上海大众1.8T发动机电控管理系统及故障检修_图文

1、 上海大众1.8T 发动机电控管理系统及故障检修摘要：本文就上海大众电控发动机中部分主要传感器工作原理及结构常见故障诊断与维修展开论述。需对发动机电控管理系统有深入的了解。并清楚电电控发动机中部分主要传感器工作原理及结构。以上海大众1.8T PASSAT 和1.8T Touran 两款国内中高档车的电控管理系统进行对比，并深入的就进气系统、怠速控制系统等发动机电控系统的故障诊断与排除进行研究。关键词：发动机电控系统；电控管理系统；故障诊断；进气系统；怠速控制系统Abstract ：In this paper, Shanghai Volkswagen, part of the main elec

2、tronic control engineoperating principle and structure of common sensor fault diagnosis and maintenance to starton. Need to electronic engine control management system has the thorough understanding,and clear electronic-controlled engine part main sensor in the structure and working principle.Shangh

3、ai Volkswagen 1.8tPASSAT and 1.8tTouran to two high-end cars in the domesticelectronic control management system for comparison purposes, and in-depth on the intakesystem, idle speed control system, electronic engine control system fault diagnosis andelimination were studied.Keyword ：Electronic engi

4、ne control system; Electronic control management system；Faultdiagnosis ；Air intake system；Idle spee control system目录1. 上海大众1.8T 发动机电控管理系21.1 进气系统21.2 供油系统41.3 点火系统52. 进气系统检修62.1 进气系统的组成62.2 空气流量计83. 发动机电控系统的故障诊断与排除123.1 传感器、执行器原理及检测123.2检测与诊断144. 凸轮轴/曲轴位置传感器254.1功用254.2 电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器264.3 丰田公司磁脉冲式曲

5、轴位置传感器264.4 霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器274.5 触发叶片霍尔式曲轴位置传感器274.6光电式凸轮轴/曲轴位置传感器285. 怠速控制系统285.1怠速控制系统的功能285.2 怠速空气提供方式295.3 怠速控制系统的组成295.4 怠速工况的识别305.5 怠速控制执行元件的类型和工作原理、检测方法305.5.1 步进电机怠速控制阀305.5.2 旋转电磁阀型怠速控制阀326. 结论34参考文献34致谢341上海大众1.8T 发动机电控管理系统1.1 进气系统空气流量传感器：空气流量传感器安装在空气滤清器与节气门之间。其作用是测量发动机的进气量，ECU 通过它与曲轴位置传感器

6、发出的信号确定基本喷油持续时间和基本点火提前角。PASSAT1.8T 、2.0用的都是HFM5型热膜式空气流量计。这种空气流量同样是利用氧分子通过发热元件表面带走热量的原理测量进气量的，但它的精度更高，并且可以通过热膜前后两个测量区的温度传感器所测出的正或负的温度差来判断出空气的流向。适用于当今对性能和排放要求越来越高的汽车行业，如图1所示。根据发动机不同的排量，其测量管也有不同的直径规格，覆盖的测量范围为370970kg/h。测量管装在空滤后节气门前。测量管前端有滤网。而B5 1.8T安装位置在空气滤清器里面。在FHM5空气流量计上还集成了一个温度型热敏电阻，然而B5 Touran1.8T

7、上都取消了该电阻的信号（如图1、2所示：touran 的A5#及B5的1#均取消），转而用了节气门上的一个温度电阻代替, 也就是测量经过中冷器后得气体温度。其实在测量进气质量时该电阻温度信号并无用处，是对喷油量进行修正。该类空气流量计的工作原理是：流量计末端有一个C 型通道，暴露在C 型通道中有一块片状加热元件，加热元件分为前端和后端，并且加热元件自身保持一定的温度，其前端和后端均有一个热敏电阻检测这两端的温度。当空气流进C 型通道时前端的温度被空气分子带走，温度降低，而后端被加热电阻加热过的空气加热，因而前后端产生温度。在流量计的中部有集成电路板将这温差转化为电压信号（约为05V），传输给E

8、CU 。中部的电路板基座为陶瓷，背面是散热片。与HFM2型的通过测量补偿电流来确定进气量的不同在于，HFM5通过比较前后流量个信号的差，这个差可能是正的也可能是负的，由此可以判定出空气流量的方向。Touran 1.8T 用的也是热膜式，通过采集电压信号来测量进气质量，与B5不同的是输出的电压信号不同，变化范围也不同，无法测量进气方向，如图2所示。 电子油门：在B5与Touran 上用的是电子油门踏板而非过去采用的拉索式。 虽然B5与Touran 的油门踏板安装的方式不同但他们的工作原理是相同的，均势采用电位器作为测量踏板角度的传感器。在通电的情况下电位器产生一个与踏板位置有关的电压。然后根据E

9、CU 中预存的特性曲线将电压转换为踏板的位移或角度位置，如图3所示。为了能方便的鉴别出电位传感器的好坏，采用了两套电位器。踏板转到任一角度，第一套输出的电压信号始终是第二套的2倍。在B5和Touran 上的踏板电源为5V ，第一套输出信号在0.75-4.75V 之间。Touran 的油门踏板底端有个限位装置，将限位装置踩到底的话电压为5V ，如图4所示。 电子节气门：作为进气系统得一个执行元件起着很大的作用。节气门的开度决定着进气量的大小，也就是发动机的负荷。通过油门踏板的信号以及发动机当前的工况，ECU 发出指令，控制节气门的开度。电子节气门正因为是受ECU 控制的而非过去的拉锁试和编码，它

10、的动作情况并非单纯的取决于油门踏板的角度，因此冷车启动的时候不需要踩油门；怠速不稳情况下自动提高转速；急加速时，根据驾驶员踩踏板时的强度加大节气门开度，等等。它的结构分为2个部分：一个电机与两组电位器。 电机是一个执行机构它的作用就是调节节气门的开度。而电位器则是将节气门开度转换为点压信号传给ECU ，告诉ECU 节气门的开度。采用2组电位器的目的和油门踏板是一样的，防止故障和便于诊断。两组输出的电压之和始终是5V ，如图5、6所示。 1.2 供油系统喷嘴：B5和touran 用的都是高阻（15）型喷油器。内部是电磁线圈和针阀，通电后电磁线圈吸起针阀进行喷油，如图7、8所示。另外，他们都采用了

11、多点喷射，每个喷嘴单独有ECU 控制，这样可以精确的控制空然比，改善排放。喷油量的大小是由针阀开启持续时间来控制的。而开启持续时间又是由发动机负荷即进气量来决定的，通过进气温度、lambda ，水温，转速等修正。 氧传感器：为了排放的需要使三元催化器工作在一个最佳的状态，电控发动机采用了lambda 闭环控制，把控制在1左右。B5与toran 的在三元催化器前后各有1个氧传感器，前氧和后氧。 前氧：为6个引脚的平面型宽带传感器。它的信号输出是连续的。由以下结构图可以看出它是由 能斯特测量室、氧泵、加热元件组成的。加热元件将氧传感器加热到工作温度一般为900度，同时减小排气温度对传感器的影响。能

12、斯特测量室分为基准室和扩散室，材料为二氧化锆：基准室与大气相通用于测量大气中的氧含量，扩散室与排气管相通用于测量废气中的氧含量。通过基准室和扩散室的含氧量能够确定一个基准。在扩散室中有一个能斯特电极与氧气泵电极对应。当废气中的氧含量较高即混和气过稀时，扩散室中的氧量低于这个基准的，能斯特电路产生正电流氧泵工作，将多于的氧分子排出扩散室，以保持这个基准。反之则产生负电流。ECU 通过测量这个电流的电压修正喷油量。另外，氧传感器还指挥着AKF阀的开启与关闭，让活性碳罐中油气参与燃烧。 后氧：通过后氧检测三元催化器后的废气含氧量，这样可以鉴定三元催化器的工作状况。这种氧传感器建构较简单。利用二氧化锆

13、的特性氧气浓度差会产生电荷的流动这一特性，将传感器头外部装入排气管，内部有小孔与大气相通。其产生的电压是阶越式的，由于不适连续性的无法精确的测量氧含量，只能表达过浓或过稀，如图9、10所示。 当然为了保证发动机的动力性能在以下这几种工况下，氧传感器不施行闭环控制： 发动机启动期间 启动后加浓期间 大负荷加浓期间 水温低于规定值 断油时。 1.3 点火系统 曲轴位置传感器：位于曲轴箱内曲轴末端与一个金属齿轮配套。它是一个非常重要的传感器，ECU 没有这个传感器的信号发动机就不会运作。通过它可判定一缸上止点位置以及转速信号。ECU 需要这两个信息确定喷油及点火时刻。它的内部是一块永磁铁和一组线圈。

14、曲轴旋转时金属齿轮旋转，齿轮上的齿切割永磁铁的磁力线，产生感应电动势，线圈产生感应电流，输出脉冲电压。在金属齿轮上止点处有一段是没有齿的，无法产生感应电动势，ECU 把这一段无脉冲信号作为一缸上止点信号，如图10、11所示。 凸轮轴位置传感器：位于凸轮轴前端。这个传感器可以判别出每缸的位置，并配合曲轴位置传感器定位出点火提前角，以及喷油时刻。它运用霍尔原理，当金属片阻断磁力线时传感器发出5V 的高频信号，没有阻断时则发出低频信号。而金属片是凸轮轴上的一个盘，它有4个齿，这四个齿是由大到小排列的，因此每个缸对应的高频信号持续时间都是不同的，ECU 根据这个原理来判定下缸的位置。同时确定点火提前角

15、，如图12、13所示。 爆震传感器：位于缸体外部，12缸，34缸之间。它是一个检测发动机爆震情况的传感器，是修正点火提前角的一个参数。爆震是发动机气缸内的火焰传递速度不均衡导致的，它对发动机的气缸会造成破坏，同时影响扭矩等性能。然而如果一点都没有爆震的话发动机的功率也会受影响。因此，控制好爆震是很有意义的，如图14、15所示。怎样控制好爆震，有效地手段就是控制点火提前角。当爆震信号过强时，ECU 减小点火提前角，爆震过弱时增大点火提前角。就这样周而复始的循环着。爆震传感器的内部结构：内部有环形配重快以及压敏元件，当有震动时配重块挤压压敏元件产生一定的电压。范围约在0100mV 。 2 进气系统

16、检修进气系统的组成 图16 进气系统的组成每循环充气量的传感方法可以分为间接法和直接法两种： 空气密度法（直接检测方法） 速度密度法（间接检测方法） L 型 D 型图17 L型和D 型发动机的结构示意 空气密度法（直接检测方法）:采用该种方法直接利用空气流量（MAF ）传感器所提供的信号来代表进气量 ,采用这种方法检测进气量的发动机称为L 型电控发动机。 速度密度法（间接检测方法）:利用装在进气歧管上的进气歧管绝对压力（MAP ）传感器所提供的压力信号，再结合进气温度信号（IAT ）、发动机转速信号（RPM ）、估算的容积效率（VE ）和废气再循环量（EGR ）一起，采用速度密度公式来换算出进

17、入发动机的空气量，采用这种方法检测进气量的发动机称为D 型电控发动机。D 型 EFI空气供给系统： 1-空气滤清器； 2-稳压箱； 3-节气门体； 4-进气控制阀； 5-进气室； 6-真空罐； 7-电磁真空阀； 8-真空驱动器； 9-怠速控制阀。图18 D型 EFI空气供给系统L 型 EFI空气供给系统： 1-空气滤清器； 2-空气流量计； 3-进气连接管 4-节气门体； 5-进气室。图19 L 型EFI 空气供给系统2.2 空气流量计 空气流量计的类型 空气流量计的安装位置 图20空气流量计的安装位置 空气流量计的类型叶片式空气流量计 空气流量计卡门漩涡式空气流量计热线和热膜式空气流量计 热

18、线式空气流量计热线式空气流量计的类型图21 热线式空气流量计的安装位置（a ）旁通测量方式 （b ）主流测量方式 热线式空气流量计的组成(a 铂金热线电阻（正温度系数电阻）感知空气流量(b 温度补偿电阻(冷线，负温度系数的电阻 感知进气温度 (c 控制线路板 (d 壳体图22热线式空气流量计的内部组成 图23 热线式空气流量计的信号特征 热线式空气流量计的工作原理热线温度与吸入的空气温度差保持在恒定 图24 热线温度与进气温度差图25 热线式空气流量计的电路原理 图26 热线式空气流量计结构和工作原理（主流测量方式）热线式空气流量计的自清洁作用热线式空气流量计都有自清洁功能，即：发动机转速超过

19、1500r/min，关闭点火开关使发动机熄火后，控制系统自动将热线加热到1000以上并保持约1s, 使附在热线上的粉尘烧掉。 热膜式空气流量计 图27 热膜式空气流量计热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。 增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性。 卡门旋涡式空气流量计 卡门涡流的形成卡门旋涡式空气流量计的基本原理卡门涡流频率（f ）=常数（0.2）空气流速（V/涡流发生器直径（d ） 空气流量Q = 空气流速（V ） 流通截面积（A ） 卡门旋涡频率的测量方式有光学式和超声波式两种。 光学式卡门旋涡空气流量计 图29光学式卡

20、门旋涡空气流量计图28 卡门旋涡空气流量计 超声波式卡门旋涡空气流量计 图30超声波式卡门旋涡空气流量计3发动机电控系统的故障诊断与排除3.1 传感器、执行器原理及检测 3.1.1电控系统的基本组成： 供油系统 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。 供油系统功能：供油、滤油、调压、喷油。 进气系统 进气系统组成：包括空气滤清器、进气主管、节气门、怠速旁通道、怠速空气调节器等。 进气系统功能：滤清空气、计量、调节和均匀分配。 控制系统 控制系统组成：包括电脑ECM 、主继电器EFI 、10个传感器和10个执行元件。(结构如图31、32所示图31 控制系统的组成 图

21、32 传感器及执行器元件3.1.2 电控系统十个传感器及作用： 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，或在分电机中。 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。 节气门位置传感器TPS ：产生节气门开度大小和快慢的信号，它在节气门轴的一端，与轴同步动作。压力传感器MAP ：测出进气管中的负压值，度量喷油的多少。它可直接固定在进气管上，或在其它位置用软管与进气管连接。氧传感器OX ：安装在排气管上，监控废气中的氧的含量，以便调节空燃 比的大小水温传感器CTS ：监测发动机水温的高低，多装

22、在水温较高的气缸盖上。 气温传感器ATS ：监测进气温度的高低，多安装在进气主管上。 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，多安装在燃烧室附近的气缸 盖上。3.1.3 电控系统十个执行器及作用： 电动油泵FP ：多淹没在油箱内或油箱外的底部排油、排气、升压、便于喷油雾化。 喷油器INJ ：安装在各缸的进气歧管上或节气门体中。在恒压下定时喷油、定时断油，提高雾化质量，改善燃烧条件。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。真空电磁阀VSV ：安装在机体后方隔板上，多用来开闭执行器元件的真空管路，控制范

23、围较多。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。点火器：接收ECU 的点火信号，使点火线圈通断产生高压电。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。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。 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。3.2 检测与诊断3.2.1 电动汽油泵的检测：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

24、值为0.20.3；油压为200350kPa ；流量为80120L/H为好，这是检验汽油泵好坏的依据。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 ，转速上升100r/min以上为好。如转速不上升，说明油泵失效。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。3.2.2 汽油泵的故障：汽油泵故障的征侯是起动困难、怠速不稳、加速不良、行驶无力、走走停停、停停走走、夏季故障高于冬季（热气阻影响）。脏堵造成的泵油量降低。泵油能力衰退或失效多为滤油器脏堵或接反，有时因加油不及时性，造成热负载

25、加大。炭刷、弹簧、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。图33 电动汽油泵油压调节器工作原理： F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：喷油压力=P+P x 时回油, 回油是经常的, 定压250kPa 。喷油压力=P+P x 时停回, 熄火后储压, 定压250kPa 。喷油压力=P+P x =F时阀门维持一定开度定压250kPa 。 图34 油压调节器工作原理油压调节器的故障：膜片弹簧疲劳：回油过多，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，

26、应更换调压器。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。 膜片和阀结胶、硬化、发卡：会造成油压过高，排气冒黑烟故障 3.2.4 喷油器的检测：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。当脉冲电流宽度一定时，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。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“喷油脉冲宽度”。喷油器的检测参数：喷油持续时间28ms ；稳定电流为2A ；针阀的升程为0.15mm ，电磁

27、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 。3.2.5 喷油器的故障：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。针阀发卡有4种症状：不喷油：单缸断电无降速征状。常喷油：不雾化、冒黑烟；不着火、冒白烟。滴漏：不雾化、不熄火；断电后1min 少于1滴为好。雾化不良：锥角、射程不良、怠速游车或冒黑烟，排气管中有不规则的突噜声。 升程扩大： 噪声大、喷油关断时间变化失常，喷油量失常。 密封圈失效：漏油、漏气。 图35喷油器图示3.2.6 热膜空气流量计：热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻

28、、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性图36 热膜空气流量计图37 热膜空气流量计实物图J220 热膜空气流量计的检测： 检测参数:V1E 间输入电压12V ； V2E 间输出电压05V 。 对LH AFS 检测，可用压缩空气向管中吹气测量：不吹气时V2、E 间的基准电压为0.81V ；吹气时的随动电压变为2V ，吹气口距离的变化，电压也应随动变化。热膜空气流量计的故障：如发现有怠速不稳、加速无力、熄火等现象时：将SW 置OFF ，拔下AFS 电接头，起动发动机，运转情况反而明显好转，表明AFS 应更换新件3.2.7 进气压力传感

29、器的检测 压力传感器分类：有三种，膜盒式进气歧管压力传感器；应变片式进气歧管压力传感器；电容膜盒式进气歧管压力传感器膜盒式进气歧管压力传感器 a 、结构 图38 膜盒式进气歧管压力传感器结构图示b 、工作原理：当进气歧管压力变化时，膜盒带动铁芯在磁场中移动，导致感应线圈的电感发生变化，产生的信号电压随之变化，再将这个随进气歧管压力变化而变的电压信号送到电子电路，后经检波、整形和放大后，作为传感器的输出信号送至微机控制装置。 感应线圈由两个绕组构成，一个与振荡电路相连，产生交流电压，在线圈周围产生磁场；另一个为感应绕组，用于产生信号电压。图39 膜盒式进气歧管压力传感器工作原理应变片式进气歧管压

30、力传感器 图40进气歧管进气压力传感器1半导体应变片；2混合集成电路；3真空室 应变片式进气歧管压力传感器工作原理：当硅膜片受力变形时，其中应变电子R2和R4受拉，电阻值随应力增加；而应变电阻R1和R3受压，电阻变化则相反，如此造成惠斯顿电桥失去平衡，有信号输出。此外，进气歧管绝对压力越大，硅膜片受力变形越大，输出的信号越强烈。 图41 应变片式进气歧管压力传感器工作原理 电容膜盒式进气歧管压力传感器当进气歧管压力发生变化时，氧化铝片弯曲变形，使硅片间的距离随之改变，从而引起电容的变化。 1真空腔；2进气歧管； 3氧化铝片；4硅片； 5引线图42 电容膜盒式进气歧管压力传感器进气压力传感器的检

31、测：a 、拔下真空管；将SW 置为ON ；AC 端即输入5V 的工作电压。b 、用手动真空泵对MAP 施加13.366.7KPA 的负压（即节气门全开、全闭时的压力），测出B 、C 端的随动电压值。其电压值应与绝对压力成正比；与真空度成反比。c 、无真空泵时，就车用真空表，动态下配合测量。或用嘴软管，一般真空度可达20Kpa 左右；对应电压值4.4V 为好。进气压力传感器的故障：MAP 是一次性使用的元件，因其本身无摩擦的影响，故障率较少。它最怕漏气和真空度不正常，真空度直接受发动机密封性能、点火性能、空燃比的影响、故MAP 报警，往往是假性故障，它本身通过检测各工况输出电压值后，应从其它方面

32、排除影响MAP 的因素。3.2.8 怠速空气调节器保证低温起动后的快怠速热起，使发动机转速达1500r/min。此时，ECU 根据CTS 和ATS 的信号多喷油，怠速调节器也应多进气。热起后喷油时减少，进气量也相应减少，维持平稳的低怠速运转额外负荷加大时，又处于快怠速状态或稳定的怠速状态，防止发动机熄火。“额外负荷”是指：空调（A/C）接通、动力转向工作、自动变速器P/N档开关进入运行档位、全车电器投入使用等情况，都会造成怠速运转下降200400 r/min 不等。3.2.9 节气门位置传感器的作用（TPS ）作用：检测节气门的开度及开度变化，此信号输入ECU ，控制燃油喷射及其他辅助控制。节

33、气门位置传感器类型: 电位计式节气门位置传感器 触点式节气门位置传感器 综合式节气门位置传感器 电位计式节气门位置传感器 图43 节气门位置传感器利用触点在电阻体上的滑动来改变电阻值，测得节气门开度的线形输出电压，可知节气门开度。全关时电压信号应约为0.5V ，随节气门增大，信号电压增强，全开时约为5V 。触点式节气门位置传感器由滑动触点和两个固定触点（功率触点和怠速触点）组成。 节气门全关闭时，可动触点与怠速触点接触，当节气门开度达50以上时，可动触点与怠速触点接触，检测节气门大开度状态，如图44所示。1、节气门位置传感器 2、怠速触点 3、全开触点4、滑动触点 5、节气门轴图44 触点式节

34、气门位置传感器 综合式节气门位置传感器由一个电位计和一个怠速触点组成，工作原理和前两种相同， 如图45所示。 图45综合式节气门位置传感器反映了节气门度的大小和动作的快慢，是电脑ECU 感知负荷大小的输入信号。它是怠速控制、急加速控制、急减速控制、断油控制、异步喷射、点火提前修正控制的主要信号。点火提前角的控制：TPS 的IDL 为ON 时，点火提前角即减小，保证怠速平稳运转和减少排放污染。急加速控制：TPS 的加速率信号给ECU ，调动浓度单元使空燃比变大，同时增加一次异步喷射，提高了响应性。急减速控制：TPS 的关闭信号，使IDL 为ON ，产生了断油信号，因发动机被反拖，转速较高，如转速

35、N1800r/min时即断油控制，减少污染和省油；N1200r/min时又喷油, 保证怠速运转。怠速控制:怠速触点IDL 导通, 触发步进电机LAC 的电路的而投入工作, 保证平稳怠速运转。起步加速控制:IDL为ON/OFF,增加一次或多次异步喷射, 提高了起步加速性能. 否则, 起步加速不平顺。 节气门位置传感器的检测：输入电压为5V, 输出电压为05V 的随动电压，全闭时为0.7V ，全开时5V ，全闭时电阻值为0.61k ，全开时为45；全闭时IDL 为ON ，稍开大时IDL 为OFF 。不少TPS 为三接头式，其IDL 在ECU 中或单独安装在节气门附近为一碰撞式开关电路。 图46 节

36、气门位置传感器3.2.10 进气温度、水温位置传感器的检测 温度传感器 功用：给ECU 提供进气温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。图47 进气温度传感器实物图D 型安装在空气滤清器或进气管内，L 型安装在空气流量计内，结构如图48所示。 图48 进气温度传感器安装位置在ECU 中有一标准电阻与传感器的热敏电阻串联，并由ECU 提供标准电压，E2端子通过E1端子搭铁。当热敏电阻随进气温度变化时，ECU 通过THA 端子测得的分压值随之变化，ECU 根据此分压值判断进气温度。图49 进气温度传感器工作原理 冷却水温度传感器功用：给ECU 提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正

37、时控制修正信号。图50冷却水温度传感器实物图冷却水温度传感器一般安装在气缸体水道上或冷却水出口处。其工作原理与进气温度传感器相同。图51 冷却水温度传感器安装位置 图52 冷却水温度传感器工作原理 水温位置传感器的检测：在车上就态测测量，也可拆下用水加热测量其电阻值。依据特性曲线，测其电阻或电压值，一般测量0、20、80的电阻和电值80时电阻为200400；电压为0.11V 。20时电阻为23k ；电压为13V 。0时电阻为8k ，电压为4V 左右。进气温度、水温位置传感器的故障：水垢、油垢是绝热失准的大害，造成空燃比（A/F）失准。因此会造成冷起动困难、怠速不稳、加速不良或冒黑烟费油。失效是

38、指断路或导通，断路时，其电阻为无穷。喷油量增大，怠速过高。导通时，电阻为0，不再加浓，冷起动困难，热起时无快怠速。他生故障影响自身性能的好坏节温器的失效或失准，影响了机体温度的高低，特别是电动机风扇受CTS 控制的冷却系统成为严重，造成：节温器和电动风扇常开时热起慢、水温低、加浓时间长、污染大、费油；节温器和电动风扇常关时热起快、水温高、加浓时间短、发动机过热。不管是冬天、夏天、都应使用具有防冻、防沸、防垢、防腐、防穴蚀功能的优质冷却液，才能保证电喷系统的使用性能。 图53进气温度、水温位置传感器图示3.2.11 氧传感器OX 的检测：加减节气门开度时，输出电压应在0.10.9V 。电压变化次

39、数，在10s 内应8次，这说明其电压突变特性坏，和对A/F修正功能的好坏。拔下进气管上任一真空管时，A/F变小，电压下降为0.1V （趋势）。堵住空气滤清器管口，A/F变大，电压上升为0.9V （趋势）。氧传感器O x 的故障：碳化物和铅化物的覆盖，气体不能渗透，氧离子的不能扩散，即失效报警，是OX 的常见故障。它是闭环控制的多元故障报警器，对油泵油压的高低、滤清器的脏堵、三元催化器的脏堵都很敏感。一旦报警，应综合分析判断，辨明是自生故障或他生故障。 图54 氧传感器组成 3.2.12 转速传感器（SP ）、点火正时传感器（IGT ）、曲轴位置传感器（NE ）和车速传感器（VSS ）作用：转速

40、传感器：产生曲轴转速和转角信号，控制A/F和点火导通时间（闭合角），它是发动机工况的基本信号，是ECU 逻辑电路中主要参数之一。点火正时传感器IGT 和曲轴位置传感器NE ：检测上止点TDC 信号，控制正确的点火和喷油开始时间。计算机点火和喷油系统两者合一，分类处理各自的信号，是程序控制。只要点火正时准确，它利用点火确认信号IGF 的反馈，实现控制。车速传感器：提供车速快慢信号。ECU 根据SP 信号、TPS 信号、VSS 信号，具备了逻辑分析能力。减速时自动减少喷油量或断电；经济车速时为（80100km/h）为稀混合气（A/F=1618）；加速时自动增加喷油量。转速传感器（SP ）、点火正时

41、传感器（IGT ）、曲轴位置传感器（NE ）和车速传感器（VSS ）的检测：磁电传感器性能的好坏，决定于磁场强度磁隙的大小（1mm 内）和线圈的阻值，快转曲轴或分电器轴时，应产生1.5-5V 的交变电压。或将磁铁激励一下，应有近1V 的电压产生为好。霍尔发生器的检测，必须加上12V 的工作电压，电接头不拔下，SW 为ON ，使轴转慢，有5V 的电压输出，并有多次的通断变化为好。光电传感器，光源电流小，使用寿命长，点火强度不受转速的影响，但二极管的透镜怕油污，分电机的密封性要好。3.2.13 EGR阀工作的条件：水温低于60时，不循环，防止失速、游车，即怠速不稳。如果节气门开度调节不当，EGR

42、阀过早的投入工作，即出现上述现象。高速、中等负荷时，投入循环，NOX 生成量的高峰在稀区，A/F为1516时最多，因而EGR 系统开始工作。大负荷时，不循环，防止空燃比A/F变小，造成功率下降（N 大于4000r/min以上时）。EGR 阀工作的检测：怠速时，将节气门后的真空软管和EGR 阀接通，废气即进入气缸，使转速下降，100r/min左右。这说明EGR 阀动作灵活。怠速时，突然加速到2000r/min，锥阀上移（从外壳上通风散热口观察）。说明VSV 阀和EGR 阀都正常。EGR 阀的故障：EGR 阀的热负荷大，工作环境坏易脏，堵造成锥阀发卡（常开或常关）。其膜片用弹簧钢片制成，一旦漏气即

43、使EGR 失控。锥阀常开关不严，造成低速和高速工况游车。锥阀常关中等负荷不投入工作，NOX 生成物多，污染加大。膜片漏气EGR 阀失效，应换新件。接错了真空软管（接以节气门后方的接口上），造成怠速工况即投入废气循环，怠速游车，甚至熄灭。 图55 EGR阀4 凸轮轴/曲轴位置传感器凸轮轴位置传感器：给ECU 提供曲轴转角基准位置（第一缸压缩上止点）信号，作为燃油喷射控制和点火控制的主控信号。曲轴位置传感器：检测曲轴转角位移，给ECU 提供发动机转速信号和曲轴转角信号，作为燃油喷射和点火控制的主控信号。组成：上部分为曲轴位置传感器，有带一 个凸齿的G 转子和两个感应线圈G1和G2组成。下部分为曲轴

44、位置传感器由一个带24个凸齿的Ne 转子和一个Ne 感应线圈组成。 原理：利用电磁线圈产生的脉冲信号来确定发动机转速和各缸的工作位置。检测：检查感应线圈的电阻，冷态下的G1和G2感应线圈电阻应为125200，Ne 感应线圈电阻应为155250。图56 电磁式凸轮轴实物图4.3 丰田公司磁脉冲式曲轴位置传感器图57 磁脉冲式曲轴位置传感器安装位置及信号分布 丰田公司TCCS 系统用磁脉冲式传感器安装在分电器内，该传感器分成上、下两部分，上部分产生G 信号，下部分产生Ne 信号。图58 磁脉冲式曲轴位置传感器结构1G 转子 2G1感应线圈 3G2感应线圈 4Ne 转子 5、9Ne 感应线圈6G 和

45、Ne 转子 7G1和G2感应线圈 8分电器壳 图59 磁脉冲式曲轴位置传感器电路4.4 霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器原理：ECU 通过电源使电流通过霍尔晶体管，旋转转子的凸齿经过磁场时使磁场强度改 变，霍尔晶体管产生的霍尔电压放大后输送给ECU ，ECU 根据霍尔电压产生的次数确定曲轴转角和发动机转速。 检测：点火开关转至“ON ”位置，如图，检测A 、C 之间的电压应为8V ，B 、C 间输出的信号电压应为5V 到0V 交替变化。组成：由转子、永久磁铁、霍尔晶体管和放大器组成。图60 曲轴位置传感器实物图4.5 触发叶片霍尔式曲轴位置传感器美国GM 公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端，

46、采用触发叶片的结构型式。 图61触发叶片霍尔式曲轴位置传感器的结构 1转子 2永久磁铁3霍尔晶体管 4放大器 图62 同步信号传感器电路4.6 光电式凸轮轴/曲轴位置传感器组成：由转子、发光二极管、光敏二极管和放大器组成。原理：利用发光二极管作为信号源。随转子转动，当透光孔与发光二极管对正时，光线照射到光敏二极管上产生电压信号，经放大电路放大后输送给ECU 。检测：点火开关转至“ON ”位置，检测电脑侧1和2端子间电压为12V ，给传感器施加12V 电压，正在信号输出端子3和4与1之间接上电流表，转动转子一圈，两个电流表应分别摆动1次和4次，电流应约为1mA 。 图63 光电式曲轴的构成 图6

47、4 凸轮轴位置传感器电路1、密封圈 2、分火头 3、发光二级管4、光敏二极管 5、放大电路 6、转子5 怠速控制系统 怠速控制的功用：一是实现发动机起动后的快速暖机过程；二是自动维持发动机怠速稳定运转，即在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下，尽量使发动机的怠速转速保持最低，以降低怠速时的燃油消耗量。 怠速控制的实质就是控制怠速时的空气吸入量，所以也将怠速控制系统称为怠速空气控制系统（Idle Air Control system, 简称IAC ）。ECU 根据发动机工作温度和负载，自动控制怠速工况下的空气供给量，维持发动机以稳定怠速运转。5.2 怠速空气提供方式旁通空气式 采用这种方式的系统

48、在怠速时节气门完全关闭。 节气门直动式 怠速时，油门踏板虽然完全松开，但节气门并不完全关闭，而是仍通过它提供怠速空气。 图65 怠速控制系统的组成5.3 怠速控制系统的组成 图66 传感器ECU传感器的功用是检测发动机的运行工况和负载设备的工作状况，ECU 则根据各种传感器的输人信号确定一个怠速运转的目标转速，并与实际转速进行比较，根据比较结果控制执行元件工作，以调节进气量，使发动机的怠速转速达到所确定的目标转速。5.4 怠速工况的识别在怠速控制系统中，ECU 需要根据节气门位置信号和车速信号确认怠速工况，只有在节气门全关、车速为零时，才进行怠速控制。5.5 怠速控制执行元件的类型和工作原理、

49、检测方法以旁通式怠速控制系统为例，该种怠速控制系统目前主要有两种基本类型：步进电机型（step motor type ）旋转电磁阀型( rotary solenoid type5.5.1 步进电机怠速控制阀（4线或6线不需要快怠速辅助空气阀） 图67 步进电机型怠速控制系统 图68 丰田公司步进电机的结构与工作原理步进电机内的定子由4组相互独立的线圈绕组构成步进电机的特点：定子未通电前，转子的永久磁铁的磁性，可使转子保持定位。关键在于在什么位置定位。为此，初始位置应该设定。所以SW 为OFF 断电后延时2s ，使转子和锥阀到达关闭位置，咔的一声落座。否则，正反转失控。转子的旋转方向，决定于输入

50、定子的第一个脉冲时定子的极性，为此，转子的初始位置是关键。步进电机的起动开关有四个，目的是为了防止LAC “无为的工作”。a 、节气门位置传感器TPS 的“怠速触点”IDL 为ON ，也就是回到了怠速的位置。 b 、空调开关（A/C）为ON ；c 、 转向助力开关为ON ；d 、 ECT的P/N档开关为D 、R 档位置。步进电机的检测方法：绕组的电阻值为1030；有的为50，工作电压为12V因为大螺旋角传动，人工推拉锥阀时，应能自由进出，否则需清洗其阀杆并润滑。 就车检查时，拆下IAC ，接头不拔下；SW 为ON/ST，锥阀缩回，打开旁通道，便于起动。SW 为OFF ，锥阀伸出，切断旁通道。因

51、ECU 有2S 的延时控制，防止不熄火，并完成初始位置的设定。步进电机的故障：主要是脏、堵、发卡、运动迟缓：SW 为OFF ，2S 内不落座复位，造成初始位置不对， 致使怠速过高、过低、游车、熄火或不能熄火。应清洗或更换。节气门位置传感器TPS 失调；IDL 为OFF ，LAC 停止工作，也失去了异步喷射的加速能力。多为乱调节气门开度限位螺钉造成的无知故障。又造成EGR 阀和炭罐系统过早的投入工作而游车。步进电机的正确调整：IAC 清洗、换新、蓄电池、换电脑后，都应对初始位置和步数重新设定。目的是熟悉工作程序，恢复记忆存储，又叫“学习控制”。方法是：静态下将SW 置ON/OFF数次，每次间隔5

52、S ，使LAC 正反落座到初始设定的关闭位置。并在正常动态下，使发动机加速到30003500r/min,保持35min ，此时IDL 为OFF ，再回到怠速位置，IDL 为ON ，目的是使IAC 的控制电路在正常工作范围内，全行程的恢复学习控制功能。即从最大开度到最小开度的记忆功能得到恢复和存储。以10S 的间隔时间，开关空调A/C两次，AT 挂入D 档和R 档；转向助力的汽车，将转向盘打到极限位置，并保持5S 时间。发动机转速应等于或略高于怠速转速100r/min为好。这说明LAC 的负荷自调功能良好。通过3项额外负荷加载试验，如不符合要求，应在仪器的监控下调整节气门限位螺钉或节气门位置传感

53、器TPS ，使IDL 为ON ，或更换新的IAC 。有些车种无IAC 的故障代码，如丰田车系，福特车系，多由OX 代为报警，应合理分析。 EFI 主继电器触点闭合后，蓄电池电源经主继电器到达怠步进电机的B1和B2端子、ECU 的+B和+B1端子，B1端子向步进电动机的C1-C3相两个线圈供电，B2端子向C2-C4相两个线圈供电。4个线圈的分别通过端子S1、S2、S3和S4与ECU 端子ISC1、ISC2、ISC3和ISC4相连，ECU 控制各线圈的搭铁回路，以控制怠速控制阀的工作。当ECU 控制使步进电动机的电磁线圈C1、C2、C3、C4按1-2-3-4顺序通过晶体管依次搭铁时，定子磁场顺时针转动。由于与转子磁场间的相互作用（同性相斥，异性相吸），吸拉转子转动。同理。如果按C4、C3、C2、C1的顺序依次搭铁，步进电动机的线圈按相反的顺序通电，转子则随定子磁场同步反转。一台实际的步进电机将利用四组电磁线圈，使转子永久磁铁旋转一圈具有32步5.5.2 旋转电磁阀型怠速控制阀（三线，有的需要快怠速辅助空气阀） 图69 双驱动型旋转电磁阀型怠速控制阀的结构 图70 双驱动型旋转电磁阀型怠速控制阀的工作原理 图71占空比概念 图72 单驱动型旋转电磁阀型怠速控制阀的结构6 结论电喷发动机的特点就在于摒弃了过去的化油器式的喷