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进入90年代,随着汽车工业及电子技术的高速发展,汽车的性能在不断的提高。
汽油机由原来单纯的节气门式发展到如今的电子燃油喷射系,这使得如今人们能更精确地控制燃油的供给。
电子燃油喷射系的出世,让人们能更加舒适地驾驶车辆,且对燃油的节约方面也作出了巨大的贡献。
为提高燃油的经济性和降低排气污染,传统化油器被电子控制燃油系统所取代已成定局。
燃油喷射技术在汽车上的应用已有40多年的历史。
50年代初期,燃油喷射技术率先在赛车发动机上得到应用。
从60年代初开始的越来越严格的汽车废气排放标准。
以及70年代初开始的降低油耗的法规,再加之电子领域微电子技术的惊人发展,大规模集成电路和微型电脑相继涌现,使得电子控制燃油喷射技术得到了迅速发展和广泛应用。
电子燃油喷射系统(简称EFI或EGI系统),以一个电子控制装置(又称电脑或ECU)为控制中心,利用安装在发动机不同部位上的各种传感器,测得发动机的各种工作参数,按照在电脑中设定的控制程序,通过控制喷油器,精确地控制喷油量,使得发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。
第一章奥迪A6电子燃油喷射系统
电控燃油喷射系统的类型
发动机电控燃油喷射系统按喷射部位不同分单点喷射和多点喷射,多点喷射又分为缸内喷射和缸外喷射;
按喷射正时不同分同时喷射、分组喷射和顺序喷射。
单点喷射
单点喷射(SPI)系统如图1-1所示,采用一个或两个喷油器安装在节气门体上,将燃油喷射在节气门附近,再经进气歧管分配至各汽缸,又称为节气门喷射或中央喷射。
喷油压力低,~。
单点喷射系统结构和控制方式简单,易于维修,但控制精度低,并且由于存在进气歧管再分配问题,使得各缸混合气不均匀,发动机性能不好。
图1-1单点喷射
多点喷射
多点喷射(MPI)系统如图1-2所示,发动机每个汽缸单独采用一个喷油器,将燃油喷射在进气门前或直接喷射到汽缸内。
混合气的控制精度高,各缸混合气均匀性好,发动机性能优于单点喷射。
其中多点缸外喷射是将喷射器安装在进气门前方,~,喷射时刻一般在排气上止点前70º
左右。
图1-2多点喷射
奥迪A6电子燃油喷射系统及工作原理
电控燃油喷射系统的工作原理方框图如图1-3所示,喷油器喷射到进气歧管中的燃油量,由喷油器喷孔的横断面积,汽油的喷油压力和喷油的时间来决定。
为了便与控制系统中,喷孔的横断面积和喷油压力都是恒定的,汽油的喷射量之取决于喷油时间。
喷油器的喷孔由电磁阀来开闭,电磁阀的开启时刻和开启延续时间的长短,由发动机的各种参数确定,这些时传感器将发动机各种非电量的工况参数转变为电信号,把这些信号以信息形式送人电控单元(ECU),再经过电控单元转化为长短不一的电脉冲信号传到喷油器,控制器打开时刻及时间长短,使之准确工作。
图1-3奥迪A6电子燃油系统工作原理
奥迪A6电子燃油喷射系统的组成
电控燃油喷射系统尽管类型不少,品种繁多,但它们都具有相同的控制原理:
即以电控单元(ECU)为控制核心,以空气流量和发动机转速为控制基础,以喷油器、怠速空气调整前等为控制对象,保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳混合气成分和点火时刻。
相同的控制原则决定了各类电控汽油喷射系统具有相同的组成和类似的结构。
电控燃油喷射系统大致可分为进气系统、燃油系统和电子系统三个部分。
燃油供给系统
燃油供给系统的功用是向发动机提供混合气燃烧所需的燃油,主要由燃油箱、电动燃油泵、输油管、燃油滤清器、油压调节器、燃油分配管、喷油器和回油管等组成。
如图1-4所示。
图1-4燃油供给系统的组成
发动机工作时,燃油被燃油泵吸出后油压增高,经燃油滤清器滤清后,从燃油管进入总输油管,最后由各缸喷油器将燃油喷入各缸进气歧管中。
油压调节器把燃油压力调节到比进气歧管内的压力高290kPa,过剩的燃油经回油管流回油箱,脉动阻尼器吸收由喷油器产生的轻微的燃油压力波动,当冷却液温度较低或常温下初次起动时,冷起动喷油器开起,改善低温起动性能。
ECU控制各缸喷油器的喷油时间,决定喷油量的多少。
(1)电动燃油泵
电动燃油泵是电控汽油喷射发动机电控系统中极为重要的执行元件之一,其功用是将汽油从油箱中吸出,供给燃油系统足够的、具有规定压力的汽油。
~。
(2)燃油压力调节器
燃油压力调节器有一个金属外壳体,橡胶膜片将其内部分成真空室和燃油室两部分。
真空室通过真空管与节气门下游的进气管相通,燃油室通供油管和回油管,膜片和回油管之间有一个回油阀。
膜片下方承受燃油压力,膜片上方为进气压力与弹簧力之和。
其作用是使系统油压与进气歧管压力之差保持常数,一般为250~300Kpa。
(3)喷油器
喷油器是电控燃油喷射系统中的重要执行器。
固定在燃油导轨上,通过绝缘垫圈安装在近期歧管或进气道附近的缸盖上。
其作用是接受来自控制单元(ECU)的信号,在ECU控制下,精确地将雾化良好的汽油喷入进气歧管或气缸内。
空气供给系统
空气供给系统的作用是向发动机提供混合气燃烧所需的空气,并测量出进入气缸的空气量。
空气由空气滤清器过滤后进入进气室,进气室的作用是防止进气波动,减少各缸的进气干扰,同时增加发动机高速时的进气量,进入进气室的空气稳定后进入节气门体。
空气在节气门开度控制下从进气室被分配到各缸的进气歧管中,然后被吸入气缸。
如图1-5所示。
图1-5空气供给系统流程图
1—空气滤清器;
2—节气门体;
3—怠速调整螺钉;
4—稳压箱;
5—进气歧管;
6—空气阀
(1)空气滤清器
空气滤清器是对空气进行净化的装置,它由壳体和滤芯组成。
装在进气管的前方,起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用,保护气缸中进入足量、清洁的空气。
发动机在工作过程中要吸进大量的空气,如果空气不经过滤清,空气中悬浮的尘埃就被吸入气缸中就会加速活塞组和气缸的磨损,较大的颗粒进入活塞与气缸之间,会造成严重的“拉缸”现象。
这在干燥多沙的工作环境中尤为严重。
(2)电子节气门
电子节气门主要有加速踏板位置传感器、节气门控制单元、发动机电控单元等组成。
发动机电控单元根据各传感器传送的信号控制节气门的开启程度,来改变发动机的进气量,从而控制发动机的运转状况。
(3)怠速控制阀
当发动机的工作参数偏离正常值时,便使用该阀来调整怠速转速。
怠速转速是通过控制旁通节气门体的空气量来调整的。
发动机起动后,怠速控制阀开启一段时间进气量增加,是发动机怠速转速提高。
当发动机冷却液温度较低时,怠速控制阀开启,以获得适当的快怠速。
发动机电脑根据不同的冷却液温度,通过改变传到怠速控制阀的信号强度来控制怠速控制阀柱塞的位置。
从而使发动机转速达到所要求的目标值。
电子控制系统
电子控制系统由各种传感器、电子控制装置(ECU)和执行机构等组成。
在ECU存储器中存放了发动机各种工况的最佳喷油持续时间,在接收各种传感器传来的信号后,确定滴足发动机运转各种状况的喷油量,并根据计算结果输出控制喷油时间的指令。
(1)传感器
传感器是一种信号转换装置,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各种电量参数、物理量和化学量参数等,并将这些参数转变为电信号输给ECU。
奥迪A6电子燃油喷射系统的功能
主要是对喷油正时、喷油量、燃油停供及燃油泵进行控制。
喷油正时控制
在采用间歇喷射方式的电控燃油喷射系统中,必须控制喷油器喷油的开始时刻。
其控制目标一般是在进气行程开始前,喷油结束。
喷油量的控制
实际喷油脉宽(ms)=基本喷油脉宽(ms)×
修正系数+无效喷油时间(ms)
喷油量的控制是电控燃油喷射系统最主要的控制功能之一,其目的是使发动机在各工况下都能获得最佳的混合气浓度,以提高发动机的经济性和降低排放污染。
通常采用空燃比开环和闭环相结合的控制策略。
①空燃比闭环控制:
在怠速和部分负荷时,采用空燃比闭环控制,:
1,使三元催化转化器转换效率最高,达到排放的要求。
②空燃比开环控制:
在发动机低温运行(冷启动和暖机过程)、大负荷工况和加速工况,为了使发动机获得足够的动力,采用空燃比开环控制,供给较浓混合气;
在减速工况,为了防止混合气过浓,采用空燃比开环控制,供给较稀混合气;
在某种特殊工况,还需要进行断油控制。
③起动时喷油量的控制
在启动时发动机转速较低且不稳,进气流量变化较大,不能根据发动机转速和进气流量精确计算喷油脉宽,而是采用一种粗放的控制,根据发动机冷却液温度确定基本喷油脉宽。
因为此时冷却液温度越低,燃油的雾化性就越差,需要供给较浓的混合气。
④启动后喷油量的控制
发动机启动后正常运转时,发动机控制模块根据每一进气行程中吸入气缸的空气质量与目标空燃比计算喷油脉宽。
PCM根据进气流量传感器和发动机转速传感器的信号以及设定的目标空燃比来确定基本喷油脉冲宽度,再综合考虑其他影响因素进行修正。
断油控制
断油控制是指发动机控制模块在某些特殊条件下停止喷油器喷油。
①发动机急减速断油控制:
在发动机急减速运行中,节气门突然关闭,而发动机由于惯性还保持比较高的转速,节气门后方真空度较大,为了防止混合气过浓,当节气门关闭,而发动机高于某一转速时,PCM控制断油。
断油后发动机转速下降,当降至某一转速或节气门被打开时,即恢复供油。
②发动机超速断油控制:
为了防止发动机转速过高而损坏发动机,一般利用断油的方法对发动机的最高转速或车速进行限制。
发动机控制模块将发动机的实际转速与ROM内存储的最高转速进行比较,当转速达到设定的最高值时,控制模块立即停止输出喷油信号,使喷油器停止喷油。
当发动机转速降低至规定值时,又恢复供油。
③发动机缺火断油控制:
当范东进控制模块检测到点火系统某缸缺火故障时,为保护三元催化转换器,则会控制该缸喷油器停止供油。
④变速器升档断油控制:
在装备电控自动变速器的汽车上,当行驶中变速器自动升档时,PCM会暂时中断个别缸喷油,降低发动机转速,以便平稳换挡。
换挡后恢复正常供油。
第二章奥迪A6电子燃油喷射系统故障诊断
故障诊断的基本原则
遵循基本原则,建立故障诊断的基本思路,可以安全、快速、准确地诊断故障,避免南辕北辙使诊断工作误入歧途。
(一)先简后繁、先易后难的原则
(二)先思后行、先熟后生的原则
(三)先上后下、先外后里的原则
(四)先备后用、代码优先的原则
奥迪A6电子燃油喷射系统故障快速诊断的方法
一、直观诊断法通过人的感觉器官对汽车的故障现象进行问、看、听、嗅、试等,了解和掌握故障现象的特点,通过分析、判断得出结论的诊断方法。
二、模拟故障征兆诊断法①振动试验法;
②加热试验法;
③水淋试验法;
④增压模拟法;
三、简单仪表诊断法利用以万用表和示波器为主的通用仪表,对汽车电子控制系统故障进行诊断的方法。
四、专用诊断仪器诊断法汽车的电子化迫使汽车故障的诊断手段进行变革,随着汽车电子化的进程,各种汽车专用诊断仪器应运而生,如发动机微机故障综合诊断仪、电脑解码仪等。
五、自诊断系统诊断法利用汽车上电子控制系统所提供的故障自诊断功能对电子控制发动机、底盘等故障进行诊断的方法。
即使用故障自诊断系统调去发动机、底盘等电子控制系统的有关故障码或数据流,然后根据故障码的故障提示或数据的反映,找出故障所在的方法。
奥迪A6电子燃油喷射系统故障的检修程序
在发动机的故障中,有些故障现象比较明显,有些却不太明显。
对于现象明显的故障一般不需要专门的试验或测试就可以确定发动机存在的故障,例如发动机无法起动、怠速不稳、行驶无力、排气管“放炮”等故障现象。
而对另外一些故障,其故障现象不太明显,按照一定的诊断程序,方可确定故障部位。
例如燃油消耗量大、排气污染超标等故障现象。
电子燃油喷射系统故障诊断的常规诊断流程如图2-1所示。
图2-1电子燃油喷射系统故障的常规诊断流程
奥迪A6电子燃油喷射系统的技术参数
表2-2奥迪A6系统技术参数
怠速工况
怠速转速
(750~800)rmp
CO含量
%~%
空气流量计
感知板停止位置
(~)mm
感知板自由行程
燃油压力
系统油压
(~)bar
残压
发动机冷却液温度传感器
0℃
(5~)kΩ
20℃
(2~3)kΩ
40℃
(1~)kΩ
60℃
(500~650)Ω
80℃
(300~350)Ω
喷油器
喷油压力
奥迪A6电子燃油喷射系统元件的故障检修
1、电动燃油泵故障
电动燃油泵故障可导致发动机不能启动,运转不稳,运转中熄火。
其常见故障有:
①电动燃油泵电动机烧坏、内部电路接触不良,导致电动机燃油泵不工作;
②电动燃油泵磨损严重、安全阀泄漏或弹簧失效,导致燃油系统供油不足,燃油压力下降;
③电动燃油泵单向阀泄漏,导致燃油系统保持压力过低或为0,使发动机熄火后启动困难。
【诊断思路】
①电动燃油泵工作状态的检查。
就车检查,用跨接导线将蓄电池正极与燃油泵继电器的燃油泵接线端子Fp短接,若在靠近电动燃油泵的位置能听到电动燃油泵运转的声响,或者用手触摸燃油滤清器的进油软管有油压感,则说明燃油泵可以工作;
若无任何声响,或者手触摸检查时无油压感,则说明电动燃油泵有故障,应拆检燃油泵。
②电动燃油泵电动机的电阻检查。
将万用表负极搭铁,万用表正极接在诊断接头的Fp端子,此时万用表所显示的电阻值即为电动机的线圈电阻。
~3Ω之间。
若燃油泵电动机的线圈短路、断路或电阻值过大,则应更换燃油泵。
③电动燃油泵最大压力和保持压力的检查。
若电动燃油泵的最大压力低于原车标准,则说明电动燃油泵磨损严重、安全阀泄漏或弹簧失效,应更换电动燃油泵;
若电动燃油泵保持油压低于原车标准,则说明电动燃油泵单向阀泄漏,应更换或维修燃油泵。
2、喷油器故障
喷油器故障可导致发动机不能启动,运转不稳,排气管放炮,油耗增加。
常见故障有:
①喷油器线路插接器或内部链接线路接触不良,导致喷油器不喷油;
②喷油器电磁线圈短路或断路,导致喷油器不喷油;
③喷油器阀胶结、喷油器阀密封不严,导致喷油器滴漏,工作不正常;
④喷油器阀口积污,使喷油量减少或喷射角过小,导致发动机动力性下降。
1)喷油器的工作状态检查:
发动机怠速运行时,用手触摸或用听诊器检查喷油器工作时的振动或声响,以判断喷油器是否动作。
若喷油器无振动或声响,则说明该喷油器不工作。
2)喷油器的电路检查:
若发动机运转时喷油器无振动或声响,则将点火开关置于ON,检查喷油器的电源线路和控制线路有无短路或短路故障。
若线路正常而喷油器仍然不能工作,则说明喷油器有故障。
3)喷油器的电阻检查:
断开点火开关,拔下喷油器的插头,用万用表测量喷油器线圈的电阻值。
~,高阻型喷油器的电阻值一般为12~15Ω。
若测得的电阻值为无穷大,则说明喷油器电磁线圈有断路故障;
若测得的电阻值过大或过小,则说明喷油器电磁线圈或内部线路连接有故障。
应更换喷油器。
4)喷油器的喷油量、喷油性能和密封性能检查:
这几项检查可通过专用的喷油器检测仪进行,当无喷油器检测仪时,可用下述方法进行检查。
①将需检查的喷油器拆下安装到量杯上,并用软管将喷油器与发动机输油管相连接。
②将蓄电池电压直接接入燃油泵,是燃油泵持续工作。
③给喷油器施加蓄电池电压,高电阻型喷油器可以直接将12V电压施加到喷油器上,而低电阻型喷油器需要专用的接线器或串入一只5~8Ω的电阻。
④检测喷油器的喷油量。
记录在规定时间内喷入量杯的燃油量,若喷油量小于规定值,说明喷油器堵塞。
清洗喷油之后重复测试,若仍不能达到标准,则应更换喷油器。
⑤检查喷油器的喷油性能。
察看喷油器喷入量杯的油束形状,若喷油器束均匀,并呈圆锥状,其锥角在10°
~40°
范围,则说明喷油器的喷油性能良好。
否则,应更换喷油器。
⑥检查喷油器的密封性能。
将喷油器的电源断开,使喷油器停止喷油,观察喷油器的喷嘴,若其在1min内滴油少于一滴,则说明喷油器的密封性能良好;
3、燃油压力调节器故障
燃油压力调节器故障可导致发动机不能启动,运转不稳,发动机喘抖,油耗增加。
①压力调节器膜片破裂,导致燃油系统漏油,使喷油器无法工作;
②压力调节器油阀密封不严,导致燃油系统泄漏,使燃油系统保持过低或为0,发动机启动困难;
③压力调节器弹簧失效或调节不当,导致供油系统压力失准,使喷油器喷油量失常,发动机不能正常工作。
1)直观检查:
检查油压调节器有无外部漏油迹象,若有应更换油压调节器。
检查连接油压喷油器的真空管有无破裂,若有应更换其真空管。
2)燃油系统压力检查:
检查发动机怠速运转时的燃油压力,若燃油压力过高,察看回油管路是否堵塞,当回油管正常时,则说明油压调节器弹簧压力过大或失效,应重新调整或更换油压调节器;
若燃油压力过低,而在电动燃油泵、喷油器及系统管路无故障情况下,则可能是油压调节器弹簧弹力过小或失效。
3)燃油系统保持压力检查:
检查燃油系统的保持压力,若压力过低或为0,而当电动燃油泵、喷油器及系统管路无故障时,则说明油压调节器的回油阀密封不严,此时刻通过检测油压调节器的保持压力进行确诊,若油压阀调节器回油阀密封不严,则应更换换油压调节器。
第三章奥迪A6电子燃油系统常见故障的诊断与排除
1.燃油压力过高的检测工艺程序如图3-1所示。
图3-1燃油压力过高的检测工艺流程
2.不供油的故障诊断
【故障现象】发动机不能启动或在运转过程中自动熄火,不能再次启动。
【故障原因】
1)油箱燃油不足。
2)油管及接头漏油。
3)汽油滤清器严重堵塞。
4)燃油压力调节器膜片破裂。
5)喷油泵或喷油器的继电器、熔断器损坏或线路断路、接触不良等。
6)冷却液温度传感器信号失常、曲轴位置传感器无信号、启动开关信号未传入ECU等,使ECU未进行喷油控制。
①先进行故障自诊断,检查有无故障代码。
若有,则按故障代码查找故障原因。
同时要注意会影响喷油控制的传感器有无故障。
在检测控制线路时,可采用故障模拟征兆轻轻振动熔断器盒、轻轻晃动线束连接器,看有无接触不良现象。
②检查油箱是否有油,燃油管路及接头是否有破损之处。
③检查系统油压若正常,则故障在喷油器及其控制线路,可能是喷油器熔断器、继电器损坏或ECU故障。
也可能是相关传感器损坏,ECU未接收到信号等,没对喷油器实施喷油控制。
若无油压或油压低,则故障在供油系统。
3.发动机起动困难
起动机能带动发动机按正常速度转动,有明显的起动征兆,但需要连续多次起动或长时间转动起动机才能起动发动机。
【故障现象】起动时曲轴转动速度正常,有明显的起动征兆,但需要较长时间才能起动发动机。
1)进气系统中有漏气处。
2)燃油压力太低。
3)怠速控制阀或附加空气阀故障。
4)冷却液温度传感器故障。
5)冷起动喷油器不工作。
6)点火正时不正确。
7)喷油器、油压调压器的回油阀口或电动汽油泵的单向阀处漏油。
【故障诊断与排除】对于起困难的故障,应分清是在冷车时出现还是在热车时出现,或者不论冷车、热车均出现。
这种故障的原因一般是喷油系统,可按下述步骤检查排除。
1)先进行故障自诊断。
2)检查怠速时进气歧管的真空度。
3)检查空去滤清器。
4)检查燃油压力。
6)检查冷却液温度传感器和空气流量计。
7)检查车辆冷、热车时的起动情况。
4.发动机怠速不良
怠速不良是电子控制汽油喷射发动机最常见的故障。
它由多种表现形式,包括发动机怠速不稳易熄火、冷态怠速不良、热态怠速不良、使用空调或汽车转向时怠速不稳或熄火等。
故障表现一:
怠速不稳,易熄火
【故障现象】发动机起动正常,但不论冷车或热车,怠速均不稳定,怠速转速过低,易熄火。
1)空气滤清器堵塞。
2)怠速调整不当。
3)燃油压力太低。
4)怠速控制阀或旁通空气阀工作不良。
5)火花塞工作不良。
6)喷油器雾化不良、漏气或堵塞。
7)气缸压缩压力过低、不均匀。
8)空气流量计有故障。
【故障诊断与排除】
1)先进行故障自诊断,检查有无故障码。
2)检查进气系统各管路接头、各真空软管、废气再循环系统和燃油蒸气系统是否漏气。
3)检查怠速控制阀的工作是否正常。
4)怠速时逐个短路各缸高压线,检查发动机转速的下降值是否相等。
5)仔细听各缸喷油器在怠速时的工作声音。
6)拆检各缸火花塞,检查电极是否烧蚀或积碳,火花塞电极间隙是否正常。
故障表现二:
发动机热态怠速过高
【故障现象】发动机冷态是能以正常快怠速运转,但热态后仍保持快怠速,导致怠速转速过高。
1)节气门卡滞,关闭不严。
3)附加空气阀故障。
4)怠速控制阀故障。
5)冷却液温度传感器故障。
6)空调开关、动机转向器压力开关有故障。
7)曲轴箱强制通风阀故障。
1)检查怠速时节气门是否全闭,节气门拉索是否卡滞。
2)按规定程序重新调整怠速,若调整无效,则进行故障自诊断,若有故障码,则按所显示的故障码内容查找故障部位。
3)检查冷却液温度传感器。
如拔掉冷却液温度传感器的线束插头后,发动机怠速转速下降看,说明冷却液温度传感器有故障。
4)检查怠速控制阀。
发动机熄火后拔下怠速控制阀的线束插头,待起动后再插上。
如果发动机转速随
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