汽车电子控制技术：电控汽油喷射系统

知识目标：

1．了解电控发动机的优点。2．掌握电控汽油喷射系统的结构组成与工作原理。3．掌握空气供给系统的构造与维修。4．掌握燃油供给系统的构造与维修。5．掌握电子控制系统的构造与维修。技能目标：

1.熟悉电控汽油喷射系统的工作过程及原理。2.掌握电控汽油喷射传感器的检测。3.掌握电控汽油喷射系统的检修。项目二电控汽油喷射系统

电控汽油喷射系统项目二电控汽油喷射系统活动一概述活动二电控汽油喷射系统组成与基本原理活动三空气供给系统的构造与检修活动四燃油供给系统的构造与检修活动五控制系统的构造与检修

电控汽油喷射系统

一、电控汽油喷射系统的发展

1、1912年由于航空发动机在飞行中化油器结冰，开始了电控燃油喷射系统的研究。

2、1937年德国Bosch公司将燃油喷射系统应用在军用飞机上。

3、1952年Bosch公司将燃油喷射系统装在BENZ300SL车上，采用机械式缸内喷射；1958年BENZ200SE采用机械式进气管喷射。

4、1953年美国BENDIX公司开始研究电控汽油喷射系统，1957年开发出产品，采用晶体管电路，体积庞大，实用性不高。

5、1962年Bosch购买专利，改进后于1967年推出BoschD型电喷系统，这为第一套实用型系统，并用在VW-1600车上，采用机械式MAP。

6、1972年Bosch推出L型电喷系统，采用翼板式空气流量计。

7、1972年Bosch推出K型机械控制连续汽油喷射系统，1976年开始采用闭环控制，并加装氧传感器；1982年开发机电联合喷射系统即KE系统，增加电子差压阀调节喷油量。

8、电喷系统进气量检测方式改进：1981年Bosch公司和日本日立公司共同开发出热线式空气流量计LH系统；1980年三菱采用超声波涡流式流量计；1984年丰田采用光学涡流式流量计。9、1980年采用单点喷射系统，应用于小型车上。活动一概述项目二电控汽油喷射系统

二、电控汽油喷射系统的分类

1、按喷油器安装部位分类（1）单点汽油喷射系统。在节流阀体上安装一只或两只喷油器，向进气歧管中喷油形成可燃混合气。如通用公司TBI系统；福特公司CFI系统。（2）多点汽油喷射系统。在每一个气缸的进气门前均安装一只喷油器。项目二电控汽油喷射系统活动一概述图2-1单点汽油喷射系统图2-2多点汽油喷射系统

2、按喷油方式分类（1）连续喷射系统。多用于机械式或机电结合式汽油喷射系统中，在发动机运转时连续不断地喷射。（2）间歇喷射系统。广泛应用于现代电控汽油喷射系统中。3、按喷射时序分类（1）同时喷射。发动机工作时，各喷油器同开同闭，由同一喷油指令控制。（2）分组喷射。将喷油器分成两组交替喷射，ECU发出两组指令，每路指令控制一组喷油器。（3）次序喷射。喷油器按发动机各缸进气行程的顺序轮流喷射，它具有喷油正时，由曲轴位置传感器提供信号辨别各缸的进气行程，适时发出各缸的喷油脉冲信号从而实现次序喷射项目二电控汽油喷射系统活动一概述项目二电控汽油喷射系统活动一概述图2-3同时喷射图2-4次序喷射图2-5分组喷射

二、电控汽油喷射系统的优点1、进气压力损失小，提高输出功率，增加发动机的动力性。2、汽车加减速行驶时反映灵敏，空燃比控制响应迅速，适应发动机的各种工况。3、对大气压力或外界湿度变化引起的空气密度变化，可以进行适量的空燃比修正。4、起动容易，暖机性能提高。5、低排放，节省燃油。6、具有减速断油功能。7、可均匀分配各缸燃油，减少了爆震现象，提高了发动机工作的稳定性，同时，也降低了噪声污染。8、提高了汽车驾驶性能。课后练习1、电控汽油喷射有哪几种类型？2、电控汽油喷射系统的优点？活动一概述项目二电控汽油喷射系统

一、电控汽油喷射系统的组成电控汽油喷射系统大致可分为进气系统、燃油系统和电子控制系统三个部分。1、空气供给系统空气供给系统，其功能是提供、测量和控制燃油燃烧时所需要的空气量，如图2-6所示(以L型系统为例)。空气经空气滤清器过滤后，由空气流量计(在D型系统中为进气歧管绝对压力传感器，如图2-7所示)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。活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统活动二

电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统图2-6L型空气供给系统活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统图2-7D型空气供给系统活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统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。

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2-8所示。活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统图2-8燃油供给系活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统

燃油由电动燃油泵从油箱中泵出，经过燃油滤清器，除去杂质及水分后被送到燃油压力调节器，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。活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统

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2-9所示。图2-9电子控制系统

ECU根据空气流量计信号和发动机转速信号确定基本喷油时间，在根据其他传感器对喷油时间进行修正，并按最后确定的总喷油时间向喷油器发出指令，使喷油器喷油或断油。

二、电控汽油喷射系统的工作原理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。活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统图2-10电控汽油喷射系统活动二电控汽油喷射系统的组成与基本原理项目二电控汽油喷射系统课后练习：

1、电控汽油喷射系统是由哪几部分组成的，各部分所起到的作用是什么？

2、电控汽油喷射系统的工作原理？活动三空气供给系统的构造与维修项目二电控汽油喷射系统

一、空气供给系统元件位置电控燃油喷射发动机空气供给系统基本相同，主要组成元件包括空气滤清器、节气门体和进气管。D型EFI空气供给系统

D型喷射系统由于没有空气流量计，其进气系统结构简单，应用比较广泛。L型EFI空气供给系统

L型喷射系统对空气量的测量更精确，应用也比较广泛。图2-12L型EFI空气供给系统示意图活动三空气供给系统的构造与维修项目二电控汽油喷射系统一、基本元件的构造及原理

1、空气滤清器空气滤清器的作用是防止空气中的灰尘、杂物等随空气吸入气缸，同时还可防止发动机回火时火焰传到外面。电控汽油喷射发动机的空气滤清器的结构、原理与一般发动机的空气滤清器相同，在此不作介绍。图2-13空气滤清器

2、节气门体节气门体安装在进气管中，来控制发动机正常工况下的进气量。（如图2-14）主要由节气门和怠速空气道等组成。节气门位置传感器装在节气门轴上，来检测节气门的开度。有的车上还设有副节气门和副节气门位置传感器

活动三空气供给系统的构造与维修项目二电控汽油喷射系统

为防止在寒冷地区使用时节气门转动部位结冰，有些节气门体的外围设有发动机冷却液通道，用以对节气门体加温。有些车型还将怠速控制阀和附加空气阀等也安装在节气门体上。

3、进气管进气管包括进气总管和进气歧管。单点电控燃油喷射系统发动机采用中央喷射法，进气管形状与化油器式发动机基本一致，如图2-16所示。在多点电控燃油喷射式发动机上，为了消除进气波动和保证各缸进气均匀，对进气总管和进气歧管的形状、容积都有严格的要求，每个气缸必须一个单独的进气歧管，如图2-17所示。有些发动机的进气总管与进气歧管制成一体，有些则是分开制造再用螺栓连接，如图2-18所示。

二、空气供给系统的检修空气供给系统的基本组成元件工作可靠性都比较高，一般很少发生故障。但在汽车维修时，应注意进行以下检查：

1、检查空气滤清器滤芯是否脏污，必要时用压缩空气吹净或更换。

2、进气系统漏气对电控燃油喷射发动机的影响比对化油器式发动机的影响更大。检查各连接部位应连接可靠，密封垫应完好。

3、检查节气门体内腔的积垢和结胶情况，必要时用清洗剂进行清洗。注意：绝对不允许用砂纸或刮刀等清理积垢和结胶，以免损伤节气门体内腔，导致节气门关闭不严或改变怠速空气道尺寸，影响发动机正常工作。活动三空气供给系统的构造与维修项目二电控汽油喷射系统图2-14节气门体活动三空气供给系统的构造与维修项目二电控汽油喷射系统图2-16单点式进气管图2-17多点式整体型进气管活动三空气供给系统的构造与维修项目二电控汽油喷射系统图2-18多点式分开型进气管课后练习：

1、通过本活动的学习，能够对D型和L型的空气供给系统的结构和特征有基本的认识。2、通过两种不同空气供给结构拆装,比较其区别所在。活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统

一、燃油供给系统元件位置燃油供给系统的作用是向发动机及时地供应各种工况下所需要的燃油量，一般包括燃油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、汽油压力调节器、喷油器和冷启动喷油器等装置。图2-19燃油供给系统总体位置活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统图2-20发动机上燃油供给系统元件位置活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统图2-21燃油供给系统结构原理图活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统

二、基本元件的构造与原理

1、电动燃油泵电动燃油泵的功能是从油箱中吸入汽油，将油压提高到规定值，然后通过供给系统送到喷油器。电动燃油泵的电动机和燃油泵制成一体，密封在同一壳体内。按安装位置的不同，电动汽油泵又可分为内装式和外装式。按泵体结构的不同，电动汽油泵可分为滚柱式、涡轮式、齿轮式和叶片式等。内装式电动汽油泵安装在油箱内部，优点是不易产生气阻和泄漏，有利于热油输送，且工作噪声小；外装式电动汽油泵串联在油箱外部的输油管路中，容易布置，但噪声大，且易产生气泡形成气阻，外装式一般采用滚柱式电动汽油泵。

（1）涡轮式电动燃油泵结构：主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀组成。活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统

原理：油泵电动机通电时，电动机驱动涡轮泵叶片旋转，由于离心力的作用，使叶轮周围小槽内的叶片贴紧泵壳，将燃油从进油室带往出油室。由于进油室的燃油不断增多，形成一定的真空度，将燃油从进油口吸入；而出油室燃油不断增多，燃油压力升高，当达到一定值时，顶开出油阀出油口输出。出油阀在油泵不工作时阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的压力，便于下次起动。如图2-22所示优点：泵油量大、泵油压力较高、供油压力稳定、运转噪声小、使用寿命长等优点。此外，由于不需要消声器所以可以小型化，因此广泛的应用在轿车上。如捷达、本田雅阁图2-22涡轮式电动燃油泵活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统

（2）滚柱式电动燃油泵结构：主要由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、出油阀、卸压阀等组成，如图2-24所示。原理：如图2-25所示，当转子旋转时，位于转子槽内的滚柱在离心力的作用下，紧压在泵体内表面上，对周围起密封作用，在相邻两个滚柱之间形成工作腔。在燃油泵运转过程中，工作腔转过出油口后，其容积不断增大，形成一定的真空度,当转到与进油口连通时，将燃油吸入；而吸满燃油的工作腔转过进油口后，容积不断减小，使燃油压力提高，受压燃油流过电动机，从出油口输出。图2-23双级涡轮式电动汽油泵活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统图2-24滚柱式电动汽油泵结构示意图1—安全阀；2—滚柱泵；3—驱动电动机；4—单向阀；A—进油口；B—出油口图2-25滚柱泵工作原理图1—泵体；2—滚柱；3—轴；4—转子活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统（3）电动燃油泵控制电路

①ECU控制的燃油泵控制电路发动机高速、大负荷时，FPC端子向燃油泵ECU发出指令，FP输出12V电压，燃油泵高速运转。发动机低速、小负荷工作时，DI端子向燃油泵ECU发出指令，FP输出9V电压，燃油泵低速运转。

②燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路发动机高速、大负荷时，FPR端子高电位，燃油泵继电器触点B闭合，燃油泵高速运转。发动机低速、小负荷工作时，FPR端子低电位，燃油泵继电器触点A闭合，燃油泵低速运转。（4）燃油泵的拆装与检测拆装燃油泵时注意：应释放燃油系统压力，并关闭用电设备。拆下燃油泵后，测量燃油泵两端子之间电阻，应为2～3Ω。用蓄电池直接给燃油泵通电，应能听到油泵电机高速旋转的声音，注意：通电时间不能太长。活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统图2-26ECU控制的燃油泵控制电路图2-27燃油泵继电器控制的燃油泵控制电路活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统

2、燃油滤清器汽油滤清器的作用是滤除汽油中的杂质，防止污物堵塞喷油器针阀等精密机件。它装在电动汽油泵之后的输油管路中。它由纸质滤芯再串联一个棉纤维过滤网制成，其结构如图2-28所示。燃油从入口进入滤清器，经过壳体内的滤芯过滤后，清洁的燃油从出口流出。

汽油滤清器过滤能力较大，有很好的滤清效果，能滤去直径大于0.01mm的杂质。每行驶20000～40000㎞或1到2年应更换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。图2-28汽油滤清器活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统

3、汽油压力调节器汽油压力调节器的作用是根据进气歧管压力的变化来调节进入喷油器的汽油压力，使两者保持恒定的压力差，它可使汽油压力调节在250kPa到300kPa范围内。这样，从喷油器喷出的汽油量便惟一地取决于喷油器的持续开启时间，使电控单元能通过控制喷油时间的长短来精确地控制喷油量。汽油压力调节器一般位于分配油管的一端，主要由阀片、膜片、膜片弹簧和外壳组成。汽油压力调节器的膜片，把由金属壳体组成的内腔分为弹簧室和燃油室，如图2-29所示。图2-29燃油压力调节器活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统弹簧室内有一根通气管与进气歧管相连，使供油系统中的油压不仅取决于弹簧预紧力，而且取决于进气歧管内的气体压力。当输入的汽油压力高于弹簧预紧力与进气歧管压力之和时，汽油推动膜片，向上压缩弹簧，打开回油阀，使部分汽油流回油箱，油路中的油压降低；当汽油压力低于弹簧预紧力和进气歧管压力之和时，回油阀关闭，油压升高。这样，就使喷油压力随进气歧管的压力变化而变化，从而使喷油压力与进气歧管压力之差值保持不变。

4、喷油器汽油喷射系统采用的喷油器是由发动机ECU直接控制的电磁控制式喷油器。电磁喷油器的功能是根据ECU的控制信号向进气歧管、进气总管内喷射定量的雾化汽油。（1)喷油器的组成与工作原理喷油器的组成如图2-30所示，喷油器主要由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成，针阀与衔铁制成一体。轴针式喷油器的针阀下部有轴针伸入喷口。活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统其工作原理是，电磁喷油器通过绝缘垫圈安装在进气歧管或进气道附近的缸盖上，根据ECU发出的喷油脉冲信号将磁化线圈接通，在磁化线圈磁场的作用下，针阀克服弹簧力而升起，向进气歧管或总管喷射汽油。当ECU将电路切断时，吸力消失，弹簧使针阀复位关闭喷油口，停止喷射。喷油量的多少取决于柱塞升起高度、喷口截面积、喷射压差和喷油脉宽等。当结构确定后，喷油量主要决定于喷油脉宽信号，即磁化线圈通电时间。图2-30喷油器

（2)电磁喷油器的分类电磁喷油器按用途和工作条件的需要，有很多种形式，但大致可分为如下几类。活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统

①按喷油器用途分有多点喷射用和单点喷射用两种。多点喷射用喷油器一般是细长的。单点喷射用喷油器由于供给量大，一般直径比较大，且为了装在节气门体上，因而比较短。

②按供油方式分有上部供油和下部供油两种。上部供油方式的进油口在喷油器上部，结构简单，成本低，为多点喷射系统采用。下部供油方式的进油口在喷油器的下部，从供油分配器来的汽油直接流向喷油器下部，其压力损失较小。同时，下部供油方式采用循环供油，压力油从下部进来，上部回油，即使高温环境下产生蒸汽也可以通过上部排出，因而可以防止气阻现象的发生。

③按结构形式分有轴针式和孔式两种。轴针式的优点是不易堵塞，但喷射雾化效果差；孔式喷油器的最大优点是雾化质量高。孔式喷油器的使用越来越多，且随着多气门发动机的使用，向双孔和多孔式方向发展。

④按磁化线圈阻值分有高阻值和低阻值两种。高阻值喷油器的磁化线圈电阻为12Ω到17Ω不等。低阻值喷油器的磁化线圈电阻为0.6Ω到3Ω不等。高阻值磁化线圈的电感较大，对控制信号的响应较慢。为了提高响应速度，一般减少线圈匝数以降低电感，即产生了低阻值喷油器。活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统

（3）喷油器的检修简单检查方法检查喷油器针阀开启时的振动和声响。喷油器电阻检查低阻为2～3Ω，高阻为13～16Ω。喷油器滴漏检查用专用设备检查，在1min内喷油器应无滴油现象。喷油量检查用专用设备检查，检查15s内的喷油量应为50～70mL。

(4)喷油器控制电路各车型喷油器控制电路基本相同，一般都是通过点火开关和主继电器（或熔丝）给喷油器供电，ECU控制喷油器搭铁。只是不同发动机喷油器数量、喷射方式、分组方式不同，ECU控制端子数量不同。

课后练习

1、通过本活动的学习，能够对燃油供给系统有基本的结构认识和原理了解。2、电动燃油泵的结构和工作原理。3、电磁喷油器的结构和工作原理。活动四燃油供给系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修项目二电控汽油喷射系统一、电子控制系统组成与功用电子控制系统的功用主要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。电子控制系统由传感器、ECU、执行器三部分组成，如图2-9所示。传感器：是信号检测与转换装置。如图2-9左侧所示，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，并转换成ECU能够识别的电信号输入ECU。ECU：发动机控制系统的核心部件。如图2-9中间所示，ECU中保存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喷油量和喷油时间。执行器：是控制系统的执行机构。如图2-9右侧所示，它接受ECU发出的各种控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳工作状态。二、传感器的构造与检修项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

1、空气流量计空气流量计是将吸入的空气量转换成电信号送至电控单元ECU，作为决定喷油量的基本信号之一，安装于空气滤清器与节气门体之间。其结构型式可分为冀片式、卡门旋涡式、热线式和热膜式空气流量计4种型式。（1）翼片式空气流量计翼片式空气流量计又称活门式或叶片式空气流量计，它由翼片部分、电位计部分和接线插头三部分组成，如图2-31示。翼片主要由测量叶片和缓冲叶片构成，两者铸成一体，如图2-33所示。翼片转轴安装在空气流量计的壳体上，转轴一端有螺旋回位弹簧(安装在电位计部分内)。回位弹簧的弹力与吸入空气气流对测量叶片的推力平衡时，翼片即处于稳定位置。测量叶片随空气流量的变化在空气主通道内偏转，同时，缓冲叶片在缓冲室内偏转，缓冲室对翼片起阻尼作用。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修图2-31翼片式空气流量计结构图2-32翼片式空气流量计图2-33翼片部分结构项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

电位计在空气流量计壳体上方，如图2-34所示，它起着信号转换的作用。空气流量计工作时当空气通过空气流量计推动测量板（翼片）打开一个角度，这时与测量板同轴转动的电位计检测出叶片转动的角度并将进气量转换成电压信号VS送给ECU。如果进气量增加，则给ECU的电压信号变大，如图2-35所示。图2-34电位计项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修在使用中，翼片式空气流量计的检测方法包括就车检测和单件检测。就车检测如图2-36所示，将点火开关置于“OFF”档，拆开翼片式空气流量计的线束插接器，用万用表Ω档测量插接器相应端子(Vc与E2、Vs与E2、THA与E2)之间的电阻，其电阻值应符合标准(见表2-1)，否则应更换空气流量计。也可在发动机工作时，检测电源电压和信号电压，以确定空气流量计是否正常。图2-35内部电路图图2-36翼片式空气流量计的就车检测项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

单件检测翼片式空气流量计时，将点火开关置于“OFF”档，拆开空气流量计的线束插接器，拆下与空气流量计进气口连接的空气滤清器，拆开空气流量计出口处空气软管卡箍，拆除固定螺栓，取下空气流量计，然后进行以下检测：

①用万用表Ω档测量Fc与E1端子之间的电阻：当空气流量计测量翼片全闭时，电阻值应为∞(燃油泵开关不导通)；当空气流量计测量翼片在任一开启位置时，电阻均应为0(燃油泵开关导通)。

②如图2-37所示，用旋具推动测量片，同时用万用表Ω档测量Vs与E2端子之间的电阻，在测量翼片由全闭至全开的过程中，电阻值应逐渐变小，且符合标准（见表2-2），否则应更换空气流量计。图2-37翼片式空气流量计的单件检测端子标准电阻/千欧温度/℃Vs-E20.2～0.60～Vc-E20.2～0.60～10.00～20.00-204.00～7.000THA-E22.00～3.00200.9～1.30200.40～0.7060Fc-E1不定～端子标准电阻/千欧测量片位置Fc-E1∞测量片全关闭0测量片开启Vs-E220～600全关闭20～1200从全关到全开项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修表2-1翼片式空气流量计的就车检测标准表2-2翼片式空气流量计的单件检测标准项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

（2）卡门涡旋式空气流量计卡门旋涡式空气流量计通常与空气滤清器外壳安装一体，在其空气通道中央设置一椎体状的涡流发生器，在涡流发生器后部将会不断产生称之为卡门旋涡的频率即可感知空气流量的大小，该型空气流量计有分为反光镜检测方式和超声波检测方式两种，与叶片式空气流量计相比，卡门涡旋式空气流量计具有体积小、质量轻、进气道结构简单、进气阻力小等优点。

①光学式卡门旋涡空气流量计光学式卡门旋涡空气流量计的工作原理如图2-39所示。由图可知，这种空气流量计主要由管路、旋涡发生器、整流栅、导孔、金属箔板弹簧、发光二极管(LED)、光敏晶体管等部分组成。它是利用光电效应原理进行信号检测与转换的。光敏管是一种半导体器件，可分为光敏二极管、光敏晶体管和光敏晶闸管等。光敏二极管与光敏晶体管不同之处在于，其PN结面积较大、距表面较浅、上电极较小，而光敏晶体管的发射区较小、基极无引出线，两者均开有接收光照的窗口。当受到光照时，它们都会产生内光电效应的光生伏特现象，从而产生电流。发光二极管作为光源使用，而光敏晶体管为光电转换元件。图2-38卡门涡旋式空气流量计项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修光学式卡门旋转涡空气流量计的工作原理是：在产生卡门旋涡的过程中，旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化，通过导孔作用在金属箔上，从而使其振动。发光二极管的光照在振动的金属箔上时，光敏晶体管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光，其输出经解调得到代表空气流量的频率信号。图2-39光学式卡门旋涡空气流量计1—空气进口；2—管路；3—光敏晶体管；4—板弹簧；5—导孔；6—旋涡发生器；7—整流栅项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

②超声波式卡门旋涡空气流量计超声波式卡门旋涡空气流量计的原理如图2-40所示。由图可知，该空气流量计中使用了超声波传感器。所谓超声波，是指频率高于20kHz，人耳听不到的机械波。超声波的方向性好，穿透力强，遇到杂质或物体分界面会产生显著的反射。利用这些物理性质，可把一些非电量转换成声学参数，通过压电元件转换成电量。超声波探头即超声波换能器，亦即超声波传感器，有发射探头和接收探头两种。图2-40超声波式卡门旋涡空气流量计1—超声波信号发生器；2—超声波发射探头；3—涡流稳定板；4—涡流发生器；5—整流器；6—空气辅助通道；7—超声波接收探头；8—转换电器项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

利用压电材料的逆压电效应(即当对其通以超声电信号时，它会产生机械波)制成的探头为发射探头，而利用压电材料的压电效应制成的探头为接收探头。在卡门旋涡发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和接收探头。因卡门旋涡对空气密度的影响，就会使超声波从发射探头到接收探头的时间较无旋涡变晚，而产生相位差。对此相位信号进行处理，就可得到旋涡脉冲信号，即代表体积流量的电信号输出。

以光学式卡门旋涡空气流量计(带进气温度传感器)为例，检测方法如下：用吹风机模拟进气，测量在不同进气量条件下，传感器的输出信号的频率，看传感器的信号输出频率是否满足要求。点火开关转至ON位置，检测VC与E2间电压应为5V，KS与E2间电压应为2～4V。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

（3）热式空气流量计

①热线式空气流量计热线式空气流量计的基本构成包括：感知空气流量的白金热线、根据进气温度进行修正的温度补偿电阻(冷线)、控制热线电流的控制电路及壳体等。

根据白金热线在壳体内安装的部位不同，可分为安装在空气主通道内的主流测量方式和安装在空气旁通道内的旁通测量方式。图2-43所示为采用主流测量方式的热线空气流量计结构和工作原理图。在其进气道内的取样管中有一根白金热线RH，经通电后发热。当发动机启动后，空气流过白金热线周围，使其热量散失，温度下降，引起RH值的变化，桥式电路失去平衡，其输出电位差发生变化；控制电路根据电桥输出电位差的变化调整加热电流IA，使电桥处于新的稳定状态，并且在RA上得到代表空气流量的新的电压输出。图2-42热线式空气流量计图2-41卡门涡旋空气流量计检测项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修在这种流量计的前后端均装有保护网。前面的用于进气整流，后面的用于防止发动机回火时把白金热线烧坏。这种流量计的白金热线和进气温度传感器都安装在主气道中的取样管内，故称为主流式热线空气流量计。图2-43主流测量方式热线式空气流量计项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

另一种是将白金热线绕在陶瓷芯管上，并置于旁通气道内，故称为旁通式热线空气流量计，如图2-44所示。这两种流量计均具有污物自洁功能。前者在发动机熄火后，电控单元能自动将热线加热至1000℃，时间约为1s，从而烧掉沾附在热线上的尘埃；后者工作时，其控制电路能始终保持热线的温度比大气温度高出20℃，以防止污物沾附。图2-44旁通测量方式热线式空气流量计图2-45热膜式空气流量计项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

②热膜式空气流量计热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计类似，都是用惠斯登电桥工作的。所不同的是：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。这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，增加了发热体的强度，提高了空气流量计的可靠性，误差也较小。

2、进气管绝对压力传感器采用速度密度（D型）方式检测进气量的电控汽油喷射系统，是利用进气歧管压力传感器来间接地测量发动机吸入空气量的。图2-46热膜式空气流量计项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

（1）压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器该传感器主要由绝对真空室、硅片和IC放大电路组成，如图2-48所示。硅片的一侧是绝对真空室，而另一侧承受进气管内的压力，在此压力作用下使硅片产生变形；由于绝对真空室的压力是固定的(绝对压力为0)，进气管绝对压力变化时，硅片的变形量不同；硅片是一个压力转换元件(压敏电阻)，其电阻值随其变形量而变化，导致硅片所处的电桥电路输出电压发生变化，电桥电路输出的电压(很小)经IC放大电路放大后输送给ECU。压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器与ECU的连接电路如图2-49所示。ECU通过VCC端子给传感器提供标准的5V电压，传感器信号经PIM端子输送给ECU，E2为搭铁端子。对压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的检测内容和方法如下图2-47进气管绝对压力传感器图2-48压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

电源电压检测，点火开关置于“OFF”位置，拆开进气歧管绝对压力传感器的线束插接器，然后将点火开关置于“ON”位置(不起动发动机)，在线束侧用万用表电压档测量线束插接器电源端子VCC和搭铁端子E2之间的电压，其电压值应为4.5～5.5V。如有异常，应检查进气歧管绝对压力传感器与ECU之间的线路是否导通。若断路，应更换或修理线束。输出信号电压检测将点火开关置于“ON”位置(不起动发动机)，拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管，然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空，同时在ECU侧用万用表电压档测量端子PIM与E2之间的传感器输出信号电压，标准输出信号电压值见表2-3，检测结果如不符合标准，应更换进气歧管绝对压力传感器。（2）电容式进气歧管绝对压力传感器该传感器利用电容效应检测进气歧管绝对压力，其结构如图2-50所示。该传感器的压力转换元件由可产生电容效应的厚膜电极构成，电极被附在氧化铝膜片上。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修发动机工作时，进气管内的空气压力作用于氧化铝膜片上，使氧化铝膜片产生位移，上、下两个厚膜电极之间的距离发生变化，导致由两个厚膜电极形成的电容也产生相应的变化，电容的变化量与进气管内空气的绝对压力成正比，电容的变化量可经过测量电路（电容电桥电路和谐振电路等）转换成电压信号或频率信号，ECU则根据传感器输出的电压信号或频率信号确定进气管绝对压力。电容式与压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器的电路基本相同，其线束插接器上也是有3个端子，分别为电源端子、信号端子和搭铁端子。其输出信号可分为电压信号和频率信号，检测方法是不同的。图2-49连接电路图2-50电容式进气歧管绝对压力传感器项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

输出信号为电压信号的电容式进气歧管绝对压力传感器。其检测方法与压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器基本相同，其电源电压一般为5V，随进气管压力(或给传感器施加真空度)的变化，其输出的信号电压一般为2～4V。输出信号为频率信号的电容式进气歧管绝对压力传感器，又称数字式进气歧管绝对压力传感器。其检测项目和方法如下：

①电源电压检测。ECU给传感器提供标准的5V电源电压，其检测方法与前述压敏电阻式进气歧管绝对压力传感器基本相同。②输出信号频率检测。打开点火开关，但不起动发动机，用手动真空泵给进气歧管绝对压力传感器施加不同的真空度，同时用示波器测量传感器输出波形。波形的幅值应该是满5v的脉冲，同时形状正确，例如波形稳定、矩形方角正确、上升沿垂直，频率与对应的真空度应符合标准。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

3、节气门位置传感器节气门位置传感器安装在节气门体上，它将节气门开度转换成电压信号输出，以便ECU控制喷油量。节气门位置传感器有开关量输出和线性输出两种类型。

(1)开关式节气门位置传感器这种节气门位置传感器实质上是一种转换开关，又称为节气门开关。它的结构如图2-52所示。这种节气门位置传感器由与节气门轴联动的凸轮、动触点、怠速触点(IDL)、满负荷触点(PSW)等组成。图2-51节气门位置传感器项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

动触点接计算机电源，当节气门全关闭时，怠速触点与动触点接通；当节气门开度达50°以上时，满负荷触点与动触点接通；而当节气门开度在全闭至50°之间时，动触点悬空。这样，计算机就可以根据怠速触点和满负荷触点提供的信号判断节气门位置，以便对发动机进行喷油控制，或对自动变速器进行控制。这种节气门位置传感器结构比较简单，价格低廉，但其输出是非连续的，检测性差。

(2)线性节气门位置传感器线性节气门位置传感器装在节气门上，它可以连续检测节气门的开度。线性节气门位置传感器是一种电位计，如图2-55所示。它有两个同节气门轴联动的可动电刷触点：一个触点可在位于基板处的电阻体上滑动，滑动触点由节气门轴带动，在不同的节气门开度下，电位计的电阻也不同，利用变化的电阻值，测得与节气门开度相对应的线性输出电压，即可得到节气门的开度；为了能够准确检测节气门的全关闭状态，还设有一个怠速触点，它只在节气门全关闭状态时才被接通。图2-52开关式节气门位置传感器项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修图2-53节气门全关闭图2-54节气门开度大于50%图2-55线性节气门位置传感器项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

4、发动机转速和曲轴位置传感器发动机转速传感器和曲轴位置传感器是发动机控制系统中最重要的传感器之一。发动机转速传感器的作用是检测发动机转速，以确定基本喷油量和基本点火提前角；曲轴位置传感器用来检测活塞上止点的位置，以确定各缸喷油器的喷油时刻和点火系的点火提前角，并提供判缸信号。常用的发动机转速传感器和曲轴位置传感器有电磁感应式、霍尔效应式和光电式三种。其安装位置通常在曲轴前端(飞轮上)、凸轮轴前端或分电器内。（1）电磁感应式转速和曲轴位置传感器电磁感应式转速和曲轴位置传感器的结构主要由外缘带齿的触发盘(信号盘)和信号发生器两部分组成，如图2-57所示。信号发生器中主要有磁头和传感器壳两部分，其中磁头由永久磁铁、铁芯和感应线圈构成。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修图2-56本田电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器图2-57电磁感应式转速和曲轴位置传感器的结构项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

触发盘通常安装在曲轴前端，或凸轮轴前端，或在分电器轴上，随着曲轴的转动而转动。当发动机转动时，触发盘外缘上的齿使磁头与触发盘之间的间隙发生周期性变化，从而使两者之间的磁通发生变化，在磁头上的感应线圈中便产生与发动机转速相关的周期信号，将这些信号进行放大、滤波和整形后，便可得到标准的矩形波(图2-58)。ECU通过检测矩形波的周期，就可以获得发动机的转速。安装于曲轴前端的电磁感应式转速和曲轴位置传感器结构和原理如图2-59所示。该传感器的触发盘安装在曲轴前端的皮带轮之后，与皮带轮一起随曲轴旋转。在触发盘的外缘，沿着圆周每隔40加工一个齿，共有90个齿，用来产生转速信号—Ne信号。此外，在触发盘上每隔1200布置一个凸缘，共3个，用来产生曲轴位置信号—G信号。信号发生器内有3个磁头，其中磁头①和③与触发盘外缘的90个齿共同产生曲轴转速信号(10信号)，磁头②与触发盘上的3个凸缘产生曲轴位置信号(1200信号)。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修图2-58电磁感应式转速和曲轴位置传感器的基本原理图2-59曲轴前端的电磁感应式转速和曲轴位置传感器(日产公司)项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

发动机转动时，触发盘的齿和凸缘切割磁头，使感应线圈内的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，再将它滤波整形后，即变成脉冲信号(图2-59)。发动机旋转一圈，在磁头②上产生3个1200脉冲信号，在磁头①和③上交替产生90个脉冲信号。由于磁头①和③相隔40安装，而磁头①和③都是每隔40产生一个脉冲信号。所以，磁头①和③所产生的脉冲信号实际上正好为900相位差，将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路，经信号合成，即可产生曲轴10转角的信号，如图2-60所示。产生1200信号的磁头②安装在上止点前700的位置，如图2-63所示，故其信号亦可称为上止点前700信号，即发动机在运转过程中。当曲轴运转到各缸上止点前700的位置时，均由磁头②产生一个脉冲信号。安装于分电器内的电磁式转速和曲轴位置传感器的结构和原理如图2-61所示。该传感器分成上、下两部分：上部分产生曲轴位置G信号；下部分产生转速Ne信号。都是利用带有轮齿的转子旋转时，使信号发生器感应线圈内的磁通量变化，从而在感应线圈里产生交变的感应电动势信号，将此信号放大后，送入ECU。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修图2-60产生曲轴10转角信号的原理图2-61位于分电器内的转速和曲轴位置传感器(丰田公司)项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

Ne信号：Ne信号是检测曲轴转角及发动机转速的信号，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器的10信号，由固定在下半部等间隔24个轮齿的转子(2号正时转子)及固定于其对面的感应线圈组合而成，如图2-63所示。就转子上的一个轮齿来说，当转子旋转时，轮齿与感应线圈的凸缘部(磁头)的空气间隙变化时，则导致通过感应线圈的磁场变化而产生感应电动势。因为轮齿靠近及远离磁头时，将产生一次增减磁通的变化，所以，每一个轮齿通过磁头时，都将在感应线圈中产生一个完整的交流电压信号。2号正时转子上有24个齿，故转子旋转一圈，即曲轴旋转7200时，感应线圈产生24个交流信号。Ne信号如图2-62所示，其一个周期的脉冲相当于300曲轴转角(7200÷24=300)。ECU便根据Ne信号的脉冲周期来计算发动机的转速。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修G信号：G信号用于辨别汽缸及检测活塞上止点位置，相当于日产公司磁脉冲式曲轴位置传感器的1200信号。G信号是由位于Ne信号发生器上方的凸缘转轮及其对面对称的两个感应线圈产生的。其产生信号的原理与Ne信号相同，G信号也用来作为利用Ne信号计算曲轴转角的基准信号。

G1、G2信号分别检测第六缸及第一缸的上止点。由于G1、G2信号发生器设置位置的关系，当产生G1、G2信号时，实际上活塞并不是正好达到上止点(BTDC)，而是在上止点前100的位置。图2-69为曲轴位置传感器G1、G2、Ne信号与曲轴转角的关系。图2-62位于分电器内的转速和曲轴位置传感器的磁头和触发盘项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

（2）霍尔式转速和曲轴位置传感器霍尔式传感器的基本原理是：当电流通过放在磁场中的半导体基片，且电流方向与磁场方向垂直时，在垂直于电流与磁场的半导体基片的横向侧面上，即产生一个与电流和磁场强度成正比的霍尔电压。图2-63G信号、Ne信号项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修霍尔式转速和曲轴位置传感器就是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度，从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号，经放大整形后即为转速和曲轴位置传感器的输出信号。其工作原理如图2-64所示，信号盘转动时，每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的气隙中时，永久磁铁的磁场即被触发叶片所旁路(或称隔磁)，霍尔元件上没有磁场作用，因而不产生霍尔电压。当触发叶片离开气隙时，永久磁铁的磁通便作用在霍尔元件上，这时产生霍尔电压。这样，信号盘转动一圈，霍尔元件便会输出与叶片数相同的脉冲个数。霍尔曲轴位置传感器的检测方法如下所述：首先拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁之间的电压应为8V或12V(根据车型不同而不一样)。若无电压，则应检查霍尔式传感器到ECU之间的线路及ECU上相应端子上的电压。ECU相应端子上如有电压，则为传感器至ECU之间线路断路；如ECU相应端子上无电压，则为ECU有故障。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

其次，将拔下的传感器插头重新插好，启动发动机，测量霍尔曲轴位置传感器输出端子的信号电压，正常值约为3～6V。若无电压，则为传感器本身有问题，应修理或检查更换。再次，可通过检查传感器信号输出端电压的波形，来确认传感器本身是否损坏。如无信号或信号异常，均说明传感器有问题。图2-64霍尔传感器的工作原理项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

（3）光电式转速和曲轴位置传感器光电式转速和曲轴位置传感器是利用光电效应的原理如图2-65所示。发光二极管和光敏二极管分别位于信号盘的上、下两侧。当发光二极管的光束照射到光敏二极管上时，光敏二极管感光产生电压；当发光二极管的光束被信号盘的叶片遮档时，光敏二极管产生电压为零。因此，在信号盘转动过程中，光敏二极管会产生连续的脉冲信号，对脉冲信号进行放大整形后，根据脉冲信号的周期和信号盘的叶片数(或间隙数)即可检测信号盘的转速。图2-65光电式转速和曲轴位置传感器的基本原理项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与检修

光电式曲轴位置传感器的检测方法如下：拔下传感器插头，打开点火开关，检查插头上电源端子与搭铁端子之间的电压应为5V或12V(根据车型不同而不一样)。若无电压，则应检查传感器至ECU的导线和ECU上相应端子上的电压。若ECU端子上有电压，则为ECU至传感器之间的导线断路；否则，则可能为电控单元(ECU)本身有问题。插回传感器插头，启动发动机，使其转速保持在2500r/min左右，测量传感器输出端子上的电压，正常值一般为2～3V左右，如电压不对，则为光电式曲轴位置传感器损坏。

5、冷却液温度传感器冷却液温度传感器也就是水温传感器，冷却液温度传感器的典型结构如图2-67所示，通常采用热敏电阻RT来检测水温。项目二电控汽油喷射系统活动五控制系统的构造与