LS400 实验指导书 (总的)

PAGEPAGE40《汽车检测》（凌志LS400电控汽车故障模拟实验台架）实验指导书目录一、凌志LS400型轿车简介·····························································2二、金德W18示波使用方法····························································6三、ECU引脚及说明·······································································13四、卡门涡旋式空气流量计及电路检修········································17五、节气门位置传感器及其电路检修············································21六、水温传感器及其电路检修························································25七、喷油器性能及其电路检测························································28八、点火系统检修及爆震传感器检修············································32九、燃油系统检修············································································37一、凌志LS400型轿车简介整车性能和特点凌志LS400型轿车是日本丰田公司推出的“极品”豪华轿车，装有1UZ－FE型8缸V型电控燃油喷射发动机、A341（或A342）型电控液力自动变速器、前后带稳定杆的双叉式电子调整空气县架、电子控制动力转向器以及配置有安全气囊（SRS）、制动防抱死装置（ABS）、牵引控制（TBC）等安全保障装置，使整车的动力性、安全性、操纵稳定性、燃油经济性以及废气净化方面都获得了最佳的效果，其主要特点是：华贵的外形与汽车动力学的完美结合科学的车身内部布置和豪华的装饰先进的电子控制系统可靠的安全保障系统宜人的空调系统和组合音响良好的低噪声和废气净化性能二、1UZ－FE型发动机简介1UZ－FE型发动机为8缸V型水冷电控燃油喷射发动机，排量为4L（3969mL）、最大功率为194kw/（5400r/min）、最大扭矩365N·M。主要技术参数见下表：1UZ－FE型发动机的主要结构和特点：结构紧凑为了满足功率大、体积小、重量轻的要求，1UZ－FE型发动机采用了V型8缸的布置（排列顺序为：朝前方左侧1357、右侧2468），V形夹角为90°，两列气缸之间用以安装进气歧管，排气歧管安装于气缸的外侧，分电器则设置在左右侧正时皮带轮的内部，布局十分紧凑，从而大大地降低了整机的高度和减少了长度，满足了高档豪华轿车的发动机的安装要求。重量轻发动机经科学的强化设计，大胆地采用了大量的铝合金材料，如气缸体、气缸盖、机油盘、发动机支架、悬置支架等都为铝合金材料，气缸为薄壁铸铁，合理的材料利用既满足了强度和刚度要求，又大大地减轻了整机的重量，使得在同档次的豪华轿车中，凌志LS400型轿车的自重成为最轻的车型，从而为整车带来了卓越的动力性，也提高了燃料经济7性。科学的配气机构配气机构为直接驱动气门的双顶置凸轮轴（DOHC）、32气阀（每缸2进2排），工作效率高，并大大地减少了进气阻力，也使排气变得十分通畅，残留废气能减少至最低限度。进气歧管呈“S”形布置，从而增加了进气管的长度，充分利用了进气谐波，有利于增加中低速区段的进气充量，进一步提高了全速范围的动力性。正时皮带采用了加强肋的齿形皮带，寿命更高，并高有自动张紧器，无须人工调校，维修方便。卓越的性能1UZ－FE型发动机采用了ECU集中控制的电控燃油喷射系统，其电喷技术已达到了世界邻先水平，特别是它的输出扭矩，在2000～5400r/min之间变得平缓，达到了最大扭矩的90﹪，使得汽车在不同的路面上行驶时，无须经常换档，进一步提高了整车的平顺性和燃油经济性。采用了VVT－i智能正时可变气门控制系统后，通过ECU的预编程序，在不同的转速下能理解更有效地调节进气阀的启闭时间，使它与发动机的转速达到最理想的协调，动力性更好，油耗更省（约省油6﹪），废气污染更小（CO含量小于0.5﹪、HC可下降10﹪、NOx下降40﹪）。改进后的新型发动机最高转速已接近6000r/min，升功率达52kw，可见其动力性已达到了相当出众的强化程度。台架功能通过改装此台加能模拟行车工况并可以人工设置故障，通过解码器、示波器、万用表等高仪器的检测，对故障设置后的故障现象进行实时的检测，最终确定的故障点应与设置相符，进而加强学生的实际操作和判断能力，与市场要求接轨。此台架可对发动机、变速器机械、电路、油路三方面进行检测。金德W18示波器操作注意事项操作仪器要在良好的通风条件下进行。严禁在检测过程中抽烟、有明火。若发蓄电池作电源，注意红色夹子接正极，黑色夹子接负极。在发动机室里使用仪器所有电源线缆、表笔和工具应远离其它运动器件。按照正确的方法连接好设备，选择正确的测试探头或者感应夹。选择正确的车辆设备或者传感器类型。三、ECU引脚及说明四、卡门涡旋式空气流量计及电路检修实验目的掌握卡门涡旋式空气流量计的工作原理和结构特点。掌握卡门涡旋式空气流量计的静态测试方法。掌握卡门涡旋式空气流量计的动态测试方法。实验设备及工具卡门涡旋式空气流量计、万用表、工具若干、导线若干实验内容1．结构特点和安装位置：卡门涡旋式空气流量计通常与空气滤清器组装成一体，它的输出方式是数字式。它与其它的数字式输出的空气流量计不同，大多数数字式输出的空气量计随空气流量的改变，输出频率将随之改变，而卡门涡旋式空气流量计不分改变频率，同时还改变脉冲宽度。工作原理：LS400车用空气流量计是光电式卡门涡旋空气流量传感器，旋涡的频率的检测方法是由反光镜来检测的。空气流经涡流发生器时，压力发生变化。这种压力变化经压力导向孔作用于薄金属制成的反光镜表面，使反光镜产生振动。反光镜产生振动时，将发光二极管投射的光反射给光电管，对反射光信号进行检测，即可得到旋涡的频率。频率高对应进气量大，频率低就对应进气量小。空气流量计的拆卸：拆下空气滤清器罩和蓄电池夹箍罩。拆下2号空气滤清器软管。拆下带空气流量计的空气滤清器。从空气流量计上脱开连接器。拆下3个螺栓和松开夹箍。从进气连接器管上拆下带空气流量计的空气滤清器壳体。拆下空气流量计。拆下空气滤清器壳体和空气滤芯。松开锁紧板填缝并拆下4只螺母，从空气流量计上拆下保护器、空气滤清器和垫片。相关电路常见故障及故障现象故障现象可能原因故障码故障释译发动机长期混合气过浓空燃比过大25空气流量计或进气压力传感器故障；ECU故障流量计信号超标31传感器标准电压(5±0.5)V失常；空气流量计或其电路故障发动机怠速抖动严重加速,迟缓无力,易熄火流量计信号未进入电脑32空气流量计或其电路故障流量计漏气,老化后滞空燃比过小26进气岐管漏气6．检修流量计检查元件检测拔下空气流量计连接器插头，测量THA与E2之间的电阻值，0℃时为4～7k；20℃时为2～3kΩ；40℃时为0.9～1.3kΩ。如不符合要求应更换流量计。在线检测a、找出ECU，测量ECU连接器KS与E2端子之间的电压。b、接通点火开关，不起动发动机，此时KS与E2端子之间的电压应为4～6V。c、发动机运转时KS与E2端子之间的电压应为2～4V，既不应是0V，也不应是5V，进气量越大，电压越高。d、检测ECU连接器VC与E2端子之间的电压，若在正常值4～6V之间，则应检查ECU与空气流量计之间的导线或空气流量计；若电压不正常则应更换ECU。线路检修检查发动机和ECTECU连接器端子VG和EVG之间的电压拆出仪表板下罩板，起动发动机。在发动机怠速运转时，测量发动机和ECTECU端子VG和EVG之间的电压。正常电压：1.1～1.5V如正常，检查和更换发动机和ECTECU；如不正常进行下一步检查空气流量计连接器端子1与车身接地之间的电压脱开空气流量计连接器，将点火开关拧至“ON”档。测量空气流量计连接器端子1与车身接地之间的电压。正常电压：9～14V如不正常，检查和修理空气流量计电源电路；如正常进行下一步检查发动机和ECTECU与空气流量计之间的配线和连接器有无开路或短路。如正常，更换空气流量计；如不正常，修理或更换配线或连接器参考波形实验报告简述卡门涡旋式空气流量计的工作过程及实验结果。试述卡门涡旋式空气的检测方法与步骤。五、节气门位置传感器及其电路检修实验目的掌握节气门位置传感器的结构特点和工作原理掌握节气门位置传感器的静态检测方法掌握节气门位置传感器的动太检测方法实验设备及工具节气门位置传感器、数字式万用表、导线若干实验内容结构特点：节气门位置传感器安装在节气门体内，用于检测节气门开度。其结构特点如下图所示工作原理：节气门完全关闭时，节气门位置传感器中的怠速触点（IDL）接通，ECU的IDL端电压变为0V。这时会有0.3～0.8V的电压施加在ECU的端子VTA上。节气门打开时，IDL触点断开，使ECU的约12V电源电压施加在ECU的端子IDL上。施加在ECU的VTA端电压与节气门开度成正比，当节气门完全打开时，VTA端电压升至约3.2～4.9V。ECU根据端子VTA和IDL输入的信号判断车辆行驶状况，并将这些信号作为校正空燃比、修正增加功率及燃油切断控制等的条件之一。副节气门位置传感器的安装和运作与主节气门位置传感器相同。副节气门位置传感器用于牵引控制，副节气门位置传感器执行根据来自牵引控制装置ECU的信号打开或关闭辅助节气门，从而控制发动机输出功率。拆卸：下带空气流量计的空气滤清器，脱开进气连接管；脱开上面的软管松开夹扣。拆下螺栓和进气管。脱开以下拉索；加速控制拉索。节气门控制拉索。拆下节气门体；相关电路常见故障及故障现象检修检查发动机和ECTECU连接器端子VTA1、VTA2；IDL1、IDL2与E2之间的电压将点火开关拧至“ON”位置。检查副节气门传感器时，应拆出进气导管，脱开副节气门执行器阀连接器。当主、副节气门由关闭状态逐渐打开时，测量发动机和ECTECU端子VTA1、VTA2；IDL1、IDL2与E2间的电压。电压应随节气门开度的增大而稳定上升。检查节气门位置传感器当节气门由关闭状态逐渐打开时，测量节气门位置传感器连接器端子3、2与1之间的电阻。端子3和端子1之间的电阻值应随节气门开度的增大而逐渐升高。、参考波形实验报告试述节气门位置传感器的拆卸步骤和工作原理简述节气门位置传感器的检修方法六、水温传感器及其电路检修一、实验目的掌握水温传感器的结构特点及工作原理掌握水温传感器的静态检测方法掌握水温传感器的动态检测方法二、实验设备及工具水温传感器、温度计、万用表、烧杯、导线三、实验内容1．结构特点温度(℃)电阻(Ω)06202.2401.1600.6800.25水温传感器用于检测发动机冷却水温度，通常采用热敏电阻检测水温。传感器安装在发动机冷却水通路上，水温的变化将引起电阻值的变化，随水温升高，电阻值下降。如右上表：工作原理：ECU中的电阻与水温传感器的热敏电阻串联，热敏电阻阻值变化时，所得THW外的分压值随之改变。水温低时，燃油蒸发性差，应供给浓的混合气。由于水温低。热敏感电阻阻值大，ECU检测到的THW外的分压值就高。根据该信号，ECU增加燃油喷射量，使发动机的冷机运转性能得以改善。水温高时，发动机已达正常工作温度，混合气形成条件较好，可燃用较稀混合气，要求少喷油。这时，由于热敏电阻阻值随水温上升而降低，则ECU检测到了相应的小分压值，并依此信号减少喷油量。相关电路故障码检修检测传感器的电阻值A、点火开关置于“OFF”位置，拔下水温传感器导线线束，用万用表电阻档就车测试传感器两端子之间的电阻值，其电阻值在温度低时大，在温度高时小，在热机状态时应小1kΩ。B、从发动机上拆下水温传感器，将传感器置于烧杯的水中，并对烧杯中的水进行加热，同时用万用表测量在不同温度下水温传感器两接线端之间的电阻，其电阻值应符合右表格中数值检测传感器的信号电压值当传感器线束断开、点火开关接通时，从ECU连接器接线柱上测试，得到的电压值约为5V检测传感器的线束电阻用万用表检测传感器到ECU之间的线束电阻，其阻值应小于1Ω。参考波形四、实验报告1、简述水温传感器的结构特点及其作用。2、简述水温传感器的工作原理。3、简述水温传感器的检修方法。七、喷油器性能及其电路检测实验目的1．掌握喷油器的结构、特点和工作原理2．掌握喷油器的静态检测方法3．掌握喷油器的动态检测方法实验设备及工具万用表、12V电源、导线、喷油器、量杯实验内容1、结构特点如上图，喷油器由滤网、电源接头、电磁线圈、回位弹簧和针阀等组成。喷油时，弹簧将针阀太紧在阀座上，防止滴漏；停喷瞬时，弹簧使针阀迅速回位，断油干脆。2、工作原理ECU的喷油控制信号将喷油器与电源回路接通时，电磁线圈通电并在周围产生磁场，吸引衔铁移动，而而衔铁与针阀做为一体，因此针阀克服弹簧张力而打开，燃油即开始喷射。当ECU将电路切断时，吸力消失，弹簧使针阀关闭，喷射停止。喷油量的多少取决于针阀行程，喷口截面积、喷射环境压力与燃油压力的压差及喷油时间。当前述名因素确定时，喷油量就取决于针阀的开启时间，即电磁线圈的通电时间。3、拆卸1）拆卸蓄电池的负极线，按喷油器的安装关系拆去所有附件。2）从左右侧燃油管上折算电缆线束，取下喷油器电控连接器。3）从左侧燃油管支架上拔下下列装置检查连接器。电缆线束连接器。电缆线束卡箍。4）拆卸带喷油器的左右侧输油管。5）注意燃油管固定螺栓装有隔套，喷油器装有隔热套。6）从燃油管上拔下喷油器。4、相关电路5、检修1）喷油器的就车检查喷油器工作情况的检查喷油器的工作情况可通过检查喷油器的工作声音和发动机转速变来了解。发动机运转时用手指接触喷油器，应有脉冲振动的感觉；用听诊器能听到有节奏的“嗒嗒”声。断油检查中，逐个拔下喷油器线束接头，这时发动机转速应立即下降。否则，说明该喷油器不工作或工作不良。2)喷油器电磁线圈电阻的检查用万用表测量其接线柱间的电阻。在20℃时，其电阻值应为13.4～14.2Ω3）喷油器控制电路的检查拔下喷油器连接器接头打开点火开关，不要起动发动机测量喷油器控制线连接头上电源线的电压，应为12V。检查ECU的喷油器搭铁线，搭铁是否良好。在喷油器到ECU的线束中间串联一个发光二极管。起动发动机，发光二极管应闪烁6、相关波形实验报告1、掌握喷油器的构造和结构特点。2、简述喷油器的工作原理。3、简述喷油器常见的清洗方法。八、点火系统检修及爆震传感器检修一．实验目的1．掌握LS400点火系统的结构及工作原理2．掌握LS400点火系统的检修方法3．掌握爆震传感器的工作过程及检修方法二．实验设备及工具万用表、解码仪、示波器、导线实验内容点火系统组成及电路LS400发动机为8缸V形布置，设有2根凸轮轴，对应地也设有2个分电器、2个点火线圈和2个点火器点火系统的工作原理如上图，其工作原理是：ECU贮存有与发动机转速和负荷大小有关的常规稳定工况下的最佳点火提前角和最佳点火脉宽频谱图。当发动机运转时，通过曲轴转速和节气门位置信号，ECU便可以确定实时工况下的最佳点火提前角和点火脉宽，再通过凸轮轴位置传感器的信号识别出一、六缸的点火正时后便向点火器发出点火信号。后者便立即断开点火线圈的初级电源，使其次级产生数万伏的高压电流，再通过分电器将高压电准确地分配到各缸火花塞，从而完成了点火过程。另一方面，点火器会向ECU反馈一个点火确认信号（IGF1和IGF2），为ECU提供故障防护识别之用。一旦ECU连续8次未接收到IGF信号时，便强行进入故障防护状态，切断燃供给，令发动机停止运转。3．点火正时检查及调整1）点火正时检查。起动发动机运转到正常工作温度，保持怠速运转。连接DCL1的端子TE1和E1。将正时灯接到6号高压线上用正时灯检查点火正时：怠速在650±50rpm时点火正时应为上止点前8°～12°。2）点火正时的调整如果点火正时不符合规定值，应检查下列状态是否正常：节气门是否全闭。节气门位置传感器端子IDL和E2之间是否导通。配气相位是否正时。6、检修1）跳火试验：脱开分电器盖上的高压线，盘动发动机观察是否出现火花。2）检查点火线圈、点火器和分电器的接头是否坚固。3）高压线电阻的检查：用欧姆表测量其电阻，最大阻值为25kΩ.4）火花塞的检查：拆下火花塞，新火花塞的电极正确间隙为1.1mm，最大间隙为1.3mm5）点火线圈的检查：初级线圈电阻：0.41～0.50Ω次级线圈电阻：10.2～13.8Ω7、相关波形1）初级点火波形2）次级点火波形8、爆震传感器1）构造：LS400车采用的是共振型压电式爆震传感器。它主要由基座、振动片、压电元件和外壳组成。如图所示：2）工作原理：压电元件紧贴于振动片上，后者固定于基座上，发动机运转时，振动片便发生振动，压电元件也同时产生压缩和拉伸变形而产生压电信号。由于振动片固有频率与发动机的爆震频率相同，当发生爆震时，振动片处于如下图所示的共振状态，振幅最大，此时压电元件输出的压电信号也最大，ECU即判别出发动机已发生了爆震，随即向点火器发出急速推迟点火的指令，使爆震即时消失。爆震消失后，ECU会发出信号，令曲轴每转1圈推前1°～2°点火提前角，直至恢复到正常的点火提前角为止，其控制流程见下图由止可见，通过爆震传感器，ECU便形成了点火系统的闭环控制。3）相关电路气缸体左、右侧上均装有爆震传感器，用于检测发动机爆震。该电路图如下：4）检修用万用表电阻档检查二端子之间的电阻，其电阻应为1MΩ或更高用万用表电阻档检查每个端子与传感器外壳的电阻，其电阻应为1MΩ或更高5）故障码四、实验报告1．简述LS400车点火系统特点及组成。2．