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1、3燃油、进气和排气系统的故障诊断与修理 进入发动机各气缸的混合气空燃比和数量对发动机总效率是非常重要的。按重量测量，混合比定义为与单位燃油混合的空气数量。混合比12113.51对于发动机最大 功率输出时工作是最好的，但不能得到好的燃油经济性或比较低的排放。混合比为1511 61时燃油经济性最好，但功率输出减少。理想混合比14.71被叫作理论混合比，可以在排放最低的同时获得高功率和低油耗。发动机空气燃油系统在发动机工作状况变化时改变混合比。如果需要更大功率，它就加浓 混合气，发动机怠速阶段也需要较浓混合气。在功率需求较小时，空气燃油系统提供较稀的混合气。空气燃油系统的设计目的是在不同驾驶条件下提
2、供合适的混合比。最理想的设计就是在所有工况下提供最大的功率、最好的燃油经济性和低排放。燃油系统故障通常会影响到发动机全部的运转工况。而进气道式喷油系统是个例外，它拥有 独立电路控制单个喷油器或一组喷油器。在检查单个部件前应先进行道路测试，在道路测试中，发动机应在各种工况下运转。了解故障发生的工况有利于确定故障区域，还应对整个空气燃油系统进行检查。在检查空气燃油吸入系统时，检查所有的燃油管和软管是否有扭结、断裂或损坏迹象。对于损坏的油管和软管应修理或更换。另外，必须使用符合规格的部件。检测过程中，还应检查空气滤清器组件。如果滤清器无法通过足够的空气，则发动机进气将 减少，导致混合气过浓。如果滤清
3、器不清洁或堵塞，则应及时更换。快速检查滤清器的方法是，将其对着光源，看光线是否能通过。如果光线通过了滤清器的全部区域，那么它还可以再用。应检查所有管路以及节气门体的装配，还应检查进气歧管至发动机缸体的密封圈和垫圈。真 空度泄漏会造成发动机在稀混合比下运转，这将导致一系列问题。如果发动机不能起动，应检查燃油供给系统。如果油箱内油量充足，则检查燃油是否被送入 发动机。如果燃油未被输送，则应检查燃油泵的工作能力。如果泵工作正常，则检查燃油滤清器是否堵塞。更换燃油滤清器时，应把接头拧紧。燃油滤清器污染可能使发动机运转不良，这是由于进入发动机的燃油量不足造成的。如果燃 油滤清器堵塞，应检查燃油或油箱是否
4、被污染。如果油箱内污物或铁锈过多，应拆下来清洗或更换。在过去一段时间内，典型的空气燃油系统包括一个化油器。化油器把一定量的燃油与空气 混合，向发动机提供混合气。供应给发动机的燃油和空气量应根据不同的起动和驾驶状况而变化：如冷态或热态起动、怠速、部分节气门开度、加速和高速运转等。化油器的基本操作是以发动机真空度与环境压力之差为基础的，为适应发动机每一工况变化的需求，化油器包括有七个各具独立功能的电路。为获得对空气燃料混合气的更好控制，多数新型轿车配备了电控燃油喷射系统。燃油喷射系统将一定量的燃油直接喷进发动机的空气流中，多年来各种不同型式的燃油喷射系统得到应用，有些是机械控制，而另一些是电控的。
5、燃油喷射系统利用节气门调节进入发动机的空气量，利用计算机或电控组件确定燃油流量。燃油流量取决于多个因素：发动机温度、空气密度、发动机转速和负荷、节气门开度等等。 把燃油喷入空气流的部件是喷油器。喷油器是一个电控阀门，它在高压下接受燃油并将燃油通过一个小孔喷入气流中。燃油以雾状离开喷油器，因而很容易与空气混合。改变进入喷油器的燃油压力或喷油器阀门 开启的时间就可以控制空燃比。这些改变是以发动机运转工况的变化为依据进行的。基本上有两种主要的电子燃油喷射系统(EFI)：节气门单点喷射和进气道多点喷射。多点喷 射系统为每个气缸配有一个喷油器，供给等量燃油。虽然所有电子燃油喷射系统都可分为这两种，但在当
6、前发动机中可以找到这两种基本型式的 很多变型。这些变型系统是不同计算机控制系统和不同喷油器控制方法的产物。在处理电子燃油喷射系统时，一定要参考维修手册以确保正确的维修和检测。燃油喷射系统诊断应先仔细检查导线和接头。对于任何腐蚀、破损或有其它损坏的地方都应 及时修理。还要检查所有真空管并进行必要的维修。通用公司节气门体喷射系统(TBI)有两个主要子系统：一个电子机械燃油输送系统和一个 电子空气燃油控制系统(见图78)。燃油输送系统包括一个燃油泵和一个燃油泵继电器，电子燃油泵将加压的燃油送至节气门总成。当有机油压力或电控组件(ECM)收到点火信号时，油泵继电器使油泵运转。 图78 典型TBI燃油供
7、给系统 节气门体喷射(TBI)空气燃油控制系统包括一个节气门体组件，一个怠速空气控(IAC)系 统，ECM(电控组件)，及各种传感器(见图79)。节气门体组件包括节气门阀组件和一个燃油 量调节装置，节气门阀与化油器节气门阀按同样方式调节发动机转速。燃油量调节装置基本上包括一个燃油压力调节器和12个喷油器。图79 节气门单点燃油喷射装置分解图(通用公司提供)由电控组件控制的电磁线圈向喷油器发出脉冲以获得所需的燃油量。燃油是以恒定压力供给 喷油器的，燃油压力调节器使压力维持在62110kPa，并通过回油管使多余燃油返回燃油箱 。当电控组件将喷油器电路接地时，喷油器阀门打开，把燃油喷入空气中。电控组
8、件通过开关或脉冲控制接地电路的断开和闭合，从而实现对空气燃油混合比的调节。送给喷油器的脉冲是按照电控组件中一个基于运行工况的程序进行的。如果对于每个点火基 准脉冲，喷油器被触发一次，系统就处于同步模式。当发动机起动或系统处于开环状态且发动机转速较低时，系统就工作于这种模式下。如果喷油器脉冲独立于点火脉冲，系统就处于非同步模式。在这种模式时，电控组件将根据氧传感器和其它输入信号来改变脉冲的长度和时间。当节气门快速打开时，喷油器的作用就像一个加速泵，它瞬时向气流中喷入额外的燃油。节 气门位置传感器(TPS)信号被送至电控组件，使得喷油时间加长。同样，当发动机冷起动时，喷油器也会额外喷油。在减速过程
9、中，基于节气门位置传感器输入信号，喷油器只喷少量油或不喷油。怠速空气控制装置利用位于节气门旁通空气道处的电动机和针阀来控制怠速。电控组件根据 各种输入设置针阀的位置，怠速控制就是通过改变进入进气歧管的空气量而实现的。节气门体喷射系统正常工作的关键是燃油供给系统。如果油压不在规定范围内，节气门体喷 射装置就不能提供正确的空气燃油混合气。因此，诊断节气门体喷射或任何电子燃油喷射系统的一个重要环节就是检测 燃油供给系 。通过检测到达喷油器的燃油压力可以检查燃油供给系统的工作状况。首先拆下燃油滤清器盖 和燃油泵保险，然后起动发动机，让它运行直至用完汽油。在发动机停机后，用起动机起动发动机约3s。这时候
10、所有剩余油压已被释放掉，可以放心安装燃油压力计了。压力计应安装在燃油滤清器和节气门体之间，确保所有连接处紧固以防止泄漏，装上燃油泵保险并起动发动机。把压力计读数与维修手册中给出的技术参数相比较，如果读数超过规定范围，说明供给系有故障，需进一步检查。在诊断发动机不能起动的原因时，要用一跨接线向燃油泵通以12V电压就可以检测燃油压力 。当检测完成后，拆下压力计之前必须释放掉燃油系统的压力。其作法与安装压力计之前的卸 压过程一样，最后还要检查各连接处是否紧固。由于节气门体喷射系统是通用公司计算机命令控制(CCC)系统的一个集成部分，因而对节气 门体喷射系统的诊断不能与计算机命令控制系统的诊断过程分离
11、。如怀疑节气门体喷射系统有问题时，应按照维修手册中给出的详细检测过程进行检测。其它厂家也应用到节气门单点喷射系统，这些系统基本上与通用公司的系统工作方式相同， 但其设计各有不同。因此在检测节气门体喷射系统前，应参考合适的维修手册以确定该种系统的特性和维修过程。另外还有多种多点喷射系统，这些系统在有些方面有所差异，如不同的发动机控制系统、监 测进气的方法以及起动喷油器的时间。在这些进气道喷射系统中，燃油是连续喷射或脉冲喷射的。最常见的连续燃油喷射系统是“波许K-Jetronic”，有时被叫作CIS或连续喷射系统。喷油 器向每个进气道内喷入一股连续的燃油，混合比是通过改变燃油压力控制的。在脉冲或定
12、时喷射系统中，油压是不变的。混合比是通过开、关喷油器来控制。很多车辆配 备的是这种型式的燃油喷射系统。多点燃油喷射(MPFI)系统的喷油器按以下几种方式之一触发：所有喷油器同时触发，曲轴每转一周触发一次。成对触发，曲轴每转两周触发一次。按点火顺序触发，曲轴每转两周，触发一次。按点火顺序触发，曲轴每转一周触发一次。按发动机点火顺序触发喷油器的系统，通常被叫作顺序喷油系统(SFI)。多点燃油喷射系统是计算机化的发动机控制系统的一部分，利用脉冲宽度来控制燃油量(见 图80)。脉冲宽度就是喷油器被触发后开启的时间长度。该系统利用压力调节器向喷油器提供恒定的油压。调节器位于油路上，在调压时将多余的燃油送
13、回油箱。有些系统把进气管真空引入调节器膜片，目的是使调节器根据进气管压力的增加来调整燃油的压力。这种结构使得喷油器在发动机全部工况下都能供给正确数量的燃油。 图80 进气道喷射系统图解为使系统对定量空气供给正确数量的燃油，应对进气量进行测量。通常用两种方法测量进气 量：流速密度计算公式和质量空气流量传感器。 图81 空气流量计 一般用空气流量传感器或空气流量计作为测量进气量传感器(见图81)。传感器通常安装在空气滤清器和节气门体之间，对进气流速和温度进行测量。空气速度是通过安装在传感器进气 口的风门或叶片的移动来测量的。进气把风门吹开，它的速度决定了风门打开的程度。风门打开时，电位计的电刷随之
14、移动。随空气流速变化，电位计的参考电压发生变化，这个电压被送回计算机处理。空气温度传感器(热敏电阻)位于空气流量传感器(在一些福特车上被叫作叶片流量计)的空气 进口处。计算机根据空气流速、空气温度、进气歧管绝对压力和大气压力传感器的输入信息计算空气密度。 图82 质量空气流量传感器分解图有的系统使用质量空气流量传感器来精确测量空气密度。有两种主要型式的质量空气流量传感器，即AC装置和Bosch装置。AC装置是由AC-Delco生产，它包括一个分散气流的挡板。一根采样管将部分进气引到一加热传感元件上(见图82)，这个传感元件由计算机控制加 热，使其温度总是高于进气温度75。维持这一高温的能量被计
15、算机转换为质量流量的测量值，计算机又根据这一空气质量流量值 计算出维持理想空燃比所需的燃油量。在一般工作状况下，计算机每秒钟大约对空气采样160次。Bosch质量空气流量传感器使用一种加热金属丝代替箔片传感元件。它还配备有一个当计算机处于闭环状态时被激活的独立熔化模块，这一模块会产生一股较强的电流通过金属丝，强 电流可以烧掉金属丝上的灰尘和沉积物。为了精确地对空气密度变化作出反应，金属丝表面必须始终保持清洁。喷油器位于进气歧管中接近各气缸的进气门处，因为进气歧管只有空气通过，所以不会有燃 油附着在进气管壁上的问题。喷油器与进气歧管间通过O形密封圈密封(见图83)，如果密封圈损坏或破裂，将导致真空泄漏或燃油泄漏。进气道喷射系统对于真空泄漏非常敏感。因此，如果存在运转性能问题而且怀疑是喷射系统故障，则应首先检查是否有真空度泄漏。 图83 典型喷油器多数进气道喷射故障是燃油沉淀物沉积造成喷油器部分节流的结果。一般来说，经过清洗后喷油器可以恢复正常工作，但如果清洗后喷油器还不能正常工作，则应更换。喷油器清洁器有很多
