电控发动机.DOC

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1、电控发动机加速不良的故障分析与检修摘要 本课题研究的是电控发动机加速不良的故障分析与检修 ， 主要介绍了汽车的基本知识、电控发动机的基本组成：电子燃油喷射系统 、电控点火系统、怠速控制系统、排放控制系统、进气控制系统、增压控制系统等论述了它们的组成、工作原理和功用、发动机加速不良故障现象、电控发动机加速不良的故障检测与排除、维修案例、电控点火装置（ESA）、电子燃油喷射系统 、废气再循环控制（EGR）、怠速控制（ISC）论述了它们的组成、工作原理和作用。还介绍了电控系统诊断的注意事项、常用工具与常用仪器、故障诊断与检修的一般程序与基本方法等。现代汽车发动机电控系统的特点是在分析电控系统的故障时

2、，一定要了解电器、电子设备的结构、功能和特点，各电控系统的组成、功用和工作原理，以及各种常见故障的现象、原因和排除方法等。关 键 词：电控发动机、功用、故障毕业论文第1章 汽车的基本知识1.1 概述由于电子技术在汽车的广泛应用，尤其是微型计算机在汽车上的应用，汽车产 品走在了机电一体化的前例。为减少燃油消耗和有害物质的排放，汽车发动机采用 了电子点火技术，排气净化技术和进气增压技术等，为了取的良好效果，均采用了 计算机集中控制，由于采用闭环控制，使的控制精度大大的提高。 此外，为改善汽车行驶性能，提高安全性和舒适性，在汽车上特别是在轿车上 广泛采用了电子控制系统以及安装了一些辅助电器。汽车电子

3、控制系统的集中应用 在提高汽车的动力性、经济性、和可靠灵活性上发挥了很大的作用。1.2 汽车电控发动机的发展史发动机是汽车的动力来源，其质量的优劣，直接影响着汽车的性能、可靠程度和寿命。汽油机是汽车发动机的传统机型，由于其工作柔和、噪声低、运转平稳、升功率高、比质量轻，所以在轿车和轻型车是占优势。 传统的汽油机通常由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五 大系统组成。汽车现在的发展十分迅速，由于化油器的种种缺点， 以不能在满足汽车发展的需要，新一代的电喷技术体现了它独有的优点。第2章 电控发动机的基本组成和功用2.1.1 电子燃油喷射系统(EFI) 功用：根据进气量确定基本

4、喷油量，再根据其他传感器(如冷却液温度传感器、节 气门位置传感器等)信号等对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最 佳浓度的混合气，从而提高发动机的动力性、经济性和排放性。发动机使用电控汽油喷射技术的优点: (1)进气系统无喉管和预热的影响；无流动损失和抢气的影响；无雾化不良和分配 不均的影响。 (2)因而充气效率好、燃烧条件好、热效率高。 (3)利用电脑 ECU 计量控制，均匀点喷，随机修正，能使空燃比(A/F)控制在 14.7 最佳区域内。（4） 获得了更佳的“动力性”“经济性”“净化性”。2.1.2 电控点火系统 功用：是点火提前角控制 。根据各相关传感器信号，判断发动机的运

5、行工况和运 行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，从而改善发动机的燃烧过程，以实现提 高发动机动力性、经济性和降低排放污染的目的。2.1.3怠速控制系统 功用：是在发动机怠速工况下，根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变 速器是否挂入挡位等，通过怠速控制阀对发动机的进气量进行控制，使发动机随时以最 佳怠速转速运转。 关于电喷车空档滑行是否省油的问题？很多专家都说电喷车空档滑行不省油 原因很简单，当带档不给油的时候，如果此时发动机转速高过怠速时的转速，发动机停止供油，直至发动机转速跌至怠速以下时，才重新供油；若摘空档，发动机一下子 就失去了来自驱动轮的动力(发动机与驱动轮之间的动力是双

6、向的)，转速跌落的非常 快，这个时候为了保证发动机不熄火，就必须供油以维持最基本的怠速。2.1.4 排放控制系统 功用：主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。排放控制的项目主要包 括：废气再循环(EGR)控制，活性炭罐电磁阀控制，氧传感器和空燃比闭环控制，二次空气喷射控制等。 2.1.5 进气控制系统 功用：主要是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发 动机的充气效率，从而改善发动机动力性。 2.1.6增压控制系统 功用：是对发动机进气增压装置的工作进行控制。在装有废气涡轮增压装置的汽车上，ECU 根据检测到的进气管压力，对增加装置进行控制，从而控制增压装置对进气

7、增 压的强度。 2.1.7 警告系统 功用：由 ECU 控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发 出信号警告提示 。2.1.8 自诊断与报警系统 功用：用来提示驾驶员发动机有故障；同时，系统将故障信息以设定的数码(故障 码)形式储存在存储器中，以便帮助维修人员确定故障类型和范围 。 2.1.9 失效保护系统 功用：主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。 2.1.10 应急备用系统 功用：是当控制系统电脑发生故障时，自动启用备用系统(备用集成电路)，按设定的信号控制发动机转入强制运转状态，以防车辆停驶在路途中

8、。2.2 电控发动机的主要传感器及作用2.2.1 空气流量传感器： 作用：检测进气流量，计算进气量，决定基本喷油量和基本点火提前角。 安装：节气门前2.2.2 进气压力传感器： 作用：检测节气门后方进气管内的进气压力，计算进气量，决定基本喷油量和基本 点火提前角；反映废气循环量。同时安装进气流量，提高检测精度。 安装：节气门后方的进气管上2.2.3 节气门位置传感器： 作用：反映节气门开度（负荷）的大小，判定发动机怠速、部分负荷、全负荷工况， 实现不同的控制模式；反映节气门变化快慢（加速、减速） ，实现加速加浓和减速减 油或断油控制。2.2.4 进气温度传感器： 作用：检测进气温度 安装进气温

9、度传感器可独立装于气路，或与进气流量传感器、进气压力传感器组成 为一体；可以在节气门前或节气门后。2.2.5 发动机转速和曲轴位置传感器 作用： 产生发动机曲轴转速信号，决定基本喷油量和基本点火提前角； 产生曲轴基准位置信号（一缸上止点信号） ，计算曲轴转角； 产生发动机曲轴转角信号，判定曲轴（或活塞）位置 安装：曲轴、凸轮轴、分电器2.2.6 凸轮轴位置传感器 作用：判定凸轮轴位置（一缸压缩上止点位置） 安装：分电器、凸轮轴2.2.7 冷却液温度传感器 作用：检测进气温度 安装：冷却液温度传感器装于缸体、缸盖的水套或节温器。2.2.8 爆震传感器 作用：检测发动机是否爆震 安装：缸体上2.2

10、.9 氧传感器 Oxygen Sensor（O2S） 作用：检测排气中氧 安装：排气管2.3 电控发动机的主要执行器：燃油泵、喷油器、点火线圈或点火控制器、怠速阀、EGR 阀、EVAP 阀等。 2.4.1 燃油泵 作用： 泵油，建立油压。 安装：内置油箱内。2.4.2 喷油器 作用：将燃油以一定压力喷出并雾化。安装：进气歧管上和进气道附近的缸盖上。2.4.3 怠速阀（ISCV、ISC、IAC 阀） 作用：控制怠速进气量 安装：节气门并排的气道上。2.4.4 点火器、点火线圈 点火线圈：高压线 点火器：连点火线圈的模块，或与点火线圈一体。2.4.5 废气循环阀（EGR 阀） 作用：控制废气循环量

11、，降低排放中的氮气。 安装：排气和节气门后方进气之间的管道上 。2.4.6 油箱蒸汽回收电磁阀（EVAP 阀） 作用：控制油箱蒸汽回收量，降低油箱蒸汽的排放。 安装：炭罐和节气门后方进气之间的管道上。5 电控发动机加速不良的故障检测与排除5.1 故障原因分析导致发动机加速不良的原因需分两种情况考虑，一是发动机持久性动力不足， 二是在加速过程中短时间内动力不足，这两种情况的故障原因截然不同。5.1.1 持久性动力不足 持久性动力不足的原因可能有以下四方面：（1）进入气缸的混合气总量不足；（2）混合气浓度达不到要求 (3) 点火不良，混合气不能被可靠点燃；（4）发动机气缸内部密封不严，缸内压力过低

12、，混合气不能被点燃或点燃后缸内压力 不足，使发动机作功无力。从解决这四方面问题入手，基于发动机的工作原理， 找出导致每一方面问题的诸多原因：（1）混合气总量不足 导致这一问题的原因有以下三个： 进气受阻。由于节气门机械故障不能全开，或者空气滤清器脏污堵塞导致进 气不畅。 排气受阻。由于三元催化转换器积碳、污物沉积而堵塞，发动机排气一侧背 压过大，使得进气一侧吸力不足，发动机进气量受到影响。 配气正时失准。在维修操作时，配气正时机构的正时记号没有对准，或者可 变配气正时装置出现故障，使进、排气门开闭时刻偏离了设计要求，导致发动机进、 排气不充分。（2）混合气浓度不符合要求 在混合气总量满足要求的

13、情况下，如果混合气浓度不达标也会导致发动机动力 不足，其原因可能有以下几方面： 供油系统故障。 由于燃油泵输出压力不足、燃油滤清器堵塞、油压调节器回油量过大等原因导 致油压过低，或者由于喷油器堵塞导致喷油不畅都会引起喷油量不足，从而使混合气过稀。 喷油器雾化不良导致燃油不能充分挥发，虽然喷油量没有减少，但有效蒸发量 减少，同样也会导致混合气过稀。 电控系统故障。 如果负荷传感器（即空气流量计、进气压力传感器、节气门位置传感器）信号 失准，输出的进气量小于实际值，发动机控制单元输出的喷油量也会相应减小，使 混合气过稀。 废气再循环系统故障。 废气再循环系统故障可能导致再循环阀开度过大，进入气缸的

14、废气量增加，使 混合气被废气过度稀释。（3）点火不良 即使燃料供给系统给发动机提供的混合气数量和浓度都满足要求，点火系统工作不良仍然会导致发动机动力不足。 点火不良有以下两方面原因： 气缸缺火或火弱。 由于火花塞积碳、烧蚀，或者点火线圈、高压线老化等原因，使个别气缸点火 过弱甚至缺火，导致发动机动力不足，这类问题通过常规的断缸检验方法即可以判 断出来。 点火正时不当。 在故障诊断仪的发动机数据流显示功能中，对各缸点火提前角都有显示。热车 怠速运转时的点火提前角为 1015，加速时点火提前角应增大到 2030， 当爆震传感器出现故障时点火系统进入开环控制。发动机不同工况下点火提前角可以看出，此时

15、点火提前角会大大减小。点火提前角过小会导致缸内高压来的比较晚，即活塞越过上止点后向下运动 较大距离，气缸内才出现最高压力，此时混合气燃烧作功的效果差，表现为发动机动力不足。气缸压力不足 这一问题涉及到与燃烧室密封相关的三个部位，即：气门脏污或变形导致气门 关不严、气缸垫泄漏以及活塞环老化导致燃烧室内混合气窜入曲轴箱。5.1.2 加速过程中短时间内动力不足 造成这一问题的原因有以下三个方面：（1）.短时间内混合气过稀 进气门背后海绵状沉积物对汽油的吸附作用。车辆在长期使用后，进气门背后会沉积大量汽油中不易挥发的高馏分物质，这些物质以海绵状形态附着在进气门的背后，而喷油器喷射出的汽油恰好喷射在这一

16、位置，在短时间内喷出的汽油被海绵体吸附未能进入气缸，导致混合气过稀。 节气门位置传感器故障。 电子控制单元根据节气门开度增大的速率来判断驾驶员踩下节气门的速度，如 果是急加速，电子控制单元将给发动机提供过量空气系数为 0.8 的浓混合气，以满 足急加速时对发动机功率的要求，当节气门位置传感器信号失准时，发动机得不到 所需的浓混合气，这将给车辆的加速性能带来很大影响。（2）.点火系统短时间内工作不良 这包括点火强度和点火提前角两个方面的问题： 点火强度。 由于点火线圈的老化，转速升高后一次绕组通电时间缩短，点火线圈积蓄能量 不足，导致点火强度变弱。 点火提前角。 在加速过程中，最佳点火提前角的影

17、响因素主要是转速和爆震。转速升高时， 最佳点火提前角增大；当发动机出现爆震时，应推迟点火，即最佳点火提前角减小。 当转速传感器灵敏度下降，其信号频率低于发动机实际转速时，电子控制单元将不 能对发动机转速作出正确的判断，未及时增大点火提前角，此时缸内最高压力将在 活塞越过上止点后下行一段距离才出现，由于此时缸内体积过大使混合气的作功效 果受到影响。另外，如果爆震传感器的屏蔽端子搭铁接触不良，将使外部干扰信号 输入电子控制单元，电子控制单元会误以为发动机发生了爆震而推迟点火，也会使 发动机功率下降。 （3）.废气涡轮增压系统在加速时未能充分发挥作用涡轮增压系统的设计原则是，在发动机小负荷时增压涡轮

18、即可达到足够的转速，对发动机 进气系统能产生足够的增压效果，这样，在发动机大负荷时，多余的废气必须通过打开的旁通 阀排出而不经过增压器，以防止增压涡轮转速过高。如果控制系统出现故障，该旁通阀将在小 负荷时也打开，导致进气系统得不到增压，汽车的加速能力受到影响。5.2 诊断流程设计根据上述故障原因，遵循诊断操作由简到繁的原则，对发动机进行故障排除。首先区分是发动机持久性动力不足还是在加速过程中短时间内的动力不足。设计诊断步骤的原则是， 尽可能采用先进的检测设备， 通过故障码和数据流进行分析， 其中故障码可以较明确地指出故障部位，但在传感器输出信号没有达到系统设定的不合理界限时不会产生故障码，因此

19、需结合数据流中的相关参数进行分析。需要进行拆装检查的步骤要尽可能放在流程的最后，这样可以尽量减少工作量，在安排拆装步骤时应遵循由简到繁的原则，对发动机各部位进行检查。6 维修案例6.1故障现象： 奥迪A6 2.4L/V6发动机在启动后怠速运转较平稳，但消声器声响沉重；急加速时，发动机沉闷无力，且排气管有“放炮”现象。发动机故障指示灯点亮。 6.2故障诊断： 根据上述故障现象，故障指示灯点亮，说明有故障码。由于没有专用 TECH2 诊断仪，无法读取故障码。根据急加速时发动机沉闷无力，排气管有“放炮”现象， 说明加速不良。 导致发动机加速不良的传感器有进气温度传感器(IAT)，冷却液温度传感器(E

20、CT)、节气门位置传感器(TP)、空气流量传感器(MAF)、进气歧管绝对压力传感器(MAP)等。分别对它们进行信号输出检测，发现空气流量计无信号输出，此发动机采用热线式空气流量计。检测原理是：在流量计的空气通道中，设置一根铂丝，通电将铂丝加热，使热线比流至热线周围的空气高出一定的温度。当空气流经热线周围时，会使铂丝温度下降，这就需要增加通过铂丝的电流，以保持铂丝周围的空 气量成比例。将电流的变化转变成电信号输入电脑，电脑就根据此信号及时改变喷油量。该空气流量计输出的是频率信号，可以用电压表测量电压情况。6.2.1检测电源电压： 关闭点火开关，拔下空气流量传感器的三心插头。打开点火开关，用数字万

21、用表电压挡测量三心插头的C端子与车体搭铁之间的电压值(标准为 12V 电源电压)及A端子与车体搭铁之间的电压值(标准为 5V 电压)。 测量结果： 端子与车体搭铁无 5V A 电压。6.2.2检测线束导通性： 用万用表测得 A端子与 PCM 上 C1 插头的 69 号端子之间的电阻值为无穷大，说明空气流量传感器信号导线断路。接好后，启动发动机，用 KES-200 示波器测量空气流量传感器输出信号波形，波形正常，但发动机故障仍未消失。会不会是燃油供给系统有问题呢？于是对系统压力进行测试，将油压表与发动机高压油管连接好。油压表连好后反复接通点火开关，因为每次接通点火开关后，燃油泵运转大约2S，反复

22、开关后,以使燃油压力得以提高，这时测得油压大约是 300kPa，符合原厂284325kPa 的要求。因此进行下一步启动后油压测试。启动发动机，使发动机在正常工作条件下怠速运转，此时从油压表读取的压力值比着车之前约低 40kPa，符合应低于2169kPa 的要求，证明油压调节器良好。加大油门开度，使发动机高速运转，测得燃油压力约为260kPa，由此可以证明，此发动机供油系统在无负荷情况下正常。油压系统正常，会不会是进气系统漏气呢？拔下油压调节器真空管并接一个真空表，启动发动机进行检测，怠速时检测到真空度在4950kPa 之间轻微摆动，可见真空度偏小(正常值 应在 5770kPa 之间)。进一步检

23、查进气系统各部分均未发现有泄漏的部位，是什么原因导致进气歧管真空度不正常呢？根据多年的维修经验， 发动机怠速时，6.3故障分析: 根据别克点火系统结构及工作原理可知，在发动机初始启动时，动力系统控制 模块(PCM)收到第二个3X 脉冲时，将向旁路电路提供 5V 电压指令，点火控制模块将 点火提前角由固定 10变成由 PCM 控制。PCM 通过下列输入信息计算点火提前角和 点火闭合角：发动机转速(24X 参考或 3X 参考)、 曲轴位置(24X 参考或 3X 参考)和凸轮轴位置、PCM 输入信号、发动机冷却液温度、节气门位置、爆燃信号、驻车及空 挡位置(自动变速器挡位 PRNDL 输入)、车速、

24、PCM 和点火系统供电电压。切换到点 火控制模式后，将始终保持此模式，并且点火正时和点火闭合时间完全由 PCM 控制。如果动力控制模块 PCM 未向点火控制模块发送 5V 旁路电压或点火控制模块未收到 5V 电压，则点火模式由点火控制模式转换为旁路模式，而在旁路模式下，点火系统 独立运行，不受 PCM 控制。点火提前角会固定在上止点前 10。因此分析造成此发 动机加速不良，排气管放炮的原因，是由于动力控制模块未收到点火控制模块发送 的 3X 参考脉冲信号，所以动力控制模块未向旁路提供 5V 电压且无点火控制脉冲信号输出，导致发动机以旁路控制点火模式运行，点火提前角未能根据发动机转速及负荷等参数

25、的变化而变化，以致发动机高转速时点火过迟，造成上述故障。经检查 也证实了上述分析的正确性。6.4结论奥迪A6轿车发动机上纵横布置有多根胶管，且大多是将一端直接与进气歧管相连，目的是利用发动机工作时进气歧管内产生的真空，作为多种辅助设备的动力源或有关传感器的信号源。奥迪A6 2.4L/V6 发动机进气歧管真空度的高低及其稳定性与发动机工作的汽缸数、转速、密封性能、点火性能、混合汽空燃比和节气门开度等有关。正常工作的发动机，其进气歧管内真空度的大小及变化都有固定的范围和规律；反之，如真空度大小与正常值相偏离，则发动机必然存在某种故障。造成真空度读数异常的常见原因有一个或多个火花塞缺火，空气软管破损或软管接头 松脱、气门密封不良、汽缸盖垫或进气歧管垫漏气、活塞环漏气严重、废气再循环阀(EGR)不能关闭、曲轴箱强制通风阀(PCV)被卡在全开位置、点火不正时、配气不正时等。不同的原因所对应的真空表读数不同。比如正常怠速工况下，发动机进气 歧管真空度的读数应稳定在 5770kPa 之间，如怠速测试时真空表读数不正常，则需进行如下测试：检查基本点火正时；检查气门正时；检查汽缸压缩大压力；检查曲轴箱强制通风阀。 因此，掌握常见工况下真空表的正确读数及一些因故障而造成的异常情况，对故障诊断有利益。