本组成： 3）控制系统 a、控制系统组成：包括电脑ECU、主继电器、传感器和执行元件。,第一节 传感器、执行器原理及检测,常用传感器与开关信号,（1）空气流量传感器AFS（Air Flow Sensor）或歧管压力传感器MAP（Man

3、ifold Absolute Pressure Sensor） （2）曲轴位置传感器CPS（Crankshaft Position Sensor） （3）凸轮轴位置传感器CIS（Cylinder Identification Sensor） （4）节气门位置传感器TPS（Throttle Position Sensor） （5）冷却液温度传感器CTS（Coolant Temperature Sensor） （6）进气温度传感器IATS（Intake Air Temperature Sensor） （7）氧传感器或O2传感器（Oxygen Sensor） （8）车速传感器VSS（Vehicle

4、Speed Sensor） （9）空档安全开关信号NSW（Neutral Start Switch） （10）点火开关信号IGN（Ignition switch） （11）空调A/C开关信号（Air Conditioning Switch） （12）蓄电池电压信号UBAT,二、发动机电控系统主要传感器及作用：点火正时和曲轴位置传感器IGT/NE：检测活塞上止点TDC的信号，以便点火和喷油。它多装在曲轴的前端或后端，或在分电器中。转速传感器SP：产生曲轴转速和转角信号，它多和IGT/NE信号发生器成为一体。,第一节 传感器、执行器原理及检测,节气门位置传感器TPS：产生节气门开度大小和快慢的信号

5、，它在节气门轴的一端，与轴同步动作。 进气压力传感器MAP：测出进气管中的负压值，计算基本喷油量。,第一节 传感器、执行器原理及检测,氧传感器OX：监控废气中的氧的含量，以便反馈调节空燃比的大小。 水温传感器CTS：监测发动机水温的高低，以产生修正信号。 进气温度传感器ATS：监测进气温度的高低，以产生修正信号。,第一节 传感器、执行器原理及检测,车速传感器VSS：提供车速信号，多安装在变速器输出轴后端。 爆震传感器KNK：监测爆震信号，调节点火时间。,第一节 传感器、执行器原理及检测,第一节 传感器、执行器原理及检测,三、发动机电控系统执行器及作用：电动油泵FP：多浸没在油箱内。 喷油器IN

6、J：在恒压下定时喷油，提高雾化质量，改善燃烧条件。,第一节 传感器、执行器原理及检测,真空电磁阀VSV：用来开闭执行器元件的真空管路，控制范围较多。 废气再循环装置EGR：多安装在进气主管附近，控制NOx的生成量。,怠速空气调节器IAC：多跨接在节气门的前后方，调节高、低怠速的进气量，保证平稳运转。空调系统A/C：发动机额外的负载，调节车内的温度。,第一节 传感器、执行器原理及检测,点火器：接收ECU的点火信号。碳罐电磁阀：使碳罐及时地在中等负荷工况投入工作，对油箱中的燃油蒸气充分利用和回收。,第一节 传感器、执行器原理及检测,风扇继电器：使电动风扇根据水温的高低，及时运转，控制发动机正常温度

7、。仪表显示器：使仪表盘中的各种仪表显示，供驾驶员对汽车的各系统及时监控。如果打开点火开关，仪表不显示，发动机就难以着火运转。,第一节 传感器、执行器原理及检测,发动机电子控制系统的组成,第一节 传感器、执行器原理及检测,电控发动机类型 D型：使用绝对压力传感器，多点间歇喷射 L型：使用翼片式空气流量传感器，多点间歇喷射 LH型：使用热线（或热模）式空气流量传感器 MONO型：单点喷射 Motronic型：电喷与电子点火综合控制系统,MONO型,Motronic型,捷达轿车发动机控制系统组成,1、电动汽油泵的检测：a、电动汽油泵为不可拆式，只能一次性使用。工作电压多为12V；绕组和炭刷的电阻值为

8、0.20.3欧；油压为200350Kpa；这是检验汽油泵好坏的依据。,第一节 传感器、执行器原理及检测,四、检测与诊断,b、在分配管的测压孔上接油压表，静态油压应略高于动态油压。夹住调压器上的回油管，油压应升高100Kpa，油泵转速上升100r/min以上为好。如转速不上升，说明油泵失效。c、熄火后，分配管内的油压应保持5min不降低为好。否则，说明调压器、油泵中止回阀门的功能失效，应更换新件。,第一节 传感器、执行器原理及检测,汽油泵的故障：a、汽油泵故障的症状是起动困难、怠速不稳、加速不良、行驶无力，夏季故障高于冬季（气阻影响）。b、脏堵造成的泵油量降低。c、泵油能力失效：因加油不及时性，

9、造成热负载加大。炭刷、换向片、绕组发热、磨损加大、电阻值变大、转速下降、油压和油量下降而失效。,第一节 传感器、执行器原理及检测,汽油泵的检测： 滚柱式油泵的可能故障：EFI主继电器故障、燃油泵继电器故障、不能转动、ECU或转速传感器故障、线路插接线松动或接触不良。,ECU控制的燃油泵控制电路D型,ECU控制的燃油泵控制电路L型,多工况变速汽油泵的性能检查：,1)预运转。接通点火开关,主继电器触点闭合,电源向燃油系统供电,电控单元(ECU)接收到点火开关闭合的信号后,由于无转速信号输入,只控制汽油泵短时间工作2s,使供油管路中油压升高,为发动机起动做好准备；,燃油泵 ECU控制方式,2)起动运

10、转。起动发动机时,将点火开关打到起动挡,断路继电器磁化线圈L2通电,产生电磁力,在电磁力作用下其触点闭合,电源通过主继电器和断路继电器向油泵供电,电动汽油泵投入工作。,3)恒速运转。发动机工作过程中,发动机ECU接收到分电器传来的发动机转速信号(Ne信号)后,使ECU内的晶体三极管导通,断路继电器中的磁化线圈L1通电,产生的电磁力使其触点保持闭合状态,油泵连续工作。,4)发动机停止运转时,主继电器磁化线圈断电,触点打开,切断电源供电电路,同时ECU内的晶体三极管截止,断路继电器的触点打开,切断燃油泵电路,电动汽油泵停止工作。,1)电路功能检查：性能好坏的依据是PF-ECU对发动机负荷、转速和冷

11、热态变化的适应性,以测量检查连接器(ALDL)中+B和FP接口的电压为主,同时在燃油分配管处安装油压表,其标准油压值为256-304kPa;油泵的电阻值在20时,应为0.2-0.3欧 . Fp端子的电压:突然加速时应为 12-14V,怠速时应为8-10V;+B端子的电压:点火开关处于ON位置时应为8-16V;Fpc端子的电压:突然加速到6000r/min以上时应为4-6V,怠速时应为2.5V.如测量结果与上述正常值不符,则应更换燃油泵ECU.,燃油泵 ECU控制方式_检修方法,2)利用诊断座检查：检修时,先用跨接线连接检查连接器上的+B与Fp端子,再将点火开关置于ON位置(但不要起动发动机),

12、然后检查燃油滤清器进油软管处是否有油压,正常时可听到燃油回流的声音,说明 EFI继电器、油泵本身电路良好.否则应进行断路继电器等的元器件功能检查.,燃油泵控制电路故障分析程序,轿车燃油泵控制电路故障实例,故障现象：一辆96款丰田皇冠3.0轿车，当点火开关打到ST位置时，起动发动机能够着火，点火开关回到ON位置时，随即熄火，经反复试验均如此。 故障检查与排除 查看仪表，汽油表指示不在低限，接上燃油压力表，用起动机带动发动机运转时，燃油压力能达到正常值（265-304kPa），喷油器喷油和点火均正常；当点火开关回到ON位置时，燃油压力表立即指示卸压。这些现象表明，当点火开关在ON位置时，燃油泵不工

13、作。,检测与诊断,皇冠3.0汽车装配的是2JZ-GE发动机，其燃油系统设有燃油泵ECU，用以直接控制燃油泵的工作，而燃油泵ECU又控于发动机ECU，其连接电路见图：,这种控制方式可以对燃油泵的工作进行控制。当发动机在起动阶段、高转速、大负荷下工作时，,检测与诊断,检测与诊断,2、油压调节器 工作原理：a、夹住调压器上的回油管，油压应升高。其工作原理是油压P、 弹簧力F、进气管真空度 Px的相互作用。 其关系如下：,第一节 传感器、执行器原理及检测,b、其关系如下：时回油。 时停回,熄火后储压。时阀门维持一定开度。,第一节 传感器、执行器原理及检测,油压调节器的故障诊断：a、膜片弹簧疲劳：回油过

14、多，分配管内油压过低，喷油量和雾化质量变差。卡住回油管，压力又正常，说明汽油泵和滤油器无问题，应更换调压器。b、膜片破漏：汽油流入进气管中，造成空燃比极浓时冒黑烟，严重时发动机窒息。c、膜片和阀结胶、硬化、发卡：会造成油压过高，排气冒黑烟故障。,第一节 传感器、执行器原理及检测,3、喷油器的故障诊断 （1）喷油器基本原理a、当喷孔的断面、喷油压力一定时，喷油量的多少决定于喷油持续时间的长短，即电磁线圈中脉冲电流信号的宽度。这是衡量喷油控制电路好坏的重要依据。b、当喷油脉宽一定时，则喷孔的端面、喷油压力是喷油量多少的关键因素。这是清洗喷油器和更换汽油泵的重要依据。,第一节 传感器、执行器原理及检

15、测,c、喷油时脉冲宽度的大小，是多个高频喷油信号的组合，不是一次完成的，其叠加量之和谓“喷油脉宽”。喷油器的检测参数：d、喷油持续时间28ms；稳定电流为2A；针阀的升程为0.15mm，电磁线圈的电阻值为315；一般15s的喷油量为4555mL；各缸的差值应小于5mL。,第一节 传感器、执行器原理及检测,电控喷油信号检测 喷油脉宽：决定喷油量 检测仪器：发动机综合分析仪、示波器、诊断仪。,基本喷油脉宽（空气流量、温度、气压、水温） 0.81.1ms,补偿加浓脉宽（转速、负荷） 1.22.5ms,信号终止时喷油器线圈内自感电压，35V左右,3、喷油器的故障诊断 （2）喷油器检测方法 A、就车检查

16、 （1）简单检查方法 检查喷油器针阀开启时的振动和声响。（2）喷油器电阻检查 低阻为23，高阻为1316。（3）喷油器滴漏检查 用专用设备检查，在1min内喷油器应无滴油现象。（4）喷油量检查 用专用设备检查，检查15s内的喷油量应为5070mL。,3、喷油器的故障诊断 （2）喷油器检测方法 B、离车检测用万用表检测喷油器的电阻值；用诊断仪读取喷油脉宽的数据流。喷油脉宽数据流是ECU根据进气量、发动机转速、冷却液温度、节气门位置信号、氧传感器信号向喷油器控制电路发出控制信号。,喷油器的故障：a、脏堵 ： 碳化物和胶油是脏堵的物质，使循环供油量减少，造成怠速不稳、 加速不良等故障，应适时检查清洗或更换。b、针阀卡滞有4种症状： （1）不喷油：单缸断电无降速征状。 （2）异常喷油：不雾化、冒黑烟；不着火、冒白烟。,第一节 传感器、执行器原理及检测,