汽车发动机电控系统维修学习情境一

学习情境一认识汽车发动机电子控制系统学习目的·经过本情境的学习，读者可以认识发动机电子控制系统，并可以做好进入车间维护维修的预备任务。·详细学习目的如下。①认识发动机电控系统的组成和功能。②认识电子控制系统的任务过程。③可以注重职场平安，做好维修前的预备任务。学习义务·为了协助读者认识发动机电子控制系统并可以做好进入车间维护维修的预备任务，本情境安排的学习义务如下。义务一认识发动机电子控制系统。义务二认识电子控制系统任务过程。义务三电控发动机维修前的预备任务。义务一认识发动机电子控制系统义务二认识电子控制系统任务过程义务三电控发动机维修前的预备任务义务一认识发动机电子控制系统一、学习目的

·汽车的平安、环保和节能是当今汽车技术开展的主要方向，而处理环保和节能两大难题是现代发动机的主要目的。·在发动机上采用燃油放射及电子点火等电子控制系统，可以改善电控发动机的任务情况，节省燃料耗费，并减少有害气体的排放。·经过本义务的学习，读者对发动机电控系统的功能和组成会有一个初步的认识。二、相关知识〔一〕汽油发动机电子控制系统概述1．为什么运用发动机电控系统·汽油发动机经过汽油和空气混合气体的熄灭产生动力。·汽油发动机产生动力的3个根本要素为良好的空气—燃油混合气、很高的紧缩力、正确的点火正时及剧烈的火花，如图1-1所示。·为了同时到达这3个要素，严厉控制空气与燃油混合气的比例和点火正时是最重要的。·在1981年以前，独一存在的发动机控制系统是电控燃油放射〔EFI〕系统，运用计算机控制喷油量。·为了与发动机及车辆的各种工况相顺应，如今的发动机上运用了更多的计算机控制系统，包括电子控制点火提早〔ESA〕、怠速控制〔ISC〕、诊断系统等，所以又常称为发动机集中控制系统或发动机管理系统〔EMS〕。·如Bosch公司的Motronic系统、GM公司的DEFI系统、FORD公司的EEC系统、丰田公司的TCCS系统、日产公司的ECCS系统等，控制功能越来越完善。2．电子控制系统·一个计算机系统要正常进展任务，通常应该包括输入设备、处置器和输出设备。·汽车上的电子控制系统由传感器、电子控制单元〔ECU〕和执行器三大部分组成，传感器、执行器和电子控制单元经过线束衔接，如图1-2所示。·典型汽油发动机电控系统组成如图1-3所示。〔二〕发动机电控系统的功能1．电控燃油放射〔EFI〕·电控燃油放射系统运用各种传感器探测发动机和车辆的运转工况，根据来自这些传感器的信号，ECU计算喷油量并驱动喷油器以放射适宜的油量，如图1-4所示。2．电子控制点火提早〔ESA〕·电子控制点火提早系统根据各种传感器的信号〔如发动机转速和发动机负荷〕，感知发动机工况，然后选择适宜当前情况的最正确点火正时，如图1-5所示。3．辅助控制·辅助控制系统包括怠速控制、进气谐波增压控制、可变气门正时控制、涡轮增压控制、排放控制等。·怠速控制〔ISC〕系统经过控制怠速，使发动机可在各种工况〔暖机、高负荷等〕下坚持正常任务，如图1-6所示。·为了将排气中的有害成分〔HC、CO、NOx〕降到最低，发动机运用了二次空气放射、燃油蒸发排放〔EVAP〕控制、三元催化转化〔TWC〕器、废气再循环〔EGR〕和曲轴箱强迫通风〔PCV〕等排放控制系统〔见图1-7〕。4．诊断系统·发动机ECU有自诊断的功能。·ECU不断地监视由各种传感器传来的信号，假设它监测到一个缺点的输入信号，就用诊断缺点代码〔DTC〕记录该缺点并点亮缺点指示灯〔MIL〕。·在进展诊断维修时，可使缺点指示灯闪烁来读出缺点代码，或者运用检测仪输出缺点代码或其他数据，如图1-8所示。〔三〕汽油发动机电控系统的优点①喷油器可以安装在进气门附近，使进气管的设计更合理，改善了各缸混合气的均匀性。②电控汽油机采用压力放射方式，汽油的雾化质量好。③进气管中不需求设置喉管，通常不采用进气预热，减少了进气阻力，提高了进气密度及发动机的动力性和经济性。④经过准确控制空燃比和采用排放净化措施，使有害物排放量显著减少。⑤电控系统根据传感器的输入信号随时判别发动机运转工况的变化，调整喷油量，改善了汽油机过渡工况呼应特性。⑥在各种环境条件下可以准确计算进气量，改善了汽油机对地理及气候环境的顺应性。⑦电控系统根据起动时发动机冷却水的温度，提供与起动条件相顺应的喷油量，提高了汽油机高低温起动性能和暖机性能。〔四〕丰田3SZ-FE发动机控制系统零部件·要认识发动机电控系统，应该熟习发动机控制系统的零部件位置。·丰田3SZ-FE发动机控制系统零部件位置如图1-9～图1-11所示。义务二认识电子控制系统任务过程一、学习目的

·各汽车制造厂消费的电子控制系统在任务原理方面很类似，经过本义务的学习，读者可以认识电子控制系统任务过程，并了解复杂的电子控制系统。二、相关知识〔一〕发动机电子控制系统组成·发动机电控系统包括传感器、发动机ECU、执行器3个组成部分，其任务关系如图1-12所示。1．传感器·传感器是感知发动机信息的部件，把非电量信号转换成电量信号，功用是向控制单元提供汽车运转情况和发动机工况。·发动机电子控制系统中常见的传感器及其作用如下。·空气流量计〔MAF〕—丈量发动机的进气量。·进气压力传感器〔MAP〕—丈量进气管内气体的绝对压力。·节气门位置传感器〔TPS〕—检测节气门的开度及开度变化。·凸轮轴位置传感器〔CMP〕—提供凸轮轴转角基准位置信号。·曲轴位置传感器〔CKP〕—提供发动机转速信号和曲轴转角信号。·进气温度传感器〔IAT〕—检测进气温度。·冷却液温度传感器〔ECT〕—给ECU提供发动机冷却液温度信号。·车速传感器〔VSS〕—检测汽车行驶速度。·氧传感器〔TPS〕—检测排气中的氧含量。·爆震传感器〔O2S〕—检测汽油机能否爆震及爆震强度。2．发动机ECU·发动机ECU接纳来自传感器的信息，经信息处置后发出相应的控制指令给执行器。·发动机ECU根据空气流量计或进气歧管压力传感器和转速传感器的信号确定空气流量，再根据空燃比要求确定根本供油量，然后进展点火提早角、温度、节气门开度、空燃比等各种任务参数的修正，确定某一工况下的最正确喷油量。·发动机ECU主要由输入处置器、中央处置器、存储器和输出驱动器等组成，如图1-13所示。3．执行器

·执行器执行发动机ECU的指令，从而完成控制目的。·发动机电控系统主要的执行器有电动燃油泵、喷油器、怠速控制阀、点火器等。〔二〕发动机电子控制系统任务过程1．传感器的电信号·传感器的电信号可以分为模拟电压信号和数字电压信号两种。〔1〕模拟电压信号·模拟电压信号是在一定范围内延续变化的信号，模拟电压信号的例如如图1-14所示。·大多数车用电控系统中的传感器产生的是模拟电压信号。〔2〕数字电压信号·数字电压信号不是高电压就是低电压。·假设开关迅速接通或断开，就有一个数字电压信号从开关加到灯泡上〔见图1-15〕。·在发动机控制单元中，中央处置器每秒钟能产生很多数字电压信号，用于控制系统中的各种继电器和电器元件。·中央处置器根据准确控制的要求，改动数字信号中高电压或低电压的继续时间。〔3〕数字电压信号和二进制码·数字信号不是高值就是低值，低值数字信号可用数字0代表，高值数字信号可用数字1代表，这种给数字信号赋予数值的方式叫二进制编码。·在二进制编码系统中只需两个数字，就是0和1〔见图1-16〕。·在发动机控制单元中，信息以二进制码的方式进展交换，形状、数字和字符都用多位0和1的组合表示。2．输入信号的处置·输入信号经过控制单元的输入处置电路进展处置。·输入处置电路主要由放大器和模/数转换器构成，具有放大作用和模/数转换的作用，如图1-17所示。〔1〕输入信号放大·输入信号放大的目的是使输入信号添加到发动机控制单元可用的程度。〔2〕模/数转换〔A/D〕·由于传感器产生模拟信号，而中央处置器处置的是数字信号，所以必需把模拟信号变为数字信号。3．中央处置器和存储器〔1〕中央处置器·中央处置器是发动机控制单元中的计算和决策芯片，如图1-18所示。〔2〕存储器·存储器中含有程序和中央处置器进展运算所需的汽车数据，存储器芯片在外形上与中央处置器芯片类似。·如图1-19所示为燃油油量信号的存储和读取。·存储器中存储着有关汽车各种工况下理想的控制信息〔如空燃比、点火提早角〕，称为标定信息。4．控制单元对信息的处置〔1〕信号由传感器的输入及处置·以进气温度传感器的信号输入与处置为例，引见发动机控制单元是如何处置信息的。·进气温度传感器向发动机控制单元保送模拟电压信号，A/D转换器再把这个信号转换成数字信号〔见图1-20〕。·中央处置器收到数字信号后访问存储器中的信息，从查询表中查出此空气温度对应的空气密度，把空气密度信息传给中央处置器，中央处置器控制输出驱动器和燃油喷油器，提供发动机所需求的准确数量的燃油〔见图1-21〕。〔2〕信号输出驱动器和执行器·中央处置器经过输出驱动器控制执行器。·发动机控制单元的输出驱动器由很多晶体管组成，执行器通常是一些继电器、电磁线圈或显示器等。·例如，每个燃油喷油器都有一个电磁线圈，蓄电池为每个执行器供电。·当中央处置器输出信号令输出驱动器接通执行器时，输出驱动器就给执行器送去一个“接地〞信号〔见图1-22〕。〔三〕发动机电子控制系统电源电路和接地电路1．电源电路·电源电路的作用是为发动机ECU提供电源。·这些电路包括点火开关、EFI主继电器等。·电源电路在汽车中主要采用以下两种方式。〔1〕点火开关控制式·点火开关控制式电源电路如图1-23所示。〔2〕ECU控制式·ECU控制式电源电路如图1-24所示。2．接地电路·发动机ECU接地电路如图1-25所示，它包含了以下3种根本的接地电路。〔1〕ECU任务的接地电路·E1端子是发动机ECU单元接地端子，并且通常在发动机进气管上搭铁。〔2〕传感器接地电路·端子E2和E21是传感器接地端子，这两个端子与ECU内部电路中的E1端子相连。〔3〕用于驱动器任务的接地电路·E01和E02端子是执行器接地端子，并且与E1端子一样，在发动机进气管上搭铁。义务三电控发动机维修前的预备任务一、学习目的·各种电控发动机的构造设计不同，必需选择适宜的维修手册、任务场所和设备，这是维修的根底任务。·经过本义务的学习，读者可了解维修预备任务的根本信息。二、相关知识〔一〕车间的平安知识·汽车维修车间的每一个人必需遵守车间平安规那么，以防止车间内发生危险，防止人身损伤和汽车损坏等财富损失。1．汽车维修车间的主要危险①汽油和油漆等易燃液体必需适当处置和储存，否那么容易引起火灾。②易燃资料〔如浸油的抹布〕必需适当存放，以免火灾。③蓄电池含有硫酸溶液，充电时会产生可以爆炸的氢气。④松动的排水沟〔井〕盖能够引起脚或脚趾损伤。⑤腐蚀性液体〔如清洗液等〕对皮肤和眼睛有害。⑥车间紧缩空气系统的高压空气假设穿透皮肤进入血管是非常危险的。⑦电器设备或电灯导线破损可导致严重的触电事故。⑧危险废料如废旧蓄电池必需正确处置，以免呵斥人身损伤。⑨汽车排出的一氧化碳是有毒的。⑩宽松的衣服和长发能够缠绕在设备或汽车的旋转部件上，导致严重的人身损伤。2．人身维护措施①在车间内一定要戴平安眼镜或戴面罩，车间常用维护人身的平安配备如图1-28所示。②假设在高噪声环境下任务时应戴耳塞或耳罩。③一定要穿适宜维护脚的靴子或鞋子。·在汽车维修车间任务时，适宜穿厚底靴子或足尖处有钢板盖的鞋子，可以防止重物下落、火花飞溅以及腐蚀液体对脚的损伤。④在进展汽车维修作业时，不要戴手表、首饰和戒指，防止将电路搭铁短接引起火灾。⑤不要穿宽松的衣服，长发要束在脑后，宽松的衣服和长发容易缠绕到旋转的部件上。⑥当在粉尘环境下任务时应戴呼吸器以维护肺部。3．汽车维修车间平安守那么①坚持车间地面清洁，有任何东西污染了地面应立刻进展清洁。②油漆或其他易燃液体应储存在密闭的储存器内。③沾上了油的抹布必需放在平安、有盖的废物箱内，防止产生自燃，引起火灾。④坚持车间整洁，不要将重物〔如用过的零件等〕留在任务台上。〔二〕根本操作规范·在汽车维修车间里进展任务时，遵守根本的操作规范是非常重要的。1．着装〔见图1-29〕①务必穿着干净的任务服。②必需戴好帽子，穿好平安鞋。2．车辆维护·开场维修前，预备好散热器格栅罩、翼子板维护罩、座椅护面及地板垫〔见图1-30〕。3．平安操作①两个或两个以上人员一同任务时，一定要相互检查平安情况。②发动机运转的情况下进展任务时，确保任务间通风，以排出废气。③维修高温、高压、旋转、挪动或振动的零件时，一定要佩戴适当的平安配备，并且格外留意不要碰伤本人或他人。4．平安顶起和支撑车辆

①顶起和支撑车辆时要小心，一定要在正确的位置顶起和支撑车辆。·一定要运用平安底座支撑规定部位。·丰田威驰汽车顶起和支撑位置如图1-31所示。②举升车辆时，运用适当的平安设备。5．预备工具和丈量仪表·开场操作前，预备好工具台、公用工具、仪表、机油和改换的零件。6．装配和安装、拆解和组装操作①充分了解正确的维修步骤后，对缺点进展诊断。②拆下零件前，检查总成的总体情况以确认能否变形或损坏。③对于复杂的总成，要做记录。·例如，记录拆下的电气衔接、螺栓或软管的总数，并做上装配标志，以确珍重装时各零部件装到原位置上。·必要时，可对软管及其接头做暂时标志。④如有必要，那么清洗拆下的零件，并且在全面检查后进展组装。7．处置拆下的零件①应将拆下的零件整齐摆放在工具车内〔见图1-32〕，以免与新零件混淆或弄脏新零件。②对于不可反复运用的零件，如衬垫、O形密封圈、自锁螺母，要按照维修手册中的阐明用新件进展改换。③假设客户有要求，那么保管拆下的零件以备客户检查。〔三〕常用电控发动机诊断设备1．万用表·万用表可以在不同的量程检测直流电压、交流电压、电阻、电流的值。·汽车用万用表如图1-33所示。2．试灯·试灯通常用于检测电路的断路、短路和搭铁，又可分为无源试灯和有源试灯，如图1-34所示。〔1〕无源试灯·通常情况下，将无源试灯搭铁夹子衔接到汽车的搭铁部位，探针衔接到电路中以测试该处能否存在电压。·假设探针接触的电路处有电压，试灯就会点亮。〔2〕有源试灯·有源试灯看起来与12V试灯类似，但有源试灯有内部电池。·检测电路时应先将电路的正极与电源断开，然后将有源试灯的探针衔接到电路的正极端，有源试灯的另一端衔接在搭铁上，试灯应点亮。·假设试灯不亮，阐明电路断路。3．听诊器·听诊器用来确定发动机或其他设备噪声的声源，如图1-35所示。·听诊器的拾音器放到要检测的设备上，听诊器的接纳器戴在技师的耳朵上。4．真空压力表·真空压力表〔见图1-36〕可用来检查进气歧管真空度。·真空压力表通常提供真空软管和各种接头等。5．燃油压力表·燃油压力表用来检测燃油放射系统的燃油压力。·燃油压力表通常包括衔接燃油压力表与燃油系统的接头和软管，如图1-37所示。6．喷油器清洗检测设备·通常清洗喷油器的仪器为超声波清洗仪。·运用喷油器检测仪器可以模拟发动机的任务情况对各种方式喷油嘴进展检测，可以直观地看到喷油器的任务情况，如图1-38所示。7．点火正时灯·如今大多数电控发动机的点火正时可用检测仪进展检查，假设汽车运用了分电器电控点火系统，就需求用点火正时灯进展根本的点火正时设置。·汽车点火正时灯如图1-39所示。8．缺点检测仪·缺点检测仪又经常称为解码仪，用于测试汽车电控系统。·检测仪可以从发动机电控单元的存储器读取缺点码，并将缺点码以数字显示在检测仪上。·检测仪通常需求定期进展更新晋级。·常用的国产缺点检测仪金德K81和元征X431如图1-40所示。9．示波器·示波器在快速准确地诊断发动机电控系统缺点方面非常有用。·示波器可以把电压的变化在显示屏上显示出来，用于分析、判别和储存。·模拟示波器和数字示波器如图1-41所示。10．废气分析仪·废气分析仪用来检测汽车的尾气排放，常用的五气体废气分析仪〔见图1-42〕可以检测HC、CO、CO2、O2及NOx的气体浓度。〔四〕电控发动机维护本卷须知1．蓄电池端子的装配与安装本卷须知①进展修缮/检查任务前，一定要将点火开关转到“OFF〞，并从蓄电池负极〔-〕端子断开电缆，以免因不测短路而呵斥零部件和配线的损坏，如图1-43所示。②从蓄电池负极〔-〕端子断开电缆时，时钟设定、收音机设定、音响系统的存储内容、DTC和其他数据都将被去除，必要时需求对一些系统进展初始化。·在断开电缆前，应记录下必要的数据。③断开电缆时，封锁发动机开关和前大灯变光开关，并完全松开电缆螺母，然后断开电缆。·进展这些操作时，不得扭曲或撬动电缆。2．维护电子部件的本卷须知①断开电子衔接器时，严禁拉拔配线，应拉拔衔接器本身。②不要掉落电子部件〔如传感器或继电器〕，否那么容易呵斥损坏，如图1-44所示。③清洁发动机时，应维护好电子部件、空气滤清器以及与排放相关的零部件，以防这些零部件进水。④制止用冲击扳手装配或安装各种开关和传感器。⑤在丈量线束衔接器的电阻时，小心插入检测仪探针，防止使衔接器端子弯曲。3．发动机ECU的维修本卷须知①衔接或断开发动机ECU线束接头前，封锁点火开关，并断开电瓶负极电缆，否那么能够会损坏ECU。·由于即使点火开关封锁，电瓶仍向发动机ECU供电。②向发动机ECU上衔接或从发动机ECU上断开针状接头时，小心不要损坏针状端口，以免呵斥弯曲或断裂。·衔接针状接头时要确认发动机ECU针状端口没有弯曲或断裂，如图1-45所示。③除非绝对必要，否那么不要翻开发动机ECU盖或壳。·假设要接触发动机ECU插接器端子，应先消除本身的静电。④运用万用表丈量发动机ECU信号时，留意表笔的不测搭接将会导致ECU短路损坏，如图1-46所示。⑤在改换发动机ECU前，进展发动机ECU输入/输出信号检查，确定发动机ECU任务能否正常，如图1-47所示。⑥在将车辆返还给客户前确保删除发动机ECU中的不用要的〔曾经修复的〕缺点信息。4．对于配备催化转化器的车辆应本卷须知

①只能运用无铅汽油。②防止发动机怠速运转超越20min。③防止进展不用要的火花跳火实验。·在必要的情况下进展火花跳火实验，应尽快完成。④实验时，切忌高速运转发动机。⑤发动机紧缩压力丈量必需尽快完成，防止丈量时间过长。⑥燃油即将耗尽时制止运转发动机，防止导致发动机失火情况。5．对于配备挪动通讯系统的车辆应本卷须知①不要在汽车上安装任何大功率挪动通讯系统。②天线的安装位置应尽能够远离车辆电气系统的ECU和传感器，天线馈线的安装位置应间隔车辆电气系统的ECU传感器至少20cm，如图1-48所示。③天线和馈线尽能够与其他配线分开，以防通讯设备的信号和车辆电控设备的信号相互影响。④检查天线和馈线并确认调整正确。〔五〕根本电路检查·检修发动机电控系统，应该具有进展根本电路检查来排除电路缺点的才干，电路检查步骤如下。1．处置衔接器①断开衔接器时，首先将衔接器相配的两部分紧压在一同以使其解锁，然后压下锁爪，直接握住衔接器并将其分别，严禁拉拔线束，如图1-49所示。②经过从衔接器的后侧轻拉线束进展检查，查看端子能否松开、缺失以及压接处能否松动或导线能否断裂〔见图1-50〕。·假设端子无法锁止在外壳内，那么必需改换该外壳。·目视检查能否存在腐蚀、金属屑、异物或水，端子能否弯曲、生锈、过热、变脏或变形。·假设端子损坏、变形或腐蚀，那么将其改换。③假设端子上有异物，那么用紧缩空气喷枪或抹布清洗接触点。·切勿运用砂纸打磨接触点，否那么将使镀层零落，如图1-51所示。④检查端子的接触压力〔见图1-52〕。·预备一个备用的阳端子，将其插入阴端子中，检查在插入过程中和完全接合后的张力能否足够。·假设接触压力不正常，那么改换阴端子。⑤衔接衔接器时，用力压直至听到衔接器“咔嗒〞一声而锁止。⑥假设检查衔接器端子的电压信号，

那么运用小型测试引线从后侧〔线束侧〕检查〔见图1-53〕。·由于无法从后侧检查防水衔接器，所以应经过衔接分线束对其进展检查。·在检查中，严禁挪动插入的检测探针，以免损坏端子。2．处置线束①假设要拆下线束，那么开场前需检查配线和箍位，以便其重新安装。②切勿过度扭绞、拉拔或松开线束。·切勿使线束接触到高温、旋转、挪动或振动的零件。·防止使其与面板边缘、螺钉尖端及其他锋利物体接触。③安装零件时，切勿挤压线束，如图1-54所示。·切勿切断或撕裂线束的外皮。·假设外皮切断或破裂，那么改换线束或用塑料带修缮。3．检查能否断路·下面以图1-55为例，引见线束断路检查的方法。〔1〕检查电阻

①断开衔接器A和C，丈量衔接器端子间的电阻，丈量方法和丈