汽车电控燃油喷射系统汇总

【关键字】系统汽车电控燃油喷射系统常见毛病诊断目录汽车电控燃油喷射系统常见毛病诊断摘要：随着汽车技术的快速发展，现在绝大部分汽车发动机都采取电控燃油喷射系统。加强对电喷系统的理论探究，进一步理解和把握电喷系统发生毛病的部位、原因和排除方法对于一名驾驶员和修理工来说很有必要。本文主要介绍了电控燃油喷射系统的发展历程、分类及组成，对电控燃油喷射系统的常见毛病进行了介绍，并运用实例进行分析说明。关键词：电控燃油喷射系统工作原理毛病诊断第一章概述1934年德国研制成功第一架装用汽油喷射发动机的军用战斗机。第二世界大战后期，美国开始采用机械式喷射泵向气缸内直接喷射汽油的供油方式。1952年，曾用于二战德军飞机的机械式汽油喷射技术被应用于轿车，德国戴姆乐奔驰(Daimler-Benz)型赛车装用了德国博世(Bosch)公司生产的第一台机械式汽油喷射装置。它采用气动式混合气调节器控制空燃比，向气缸直接喷射。1957年，美国本迪克斯(Bendix)公司的电子控制汽油喷射系统问世，并首次装于克莱斯勒(Chrysler)豪华型轿车和赛车上。由于汽油喷射系统比起化油器来，计量更精确、雾化燃油更精细、控制发动机工作更为灵敏，因此，在经济性、排放性、动力性上表现出明显的优势。人们的注意力越来越集中在汽油喷射系统上。1967年，德国博世公司研制成功K-Jetronic机械式汽油喷射系统，并进而成功开发增加了电子控制系统的KE-Jetronic机电结合式汽油喷射系统，使该技术得到了进一步的发展。1967年，德国博世公司率先开发出一套D-Jetronic全电子汽油喷射系统并应用于汽车上，于20世纪70年代首次批量生产，在当时率先达到了美国加利福尼亚州废气排放法规的要求，开创了汽油喷射系统的电子控制的新时代。D型喷射系统在汽车发动机工况发生急剧变化时，控制效果并不理想。1973年，在D型汽油喷射系统的基础上，博世公司开发了质量流量控制的L-Jetronic型电控汽油喷射系统。之后，L型电控汽油喷射系统又进一步发展成为LH-Jetronic系统，后者既可精确测量进气质量，补偿大气压力，又可降低温度变化的影响，而且进气阻力进一步减小，使响应速度更快，性能更加卓越。1979年，德国博世公司开始生产集电子点火和电控汽油喷射于一体的Motronic数字式发动机综合控制系统，它能对空燃比、点火时刻、怠速转速和废气再循环等方面进行综合控制第二章电控汽油喷射系统的分类电喷系统发展至今，已有多种类型。根据其结构特点分为以下几种类型。按系统控制模式可分为开环控制和闭环控制两种类型。2.1按系统控制模式可分为开环控制就是把根据试验确定的发动机各种运行工况所对应的最佳供油量的数据事先存入计算机中，发动机在实际运行过程中，主要根据各个传感器的输入信号，判断发动机所处的运行工况，再找出最佳供油量，并发出控制信号。闭环控制闭环控制系统又称为反馈控制系统，其特点是加入了反馈传感器，输出反馈信号，反馈给控制器，以随时修正控制信号。闭环控制系统在排气管上加装了氧传感器，可根据排气管中氧含量的变化，测出发动机燃烧室内混合气的空燃比值，并把它输入计算机中再与设定的目标空燃比值进行比较，将偏差信号经功率放大器放大后再驱动电磁喷油器喷油，使空燃比保持在设定的目标值附近。因此，闭环控制可达到较高的空燃比控制精度，并可消除因产品差异和磨损等引起的性能变化对空燃比的影响，工作稳定性好，抗干扰能力强。采用闭环控制的燃油喷射系统后，可保证发动机在理论空燃比(14.7)附近很窄的范围内运行，使三元催化转换装置对排气的净化处理达到最佳效果。但是，由于发动机某些特殊运行工况(如启动、暖机、加速、怠速、满负荷等)需要控制系统提供较浓的混合气来保证发动机的各种性能，所以在现代汽车发动机电子控制系统中，通常采用开环与闭环相结合的控制方式。2.2按喷油实现的方式分类在发动机电子控制系统中，按喷油实现的方式进行分类，可分为机械式、机电混合式和电子控制式三种燃油喷射系统。该系统采用了全电子控制方式，即电子控制单元通过各种传感器来检测发动机运行参数（包括发动机的进气量、转速、负荷、温度、排气中的氧含量等的变化，再由ECU根据输入信号和数学模型来确定所需的燃油喷射量，并通过控制喷油器的开启时间来控制喷入气缸内的每循环喷油量，进而达到对气缸内可燃混合气的空燃比进行精确配制的目的。电子控制式燃油喷射系统在发动机各种工况下均能精确计量所需的燃油喷射量，且稳定性好，能实现发动机的优化设计和优化控制。因此，它在汽油喷射系统中被广泛应用。第三章电控汽油喷射系统的基本组成3.1进气系统进气系统，又称空气供给系统，其功能是提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量。空气经空气过滤器过滤后，由空气流量计（在D-Jetronic系统中为进气歧管绝对压力传感器）计量，通过节气门体进入进气总管，再分配到各进气歧管。在进气歧管内，从喷油器喷出的燃油与空气混合后被吸入气缸内燃烧。一般行驶时，空气的流量由进气系统中的节气门来控制。踩下加速踏板时，节气门打开，进入的空气量多。怠速时，节气门关闭，空气由旁通气道通过。怠速转速的控制是由怠速调整螺钉和怠速空气调整器调整流经旁通气道的空气量来实现的。怠速空气调整器一般由电控单元（ECU）控制，在气温较低发动机暖机时，怠速空气调整器的通路打开，以供给暖机时必须给进气歧管的空气量，此时发动机转速较正常怠速高，称为快怠速。随着发动机冷却水温升高，怠速空气调整器使旁通气道开度逐渐减小，旁通空气量亦逐渐减小，发动机转速逐渐降低至正常怠速。3.2燃油供给系统燃油供给系统的功能是向发动机精确提供各种工况下所需要的燃油量。燃油系统一般由油箱、电动燃油泵、过滤器、燃油脉动阻尼器、燃油压力调节器、喷油器、冷启动喷油器及供油总管等组成，如图2-2所示。图2-1进气系统 图2-2燃油系燃油由燃油泵从油箱中泵出，经过过滤器，除去杂质及水分后，再送至燃油脉动阻尼器，以减少其脉动。这样具有一定压力的燃油流至供油总管，再经各供油歧管送至各缸喷油器。喷油器根据ECU的喷油指令，开启喷油阀，将适量的燃油喷于进气门前，待进气行程时，再将燃油混合气吸入气缸中。装在供油总管上的燃油压力调节器是用以调节系统油压的，目的在于保持油路内的油压约高于进气管负压300kPa。此外，为了改善发动机低温启动性能，有些车辆在进气歧管上安装了一个冷启动喷油器，冷启动喷油器的喷油时间由热限时开关或者ECU控制。3.3电子控制系统电子控制系统的功能是根据发动机运转状况和车辆运行状况确定燃油的最佳喷射量。该系统由传感器、电控单元(ECU)和执行器三部分组成，如图2-3所示。供给发动机的汽油量，由喷油持续时间来控制，喷油持续时间则由ECU通过来自进气歧管压力传感器或空气流量计的信号来计算进气量，根据进气量和转速计算出基本喷油持续时间。然后进行温度、海拔高度、节气门开度等各种工作参数的修正，得到发动机在这一工况下运行的最佳喷油时间，精确地控制喷油量。图2-3电子控制系统传感器是信号转换装置，安装在发动机的各个部位，其功用是检测发动机运行状态的电量参数、物理参数和化学参数等，并将这些参数转换成计算机能够识别的电信号输入ECU。检测发动机工况的传感器有：水温传感器、进气温度传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器、车速传感器、氧传感器、爆燃传感器、空调离合器开关等。ECU是发动机控制系统的核心部件。ECU的存储器中存放了发动机各种工况的最佳喷油持续时间，在接收了各种传感器传来的信号后，经过计算确定满足发动机运转状态的燃油喷射量和喷油时间。ECU还可对多种信息进行处理，实现EFI系统以外其他诸多方面的控制，如点火控制、怠速控制、废气再循环控制、防抱死控制等。执行器是控制系统的执行机构，其功用是接受ECU输出的各种控制指令完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳工作状态，如喷油脉宽控制、点火提前角控制、怠速控制、炭罐清污、自诊断、故障备用程序启动、仪表显示等。3.4电控汽油喷射系统的工作原理电控汽油喷射系统工作原理框图，如图2-4所示。图2-4电控汽油喷射系统原理框图1—发动机工作参数；2—传感器；3一电控单元；4—喷油器喷油器喷射到进气歧管中的汽油量，由喷油器喷孔的横断面面积，汽油的喷射压力和喷油持续时间来决定。为了便于控制，在实际的喷油控制系统中，喷孔的横断面面积和喷油压力都是恒定的，汽油的喷射量只取决于喷油持续时间。喷油器的喷孔由电磁阀来开闭，电磁阀的开启时刻（喷油开始时刻）和开启延续时间（喷油持续时间）的长短，由发动机的各种参数确定。传感器将发动机各种非电量的工况参数（如转速、负荷、发动机冷却水及进气温度、空气流量、曲轴转角、节气门开度等）转变为电信号，并把这些信号以信息形式送入电控单元（ECU），再经电控单元转化为长短不一的电脉冲信号传到喷油器，控制喷油器打开时刻及延续时间长短，使之准确地工作。EFI系统的工作过程即是对喷油时间的控制过程。装用EFI系统的发动机具有良好的动力性、经济性，排放污染大为降低，这都缘于空燃比的精确控制。而这种空燃比的控制是通过对汽油喷射时间的控制实现的。ECU通过绝对压力传感器（D型EFI）或空气流量计（L型EFI）的信号计量空气质量，并根据计算出的空气质量与目标空燃比比较即可确定每次燃烧所必需的燃料质量。目标空燃比即实际充入气缸的空气质量与燃烧所需要的燃料量的比值。根据空气质量和发动机转速计算出的喷油时间称为基本喷油持续时间。目标空燃比是在考虑了发动机的动力性、经济性、响应性、排气净化等之后决定的，它所要求的喷油时间与基本喷油时间有差异，各种传感器检测冷却水温度、进气温度、节气门开度等与发动机工况有关的参数后，对基本喷油持续时间进行修正，确定最佳喷油持续时间，使实际喷油持续时间接近由目标空燃比确定的喷油持续时间。第四章电控燃油喷射系统的常见故障分析1.1发动机不能发动现象和原因：打开点火开关，将点火开关拨到起动位置，发动机发动不着。故障产生的可能原因是:起动系统故障使发动机不能转动或转动太慢;点火系统故障;燃油喷射系统故障;进气系统故障等。故障排除方法：1） 打起动档,起动机和发动机均不能转动，应按起动系故障进行检查。首先，检查蓄电池存电情况和极柱连接和接触情况;如果蓄电池正常时,检查起动线路、保险丝及点火开关。若起动机能转动而发动机不能装动,则为起动机与发动机啮合部分故障。若均转动时，则应对点火系统、燃油喷射系统及进气系统分别进行检查。2） 踏下油门到中等开度位置，再打起动机。如果此时，发动机能够发动，则说明故障为怠速控制阀及其线路故障或者是进气管漏气，应对这几项进行逐项检查。如果踏下油门到中等开度位置时,仍然发动不着，应进行下一步骤的检查。3） 进行外观检查。检查进气管路有无漏气之处;检查各软管及其连接处是否完好;检查曲轴箱通风装置软管有无漏气或破裂。4） 检查高压火花。如果高压火花不正常,应检查高压线、点火线圈、分电器和电子点火器。5） 检查点火顺序是否正确。6） 检查供油系统的供油情况。在确认油箱有泪的情况下，检查燃油管中的供油压力。具体操作方法是:将诊断插座的+B和FP端子跨接，燃油泵应开始泵油，用手可以在冷起动喷油器的供油软管处感觉到供油压力。如果油压不正常，进一步检查EFI保险丝是否熔断,电路断路继电器是否有故障，检查燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器。7） 检查点火正时及各缸的点火顺序。8） 检查装在空气流量计上的燃油泵开关的工作情况。9） 检查各缸火花塞的工作情况。10） 检查点火正时。如点火正时不正确，应送一步检查点火正时的控制系统。11） 检查ECU的供电情况和工作情况，确定是否是ECU的故障。1.2发动机失速其现象是发动机工作时,转速忽高忽低，这种现象即为发动机失速现象，其故障被称为发动机失速故障。常见的故障原因有以下几点:进气系统存在漏气处;空气滤清器滤芯过脏;空气流量计工作不正常;燃油喷射系统供油压力不稳;点火正时不正确;冷起动喷油器和温度正时开关工作不良等。检查进气管路有无漏气现象。检查各软管及连接接头处、PvC阀管子、EGR系统、机油尺插口、机油滤清器盖。检查供油压力。检查油箱中燃油是否过少，检查燃油管内的压力是否不稳。检查空气滤清器滤芯是否过脏。检查点火提前角。检查各缸火花塞工作情况。检查冷起动喷油器和温度一时间控制开关的工作情况。检查空气流量计的输出电压及与发动机工况的变化关系检查喷油器的喷油情况。检查ECU的工作情况。1.3发动机怠速不良故障其现象是发动机在中等以上转速运行时工作正常，当转速为怠速或接近怠速时，出现怠速不稳甚至熄火的现象,即为怠速不良故障。常见的故障原因有以下几点：进气系统有漏气处；冷起动喷油器和温度一时间控制开关工作不正常;喷油系统供油压力不正常;喷油器故障引起喷射雾化质量差;ECU故障等。1检查进气管、PVC阀软管、机油尺处是否漏气；2检查空气滤清器滤芯是否过脏；3检查冷起动喷油器和温度一时间控制开关是否正常；4检查燃油系统压力是否过低；5检查喷油器喷射情况；6必要时检查汽缸压力和气门间隙；7检查ECU等。1.4发动机怠速不良故障其现象是当油门处于怠速位置时，发动机转速在任恒情况下都高于正常的怠速转速（注意在有些情况下，控制系统专门控制使怠速高于正常怠速。如:当空调开关打开时或发动机处于暖机工况等），则认为发动机存在怠速过高故障。常见的故障原因有以下几点:节气门控制机构发卡，造成节气门关闭不严；节气门传感器故障;燃油压力过高;怠速控制系统ISC控制阀开度出现误差，造成怠速进气量增加;冷起动喷油器泄漏量过大;喷油器喷油量和泄漏量过大；ECU故障。1检查油门控制联动机构；2检查怠速控制系统ISC空气旁通阀的开度；3检查系统供油压力,如果油压过高，则反更换油压调节器；4检查冷起动喷油器，其泄漏值应在标准范围；5检查喷油器喷射状况和喷油量、泄漏量,其值均应在标准范围之内；6检查ECU。第五章实例分析5.1桑塔纳轿车电控燃油喷射系统的故障诊断实例一：故障现象：一桑塔纳轿车发生在行驶时常常能听到消声器放炮的声音，尤其是在加速时更明显。故障分析：消声器放炮主要是混合气过浓或个别缸断火所造成。其原因有：点火过迟；点火提前角过大；废气再循环系统工作不正常(EGR阀打开太早等)。故障排除：(1)读取故障码，根据故障码表找出故障原因，并予以排除。(2)检查点火正时及控制系统是否正常。检查冷起动喷油器和冷起动正时开关是否正常。检查燃油压力是否过高，若不正常，再注意检查油压调节器。检查喷油器的泄漏是否超过标准。检查火花塞间隙是否正常。必要时检查气缸压力和气门间隙。用电压表和电阻表检查电控电路，主要检查喷油信号是否正常。实例二：故障现象：一辆桑塔纳2000轿车在任何工况下发动机转速均会出现忽高忽低现象。故障分析：安排在排气管中的三元催化转换器，其催化剂是铂(或钯)和铑的混合物，它在与废气中的HC、CO和NOx发生反应的同时体积会膨胀，从而逐渐堵塞排气通道；此外，排气消声器内的消声小孔也会因积炭而逐渐堵塞，从而导致排气不畅，排气管中的压力逐渐升高，当升高到一定程度时，会突然吹开部分堵塞物，使排气状况有所好转，发动机转速得以提高。但经过一段时间后，又会逐渐出现堵塞，使发动机转速再下降。如此反复，出现游车现象。故障排除：排气管部分堵塞，只需将排气管堵塞部分疏通就可以。5.2奥迪轿车电控燃油喷射系统的故障诊断与检修实例一：故障现象：一辆奥迪A6L3.2行驶里程15万km时发动机有规律的抖动，伴随着喘气。故障分析：发动机有规律的抖动伴随着喘气，冷车时没有此故障现象，当水温达到60摄氏度以上时出现。首先分析可能时有进气系统漏气的地方，经过仔细检查未发现有渗漏的可疑点，先后更换了空气流量计、节气门、水温传感器故障依旧未排除，无意间发现在进气管道上方喷清洗剂抖动立刻停止，分析可能是混合气过稀，过稀的可能是进气漏气或氧传感器信号错误，读取数据流发现氧传感器无动作，故障排除：更换氧传感器故障排除。实例二：故障现象：一辆奥迪A6L2.0T行驶里程为4.5万km时发动机怠速抖动，伴随轻微喘气故障分析：首先用电脑检测发动机系统发现没有任何故障，分析是否有漏气的地方更换了废弃压力限制阀，故障没有解决，然后怀疑是不是喷油嘴轻微堵塞，清洗了喷油嘴，故障仍然没有解决，然后分析是否有外部负荷不稳定的设备，首先考虑发电机，断掉发电机的电源线后故障不见了，可以确定是发电机带来的负荷不稳定，后经客户反应此车一直处于溃电状态，后检查电瓶负极的螺母没有了，导致发电机负荷不稳定怠速抖动。紧固螺母冲一晚上电后故障排除。故障排除：紧固电瓶负极螺母，充满电后故障排除结论本论文是汽车检测与维修专业学生学习阶段一个重要教学环节，是学生在理论与一定实践性教学环节完成之后，即将毕业时的一