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#圖1-2KE型機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1—燃油箱;2—電動燃油泵;3—蓄壓器;4—燃油濾清器;5—電-液壓力調(diào)節(jié)器;6—燃油量分配器7—燃油壓力調(diào)節(jié)器;8—電位計(jì);9—空氣流量計(jì);10—節(jié)氣門開關(guān);11—冷啟動閥;12—溫度時(shí)間開關(guān);13—噴油器;14—水溫傳感器;15—控制器(微機(jī));16—補(bǔ)充空氣滑閥。圖1-3L-Jetronic12—溫度時(shí)間開關(guān);13—噴油器;14—水溫傳感器;15—控制器(微機(jī));16—補(bǔ)充空氣滑閥。圖1-3L-Jetronic總體91—燃油箱燃油濾清器;4—燃油壓力調(diào)節(jié)器;5—噴油器;6—冷啟動閥;動2—電構(gòu)燃油I泵;2U3R■^^\\\\\\\\\\\\、16纟口212-r--電子控制器;〃一2節(jié)氣門開關(guān);13補(bǔ)充空氣滑閥;14怠速調(diào)節(jié)螺釘;15混合氣調(diào)節(jié)螺釘;16氧傳感器I空氣流量計(jì);9—溫度時(shí)間開關(guān);10—冷卻液溫度傳感器;11—發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信=1亍;12TIFTo按噴油器數(shù)目分類在發(fā)動機(jī)燃油噴射控制系統(tǒng)中,按噴油器數(shù)目進(jìn)行分類,又可分為單點(diǎn)噴射(Single-PointInjection,SPI)和多點(diǎn)噴射(Multi-PointInjection,MPI)兩種形式。單點(diǎn)噴射與多點(diǎn)噴射的區(qū)別如圖1-4所示。(a)(b)圖1-4單點(diǎn)噴射(a)與多點(diǎn)噴射(b)單點(diǎn)噴射(SPI)單點(diǎn)噴射在現(xiàn)在汽車中以很少使用,故不做介紹。多點(diǎn)噴射(MPI)多點(diǎn)噴射系統(tǒng)是在每缸進(jìn)氣口處裝有一只噴油器,由電控單元(ECU)控制順序地進(jìn)行分缸單獨(dú)噴射或分組噴射,汽油直接噴射到各缸的進(jìn)氣門前方,再與空氣一起進(jìn)入氣缸形成混合氣。多點(diǎn)噴射又稱為多氣門口噴射(MPI)或順序燃油噴射(SFI),或單獨(dú)燃油噴射(IFI)。顯然,多點(diǎn)燃油噴射避免了進(jìn)氣重疊,使得燃油分配均勻性較好,從而提高了發(fā)動機(jī)的綜合性能。同時(shí),由于它的控制更為精確,使發(fā)動機(jī)無論處于何種狀態(tài),其過渡過程的響應(yīng)及燃油經(jīng)濟(jì)性都是最佳的。但是,多點(diǎn)噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,故障源也較多。從發(fā)展趨勢看,由于電子技術(shù)日益成熟,法規(guī)的日益嚴(yán)格,多點(diǎn)噴射系統(tǒng)由于其性能卓越而將占主導(dǎo)地位。目前,多點(diǎn)噴射系統(tǒng)不僅為高級轎車和賽車所采用,而且一些普通車輛也開始采用。由于多點(diǎn)噴射系統(tǒng)是直接向進(jìn)氣門前方噴射,因此,多點(diǎn)噴射屬于在氣流的后段將燃油噴入氣流,屬于后段噴射。4)按噴油器的噴射方式分類在發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中,按噴油器的噴射方式可分為連續(xù)噴射和間歇噴射兩種形式連續(xù)噴射噴油器穩(wěn)定連續(xù)地噴油,其流量正比于進(jìn)入氣缸的空氣量,故又稱為穩(wěn)定噴射。在連續(xù)噴射系統(tǒng)中,汽油被連續(xù)不斷地噴入進(jìn)氣歧管內(nèi),并在進(jìn)氣管內(nèi)蒸發(fā)后形成可燃混合氣,再被吸入氣缸內(nèi)。由于連續(xù)噴射系統(tǒng)不必考慮發(fā)動機(jī)的工作時(shí)序,故控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡單。德國博世公司的K系統(tǒng)和KE系統(tǒng)均采用了連續(xù)噴射方式。間歇噴射又稱為脈沖噴射或同步噴射。其特點(diǎn)是噴油頻率與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速同步,且噴油量只取決于噴油器的開啟時(shí)間(噴油脈沖寬度)。因此,ECU可根據(jù)各種傳感器所獲得的發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)動態(tài)變化的情況,精確計(jì)量發(fā)動機(jī)所需噴油量,再通過控制噴油脈沖寬度來控制發(fā)動機(jī)各種工況下的可燃混合氣的空燃比。由于間歇噴射方式的控制精度較高,故被現(xiàn)代發(fā)動機(jī)集中控制系統(tǒng)廣泛采用。如圖1-5所示,間歇噴射又可細(xì)分為同時(shí)噴射、分組噴射和順序噴射三種形式。(a)同時(shí)噴射(b)(a)同時(shí)噴射(b)順序噴射(c)分組噴射圖1-5間歇噴射三種形式同時(shí)噴射是指發(fā)動機(jī)在運(yùn)行期間,各缸噴油器同時(shí)開啟、同時(shí)關(guān)閉。分組噴射是將噴油器按發(fā)動機(jī)每工作循環(huán)分成若干組交替進(jìn)行噴射。順序噴射則是指噴油器按發(fā)動機(jī)各缸的工作順序依次進(jìn)行噴射。順序噴射是缸內(nèi)噴射和進(jìn)氣管噴射都可采用的噴射方式。相比而言,由于順序噴射方式可在最佳噴油情況下,定時(shí)向各缸噴射所需的噴油量,故有利于改善發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性。但要求系統(tǒng)能對待噴油的氣缸進(jìn)行識別,同時(shí)要求噴油器驅(qū)動回路與氣缸的數(shù)目相同,其電路較復(fù)雜,多在高檔轎車發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中采用。按噴油器的噴射部位分類在發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中,按噴油器的噴射部位進(jìn)行分類,又可分為缸內(nèi)噴射和缸外噴射兩種形式。a.缸內(nèi)噴射它是將噴油器安裝于缸蓋上直接向缸內(nèi)噴油,因此需要較高的噴油壓力(3到12MPa)。由于噴油壓力較高,故對供油系統(tǒng)的要求較高,成本也相應(yīng)較高。同時(shí)由于要求噴出的汽油能分布到整個(gè)燃燒室,故缸內(nèi)噴油器的布置及氣流組織方向比較復(fù)雜,同時(shí)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)需保留噴油器的安裝位置,使發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受到限制,在過去的機(jī)械式汽油噴射系統(tǒng)中,尚有這一類型的例子,但現(xiàn)在已經(jīng)不使用了。b.缸外噴射它是指在進(jìn)氣歧管內(nèi)噴射或進(jìn)氣門前噴射。在該方式中,噴油器被安裝于進(jìn)氣歧管內(nèi)或進(jìn)氣門附近,故汽油在進(jìn)氣過程中被噴射后與空氣混合形成可燃混合氣再進(jìn)入氣缸內(nèi)。理論上,噴射時(shí)刻設(shè)計(jì)在各缸排氣行程上止點(diǎn)前70°左右為佳。噴射方式可以是連續(xù)噴射或間歇噴射。相比而言,由于缸外噴射方式汽油的噴油壓力(0.1到0.5MPa)不高,且結(jié)構(gòu)簡單,成本較低,故目前應(yīng)用較為廣泛。6)按空氣量的檢測方式分類在發(fā)動機(jī)電子控制系統(tǒng)中,根據(jù)空氣進(jìn)氣量的檢測方式,可分為直接檢測方式和間接檢測方式兩種。直接檢測方式稱為質(zhì)量-流量方式(如K型、KE型、L型、LH型等),間接檢測方式又可分為速度-密度方式(如D型)和節(jié)氣門-速度方式。由于空氣在進(jìn)氣管內(nèi)的壓力波動,故該方法的測量精度稍差。L型EFI系統(tǒng)是用空氣流量計(jì)直接測量發(fā)動機(jī)吸入的空氣量,其測量的準(zhǔn)確程度高于D型,故可更精確地控制空燃比。常用的空氣流量計(jì)有以下幾種:(1)葉片式空氣流量計(jì)(測量體積流量)圖1-3或稱為翼板式空氣流量計(jì);圖1-6葉片式放前面電控汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)1.噴油器2.油壓調(diào)節(jié)器3.葉片式空氣流量計(jì)4.節(jié)氣門位置開關(guān)5.水溫傳感器6.怠速空氣調(diào)整器7.濾清器8.ECU9.電動燃油泵10.油箱(2)卡門旋渦式空氣流量計(jì)(測量體積流量);(3)熱線式空氣流量計(jì)(測量質(zhì)量流量);熱膜式空氣流量計(jì)(測量質(zhì)量流量)。熱線式電控汽油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)可以直接測量進(jìn)入氣缸內(nèi)空氣的質(zhì)量,將該空氣的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電信號,輸送給ECU,由ECU根據(jù)空氣的質(zhì)量計(jì)算出與之相適應(yīng)的噴油量,以控制最佳空燃比。D、L型系統(tǒng)均采用多點(diǎn)間歇脈沖噴射方式,配用這兩種系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)可獲得良好的綜合性能,目前,在汽油發(fā)動機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。2帕薩特1.8T轎車電控燃油噴射系統(tǒng)2.1帕薩特1.8T轎車電子控制汽油噴射系統(tǒng)帕薩特1.8T轎車電子控制汽油噴射系統(tǒng)由電控單元(ECU)、傳感器、點(diǎn)火線圈、分電器、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器等組成。如圖3-1所示,駕駛員通過節(jié)氣門控制進(jìn)氣量,節(jié)氣門位置傳感器檢測節(jié)氣門開度的信息傳給電控單元(ECU),由電控單元綜合諸因素調(diào)整噴油量,使混合氣最佳。發(fā)動機(jī)工作時(shí),節(jié)氣門位置傳感器檢測駕駛員控制的節(jié)氣門開度,進(jìn)氣壓力傳感器檢測進(jìn)入氣缸的空氣量,這兩個(gè)信號作為汽油噴射的主要信息輸入ECU,由ECU計(jì)算出噴油量。再根據(jù)水溫、進(jìn)氣溫度、氧、爆震等四個(gè)傳感器輸入的信息,ECU對上噴油量進(jìn)行必要的修正,確定出實(shí)際噴油量,最后再根據(jù)霍爾傳感器檢測到的曲軸轉(zhuǎn)角信號,ECU確定出最佳噴油和點(diǎn)火時(shí)刻并指令噴油器噴油、火花塞跳火。圖3-1電子控制供油噴射系統(tǒng)示意圖1-ECU2-節(jié)氣門位置傳感器3-怠速旁通閥4-進(jìn)氣壓力傳感器5-汽油濾清器6-爆震傳感器7-進(jìn)氣溫度傳感器8-油壓調(diào)節(jié)器9-噴油器10-氧傳感器11-點(diǎn)火線圈12-水溫傳感器13-分電器14-電動汽油泵系統(tǒng)中有一個(gè)爆震傳感器,當(dāng)發(fā)動機(jī)產(chǎn)生爆震時(shí),通知電控單元適當(dāng)推遲點(diǎn)火正時(shí)而減弱爆震。爆震傳感器不僅可保證使用低牌號汽油時(shí)不損壞發(fā)動機(jī),同時(shí)也保證發(fā)動機(jī)在使用高質(zhì)量汽油時(shí)能發(fā)出最大功率;系統(tǒng)中的水溫傳感器可保證發(fā)動機(jī)在冷起動時(shí),能適當(dāng)加濃混合氣濃度;而系統(tǒng)中的氧傳感器則可隨時(shí)監(jiān)測發(fā)動機(jī)的燃燒情況,由電控單元隨時(shí)調(diào)整噴油量,從而將排氣污染減小到最低程度;ECU是一個(gè)32位計(jì)算機(jī),它可處理及控制發(fā)動機(jī)的噴油時(shí)間。噴油持續(xù)時(shí)間和點(diǎn)火提前角等指令,使噴油嘴和火花塞最佳工作。電子控制汽油噴射系統(tǒng)分為汽油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分。汽油供給系統(tǒng)主要部件汽油供給系統(tǒng)的作用是根據(jù)ECU的指令,以恒定的壓差將一定數(shù)量的汽油噴入進(jìn)氣管中:它主要包括汽油箱、汽油分配管、電動汽油泵,汽油濾清器、油壓調(diào)節(jié)器、噴油器等組成,如圖3-2、圖3-3和圖3-4所示。圖3-2汽油供給系統(tǒng)零件圖1-回油軟管;2-進(jìn)油軟管;3、8、28-油管夾頭;4、7、9、21、26-夾箍;5-汽油濾清器罩殼;6-汽油濾清器;10-固定螺釘;11-回油管;12-通氣細(xì)管;13-進(jìn)油管;14-鎖緊螺母;15-凸緣16-密封圈;17-汽油油位傳感器;18-汽油泵;19-汽油箱;20-安裝汽油泵固定環(huán);22-固定螺釘;23-卡環(huán);24-支承座;25-防塵罩;27-橡膠連接管。油壓調(diào)節(jié)器與噴油器相連接,控制供油系統(tǒng)的壓力,使噴油器中的油壓與進(jìn)氣管負(fù)壓之差始終保持在0.24MPa,這樣可使噴油量只受通電時(shí)間長短的控制。噴油器根據(jù)ECU指令將汽油以霧狀噴入進(jìn)氣管。圖3-3汽油箱加油管總成1-固定支架;2-中間支架;3、6、7-螺栓;4-加油管;5-夾箍;8-集油罩;9-卡簧;10-密封塞;11-油箱鎖蓋。電動汽油泵將汽油從汽油箱中吸出,經(jīng)汽油濾清器過濾后,送往汽油分配管。汽油分配管將汽油均勻分配到電子控制的噴油器中,噴油器再適時(shí)地將汽油噴入進(jìn)氣管中。汽油分配管上有一個(gè)油壓調(diào)節(jié)器,使汽油壓力與進(jìn)氣管壓力之間的壓力差保持不變,并經(jīng)回油管將多余的汽油送回汽油箱。汽油供應(yīng)系統(tǒng)不斷受到汽油沖滌,故經(jīng)常提供冷的汽油,從而避免了汽油形成泡沫,改善了高溫起動特性。1)汽油泵電動汽油泵的結(jié)構(gòu)如圖3-5所示,它是由永磁電動機(jī)驅(qū)動的帶滾柱的轉(zhuǎn)子泵,主要由驅(qū)動油泵的直流電動機(jī)、滾柱式油泵、保持汽油輸送管壓力不致過高的限壓閥和保持剩余壓力的單向閥組成。電動汽油泵安裝在汽油箱中,并不斷受到汽油沖滌,使電動機(jī)充分冷卻。汽油泵的供油量大于發(fā)動機(jī)的最大汽油需要量,以便所有發(fā)動機(jī)工況下都能保持汽油供給系統(tǒng)中的油壓。起動時(shí),只要起動開關(guān)起作用,汽油泵就一直工作。發(fā)動機(jī)一起動,汽油泵就處于接通狀態(tài),ECU經(jīng)一個(gè)外部的汽油泵繼電器控制汽油泵的。為安全起見,在點(diǎn)火開關(guān)接通(不起動發(fā)動機(jī))及發(fā)動機(jī)停止工作時(shí),汽油泵不泵油。
圖3-4噴油器部分零件圖1-供油軟管;2-回油軟管;3-噴油器電阻器;4-夾箍;5-噴油器總供油管;6-密封圈;7-噴油器8-曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)閥(PCV閥);9-水溫傳感器;10-安裝支架;11-油壓調(diào)節(jié)器。圖3-5電動汽油泵A-進(jìn)油口B-出油口。1-限壓閥2-滾柱式油泵3-A-進(jìn)油口B-出油口。2)汽油箱桑塔納2000GLi型轎車汽油箱內(nèi)的汽油蒸汽不是排入大氣,而是引入進(jìn)氣管,為此在汽油箱與進(jìn)氣系統(tǒng)之間并聯(lián)一個(gè)汽油蒸汽回收裝置,即活性炭罐,如圖3-6所示。圖3-6活性炭罐部分零件圖1-電源插頭;2-活性炭罐電磁閥;3-支架;4-橡膠支架;5-通向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的管路6-通氣管(來自汽油箱的通氣管);7-螺栓;8-活性炭罐(安裝在右前車輪罩內(nèi))?;钚蕴抗迌?nèi)的活性炭粒是一種極好的油蒸汽吸附劑,它有很大的表面積,有利于吸附汽油蒸汽。罐內(nèi)裝有單向止回閥,以防汽油蒸汽倒流。罐的底部有空氣濾網(wǎng),新鮮空氣經(jīng)濾網(wǎng)進(jìn)入,從炭粒中帶走汽油蒸汽分子,防止混合氣過濃現(xiàn)象。當(dāng)汽車停止運(yùn)行時(shí),在高溫作用下,汽油箱內(nèi)的汽油蒸發(fā)產(chǎn)生壓力,使單向閥打開,汽油蒸汽進(jìn)入活性炭罐,炭粒吸附汽油蒸汽并儲存起來。發(fā)動機(jī)在熱態(tài)工作時(shí),活性炭罐電磁閥(N80)在ECU的控制下打開,通過新鮮空氣帶走汽油蒸汽,經(jīng)管路吸入進(jìn)氣管,從而回收了汽油蒸汽,防止汽油浪費(fèi)和減小大氣污染。3)汽油濾清器電動汽油泵后面接了一個(gè)濾清器,它位于中地板下面,包括一個(gè)網(wǎng)目寬為10um的紙質(zhì)濾芯及接在后面的纖維質(zhì)濾網(wǎng)。一塊支承板將濾清器固定在外殼中。濾清器外殼由金屬制成,濾清器壽命取決于汽油的污染程度。汽油濾清器安裝時(shí),注意其上箭頭表示汽油的流動方向。4)汽油分配管汽油分配管的任務(wù)是將汽油均勻地分配到所有噴油器中。汽油分配管具有儲油功能,為了克服壓力波動,其容積比發(fā)動機(jī)每工作循環(huán)噴入的汽油量大得多,從而使接在分配管上的噴油器處于相同汽油壓力之下。此外,分配管使噴油器便于拆裝。5)油壓調(diào)節(jié)器油壓調(diào)節(jié)器任務(wù)是保持汽油壓力與進(jìn)氣管壓力之間的壓力差不變,從而使噴油器噴出的汽油量僅取決于閥的開啟時(shí)間。油壓調(diào)節(jié)器裝在汽油分配管上。如圖8-8所示,這是一種膜片控制的溢流調(diào)節(jié)器,將汽油壓力調(diào)節(jié)到約0.24MPa。它有一個(gè)金屬外殼。一個(gè)卷進(jìn)的膜片將此外殼分為兩個(gè)腔室,一個(gè)是彈簧室,有一定預(yù)緊力的螺旋彈簧對膜片施加一個(gè)作用力;另一個(gè)膠室用于容納汽油(汽油室),汽油室直接與供油總管相通。R書—7圖3-7油壓調(diào)節(jié)器1-進(jìn)油口;2-回油接頭管;3-球閥;4-閥座;5-膜片;6-壓力彈簧;7-進(jìn)氣管接頭。6)噴油器每個(gè)發(fā)動機(jī)氣缸都配置一個(gè)電子控制的噴油器,噴油器裝在進(jìn)氣門前的進(jìn)氣道中,其作用是將精確定量的汽油噴到發(fā)動機(jī)各個(gè)進(jìn)氣管末端的進(jìn)氣門前面。噴油器由噴油器體、濾網(wǎng)、磁場繞組、針閥、閥體、螺旋彈簧、調(diào)整墊等組成,如圖3-8所示。噴油器為電磁式,由ECU的電脈沖控制其打開或關(guān)閉。各噴油器是并聯(lián)的,當(dāng)磁場繞組無電流時(shí),噴油嘴針閥被螺旋彈簧壓在噴油器出口處的密封錐座上。磁鐵被激勵(lì)時(shí),針閥從其座面上升約0.1mm,汽油從精密環(huán)形間隙中流出,與空氣一起被吸入氣缸,并通過旋流作用在進(jìn)氣和壓縮沖程中形成易于點(diǎn)燃的均勻空氣汽油混合氣。為使汽油充分霧化,針閥前端磨出一段噴油軸針。噴油器吸動及下降時(shí)間為l?1.5ms。電子控制的噴油器將汽油噴到各進(jìn)氣歧管末端的氣缸進(jìn)氣門前面。每循環(huán)噴入的汽油量基本上決定于噴油器的開啟持續(xù)時(shí)間,此時(shí)間由ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)工況算出。
圖3-8噴油器1-汽油接頭;2-接線插頭;3-電磁線圈;圖3-8噴油器1-汽油接頭;2-接線插頭;3-電磁線圈;4-磁心;5-行程;6-閥體;7-殼體;8-針閥;9-凸緣部;10-調(diào)整墊;11-彈簧;12-濾網(wǎng);13-噴口。噴油器用專門的支座安裝,支座為橡膠成型件。其隔熱作用可防止噴油器中的汽油產(chǎn)生氣泡,有助于提高發(fā)動機(jī)的高溫起動性能。另外,橡膠成型件可保護(hù)噴油器不受過高振動應(yīng)力的作用。噴油器經(jīng)帶保險(xiǎn)夾頭的連接插座與汽油分配管連接??諝夤┙o系統(tǒng)主要部件的結(jié)構(gòu)和工作原理空氣供給系統(tǒng)作用是提供并控制汽油燃燒所需的空氣量。它主要包括空氣濾清器、節(jié)氣門體、進(jìn)氣壓力傳感器、穩(wěn)壓箱和附加空氣閥等組成,如圖3-9所示。進(jìn)氣壓力傳感器與穩(wěn)壓箱相連,它的作用是把進(jìn)氣管內(nèi)的壓力變化轉(zhuǎn)換成信號輸給ECU。ECU根據(jù)進(jìn)氣壓力和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速推算出每一循環(huán)發(fā)動機(jī)所需的空氣量,同時(shí)計(jì)算出汽油的噴射量。由空氣濾清器過濾后的空氣,由節(jié)氣門體流入穩(wěn)壓箱并分配給各缸進(jìn)氣管,空氣與噴油器噴出的汽油混合后形成可燃混合氣后進(jìn)入氣缸。1)空氣濾清器空氣濾清器為恒溫式,它通過用真空控制閥開啟的大小,來控制進(jìn)入空氣濾清器熱空氣的多少,從而保持進(jìn)入發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度為某一恒定值。真空控制閥的開店由溫控開關(guān)控制,當(dāng)進(jìn)氣溫度低時(shí),溫控開關(guān)打開,通向節(jié)氣門體的真空使控制閥打開熱空氣道;當(dāng)溫度高時(shí),溫控開關(guān)關(guān)閉,截?cái)嗤ㄏ蚬?jié)氣門體的真空通道,溫控開關(guān)關(guān)閉熱空氣道。2)節(jié)氣門體節(jié)氣門體位于空氣濾清器和穩(wěn)壓箱之間,與加速踏板聯(lián)動,用以控制進(jìn)氣通路截面積的變化,從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的控制。為檢測節(jié)氣門位置的開度大小,在節(jié)氣門軸的一端(下端)裝有節(jié)氣門位置傳感器,用來向ECU傳遞節(jié)氣門的開度信號。節(jié)氣門體上裝有旁通道,當(dāng)節(jié)氣門關(guān)閉、發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),汽油燃燒所需要的空氣由怠速旁通閥進(jìn)入發(fā)動機(jī)。為自動控制怠速轉(zhuǎn)速,在怠速通道中設(shè)置了可以改變通道截面積的旋轉(zhuǎn)滑閥式怠速凋節(jié)器。在冷起動結(jié)束后、發(fā)動機(jī)進(jìn)入暖機(jī)階段,發(fā)動機(jī)需要附加的暖機(jī)加濃。附加空氣滑閥作為節(jié)氣門的旁通閥,根據(jù)發(fā)動機(jī)溫度向發(fā)動機(jī)輸送附加空氣。在計(jì)量空氣量時(shí),已考慮到這部分附加空氣量,噴油器會輸送更多的汽油。發(fā)動機(jī)溫度升高時(shí),附加空氣滑閥減少通往節(jié)氣門的旁通支路中的附加空氣量。附加空氣滑閥由一孔板控制,而孔板又由一個(gè)雙金屬片控制。孔板控制分通管道(即旁通閥)的開啟截面,雙金屬片是用電加熱的,隨著發(fā)動機(jī)溫度的上升,它逐漸減小附加空氣滑閥的開啟截面。附加空氣滑網(wǎng)安裝位置選在發(fā)動機(jī)上易感受其溫度的部位。從而當(dāng)發(fā)動機(jī)暖機(jī)結(jié)束后,附加空氣滑閥不再工作。當(dāng)減速時(shí),駕駛員突然松開加速踏板,節(jié)氣門迅速關(guān)閉,進(jìn)入氣缸的空氣量急減,發(fā)動機(jī)輸出功率大幅度下降,導(dǎo)致不應(yīng)有的沖擊,甚至熄火,為了防止這種不良現(xiàn)象的產(chǎn)生,在節(jié)氣門外部設(shè)有節(jié)氣門緩沖裝置,如圖3-11所示。圖3-10空氣濾清器1-濾芯;2-空氣濾清器上部;3、13-夾箍;4-進(jìn)氣軟管;5-夾箍(固定與節(jié)氣門體連接的進(jìn)氣軟管);6-通向怠速調(diào)節(jié)閥的進(jìn)氣軟管;7-曲軸箱排氣管;8真空管(通向節(jié)氣門體);9-真空管(通向真空控制閥);10-熱空氣導(dǎo)流板;11-固定螺母12-熱空氣軟管(連接熱空氣導(dǎo)流板和空氣濾清器);14-真空控制閥;15-空氣濾清器下部。圖3-11節(jié)氣門緩沖裝置1-空氣濾網(wǎng);2-阻尼孔;3-阻尼彈簧;4-膜片;5-杠桿;6-節(jié)氣門??刂葡到y(tǒng)的主要部件控制系統(tǒng)的作用是收集發(fā)動機(jī)的工況信息并確定最佳噴油量、最佳噴油時(shí)刻及最佳點(diǎn)火時(shí)刻,它由電控單元(ECU)、水溫傳感器、氧傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、爆震傳感器及霍爾傳感器等組成。傳感器是檢測發(fā)動機(jī)實(shí)際工作狀況、感知各種信號的主要部件,并將各種信號傳送給ECU,ECU通過計(jì)算分析后,發(fā)出相應(yīng)指令,使發(fā)動機(jī)在最佳的工作狀態(tài)下工作。1)電控單元電控單元俗稱電腦或ECU。ECU是一種電子綜合控制裝置,它是電子控制汽油噴射裝置的控制中樞,它由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器,只讀存儲器ROM,隨機(jī)存儲器RAM、邏輯運(yùn)算裝置和一些數(shù)據(jù)寄存器等組成。它通過分析各種傳感器提供的發(fā)動機(jī)工況數(shù)據(jù),并借助于編好程序的綜合特性曲線,發(fā)出噴油器和點(diǎn)火提前角的控制脈沖。ECU安裝在駕駛員儀表板下。ECU在更換后,應(yīng)與發(fā)動機(jī)相互匹配,并進(jìn)行怠速檢測。氧傳感器安裝在排氣管內(nèi),安裝力矩為50N?m,需用“G5”潤滑螺紋,但“G5”不得進(jìn)入傳感器體的縫隙。在折卸水溫傳感器之前,排泄掉冷卻系統(tǒng)內(nèi)的部分冷卻液。ECU的端子如圖3-12所示,端子的用途如表3-1所示。
圖3-12ECU端子2)節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器安裝在節(jié)氣門體上,用來檢測節(jié)氣門的開度,它通過杠桿機(jī)構(gòu)與節(jié)氣門聯(lián)動,進(jìn)而反映發(fā)動機(jī)的不同工況(怠速、加速、減速和全負(fù)荷等)。此傳感器可把發(fā)動機(jī)的這些工況檢測后輸入ECU,從而控制不同的噴油量。節(jié)氣門位置傳感器屬于開關(guān)觸點(diǎn)式,如圖3-13所示。它主要由活動觸點(diǎn)、怠速觸點(diǎn)功率觸點(diǎn)。節(jié)氣門軸、控制桿、導(dǎo)向凸輪和槽等組成?;顒佑|點(diǎn)可在導(dǎo)向凸輪槽內(nèi)移動,導(dǎo)向凸輪由固定在節(jié)氣門軸上的控制桿驅(qū)動。表3-1ECU端子用途端子條件端子用途標(biāo)準(zhǔn)值9用遙控裝置驅(qū)動電源系統(tǒng)電壓2、5、13和25搭鐵端0Q8和9進(jìn)氣溫度傳感器160?300Q8和7起動時(shí),并逐漸踏下加速踏板空氣流量計(jì)電阻值會變化8和5空氣流量計(jì)340?450Q21點(diǎn)火開關(guān)“ON”系統(tǒng)電壓10和25水溫傳感器冷機(jī):1080?2750Q熱機(jī):150?500Q4起動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)起動信號蓄電池電壓3遙控裝置驅(qū)動時(shí),節(jié)氣節(jié)氣門位置傳感器
門全開14遙控裝置驅(qū)動時(shí),節(jié)氣門全閉節(jié)氣門位置傳感器9和129和241、4缸噴油器電阻器2、3缸噴油器電阻器3.9?4.5Q1點(diǎn)火開關(guān)“ON”,1處有“+”電壓與點(diǎn)火線圈端子1連接15和20用導(dǎo)線連接15和20,再斷開點(diǎn)火控制插頭,并檢杳端子16和17間電阻應(yīng)是0Q3)進(jìn)氣壓力傳感器進(jìn)氣壓力傳感器與穩(wěn)壓器相連,用以將進(jìn)氣管內(nèi)的壓力變化轉(zhuǎn)換成電信號。它與轉(zhuǎn)速信號一起輸送到ECU,作為決定噴油器基本噴油量的依據(jù)。進(jìn)氣壓力傳感器采用半導(dǎo)體壓敏電阻式(全稱是進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器)。它由硅膜片、集成電路、濾清器、真空室和殼體等組成,如圖3-14所示。硅膜片是壓力轉(zhuǎn)換元件,它是利用半導(dǎo)體的壓電效應(yīng)制成的。硅膜片的一面是真空室,另一面是導(dǎo)入的進(jìn)氣壓力。集成電路是信號放大裝置,它的端頭與ECU連接。(a)(a)平面圖(b)立體圖圖3-14進(jìn)氣壓力傳感器1-硅膜片;2-真空室;3-集成電路;4-濾清器;5-進(jìn)氣端;6-接線端。發(fā)動機(jī)工作時(shí),從進(jìn)氣管來的空氣經(jīng)傳感器的濾清器濾清后作用在硅膜片上,硅膜片產(chǎn)生變形(由于進(jìn)氣流量對應(yīng)著相應(yīng)的進(jìn)氣壓力,故進(jìn)氣流量越大,進(jìn)氣管壓力就越高,硅膜片變形也就越大)。硅膜片的變形,使擴(kuò)散在硅膜片上電阻的阻值改變,導(dǎo)致電橋輸出的電壓變化。傳感器上的集成電路將電壓信號放大處理后,作用進(jìn)氣管壓力信號送到電控單元,此信號成為電控單元計(jì)算進(jìn)入氣缸空氣量的主要依據(jù)。4)進(jìn)氣溫度傳感器進(jìn)氣溫度傳感與進(jìn)氣壓力傳感器一體安裝于節(jié)氣門之后的進(jìn)氣管上,用以檢測進(jìn)氣溫度,測量進(jìn)氣溫度的目的是為了確定進(jìn)氣的密度,它與進(jìn)氣壓力傳感器聯(lián)合使用,可以準(zhǔn)確地反映進(jìn)入氣缸的空氣量。進(jìn)氣溫度傳感器的材料采用負(fù)溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻,ECU根據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器檢測到的進(jìn)氣溫度修正噴油量,使發(fā)動機(jī)自動適應(yīng)外部環(huán)境的變化。5)水溫傳感器水溫傳感器作用是測定發(fā)動機(jī)冷卻液溫度,并將它變?yōu)殡娦盘査腿隕CU,為其修正噴油量提供重要依據(jù)。水溫傳感器裝在發(fā)動機(jī)的冷卻液回路中,如圖3-15所示。目前是利用負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體電阻來測定溫度。負(fù)溫度系數(shù)的電阻在溫度上升時(shí),其電阻值是下降的。123圖3-15水溫傳感器1-負(fù)溫度系數(shù)電阻;2-外殼;3-電氣接頭。6)爆震傳感器爆震傳感器安裝于氣缸體上,如圖3-16所示。它能將發(fā)動機(jī)爆震情況轉(zhuǎn)換成電信號,輸入給電控單元,供其修正點(diǎn)火時(shí)刻。爆震傳感器是一種固有頻率大于25kHz的寬帶加速度傳感器,控制元件由壓電陶瓷制成。為了隔熱,傳感器用塑料套包起來,允許工作溫度為130°C。
7)氧傳感器氧傳感器(久傳感器)又稱空氣汽油混合比傳感器,用以控制發(fā)動機(jī)的燃燒狀況,隨時(shí)向ECU提供修正噴油量的電信號。氧傳感器裝在發(fā)動機(jī)排氣管上,伸入到廢氣流中,外電極端受廢氣拂過,內(nèi)電極端與外界空氣接通。氧傳感器基本上由一專用陶瓷體構(gòu)成,其表面裝有可透氣的鋁電極,如圖3-17所示。傳感器起作用的原理是陶瓷材料為多孔的,允許空氣中的氧擴(kuò)散(團(tuán)體電解質(zhì)),陶瓷在高溫下是導(dǎo)電的。如果兩電極端的含氧量不一樣,則電極上產(chǎn)生一個(gè)電壓,即測定出排氣管中的含氧濃度,并隨時(shí)向ECU反饋信號來修正噴油量,以保證空氣和汽油混合氣過量空氣系數(shù)a=l.00(理想混合氣)。1-接觸部分;2-陶瓷襯套;3-傳感陶瓷;4-護(hù)套(排氣端);5-電線接頭;6-碟形彈簧;7-護(hù)套(空氣端);8-外殼(-);9-電極(-);10-電極(+)。8)霍爾傳感器霍爾傳感器安裝在分電器內(nèi),用以檢測發(fā)動機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速,為ECU點(diǎn)火時(shí)刻和噴油時(shí)刻提供電信號。3.1帕薩特1.8T轎車電控燃油噴射系統(tǒng)的故障診斷與檢修3.1.1系統(tǒng)的常見故障電子控制單元故障電子控制單元雖然一般比較可靠,不易出問題,但行駛里程達(dá)15萬km以上的老車卻難免因此而產(chǎn)生故障。例如集成塊損壞,電子控制單元固定腳螺栓松動,電子元件焊腳接頭松脫,以及電容元件失效等,都可能造成發(fā)動機(jī)難于起動或不能起動、無高速、熱車難起動、耗油量大等現(xiàn)象。這些問題,一般應(yīng)送往特約修理部門去測試和修理。實(shí)在無條件時(shí),可用類比方法,在運(yùn)行正常的同型號汽車上互換元器件進(jìn)行效果比較。插接件連接故障電子控制燃油噴射系統(tǒng)電路中有很多插接件,常常因老化以及由于多次拆卸導(dǎo)致接頭松動或接觸不良,從而造成發(fā)動機(jī)工作不穩(wěn)定、時(shí)好時(shí)壞。例如,有輛帕薩特1.8T汽車就是因?yàn)殡娮涌刂茊卧哪辰宇^接觸不良,空氣流量傳感器插接件中的電動輸油泵電路開關(guān)的接頭接觸不良而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)起動不正常;還有一臺發(fā)動機(jī)因?yàn)殡娍貒娪烷y的電源插接線脫落而造成2缸不工作。傳感器故障電子控制燃油噴射裝置的幾個(gè)傳感器雖結(jié)構(gòu)不盡相同,但大致為熱敏電阻式、真空壓力式、機(jī)械傳動式等幾種形式。傳感器的零件損壞,如彈片彈性失效、真空膜片破損、回位彈簧斷裂或脫落等,都將不能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映發(fā)動機(jī)工況,從而使電子控制系統(tǒng)失控或控制不正常,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)工作不協(xié)調(diào),甚至不能工作。管道密封不嚴(yán)例如,膠管老化造成漏氣,管口破裂或卡子未夾緊,都將造成混合氣過稀,從而使發(fā)動機(jī)起動困難,或怠速不良、運(yùn)轉(zhuǎn)無力等。汽油霧化故障電子控制燃油噴射系統(tǒng)的汽油霧化,類似于柴油發(fā)動機(jī)的高壓噴油霧化情況。噴油器是由一組電磁線圈、針閥和座等組成,針閥開啟時(shí)就噴油霧化,針閥的開啟是由電子控制單元產(chǎn)生的電脈沖控制的。有時(shí)候會因?yàn)殡姶啪€圈工作不良,或噴油器卡死,造成某缸汽油霧化不良或滴油,導(dǎo)致該缸工作不良或不工作。起動加濃閥故障電子控制燃油噴射裝置也有起動加濃裝置,它只在起動時(shí)起作用。起動加濃電磁線圈在起動時(shí)打開針閥,起動后應(yīng)關(guān)閉針閥。起動加濃閥的工作好壞,直接影響著發(fā)動機(jī)的起動性能。例如,有一輛汽車總是不易起動,但起動著火后又一切正常,后來才發(fā)現(xiàn)原來是起動加濃閥不起作用,更換起動加濃閥后,就解決了不易發(fā)動故障??諝饬髁總鞲衅鞴收峡諝饬髁總鞲衅魇顷P(guān)鍵的傳感元件,由于空氣流量傳感器片上裝的微動開關(guān)(觸點(diǎn))在碳膜鍍層上頻繁滑動,久而久之,就會產(chǎn)生溝槽,使電阻值發(fā)生變化,從而導(dǎo)致檢測的信號不準(zhǔn)確,造成發(fā)動機(jī)工作不正常。此外,傳感器轉(zhuǎn)軸上裝有預(yù)緊度可調(diào)的彈簧發(fā)條,如調(diào)整不當(dāng)或彈力變差,則會使供油量發(fā)生變化和加油滯后,造成發(fā)動機(jī)加速不良。為了確保發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后,進(jìn)氣歧管產(chǎn)生真空時(shí),輸油泵才供油,系統(tǒng)中的燃油泵也受空氣流量傳感器的控制??諝饬髁總鞲衅髌涎b有微動開關(guān)(觸點(diǎn)),有時(shí)因拆裝不當(dāng)或其它原因,會使杠桿動作延遲,造成輸油泵不泵油或泵油不足。此故障可通過在起動時(shí),拆下汽油濾清器進(jìn)油接頭,看是否泵油來確定。油壓調(diào)節(jié)器故障系統(tǒng)中油壓調(diào)節(jié)器雖然是不可調(diào)的,但卻是不可忽視的。如果忘記接上真空小軟膠管,則將影響回油量,使噴油器兩端的壓力發(fā)生變化,從而造成發(fā)動機(jī)起動困難。如果油壓調(diào)節(jié)器內(nèi)的膜片損壞,也會產(chǎn)生類似故障。油壓調(diào)節(jié)器故障一般只能用類比法來判斷。濾清器故障空氣濾清器堵塞,將造成混合氣過濃;汽油濾清器心堵塞,將造成混合氣過稀,這些都會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)起動因難、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)以及運(yùn)轉(zhuǎn)無力。這與傳統(tǒng)的化油器供油系統(tǒng)的故障是相似的。系統(tǒng)故障的診斷起動困難首先檢查起動噴油器是否工作,引線插頭是否松脫,起動加濃閥是否卡死。若通電時(shí)能聽見“嗒”的響聲,說明起動加濃閥基本正常,否則為卡死。若起動加濃閥及噴油器無問題但汽車還不能起動,則應(yīng)檢查電動輸油泵和空氣流量傳感器,如都無問題,則可能是供油量不夠或供油壓力不足,此時(shí)要用工具檢測供油系統(tǒng)。如還不能起動,則再檢查節(jié)流閥開關(guān)及點(diǎn)火線路等。發(fā)動機(jī)能拖發(fā)動,但打起動不著火先按1所述的方法進(jìn)行檢查,如都無問題,則再
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