发动机电喷系统.doc
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1、江苏农林职业技术学院 毕 业 设 计(论 文)SNL/QR7.5.4-3 电喷发动机系统故障诊断及排除专 业 汽车检测与维修 学生姓名 马 成 班 级 09汽车检测与维修班 学 号 指导教师 张东凤 完成日期 成绩评议学号 姓名 马成 题目 电喷发动机系统故障诊断及排除 指导教师建议成绩: 评阅教师建议成绩: 答辩小组建议成绩: 院答辩委员会评阅意见及评定成绩:答辩委员会主任签字(盖章): 年 月 日毕业设计(论文)任务书姓名马 成学号班级09汽车检测与维修题目电喷发动机系统故障诊断及排除设计(论文)主要内容1.发动机电喷系统的组成2.电喷发动机怠速不稳故障诊断及排除3.电喷发动机故障代码的读
2、取与清除重点研究问题发动机怠速不稳故障诊断及排除主要技术指标1.进气管路漏气故障分析2.配气相位错误故障分析3.喷油器滴漏或堵塞故障分析4.排气系统堵塞故障分析5.怠速工况 EGR 阀开启原因分析风其它要说明的问题电喷发动机故障代码的读取方法 电喷发动机故障代码的清除方法指导老师意见 指导教师签字: 年 月 日指导教师意见 对论文的简短评价:1.指出论文存在的问题及错误2.对创造性工作评价3.建议成绩 优 良 中 及格 不及格 指导教师签字 年 月 日评阅教师意见 对论文的简短评价:1.指出论文存在的问题及错误2.对创造性工作评价3.建议成绩 优 良 中 及格 不及格 评阅教师签字 年 月 日
3、答辩小组评议意见学号 姓名 马 成 题目 电喷发动机系统故障诊断及排除 答辩小组意见: 1、对论文的评价2.建议成绩等级 优 良 中 及格 不及格3.需要说明的问题 答辩小组长签字 年 月 日电喷发动机系统故障诊断及排除摘要:本文介绍了发动机电喷的工作原理以及组成部件电子控制单元、节流阀体、进气压力传感器、电动燃油泵、喷油器曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆震传感器等,对电喷发动机怠速不稳的各种故障进行了分析、诊断及排除。此外还介绍了电喷发动机故障代码的读取与清楚方法。关键词:电喷系统;诊断;检修System of electronic injection engine fault diag
4、nosis and eliminationAbstract: This article describes EFI works, and formed part of the engine electronic control module, throttle body, intake air pressure sensor, electric fuel pump,injectors, camshaft position sensor, crankshaft position sensor knock sensor,on unstable idling of EFI engine fault
5、analysis, diagnosis and troubleshooting.Also describes electronic fuel injection engine fault code read and clear methods.Key words:Electronic fuel injection systems Diagnosis Maintenance目录1.绪 论电喷发动机是采用电子控制装置,取代传统的机械系统(如化油器)来控制发动机的供油过程。如汽油机电喷系统就是通过各种传感器将发动机的温度、空燃比、油门状况、发动机的转速、负荷、曲轴位置、车辆行驶状况等信号输入电子控制
6、装置。电子控制装置根据这些信号参数并控制发动机各气缸所需要的喷油量和喷油时刻,将汽油在一定压力下通过喷油器喷入到进气管中雾化,并与进入的空气气流混合,进入燃烧室燃烧,从而确保发动机和催化转化器始终工作在最佳状态。这种由电子系统控制将燃料由喷油器喷入发动机进气系统中的发动机称为电喷发动机。电喷发动机按喷油器数量可分为多点喷射和单点喷射。发动机每一个气缸有一个喷油嘴,英文缩写为MPI,称多点喷射;发动机几个气缸共享一个喷油嘴英文缩写SPI,称单点喷射。电喷发动机与化油器式发动机有很大的区别,在使用操作方法上也颇有不同。起动电喷发动机时(包括冷车起动),一般无需踩油门,因为电喷发动机都有冷起动加浓、
7、自动冷车快怠速功能,能保证发动机不论在冷车或热车状态下顺利起动。在起动发动机之前和起动过程中,像起动化油器式发动机那样反复快速踩油门踏板的方法来增加喷油量的做法是无效的,因为电喷发动机的油门踏板只操纵节气门的开度,它的喷油量完全是电脑根据进气量参数来决定。在油箱缺油状态下,电喷发动机不应较长时间运转。因为电动汽油泵是靠流过汽油泵的燃油来进行冷却的。在油箱缺油状态下长时间运转发动机,会使电动汽油泵因过热而烧坏,所以如果您的爱车是电喷车,当仪表盘上的燃油警告灯亮时,应尽快加油;在发动机运转时不能拔下任何传感器插头,否则会在电脑中显现人为的故障代码,影响维修人员正确地判断和排除故障。 2.发动机电喷
8、系统的组成2.1电喷系统的组成电喷系统的组成如图1-2所示,电喷系统可分为传感器、ECU、执行器三大部分,按功能又可分为供油系统、进气系统、点火系统和中央控制器。 传感器 执行器 ECU进气温度压力传感器 电动燃油泵 曲轴位置传感器 喷油嘴凸轮轴位置传感器 点火线圈 节气门位置传感器 碳罐电磁阀 自诊断接口水温传感器 怠速步进电机 氧传感器爆震传感器 附加信号附加信号大灯信号 空调继电器控制信号 动力转向信号 风扇控制信号 车速信号 发动机转速信号空调压缩机信号 多功能指示灯信号空调信号 图1-2 燃油电喷系统的组成2.1.1 电子控制单元 ECU由CPU、程序及数据存储器和其它10个模块构成
9、,如电源供应模块、数字信号输入模块、霍尔传感器信号输入模块、模拟信号输入模块、爆震控制模块、K线通信模块、点火模块、CAN总线通信模块、怠速步进电机控制模块、执行器电源供应模块、故障码内存模块。ECU是计算和控制中心,它利用信息信道的总线把输入和输出装置连接起来,从而实现对发动机的控制。ECU和一般计算机的中央处理器相同,接受八位二进制元的数码指令,负责启动系统内部的各项工作,也具有控制各项动作的功能。值得一提的是ECU随时记录故障代码,并存储在RAM中,断电后就消失了。但蓄电池和ECU是常通的,因此当车用蓄电池的电缆断开时,才会丢失数据。所以,对此而言,必须在断开蓄电池之前,用故障诊断仪来检
10、测故障信息。2.1.2节流阀体 节流阀体如图22所示。安装在进气管上,由节流阀和步进电机来控制发动机的进气量。当发动机怠速时,节流阀全关,ECU控制步进电机的步数,从而改进气量。节气门位置传感器安装在节气阀轴上,用以检测节气阀开度。怠速调节螺钉,安装在节流阀体的壳体上,用于调节节气门的初始开度。为防止冬季空气流过节流阀体时,空气中的水分在节流阀体上冻结,因此增加了预热水管,以便预热。 图22节流阀体2.1.3进气温度压力传感器如图23所示。进气温度压力传感器,用一个M4的螺栓固定在进气歧管的谐振腔上,力矩不大于20N/mm2。进气温度压力传感器是由绝对压力传感器和进气温度传感器组合而成。其中压
11、力信号和发动机转速来计算发动机的进气量,因此ECU知道压力信号是必须的。进气温度信号是由NTC电阻求得的,NTC的含义与水温传感器的NTC的含义相同是一个负温度系数, 如果进气温度升高,则电阻降低。ECU根据进气温度信号对各种控制功能进行修正。如果该信号中断,不能确定进气温度,则会导致起动困难。 Pin1:GND Pin2:Vout 温度信号输出 Pin3:Vs 5伏电压 Pin4:Vout 压力信号输出 图23 进气温度压力传感器2.1.4电动燃油泵电动燃油泵总成如图24所示。电动燃油泵主要由油泵支架、电动燃油泵、浮子式滑线变阻器、油位报警传感器、油压调节器组成。 回油口 出油口 油压调节器
12、 滑线变阻 报警传感器 浮子 图24电动燃油泵总成 当点火钥匙在on位置时,电动燃油开始工作,建立油压3.8bar,由出油口输送至燃油导轨,回油管与进油管在燃油滤清器前短接,当油压大于3.8bar时,油压调节器打开,卸压;从而保证了油管内的燃油压力恒定。滑线变阻器由浮子带动,随着燃油液面的高度变化,浮子发生位置改变,同时改变电阻,再将电流信号传给仪表板的燃油表。当燃油液面低于报警传感器时,电流信号传给仪表板的燃油报警指示灯,指示灯亮。2.1.5喷油器喷油器有两个喷油孔,安装在缸盖的进气道上。喷油器的主要作用是根据ECU提供的喷油脉冲信号,进行燃油喷射。喷油器的内部有电磁线圈和针阀,外部导线插座
13、有2个针脚,其中一个和ECU相连,另一个连接12V的电源,因此当点火钥匙在on位置时,喷油器的一个针脚应该有12V的电压,ECU对另一个针脚进行控制,当控制信号将喷油器和电源接通时,喷油器内的电磁线圈产生磁场,使针阀向上运动喷射燃油;当ECU把电源切断时,吸力消失,针阀回位,停止喷油。2.1.6曲轴位置传感器曲轴位置传感器如图25所示。发动机的曲轴位置传感器采用双霍尔元件,故称为双霍尔传感器,它能感应到微小的磁力变化。该传感器是利用霍尔效应的原理制成的。所谓霍尔效应是指:当一个有电流通过的霍尔半导体片置于磁场方向和电流方向垂直的磁场中时,在霍尔半导体片与电流方向垂直的横向侧边上就会产生一个微量
14、电压,称为霍尔电压。改变磁场强度即可以改变霍尔电压的大小; 图25曲轴位置传感器当磁场消失时,霍尔电压为0。曲轴位置传感器安装在变速箱外壳上,与飞轮齿圈的间隙是0.11.8mm,当间隙过大或过小,都能导致发动机起动困难或无法起动。其主要作用是探测发动机的速度和角度位置以及感应飞轮的瞬时速度变化。 2.1.7凸轮轴位置传感器凸轮轴位置传感器安装在缸盖上,用来感应进气凸轮轴后端月牙齿,产生电信号输送到ECU,从而决定在发动机的哪个缸进行喷油和点火。2.1.8爆震传感器爆震传感器其用一个M8的螺栓固定在缸体上,内部有压电陶瓷。当爆震时,缸体声音信号传递到爆震传感器的压电陶瓷,并产生一个电压,传给EC
15、U;ECU根据这个电压信号,判别出某缸发生了爆震,让该缸的点火时刻向后推迟,如果爆震仍然不能消除,则继续推迟。值得注意的是:如果爆震传感器的固定螺栓的力矩不在205Nm范围内时,容易产生错误的爆震电压信号,因此在装配和维修时必须保证螺栓力矩。 2.1.9水温传感器水温传感器如图27所示。水温传感器是用于检测冷却水温度的传感器,安装在缸盖的出水口附近。它是由对温度特别敏感的热敏电阻组成,利用温度的变化来检测冷却水温度,冷却水温度越高,电阻值越低;冷却液温度越低,电阻值越高。该传感器有三个针脚,一个ECU信号线,一个ECU地线,一个到仪表板。水温信号是许多其他功能的修正信号,例如点火系统,喷油量,
16、燃油通风系统。如果水温传感器信号中断,则会导致油耗升高、怠速自适应差、排放升高等。 图27水温传感器 2.1.10氧传感器 氧传感器如图2-8所示,安装在排气歧管上,用来检测排气歧管中氧的含量。氧传感器的内部有一个试管状的氧化锆,氧化锆的内外两侧设有铂电极,铂电极的外侧有陶瓷,内侧输入氧浓度较高的空气,外侧输入氧浓度较低的废气,在氧化锆的作用下,氧分子发生电离。由于锆管内外氧离子的浓度不同,因而氧离子从浓度大的锆管内表面向浓度小锆管外表面移动,导致在内外表面产生微电压。氧离子浓度不同,输出的电压也将变化,ECU根据电压信号,对喷油量进行修正,从而保证进入气缸的混合气处于理论空燃比的状态。由于氧
17、化锆在300以上,才能正常工作,因此这个传感器有一个12V的电压,用于加热器加热。2.1.11碳罐控制阀为了防止燃油箱蒸发的燃油气体逸入大气中,奇瑞QQ采用了ECU控制的活性碳罐控制阀。燃油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐,从活性碳罐引一软管至碳罐控制阀,发动机工作时,ECU根据发动机转速、温度、进气压力等信号,控制碳罐电磁阀的开闭。3.电喷发动机怠速不稳故障诊断及排除3.1怠速开关不闭合故障分析怠速触点断开,ECU便判定发动机处于部分负荷状态。此时ECU根据空气流量计和曲轴转速信号确定喷油量。面此时发动机却是在怠速工况下工作,进气量较少,造成混合气过浓,转速上升。当ECU收到氧传感器回馈的
18、“混合气过浓”信号时,减少喷油量,增加怠速控制阀的开度,又造成混合气过稀。使转速下降。当 ECU 收到氧传感器回馈的“混合气过 稀”信号时,又增加喷油量,减小怠速控制阀的开度,又造成混合气过浓,使转速上升。如此反复使发动机怠速不稳,在怠速工况时开空调,打方向盘,开前照灯会增加发动机的负荷。为了防止发动机因负荷增大而熄火 ECU 会增人喷油量来维持发动机的平稳运转。怠速触点断开,认为发动机不 ECU 是处于怠速工况,就小会增大喷油量,因而转速没有提升。诊断方法:怠速时打开空调,打方向盘。发动机转速不升高,可证明是此故障。故障排除:对节气门位置传感器进行调整、修复或更换。 3.2怠速控制阀(ISC
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