毕业论文-桑塔纳2000电控燃油喷射系统故障检修

摘要浙江工业大学博士学位论文PAGE122PAGEI毕业论文说明书课题名称：桑塔纳2000电控燃油喷射系统故障检修学生姓名学号二级学院（系）专业班级指导教师桑塔纳2000电控燃油喷射系统检修与维修摘要电子控制燃油系统是应用在现代汽车发动机的高新技术，具有降低油耗、提高功率、低速扭矩大，减少排气污染等优点。本文阐述了桑塔纳2000型轿车电燃油喷射系统的组成以及工作原理，并且还着重介绍了电子控制单元、传感器等部件的故障检修，并针对实践中出现的燃油喷射系统故障进行了举例。关键词：桑塔纳2000；电控燃油喷射系统；故障检修；目录目录摘要 I第1章绪论 21.1引言 21.2电控燃油喷射系统优点 3第2章桑塔纳2000电控燃油喷射系统 42.1桑塔纳2000空气供给系统 42.2桑塔纳2000燃油供给系统 62.3桑塔纳2000控制系统 7第3章桑塔纳2000电控燃油喷射系统的检测 103.1传感器的检测 103.2主要执行元件的检测 113.3控制单元的检测 12第4章桑塔纳2000电控燃油喷射系统故障案例 134.1故障案例一 134.2故障案例二 14结束语 16参考文献 17致谢 18第二章设计模板体系第1章绪论1.1引言燃油喷射系统有机械空着方式和电子控制式两种。桑塔纳2000型轿车就是采用电子控制燃油喷射系统。所谓电子控制燃油喷射系统，就是利用各种传感器将检测到的发动机在运转状态时的空气流量、发动机转速、进气温度、进气压力、冷却液温度及排气中氧的含量等转换成电信号，输送到电控单元。电控单元计算出发动机在各种不同工况下所需要的喷油量后，以不同宽度的电脉冲信号输送到哦电磁喷油器，以控制电磁喷油器开启时间的长短，实现汽车在低排气污染的条件下提高发动机的动力性和燃油经济性。发动机燃油喷射的分类方式大致有三种：一种是按燃油喷射于发动机的部位分，有燃油直接喷入燃烧室和喷入进气歧管两种；另一种是根据燃油喷射点的多少来分，有多点喷射和单点喷射两种；还有一种是根据燃油的喷射过程来分，有定时喷射和连续喷射两种。桑塔纳2000型轿车发动机电控燃油喷射系统属于燃油多点喷射、进气间隙测量、带有氧传感器的闭环控制型式。所谓燃油多点喷射，它是采用在进气歧管内多点喷射，把燃油通过喷油器在气缸外的进气门附近的进气管内。这种喷射方式由于每个气缸安装一个喷油器，所以各缸之间的空燃比偏差很小，使混合气分配比较均匀。所谓进气间接测量，它是利用进气压力传感器和发动机转速传感器检测信号，通过电控单元计算而得知吸入气缸内的空气流量。其特点是便于安装，进气阻力小。所谓闭环控制，压实在排气管上装有氧传感器，根据排期中氧的含量变化，测定出进入发动机燃烧信号控制电磁喷油器的喷油量，将空燃比保持在设定目标值附近。从而使空燃比达到较高的控制精度。但是发动机在特殊的工况下工作，如启动、暖机、加速、怠速等需要加浓混合气的工况时，桑塔纳2000型轿车还采用了开环控制，即不需要氧传感器测量排气中氧的含量，使电磁喷油器按事先设定的几种特殊工况加浓混合气，使其充分发挥发动机的动力性能。所以，桑塔纳2000型轿车的电控燃油喷射系统，实际上是开环和闭环相结合的控制方式。1.2电控燃油喷射系统优点桑塔纳2000型电控燃油喷射系统与原来的化油器系统相比较，其优点有：实现了发动机混合气的空燃比的及点或提前角的精确控制，使发动机无论在什么工况下，都能处于最佳的状态下运转。进气系统中，进气管截面大，进气阻力小。同时进气管不需要加热，使进气温度降低，从而提高了发动机的充气系数。由于进气温度低，不容易爆燃，故可以提高压缩比。即由化油器型发动机压缩比8.5提高到9.0由于燃油是多点喷射到进气管道内的混合气，所有，各缸的混合气分配均匀。由于上述种种原因，电控燃油喷射发动机的最大功率可提高9%，最大扭矩可提高6.9%，并且耗油量有所下降，有害气体的排放额达到目前最严格的法规要求。

第2章桑塔纳2000电控燃油喷射系统桑塔纳2000型电控燃油喷射系统是由空气供给、燃油供给和控制三个子系统组成。结构如图2-1所示。图2-1桑塔纳2000电控燃油喷射系统组成2.1桑塔纳2000空气供给系统空气供给系统的任务是按发动机各工况的需要，适时提供足够的空气，并测量进入气功的空气量。空气量是由电控单元通过进气压力传感器测出的压力和发动机转速传感器测出的曲轴转速计算求得。空气经空气滤清器过滤后，经节气门体流入稳压箱并分配到各缸进气管。怠速时，空气怠速空气阀流入稳压箱并分配到各气缸。空气供给系统是由空气滤清器、节气门体、稳压箱、进气压力传感器、进气温度传感器、空气阀等组成。图2-2空气供给系统路线图1-空气滤清器；2-节气门体；3-怠速调整螺钉；4-稳压箱；5-进气歧管；6-空气阀1）空气滤清器空气滤清器的作用是清除进入发动机气缸的空气中的尘土、砂砾和杂质。减少气缸、活塞和活塞环的磨损。桑塔纳2000型电控燃油喷射发动机上的空气滤清器是由空气滤清和温度调节两部分组成。主要有滤清器壳、滤清器盖、滤芯、进气软管、热空气软管、热空气收集板及温度调节器等组成。图2-3桑塔纳2000型电控燃油喷射发动机空气滤清器发动机工作时，冷、热空气从滤清器壳体下部进入，经滤芯过滤后，干净空气从空气滤清器盖上的出口通过软管进入进气道。当流经空气滤清器的空气温度较低时，热空气收集板的热空气，经热空气软管进入空气滤清道。当流经空气滤清器的空气温度较高时，冷空气直接进入空气滤清器。这些都是由温度调节器自动调节进入的冷、热空气量，使进入进气道温度相对稳定，不会因环境温度的变化而过低或过高。2)节气门体节气门体的作用是控制进气通道截面积的变化，实现对发动机转速和负荷的控制。节气门体位于空气滤清器与稳压箱之间，与加速踏板相联动。节气门体是由节气门及装在壳体上的一些部件，如节气门位置传感器、节气门缓冲器、怠速旁通气道和怠速调整螺钉等组成。发动机工作时，驾驶员通过操纵加速踏板使节气门转动，来控制进气通道截面积的变化，即控制进入发动机气缸内的进气量，从而达到控制发动机转速和负荷的目的。发动机怠速运转时，杰气门关闭，怠速时所需的空气经旁通气道进入进气总管。在旁通道路中，装有可改变旁通通路截面积的调整螺钉，可进行怠速调整。为了实现怠速的自动控制，在怠速旁通通道中还设置了能够改变通道面积的步进电机。当突然抬起加速踏板减速时，节气门便在回应弹簧的作用下，立即回到关闭状态。这时发动机内吸入的空气量急剧减少，发动机输出功率也急剧下降，有时会导致车辆向前冲击，甚至熄火。为防止这种不良情况的发生，在节气门体上安装了节气门缓冲器，使节气门慢慢地回到全关闭状态。节气门缓冲器的结构与工作原理，当节气门将要完全关闭时，通过节气门杠杆机构，把节气门缓冲器膜片室的膜片向上推，克服阻尼弹簧的张力，使膜片室内的空气从阻尼孔慢慢向外排出。从而减缓了节气门的关闭动作，达到了缓冲的目的，有效地防止了发动机熄火。图2-4节气门缓冲器1-空气滤网；2-阻尼孔；3-阻尼弹簧；4-膜片；5-杠杆；6-节气门2.2桑塔纳2000燃油供给系统燃油供给系统的作用是向气缸内供给并调节燃烧过程中所需要的燃油量。桑塔纳2000型电控燃油喷射系统中的燃油供给系统主要由燃油箱、电动燃油泵、燃油滤清器、油压调节器及喷油器等组成。电动燃油泵将燃油从燃油箱中吸出，经燃油滤清器过滤后，再经压力调节器的调节，使油路中的油压比进气管内负压约高250千帕并经输油管分配给各缸喷油器。喷油器根据电控单元的指令将燃油适时地喷人进气管中。当发动机冷启动时.冷启动喷油器按电控单元的指令喷油，以改善发动机低温启动性能。当油路中油压升高时，压力调节器自动调节，将多余燃油返回油箱，从而保持送给喷油器的燃油压力基本不变。图2-5燃油供给系统原理图2.3桑塔纳2000控制系统控制系统的作用是收集发动机的工况信号，经处理后确定最佳喷油量、最佳喷油时间和最佳点火时刻等。控制系统是由传感器、电控单元和执行器组成。发动机工作时，节气门位置传感器检测节气门的开度，空气压力传感器检测进入汽缸的空气量，电控单元接收这两个信号后，计算出喷油量；再根据水温传感器、氧传感器、空气温度传感器、爆震传感器等输入的信号，电控单元对喷油量进行修正，确定实际喷油量。根据霍尔传感器检测到的曲轴转角信息，电控单元确定出最佳喷油时间和点火时刻，并发出信号指令喷油器喷油和火花塞跳火。1)传感器的结构与工作传感器是装在发动机各部位的信号转换装置，用以检测或测量发动机工作状态的各种物理量、电量和化学量等，将它们转换成电信号送给电控单元。桑塔纳2000型轿车电控燃油喷射系统中的传感器有冷却液温度传感器、氧传感器、节气门位置传感器、空气温度传感器、空气压力传感器、爆震传感器和霍尔传感器等。(1)节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门体上，检测节气门的开度。把发动机怠速、加速、减速、全负荷等不同工况信息输入电控单元，从而控制不同的喷油量。桑塔纳2000型轿车电控燃油喷射系统的节气门传感器是开关触点式。活动触点可在导向凸轮槽内移动，导向凸轮由固定在节气轴上的控制杆驱动。怠速时，活动触点与怠速触点接触，检测节气门全关状态；部分负荷时，活动触点与哪个触点都不接触；全负荷时，活动触点与功率触点接触，检测节气门大开度状态。通过活动触点所处的不同位置，电控单元检测出节气门开度的不同状态，从而计算出所对应的喷油量。(2)进气压力传感器进气压力传感器与稳压箱连接，用以检测进气压力，它与进气温度传感器联合使用能准确地反映进入汽缸的空气量(3)冷却液温度传感器冷却液温度传感器是一个封闭装置，自身有螺纹，安装在发动机冷却液的通路上。它的作用是检测发动机冷却液的温度，并把冷却液的温度信号输送给电控单元，为其修正燃油喷射量提供重要依据。冷却液温度传感器负温度系数热敏电阻具有外界温度越高其电阻值越小的特性。电阻值的变化信号输人电控单元，为其根据冷却液的温度修正喷油量。例如，冷却液温度低时，热敏电阻值增大，电控单元检测到这一高电压信号，并根据这个信号适当增加喷油量；反之，当冷却液温度高时，热敏电阻值减小，电控单元检测到这一低电压信号，指令喷油量减少。(4)进气温度传感器进气温度传感器安装在节气门之后的进气管上，用以检测进气温度。它与进气压力传感器配合使用能准确地测出进入汽缸的空气量。电控单元根据进气温度传感器所检测的进气温度进行喷油量的修正，使发动机能自动地适应寒冷、高温、高原、平路等外部环境的变化。进气温度传感器与冷却液温度传感器的结构相似，也是由外壳和热敏电阻组成。当热敏电阻的阻值随温度变化时，电控单元检测到的电压信号也随之改变。当进气温度低时，热敏电阻的阻值增大，电控单元检测到的高电压，指令增加喷油量；反之，当进气温度高时，电控单元检测的低电压，指令减少喷油量。(5)氧传感器发动机尾气中的氧含量直接反映了混合气的空燃比。氧传感器的作用就是检测尾气中氧的含量，并将检测结果输送给电控单元，以便电控单元及时调节燃油供给量。桑塔纳2000型电控燃油喷射发动机使用的是氧化锆(ZrO2)式氧传感器。在试管状氧化锆元素的内外两侧，覆盖了一层多孔铅作为电极，内侧电极与大气接触，外侧电极与排出的废气接触。在外侧电极表面还有一个多孔氧化铝陶瓷保护层，防止废气烧蚀电极，但废气能渗进保护层和电极接触。氧传感器工作原理：在高温时，二氧化锆能导电，如果两极板接触气体的含氧量不同，极板之间就会产生微量电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内、外侧氧的浓度差别很小，极板间产生的电压很低，几乎接近0伏；反之，当混合气浓时，在排出的废气中几乎没有氧，这时在传感器元件内、外侧氧的浓度差别较大，在两极板间产生约1伏的高电压。这种氧传感器只能在温度较高(300℃以上)的条件下使用。因此，桑塔纳2000型轿车电控燃油喷如系统氧传感器安装在排气歧管温度较高的地方，但如果排气温度过高，也会缩短氧传感器的使用寿命。在启动、暖机时，由于温度较低，限制了氧传感器的使用。(6)爆震传感器爆震传感器安装在发动机的缸体上，用以检测发动机的爆震情况。发动机产生爆震不仅使其功率降低，耗油增加，而且还容易损坏发动机。爆震一般是由于点火时间过早造成的。所以安装爆震传感器，它把检测到的信号及时输送给电控单元，电控单元计算后发出指令，修正点火时刻。压电元件也称压电晶体，是传感器的敏感元件。当晶体受到外界机械作用力时，晶体两个极面就会产生电压。发动机爆震时产生压力波，其频率为1-10千赫。压力波传给缸体作用到传感器上，通过惯性平衡块使压电晶体的压缩状态产生变化，产生电动势并及时输送给电控单元。电控单元收到爆震信号后，立即指令推迟点火时刻，以消除爆震。当爆震消除后，控制系统又渐渐地将点火时间恢复到原来的点火提前角。2)电子控制单元电控单元，习惯上称ECU(ElectronicControlUnit)，是一个综合控制装置，是电控燃油喷射赛统的控制中枢。它根据各传感器输入来的信号，控制发动机各工况下的喷油量、点火时间等，并指令相应的执行器执行。

第3章桑塔纳2000电控燃油喷射系统的检测电控系统由传感器、ECU、执行机构和线束组成。ECU不断检测传感器的性能参数，经计算、处理后，再控制执行机构动作。若主要元件出现故障，可读取故障代码、确定故障部位和维修方法。3.1传感器的检测按信号的产生方式，一般可分为信号改变传感器和信号产生传感器。1.信号改变传感器的检测：根据其导线的数目可分为单导线型、双导线型和三导线型：1)单导线型传感器的检测：①断开传感器导线连接器，打开点火开关，测量导线与搭铁之间的电压是否为参考电压。如果测量结果不正确，则应检查导线和ECU。②测量传感器搭铁端子与搭铁之间的电阻值是否为零。③接好传感器导线连接器，启动发动机，测量传感器信号端子电压是否随发动机工况的变化而变化。2)双导线型传感器的检测：一根为信号线，另一根为搭铁线。其检测步骤为：①关闭点火开关，断开传感器导线连接器，用万用表欧姆挡测量连接器上各接线与搭铁之间的电阻，找出搭铁线。②打开点火开关，用万用表电压挡测量另一根导线与搭铁之间的电压是否为参考电压。若不正常，则检查导线和ECU。③接好传感器导线连接器，启动发动机，测量传感器信号端子的电压是否随发动机工况的变化而变化。3)三导线型传感器的检测：一根为ECU的电源线，一根为信号线，另一根为搭铁线。其检测步骤为：①点火开关旋到“OFF”位置，断开传感器导线连接器，用万用表欧姆挡测量连接器上各接线与搭铁之间的电阻，确定搭铁线。②点火开关置于“ON”位，用万用表电压挡测量其他两根导线与搭铁之间的电压，电压为参考电压的为电源线，剩下的一根导线即为信号线。③接好传感器导线连接器，启动发动机，测量传感器信号端子和搭铁端子间的电压是否随发动机工况的变化而变化。2.信号发生传感器的检测：此类传感器根据其导线的数目可分为单导线型、双导线型：1)单导线型传感器的检测。传感器直接搭铁，其导线为信号线。其检测步骤为：①断开传感器导线连接器，测量导线与ECU之间的连接线路是否正常。②检测传感器端子与搭铁之间是否短路。③启动发动机，测量传感器端子电压是否随发动机工况的变化而变化。2)双导线型传感器的检测：一根为信号线，另一根为搭铁线。其检测步骤为：①断开传感器导线连接器，用万用表欧姆挡测量连接器上各接线与搭铁之间的电阻，找出搭铁线。②用万用表电压挡测量另一根导线与ECU之间的连接是否正常。③启动发动机，测量传感器两端子间的电压是否随发动机工况的变化而变化。3.2主要执行元件的检测1.电动汽油泵：1)电动汽油泵的控制：装有电控燃油喷射（EFI）系统的汽车，只有发动机运转时，油泵才开始工作。即使点火开关接通，只要发动机没有转动，油泵就不工作。一般都是当发动机点火开关置于“ON”位时，油泵运转2秒后停止，发动机启动后油泵才继续工作。2）电动汽油泵的检测：①拆下油泵。②用欧姆表测量油泵线圈的电阻。在20℃时，标准电阻值为0.2~3.0Ω。如超出标准电阻值范围，则应更换油泵。③2．喷油器：1）喷油器驱动方法：喷油器驱动方法有两种：电压控制方法和电流控制方法，电压控制方法的驱动电路适用于低阻值喷油器和高阻值喷油器，电流控制方法的驱动电路只适于低阻值喷油器。2）喷油器及其控制电路的检测：①喷油器检测。主要进行喷油器线圈的电阻、喷油量、雾化效果及针阀卡滞和泄漏的检测。②喷油器电路检测。主要检测喷油器与ECU间的导线和连接器是否良好。3．怠速控制阀（ISC）：1）步进电机式怠速控制阀的检测：①拆下怠速控制阀，检测线圈的电阻是否正常。②给怠速控制阀的四个线圈依次通电，怠速控制阀应逐渐关闭；若依相反顺序通电，则怠速控制阀逐渐打开。如怠速控制阀工作不正常，应更换怠速控制阀。③检测连接线束和ECU控制是否正常。2）电磁式怠速控制阀的检测：①拆下怠速控制阀，测量电磁线圈的阻值是否符合要求。②分别给两个线圈施加电压，阀门应交替开启和关闭。如不正常，应更换怠速控制阀。③检测连接线束和ECU控制是否正常。3.3控制单元的检测1．导线连接器的检测:检测与ECU相连的导线连接器时，可用手轻微摇动连接器，察看是否有松动，若有松动，应拨下连接器，检查接触片是否被腐蚀，若有腐蚀现象，需用铜刷或电器接触清洁剂将其除去。安装时，可用专用的导电油脂涂抹，以防腐蚀。

2．ECU的基本检测：1)检测ECU的电源线、搭铁线是否良好，导线连接器是否正常。拔下电缆连接器，查看其内部有否锈蚀、触针是否弯曲，并检查ECU上的所有搭铁线是否有腐蚀。如果上述检测一切正常，可用替代法确定ECU是否有故障。2)检测ECU的闭环控制情况。在氧传感器良好的情况下，启动发动机并使其怠速运转，检测氧传感器的信号电压。在正常情况下，其信号电压应在0.1~0.9V之间不停的变化，否则，说明ECU有故障。

第七章总结与展望第4章桑塔纳2000电控燃油喷射系统故障案例4.1故障案例一故障现象：发动机在怠速运转时，机体抖动较大，且排气尾管有较明显的突突声；急加速时，进气管有回火声；车辆在行驶中，负荷稍微加大，则车辆便会出现前冲和后撞的不舒适感。故障检查：针对该车的故障现象，主要进行了以下几方面的检修：首先使用VAG1552故障阅读仪，调取储存在发动机电子控制单元中存储器内的故障代码如下：00561-015——混合气适配超过调节界限（ADD）下限；00533-014——怠速调节超过调节界限（ADD）下限/SP；00561-013——混合气适配超过调节界限（MUL）下限；00525-003——λ（氧）传感器G39无信号。接着将上述故障代码记录后，键入功能码05，清除在储存器中储存的故障代码。然后，键入功能码04，再输入小组码001，在怠速下，使ECU与节气门位置传感器匹配。起动着发动机，并在怠速下运转至正常工作温度。然后，键入功能码08，再输入小组码001-007，读取发动机工作时的数据流在检查中发现以下问题：a.怠速的转速很不稳定；b.λ（氧）传感器G39的反馈信号电压为0.455V不变化；根据上述情况和以往的经验判定，λ（氧）传感器已被中毒不工作，故将发动机熄火，更换λ（氧）传感器后试车，虽然机体在怠速运转时，其抖动有所减轻，但并未彻底解决，而且此时调不出任何故障代码。注意！此时即是临界点，亦称分界线。也就是说，接下来的检修应按普通车的故障进行排除.下面是该车的油电路中排除的故障。a.火花塞不良：更换四只；b.清洗喷油器：有两只堵塞较严重且均雾化不良；c.1缸喷油器在其喷嘴插座处漏气；d.怠速调节阀内过脏：清洗；e.4缸高压线内部断路有负荷时断火：更换。7、经上述检修后试车，故障现象消失，发动机的性能完全恢复小结：该车的故障点主要有以下几个：a.λ（氧）传感器G39因使用含铅汽油被熏中毒，不能输出正常反馈电压信号；b.火花塞工作不良；c.喷油器堵塞且雾化不良；d.怠速调节内部积炭过多，将其阀门卡住而无法根据发动机的负荷调整旁通进气量；e.4缸高压线内部断路，导致发动机负荷增大时出现断火的现象。f.1缸喷油器在喷嘴插座处漏气，亦会导致发动机在怠速运转时，使发动机的机体出现抖动，并且此故障还很不容易引起注意和排除。4.2故障案例二故障现象：桑塔纳2000Gsi轿车，行驶90000km。该车慢加速时发动机工作正常，而急加速时，发动机回火。故障检测：用故障诊断仪V.A.G1551读取故障码，显示发动机系统无故障存在。观察各传感器的数据显示，冷却液温度传感器、节流阀位置传感器、氧传感器、空气流量计等的数据与维修手册上的数据均一致。在这种情况下，判断电控系统无故障存在。检测汽油泵的压力正常。检查高压线、火花塞也正常。将喷油嘴拆下，发现喷油嘴有少量积炭结焦，将喷油嘴清洗，故障仍然