电控燃油喷射系统故障诊断与排除.doc
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1、安徽机电职业技术学院毕 业 论 文电控燃油喷射系统故障诊断与排除系 别 汽车工程系 专 业 汽车制造与装配技术 班 级 汽车3081 姓 名 刘玉峰 学 号 1601083011 2010 2011 学年第 一 学期摘要从60年代后半期开始,随着半导体技术的高速发展,尤其是微型计算机的出现导致电控燃油喷射系统的产生,使汽车发动机进入一个电子控制的新时代。1967年,德国Bosch公司研制成D型电子控制汽油喷射系统,随后又开发了L型电子控制喷射系统,后来这些技术被不断改进、完善。到1979年,发动机电子控制技术己达到相当高的程度。电控燃油喷射系统(Electronic fuel injectio
2、n简称EFI)就是用计算机控制燃油供应量的装置。电控燃油喷射系统中的计算机综合各种不同传感器送来的信息作出判断,控制喷油器以一定的压力,正确迅速地把燃油喷射到发动机进气歧管里,与吸入的空气混合后,进入发动机气缸,配合电于控制点火在最佳时刻点燃可燃混合气。电子燃油喷射(Electronic Fuel Injection)系统,是用电子控制器(ECU)控制燃油喷射代替传统化油器的系统,简称为EFI系统。 电控燃油喷射发动机的控制原则是以电控单元为控制核心,以空气流量和发动机转速为控制基础,以喷油器和点火时刻为控制对象,使发动机在各种工况下都能得到与工况相匹配的最佳空燃比和最佳点火时刻。显然,电控燃
3、油喷射系统能实现空燃比和点火的高精度控制。 现代电控汽油喷射系统采用闭环控制的供油特性,在电控汽油喷射系统的控制过程中,有结果参与的反馈控制,这使得电控燃油喷射系统的发动机功率得到了较大的提高,降低燃料消耗,使废气排放量减少到了最低。本文主要介绍了电控燃油喷射系统常见故障的现象、故障原因、解决方法,电控汽油喷射系统的组成和工作原理,电控燃油喷射系统故障诊断,电控燃油喷射系统维修实例,电控发动机启动困难分析等。电控燃油喷射系统对电控汽车起着关键性的作用,ECU通过对燃油喷射系统的控制,不断的调节喷油量使其达到最佳的空燃比。电控燃油喷射系统故障主要分为:供油系统故障、点火高压电路故障、其他机械故障
4、等。 关键字:电控燃油喷射系统 半导体 故障 组成 分析 空燃比目录第一章 概述11.1 本课题的研究现状 11.2 本课题的研究内容 11.3本课题的研究意义1 第二章 电控汽油喷射系统的组成和工作原理2 2.1空气供给系统的组成和工作原理 3 2.2燃油供给系统的组成和工作原理 4 2.3电控系统的组成和工作原理5第三章 电控燃油喷射系统故障诊断 7 3.1 检测诊断及维修电控汽油喷射系统注意事项7 3.2基本的诊断方法73.3电子控制燃油喷射系统的常见故障 83.4几种最常见故障的诊断程序93.5电控系统的故障诊断及检修10第四章 电控发动机启动困难分析 124.1电喷车启动困难分析12
5、4.2不能启124.3启动困难134.4电喷发动机熄火故障浅析144.5维修实例17第五章 电控燃油喷射系统经验总结 215.1电控汽油喷射系统使用注意215.2燃油喷射系统维修诊断技巧235.3电子点火系统检修技巧245.4电控燃油喷射系统故障诊断与排除总结24第一章 概述1.1 本课题的研究现状传统的化油器不能满足现代汽车对发动机高经济性、低污染的要求。人们开始研究怎样同时解决汽车排气净化和节油的两大问题。从60年代初开始,人们首先对点火系统进行改造,采用无触点电子点火装置。它克服了传统的触点式点火装置的缺陷,提高了点火能量,在节油和排气净化方面都有较大改善。但是,由于分电器中的运动部件会
6、产生磨损,一旦驱动部件松旷就会影响点火正时,失去无触点电子点火的优点。而且由于仍采用机械式点火提前装置,不能实现点火特性的多维调节。今天,发动机应该控制的项目有:点火时刻、空燃比、排气再循环(EGR)和怠速速度等。目的在于获得高功率、大扭矩、低油耗、清净的排气以及行驶稳定性。1.2 本课题的研究内容本文主要介绍了电控燃油喷射系统常见故障的现象、故障原因、解决方法,电控汽油喷射系统的组成和工作原理,电控燃油喷射系统故障诊断,电控燃油喷射系统维修实例,电控发动机启动困难分析等。1.3本课题的研究意义现代汽车发展与时俱进,不断地向智能化、自动化发展,但这一切的支撑就是“电控”。在电控汽车中电控燃油喷
7、射系统就像是人的神经网络一样,起着至关重要。由于现代汽车微机控制装置是一很复杂的机电一体化综合控制系统,在进行维修和维修前,首先应系统全面的掌握整个系统的结构、原理和电气线路。各种电子控制系统的使用及其不断的完善,使得汽车检测维修技术要求越来越高。通过对本课题的研究使我们掌握了电控燃油系统组成、结构、功能及基本的故障分析等,对我们以后的发展有很大的促进作用。第二章 电控汽油喷射系统的组成和工作原理电控汽油喷射系统(EFI)由空气供给系统、燃油供给系统、电子控制系统组成,如图所示。空气供给系统的作用是根据发动机运行工况提供适量的空气,并根据ECU的指令完成空气量的调节。 燃油供给系统的作用根据发
8、动机各个工况提供适量的燃油,并根据ECU的指令完成燃油量的调节。 电控单元(ECU)是整个电控汽油喷射系统的中心,发动机状态信息通过各种传感器收集后进入电控单元,经电控单元处理后发出相应的指令来控制执行元件动作。 设计者预先将发动机所有可能的工作状况进行优化,并以数据形式全部存贮在存贮器内。这样EFI系统就可以控制发动机总是在最佳工况下工作。还可以按照汽车的使用目的,将确定的优化了的实验数据预先存贮。如以节油、减少排气污染即经济性指标为目的,或以缩短汽车行驶时间即以动力性为目的发动机实验数据,将这些控制数据优化确定下来,发动机的工作性能也就不随发动机的使用而改变了。 空气流量信号和发动机转速信
9、号是汽油喷射系统的主要信号。ECU根据它确定发动机各个工况下的基本燃油供给量和基本的点火时刻。2.1空气供给系统的组成和工作原理1.空气供给系统的组成 空气供给系统由空气滤清器、空气计量装置、节气门体、节气门位置传感器和怠速控制(阀)等装置组成。如图所示。 空气计量装置的作用是用来测量发动机吸入的空气量,并将信号输入发动机电控单元(ECU),作为燃油喷射和点火控制的主控制信号。L型空气计量装置有翼片式、卡门旋涡式、热线式和热膜式。翼片式、卡门旋涡式空气流量计属于体积流量测量方式,可直接测量空气体积流量。热线式、热膜式空气流量计属于质量流量测量方式,可直接测量空气质量流量。 D型空气计量装置有主
10、要有半导体压敏电阻式、膜盒传动的可变电感式等。进气歧管绝对压力传感器是一种间接检测空气流量的传感器。 节气门体由节气门、怠速旁通气道、怠速调整螺钉、怠速控制阀等组成。 节气门位置传感器安装在节气门体上,用来测量节气门的开度。 怠速控制阀的作用是控制发动机暖机时的快怠速,加快发动机暖机过程。发动机正常怠速运转空气经怠速旁通气道进入进气总管,在旁通气道上安装有怠速调整螺钉。 一些电控发动机设置有怠速控制阀,其怠速运行是由ECU控制的。 2.空气供给系统的工作原理 基本工作原理是:空气通过进气通道并经过空气流量计,空气流量计的传感器(电位计)在气流压力(流量)的作用下,输出一个电压信号。并把此电压信
11、号传输给ECU,ECU根据此信号和转速等信号来决定基本喷油量。 当发动机怠速时,节气门处于全关闭位置。ECU根据此信号和冷却水温度信号来确定怠速喷油量。怠速运转所需的空气量流经旁通通路,在旁通通道中,安装了能改变通路面积的怠速调整螺钉,以调整正常怠速时的空气流量;从而调整怠速运行状况,调整怠速转速。 电控怠速控制系统在ECU控制下的怠速控制阀能够根据发动机实际工况变化来改变怠速时流入发动机的空气量,使发动机在不同工况下都能以最佳转速(怠速)运转。 2.2燃油供给系统的组成和工作原理1.燃油供给系统的组成 燃油供给系统一般由油箱、电动汽油泵、燃油滤清器、燃油分配管、喷油器、压力调节器、油压脉动衰
12、减器、冷起动喷油器、输油管等组成,如图3.3所示。 电动汽油泵的作用是向喷油器提供具有一定压力、一定流量的燃油。 燃油滤清器的作用,是把汽油中的的固体夹杂物质除去,防止燃油系统堵塞,减小机械磨损。 喷油器安装在进气管上,按喷嘴的形式喷油器又分轴针式和孔式喷油器。冷起动喷油器装在进气总管上,它只有在发动机低温起动时才工作,其喷嘴的几何形状与一般的喷油器不同。压力调节器的作用是为保持燃油分配管内的燃油压力相对进气歧管内的压力稳定在0.25Mpa左右。 脉动衰减器有效地吸收了脉动油压的能量,可有效地降低了压力波动产生的油压波动 2.燃油供给系统的工作原理 当燃油供给系工作时,由电动汽油泵将燃油从油箱
13、中泵出,经汽油滤清器过滤杂质后输送到燃油分配管中,由安装在燃油分配管上的油压调节器根据进气歧管内压力将油压自动调节到规定值,再经输油管分配到各个喷油器。喷油器根据电控单元发来的控制信号,把适量的燃油喷入进气歧管中。当油路压力超过规定值时,汽油压力调节器工作,使过量的燃油返流回油箱。从而使喷油器的喷射油压不变。当冷却水温度低于发动机工作温度时,冷起动喷油器工作,将燃油喷入进气总管,以改善发动机低温起动性能。2.3电控系统的组成和工作原理1.电控系统的组成 ECU主要由输入回路(包括A/D转换器)、微机、以及输出回路等组成,如图3.4所示。输入回路:输入回路的作用是对输入信号进行预处理。即将传感器
14、输入的信号中的杂波去除掉,将正弦信号转换为矩形波信号,然后将其转换成输入电平。微机:微机将中央处理器、存储器、定时/计数器、输入/输出(I/O)接口电路等主要计算机部件集成在一块电路芯片上的微型计算机。 输出回路:其作用是将微机发出的控制指令转换成能够控制驱动执行器工作的控制信号。 2.电控系统工作原理 汽车在运行中,电控系统中的各种传感器将各种状态参数,如发动机转速、进气流量、节气门位置、进气温度、冷却水温度、曲轴位置等工作状态参数转变为电信号输入ECU;输入回路把传感器输入的这些信号转换为计算机可以识别的标准信号;再由ECU中的微处理器进行计算、比较后,发出控制指令信号;然后,由输出回路将
15、微机发出的控制指令(控制信号),经放大、变换等处理后,转变成控制喷油器动作信号、电动汽油泵运转信号、点火控制信号、怠速控制阀等执行器工作。使发动机得到最佳混合比、最佳点火时间和最稳定怠速运转。使发动机获得最优化状态下的动力性、经济性和排气净化性。 第三章 电控燃油喷射系统故障诊断3.1检测诊断及维修电控汽油喷射系统注意事项(1)该系统比较复杂,检修时不可大意,未搞懂时千万不要乱动,否则会引起新的故障;(2)控制系统中的微机一般不易损坏,坏了也不易维修,所以不要随意打开微机盒盖;(3)在拆卸EFI系统各电线接头及线束连接器时,首先要关闭点火开关,并拆下蓄电池负极接线柱上的搭铁线,拆下搭铁线后,微
16、机存储器中的故障诊断代码会被清除,因此,应在拆下搭铁线之前读取故障诊断代码;(4)EFI系统对高电压很敏感,所以不论发动机是否工作,只要点火开关接通,就不要再断开任何电气工作装置,否则会因断开而使有关线圈产生很高的自感电动势,造成微机、传感器等严重损坏;(5)不要使用测试灯测试任何与微机相连的电气设备,以防微机、传感器等受损,而应使用高阻抗的数字测试仪表进行测试;(6)在车身上使用电焊时,应断开汽车电源;在靠近微机、传感器等处施焊时,更应采取一些必要的防护措施;(7)安装蓄电池时,注意正、负极不能接反;(8)清洗发动机或雨天检修时,注意电气线路不可溅水;(9)对于带有安全气囊的汽车,检修工作应
17、在点火开关转到关闭位置和蓄电池负极搭铁线拆下20s以后方可进行。3.2基本的诊断方法(1)人工经验诊断法:看、听、观察;连接,渗漏,破损,响声,烟色;(2)自诊断系统诊断法:利用车载诊断系统进行诊断。按使用手册说明,用故障诊断跨接线短接故障检测插座中相应插孔(诊断输入插孔和搭铁插孔);或按压故障检出开关,读取故障码;(3)仪器诊断法:利用通用或专用解码器对故障进行诊断;解码器能检测电气、电控、传感器的故障,但不能检测机械部分的故障;3.3电子控制燃油喷射系统的常见故障(1)计算机电子控制单元工作虽较为可靠,一般不易出现问题,但对于老车(行驶里程达16万公里以上)却难免会产生故障。例如某集成块损
18、坏,电喷单元固定脚螺栓松动,某电子元件焊脚接头松脱,以及电容元件失效等,都可能造成发动机难启动或不能启动,无高速,热车反而难以启动等现象。出现这些问题,一般应送到该车型特约维修部门进行测试和维修。实在无条件时,可用类比方法,在运行正常的同型号车上互换元器件后进行效果比较。 (2)插接件连接故障。电子喷射系统的电路引线有很多插接件,常因为长期使用而老化,或由于多次拆卸造成接头松动或接触不良,造成发动机工作不稳定,时好时坏。 (3)传感器产生故障。传感器虽结构不尽相同,但大致有以下几种形式:热敏电阻式、真空压力式、机械传动式等,因传感器的零件损坏,如弹片弹性失效、真空膜片破损、回位弹簧断裂或脱落,
19、都将不能及时、准确地反映发动机工况,从而使得电子控制系统失控或控制不正常,发动机工作不协调,甚至不能工作。 (4)管道密封不严。如胶管老化造成漏气、管口破裂或卡子未卡紧、混合气过稀,从而使发动机启动困难,或怠速不良、运转无力等。 (5)电子燃油喷射系统的汽油雾化,类似于柴油机的高压喷油器喷油雾化情况。不过这种汽油喷嘴是由一组电磁线圈、吸铁开关、喷针阀和座组成,针阀开启时就喷油雾化。针阀的开启是由电子控制单元产生的电脉冲控制的,有时候会因为电磁线圈工作不良,或喷油嘴卡死,造成某缸汽油雾化不良或不雾化(滴袖状),从而造成某缸工作不良或不能工作。 (6)电子控制汽油喷射装置也有启动加浓装置,但它只在
20、启动时起作用,启动加浓吸铁线圈在启动时打开针阀,启动后应关闭针阀。它的工作好坏,将直接影响着发动机的启动性能。如有一辆车,老是不好起动,但若起动着火后,发动机运转正常。后来查明,原来是启动加浓装置不起作用,更换一只新的启动加浓阀后,不好启动的现象消除。 (7)气流传感器是关键传感元件,它若有故障会引起发动机工作不正常。一是触点在碳膜镀层上频繁滑动,逐渐磨出沟槽,久而久之,电阻值发生变化而使检测信号不准确。二是在传感器轴上装有预紧度可调的弹簧发条,如果调整不当或弹力变差,会使供油量发生变化和加油滞后,造成发动机加速不良。 (8)系统内的汽油压力调节器虽不可调整,但却不可因此而忽略汽油的油路压力。
21、有一台发动机修理后忘记接上真空小软胶管,由此影响了回油量,从而使喷油嘴两端的压力差发生了变化,造成发动机转速加不起来。如果压力调节器内的膜片损坏,也会产生类似故障,这种故障一般也只能用类比法来帮助判断。 (9)因气流传感器上的微动开关(触点)拆装不当或其它原因(系统中的燃油泵受气流传感器的控制),使杠杆动作延迟,造成输油泵不泵油或出油不足。此故障可在启动发动机时拆下汽油滤清器进油接头,通过观察接头油流情况判断输油泵是否泵油。 (10)空气滤清器若发生阻塞,会造成混合气过浓;若汽油滤清器堵塞会造成混合气过稀。这两种情况都会导致发动机启动困难、转速不稳与运转无力。这与传统化油器供油系统的故障现象相
22、似。 3.4几种最常见故障的诊断程序(1)发动机通过拖车可以顺利发动,但用起动机驱动却不能启动着火。出现这种情况,可先按上述“启动困难”一项进行检查,若均无问题,则应检查气温传感器和热控开关,若仍不能启动,则检查电动输油泵控制电路及输油管路。若因电动输油泵供油较迟所致,可调整杠杆的角度予以解决。 (2)发动机失速。首先检查辅助空气装置是否工作不良。冷车时,阀门孔应与辅助气道相通;热车时,则应在弹簧作用下关闭。若此装置无问题,再检查电子计算机控制单元输入输出插件是否工作不良,启动加浓阀能否在热车时关闭,最后再检查温度传感器是否工作正常。 (3)发动机怠速粗暴或喘振。应先检查各喷油阀的电路连接是否
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