（最新）高压共轨电控柴油发动机

（最新）高压共轨电控柴油发动机 实训指导书 高压共轨电控柴油发动机 2009年6月 目 录 目 录 .............................................. 0 项目一:加速踏板位置传感器的结构原理与检修 ............ 2 项目二:磁电式发动机转速传感器原理与测量 ............. 10 项目三:霍尔式凸轮轴位置传感器原理与测量 ............. 14 项目四:热线式空气流量计原理与测量 ................... 19 项目五:水温传感器原理与测量 ........................ 24 项目六:燃油压力传感器原理与检测 .................... 29 项目七:燃油供给系统的检修 .......................... 34 实训八:电控汽油机总体结构认识 ...................... 42 项目九:电控发动机系统的自诊断检测原理及汽车解码器的使用 ................................................... 47 项目十:故障设置及故障检修 .......................... 55 1 项目一:加速踏板位置传感器的结构原理与检修 一、目的和要求 1、了解加速踏板位置传感器的结构原理与检修 2、掌握加速踏板位置传感器的测量方法 二、实训课时 实训共安排2.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告1.5课时。 《 检测报告 》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、实训器材 1、工具:汽车数字万用表。 2、设备:高压共轨电控柴油发动机一台。 3、教具:加速踏板位置传感器一个。 四、 原理与应用 1、结构原理 如图 1所示，节气门体主要由节气门和整体式怠速稳定装置组成。其中，整体式怠速稳定装置主要由怠速电机、齿轮减速机构、应急弹簧、节气门电位计、怠速节气门电位计和怠速开关等构成。节气门电位计相当于 2 传统电喷发动机的节气门位置传感器，怠速节气门电位计相当于一个高灵敏度的仅用于检测节气门怠速开度的节气门位置传感器，怠速开关则用来判定节气门是否进入怠速状态。 当ECU根据转速、水温、空调开关等信号判定需要调节节气门开度来稳定或控制发动机的怠速转速时，就会向怠速电机提供正向或反向工作电流，使怠速电机正向或反向运转，并通过齿轮减速机构驱动节气门开度增大或减小，怠速节气门电位计则将节气门怠速开度的变化情况随时反馈给ECU。当发动机转速或节气门开度达理想值时，ECU又会将怠速电机锁定，从而使节气门开度锁定。当节气门由大开度突然关闭时，怠速电机还可以减缓节气门的关闭速度，起到节气门缓冲器的作用。在控制电路或怠速电机等发生故障的情况下，应急弹簧还可将节气门拉开到某一预定的开度，保证了发动机能以较高怠速应急运转，从而避免了熄火。 3 2、控制电路 节气门体上的整体式怠速稳定装置通过一个8端子电插件与ECU相连，各端子排列及电路连接原理如图 2(a)、图 2(b)所示。ECU的62端子向节气门电位计和怠速节气门电位计提供5V工作电压，67端子则通过ECU内部搭铁，75端子和74端子分别接收来自节气门电位计和怠速节气门电位计的信号，69端子与怠速开关相连，用来判定节气门是否进入怠速状态。怠速开关闭合，69端子电位为0V的情况下，ECU通过66端子和59端子间怠速电机输出正向或反向的工作电流，使怠速电机驱动节气门开大或关小，达到稳定和调节怠速的目的。当需要锁定怠速电机从而锁定节气门开度时， 4 ECU通过内部将66端子与59端子短接，即将怠速电机的两个输入端子短接，利用电机电枢感应电流所产生的磁场，形成电机的转动阻力，从而产生制动效果。 如果怠速电机或其控制电路发生断路故障，电机制动效果将不复存在， 整体式怠速稳定装置的应急弹簧则可拉动节气门至某特定开度，使发动机能够保持应急高怠速运转状态。 另外，ECU具有自适应学习功能。在稳定的怠速工况下，电脑可将对应的怠速节气门开度位置存储记忆，以便下次起动后在稳定怠速控制过程中参考。在发动机磨损等情况下，要维持同样的怠速转速所需要的节气门开度可能会发生变化，这种自适应学习功能则可保证在发动机技术状态发生变化的情况下，其怠速转速基本维持不变。 断电熄火状态下，应急弹簧将节气门拉开至某特定开度，保证下次起动后，发动机处于高怠速运转状态，随着水温的升高，ECU通过怠速电机将节气门开度逐渐减小，发动机逐渐到正常怠速状态。 5 3、检修 3.1 测电阻 6 拔开ECU电插件，测线束侧插件66与59端子之间的电阻，应为5Ω，否则查线路或怠速电机;测线束侧插件62与74端子，62与75端子之间的电阻，在节气门开度变化时，阻值连续变化;测69与67端子之间电阻，在节气门打开和关闭情况下，应通断变化。不符合要求时查ECU与节气门体之间线路，线路正常的情况下换节气门体。 3.2 测电压 拔下整体式怠速稳定装置电插件，点火开关ON，测线束侧插件4端子对地电压，就为4.5-5.5V;测线束侧插件3端子对地电压，应为9V以上，否则查线路，线路正常时查ECU电源电路，电源电路正常时则换ECU;测线束侧插件7端子对地电阻，应接近0Ω，否则查线路，线路正常时换ECU。 在整体式怠速稳定装置电插件拔开的情况下启动发动机，并将线束侧插件3端子与7端子短接，水温升高后，测线束侧插件1端子与2端子之间的电压，应有12V的工作电压，否则查线路，线路正常则换ECU。 上述操作后，ECU内会存储故障代码，应在熄火后断开电池负极引线10s以上，以清除故障代码。 五、 实训步骤 1、讲解 由辅导老师结合捷达2V发动机整体式节气门实物、电路图、电控燃油喷射发动机教学实验台等讲解捷达2V发动机整体式节气门工作原理、检 7 测方法及故障现象。 2、演示 (1) 拔下节气门位置传感器插头。 (2) 测量节气门位置传感器的信号线与节气门位置传感器的电源线之间的阻值。 (3) 测量在节气门全关时怠速触点与节气门位置传感器的搭铁线应导通。 (4) 开启节气门时怠速触点与节气门位置传感器的搭铁线应断开。 (5) 插好节气门位置传感器插头，打开点火开关。 (6) 档测量节气门位置传感器的搭铁线与节气门位置传感器的电源线之间的电压值标准值为5伏左右。 (7) 测量节气门位置传感器的搭铁线与节气门位置传感器的信号线之间的电压。 (8) 测量怠速触点与节气门位置传感器的搭铁线应1伏以下。 8 (9)拨动节气门拉索，改变节气门开度。 (10) 改变节气门开度，节气门信号电压改变。 (11) 改变节气门开度，怠速触点开关信号电压应为11伏左右。 3、考核 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，结合捷达2V发动机整体式节气门实物、电路图、电控燃油喷射发动机教学实验台，由学生回答捷达2V发动机整体式节气门的结构，原理以及检测方法。 4、教学延伸 辅导老师结合现有的电控燃油喷射发动机教学实验台，介绍欧、美、亚各国车型使用的不同类型捷达2V发动机整体式节气门结构及特点。 六、 注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 七、 实训小结 9 项目二:磁电式发动机转速传感器原理与测量 一、目的和要求 1、了解磁电式发动机转速传感器的结构与原理 2、掌握磁电式发动机转速传感器的测量方法 二、 实训课时 实训共安排2.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告1.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、 实训器材 1、工具:汽车数字万用表。 2、设备:高压共轨电控柴油发动机一台。 3、教具:磁电式发动机转速传感器一个。 四、 原理与应用 磁电式发动机转速传感器,在利用永久磁铁作用产生的一定强度的磁场中，当转子转动时利用与转速成正比的磁头与转子外齿的间隙发生变化，从而使磁头与转子构成的磁路中磁阻发生相应变化。其结果是流经该磁路的磁通量发生周期性增减，与磁通量的增减速度成正比的感应电压在线圈两端产生,经过其内部电路转换成电脑可以识别的电压信号，电脑根据这个 10 电压信号来计算发动机转速 。 发动机转速传感器的测量方法 1、电阻测量法 (1) 拔下发动机转速传感器插头。 (2) 用数字万用表测量发动机转速传感器的两条信号线之间的阻值 (1000欧左右)。 (3) 用数字万用表分别测发动机速度传感器两条信号线与搭铁线之间 的电阻应为无穷大。 (4) 测量完插好发动机转速传感器插头。 2、电压测量法: (1) 打开点火开关，不启动发动机。 (2) 将万用表档位调至交流电压(一般调至20伏)档测量发动机转速 传感器两条信号线之间的电压此时电压应为0。 (3) 启动发动机,怠速时万用表上的电压应显示1伏左右,开启节气门提 供发动机的转速,万用表上的电压应会随之发动机转速升高而增加。 11 五、 实训步骤 1、讲解 由辅导老师结合磁电式发动机转速传感器实物、电路图、电控燃油喷射发动机教学实验台等讲解磁电式发动机转速传感器工作原理、检测方法及故障现象。 2、演示 (1) 拔下发动机转速传感器插头。 (2) 用数字万用表测量发动机转速传感器的两条信号线之间的阻值(1000欧左右)。 (3) 用数字万用表分别测发动机速度传感器两条信号线与屏蔽线之间的电阻应为无穷大。 (4) 测量完插好发动机转速传感器插头。 (5) 打开点火开关，不启动发动机将万用表档位调至交流电压(一般调至20伏)档测量发动机转速传感器两条信号线之间的电压此时电压应为0。 (6) 启动发动机，怠速时万用表上的电压应显示1伏左右，开启节气门提供发动机的转速，万用表上的电压应会随之发动机转速升高而增加。 12 3、考核 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，结合磁电式发动机速度传感器实物、电路图、高压共轨电控柴油发动机实训台，由学生回答节磁电式发动机速度传感器的结构，原理以及检测方法。 4、教学延伸 辅导老师结合现有的高压共轨电控柴油发动机实训台，介绍欧、美、亚各国车型使用的不同类型发动机速度传感器结构及特点。 六、 注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 七、 实训小结 13 项目三:霍尔式凸轮轴位置传感器原理与测量 一、目的和要求 1、了解霍尔式凸轮轴位置传感器的结构与原理 2、掌握霍尔式凸轮轴位置传感器的测量方法 二、 实训课时 实训共安排2.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告1.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、 实训器材 1、工具:汽车数字万用表。 2、设备:高压共轨电控柴油发动机一台。 3、教具:霍尔式凸轮轴位置传感器一个 四、 原理与应用 霍尔式凸轮轴位置传感器是利用霍尔效应的原理，产生与凸轮轴转角相对应的电压脉冲信号的。它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，经放大整形后即为凸轮轴位置传感器的输出信号。 14 霍尔式凸轮轴位置传感器的检测 霍尔式凸轮轴位置传感器的检测方法有一个共同点，即主要通过测量有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。 霍尔式凸轮轴位置传感器与ECU有三条引线相连。其中一条是ECU向传感器加电压的电源线，输入传感器的电压为5V;另一条是传感器的输出信号线，当凸轮轴正时轮的信号槽通过传感器时，霍尔传感器输出脉冲信号，高电位为5V，低电位为0.3V左右;第三条是通往传感器的接地线。 霍尔式凸轮轴位置传感器的测量方法 (1)电阻检测 点火开关置于“OFF”位置，拔下凸轮位置传感器导线连接器，用万用表Ω档跨接在传感器侧的端子搭铁线线与信号线或搭铁线与电源线间，此时万用表显示读数为?(开路)，如果指示有电阻，则应更换凸轮位置传感器。 (2)传感器电源、电压的测试 点火开关置于“ON”，用万用表电压档测量ECU侧霍尔式凸轮轴位置传感器电源线端子的电压应为5V，信号线与搭铁线端子间的电压值在发动机转动时，在0.3-5V之间变化，且数值显示呈脉冲性变化，最高电压5v，最低电压0.3V左右。 15 五、 实训步骤 1、讲解 由辅导老师结合霍尔式凸轮轴位置传感器实物、电路图、高压共轨电控柴油发动机实训台等讲解霍尔式凸轮轴位置传感器工作原理、检测方法及故障现象。 2、演示 1、拔下霍尔式凸轮轴位置传感器插头。 16 2、用数字万用表测量霍尔式凸轮轴位置传感器的电源线与搭铁线之间的阻值(应为无穷大)。 3、用数字万用表分别测霍尔式凸轮轴位置传感器信号线与搭铁线之间的电阻(应为无穷大)。 4、测量完插好霍尔式凸轮轴位置传感器插头。 5、打开点火开关，不启动发动机测量霍尔式凸轮轴位置传感器的电源电压。 6、打开点火开关，不启动发动机测量霍尔式凸轮轴位置传感器的信号电压(5伏或0.3伏)。 7、启动发动机测量霍尔式凸轮轴位置传感器的信号电压(应为0.3-5伏之间的脉动电压)。 3、考核 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，结合霍尔式凸轮轴位置传感器实物、电路图、高压共轨电控柴油发动机实训台，由学生回答霍尔式凸轮轴位置传感器的结构，原理以及检测方法。 4、教学延伸 辅导老师结合现有的高压共轨电控柴油发动机实训台，介绍欧、美、亚各国车型使用的不同类型凸轮轴位置传感器结构及特点。 六、 注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 17 七、 实训小结 18 项目四:热线式空气流量计原理与测量 一、目的和要求 1、了解热线式空气流量计的结构与原理 2、掌握热线式空气流量计的测量方法 二、实训课时 实训共安排2.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告1.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、实训器材 1、工具:汽车数字万用表。 2、设备:高压共轨电控柴油发动机一台。 3、教具:热线式空气流量计一个。 四、原理与应用 空气流量计(MAF)在L型电控燃油喷射系统中，由空气流量计测量发动机的进气量，并将进气量信号输入ECU。根据空气流量计测量原理不同，空气流量计可分为叶片式、热式和卡门旋涡成三种类型。空气流量计是EFI系统最重要的传感器。在维修和检查时，应特别注意，切忌碰撞，不要让污物进入流量计内，也不能随意将手或工具伸入流量计内，以免造 19 成流量计损坏，影响其测量精度。 热式空气注量计，20世纪80所代后生产的日本是产公爵轿车和美国福特轿车系轿车多数采用热式空气流量计，热式空气流量计的主要元件是热线电阻，可分为热线式和热膜式两种类型，其结构和工作原理基本相同。 按其测量元件的安装位置不同。热线式空气流量计可分为两种。第一种是将热线电阻安装在主进气道中，称为主流测量方式的热线式空气流量计;第二种是将热线安装在旁通气道中，称为旁通测量方式的热线式空气流量计。图4-1的所示为主流测量方式的热线式空气流量计，空气流量计主要由防护网、采样管、热线电阻、温度补偿电阻和控制电路等组成。热线电阻和温度补偿电阻安装在主进气道中。控制电路板安装在流量计下方。进气管连接侧的防护网用于防止回火和脏物进入空气流量计。热线式空气流量计的工作原理如图4-2所示。安装在控制电路板上的精密电阻R和RAB与热线电阻R和温度补偿电阻R组成惠斯登电桥电路。当空气流经热线HK 电阻R时，使热线温度降低，电阻减小，使电桥失去平衡，若要保持电桥H 平衡，就必需增加流经热线电阻的电流，以恢复其温度和阻值，精密电阻R两端的电压也相应增加。流经热线的空气量(质量流量)不同。热线的A 温度变化量不同，其电阻变化量也就不同，为保持电桥平衡，需增加浓经热线电阻的电流，从而使精密电阻R两端的电压也相应变化，控制电路将A 电阻R。两端的电压输送给ECU，即可确定进气量。 A 20 1-防护网 2-采样管 3-热线电阻 4-温度补偿电阻 5-控制电路板 6-线束插接器 图4-1热线工空气流量计 图4-2热线式空气流量计工作原理 控制电路的作用是保持电桥平衡，即保持热线电阻与感应进气温度的温度补偿电阻之间的温度差不变。热线式事气流量计直接测量进入发动机的空气质量流量，不需进气温度传感器对测量值进行修正。 热膜式空气流量计如图4-3所示。其结构和工作原理与热线式空气流量计基本相同，不同之处在于热线式空气流量 计采用铂丝制成的热线电阻。热膜式空气流 量计不采用价格昂贵的铂丝热线，而是用热 膜代替热线。并将热膜镀在陶瓷片上;制造 成本较低，而且测量元件不直接承受空气流1-控制电路 2-热膜 3-温度补偿电阻 4-防护网 的作用力，空气流量计的使用寿命较长。 图4-3 热膜式空气流量计 热线式空气流量计的检测 (1)拔掉热线式空气流量计插头，打开点火开关，不启动发动机用万 用表测量热线式空气流量计的搭铁线与信号线的电压应为0伏左 右。在测量热线式空气流量计的搭铁线与热线式空气流量计电源 线之间的电压应为12伏。 (2) 插好热线式空气流量计插头，启动发动机，测量热线式空气流量 21 计的搭铁线与信号线的电压怠速时应为1伏左右，节气门全开时 应为4.5伏左右。在加速时电压应在1—4.5伏左右之间变化。 五、实训步骤 1、讲解 由辅导老师结合热线式空气流量计实物、电路图、高压共轨电控柴油发动机实训台等讲解热线式空气流量计工作原理、检测方法及故障现象。 2、演示 1、拔掉热线式空气流量计插头打开点火开关，测量热线式空气流量计的搭铁线与信号线的电压应为0伏。 2、测量热线式空气流量计的搭铁线与电源线的电压应为12伏左右。 3、插上热线式空气流量计插头，测量热线式空气流量计的搭铁线与信号线的电压应为1伏左右。 3、考核 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，结合热线式空气流量计实物、电路图、电控燃油喷射发动机教学实验台，由学生回答热线式空气流量计的结构，原理以及检测方法。 4、教学延伸 22 辅导老师结合现有的电控燃油喷射发动机教学实验台，介绍欧、美、亚各国车型使用的不同类型的空气流量计结构及特点。 六、 注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 七、实训小结 23 项目五:水温传感器原理与测量 一、目的和要求 1、了解水温传感器的结构与原理 2、掌握节水温传感器的测量方法 二、实训课时 实训共安排2.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告1.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、实训器材 1、工具:汽车数字万用表。 2、设备:高压共轨电控柴油发动机一台。 3、教具:水温传感器一个。 四、原理与应用 捷达冷却液温度传感器(其中包括发动机水温传感器和仪表水温传感器)(如图5-2)，冷却液温度传感器给ECU提供发动机冷却液温度信号，作为燃油喷射和点火正时控制的修正信号。冷却液温度传感器信号也是其他控制系统〔如EGR等)的控制信号。冷却液温度传感器一般安装在气缸体水道上或冷却水出口处。传感器壳体内装有一个热敏电阻，水温度变化 24 时，热敏电阻的阻值发生变化。 冷却液温度传感器的结构如下图5-1所示，其工作原理与进气温度传感器相同。同一车型装用的冷却液温度传感器与进气温度传感器特性一般完全相同。 图5-1 冷却液温度传感器 图5-2捷达水温传感器 水温传感器的测量方法 1、电阻测量法 (1) 拔下水温传感器插头。 (2) 用数字万用表测量水温传感器的信号线与水温传感器的搭铁线之 间的阻值。水温20摄氏度时为2K左右，水温越高阻值越小。 (3) 测量完插好节气门位置传感器插头。 2、电压测量法: (1) 打开点火开关，拔下水温传感器插头。将万用表档位调至直流电压 25 (一般调至20伏)档测量水温传感器的搭铁线与水温传感器的信 号线线之间的电压值标准值为4.8伏左右。 (2) 插上水温传感器插头，将万用表档位调至直流电压(一般调至20 伏)档测量水温传感器的搭铁线与水温传感器的信号线之间的电压 水温20度时电压值为2.2伏左右。 (3) 随着水温的升高水温传感器的信号电压值会越低，相反水温越低水 温传感器的信号电压会越高。 五、实训步骤 1、讲解 由辅导老师结合水温传感器实物、电路图、电控燃油喷射发动机教学实验台等讲解水温传感器工作原理、检测方法及故障现象。 2、演示 1、拔下水温传感器插头，用数字万用表测量水温传感器的信号线与水温 传感器的搭铁线之间的阻值。水温20摄氏度时为2K左右，水温越高阻 值越小。 2、将万用表档位调至直流电压(一般调至20伏)档测量水温传感器的 搭铁线与水温传感器的信号线之间的电压应为4.9伏。 3、插上水温传感器插头，将万用表档位调至直流电压(一般调至20伏) 档测量水温传感器的搭铁线与水温传感器的信号线之间的电压水温20 26 度时电压值为2.2伏左右。 4、随着水温的升高水温传感器的信号电压值会越低，相反水温越低水温 传感器的信号电压会越高。 27 3、考核 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，结合水温传感器实物、电路图、电控燃油喷射发动机教学实验台，由学生回答水温传感器的结构，原理以及检测方法。 4、教学延伸 辅导老师结合现有的电控燃油喷射发动机教学实验台，介绍欧、美、亚各国车型使用的不同类型水温传感器结构及特点。 六、 注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 七、实训小结 28 项目六:燃油压力传感器原理与检测 一、目的和要求 1、了解燃油压力传感器的结构与原理 2、掌握燃油压力传感器的测量方法 二、实训课时 实训共安排2.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告1.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、实训器材 1、工具:汽车数字万用表。 2、设备:高压共轨电控柴油发动机一台 3、教具:燃油压力传感器一个 四、原理与应用 结构和工作原理 氧传感器是用来检测排气中氧浓度测定空燃比。并将其转换成电压信号或电阻信号，反馈给ECU。ECU控制空燃比收敛于理论值。目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种，其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆陶瓷管(固体电解质)，亦称锆 29 管。 锆管固定在带有安装螺纹的固定套中，内外表面均覆盖着一层多孔性的铅膜，其内表面与大气接触，外表面与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属护套，其上开有一个用于锆管内腔与大气相通的孔;电线将锆管内表面铂极经绝缘套从此接线端引出。氧化锆在温度超过300?后，才能进行正常工作。早期使用的氧传感器靠排气加热，这种传感器必须在发动机起动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与ECU相连。现在，大部分汽车使用带加热器的氧传感器，这种传感器内有一个电加热元件，可在发动机起动后的20-30s内迅速将氧传感器加热至工作温度。它有三根接线，一根接ECU，另外两根分别接地和电源。锆管的陶瓷体是多孔的，渗入其中的氧气，在温度较高时发生电离。由于锆管内、外侧氧含量不一致，存在浓差，因而氧离子从大气侧向排气一侧扩散，从而使锆管成为一个微电池，在两铂极间产生电压。当混合气的实际空燃比小于理论空燃比，即发动机以较浓的混合气运转时，排气中氧含量少，但CO、HC、H2等较多。这些气体在锆管外表面的铅催化作用下与氧发生反应，将耗尽排气中残余的氧，使锆管外表面氧气浓度变为零，这就使得锆管内、外侧氧浓差加大，两铅极间电压陡增。因此，锆管氧传感器产生的电压将在理论空燃比时发生突变:稀混合气时，输出电压几乎为零;浓混合气时，输出电压接近1V。要准确地保持混合气浓度为理论空燃比是不可能的。实际上的反馈控制只能使混合气在理论空燃比附近一个狭小的范围内波动，故氧传感器的输出电压在0.1-0.8V之间不断变化(通常每10s内变化8次以上)。如果氧传感器输出电压变化过缓(每1Os少于8次)或电压保持不变(不论保持在高 30 电位或低电位)，则表明氧传感器有故障需检修。 加热型氧传感器的测量 1、电阻测量法 (1) 拔下氧传感器插头。 (2) 用数字万用表测量氧传感器的信号线与氧传感器的搭铁线之间的 阻值几百千欧以上。 (3) 再用万用表测量氧传感器的加热器的阻值阻值应为十几欧左右。 (4) 测量完插好进气温度传感器插头。 2、电压测量法: (1) 打开点火开关，不启动发动机。 (2) 将万用表档位调至直流电压(一般调至20伏)档测量氧温度传感 器的搭铁线与氧传感器的信号线线之间的电压值应为伏0.1伏左 右。 (3) 用万用表测量加热器的电源线应为12伏，控制线应为1伏以下， 否则应检查氧传感器电路。 五、实训步骤 1、讲解 由辅导老师结合燃油压力传感器实物、电路图、高压共轨电控柴油发动机实训台等讲解燃油压力传感器工作原理、检测方法及故障现象。 31 2、演示 1、拔下氧传感器插头。 2、用数字万用表测量氧传感器的信号线与氧传感器的搭铁线之间的阻值几百千欧以上。 3、再用万用表测量氧传感器的加热器的阻值阻值应为几欧---十几欧左右。 4、打开点火开关，不启动发动机。将万用表档位调至直流电压(一般调至20伏)档测量氧温度传感器的搭铁线与氧传感器的信号线线之间的电压值应为伏0伏左右。 5、用万用表测量加热器的电源线应为12伏，控制线应为1伏以下，否则应检查氧传感器电路。 6、启动发动机急加速时测量氧传感器信号电压变化情况，氧传感器信号电压应在0.1---0.9伏之间变化。 3、考核 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，结合燃油压力传感器实物、电路图、高压共轨电控柴油发动机实训台，由学生回答燃油压力传感 32 器的结构，原理以及检测方法。 4、教学延伸 辅导老师结合现有的电控燃油喷射发动机教学实验台，介绍欧、美、亚各国车型使用的不同类型燃油压力传感器结构及特点。 六、 注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 七、实训小结 33 项目七:燃油供给系统的检修 一、实训目的和要求: 1(掌握燃油供给系统的组成。 2(掌握电动燃油泵的结构和工作原理。 3(掌握电动燃油泵的检测方法和检测项目。 4. 掌握燃油供给系统的压力释放、压力预置及压力测试的方法。 二、实训课时: 实训共安排2.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告1.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、实训设备及器材 1(常用工具1套。 2(捷达2V电控发动机实训台一台。 四、实训及步骤 (一)组成 燃油供给系统由电动燃油泵 、 燃油滤清器 、 燃油压力调节器 、 脉动阻尼器及油管等组成。 34 图7-1 燃油供给系统的组成 (二)电动燃油泵的构造及检修 1、作用: 给电控燃油喷射系统提供具有一定压力的燃油。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。 2、类型: (1)按安装位置不同分为内置式和外置式。 内置式:安装在油箱中，具有噪声小、不易产生气阻、不易泄漏、 管路安装较简单等优点。 外置式:串接在油箱外部的输油管路中，优点是容易布置、安装自 由度大，但噪声大，易产生气阻。 (2)按结构不同分为:涡轮式、滚柱式、转子式和侧槽式。 3、电动燃油泵的结构 (1)涡轮式电动燃油泵 1) 结构 35 主要由燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀等组成，如下图所示。 1-出油口 2-单向出油阀 3-泄压阀 4-电动机转子 5-电动机定子 6-轴承 7-叶轮 8-滤清器 9-叶轮 10-泵壳体 11-出油口 12-进油口 13-叶片 图7-2 涡轮式电动燃油泵 2) 工作原理 油泵电动机通电时，燃油泵电动机驱动涡轮泵叶轮旋转，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被带走，所以形成一定的真空度，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，则顶开出油阀经出油口输出。出油阀还可在油泵不工作时阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的残余压力，便于下次起动。 3) 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。 36 (2)滚柱式电动燃油泵 1)结构 主要由燃油泵电动机、滚柱式燃油泵、出油阀、安全阀等组成。 2)工作原理 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。 结构和工作原理如下图8-3所示。 图7-3 滚柱式电动燃油泵结构及工作原理 37 燃油泵的就车检查 (1)用专用导线将诊断座上的燃油泵测试端子跨接到 12V 电源上。 (2)将点火开关转至“ ON ”位置，但不要起动发动机。 (3)旋开油箱盖能听到燃油泵工作的声音，或用手捏进油软管应感觉 有压力。 (4)若听不到燃油泵的工作声音或进油管无压力，应检修或更换燃油 泵。 (5)若有燃油泵不工作故障，且上述检查正常，应检查燃油泵电路导 线、继电器、易熔线和熔丝有无断路。 电动燃油泵的检测 拔下电动燃油泵的导线连接器，从车上拆下电动燃油泵进行检查。 1)电动燃油泵电阻的检测 用万用表Ω档测量电动燃油泵上两个接线端子间的电阻，即为电动燃油泵直流电动机线圈的电阻，其阻值应为 2 , 3 Ω( 20 ? 时)。如电阻值不符，则须更换电动燃油泵。 2) 电动燃油泵工作状态的检查 按图将电动燃油泵与蓄电池相接(正负极不能接错)，并使电动燃油泵尽量远离蓄电池，每次接通不超过 10s (时间太长会烧坏电动燃油泵电动机的线圈)。如电动燃油泵不转动，则应更换电动燃油泵。 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 38 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。 五、燃油供给系的检修 1、燃油系统的压力释放 目的:防止在拆卸时，系统内的压力油喷出，造成人身伤害和火灾。释放方法如下: (1) 起动发动机，维持怠速运转。 (2) 在发动机运转时，拔下油泵继电器或电动燃油泵电源接线，使发动 机熄火。 (3) 再使发动机起动 2 , 3 次，就可完全释放燃油系统压力。 (4) 关闭点火开关，装上油泵继电器或电动燃油泵电源接线。 2、燃油系统压力预置 目的:为避免首次起动发动机时，因系统内无压力而导致起动时间过 长。 方法: 通过反复打开和关闭点火开关数次来完成。 3、燃油系统压力测试 (1) 检查油箱中的燃油应足够。释放燃油系统压力。 (2) 检查蓄电池电压在 12V 左右，拆下蓄电池负极电缆线。 (3) 将专用油压表接到燃油系统中。 (4) 接上负极电缆，起动发动机使其维持怠速运转。 (5) 拆下燃油压力调节器上真空软管，用手堵住进气管一侧，检查油压 表指示的压力，多点喷射系统应为 0.25 , 0.35MPa , 单点喷射系 39 统为 0.07 , 0.10MPa 。 (6) 接上燃油压力调节器的真空软管，检查燃油压力表的指示应有所下 降(约为 0.05 MPa )，否则检查真空管是否有堵塞和漏气，若正 常，说明燃油压力调节器有故障，应更换。 (7) 将发动机熄火，等待 10min 后观察压力表的压力，多点喷射系统 不低于 0.20 MPa ，单点喷射系统不低于 0.05 MPa 。 (8) 检查完毕后，应释放系统压力拆下油压表，装复燃油系统。 表8-1不同车型的燃油压力 不同车型的燃油压力 车型 排量 喷射类型 系统油压(接真空管) 残压 桑塔纳 >150 kPa 1.8L 多点喷射 约 300 kPa 2000 ( 停车 10min 后 ) >250 kPa 奥迪 A6 1.8L 多点喷射 约 350 kPa ( 停车 10min 后 ) >33 kPa 上海别克 3.0L 多点喷射 284 , 325 kPa ( 停车 10min 后 ) 通用 5.0L 单点喷射 75 kPa 残压很低 196,235kPa(怠速) 丰田 多点喷射 熄火后 5min 不降低 265,304kPa(静态) 克莱斯勒 2.5L 单点喷射 98 kPa 残压很低 >150 kPa 本田 2.0L 多点喷射 265,305kPa怠速) ( 停车 10min 后 ) 40 福特 2.3L 多点喷射 206,318kPa(怠速) 熄火后 5min 不降低 4、学生操作 按指导教师示范的方法步骤，实际练习至少一次。 5、考核 1. 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，由学生口述电动燃油 泵的结构原理、工作过程、检修流程、工艺与标准参数。 2. 主要依据学生填制的《检测报告》 确定实训分数。 6、教学延伸: 辅导教师结合现有其它型号的发动机实验台，介绍欧、美、亚各国典型电动燃油泵的类型、结构与特点。找一个桑塔纳电动燃油泵，介绍其结构特点、检修方法。 六、注意事项 在发动机停止工作后，供油管路保持有压力，在修理燃油系统之前，这个压力必须被释放。 七、实训小结 41 实训八:电控汽油机总体结构认识 一、实训目的和要求: 1(了解发动机电子控制系统总体组成。 2(区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器、执行器。 3(了解发动机电子控制系统的工作原理。 二、实训课时: 实训共安排2.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告1.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、实训设备及器材 1(常用工具1套。 2(捷达2V电控发动机实训台一台。 四、实训内容及步骤 电控燃油喷射系统都是由空气供给系统、燃油供给系统和控制系统三个子系统组成。 42 图9-1 电控燃油喷射系统的组成(1) 图9-2 电控燃油喷射系统的组成(2) 43 图9-3 空气供给系统的组成 图9-4 燃油供给系统的组成 图9-5 控制系统的组成 电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统来完成的，其主要功能是控制进气量与喷油量的空燃比、喷油时刻与点火时刻。除此之外，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功 44 能。其工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。 发动机电子控制系统的组成:由传感器、电控单元和执行器三部分组成。传感器是一种信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是:检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等，并将这些参量转换成计算机能够 识别的电量信号输入电控单元。电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)又称为电子控制器，俗称电脑，简称ECU，是发动机电子控制系统的核心部件。其功能是:根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。执行器是控制系统的执行机构，其功能是:接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。 1、讲解: 1、讲解顺序: 传感器——>从进气(空气流量计)开始，到排放(氧传感器)结束。 执行器——>从电子油泵开始， 到怠速控制阀结束。 电控单元——>ECU和防盗控制器。 1)传感器讲解顺序: 1进气压力传感器; 2(节气门体与节气门位置传感器; 3(进气温度传感器; 4(冷却液温度传感器; 5(曲轴位置传感器;;7(辅助信号(车速信号和空调器开关信号);8(氧传感器由辅导教师讲解凌志电喷发动机电子控制系统的总体组成。 用发动机台架上的实物、示教板上的实物来讲解汽车发动机电子控制系统的总体组成。包括传感器、执行器、电控单元、 45 燃油系统、点火系统、碳罐系统和反馈控制等。 2)执行器讲解顺序: 1(电动燃油泵;2(喷油器;3(点火模块;4(辅助控制(氧传感器加热器);5(节气门控制组件(怠速阀)。 2、演示: 起动电控发动机实验台或整车，结合实物，让学生现场观察各传感器与执行器的工作情况。 3、考核: 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，结合发动机实验台，由学生回答发动机电子控制系统组成，传感器(按顺序)、执行器(按顺序)、电控单元的名称以及在实物发动机上的安装部位。 4、教学延伸: 辅导教师结合现有其它型号的发动机实验台，介绍欧、美、亚各国典型发动机电子控制系统的类型与特点。 五、实训注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 六、实训小结 46 项目九:电控发动机系统的自诊断检测原理及汽车解码器 的使用 一、目的和要求 1、掌握捷达2V电控发动机系统的检测方法。 2、掌握汽车解码器的使用。 二、实训课时 实训共安排3.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告2.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、实训器材 1(汽车解码器X431 2(捷达2V电控发动机实训台一台。 四、原理与应用 一、汽车故障自诊断的基本原理及组成 (一)汽车故障自诊断的基本原理 故障自诊断模块监测的对象是电控汽车上的各种传感器(如进气压力传感器)、电子控制系统本身以及各种执行元件(如继电器)，故障判断正是针对 47 上述3种对象进行的。故障自诊断模块共用汽车电子控制系统的信号输入电路，在汽车运行过程中监测上述3种对象的输入信息，当某一信号超出了预设的范围值且这一现象在一定的时间内不会消失，故障自诊断模块便判断为这一信号对应的电路或元件出现故障，并把这一故障以代码的形式存入内部存储器，同时点亮仪表盘上的故障指示灯。针对3种监控对象产生的故障，故障自诊断模块采取不同的应急: 1(当某一传感器或电路产生了故障后，其信号就不能再作为汽车的控制参数，为了维持汽车的运行，故障自诊断模块便从其程序存储器中调出预先设定经验值，作为该电路的应急输人参数，保证汽车可以继续工作; 的 2(当电子控制系统自身产生故障时，故障自诊断模块便触发备用控制回路对汽车进行应急的简单控制，使汽车可以开到修理厂进行维修，这种应急功能就叫故障运行，又称“跛行”功能; 3(当某一执行元件出现可能导致其它元件损坏或严重后果的故障时，为了安全起见，故障自诊断模块采取一定的安全措施，自动停止某些功能的执行，这种功能称为故障保险。如:当点火电子组件出现故障时，故障自诊断模块就会切断燃油喷射系统电源，使喷油器停止喷油，防止未燃烧混合气体进入排气系统引起爆炸。 (二)汽车故障自诊断的组成 48 从上述基本工作原理分析来看，故障自诊断模块应该包括:监测输入电路、逻辑运算及控制、程序及数据存储器、备用控制回路、信息和数据驱动输出等模块。 二、读取汽车故障代码的方法 有多种方法来确定计算机产生的故障代码。大多数生产厂有用来监控和测试它们车辆的电子元件的诊断仪器。售后服务公司也生产能够读取和记录经过计算机的输入和输出信号的检测工具，称为扫描仪法;另一种读取故障代码的方法是通过仪表板灯闪烁代码或直接显示在CRT屏幕上。其中老一点的车型多采用故障灯(check engine)表示法，现在几乎所有的车型都采用扫描仪法。 (一)故障灯(check engine)表示法 自诊断系统检测到的故障码通过故障指示灯(MIL)的闪烁时间的长短和次数来显示故障码，如图2所示。如果有多个故障信息，MIL将按由小到大的顺序依次闪烁。其中的代码所表示的故障，可以查阅维修，不同的厂家和不同的车型不尽相同。 (二)扫描仪法(auto diagnostic scan tool) 故障诊断用的扫描仪俗称解码器，属于仪器读码，只要知道检测诊断接口与仪器的操作方法，就能很方便地读取故障代码了，但要求必须配备该车诊断系统的检测仪。 49 1(解码器分为原广专用型与通用型两类 (1)原厂专用型解码器即各汽车生产厂家为自己所生产的车型而的，它主要是为了检测本公司所生产的指定车型。例如:福特公司的STAR-11与NGS、克莱斯勒公司的DRB-11、大众汽车公司的V.A.G1551和V.A.G1552及巧52A，奔驰公司的HHT，现代公司的Hi-Scano。 (2)通用型解码器根据其来源，目前使用的主要有两种:进口解码器与国产解码器。进口解码器常见的是美国实耐宝(Snap-On)公司生产的Scanner(红盒子)和欧瓦顿勒工具公司(Owatonna Tool Company)生产的OTC解码器，用于检测欧洲车的EAAT3000解码器及,Datascan OB91解石马器，与OBD自诊断系统相配套的各型OBD-II解码器。国产解码器主要有金奔腾、元征等。 2(解码器在故障诊断中的主要功能 (1)读取故障码信息用解码器读取故障码只须接好诊断接口线，按解码器的使用方法操作解码器上的按键，就可得到故障码及有关故障码的解释内容。 (2)清除故障码记忆直接通过操作解码器上的按键，即可对旧的故障码记忆进行清除。 (3)进行动态数值分析对信号变化没有超出变化范围的故障，电控单元不会判断为故障状态，也不会以故障码的形式储存起来。这时可以通过解码器的动态数值分析(KOER)功能将系统工作时的参数信号提出来进行观察分析，即实现了解码器与电控单元的信息通讯功能。 50 (4)元件试验功能一部分汽车电控系统能够支持解码器对电控系统元件进行操作测试试验，因此可以通过这项功能很方便地对电控系统的元件进行测试。例如:OTC解码器在克莱斯勒车系中能完成如下的元件试验功能:能够代替一些控制开关与输人开关信号;能对一些执行元件发送控制信号进行测试;能对传感器进行测试试验。 五、实训步骤 1、讲解 由辅导老师结合捷达2V电控发动机实训台实物等讲解电控发动机诊断系统的工作原理、诊断方法以及汽车解码器的使用方法。 2、演示 1、连接好汽车解码器并打开捷达2V电控发动机实训台点火开关。 2、开启解码器。 3、操作解码器进入诊断程序。 4、选择车型。 5、进入奥迪大众专用诊断程序 6、诊断程序下载。 51 7、确定进入奥迪大众诊断系统。 8、选择诊断接头。 9、选择被诊断系统 10、选择电控系统厂家。 11、读取故障码。 12、显示故障码。 13、选择后退到上一页。 14、清除故障码。 15、确定清除故障码。 16、显示清除故障完成。 17、清楚故障码后，再一次读取故障码。 52 18、确定系统没有故障码。 19、读取系统数据流。 20、显示系统数据流。 21、点击“下翻页”查看下一组数据流。 22、完成后后退到诊断首页，然后关闭解码器。 3、考核 采用点名抽查、举手问答或单独回答的方式，由学生回答电控发动机的自诊断原理及汽车解码器的使用方法等。 4、教学延伸 辅导老师结合现有的电控燃油喷射发动机教学实验台，介绍不同汽车解码器的使用及特点。 六、 注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 53 七、实训小结 54 项目十:故障设置及故障检修 一、目的和要求 1、掌握高压共轨电控柴油发动机系统的故障分析与检修。 2、培养学生故障检修的动手能力。 二、实训课时 实训共安排3.0课时，其中辅导老师讲解0.5课时，学生实训、试验、填写检测报告2.5课时。 《检测报告》作为考评时的主要数据，分数记入个人实训总成绩。 三、实训器材 1(高压共轨电控柴油发动机一台。 2. 智能故障设置系统一套。 四、实训步骤 1、讲解 由辅导老师结合高压共轨电控柴油发动机实训台实物等讲解高压共轨电控柴油发动机故障现象及检修方法。 2、演示 故障设置演示 1、连接好智能故障设置系统并打开高压共轨电控柴油发动机实训台点 火开关。 55 2、开启智能故障设置系统电脑。 3、打开智能故障设置系统软件平台。 4、点击故障设置。 5、点击确定进入系统选择界面 6、选择系统进入车型界面。 7、选择车型进入故障设置界面。 8、选择故障设置内容(可选择多个故障内容)。 9、点击故障发送。 10、故障发送成功后实训台会发出“滴“的一声。否则故障发送不成功， 故障设置后实训台会出现相应的故障现象。 11、点击清除故障，可清除系统设置的全部故障，使系统恢复正常。 56 12、点击返回可退出故障设置系统。 电控发动机系统故障检修技能测试 1、连接好智能故障设置系统与高压共轨电控柴油发动机实训台。 2、根据老师的意愿设置高压共轨电控柴油发动机电控系统故障(最 多可设置23个)。 3、设置故障后，退出故障设置系统。 4、学生根据高压共轨电控柴油发动机故障现象分析故障，确定故障 点并找出故障原因。 5、老师根据学生排除故障的时间、思路等，给出测试分数，点评学 生排除故障时存在的问题，并加以指正。 3、教学延伸 辅导老师结合现有的高压共轨电控柴油发动机实训台，介绍不同电控柴油发动机系统的故障现象及特点。 五、 注意事项 1(遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2(注意人身安全和教具完好。 3(严禁未经许可，擅自扳动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 六、实训小结 57 58