第一篇：汽車發動機故障診斷技術教案第八章(第二十四～二十五講)

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第1頁 總10頁

第二十四講

第八章 常見車型發動機電控系統故障的自診斷(1/2)

【課 題】 §8-1 豐田車系讀取故障碼的方法 §8-2 捷達汽車故障碼的讀取 【課程性質】 理論課

【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 亞洲車系保養燈歸零和歐洲車系保養燈歸零方法 【教學目的與要求】掌握豐田車系讀取故障碼的方法 掌握捷達汽車故障碼的讀取 【教學重點】 人工讀取電控發動機故障碼 【教學難點】 解碼器讀取故障碼 【授課方法】 現場教學法、案例教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

人工讀取和清除豐田車系電控發動機故障碼 40分鐘 解碼器讀取和清除故障碼 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何讀取和清除豐田車系的故障碼？ 【教學內容】

§8-1 豐田車系讀取故障碼的方法

一、1992年—1995年生產的豐田車系故障碼診斷方法

1、普通方式讀取故障碼：

（1）節氣門處于全關閉位置，變速器置于N或P檔，關閉所有用電設備，將點火開關置于ON，不要起動發動機。

（2）用專用跨接線（SST）將診斷座中TE1與E1插孔跨接，如圖所示： 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第2頁 總10頁

（3）通過儀表板上的“CHECK ENGINE”故障燈閃爍的間隔與次數，按照故障碼從小到大的順序，顯示故障碼。

（4）所有的故障碼顯示完畢后，再關閉點火開關，拆下跨接線。

2、開關信號診斷模式讀取故障碼

（1）跨接診斷座中TE2與E1，點火開關處在“OFF”位置但不起動。這時“CHECK ENGINE”燈亮，進入開關測試模式。

（2）起動發動機，使車速達到10Km/h以上。如果發動機不能起動，檢測燈將會閃爍顯示故障碼42、43。

（3）停下汽車但是不要使發動機停轉。用跨接線跨接診斷座上午TE1與E1，通過儀表板上的“CHECK ENGINE”故障燈閃爍的間隔與次數讀取故障碼。如果沒有故障碼存儲，“CHECK ENGINE”故障燈會以0.25秒的間隔均勻閃爍。

（4）記錄所有的故障碼，關閉點火開關，拆下跨接線，退出診斷模式。3．故障碼的清除

故障排除后，將ECU中存儲的故障碼清除，方法有兩種：一是關閉點火開關，從熔絲盒中拔下EFI熔絲（15A）10s以上；二是將蓄電池負極電纜拆開10s以上，但此種方法同時使時鐘、音響等有用的存儲信息丟失。

二、1994年以后生產的凌志車型發動機自診斷

1994年以后生產的凌志車型發動機裝有OBD-Ⅱ診斷座，同時也保留了通過故障指示燈的閃爍顯示故障碼的功能。

1、“通常”模式讀取故障碼

（1）在診斷座上接上凌志掃描測試儀。

（2）打開點火開關，發動機不起動，打開掃描儀，并確認其處于“通常”模式。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第3頁 總10頁

（3）使用掃描測試儀讀出故障碼和“故障狀態數據”。（4）記錄所有的故障碼和“故障狀態”數據

（5）當使用OBD-Ⅱ掃描測試儀時，關閉點火開關然后再打開，記錄所有的故障碼和“故障狀態”。讀完碼后，關閉掃描測試儀和點火開關。

（6）根據顯示的故障碼查“故障碼表”檢修故障。檢修完故障后，必須清除故障碼。

2、清除故障碼

（1）用掃描測試儀清除故障碼。如果使用凌志掃描測試儀，將“通常”診斷模式板到“檢查”模式或從“檢查”模式板到“通常”診斷模式時，故障碼就清除了。

（2）從熔絲盒中拔下EFI熔絲（15A）10s以上。（3）將蓄電池負極電纜拆開10s以上。

§8-2 捷達汽車故障碼的讀取方法

一、VAG1551故障閱讀器的結構和操作過程

1、調取故障碼

德國大眾車系裝用Motronic系統的桑塔納、帕薩特、奧迪、捷達等轎車，故障碼的調取一般使用專用的故障診斷儀 V．A．G1551或V．A．G1552及專用傳輸線，V．A．G1552與V．A．G1551的區別主要是不帶打印功能。專用傳輸線有多種以適應不同車型。

使用專用診斷儀調取故障碼時應注意：各車型診斷座位置和形式不同，必須選用帶有不同連接器的專用傳輸線。如桑塔納2000診斷座位于換擋手柄前部、捷達三轎車診斷座位于中央繼電器盒右側，兩車型的診斷座均為16端子，必須選用Ｖ．A．G1551／3專用傳輸線；奧迪A6轎車診斷座位于發動機室靠近駕駛員座位側的輔助繼電器盒內，有兩個兩端子診斷座，必須選用V．A．G1551／1專用傳輸線。此外，從1989年開始，德國大眾公司生產的部分車型都在儀表板上配備了故障指示燈“CHECK”，不需專用診斷儀而利用“CHECK”燈也可讀取故障碼，但也有些車型的“CHECK”燈只起一個警告燈的作用，調取故障碼時還必須使用自制的二極管燈。

大眾車系使用專用診斷儀調取和清除故障碼的操作方法基本相同，操作前應檢查蓄電池電壓必須大于11.5V，發動機工作溫度必須高于80℃。以桑塔納2000轎車為例，正確操作步驟如下：

（1）關閉點火開關，將專用傳輸線V.A.G1551／3的一端（5端子）與診斷儀相應接口連接，傳輸線另一端（16端子）與換檔手柄前部的故障診斷座連接。

（2）打開點火開關，輸入發動機ECU的地址代碼“01”，然后按“Q”鍵確認，這時屏幕顯示：經一段時間后屏幕上顯示ECU的版本號和編號。

（3）按“→”鍵進入功能選擇。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第4頁 總10頁

（4）輸人功能代碼“02”，再按“Q”鍵確認，有故障時，屏幕上將顯示出故障數量。之后按“→”鍵，將依次顯示每一個已檢測到的故障代碼及故障原因。在顯示故障原因時，若屏幕底部出現“/SP”，表示該故障為間歇性出現的故障。有多個故障碼時，可將故障信息打印出來。

（5）故障碼調取完成后，輸入功能代碼“06”，再按“Q”鍵確認即可退出。然后關閉點火開關，拆下專用診斷儀和傳輸線。

2、清除故障碼

（1）按調取故障碼步驟（1）、（2）、（3）進行操作后，輸人功能代碼“05”并按“Q”鍵確認，即可清除故障碼。若故障碼所代表的故障還沒有排除，故障碼將無法清除。

（2）故障碼清除完畢后，輸入功能代碼“06”，再按“Q”鍵確認即可退出。然后關閉點火開關，拆下專用診斷儀和傳輸線。

二、德國奔馳車系

奔馳車系的車型眾多，電腦控制系統更新快。奔馳車的更新換代按SEL、S、C、E等劃分成不同級別，不同級車主要是電腦控制系統不同，從而使故障自診斷方式也不同，有些只能用專用診斷儀調取和清除故障碼。1992年后生產的奔馳車多數裝用16端子（位于發動機艙、駕駛室前壁上）或38端子診斷座（位于右前避震器側），奔馳車系各型轎車，即使裝有16端子OBD－Ⅱ診斷座，也無法人工調取故障碼。1、16端子診斷座故障碼的調取與清除

將指針式電壓表（或二極管燈）連接到“16＃”電源端子與所需診斷的系統端子（電控燃油噴射系統為4＃，電控點火系統為8＃，綜合控制電腦為14＃）之間，打開點火開關，但不起動發動機，此時電壓表指針應不擺動（或二極管燈不亮），否則說明電腦不良。然后用另一導線使診斷系統端子（4號端子）搭鐵2～4s,此時仍應保持電壓表（或二極管燈）連接在診斷座端子之間，松開搭鐵導線后觀察電壓表指針擺動（或二極管燈閃亮）規律讀取故障碼。每次只能調出一個故障碼，若有多個故障碼時，必須重復上述操作。

清除故障碼時，先按上述方法調取故障碼，等故障碼輸出完畢2～3s后，再使塔鐵線搭鐵6～8s，松開搭鐵線后關閉點火開關30s以上，即可清除故障碼。與調取故障碼類似，每次操作只能清除一個故障碼，有多個故障碼時需重復上述操作。最后再重復故障碼調取程序，若輸出故障碼為1，說明系統正常，否則說明仍有故障或故障碼沒有清除。2、38端子診斷座故障碼的調取與清除

38端子診斷座故障碼的調取與清除與16端子診斷座類似，只是連接端子號不同。與發動機有關的診斷端子介紹如下：診斷座上“3＃”端子為電源端子，“4＃”和“5＃”端子分別為右側和左側LH控制電腦診斷端子，“7＃”端子為電子節氣門控制系統診斷端子，“17＃”和 “18＃”端子北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第5頁 總10頁 分別為右側和左側EZL／AKR點火控制電腦診斷端子。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第6頁 總10頁

第二十五講

第八章 常見車型發動機電控系統故障的自診斷(2/2)

【課 題】 §8-3 寶馬車系故障碼診斷法 §8-4日產車系發動機自診斷 【課程性質】 理論課

【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 豐田車系讀取故障碼的方法和捷達汽車故障碼的讀取 【教學目的與要求】 掌握寶馬車系故障碼的讀取方法 掌握日產車系故障碼的讀取方法 【教學重點】 寶馬車系故障碼的讀取方法 【教學難點】 日產車系故障碼的讀取方法 【授課方法】 現場教學法、案例教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

寶馬車系電控發動機故障碼讀取 40分鐘 日產車系及美國車系故障碼的讀取方法 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何讀取和清除寶馬車系的故障碼？ 【教學內容】

§8-3 寶馬車系故障碼診斷法

一、德國寶馬車系

1989年后生產的寶馬車多數采用DME55端子或88端子電腦，除歐規寶馬車外，都可用儀表盤上的“CHECK ENGINE”燈讀取故障碼。而歐規寶馬車系儀表盤上沒有“故障燈”，調取故障碼時必須在DME電腦相應端子上連接二極管燈。

打開點火開關，在5s內將節氣門全開5次，即可由儀表盤上的“CHECK ENGINE”燈或在電腦相應端子上連接的二極管燈讀取故障碼。故障碼為4位數，閃爍輸出故障碼時，4位數的位與位之間熄滅間隔為3s。

清除故障碼時，拆開蓄電池負極電纜15s以上，再起動發動機怠速運轉1min以上即可清除故障碼。

二、日本日產車系

隨車型不同，故障碼的調取與清除分三種不同方式： 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第7頁 總10頁

1、如果在主電腦側有一紅一綠兩個指示燈，另有一個“TEST”（檢測）選擇開關，調取故障碼時，先打開點火開關，然后將“TEST”開關轉至“ON”位置，兩個指示燈即開始閃爍。根據紅綠燈的閃爍次數讀取故障碼，紅燈閃爍次數為故障碼的十位數，綠燈閃爍的次數為故障碼的個位。清除故障碼時，將“TEST”開關轉至“OFF”位置，再關閉點火開關即可清除故障碼。主電腦位于儀表盤后或葉子板后。

2、如果在主電腦側只有一個紅色顯示燈，另有一個可變電阻調節旋鈕孔，調取故障碼時，先打開點火開關，然后將可變電阻旋鈕順時針擰到底，等2 s后再將可變電阻旋鈕逆時針擰到底，紅色顯示燈即開始閃爍輸出故障碼。每次操作只能輸出一個故障碼，有多個故障碼時需重復上述操作。清除故障碼時，將可變電阻旋鈕順時針擰到底，等15s 后再逆時針旋到底，再等2 s后關閉點火開關即可清除故障碼。

3、如果儀表盤上有故障指示燈 “CHECK ENGINE”，則可通過短接診斷座上的相應端子調取故障碼，日產車系故障診斷座位于發動機蓋板支撐桿上方的熔絲盒內，有12端子和14端子兩種，調取故障碼時，先打開點火開關，然后取出12端子或14端子診斷座，并用跨接線短接診斷座上“6＃”和“7＃”端子（14端子診斷座）或“4＃”和“5＃”端子（12端子診斷座），等2s后拆開短接導線，儀表盤上的“CHECK ENGINE”燈即閃爍輸出故障碼（波形見下圖）。每次操作只能輸出一個故障碼，有多個故障碼時需重復上述操作。清除故障碼時，將診斷座右上側的兩個端子短接15s以上，再關閉點火開關即可清除故障碼。

§8-4 日產車系故障碼輸出波形

三、日本本田車系

1、廣州本田故障碼調取與清除

當儀表盤上的“MIL”燈點亮時，應按以下程序調取故障碼：

（1）關閉點火開關。

（2）用專用短路插頭SCS（或普通導線）短接2端子診斷座，廣州本田轎車診斷座位于儀表盤下方。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第8頁 總10頁

（3）打開點火開關但不要起動發動機，儀表盤上的“ MIL”或 “CHECK ENGINE”燈將以閃爍次數輸出故障碼。故障碼l～9將通過單純的短閃來顯示，故障碼10～41通過長、短閃顯示，長閃次數代表十位數，短閃次數代表個位數。多個故障碼按由小到大順序依次輸出。

清除故障碼的程序如下：

（1）從診斷座上拆開專用SCS短路插頭。（2）關閉點火開關。

（3）記下無線電臺預設的頻率。

（4）從副駕駛座位前面的儀表盤下熔絲／繼電器盒中拆下13號（7.5A）備用時鐘熔絲，或拆開蓄電池負極電纜，等10s以上即可清除故障碼。

（5）重新設置無線電臺的頻率和時鐘。

2、日本本田故障碼調取與清除

日本本田各車型故障碼的調取與清除方法、故障碼含義略有不同，在維修時注意查閱相關資料。日本本田各車型故障碼的調取與清除方法可分以下三種類型：

（1）在儀表盤上設有“CHECK ENGINE”燈。此類車型（如ACCORD等）故障碼調取與清除方法和廣州本田相同，只是診斷座位于工具箱內右側或發動機室側。

（2）電腦位于工具箱下面，在電腦上設有1個紅色指示燈，此類車型（如 HONDA等）的故障碼調取方法是：將點火開關“ON”，電腦上的紅色指示燈即開始閃爍輸出故障碼，但每次只輸出1個故障碼，故障碼輸出波形與廣州本田相同；故障清除后，拆開蓄電池負極電纜10s以上即可清除故障碼；l個故障碼清除后，再進行路試，檢查有無其他故障碼。

（3）電腦位于駕駛員座椅下面，電腦上設有4個指示燈，此類車型的故障碼調取方法是：將點火開關“ON”，電腦上的4個紅色指示燈即開始閃爍輸出故障碼；每個指示燈閃亮代表一個數字（由左到右分別為1、2、4、8），將閃亮的指示燈所代表的數字相加，即為輸出的故障碼，每次只輸出1個故障碼，故障清除后，拆開蓄電池負極電纜10s以上即可清除故障碼。

四、美國克萊斯勒車系

克萊斯勒車系一般使用DRB－Ⅱ專用診斷儀調取或清除故障碼，步驟如下： 1.將DRB－Ⅱ專用診斷儀連接到位于發動機艙內靠近發動機控制ECU的診斷座上。2.起動發動機，反復開閉空調開關，然后熄火發動機。

3.接通點火開關并選擇故障讀取功能，即可從DRB－Ⅱ診斷儀上讀取所有故障信息。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第9頁 總10頁

4.清除故障碼時，可在DRB－Ⅱ診斷儀上輸入取消故障碼的指令，或拆開蓄電池負極電纜15s以上即可。

1994～1995年克萊斯勒公司生產的部分轎車采用16端子OBD－Ⅱ診斷座，將點火開關轉至“ON”位置，等 5～10s后，儀表盤上的“CHECK ENGINE”燈即閃爍輸出故障碼。

五、美國通用／韓國大宇車系 1、1993年前通用公司和大宇公司生產的轎車均采用12端子診斷座。調取故障碼時，用專用跨接線將診斷座上的A端子與B端子短接，儀表盤上的“CHECK ENGINE”燈即閃爍輸出故障碼，故障碼為兩位數，故障碼輸出波形與日本豐田車系類似，故障燈閃亮與熄滅的時間均為0.4s，閃亮的次數代表故障碼數值，一個故障碼的十位與個位之間有1.2s熄滅的間隔。但需注意：調取故障碼時，故障燈首先輸出故障碼12三次，然后再按順序輸出其他故障碼，所有故障碼均輸出完后，再重復輸出。清除故障碼時，將蓄電池負極電纜線拆開30s以上即可。2、1993年后通用公司生產的轎車，一般都在空調面板上直接調取或清除各控制系統的故障信息。讀取與清除方法如下：

（l）打開點火開關，同時按下冷氣空調面板上“OFF”鍵及 “TEMP▲”鍵，直到屏幕顯示“00”后放開兩個按鍵。

（2）按風速調節鍵“▲”或“▼”，選擇所需的診斷系統。診斷系統代號：屏幕顯示“00”時為發動機系統診斷，顯示“01”時為中央電腦診斷，顯示“02”時為空調系統診斷，顯示“03”時為安全氣囊系統診斷，顯示“04”時為ABS系統診斷。

（3）再按“OUT TEMP”鍵，即進入故障碼調取功能。若電腦檢測到系統有持續性故障，則正常顯示兩位數故障碼；若電腦檢測到系統有間歇性故障，則顯示三位數故障碼，間歇性故障碼僅在正常故障碼前加“1”。如：故障碼14表示目前有“冷卻液溫度傳感器信號電壓過低”故障，故障碼114則表示曾經發生過“水溫傳感器信號電壓過低”故障。

（4）按“AUTO”鍵退出診斷功能。

（5）故障碼的清除。按上述步驟（1）、（2）、（3）操作，然后按下“OFF” 鍵即可清除故障碼，再按下“AUTO”鍵結束本次操作。

1994～1995年通用公司生產的部分轎車裝有16端子OBD－Ⅱ診斷座，用專用跨接線短接診斷座上的“5＃”和“6＃”端子，即可由儀表盤上的故障指示燈“CHECK ENGINE” 讀取故障碼。

七、美國福特車系

1991年后福特公司生產的轎車多數裝用的EEC—Ⅳ系統，在此僅以裝用該系統的美規福特車系為例介紹故障碼的調取與清除方法。故障碼的調取可分為 KOEO（Key On Engine Off）和 KOER（Key On Engine Running）兩種狀態。KOEO狀態是指將點火開關轉置 “ON”，但不起動發動機；KOER狀態是北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第10頁 總10頁 指在發動機運轉狀態下調取故障碼。福特車系均可使用專用診斷儀（FORD SUPER STAR Ⅱ）獲取故障碼。

美規福特車一般采用6＋1端子診斷座。調取故障碼時可使用指針式電壓表或二極管燈，根據電壓表的擺動次數（或二極管燈的閃爍規律）讀取故障碼，也可根據儀表盤上的“CHECK ENGINE”燈閃爍規律讀取故障碼。故障碼以三位數表示故障碼。

用電壓表讀取故障碼時，首先將電壓表量程選擇在0～15V，將電壓表正表筆與蓄電池正極相連，負表筆與診斷座的“STO”（測試輸出）端子連接，使電腦進入KOEO或KOER狀態，再用導線連接診斷座上的“STI”（測試輸入）和 “SIGNAL RETURNPIN”（信號返回）端子，即可根據電壓表的擺動次數讀取故障碼。如輸出故障碼“112”時，電壓表指針先擺動1次，停2s，再擺動1次，又停2s，隨后擺動2次。

清除故障碼時，先進入KOEO狀態，當剛開始輸出故障碼時，立即拆下診斷座上的連接導線，即可清除故障碼。

1994年后裝用OBD—Ⅱ系統、且保留短接方式調取故障碼的福特車，將16端子OBD—Ⅱ診斷座上的“13＃”端子與“15＃”端子短接，即可從儀表盤上的“CHECK ENGINE”燈讀取故障碼。

第二篇：汽車發動機故障診斷技術教案第二章(第二～九講)

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第1頁 總37頁

第二講

第二章 汽油機燃油噴射系統(1/8)

【課 題】 §2-1汽油機燃油噴射系統概述

§2-2汽油機燃油噴射系統的組成及工作原理

【課程性質】 理論課與實驗相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 發動機電控系統的基本組成及工作原理 【教學目的與要求】 掌握現代汽油噴射系統的分類

掌握汽油發動機電子控制系統的組成及功能 了解汽油發動機電子控制系統的工作原理

【教學重點】 現代汽油噴射系統的分類

汽油發動機電子控制系統的組成及功能

【教學難點】 汽油發動機電子控制系統的工作原理 【授課方法】 講授法、多媒體教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

現代汽油噴射系統的分類 35分鐘 汽油發動機電子控制系統的組成、功能及工作原理 45分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】簡述汽油發動機電子控制系統的組成、功能及工作原理 【教學內容】

§2-1 現代汽油噴射系統的分類

一、電控燃油噴射系統的分類 1.按噴射系統執行機構不同分類

①多點噴射系統（MPI）：多點噴射系統是指在每一個氣缸的進氣門前均安裝一只噴油器,噴油器適時噴油。

②單點噴射系統（SPI）：單點噴射系統是指在節流閥體上安裝一只或兩只噴油器,向進氣歧管中噴油形成燃油混合氣,進氣行程時燃油混合氣被吸入氣缸內。2.按噴射控制裝置的形式不同分類

①機械式：空氣計量器與燃油分配器組合在一起,空氣計量器檢測空氣流量的大小后,靠連接桿傳北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第2頁 總37頁 動操縱燃油分配器的柱塞動作,以燃油計量槽開度的大小控制噴油量,達到控制混合氣空燃比的目的。

②電子控制式：根據各種傳感器送至電腦的發動機運行狀況的信號,由電腦運算后,發出控制噴油量和點火時刻等多種執行指令,實現多種機能的控制.即為發動機電子集中控制系統。

③機電一體混合式：在燃油分配器上安裝了一個由電腦控制的電液式壓差調節器,電腦根據水溫、節氣門位置等傳感器的輸入信號控制電液式壓差調節器動作,以調節燃油供給量。3.按噴射方式不同分類

①間歇噴射系統：在發動機運轉期間汽油間歇噴射是在進氣過程中的某時間內進行的,噴油量大小取決于噴油器持續開啟時間,即電腦指令的噴油脈沖寬度。

②連續噴射系：燃油噴射的時間占有全部工作循環的時間,連續噴射都是噴在進氣道內,大部分燃油是在進氣門關閉后噴射。4．按噴射位置的不同分類 ①進氣道噴射式 ②缸內直接噴射式 5.按噴射時序分類

①同時噴射：同時噴射是指發動機在運轉期間,各缸噴油器同時開啟且同時關閉,由電腦的同一個噴油指令控制所有的噴油器同時動作。

②分組噴射：分組噴射是指將噴油器分成兩組交替噴射,電腦發出兩路噴油指令,每路指令控制一組噴油器。

③順序噴射：順序噴射是指噴油器按發動機各缸進氣行程的順序輪流噴射,它具有噴射正時,由電腦根據曲軸位置傳感器提供的信號,辨別各缸的進氣行程,適時發出各缸的噴油脈沖信號,以實現次序噴射的功能。

a）同時噴射 b）分組噴射 c）順序噴射 6.按空氣流量的檢測方式分類

汽油噴射系統: ①歧管壓力計量式（D型EFI系統）

②翼片式或葉片式（L型EFI系統）③卡門旋渦式（L型EFI系統）④熱線式（LH型EFI系統）北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第3頁 總37頁

⑤熱膜式（LH型EFI系統）

1）、歧管壓力計量式 將歧管壓力和轉速信號輸送到電腦,由電腦根據該信號計算出充氣量,再產生與之相對應的噴油脈沖,控制噴油器噴射適量的燃油.2）、翼片式和卡門旋渦式 其計量方式屬于體積流量型,即通過計量氣缸充氣的體積,將物理量轉變成電信號輸送至電腦,電腦計算出與該體積的空氣相適應的噴油量以控制混合氣空燃比。

3）、熱線式和熱膜式 直接測量進入氣缸內空氣的質量,將該空氣的質量轉換成電信號,輸送給電腦,由電腦根據空氣的質量計算出與之相適應的噴油量,以控制空燃比在最佳值。

二、電控汽油噴射系統的優點

1.能實現空燃比的高精度控制 2.充氣效率高 3.瞬時響應快

4.起動容易,暖機性能好 5.節油和排放凈化效果明顯

6.減速斷油功能也能降低排放,節省燃油 7.便于安裝。

§2-2汽油發動機電子控制系統的組成及功能

一、進氣系統

1、組成:空氣濾清器、空氣流量計、節氣門、進氣總管、進氣歧管、怠速控制裝置。

2、功能:為發動機可燃混合氣的形成提供必須的空氣。

3、工作原理:行駛時,空氣的流量由通道中的節氣門來控制。怠速時,節氣門關閉,空氣由旁通氣道通過。怠速控制是由怠速調整螺釘和怠速空氣調整器調整流經旁通道的空氣量來實現的。如圖所示：

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第4頁 總37頁

二、燃油系統

1、組成: 燃油泵、燃油濾清器、燃油脈動減振器、噴油器、燃油壓力調節器及供油總管等組成。

2、功能: 提供潔凈和壓力穩定不變的燃油,并根據電腦指令噴射適量的燃油。

3、工作原理:具有一定壓力的燃油送到各噴油器,噴油器根據電腦的噴油指令,開啟噴油閥,將適量的燃油噴于進氣門前,待進氣時將燃油混合氣吸入氣缸。

三、點火系統

1、組成: 點火電子組件、點火線圈、火花塞、及高壓導線等。

2、功能: 計算出點火時刻和通電時間。

3、工作原理: 電腦根據曲軸位置傳感器和轉速、水溫等工況傳感器信號計算出點火時刻和通電時間,將計算結果送到點火電子組件,由點火電子組件控制點火線圈的初級電路接通和斷開,使火花塞點火。

四、電子控制系統、1、組成: 傳感器、ECU和執行器三部分組成。

2、功能: 根據發動機各種傳感器送來的信號控制噴油時間、點火時刻等等。

3、工作原理: 電腦根據空氣流量計計算進氣量，根據進氣量和轉速計算出基本噴油持續時間，然后進行溫度、海拔高度、節氣門開度等各種工作參數的修正,得到最佳噴油持續時間。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第5頁 總37頁

第三講

第二章 汽油機燃油噴射系統(2/8)

【課 題】 §2-2汽油機燃油噴射系統的組成及工作原理 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業 【鞏固上講內容】 發動機電控系統的基本組成

【教學目的與要求】 掌握汽油發動機電子控制系統的組成及功能

了解汽油發動機電子控制系統的工作原理

【教學重點與難點】掌握EFI系統的工作原理

掌握汽油發動機電子控制系統的燃油噴射控制

【教學難點】汽油發動機電子控制系統的工作原理 【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

現代汽油噴射系統的工作原理 40分鐘 汽油發動機電子控制系統的燃油噴射控制 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】簡述同時噴射、分組噴射和順序噴射的區別 【教學內容】

§2-2 ＥＦＩ系統的工作原理

一、EFI系統的工作原理

（一）Ｄ型ＥＦＩ系統

1、燃油壓力的建立與燃油噴射方式

油箱內的燃油被燃油泵吸出并加壓至350KPa左右,經燃油濾清器濾去雜質后,被送至發動機上方的燃油分配油管.分配油管與安裝在各缸進氣歧管上的噴油器相通.噴油器是一種電磁閥,由ECU控制.通電時電磁閥開啟,壓力燃油以霧狀噴入進氣歧管內,與空氣混和,在進氣行程中被吸進氣缸.分配油管的未端裝有燃油壓力調節器,用來調整分配油管中汽油的壓力,使油壓保持某一定值（約250-300KPa）.多余的燃油從燃油壓力調節器上的回油口經回油管返回油箱。

2、進氣量的控制與測量 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第6頁 總37頁

進氣量由駕駛員通過加速踏板操縱節氣門來控制。節氣門開度不同，進氣量也不同，同時進氣歧管內的真空度也不同。在同一轉速下，進氣歧管真空度與進氣量有一定關系。進氣壓力傳感器可將進氣歧管內真空度的變化轉變成電信號的變化，并傳送給ECU，ECU根據進氣歧管真空度的大小計算出發動機進氣量。

3、噴油量與噴油時刻的確定

噴油量由ECU控制。ECU根據進氣壓力傳感器測量得的信號計算出進氣量，再根據分電器中的曲軸位置傳感器測得信號計算出發動機轉速，根據進氣量和轉速計算出相應的基本噴油量；ECU控制各缸噴油器在每次進氣行程開始之前噴油一次，并通過控制每次噴油的持續時間來控制噴油量。噴油持續時間愈長，噴油量就愈大。一般每次噴油的持續時間2-10ms。各缸噴油器每次噴油的開始時刻則由ECU根據曲軸位置傳感器測得的1缸上止點的位置來控制。由于這種類型的燃油噴射系統的每個噴油器在發動機一個工作循環中只噴油一次，故屬于間歇噴射方式。

4、不同工況下的控制模式

電控燃油噴射系統能根據各個傳感器測得的發動機各種運轉參數，判斷發動機所處的工況，選擇不同模式的程序控制發動機的運轉，實現起動加濃、暖機加濃、加速加濃、全負荷加濃、減速調稀、強制怠速斷油、自動怠速控制等功能。

D型ＥＦＩ系統具有結構簡單、工作可靠等優點，但由于采用壓力作為控制噴油量的主要因素，因此，存在這樣的缺點：在汽車突然制動或下坡行駛中節氣門關閉時，加速反應效果不良；當大氣狀況較大變化時，會影響控制精度。現代汽車使用的D型ＥＦＩ 系統都是經過改進了的，即采用運算速度快、內存容量大的ECU，大大提高了控制精度，控制的功能也更加完善。這種系統通常用于中檔車型上，如豐田HIACE小客車、豐田CROWN轎車等。(二)L型ＥＦＩ系統

L型ＥＦＩ系統是在D型ＥＦＩ系統的基礎上，經改進而形成的。它是目前汽車上應用最廣泛的燃油噴射系統。L型ＥＦＩ系統的構造和工作原理與D型ＥＦＩ系統基本相同，但它以空氣流量計代替D型ＥＦＩ系統中的進氣壓力傳感器，可直接測量發動機進氣量，提高了控制精度。(三)Mono系統

該系統是一種低壓中央噴射系統，是單點噴射系統。在原來安裝化油器的部位僅用一只電磁噴油器進行集中噴射，與化油器相比，能迅速地輸送燃油通過節氣門，在節氣門上方沒有或極少發生燃油附著管壁現象，因而消除了由此而引起的混合與燃燒的延遲，縮短了供油和空燃比信息反饋之間的時間間隔，提高了控制精度，改善了排放。

二、燃油噴射控制 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第7頁 總37頁

（一）噴油正時控制

電控汽油噴射系統的控制功能包括噴油正時控制、噴油量控制、燃油停供控制和燃油泵控制。對于多點間歇噴射發動機，噴油正時分為同步噴油和異步噴油。

同步是指發動機各缸工作循環，在既定的曲軸轉角進行噴油，同步噴油有規律性。

異步噴油與發動機的工作不同步，無規律性，是在同步噴油的基礎上，為改善發動機的性能額外增加的噴油。

1．同步噴油正時控制（1）同時噴射

原理：各缸噴油器都由ECU控制，同時噴油和停油。

噴油正時控制是以發動機最先進入作功行程的缸為基準，在該缸排氣行程上止點前某一位置，ECU輸出指令信號，接通該組噴油器電磁線圈電路開始噴油。

同時噴射控制電路圖

同時噴射特點，如下圖所示 每個工作循環同時噴油2次

各缸噴油時間不可能最佳，混合氣質量不一致 電路結構與軟件較簡單，早期多采用

同時噴射正時圖

（2）分組噴射

原理：把所有噴油器分成2～4組，由ECU分組控制噴油器。

以各組最先進入作功的缸為基準，在該缸排氣行程上止點前某一位置，ECU輸出指令信號，接通北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第8頁 總37頁 該組噴油器電磁線圈電路，開始噴油。

分組噴射控制電路圖

特點：每個工作循環各組均噴射1次（或2次）

分組噴射正時圖

（3）順序噴射

原理：噴油器驅動回路數與氣缸數目相等。

ECU根據凸輪軸位置傳感器（G信號）、曲軸位置傳感器（Ne信號）和發動機的作功順序，確定各缸工作位置。當確定各缸活塞運行至排氣行程上止點某一位置時，ECU輸出噴油控制信號，接通噴油器電磁線圈電路，該缸開始噴油。

順序噴射控制電路圖

順序噴射特點：

能夠設立最佳噴油時間，對混合氣形成有利；噴油正時在排氣上止點前60-70°； 控制軟件復雜。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第9頁 總37頁

順序噴射正時圖

（二）噴油量控制 1．起動噴油控制

在發動機轉速低于規定值或點火開關接通位于STA（起動）檔時，ECU根據冷卻液傳感器信號（THW信號），由內存的水溫——噴油時間圖，確定基本噴油時間，根據進氣溫度傳感器（THA信號）對噴油時間作修正（延長或縮短）。然后在根據蓄電池電壓適當延長噴油時間，以實現噴油量的進一步的修正，即電壓修正。

2．起動后噴油量控制

噴油持續時間 = 基本噴油持續時間×噴油修正系數 + 電壓修正值（1）基本噴油時間：

D型EFI系統的基本噴油時間是根據發動機轉速信號和進氣管絕對壓力信號確定。L型EFI系統的基本噴油時間是由發動機轉速信號和空氣流量計信號確定。

（2）起動后各工況下噴油量的修正：

①起動后加濃修正:根據冷卻液溫度確定噴油時間的初始修正值；

②暖機加濃修正:在達到正常溫度之前，根據冷卻液溫度信號進行噴油時間修正； ③進氣溫度修正:根據進氣溫度傳感器提供的進氣溫度信號（THA信號），對噴油時間進行修正；低于20℃是空氣密度大，ECU適當的增加噴油時間，高于20℃的適當的減少噴油時間。

④大負荷加濃:根據PIM信號和Vs信號以及節氣門位置傳感器輸送的全負荷信號（PSW信號）或VTA信號判斷發動機負荷狀況，大負荷時適當增加噴油時間。

⑤過渡工況空燃比控制:主要根據PIM信號或Vs信號、Ne信號、SPD信號、VTA信號、北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第10頁 總37頁

NSW信號判斷過渡工況，對噴油時間進行修正。

⑥怠速穩定性修正:ECU根據PIM信號和Ne信號對噴油量進行修正，隨著進氣管絕對壓力增大或怠速降低，適當增加噴油時間；反之，減少噴油時間。

3．斷油控制

-減速斷油控制——當汽車減速時，ECU將會切斷燃油噴射控制電路，停止噴油，以降低碳氫化合物及一氧化碳的排放量。

-超速行駛斷油——加速時，發動機超過安全轉速或汽車車速超過設定的最高車速時，ECU將切斷燃油噴射控制電路，停止噴油，防止超速。

4．異步噴油量控制

發動機起動和加速時的異步噴油量是固定，各缸噴油器以一個固定的噴油持續時間，同時向各缸增加一次噴油。

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第11頁 總37頁

第四講

第二章 汽油機燃油噴射系統(3/8)

【課 題】 §2-3汽油機燃油供給系統的結構及工作原理 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業 【鞏固上講內容】 EFI系統的工作原理

【教學目的與要求】 掌握電動燃油的結構及工作原理

掌握電動燃油泵控制電路的檢修

【教學重點】 電動燃油泵的結構和工作原理 【教學難點】 電動燃油泵控制電路的檢修

【授課方法】講授法、現場教學法（配備實物模型及發動機實驗臺）【課時分布】鞏固上講內容 5分鐘

電動燃油的結構及工作原理 40分鐘 電動燃油泵控制電路的檢修 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢查燃油系統的油壓？ 【教學內容】

§2-3汽油機燃油供給系統的工作原理

燃油供給系統由電動燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節器、脈動阻尼器及油管組成。

一、電動燃油泵

1．作用：給電控燃油噴射系統提供具有一定壓力的燃油。2．類型：

（1）按安裝位置不同分為：

內置式——安裝在油箱中，具有噪聲小、不易產生氣阻、不易泄漏、管路安裝簡單。外置式——串接在油箱外部的輸油管路中，易布置、安裝自由大，單噪聲大，易產生氣阻。（2）按電動燃油泵的結構不同分為：渦輪式、滾柱式、轉子式和側槽式。3．電動燃油泵的結構 1）渦輪式電動燃油泵

（1）結構：主要由燃油泵電動機、渦輪泵、出油閥、卸壓閥組成。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第12頁 總37頁

（2）原理

油泵電動機通電時，電動機驅動渦輪泵葉片旋轉，由于離心力的作用，使葉輪周圍小槽內的葉片貼緊泵殼，將燃油從進油室帶往出油室。由于進油室的燃油不斷增多，形成一定的真空度，將燃油從進油口吸入；而出油室燃油不斷增多，燃油壓力升高，當達到一定值時，頂開出油閥出油口輸出。出油閥在油泵不工作時阻止燃油流回油箱，保持油路中有一定的壓力，便于下次起動。如圖

渦輪式電動燃油泵結構示意圖

1—前軸承2—電動機定子3—后軸承4—出油閥5—出油口6—卸壓閥 7—電動機轉子 8—葉輪 9—進油口 10—泵殼體 11—葉片

（3）優點

泵油量大、泵油壓力較高、供油壓力穩定、運轉噪聲小、使用壽命長等優點。此外，由于不需要消聲器所以可以小型化，因此廣泛的應用在轎車上。如捷達、本田雅閣。

2）滾柱式電動燃油泵（1）結構

主要由燃油泵電動機、滾柱式燃油泵、出油閥、卸壓閥等組成。（2）原理

當轉子旋轉時，位于轉子槽內的滾柱在離心力的作用下，緊壓在泵體內表面上，對周圍起密封作用，在相鄰兩個滾柱之間形成工作腔。在燃油泵運轉過程中，工作腔轉過出油口后，其容積不斷增大，形成一定的真空度,當轉到與進油口連通時，將燃油吸入；而吸滿燃油的工作腔轉過進油口后，容積不斷減小，使燃油壓力提高，受壓燃油流過電動機，從出油口輸出。

二、燃油泵控制 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第13頁 總37頁

（1）ECU控制的燃油泵控制電路

燃油泵ECU控制電路

工作原理：

起動或重負荷時：發動機ECU通過FPC端子向燃油泵ECU發出高電平信號，燃油泵ECU向燃油泵輸出高電壓(約12V)，燃油泵高速運轉。

怠速或輕負荷時：發動機ECU通過FPC端子向燃油泵ECU發出低電平信號，燃油泵ECU向燃油泵輸出低電壓(約9V)，燃油泵低速運轉。

（2）燃油泵開關控制的燃油泵控制

主要用于裝用葉片式空氣流量計的L型EFI系統中。如圖所示：

開關控制的燃油泵電路

控制原理： 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第14頁 總37頁

起動時：起動機繼電器閉合，開路繼電器線圈L1通電，開路繼電器觸點閉合，燃油泵運轉。起動后正常運轉：翼片式空氣流量計中的翼片因進氣氣流轉動，使燃油泵開關閉合，開路繼電器線圈L2通電，開路繼電器觸點閉合，燃油泵運轉

發動機停轉時：L1和L2線圈不通電，燃油泵停止工作。（3）采用轉速控制的燃油泵控制電路

如圖所示，此控制電路根據發動機轉速和負荷的變化，通過燃油泵繼電器改變油泵的供電線路，從而控制油泵的工作轉速。

轉速控制的燃油泵控制電路

工作原理：

點火開關STA：起動機繼電器閉合，同時ECU有STA信號，起動機起動。STA信號和NE信號輸入ECU：Tr1接通，開路繼電器閉合，燃油泵運轉。

起動或重負荷時：ECU中的Tr2斷開，燃油泵繼電器閉合，燃油泵高速運轉；怠速或輕負荷時：ECU中的Tr2接通，燃油泵繼電器斷開，電流流過燃油泵電阻器，燃油泵低速運轉

三、燃油泵及控制電路的檢修

1．燃油系統油壓的檢查

（1）檢查油箱中的燃油，釋放燃油系統壓力。（2）檢查蓄電池，拆下負極電纜。

（3）將專用壓力表接在脈動阻尼器位置（對于韓國大宇或通用）或進油管接頭處（對于豐田）。（4）接上負極電纜，起動發動機使其維持怠速運轉。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第15頁 總37頁

（5）拆下燃油壓力調節器上真空軟管，用手堵住進氣管一側，檢查油壓表指示的壓力，多點噴射系統應為0.25 ～0.35MPa ,單點噴射系統為0.07～0.10MPa。若過低，說明燃油壓力調節器有故障，更換后仍過低，應檢查是否有堵塞或泄露，如沒有，應更換燃油泵；若過高，應檢查回油管是否堵塞，若正常，說明燃油壓力調節器有故障。

（6）接上燃油壓力調節器的真空軟管，檢查燃油壓力表的指示應有所下降（約為0.05 MPa），否則檢查真空管是否有堵塞和漏氣，若正常，說明燃油壓力調節器有故障。

（7）將發動機熄火，等待10min后觀察壓力表的壓力，多點噴射系統不低于0.20 MPa，單點噴射系統不低于0.05 MPa。

（8）檢查完畢后，應釋放系統壓力拆下油壓表，裝復燃油系統。2．燃油泵控制電路的檢查

（1）用專用導線將診斷座上的燃油泵測試端子跨接到12V電源上。（2）將點火開關轉至“ON”位置，但不要起動發動機。

（3）旋開油箱蓋能聽到燃油泵工作的聲音，或用手捏進油軟管應感覺有壓力。（4）若聽不到燃油泵的工作聲音或進油管無壓力，應檢修或更換燃油泵。

（5）若有燃油泵不工作故障，且上述檢查正常，應檢查燃油泵電路導線、繼電器、易熔線和熔絲有無斷路。3．燃油泵的拆裝與檢測

拆裝燃油泵時注意：應釋放燃油系統壓力，并關閉用電設備。拆下燃油泵后，測量燃油泵兩端子之間電阻，應為2～3Ω。用蓄電池直接給燃油泵通電，應能聽到油泵電機高速旋轉的聲音。

注意：通電時間不能太長。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第16頁 總37頁

第五講

第二章 汽油機燃油噴射系統(4/8)

【課 題】 §2-3汽油機燃油供給系統的結構及工作原理 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 電動燃油泵的結構及工作原理；燃油系統油壓的檢查

【教學目的與要求】 掌握油壓調節器、噴油器、冷啟動噴油器等元件的結構及工作原理

掌握壓調節器、噴油器、冷啟動噴油器等元件的檢修

【教學重點】 壓調節器、噴油器、冷啟動噴油器等元件的結構和工作原理 【教學難點】 壓調節器、噴油器、冷啟動噴油器等元件控制電路的檢修 【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

壓調節器、噴油器、冷啟動噴油器等元件的結構和工作原理 40分鐘 壓調節器、噴油器、冷啟動噴油器等元件控制電路的檢修 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢修噴油器？ 【教學內容】

§2-3汽油機燃油供給系統的工作原理

三、燃油濾清器

功用：濾清燃油中的雜質和水分，防止燃油系統堵塞，減小機件磨損，保證發動機正常工作。一般采用紙質濾心，每行駛20000～40000㎞或1到2年應更換，安裝時應注意燃油流動方向的箭頭，不能裝反。

四、脈動阻尼器

功用：減小在噴油器噴油時，油路中的油壓可能會產生微小的波動，使系統壓力保持穩定。組成：由膜片、回位彈簧、閥片和外殼組成。

原理：發動機工作時，燃油經過脈動阻尼器膜片下方進入輸油管，當燃油壓力產生脈動時，膜片彈簧被壓縮或伸張，膜片下方的容積稍有增大或減小，從而起到穩定燃油系統壓力的作用。

五、燃油壓力調節器

1．作用：穩定燃油管的壓力，使它與進氣歧管之間的壓力差保持恒定為250～300 kPa。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第17頁 總37頁 2．燃油管壓力與進氣歧管壓力保持恒定的壓力差

ECU對噴油質量的控制是時間控制，噴油壓力便成影響噴油量和空燃比的重要因素，若在相同的噴油持續時間，若噴油壓力不同，噴油量也不同。為了精確的控制噴油量和空燃比，必須確保噴油壓力與進氣歧管真空度之間的壓力差為恒定值。3．組成：

主要由閥片、膜片、膜片彈簧和外殼組成。4．原理：

發動機工作時，燃油壓力調節器膜片上方承受的壓力為彈簧壓力和進氣管內氣體的壓力之和，膜片下方承受的壓力為燃油壓力，當壓力相等時，膜片處于平衡位置不動。當進氣管內氣體壓力下降時，膜片向上移動，回油閥開度增大，回油量增多，使輸油管內燃油壓力也下降；反之，進氣管內氣體壓力升高時,燃油的壓力也升高。5．燃油壓力調節器的檢修 1）燃油壓力調節器的就車檢查（1）燃油壓力調節器工作情況的檢查

檢查時用油壓表測量發動機怠速運轉時的燃油壓力，然后拆下調節器上的真空軟管。這時燃油壓力應升高50Kpa，否則應予以更換。（2）燃油壓力調節器保持壓力的檢查

將燃油壓力表接入燃油管路，用一根導線將電動燃油泵的兩個檢測孔短接；打開點火開關，讓電動燃油泵運轉10秒，然后關閉點火開關取下導線；再將燃油壓力調節器的回油管夾緊，5分鐘后觀察油壓，如果該油壓下降，表明調節器有泄露，應更換。2）燃油壓力調節器的拆卸檢查

拆下燃油壓力調節器的進油管和真空軟管，這時兩者之間應不通；否則，表明有泄露，應予以更換。

六、噴油器

1．功用：根據ECU指令，控制燃油噴射量。

2．安裝：單點噴射系統安裝在節氣門體空氣入口處，多點噴射安裝在進氣歧管。3．構造：由濾網、線束連接器、電磁線圈、回位彈簧、銜鐵和針閥等組成。

4．原理：當電磁線圈通電時，產生電磁吸力，將銜鐵吸起并帶動針閥離開閥座，同時回位彈簧被壓縮，燃油經過針閥并由軸針與噴口的環隙或噴孔中噴出；當電磁線圈斷電時，電磁吸力消失，回位彈簧迅速使針閥關閉，噴油器停止噴油。

5．類型：高阻（電阻13～16Ω）和低阻（電阻2～3Ω）。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第18頁 總37頁

6．驅動方式：電流驅動和電壓驅動 7．噴油器檢修

（1）噴油器泄露情況的檢查 將噴油器裝在分配油管上，用一根導線將診斷座上燃油泵的檢測插孔短接，并打開點火開關。燃油泵開始運轉，注意觀察噴油器有無漏油。如果漏油，其漏油量在1分鐘內應少于一滴，否則應予以更換。

（2）噴油器電阻檢查 低電阻阻值為2～3Ω，高電阻阻值為13～16Ω。低阻值的噴油器不可直接與蓄電池連接，應串聯一個適當阻值的5壓電阻，以免燒壞電磁線圈。

（3）噴油量檢查 用專用設備檢查，檢查15s內的噴油量應為50～70ml，重復測量三次。8．噴油器的控制電路

噴油器電流驅動電路

9．噴油器的控制電路的檢查

（1）拔下噴油器連接器插頭。（2）接通點火開關，不要啟動發動機。

（3）測量噴油器控制線連接器插頭上的電源線的電壓，應為12V。若無電壓，檢查點火開關及熔斷器或主繼電器及線路。

（4）檢查ECU的噴油器搭鐵線，搭鐵是否良好。

（5）將專用檢查試燈串接到噴油器連接器兩插頭上，起動發動機，試燈應閃爍，不亮或不閃爍則控制回路有故障，可檢查噴油器至ECU的線路和ECU是否有故障，也可以用示波器檢測噴油器脈沖波形，對控制電路進行檢查。

七、冷起動噴油器及其控制電路

1．功用：在發動機冷起動時噴油，以加濃混合氣，改善發動機的冷起動性能。

2．原理：發動機起動時，起動繼電器線圈通電，觸點閉合使蓄電池電壓送至冷起動噴油器，正時開關控制冷起動搭鐵回路接通，冷起動噴油器噴油。若冷卻水溫度較高，正時開關則斷開，冷起動噴油器不噴油。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第19頁 總37頁

3．冷起動噴油器的控制類型

（1）熱限時開關控制 發動機在熱狀態下起動時，熱限時開關處于關斷狀態，冷起動噴油器不噴油；低溫起動時，觸點閉合，冷起動噴油器噴油，經一定時間觸點斷開，冷起動噴油器停止噴油。

（2）ECU和熱限時開關協同作用 當水溫在20-25攝氏度時，由熱限時開關控制；當水溫在25-當水溫在20-25攝氏度時，由ECU繼續控制，水溫超過60攝氏度時，ECU使冷起動噴油器停止供油。

4．冷起動噴油器的檢修

（1）冷起動噴油器的就車檢查 用萬用表檢查電阻。

（2）冷起動噴油器的檢驗 檢查泄漏情況及噴油量，與噴油器的方法相同。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第20頁 總37頁

第六講

第二章 汽油機燃油噴射系統(5/8)

【課 題】 §2-4汽油機空氣供給系統的組成及工作原理 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 §2-3汽油機燃油供給系統的結構及工作原理 【教學目的與要求】 掌握怠速空氣調整器的結構和工作原理

掌握各類怠速空氣調整器的檢修

【教學重點】 掌握怠速空氣調整器的結構及檢修 【教學難點】 怠速空氣調整器的工作原理 【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

怠速空氣調整器的結構及工作原理 40分鐘 怠速空氣調整器控制電路的檢修 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢修怠速步進電機？ 【教學內容】

§2-4汽油機空氣供給系統的工作原理

一、空氣供給系統基本元件的構造

（一）空氣濾清器

一般為干式紙質濾心式，結構與普通發動機上相同。

（二）節氣門體與怠速調整螺釘

節氣門體安裝在進氣管中，來控制發動機正常工況下的進氣量。主要由節氣門、節氣門位置傳感器、怠速空氣道等組成。節氣門位置傳感器裝在節氣門軸上，來檢測節氣門的開度。有的車上還設有副節氣門和副節氣門位置傳感器，例如在LS400上還設有牽引控制系統（TRC），當車輛處于TRC控制狀態行駛時，無論是起步、勻速或加減速工況，汽車均能根據道路狀況確保輸出最佳的驅動力和牽引性能。在TRC控制行駛狀態下，發動機的主節氣門由主節氣門強制開啟器打開（全開），進氣量由副節氣門控制，節氣門開度信號也由副節氣門位置傳感器負責將信號傳送給ECU。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第21頁 總37頁 注意：裝有節氣門限位螺釘的汽車，一般不允許調節節氣門限位螺釘，除非怠速控制閥發生故障而無法及時修復，可通過調整節氣門最小開度來保持發動機怠速運轉，故障排除后，應將節氣門限位螺釘調回原位。

（三）怠速控制系統的工作原理

1．怠速控制系統的功能：

用高怠速實現發動機起動后的快速暖機過程。自動維持發動機怠速在目標轉速下穩定運轉。2．怠速控制的方法：節氣門直動式和旁通空氣式。3．怠速空氣閥（1）功用：

提高冷起動怠速，加快暖機預熱過程，增加暖機過程中所需的空氣量，也稱高怠速控制 發動機完成暖機后，通過輔助空氣閥的空氣被自動切斷，恢復正常怠速 現代發動機集中管理系統，高怠速控制由怠速控制閥完成（2）石臘式補充空氣閥

當冷卻液溫度>80℃時，閥門完全關閉（3）雙金屬片式補充空氣閥

雙金屬片的動作由加熱線圈通電時間或發動機水溫決定，當水溫<-20℃時，閥門全開；當水溫>60℃時，閥門全閉 4．旋轉滑閥式怠速控制閥 1）控制閥的結構與工作原理

ECU控制兩個線圈的通電或斷開，改變兩個線圈產生的磁場，兩線圈產生的磁場與永久磁鐵形成的磁場相互作用，可改變控制閥的位置，從而調節怠速空氣口的開度，以實現怠速控制。

工作原理：ECU控制旋轉滑閥式怠速控制閥的兩個線圈的平均通電時間（占空比）來實現怠速的調整。2）控制閥的控制內容

包括起動控制、暖機控制、怠速穩定控制、怠速預測控制和學習控制。3）控制閥的檢修

（1）拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發動機，分別檢測電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓。

（2）發動機達到正常工作溫度、變速器處于空擋位置時，使發動機維持怠速運轉，用專用短接線接故障診斷座上的TE1與E1端子，發動機轉速應保持在1000～1200r/min，5s后轉北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第22頁 總37頁

速下降約200 r/min。

（3）拆下怠速控制閥上的三端子線束連接器，在控制閥側分別測量中間端子（＋B）與兩側端子（ISC1和ISC2）的電阻應為18.8～22.8Ω。5．步進電動機型怠速控制閥 1)控制閥的結構與工作原理

步進電機主要由轉子和定子組成，絲杠機構將步進電機的旋轉運動轉變為直線運動，使閥心作軸向移動，改變閥心與閥座之間的間隙。

2）豐田車系步進電機型怠速控制閥工作過程，如圖所示：

轉子八對磁極，定子A、B各16個爪極，定子線圈A的兩組線圈與定子線圈B的兩組線圈反極性，定子共分為32個磁極爪，步進一個爪極轉角11.25°，步進32步轉子轉一圈，豐田車系步進電機0~125步。

怠速步進電機結構示意圖

工作原理，當ECU控制使步進電機的線圈按1-2-3-4順序依次搭鐵時，定子磁場順時針轉動，由于與轉子磁場間的相互作用，使轉子隨定子磁場同步轉動。同理，步進電動機的線圈按相反的順序通電時，轉子則隨定子磁場同步反轉。定子有32個爪級，步進電動機每轉一步為1/32圈，工作范圍為0～125個步進級。3）步進電機的檢修

①拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發動機，分別檢測B1和B2與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓。

②發動發動機后再熄火時，2～3s內在怠速控制閥附近應能聽到內部發出的“嗡嗡”響聲。③拆下控制閥線束連接器，測量B1與S1和S3、B2與S2和S4間的電阻，應為10～30Ω。④拆下怠速電磁閥，將蓄電池正極接至B1和B2端子，負極按順序依次接通S1—S2—S3—北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第23頁 總37頁

S4端子時，隨步進電動機的旋轉，控制閥應向外伸出，若負極按反方向接通S4—S3—S2—S1端子，則控制閥應向內縮回。6．占空比控制電磁閥型怠速控制閥 1）控制閥的結構與工作原理

結構主要由控制閥、閥桿、線圈和彈簧等組成。

工作原理：控制閥的開度取決于線圈產生的電磁力大小，與旋轉閥型怠速控制閥相同，ECU是通過控制輸入線圈脈沖信號的占空比來控制電場強度，以調節控制閥的開度，從而實現怠速空氣量的控制。2）控制閥的控制內容

包括起動控制、暖機控制、怠速穩定控制、怠速預測控制和學習控制。3）控制閥的檢修

①拆下控制閥線束連接器，點火開關置“ON”，不起動發動機，分別檢測電源端子與搭鐵間的電壓，為蓄電池電壓。

②拆下怠速控制閥上的兩端子線束連接器，在控制閥側分別測量兩端子之間電阻應為10～15Ω。

7．開關型怠速控制閥

1）控制閥的結構與工作原理

主要由線圈和控制閥組成。工作原理與占空比電磁閥相同，不同的是開關型怠速控制閥工作時，ECU只對閥內線圈通電和斷電兩種狀態控制。2）控制閥的控制內容

只進行通、斷電的控制。由于旁通氣量少，為此需要快怠速控制輔助控制發動機暖機過程的空氣量。

二、怠速控制閥控制的內容

1、起動初始位置的設定

關閉點火開關使發動機熄火后，ECU的M—REL端子向主繼電器線圈供電延續約2～3s。在這段時間內，蓄電池繼續給ECU和步進電動機供電，ECU使怠速控制閥回到起動初始位置。

2、起動控制

在起動期間，ECU根據冷卻液溫度的高低控制步進電動機，調節控制閥的開度，使之到起動后暖機控制的最佳位置，此位置隨冷卻液溫度的升高而減小。

3、暖機控制

在暖機過程中，ECU根據冷卻液溫度信號按內存的控制特性控制怠速控制閥的開度，隨溫度上升，北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第24頁 總37頁 怠速控制閥開度漸漸減小。當冷卻液溫度達到70℃時，暖機控制過程結束。

4、怠速穩定控制

當轉速信號與確定的目標轉速進行比較有一定差值時（一般為20r/min），ECU將通過步進電動機控制怠速控制閥，調節怠速空氣供給量，使發動機的實際轉速與目標轉速相同。

5、怠速預測控制

在發動機負荷發生變化時，為了避免怠速轉速波動或熄火，ECU會根據各負荷設備開關信號，通過步進電動機提前調節怠速控制閥的開度。

6、電器負荷增多時的怠速控制

如電器負荷增大到一定程度時，蓄電池電壓會降低，為了保證電控系統正常的供電電壓，ECU根據蓄電池電壓調節怠速控制閥的開度，提高發動機怠速轉速，以提高發動機的輸出功率。

7、學習控制

由于磨損原因導致怠速控制閥性能發生變化，怠速控制閥的位置相同時，實際的怠速轉速與設定的目標轉速略有不同，ECU利用反饋控制使怠速轉速回歸到目標轉速的同時，還可將步進電動機轉過的步數存儲在ROM中，以便在此后的怠速控制過程中使用。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第25頁 總37頁

第七講

第二章 汽油機燃油噴射系統(6/8)

【課 題】 §2-4汽油機空氣供給系統的組成及工作原理 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 汽油機空氣供給系統的組成及工作原理 【教學目的與要求】 掌握空氣流量計的結構及工作原理

掌握空氣流量計控制電路的檢修

【教學重點】 空氣流量計控制電路的檢修 【教學難點】 空氣流量計的結構及工作原理 【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

空氣流量計的結構及工作原理 40分鐘

空氣流量計控制電路的檢修 40分鐘

小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢修各類空氣流量計？ 【教學內容】

§2-5汽油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理

一、空氣流量計

空氣流量計的類型：葉片式、卡門渦旋式、熱線式和熱膜式。1．葉片式空氣流量計

1）結構

如圖，空氣流量計主要由測量板、補償板、回位彈簧、電位計、旁通氣道組成，此外還包括怠速調整螺釘、油泵開關及進氣溫度傳感器等。

在流量計內還設有緩沖室和緩沖葉片，利用緩沖室內的空氣對緩沖葉片的阻尼作用，可減小發動機進氣量急劇的變化引起測量葉片脈動，提高測量精度。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第26頁 總37頁

l—電位計滑臂2—可變電阻3—接進氣管4—測量葉片5—旁通空氣道 6—接空氣濾清器 2）工作原理

來自空氣濾清器的空氣通過空氣流量計時，空氣推力使測量板打開一個角度，當吸入空氣推開測量板的力與彈簧變形后的回位力相平衡時，葉片停止轉動。與測量板同軸轉動的電位計檢測出葉片轉動的角度，將進氣量轉換成電壓信號VS送給ECU。3）檢測

測量VC與E2、VS與E2、THA與E2之間的電阻。點火開關ON，測量各端子之間的電壓。測量燃油泵開關的導通性。

葉片式空氣流量計電路圖

2．卡門旋渦式空氣流量計

在氣流通道中放一個錐狀的渦流發生器，氣體通過時在錐體后產生許多卡門旋渦的渦流串。卡門旋渦的頻率和空氣流速之間存在一定的關系。測得卡門旋渦的頻率就可以求出空氣的流速，再乘以空氣通道面積就可以得到進氣的體積流量。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第27頁 總37頁

1）分類：按檢測分為超聲波檢測和反光鏡檢測法。2）反光鏡檢測法

檢測部分結構：鏡片、發光二級管和光電晶體管組成。

原理：空氣流經過發生器時，壓力發生變化，經壓力導向孔作用在反光鏡上，使反光鏡發生振動，從而將發光二極管投射的光發射給光電管，對反射光進行檢測。即可得到渦流的頻率。頻率高對應的進氣量大。3）超聲波檢測法

結構：由超聲波信號發生器、超聲波發射探頭、渦流穩定板、渦流發生器、整流器、超聲波接收探頭和轉換電路組成。

原理：卡門渦旋造成空氣密度變化，受其影響，信號發生器發出的超聲波到達接收器的時機或變早或變晚，測出其相位差，利用放大器使之形成矩形波，矩形波的脈沖頻率為卡門渦旋的頻率。4）檢測：

點火開關轉至“ON”位置，檢測VC與E2間電壓應為5V，KS與E2間電壓應為4～6V。發動機運轉時，KS與E2間電壓應為2～4V，進氣量越大，電壓越高。測量THA與E2之間的電阻，與標準參數對照，不符合要求就更換。3．熱線式空氣流量計 1）工作原理：

如下圖，熱線電阻RH以鉑絲制成，RH和溫度補償電阻RK均置于空氣通道中的取氣管內，與RA、RB共同構成橋式電路。RH、RK阻值均隨溫度變化。當空氣流經RH時，使熱線溫度發生變化，電阻減小或增大，使電橋失去平衡，若要保持電橋平衡，就必須使流經熱線電阻的電流改變，以恢復其溫度與阻值，精密電阻RA兩端的電壓也相應變化，并且該電壓信號作為熱式空氣流量計輸出的電壓信號送往ECU。

熱線式空氣流量計工作原理

2）自潔功能 在1000℃以上將粉塵燒掉。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第28頁 總37頁

3）檢測

接通點火開關，不起動發動機，測E與D、E與C之間的電壓為蓄電池電壓。B與C間的信號電壓：發動機工作時為2～4V 發動機不工作為1.0～1.5V F與D間電壓，關閉點火開關時，電壓應回零并在5s后有跳躍上升，1s后在回零，說明自潔信號良好。4．熱膜式空氣流量計（1）組成及原理

工作原理：與熱線式相同

熱膜：帕金屬片固定在樹脂薄膜上。優點是提高可靠性和耐用性，不粘附灰塵。圖為桑塔納2000AJR發動機熱膜式空氣流量計原車電路圖 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第29頁 總37頁

桑塔納2000GSi型轎車發動機部分電路圖

G39-氧傳感器 G70-空氣流量計 J17-汽油泵繼電器 J220-發動機控制單元 N31-第2缸噴油器 N32-第3缸噴油器 N33-第3缸噴油器 N80-活性炭罐電磁閥 S5-汽油泵保險絲（10A）T4a-發動機線束與氧傳感器插頭連接（4針，在發動機艙中間支架上）T8a-發動機線束與發動機右線束插頭連接（8針，在發動機艙中間支架上）T80-發動機線束、發動機右線束與發動機控制單元插頭連接（80針，在發動機控制單元上）機右線束內）

空氣流量計：端子2（電源12V）、端子4（參考電壓5V）、端子5和3（空氣流量信號與接地）

-正極連接線（在發動機線束內）

-正極連接線（在發動北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第30頁 總37頁

第八講

第二章 汽油機燃油噴射系統(7/8)

【課 題】 §2-5汽油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 空氣流量計的組成及工作原理

【教學目的與要求】 掌握進氣壓力傳感器、節氣門位置傳感器和電磁式曲軸位置傳感器的結構及工作原理，掌握上述三種傳感器的檢修

【教學重點】 傳感器電路的檢修 【教學難點】 傳感器的工作原理

【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

傳感器的結構及工作原理 40分鐘

傳感器控制電路的檢修 40分鐘

小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢修電磁式曲軸位置傳感器？ 【教學內容】

§2-5汽油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理

二、進氣管絕對壓力傳感器 1．進氣管絕對壓力傳感器的類型

半導體壓面敏電阻式、電容式、膜盒式、表面彈性波式等。2．半導體壓面敏電阻式的結構及工作原理

進氣管絕對壓力傳感器由壓力轉換元件和放大壓力轉換元件輸出信號的集成電路和真空室構成。壓力轉換元件是硅片。硅片的一面是真空，另一面作用的是進氣管的壓力。在進氣管的壓力作用下，硅片將產生變形，使硅片的電阻阻值發生變化，從而使電橋的電壓變化，再通過集成放大電路放大后輸入到ECU的PIM端子。3．控制電路

如圖所示，為皇冠3.0轎車2JZ-GE發動機進氣壓力傳感器電路圖。

進氣壓力傳感器：端子VCC（電源5V）、端子PIM（進氣壓力信號電壓）、端子E2（傳感器接地）北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第31頁 總37頁

4．進氣管絕對壓力傳感器的檢修

檢測：將點火開關轉至“ＯＮ”，檢測VCC和E2間應為5V左右，PIM與E2之間的輸出電壓應隨著真空度增加而降低。

三、節氣門位置傳感器

1．作用：檢測節氣門的開度及開度變化，此信號輸入ECU，控制燃油噴射及其他輔助控制。2．電位計式節氣門位置傳感器

利用觸點在電阻體上的滑動來改變電阻值，測得節氣門開度的線形輸出電壓，可知節氣門開度。全關時電壓信號應約為0.5V，隨節氣門增大，信號電壓增強，全開時約為5V。如下圖所示：

（a）結構和原理（b）輸出特性（c）控制電路 3．線性輸出式節氣門位置傳感器的檢修

怠速觸點在節氣門全閉時應閉合，即IDL和E之間的電阻為零，隨著節氣門開度的增大，VTA和E之間的電阻線性增大，否則說明該傳感器有故障。4．觸點式節氣門位置傳感器

由滑動觸點和兩個固定觸點（功率觸點和怠速觸點）組成。節氣門全關閉時，可動觸點與怠速觸點接觸，當節氣門開度達50°以上時，可動觸點與怠速觸點接觸，檢測節氣門大開度狀態。5．開關式節氣門位置傳感器的檢修

用萬用表的電阻擋測量怠速觸點和功率觸點的導通性，怠速觸點在節氣門全閉時電阻應為零，北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第32頁 總37頁 節氣門略打開一點怠速觸點斷開，電阻為無窮大。功率觸點在節氣門開度小于50%時應斷開，電阻為無窮大，節氣門開度超過50%時應閉合，電阻為零。

四、發動機轉速與曲軸位置傳感器 1．功用、類型及位置

功用：檢測發動機上止點、曲軸轉角、發動機轉速信號送給ECU，以確認曲軸位置，用來控制噴油正時和點火正時

類型：磁電式、光電式、霍爾式

位置：經常安裝在發動機的曲軸端、凸輪軸端、飛輪上或分電器內 2．磁電式

1）結構與原理如下圖所示

豐田TCCS系統，位于分電器內，利用轉子旋轉使磁通量變化，從而在感應線圈里產生交變的感應電動勢信號，將此信號放大后，送入電腦ECU。

2）發動機轉速（Ne）信號如下圖所示：

曲軸轉角1°信號=30°轉角時間/30等分

發動機轉速：Ne信號以2個脈沖時間（曲軸60°）為基準計算和檢測 3）曲軸位置（G）信號如下圖所示：

G信號：辨別氣缸及檢測活塞上止點位置。G1為第6缸壓縮上止點前10°，G2為第1缸壓北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第33頁 總37頁

縮上止點前10°

G信號：ECU利用Ne信號計算曲軸轉角的基準信號

4）控制電路如下圖所示：

G1-G-：第6缸上止點位置電脈沖信號 G2-G-：第1缸上止點位置電脈沖信號 Ne-G-：曲軸轉速電脈沖信號

3．電磁式曲軸位置傳感器的檢修（豐田車系）

1）電磁式曲軸位置傳感器電阻的檢查：用萬用表的電阻擋測量傳感器上各端子間的電阻。2）電磁式曲軸位置傳感器輸出信號的檢查：拔下電磁式曲軸位置傳感器的導線連接器，當發動機轉動時用示波器檢查曲軸位置傳感器上G1-G0、G2-G0、Ne-G0端子，應有脈沖信號輸出。

3）電磁式曲軸位置傳感器的線圈與信號轉子的間隙檢查：用塞尺測量信號轉子與傳感器線圈凸出部分的空氣隙。若間隙不符合要求則須更換分電器殼體總成。

電磁式曲軸位置傳感器的就車檢查：

①用交流電壓表的2V擋測量其輸出電壓，起動時應高于0.1V,運轉時應為0.4-0.8V。②用頻率表測量其工作頻率。③用示波器檢測其輸出信號的波形。

④如果在傳感器上能檢測到電壓信號，而在ECU連接器上檢測不到信號，則應檢查傳感器至ECU之間的導線及插頭。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第34頁 總37頁

第九講

第二章 汽油機燃油噴射系統(8/8)

【課 題】 §2-5汽油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 進氣壓力傳感器、節氣門位置傳感器和電磁式曲軸位置傳感器原理與檢修 【教學目的與要求】 掌握其他傳感器的結構及工作原理

掌握其他傳感器控制電路的檢修

【教學重點】 傳感器控制電路的檢修 【教學難點】 傳感器的結構和工作原理

【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

其他傳感器的結構和工作原理 40分鐘 其他傳感器控制電路的檢修 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢修光電式曲軸位置傳感器？ 【教學內容】

§2-5汽油機燃油噴射控制系統其他部件的工作原理

四、發動機轉速與曲軸位置傳感器

（一）霍爾式曲軸位置傳感器

1）組成：由轉子、永久磁鐵、霍爾晶體管和放大器組成。

2）原理：ECU通過電源使電流通過霍爾晶體管，旋轉轉子的凸齒經過磁場時使磁場強度改變，霍爾晶體管產生的霍爾電壓放大后輸送給ECU，ECU根據霍爾電壓產生的次數確定曲軸轉角和發動機轉速。

霍爾效應原理如圖所示：

a）葉片對永久磁鐵和霍爾元件隔磁，不產生霍爾電壓 b）葉片離開空氣隙，產生霍爾電壓 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第35頁 總37頁

（a）（b）

3）霍爾式曲軸位置傳感器的檢修

（1）拔下傳感器插頭，打開點火開關，檢查插頭上電源端子與搭鐵之間的電壓，應為8V或12V（視車型而定）。若無電壓，則應檢查傳感器至ECU之間的線路及ECU上相應端子的電壓。（2）插回傳感器插頭，起動發動機，測量傳感器輸出端子的信號電壓，應為3V-6V。若無信號電壓，則為傳感器故障。

（3）用示波器檢查傳感器輸出電壓的波形。

（二）光電式曲軸位置傳感器

1）組成：由轉子、發光二極管、光敏二極管和放大器組成。

2）原理：利用發光二極管作為信號源。隨轉子轉動，當透光孔與發光二極管對正時，光線照射到光敏二極管上產生電壓信號，經放大電路放大后輸送給ECU。如圖所示：

光電式曲軸位置傳感器

曲軸1°信號供ECU計算曲軸轉角和發動機轉速；曲軸120°信號，供ECU確認活塞上止點(前70°)位置。

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第36頁 總37頁

信號盤結構

3）光電式曲軸位置傳感器的檢修

（1）拔下傳感器插頭，打開點火開關，檢查插頭上電源端子與搭鐵端子之間的電壓，應為5V或12V（視車型而定）。若無電壓，則應檢查傳感器至ECU之間的線路及ECU上相應端子的電壓。

（2）插回傳感器插頭，起動發動機，轉速保持在2500r/min左右，測量傳感器輸出端子的電壓，應為2-3V，否則為傳感器損壞。（3）用示波器檢測其信號波形。

五、溫度傳感器

1．水溫傳感器結構及工作原理（1）功能

檢測冷卻液溫度轉化為電信號，送給ECU作為噴油量、點火正時的修正信號。安裝在氣缸體水道或冷卻水出口處。（2）結構與原理

具有負溫度系數熱敏電阻特性，冷卻液溫度升高，熱敏電阻值降低（3）控制電路如圖所示：

THW信號：冷卻液溫度越高，熱敏電阻越低，電路總電阻減小，電路電流增大，ECU內電阻R分壓增加，熱敏電阻分壓降低，即THW信號電壓減小；E2：傳感器接地。

2．進氣溫度傳感器

功用：給ECU提供進氣溫度信號，作為燃油噴射和點火正時控制的修正信號。

D型安裝在空氣濾清器或進氣管內，L型安裝在空氣流量計內。進氣溫度傳感器內的熱敏電阻隨著進氣溫度的增大而減小，使得分壓值也隨之減小，ECU根據分壓來判斷進氣溫度。3．水溫傳感器和進氣溫度傳感器的檢修

1）元件檢測：測量傳感器在不同溫度下的電阻值。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第37頁 總37頁

2）在線測量：打開點火開關測量電壓，應為5V，插回插頭，起動發動機，測量不同溫度下的電壓，應在4-0.5V之間變化。

六、信號開關

常用的有：起動開關、空調開關、檔位開關、制動開關、動力轉向開關和巡航控制開關等。

七、車速傳感器

功用：檢測汽車行駛速度，給ECU提供車速信號，用于巡航控制和限速斷油控制。類型：舌簧開關式和光電式。

八、電子控制單元（ECU）（本教學內容只作了解）

主要由輸入回路、模/數轉換器、微型計算機和輸出回路組成

第三篇：汽車發動機故障診斷技術教案第四章(第十四～十七講)

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第1頁 總18頁

第十四講

第四章 汽油機輔助控制系統(1/4)

【課 題】 §4-1汽油機排放控制系統及檢修(1/2)【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 點火系統電器元件的故障診斷及維修 【教學目的與要求】 掌握排放控制系統電路的檢修

了解排放控制系統工作原理

【教學重點】 排放控制系統電路的檢修 【教學難點】 排放控制系統工作原理

【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

三元催化轉換器的結構與檢修 40分鐘 氧傳感器與閉環控制 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢修氧傳感器和活性碳罐？ 【教學內容】

§4-1汽油機排放控制系統及維修(1/2)一、三元催化轉換器與空燃比反饋控制系統 1．三元催化轉換器的功能

利用轉換器中的三元催化劑，將發動機排出廢氣中的有害氣體轉變為無害氣體。2．三元催化轉換器的構造

三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混合物。3．影響三元催化轉換器轉換效率的因素

影響最大的是混合氣的濃度和排氣溫度。

只有在理論空燃比14.7附近，三元催化轉化器的轉化效率最佳，一般都裝有氧傳感器檢測廢氣中的氧的濃度，氧傳感器信號輸送給ECU，用來對空燃比進行反饋控制。

此外，發動機的排氣溫度過高（815℃以上），TWC轉換效率將明顯下降。4．氧傳感器 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第2頁 總18頁

（1）氧化鋯氧傳感器

在敏感元件氧化鋯的內外表面覆蓋一層鉑，外側與大氣相同。

在400℃以上的高溫時，若氧化鋯內外表面處的氣體中的氧的濃度有很大差別，在鉑電極之間將會產生電壓。當混合氣稀時，排氣中氧的含量高，傳感器元件內外側氧的濃度差小，氧化鋯元件內外側兩極之間產生的電壓很低（接近0V），反之，如排氣中幾乎沒有氧，內外側的之間電壓高（約為1V）。在理論空燃比附近，氧傳感器輸出電壓信號值有一個突變，如下圖。（2）氧化鈦氧傳感器

主要由二氧化鈦元件、導線、金屬外殼和接線端子等組成。

氧化鋯氧傳感器及其輸出特性 a）結構 b）輸出特性

1—法蘭2—鉑電極3—氧化鋯管4—鉑電極5—加熱器 6—涂層7—廢氣8—套管9—大氣

當廢氣中的氧濃度高時，二氧化鈦的電阻值增大；反之，廢氣中氧濃度較低時二氧化鈦的電阻值減小，利用適當的電路對電阻變量進行處理，即轉換成電壓信號輸送給ECU，用來確定實際的空燃比。（3）氧傳感器控制電路

日本豐田LS400轎車氧傳感器控制電路。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第3頁 總18頁

氧傳感器控制電路

閉環控制，當實際空燃比比理論空燃比小時，氧傳感器向ECU輸入的高電壓信號（0.75～0.9V）。此時ECU減小噴油量，空燃比增大。當空燃比增大到理論空燃比時，氧傳感器輸出電壓信號將突變下降至0.1 V左右，ECU立即控制增加噴油量，空燃比減小。如此反復，就能將空燃比精確地控制在理論空燃比附近一個極小的范圍內。

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第4頁 總18頁

第十五講

第四章 汽油機輔助控制系統(2/4)

【課 題】 §4-1汽油機排放控制系統及檢修(2/2)【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 點火系統電器元件的故障診斷及維修 【教學目的與要求】 掌握排放控制系統電路的檢修

了解排放控制系統工作原理

【教學重點】 排放控制系統電路的檢修 【教學難點】 排放控制系統工作原理

【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

廢氣再循環的結構與檢修 40分鐘 燃油蒸氣排放控制系統 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢修氧傳感器和活性碳罐？ 【教學內容】

§4-1汽油機排放控制系統及維修(2/2)

二、廢氣在循環控制系統（EGR）1．EGR控制系統功能

將適當的廢氣重新引入氣缸參加燃燒，從而降低氣缸的最高溫度，以減少NOx的排放量。種類：開環控制EGR系統和閉環控制EGR系統。2．開環控制EGR系統

如圖，主要由EGR閥和EGR電磁閥等組成。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第5頁 總18頁

開環控制EGR系統

原理：EGR閥安裝在廢氣再循環通道中，用以控制廢氣再循環量。EGR電磁閥安裝在通向EGR真空通道中，ECU根據發動機冷卻液溫度、節氣門開度、轉速和起動等信號來控制電磁閥的通電或斷電。ECU不給EGR電磁閥通電時，控制EGR閥的真空通道接通，EGR閥開啟，進行廢氣再循環；ECU給EGR電磁閥通電時，控制EGR閥的真空度通道被切斷，EGR閥關閉，停止廢氣在循環。

EGR率＝[EGR量／（進氣量＋EGR量）]×100℅ 3．閉環控制EGR系統

閉環控制EGR系統，檢測實際的EGR率或EGR閥開度作為反饋控制信號，其控制精度更高。與開環相比只是在EGR閥上增設一個EGR閥開度傳感器，控制原理，EGR率傳感器安裝在進氣總管中的穩壓箱上，新鮮空氣經節氣門進入穩壓箱，參與再循環的廢氣經EGR電磁閥進入穩壓箱，傳感器檢測穩壓箱內氣體中的氧濃度，并轉換成電信號送給ECU，ECU根據此反饋信號修正EGR電磁閥的開度，使EGR率保持在最佳值。4．EGR控制系統的檢修

（1）一般檢查：拆下EGR閥上的真空軟管，發動機轉速應無變化，用手觸試真空軟管應無真空吸力；發動機溫度達到正常工作溫度后，怠速時檢查結果應與冷機時相同，若轉速提高到2500 r/min左右，拆下真空軟管，發動機轉速有明顯提高。

（2）EGR電磁閥的檢查：冷態測量電磁閥電阻應為33～39Ω。電磁閥不通電時，從進氣管側吹入空氣應暢通，從濾網處吹應不通；接上蓄電池電壓時，應相反。

（3）EGR閥的檢查：如圖，用手動真空泵給EGR閥膜片上方施加約15KPa的真空度，EGR閥應能開啟，不施加真空度，EGR閥應能完全關閉。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第6頁 總18頁

EGR閥的檢查

三、汽油蒸氣排放（EVAP）控制系統 1．EVAP控制系統功能

收集汽油箱和浮子室內蒸氣的汽油蒸氣，并將汽油蒸氣導入氣缸參加燃燒，從而防止汽油蒸氣直接排出大氣而防止造成污染。同時，根據發動機工況，控制導入氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。2．EVAP控制系統的組成與工作原理

如圖，油箱的燃油蒸氣通過單向閥進入活性碳罐上部，空氣從碳罐下部進入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制閥，排放控制閥內部的真空度由碳罐控制電磁閥控制。

EVAP控制系統

發動機工作時，ECU根據發動機轉速、溫度、空氣流量等信號，控制碳罐電磁閥的開閉來控制排放控制閥上部的真空度，從而控制排放控制閥的開度。當排放控制閥打開時，燃油蒸氣通過排放控制閥被吸入進氣歧管。

在部分電控EVAP控制系統中，活性碳罐上不設真空控制閥，而將受ECU控制的電磁閥直接裝在活性碳罐與進氣管之間的吸氣管中。如圖韓國現代轎車裝用的電控EVAP控制系統。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第7頁 總18頁

韓國現代轎車EVAP系統

3．EVAP控制系統的檢測

（1）一般維護：檢查管路有無破損或漏氣，碳罐殼體有無裂紋，每行駛

20000㎞應更換活性碳罐底部的進氣濾心。

（2）真空控制閥的檢查：拆下真空控制閥，用手動真空泵由真空管接頭給真空控制閥施加約5KPa真空度時，從活性碳罐側孔吹入空氣應暢通，不施加真空度時，吹入空氣則不通。（3）電磁閥的檢查：拆開電磁閥進氣管一側的軟管，用手動用真空泵由軟管接頭給控制電磁閥施加一定的真空度，電磁閥不通電時應能保持真空度，若接蓄電池電壓，真空度應釋放。測量電磁閥兩端子間電阻應為36～44Ω。

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第8頁 總18頁

第十六講

第四章 汽油機輔助控制系統(3/4)

【課 題】 §4-2汽油機進氣控制系統及檢修 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 汽油機排放控制系統及檢修 【教學目的與要求】 掌握汽油機進氣控制系統的檢修

了解汽油機進氣電控系統的工作原理

【教學重點】 汽油機進氣控制系統的檢修 【教學難點】 汽油機進氣電控系統的工作原理 【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

汽油機進氣控制系統的檢修 40分鐘 汽油機進氣電控系統的工作原理 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢修可變氣門正時和升程？ 【教學內容】

§4-2汽油機進氣控制系統及維修

一、諧波增壓控制系統（ACIS）

諧波增壓控制系統是利用進氣流慣性產生的壓力波提高進氣效率。1．壓力波的產生

當氣體高速流向進氣門時，如進氣門突然關閉，進氣門附近氣流流動突然停止，但由于慣性，進氣管仍在進氣，于是將進氣門附近氣體被壓縮，壓力上升。當氣體的慣性過后，被壓縮的氣體開始膨脹，向進氣氣流相反方向流動，壓力下降。膨脹氣體的波傳到進氣管口時又被反射回來，形成壓力波。

2．壓力波的利用方法

一般而言，進氣管長度長時，壓力波長，可使發動機中低轉速區功率增大；進氣管長度短時，壓力波波長短，可使發動機高速區功率增大。3．波長可變的諧波進氣增壓控制系統 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第9頁 總18頁

豐田皇冠車型2JZ—GE發動機采用在進氣管增設一個大容量的空氣室和電控真空閥，以實現壓力波傳播路線長度的改變，從而兼顧低速和高速的進氣增壓效果。

系統工作原理如圖，ECU根據轉速信號控制電磁真空通道閥的開閉。低速時，電磁真空孔道閥電路不通，真空通道關閉，真空罐的真空度不能進入真空氣室，受真空氣室控制的進氣增壓控制閥處于關閉狀態。此時進氣管長度長，壓力波長大，以適應低速區域形成氣體動力增壓效果。高速時，ECU接通電磁真空道閥的電路，真空通道打開，真空罐的真空度進入真空氣室，吸動膜片，從而將進氣增壓控制閥打開，由于大容量空氣室的參與，縮短了壓力波的傳播距離，使發動機在高速區域也得到較好的氣體動力增壓效果。

ACIS系統工作原理

1—噴油器2—過氣道3—空氣濾清器 4—過氣室 5—渦流控制氣門 6—進氣控制閥 7—節氣門 8—真空驅動器 維修時檢查空氣真空電磁閥的電阻為38.5～44.5Ω。

二、動力閥控制系統

功用：根據發動機不同的負荷，改變進氣流量去改善發動機的動力性能。

工作原理：受真空控制的動力閥在進氣管上，控制進氣管空氣通道的大小。發動機小負荷運轉時，受ECU控制的真空電磁閥關閉，真空室的真空度不能進入動力閥上部的真空室，動力閥關閉，進氣通道變小，發動機輸出小功率。當發動機負荷增大時，ECU根據轉速、溫度、空氣流量信號將真空電磁閥電路接通，真空電磁閥打開，真空室的真空度進入動力閥，將動力閥打開，進氣通道變大，發動機輸出大的扭矩和功率。

維修時主要檢查真空罐、真空氣室、和真空管路有無漏氣，真空電磁閥電路有無短路或斷路。

三、可變配氣相位控制系統（VTEC）

1．對配氣相位的要求

要求配氣相位隨著發動機轉速的變化，適當的改變進、排氣門的提前或推遲開啟角和遲后關閉角。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第10頁 總18頁

2．VTEC機構的組成

同一缸有主進氣門和次進氣門，主搖臂驅動主進氣門，次搖臂驅動次進氣門，中間搖臂在主次之間，不與任何氣門直接接觸。

VTEC配氣機構與普通配氣機構相比較，主要區別是：凸輪軸上的凸輪較多，且升程不等，結構復雜。

3．VTEC機構的工作原理

功能：根據發動機轉速、負荷等變化來控制VTEC機構工作，改變驅動同一氣缸兩進氣門工作的凸輪，以調整進氣門的配氣相位及升程，并實現單進氣門工作和雙進氣門工作的切換。工作原理：發動機低速運轉時，電磁閥不通電使油道關閉，此時，三個搖臂彼此分離，主凸輪通過搖臂驅動主進氣門，中間凸輪驅動中間搖臂空擺；次凸輪的升程非常小，通過次搖臂驅動次進氣門微量關閉。配氣機構處于單進、雙排氣門工作狀態，單進氣門由主凸輪軸驅動。當發動機高速運轉，電腦向VTEC電磁閥供電，使電磁閥開啟，來自潤滑油道的機油壓力作用在正時活塞一側，此時兩個活塞分別將主搖臂和次搖臂與中間搖臂接成一體，成為一個組合搖臂。此時，中間凸輪升程最大，組合搖臂受中間凸輪驅動，兩個進氣門同步工作。

當發動機轉速下降到設定值，電腦切斷電磁閥電流，正時活塞一側油壓下降，各搖臂油缸孔內的活塞在回位彈簧作用下，三個搖臂彼此分離而獨立工作。4．VTEC系統電路 5．VTEC系統的檢測

發動機不工作時，拆下氣門室罩，轉動曲軸分別使各缸處于壓縮上止點位置，用手按壓中間搖臂，應能與主搖臂和次搖臂分離單獨運動。

在使用中，本田車系若有故障21，說明VTEC電磁閥或電路有故障，按以下進行檢查： ①清除故障碼，在重新調取故障碼。

②關閉點火開關，拆開VTEC電磁閥線束，測電磁閥線圈電阻應為14～30Ω。③檢查VTEC電磁閥與電腦之間的接線。

④起動發動機，當工作溫度正常時，檢查發動機轉速分別為1000r/min、2000 r/min和4000 r/min時的機油壓力。

⑤用換件法檢查電腦是否有故障。

四、巡航控制系統及電控節氣門系統

（一）巡航控制系統

1．巡航控制系統的功能（1）勻速控制功能 北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第11頁 總18頁

（2）巡航控制車速設定功能（3）滑行功能（4）加速功能（5）恢復功能（6）車速下限控制功能（7）車速上限控制功能（8）手動解除功能（9）自動解除功能（10）自動變速器控制功能（11）快速修正巡航控制車速功能（12）自診斷功能 2．巡航控制系統的組成

主要由操縱開關、安全開關、傳感器、巡航控制ECU和執行元件組成。3．電動機式巡航控制執行元件

主要執行元件有電動機、電磁離合器、位置傳感器和安全開關。4．氣動膜片式巡航控制執行元件

主要有真空輸送閥、真空輸送電磁閥、真空釋放閥、膜片氣室和膜片拉桿等組成。5．巡航控制使用注意事項

（1）在天氣惡劣條件下不要使用。

（2）在解除巡航控制模式后，應關閉巡航控制系統的控制開關。（3）在坡道較大或較多的道路上行駛時不要使用。（4）若巡航指示燈閃亮時，說明有故障，請勿使用。

（5）ECU是巡航控制系統的中樞，對電磁環境、濕度及機械振動有較高的要求。6．巡航控制系統的使用方法（1）設定巡航速度（2）解除巡航控制模式（3）提高巡航控制車速（4）降低巡航控制車速 7．巡航控制系統的檢修

系統工作時，如果ECU在預定的時間內收不到車速信號，或由于操縱開關或執行元件故障而自動解除巡航控制模式，系統指示燈閃爍5次，說明巡航控制系統有故障。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第12頁 總18頁

（二）電控節氣門系統

1．電控節氣門系統的功能（1）非線性控制（2）怠速控制（3）減小換檔沖擊控制（4）驅動力控制（TRC）（5）穩定性控制（VSC）（6）巡航控制

2．電控節氣門系統結構與工作原理

結構如圖所示，為LS400轎車節氣門電控系統。

電控節氣門系統

1— 電磁離合器2—加速踏板位置傳感器3—節氣門控制桿 2— 4—節氣門5—節氣門位置傳感器6—節氣門控制電動機

工作原理如圖所示，發動機ECU根據各傳感器輸入信號確定最佳的節氣門開度，并通過對控制電動機和電磁離合器的控制改變節氣門開度。3．電控節氣門系統的檢測

發生故障時，系統自動停止工作，指示燈“CHECK ENGING”亮，調取故障碼，并按故障提示診斷和排除故障。

五、廢氣渦輪增壓控制

（一）增壓控制系統功能

根據發動機進氣壓力的大小，控制增壓裝置的工作，以達到控制進氣壓力、提高發動機動力性和經濟性的目的。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第13頁 總18頁

（二）廢氣渦輪增壓原理

當ECU檢測到進氣壓力在0.098MPa以下時，受ECU控制的釋壓電磁閥的搭鐵回路斷開，釋壓電磁閥關閉。此時渦輪增壓器出口引入的壓力空氣，經釋壓閥進入驅動空氣室，克服氣室彈簧的壓力推動切換閥將廢氣進入渦輪室的通道打開，同時將排氣旁通道口關閉，此時廢氣流經渦輪室使增壓器工作。當ECU檢測到的進氣壓力高于0.098MPa時，ECU將釋壓電磁閥的搭鐵回路接通，釋壓電磁閥打開，通往驅動器室的壓力空氣被切斷，在氣室彈簧彈力的作用下，驅動切換閥，關閉進入渦輪室的通道，同時將排氣旁通道口打開，廢氣不經渦輪室直接排出，增壓器停止工作，進氣壓力下降，只到進氣壓力降至規定的壓力時，ECU又將釋壓閥關閉，切換閥又將進入渦輪室的通道口打開，廢氣渦輪增壓器又開始工作。

廢氣渦輪增壓原理圖

北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第14頁 總18頁

第十七講

第四章 汽油機輔助控制系統(4/4)

【課 題】 §4-3故障自診斷系統、§4-4失效保護和備用系統 【課程性質】 理論課與實驗課相結合 【授課對象】 汽車檢測與維修專業

【鞏固上講內容】 汽油機進氣控制系統及檢修

【教學目的與要求】 掌握故障碼的讀取與清除和失效保護功能

了解故障自診斷功能的工作原理

【教學重點】 故障碼的讀取與清除 【教學難點】 故障自診斷功能的工作原理 【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

故障自診斷功能的工作原理 40鐘 故障碼的讀取與清除和失效保護功能 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何讀取豐田車系的故障碼？ 【教學內容】

§4-3故障自診斷功能

一、故障自診斷系統的功能

1．通過自診斷測試判斷電控系有無故障，有故障時，指示燈發出警報，并將故障碼存儲。2．在維修時，通過一定操作程序可將故障碼調出，進行有針對性的檢查。3．當傳感器或其電路發生故障時，自動起動失效保護功能。

4．當發生故障導致車輛無法行駛時，自動起動應急備用系統，以保證汽車可以繼續行駛。

二、自診斷系統工作原理

1、傳感器的故障自診斷

系統正常工作進，傳感器輸送給ECU的各種信號的電平都是在規定范圍內變化，當某一電路出現超出規定范圍的信號，或ECU在一段時間里收不到某一傳感器的輸入信號，或輸入信號在一段時間內不發生變化時，故障自診斷功能就判定為該電路信號出現故障。如水溫傳感器（THW）正北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第15頁 總18頁

常工作時，其輸出電壓信號在 0.1~4.8V范圍內變化。如果水溫傳感器輸出電壓低于0.1V（相當于水溫高于139℃）或高于4.8V（相當于水溫低于-50℃）時，ECU即判斷為故障信號，并將設定的故障并存入存儲器內.發動機工作中，如果偶然出現一次不正常信號，ECU自診斷不會判斷為故障。只有當不正常信號持續一定時間或多次出現時，ECU才能判定為故障。如發動機轉速在1000r/min時，轉速信號（Ne信號）丟失3～4個脈沖信號，ECU不會判定為轉速信號故障，“檢查發動機”警示燈也不會亮，轉速信號的故障碼也不會存入存儲器內。

2、執行器的故障自診斷

對執行器的故障進行診斷，一般需增加專用電路來監測。豐田汽車電子控制點火系統中點火器（有的車型將點火器與ECU做成一件）的故障自診斷電路中，其中IGT為點火信號，IGF為點火監控信號。當點火電路中控制點火線圈一次線圈通斷的功率三極管不能正常工作時，點火監控電路就不能得到功率三極管正常工作（不斷地交替導通和截止）的信號，它就不能把點火監控信號IGF反饋給ECU。ECU只要收不到該反饋信號，就判定點火系統發生故障。與此同時，ECU立即切斷噴油脈沖信號，使噴油器停止噴射燃油。

如果由于某種原因，偶爾出現一次不正常信號，如上所述，ECU并不會判定為故障。一般，需點火器6次沒有點火監控信號反饋給ECU，才判定點火系統發生故障。

3、配線電路的故障自診斷

故障信號的出現不只是與傳感器或執行本身發生故障有關，而且還與相應的配線電路故障有關。當水溫傳感器與ECU間的配線開路時，其輸出的電壓信號就會高于4.8V，ECU也會判定為水溫傳感器故障。同理，當水溫傳感器與ECU之間的配線短路搭鐵時，其輸出的電壓信號就會低于0.1V，ECU也會判定為水溫傳感器發生故障。

三、自診斷形式

1）連續診斷方式。在車輛正常運行工況，ECU自動地、連續地執行此方式的自診斷流程。2）KOEO方式（Key On，Engine off），即打開點火開關，但不起發動機的方式。此時，ECU需要由電控系統的診斷接口收到相應的命令后才會進入此方式的自診斷流程。

3）ER方式（Engine Running），即打開點火開關并起動發動機的方式。此時，ECU也需要由診斷接口收到相應的命令都會進入此方式的自診斷流程。

由于自診斷是按事先設置好的流程進行，當執行KOEO和ER診斷方式時，如果某個故障在流程之前發生，但在流程進行中恰好消失，該保障就會漏檢。為了克服這種情況，一些系統專門設置了“晃動檢查”，ECU將連續監測指定的信號。此時，可對待檢查的傳感器或接頭進行搖動、輕敲等，往往能查出不明顯的接觸不良、銹蝕、脫焊等故障。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第16頁 總18頁

四、第二代隨車診斷系統OBD—Ⅱ簡介

OBD是ON一BOARD DIAGNOSITICS的縮寫，其由美國汽車工程學會（SAE）提出，經環保機構（EPA）和加州資源協會（CABR）認證通過。OBD—Ⅱ隨車診斷系統具有以下特點：

1）按照SAE標準，提供統一的16腳診斷座，安裝于駕駛室儀表板下方。

如圖：

2）OBD—Ⅱ診斷模式采用高效率的明碼編碼方式以及壓縮數據包方式傳遞信息，讀取和消除故障碼可在瞬間利用儀器完成。

3）OBD—Ⅱ診斷座仍保留了通過跨接診斷的引腳從故障指示燈或LED燈、電壓表上讀取故障碼的功能。

4）OBD—Ⅱ資料傳輸線有兩個標準：①ISO—k和ISO—l國際統一標準7#、15#腳；②SAE—J1850美國統一標準2#、10#腳。

5）各種車輛相同故障碼代號及故障碼意義統一。OBD—Ⅱ故障碼由5個字組成。6）具有行車記錄功能，能記錄車輛行駛過程的有關數據資料。7）具有重新顯示記憶故障功能，由儀器直接消除故障碼功能。

五、故障碼的讀取和消除方法

（一）故障信息的顯示方法大致有以下幾種：

1）由“檢查發動機”（CHECK ENGINE）警示燈閃爍故障碼，或由ECU上的指示燈指示。2）在組合儀表的信息顯示屏上出現故障碼。

3）通過診斷座上的故障診斷輸出端子輸出故障信息資料，并跨接顯示燈閃爍讀出故障碼，或跨接檢測儀器如百分率表、閉角表、電腦檢測儀等直接讀取故障信息資料。

幾種常見車型故障碼的讀取方法：

（1）通用車系 跨接OBD—Ⅱ診斷座的6#、5#端子，由“CHECK ENGINE”燈閃爍讀碼。（2）福特車系 跨接16針診斷座的13#、15#端子，由“CHECK ENGINE”燈讀取故障碼。（3）克萊斯勒車系 將點火開關打開等約5~10s后，由“CHECK ENGINE”燈讀故障碼。北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第17頁 總18頁

（4）奔馳車系 無法由OBD—Ⅱ診斷座利用跨接試燈方式讀取故障碼，但可由38針診斷座中第4孔讀取HFM發動機電腦故障碼，或由38針診斷座第19#孔讀取DM電腦故障碼。

（5）沃爾沃車系 在OBD—Ⅱ診斷座3#孔與16#跨孔之間接上跨接燈（由一個LED燈和330?電阻串聯組成），同時3#孔搭鐵5s，讀出發動機系統故障碼。

（6）豐田車系 將OBD—Ⅱ16針診斷座5#與6#跨接或將TE1與E1端子跨接，由儀表板上“CHECK ENGINE”燈閃爍讀出。

（7）三菱車系 三菱車系可由OBD—Ⅱ診斷座中讀出下列5個系統的故障碼：發動機故障碼讀取可將OBD—Ⅱ診斷座1#端子搭鐵，由“CHECK ENGINE”燈閃爍顯示。自動變速器故障碼可用顯示燈跨接OBD—Ⅱ診斷座的6#、4#端子，由跨接燈閃爍讀出。ABS故障參政可用顯示燈跨接OBD—Ⅱ診斷座的8#、4#端子，由跨接燈閃爍讀出。SRS故障碼可用顯示燈跨接OBD—Ⅱ診斷座的12#、4#端子，由跨接燈閃爍讀出。定速故障碼可用顯示燈跨接OBD—Ⅱ診斷座13#、4#端子，由跨接燈閃爍讀出。

（二）故障碼的清除

1、用故障診斷儀清除故障碼。

2、把汽車蓄電池負極電纜或通往發動機電控系統的電源線或熔絲拔掉約30s清除掉ECU中存儲的故障代碼。

注意：使用拔掉蓄電池負極電纜的方法清除故障碼，將會使汽車上石英鐘和音響等裝置內存中的內容一起清除掉。

在清除故障碼后，應起動發動機，看“CHECK ENGINE”燈是否又閃亮。若又閃亮，說明系統仍存在故障，需進一步診斷。

§4-4失效保護和備用系統一、失效保護系統

失效保護功能主要有：

1）空氣流量計或進氣壓力傳感器斷路或短路時，ECU按節氣門位置傳感器的信號，以三種固定的噴油量控制噴油。當節氣門位置傳感器內的怠速開關閉合時，以固定的怠速噴油量噴油；當怠速開關斷開而節氣門尚未全開時，以固定的小負荷噴油量噴油；當節氣門開開或接近全開時，以固定的大負荷噴油量噴油。

2）水溫傳感器斷路或短路時，ECU按水溫為80℃的狀態控制噴油。3）進氣溫度傳感器斷路或短路時，ECU按進氣溫度為20℃的狀態控制噴油。

4）節氣門位置傳感器（線性輸出式）信號電路故障。當線性輸出式節氣門位置傳感器產生斷路或短路故障時，ECU將檢測到節氣們處于全開或完全關閉狀態信號，此時安全保險功能將采用正常運北京城市學院

《發動機電控技術》 教學教案 第18頁 總18頁 轉值（標準值），通常按節氣門開度為0或25值控制發動機工作。

5）大氣壓力傳感器斷路或短路時，ECU按101.13kPa控制噴油或進入備用系統工作狀態。6）氧傳感器輸出電壓保持不變或變化過于緩慢進，ECU將取消反饋控制，并以開環控制方式控制噴油。

7）曲軸位置傳感器（G1和G2）信號電路故障。由于G信號用于識別氣缸和確定曲軸基準角，當出現開路或短路時，發動機無法控制，將造成發動機不能起動或失速。如果仍能收到G1或G2信號，則曲軸在基準角還能由保留的G信號判別。

8）點火確認信號故障。如果點火系統中產生故障造成不能點火，ECU檢測不到由點火控制器返回的點火認定信號。此時，ECU安全保險功能立即停止燃油噴射，以防止大量燃油進入氣缸而不能點火工作。

9）爆震傳感器（KNK）信號或爆震控制系統故障。當爆震傳感器信號電路開路或短路，或ECU內爆震控制系統出現故障，無論是否產生爆震，點火提前角控制將無法由爆震控制系統控制執行，這將導致發動機損壞，此時安全保險功能將點火提前角固定在一適當值。

二、備用系統

當電控系統發生某些故障時，將無法控制發動機運轉，此時ECU中的備用系統會接通備用集成電路（IC）。用固定的信號控制燃油噴射和點火正時，控制發動機進入強制運轉，使發動機仍能維持運轉，以便駕駛員能將車輛開到修理廠進行檢修。

當遇到下列情況之一時，ECU自動接至備用系統工作狀態： 1）微處理器停止輸出點火正時控制信號（IGT）時。

2）進氣壓力傳感器信號電路出現開路或短路（只適于D型EFI系統）時。3）曲軸位置傳感器信號電路開路或短路時

4）當ECU中的中央微處理器（CPU）、輸入/輸出（I/O）接口和存儲器發生故障時。

第四篇：汽車發動機故障診斷技術教案第六章(第二十～二十一講)

北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第1頁 總9頁

第二十講

第六章 柴油機電控系統(1/2)

【課 題】 §6-1柴油機電控系統概述

§6-2柴油機電控系統的組成及工作原理 【課程性質】 理論課

【授課對象】 汽車檢測與維修專業 【鞏固上講內容】 汽車電路識別

【教學目的與要求】 掌握柴油機的三代電控燃油噴射系統的劃分方法

掌握柴油機電控系統是如何實現噴油過程

【教學重點】 柴油機電控系統噴油過程

【教學難點】 三代柴油電控燃油噴射系統的工作原理。【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

電動燃油泵的結構及工作原理 40鐘 電動燃油泵控制電路的檢修 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】如何檢查燃油系統的油壓？ 【教學過程】

§6-1柴油機電控系統概述

一、柴油機電控技術的發展

柴油機電控技術是在解決能源危機和排放污染兩大難題的背景下，在飛速發展的電子控制技術平臺上發展起來的。

柴油機電控技術發展的三個階段：位置控制、時間控制、時間—壓力控制（壓力控制）第二代柴油機電控燃油噴射系統（高壓電控噴油系統）

改變了傳統燃油供給系統的組成和結構，主要以電控共軌（各缸噴油器共用一個高壓油管）式噴油系統為特征，直接對噴油器的噴油量、噴油正時、噴油速率和噴油規律、噴油壓力等進北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第2頁 總9頁

行“時間－壓力控制”或“壓力控制”。

特點：通過設置傳感器、電控單元、高速電磁閥和相關電/液控制執行元件等，組成數字式高頻調節系統，有電磁閥的通、斷電時刻和通、斷電時間控制噴油泵的供油量和供油正時。但供油壓力還無法獨立控制。

二、柴油機電控燃油噴射系統的優點

1、改善低溫起動性。

2、降低氮氧化物和煙度的排放。

3、提高發動機運轉穩定性。

4、提高發動機的動力性和經濟性。

5、控制渦輪增壓。

6、適應性廣。

三、柴油機電控系統的功能

1、燃油噴射控制（1）供（噴）油量控制（2）供（噴）油正時控制

（3）供（噴）油速率和供（噴）油規律的控制（4）噴油壓力的控制（5）柴油機低油壓保護（6）增壓器工作保護

2、怠速控制

（1）怠速轉速的控制（2）各缸均勻性的控制

3、進氣控制（1）進氣節流控制（2）可變進氣渦流控制（3）可變配氣正時控制

4、增壓控制

5、排放控制

6、起動控制

7、巡航控制

8、故障自診斷和失效保護 北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第3頁 總9頁

9、柴油機與自動變速器的綜合控制

§6-2柴油機電控系統的組成及工作原理

一、柴油機電控燃油噴射系統的組成

柴油機電控燃油噴射系統除了控制噴油量外，對噴油正時和噴油的壓力都有很高的要求。（柴油機電控燃油噴射系統的噴油壓力較高約為19.6MPa）

各種柴油電控系統的區別在于控制功能、傳感器的數量和類型、執行元件的類型、ＥＣＵ控制軟件、主要電控元件的結構原理和安裝位置，但基本組成與其他電子控制系統一致，也是由傳感器、ＥＣＵ、執行元件三部分組成。

1、傳感器

（1）加速踏板位置傳感器（2）反饋信號傳感器（3）燃油溫度傳感器（4）其他傳感器和信號開關

2、柴油機控制ＥＣＵ

根據各傳感器輸入信號和內存程序，計算出供（噴）油量和供（噴）油開始時刻，并向執行元件發出執令信號。

3、執行元件

執行ＥＣＵ的指令，調節柴油機的供（噴）油量和供（噴）油正時。

二、位置控制方式

第一代柴油機電控燃油噴射系統主要以電控直列柱塞泵或電控轉子分配泵為特征。

1、直列柱塞泵的供油量控制

“位置控制”的直列柱塞泵供油量控制裝置一般采用占空比控制型電磁閥（簡稱占空比電磁閥）式或直流電動機式電子調速器。

2、轉子分配泵的供油量控制

“位置控制”的轉子分配泵供油量控制裝置，一般采用轉子式或占空比電磁閥式電子調速器。第一代 位置控制系統

位置控制系統不僅保留了傳統的泵－管－嘴系統，還保留了原噴油泵中的齒條、滑套、柱塞上的斜槽等控制油量的機械傳動機構，只是對齒條或者滑套的運動位置予以電子控制。

日本Denso公司的ECD－V1，德國Bosch公司的EDC和日本Zexel公司的COVEC等都屬于位置控制的電控分配泵系統。日本Zexel公司的COPEC，德國Bosch公司的EDR系統和美國Caterpillar公司的PEEC系統等都屬于位置控制的電控直列泵系統。北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第4頁 總9頁

三、時間控制方式

供油量的“位置控制”特點是用模擬量來控制執行元件工作，通過對噴油泵油量控制機構的定位來得到所需的供油量。不論采用何種類型的電子調速器，總是需要由部分機械裝置來完成對噴油泵供油量的調節，也會降低控制精度和響應速度。所以繼供油量“位置控制”之后出現了“時間控制”。

1、轉子分配泵的供油量控制

在回油通道中安裝一個有ＥＣＵ控制的高速電磁閥來控制回油通道的開閉，也就實現供油量的“時間控制”。“時間控制”的轉子分配泵取消了油量控制滑套和泵油柱塞上的回油槽（或孔）。

2、Ｐ－Ｔ噴油器的供油量控制

取消了原Ｐ－Ｔ燃油系統中結構復雜的調速器和噴油器中的計量裝置，使燃油供給系統大為簡化。

高速電磁閥關閉的時刻即是噴油開始時刻，高速電磁閥關閉的持續時間決定了噴油量。第二代 時間控制系統

時間控制系統是用高速強力電磁閥直接控制高壓燃油，一般情況下，電磁閥關閉，開始噴油；電磁閥打開，噴油結束。噴油始點取決于電磁閥關閉時刻，噴油量取決于電磁閥關閉的持續時間。傳統噴油泵中的齒條、滑套、柱塞上的斜槽和提前期等全部取消，對噴射定時和噴射油量控制的自由度更大。

日本Zexel公司的Model-1電控分配泵，美國Detroit公司的DDEC電控泵噴嘴、德國Bosch公司的EUP13電控單體泵都屬于時間控制系統。我國專家歐陽明高和丹麥Sorenson研制的“泵－管－閥－嘴（Pump/Pipe/Valve/Injector－PPVI）”電控燃油噴射系統也屬于第二代電控噴射系統。

四、時間－壓力控制方式

第二代柴油機電控燃油噴射系統中最典型的是電控共軌式燃油噴射系統。在電控共軌式燃油噴射系統中，對噴油量的控制采用“時間－壓力控制”或“壓力控制”，用得最多的是“時間－壓力控制”方式。

在該系統中，ＥＣＵ控制供油壓力調節閥使噴油器的噴油壓差保持不變，再通過控制三通電磁閥工作實現噴油量和噴油正時的控制。電磁閥通電開始時刻決定了噴油的開始時刻，其通電時間決定噴油量。

五、壓力控制方式

在后期開發的柴油機電控共軌式燃油噴射系統中，為降低對供油壓力的要求，噴油量的控制采用控制噴油壓力的方法實現，即噴油量的“壓力控制”方式。

噴油器噴孔尺寸一定，噴油時間一定，控制噴油壓力即可控制噴油量；而在增壓活塞和柱塞尺寸北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第5頁 總9頁 一定時，噴油壓力（即增壓壓力）取決于共軌中的油壓，共軌中的油壓是由ＥＣＵ根據各種傳感器信號通過燃油壓力調節閥來控制的，所以將此種噴油量控制方式稱為“壓力控制”方式。在系統中，ＥＣＵ根據實際的共軌壓力信號對共軌壓力進行閉環控制。

第三代 共軌電控噴射系統

共軌式電控噴射系統改變了傳統的柱塞泵脈動供油的原理，通過油錘響應、液力增壓、共軌蓄壓或者高壓共軌等形式形成高壓。采用壓力時間式燃油計量原理，用電磁閥控制噴射過程，可以實現對噴射油量和噴射定時的靈活控制。

高壓共軌系統被世界內燃機行業公認為20世紀三大突破之一，將成為21世紀柴油機燃油系統的主流。德國Bosch公司、日本Denso公司和英國Lucas公司都研制出了電控高壓共軌系統，并開始小批量向市場供貨。

德國戴姆勒·奔馳公司利用Bosch公司的技術首先在世界范圍內推出了采用新型高壓共軌燃油噴射系統的4氣門直噴式柴油機，并用于A、C級轎車上。日本Hino公司利用Denso公司的技術在新型K13C型柴油發動機和J系列柴油發動機上均采用了高壓共軌系統，日本Mitsubishi公司也利用Denso公司的技術在重型柴油發動機上應用了高壓共軌系統。

第三代 共軌電控噴射系統基本特點：

高壓共軌系統利用較大容積的共軌腔將油泵輸出的高壓燃油蓄積起來，并消除燃油中的壓力波動，然后再輸送給每個噴油器，通過控制噴油器上的電磁閥實現噴射的開始和終止。其主要特點可以概括如下：

1、共軌腔內的高壓直接用于噴射，可以省去噴油器內的增壓機構；而且共軌腔內是持續高壓，高壓油泵所需的驅動力矩比傳統油泵小得多。

2、通過高壓油泵上的壓力調節電磁閥，可以根據發動機負荷狀況以及經濟性和排放性的要求對共軌腔內的油壓進行靈活調節，尤其優化了發動機的低速性能。

3、通過噴油器上的電磁閥控制噴射定時，噴射油量以及噴射速率，還可以靈活調節不同工況下預噴射和后噴射的噴射油量以及與主噴射的間隔。第三代共軌電控噴射系統——典型系統

高壓共軌系統由五個部分組成，即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執行器。供油泵從油箱將燃油泵入高壓油泵的進油口，由發動機驅動的高壓油泵將燃油增壓后送入共軌腔內，再由電磁閥控制各缸噴油器在相應時刻噴油。

第三代共軌電控噴射系統——噴射系統

預噴射在主噴射之前，將小部分燃油噴入氣缸，在缸內發生預混合或者部分燃燒，縮短主噴射的著火延遲期。這樣缸內壓力升高率和峰值壓力都會下降，發動機工作比較緩和，同時缸內溫度降低使得NOX排放減小。預噴射還可以降低失火的可能性，改善高壓共軌系統的冷起動性能。北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第6頁 總9頁 主噴射初期降低噴射速率，也可以減少著火延遲期內噴入氣缸內的油量。提高主噴射中期的噴射速率，可以縮短噴射時間從而縮短緩燃期，使燃燒在發動機更有效的曲軸轉角范圍內完成，提高輸出功率，減少燃油消耗，降低碳煙排放。主噴射末期快速斷油可以減少不完全燃燒的燃油，降低煙度和碳氫排放。

北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第7頁 總9頁

第二十一講

第六章 柴油機電控系統(2/2)

【課 題】 §6-3典型柴油機電控系統的結構及工作原理 【課程性質】 理論課

【授課對象】 汽車檢測與維修專業 【鞏固上講內容】 EFI系統的工作原理

【教學目的與要求】掌握電動燃油的結構及工作原理

掌握電動燃油泵控制電路的檢修

【教學重點】 電動燃油泵的結構和工作原理 【教學難點】 電動燃油泵控制電路的檢修 【授課方法】 講授法、多媒體教學法、現場教學法

【課時分布】 鞏固上講內容 5分鐘

電動燃油泵的結構及工作原理 40鐘 電動燃油泵控制電路的檢修 40分鐘 小結與答疑 5分鐘

【作 業】柴油機電控系統由哪些部分組成？ 【教學過程】

§6-3典型柴油機電控系統的結構及工作原理

傳統柴油機供給系統中，都是采用機械離心式或液壓式供油提前角自動調節器來控制噴油泵的供油正時，間接實現對噴油器噴油正時的調節。而在柴油機電控燃油噴射系統中，一般都是由ECU根據柴油機轉速、負荷等傳感器信號對供（噴）油正時進行控制。

在第二代柴油機電控燃油噴射系統和部分采用“時間控制”供（噴）油量的第一代柴油機電控燃油噴射系統中，取消了傳統的供（噴）油提前角自動調節器，采用由ECU控制的高速電磁閥控制供（噴）油的開始時刻（即正時），并增加供（噴）油正時傳感器，實現了供（噴）油正時的閉環控制。

一、轉子分配泵供油正時電控系統

在第一代柴油機電控燃油噴射系統中，轉子分配泵供油正時的控制通常是在原供油提前角自動調節器活塞兩側油腔之間增加一條液壓通道，并由ECU通過電磁閥控制該液壓通道來實現。ECU主要根據柴油機轉速和負荷傳感器信號確定基本供油提前角，再根據冷卻液溫度等傳感器信號進行修正，并通過電磁閥控制正時活塞左右兩側油腔內的燃油壓力差，以改變正時活塞的位置；正時活塞左右移動北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第8頁 總9頁 時，通過傳動銷帶動轉子分配泵內的滾輪架轉動，從而改變噴油泵的供油正時。

正時傳感器（正時活塞位置傳感器）為差動電感式。傳感器鐵心隨正時活塞移動，傳感器線圈內產生與活塞位置成正比的電壓（自感電動勢）信號,ECU根據此傳感器信號對噴油泵供油正時進行閉環控制。

一、本電裝公司ＥＣＤ－Ｖ1系統

日本豐田公司柴油轎車最早裝用的就是由日本電裝公司開發的ECD－V1系統，該系統是在轉子分配式噴油泵的基礎上，加裝電子控制裝置而形成的。主要傳感器包括：發動機轉速傳感器、加速踏板位置傳感器、滑套位置傳感器、正時活塞位置傳感器、進氣壓力傳感器、進氣溫度傳感器、冷卻液溫度傳感器、車速傳感器、空檔開關、起動開關、空調開關等。

ECD—V1系統的控制功能包括：燃油噴射控制、進氣節流控制、預熱塞控制、自診斷和安全保護功能等。

二、本電裝公司ＥＣＤ－Ｖ3系統

日本電裝公司開發的ECD—V3系統也是在轉子分配式噴油泵基礎上，增加電子控制裝置形成的柴油機電控燃油噴射系統。與ECD—V1系統相比，主要是噴油量控制方法不同，ECD—V3系統是通過控制噴油時間來實現對噴油量控制的，即ECU在確定噴油器的噴油開始時刻后，再通過回油控制電磁閥來控制柱塞泵回油的時刻（即停止噴油的時刻），以此來控制噴油量；為控制噴油時間，在轉子分配式噴油泵內增設了泵角傳感器。泵角傳感器采用電磁感應式，向ECU提供噴油泵凸輪軸位置和轉角信號。

此外，ECD—V3系統裝用光電式著火正時傳感器，對噴油正時實施反饋控制。發動機轉速傳感器安裝在曲軸上。

三、本五十鈴公司Ｉ－ＴＥＣ系統

五十鈴公司Ｉ—TEC（全電子控制式）是在轉子分配式噴油泵基礎上，增加電子控制裝置形成的全電子控制式柴油機電控燃油噴射系統。該系統的主要特點是：具有巡航控制功能，設有燃油溫度傳感器，不對噴油正時進行反饋控制。此外，加速踏板位置傳感器采用差動電感式；進氣節流（節氣門）不受ECU控制。

四、直列柱塞泵電控系統

裝用直流電動機式電子調速器的直列柱塞泵電控系統，用電子調速器取代原有的機械調速器，以實現對噴油量的控制；用正時控制器取代原有的機構離心式供油提前角自動調節器，來對噴油正時進行控制；并設有油量調節拉桿（或齒條）位置傳感器和正時傳感器，對噴油量和噴油正時的控制均采用閉環控制方式。

五、美國CaterPillar公司HEUI系統

該系統具有共軌式柴油機電控燃油噴射系統的基本組成和結構，屬第二代電控共軌式燃油噴射系北京城市學院 《發動機電控技術》 教學教案 第9頁 總9頁 統。該系統的控制功能包括：燃油噴射控制、進氣控制、起動控制、故障自診斷、失效保護和應急備用，同時還具有與其他控制系統進行數據傳輸的功能。HEUI系統的噴油量控制采用了“壓力控制”方式，通過由傳感器、ECU和執行元件等組成的控制系統，對循環噴油量、噴油正時、噴油速率和噴油壓力進行控制。

六、日本電裝公司ＥＣＤ－Ｕ２系統

該系統主要用于載重汽車裝用的柴油機上，日本日野汽車公司、三菱汽

車公司和日產汽車公司生產的載重汽車柴油機多數采用ECD－Ｕ２系統。該系統具有共軌式噴油系統的基本組成和結構，屬于第二代柴油機電控燃油噴射系統，ECD－Ｕ２系統的組成，由各種傳感器、ECU、燃油壓力控制閥和三通電磁閥等組成的控制系統，對噴油量、噴油正時、噴油速率和噴油壓力進行“時間壓力控制”。

第五篇：汽車發動機電控技術 電子教案

第1章 汽車發動機電控技術概述

1.1 概 述

1.1.1 汽車發動機電控技術發展

汽車發動機電控技術的發展始于20世紀60年代，可分為三個階段:第一階段，從20世紀60年代中期到70年代末期，主要是為改善部分性能而對汽車電器產品進行技術改造。第二階段，從20世紀70年代末期到90年代中期。進入20世紀70年代后，隨著汽車數量的日益增多，汽車安全問題和排放污染日益嚴重，能源危機的影響更加突出。第三階段，從20世紀90年代中期到現在，主要體現在以“人-車-環境”為主線的系統工程整體的優化上。1.1.2 電控技術對汽車發動機性能的影響

1.提高發動機的動力性。2.提高發動機的燃油經濟性。3.改善發動機的加速或減速性能。4.改善發動機的起動性能。5.降低排放污染。

6.故障發生率大大降低。

1.2 應用在汽車發動機上的電子控制系統

目前應用在汽車發動機上常用的電子控制系統主要有:電控燃油噴射系統、電控點火系統、怠速控制系統、進氣控制系統、排放控制系統、增壓控制系統、巡航控制系統、警告提示系統、自診斷與報警系統、失效保護系統和應急備用系統。

1.電控燃油噴射系統

主要是根據進氣量確定基本的噴油量，再根據其他傳感器（如冷卻液溫度傳感器、節氣門位置傳感器等）信號對噴油量進行修正，使發動機在各種運行工況下均能獲得最佳濃度的混合氣。

2.電控點火系統 電控點火系統最基本的功能是控制點火提前角。該系統根據各相關傳感器信號判斷發動機的運行工況和運行條件，選擇最理想的點火提前角點燃混合氣，改善發動機的燃燒過程。

3.怠速控制系統

根據發動機冷卻液溫度、空調壓縮機是否工作、變速器是否掛入擋位等狀況，并通過怠速控制閥對發動機進氣量進行控制，使發動機隨時以最佳怠速轉速運轉。4.進氣控制系統 進氣控制系統的功能是根據發動機轉速和負荷的變化，對發動機的進氣進行控制，以提高發動機的充氣效率，從而改善發動機的動力性。

5.排放控制系統 排放控制系統的功能主要是對發動機排放控制裝置的工作實行電子控制。

6.增壓控制系統 增壓控制系統的功能是對發動機進氣增壓裝置的工作進行控制。

7.巡航控制系統 巡航控制系統的功用是駕駛員設定巡航控制模式后，ECU根據汽車運行工況和運行環境信息，自動控制發動機工作，使汽車自動維持在一定的車速進行行駛。8.警告提示系統 由ECU控制各種指示和報警裝置，一旦控制系統出現故障，該系統能及時發出信號以警告提示，如氧傳感器失效、油箱油溫過高等。

9.自診斷與報警系統 在發動機電控系統中，電子控制單元（ECU）都具有自診斷系統，對控制系統各部分的工作情況進行監測。

10.失效保護系統 失效保護系統的功能主要是當傳感器或傳感器線路發生故障時，控制系統自動按電腦中預先設定的參考信號值工作，以便發動機能繼續運轉。11.應急備用系統 應急備用系統的功能是當控制系統電腦發生故障時，自動啟用備用系統（備用集成電路），按設定的信號控制發動機轉入強制運轉狀態，以防止車輛停駛在路途中。應急備用系統只能維持發動機運轉的基本功能，但不能保證發動機的性能。

1.3 汽車發動機電控系統的基本組成

1.3.1 電控系統的基本組成類型

1.電控系統的基本組成任何一種電控系統，其主要組成都可分為信號輸入裝置、電子控制單元（ECU）和執行元件三大部分。信號輸入裝置是各種傳感器。傳感器的功用是采集控制系統所需的信號，并將其轉換成電信號通過線路傳輸給ECU。電子控制單元（ECU）是一種綜合控制電子裝置，其功用是給各傳感器提供參考（基準）電壓，接收傳感器或其他裝置輸入的信號，并對所接收的信號進行存儲、計算和分析處理，根據計算和分析的結果向執行元件發出指令。執行元件是受ECU控制，具體執行某項控制功能的裝置。

2.電控系統的類型 電控系統有兩種基本類型:即開環控制系統和閉環控制系統。1.3.2 傳感器的類型及功用

汽車發動機集中控制系統所用的傳感器主要有: 1.空氣流量計（MAFS）

由空氣流量計測量發動機的進氣量，并將信號輸入ECU，作為燃油噴射和點火控制的主控制信號。

2.進氣管絕對壓力傳感器（MAPS）

由進氣管絕對壓力傳感器測量進氣管內氣體的絕對壓力，并將該信號輸入ECU，作為燃油和點火控制的主控制信號。3.節氣門位置傳感器（TPS）節氣門位置傳感器檢測節氣門的開度及開度變化（如全關（怠速）、全開）以及節氣門開閉的速率（單位時間內開閉的角度）信號，此信號輸入ECU，用于燃油噴射控制及其他輔助控制（如EGR、開閉環控制等）。4.凸輪軸位置傳感器（CMPS）凸輪軸位置傳感器給ECU提供曲軸轉角基準位置信號（G信號），作為供油正時控制和點火正時控制的主控制信號。

5.曲軸位置傳感器（CKPS）曲軸位置傳感器有時稱為轉速傳感器，用來檢測曲軸轉角位移，作為供油正時控制和點火正時控制的主控制信號。

6.進氣溫度傳感器（IATS）進氣溫度傳感器的功用是給ECU提供進氣溫度信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

7.發動機冷卻液溫度傳感器（ECTS）發動機冷卻液溫度傳感器給ECU提供發動機冷卻液溫度信號，作為燃油噴射控制和發動機的修正信號。8.車速傳感器（VSS）車速傳感器檢測汽車行駛速度，給ECU提供車速信號（SPD信號），用于巡航控制和限速斷油控制，也是自動變速器的主控制信號。

9.氧傳感器（O2 S）氧傳感器用來檢測汽車排氣中的氧含量，向ECU輸送空燃比的反饋信號，進行噴油量的閉環控制。

10.爆燃傳感器（KS）爆燃傳感器用來檢測汽油機是否爆燃及爆燃強度，將此信號輸入ECU，可作為點火正時控制的修正（反饋）信號。

11.起動開關（STA）發動機起動時，通過起動開關給ECU提供一個起動信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

12.空調開關（A/C）又稱空調信號 空調信號用來檢測空調壓縮機是否工作，空調信號與空調壓縮機電磁離合器的電源在一起，ECU根據A/C信號控制發動機怠速時點火提前角、怠速轉速和斷油轉速等，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

13.擋位開關 自動變速器由P/N（停車或空擋）擋位掛入其他擋位時，發動機負荷將有所增加，擋位開關向ECU輸入信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

14.制動燈開關 在制動時，由制動燈開關向ECU提供制動信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

15.動力轉向開關 采用動力轉向裝置的汽車，當轉向盤由中間位置向左右轉動時，由于動力轉向油泵工作而使發動機負荷加大，此時動力轉向開關向ECU輸入信號，作為燃油噴射控制和點火控制的修正信號。

16.巡航（定速）控制開關 當進入巡航控制狀態時，由巡航控制開關向ECU輸入巡航控制狀態信號，由ECU對車速進行自動控制。隨著控制系統應用的日益廣泛及其功能的擴展，傳感器的數量也將不斷增加，以滿足汽車更高的要求。1.3.3 電子控制單元的基本功能

發動機控制ECU的功能隨車型而異，但都必須有如下基本功能:（1）給傳感器提供標準2 V、5 V、9 V或者12 V電壓，接收各種傳感器和其他裝置輸入的信息，并將輸入的信息轉換成微機所能接受的數字信號。（2）儲存該車型的特征參數和運算中所需的有關數據信息。（3）確定計算輸出指令所需的程序，并根據輸入信號和相關程序計算輸出指令數值。（4）將輸入指令信號和輸出指令信號與標準值進行比較，確定并儲存故障信息。（5）向執行元件輸出指令，或根據指令輸出自身已儲存的信息（如故障信息等）。（6）自我修正功能（學習功能）。1.3.4 執行元件的類型

在發動機集中控制系統中，執行元件主要有:噴油器、點火器、怠速控制閥、巡航控制電磁閥、節氣門控制電動機、EGR閥、進氣控制閥、二次空氣噴射閥、活性炭罐排泄電磁閥、油泵繼電器、風扇繼電器、空調壓縮機繼電器、自診斷顯示與報警裝置、儀表顯示器等。

第2章 汽油機電控燃油噴射系統

2.1 電控燃油噴射系統概述

2.1.1 燃油噴射系統的基本概念

燃油噴射式是根據直接或間接測量空氣的進氣量，確定燃燒所需的汽油量并通過控制噴油量開啟時間來進行精確配制，使一定量的汽油以一定的壓力通過噴油器噴射到發動機的進氣道或汽缸內與相應空氣形成可燃混合氣。

2.1.2 燃油噴射系統的分類 1.按控制裝置的控制方式分類

按控制裝置的控制方式的不同可分為機械控制式燃油噴射系統（K型）、機電混合控制式燃油噴射系統（K-E型）和電控燃油噴射系統（EFI）三類。2.按燃油噴射位置分類

按燃油噴射位置不同可分為缸內噴射和缸外噴射。

3.按噴油器安裝部位分類

缸外噴射按噴油器安裝部位又可分為單點噴射（SPI）和多點噴射（MPI）。

（1）單點噴射是指在進氣總管中的節流閥體內設置一只（或兩只）噴油器，對各缸實行集中噴射如圖2-4（a）所示。（2）多點噴射多點噴射是在每缸進氣門前分別設置一噴油器，實行各缸分別供油。多點噴射因其控制精度高而被廣泛使用，如圖2-4（b）所示。

圖2-4 單點噴射和多點噴射示意圖

1—燃料;2—空氣;3—節氣門;4—進氣歧管;5—噴油器;6—發動機

4.按燃油噴射方式分類 按燃油噴射方式不同可分為連續噴射和間歇噴射。（1）連續噴射是指在發動機運轉期間汽油被連續不斷地噴射，其噴油量的大小取決于燃油系統壓力的高低。（2）間歇噴射間歇噴射又稱脈沖噴射，是指在發動機運轉期間汽油被間斷地噴射。如圖2-5所示。

圖2-5 噴油器噴射時序

5.按空氣量的計量方式分類 電控燃油噴射系統按對空氣量的計量方式不同可分為進氣歧管壓力計量式（D型）和空氣流量計量式（L型）。如圖2-6所示為桑塔納2000GSi型轎車AJR發動機所用的L型電控燃油噴射系統。

圖2-6 桑塔納2000GSi型轎車AJR發動機所用的L型電控燃油噴射系統

1—熱線式空氣流量計;2—電子控制單元（ECU）;3—電動燃油泵;4—節氣門控制器;5—怠速電機（與節氣門控制單元一體）;6—進氣溫度傳感器;7—油壓調節器;8—噴油器;9—爆燃傳感器;10—汽油濾清器;11—點火線圈;12—氧傳感器;13—冷卻液溫度傳感器;14—轉速傳感器

2.1.3 電控燃油噴射系統的組成及工作原理

電控燃油噴射系統一般由空氣供給系統、燃油供給系統和電子控制系統三大部分組成。如圖2-7所示為常見電控燃油噴射系統在汽車上的安裝情況及零件分配圖，如圖2-8所示為電控燃油噴射系統的操作原理圖。

圖2-7 電控燃油噴射系統在汽車上的安裝情況及零件分配圖

1—噴油器;2—燃油壓力調節器;3—輔助空氣閥;4—汽油濾清器;5—溫度時間開關;6—水溫傳感器;7—冷起動噴油器;8—空氣流量計;9—節氣門;10—進氣溫度傳感器;11—節氣門位置傳感器;12—電控單元;13—降壓電阻;14—電動汽油泵;15—汽油緩沖器

圖2-8 電控燃油噴射系統的操作原理圖

1—油箱;2—汽油濾清器;3—電動汽油泵;4—輔助空氣閥;5—汽油緩沖器;6—燃油壓力調節器;7—冷起動噴油器;8—水溫傳感器;9—噴油器;10—溫度時間開關;11—節氣門位置傳感器;12—怠速控制閥;13—空氣流量計;14—進氣溫度傳感器;15—旁通空氣道調整螺釘;16—空氣濾清器;17—電子控制單元;18—點火線圈;19—點火開關;20—EFI繼電器;21—電動汽油泵繼電器

1.空氣供給系統

空氣供給系統的功用是根據發動機的工況提供適量的空氣，并根據電控單元的指令完成空氣量的調節。空氣供給系統主要由空氣流量計或進氣歧管絕對壓力傳感器、進氣溫度傳感器、節氣門位置傳感器、進氣歧管、輔助空氣閥及空氣濾清器等組成。2.燃油供給系統

燃油供給系統是根據電控單元的驅動信號，以恒定的壓差將一定數量的汽油噴入進氣管。燃油供給系統主要由油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、燃油壓力調節器、燃油分配管、噴油器等組成。

3.電子控制系統

電子控制系統由電控單元（ECU）、傳感器、執行器等組成，它的主要功能是采集發動機的工況信號，計算確定最佳的噴油量、噴油時刻以及點火時刻，還具有故障診斷功能，可保存故障代碼，并通過故障指示燈輸出故障代碼。其基本原理如圖2-9所示。

圖2-9 電子控制系統基本原理圖

2.2 進氣系統主要元件的構造與檢修

2.2.1 進氣系統的組成與類型

根據測量空氣流量的方式不同，進氣系統可分為質量流量式進氣系統（用于L型EFI系統）、速度密度式進氣系統（用于D型EFI系統）和節流速度式進氣系統三種。1.質量流量式進氣系統

如圖2-10所示為質量流量式進氣系統結構圖，該進氣系統利用空氣流量計直接測量吸入的空氣量，通常用測得的空氣流量與發動機轉速的比值作為計算噴油量的標準。

圖2-10 質量流量式進氣系統結構圖

1—空氣濾清器;2—空氣流量計;3—節氣門體;4—節氣門;5—進氣總管（穩壓箱）;6—噴油器;7—進氣歧管;8—輔助空氣閥

節氣門裝在節氣門體上，控制進入各缸的空氣量，在該總成上還裝有空氣閥。當溫度低時空氣閥打開，部分附加空氣進入進氣總管，以提高怠速轉速，加快暖機過程（亦稱快怠速）。在裝有怠速控制閥（ISCV）的發動機上，由ISCV來完成空氣閥的作用。2.速度密度式進氣系統

速度密度式進氣系統是利用進氣歧管絕對壓力傳感器測得進氣歧管中的絕對壓力，然后根據絕對壓力值和發動機轉速來推算出每一循環發動機吸入的空氣量。速度密度式進氣系統組成如圖2-11所示，它與質量流量式進氣系統的主要差別是用進氣歧管絕對壓力傳感器代替了空氣流量計。

圖2-11 速度密度式進氣系統組成

1—進氣歧管絕對壓力傳感器;2—發動機;3—穩壓箱;4—節流閥體;5—空氣濾清器;6—空氣閥;7—噴油器

3.節流速度式進氣系統 節流速度式進氣系統是利用節氣門開度和發動機轉速來間接計算進氣質量的。

2.2.2 進氣系統主要零部件的結構

1.空氣濾清器 電控燃油噴射發動機的空氣濾清器與一般發動機的空氣濾清器相同，在此不再作詳細介紹。

2.空氣流量計 空氣流量計安裝在空氣濾清器和節氣門之間，用來測量進入汽缸內空氣量的多少，然后，將進氣量信號轉換成電氣信號輸入電控單元，由電控單元計算出噴油量，控制噴油器向節氣門室（進氣管）噴入與進氣量成最佳比例的燃油。

圖2-12 葉片式空氣流量計的結構圖

1—電位計;2—電動汽油泵觸點（可動）;3—進氣溫度傳感器;4—電動汽油泵固定觸點;5—測量板（葉片）;6—怠速調整螺釘

（1）葉片式空氣流量計

如圖2-12所示是葉片式空氣流量計的結構圖，如圖2-13所示是葉片式空氣流量計的空氣通道，如圖2-14所示是葉片式空氣流量計的電位計部分結構圖。葉片式空氣流量計由測量板（葉片）、緩沖板、阻尼室、旁通空氣道、怠速調整螺釘、回位彈簧等組成，此外內部還設有電動汽油開關及進氣溫度傳感器等。

圖2-13 葉片式空氣流量計的空氣通道

1—旁通空氣道;2—進氣溫度傳感器;3—閥門;4—阻尼室;5—緩沖板;6—主空氣通道;7—測量板（葉片）

圖2-14 葉片式空氣流量計的電位計部分結構圖

1—空氣進口;2—電動汽油泵觸點;3—平衡塊;4—回位彈簧;5—電位計部分;6—空氣出口

葉片式空氣流量計的電位計是以電位變化來檢測空氣量的裝置，它與空氣流量計測量板同軸安裝，能把因測量板開度而產生的滑動電阻變化轉換為電壓信號，并送給電子控制單元，如圖2-15（a）、圖2-15（b）所示是電位計與測量板的安裝關系及葉片式空氣流量計的工作原理圖。

圖2-15 電位計與測量板的安裝關系及葉片式空氣流量計的工作原理

1—電位計;2—自空氣濾清器來的空氣;3—到發動機的空氣;4—測量板;5—電位計滑動觸頭;6—旁通空氣道

葉片式空氣流量計的電位計內部電路如圖2-16所示，電位計檢測空氣量有電壓比與電壓值兩種方式。

圖2-16 電位計內部電路 1—電動汽油泵開關;2—電位計

葉片式空氣流量計的電壓輸出形式有兩種，一種是電壓值 US 隨進氣量的增加而降低;另一種則是電壓值 US 隨進氣量的增加而升高，如圖2-17所示。

圖2-17 葉片式空氣流量計的電壓輸出形式

（2）卡門旋渦式空氣流量計

卡門旋渦式空氣流量計按照檢測方式不同，可以分為反光鏡檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計和超聲波檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計兩種。

如圖2-18所示為反光鏡檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計結構圖及輸出脈沖信號波形，這種卡門旋渦式空氣流量計是把卡門旋渦發生器兩側的壓力變化，通過導壓孔引向由薄金屬制成的反光鏡表面，使反光鏡產生振動，反光鏡一邊振動，一邊將發光二極管射來的光反射給光電晶體管，這樣旋渦的頻率在壓力作用下轉換成鏡面的振動頻率，鏡面的振動頻率通過光電耦合器轉換成脈沖信號。

圖2-18 反光鏡檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計結構圖及輸出脈沖信號波形

1—反光鏡;2—發光二極管;3—鋼板彈簧;4—空氣流;5—卡門旋渦;6—旋渦發生體 7—壓力導向孔;8—光電晶體管;9—進氣管路;10—支承板

圖2-19 超聲波檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計結構圖

1—整流柵;2—旋渦發生體;3—旋渦穩定板;4—信號發生器（超聲波發射頭）;5—超聲波發生器;6—通往發動機;7—卡門旋渦;8—超聲波接收器;9—與旋渦數對應的疏密聲波;10—整形放大電路;11—旁通空氣道;12—通往計算機;13—整形成矩形波（脈沖）

如圖2-19所示為超聲波檢測方式的卡門旋渦式空氣流量計結構圖，這種空氣流量計是利用卡門旋渦引起的空氣疏密度變化進行測量的，用接收器接收連續發射的超聲波信號，因接收到的信號隨空氣疏密度的變化而變化，由此即可測得旋渦頻率，從而測得空氣流量。（3）熱線式空氣流量計（熱膜式空氣流量計）

熱線式空氣流量計有三種形式:一種是把熱線和進氣溫度傳感器都放在進氣主通路的取樣管內，稱為主流測量式，其結構如圖2-20（a）所示;另一種是把熱線纏在繞線管上并把它和進氣溫度傳感器都放在旁通空氣道內，稱為旁通測量式，其結構如圖2-20（b）所示。第三種熱線式空氣流量計的發熱體不是熱線而是熱膜，其結構如圖2-20（c）所示。（4）真空度-轉速式（壓感式）空氣流量計（進氣歧管壓力傳感器）

真空度-轉速式（壓感式）空氣流量計，從某種角度上講，它并不是空氣流量計，僅是一只進氣歧管壓力傳感器，但由于其功用仍是測量進入發動機汽缸的進氣量。

圖2-20 熱線式空氣流量計

1—防回火網;2—取樣管;3—白金熱線;4—上游溫度傳感器;5—控制回路;6—插接器;7—熱金屬線和冷金屬線;8—陶瓷螺線管;9—接控制回路;10—進氣溫度傳感器（冷金屬線）;11—旁通空氣道;12—主通氣路;13—通往發動機;14—熱膜;15—金屬網 式和半導體式兩種。

如圖2-21所示為真空膜盒式進氣歧管壓力傳感器的結構圖，該傳感器由真空膜盒（兩個）、隨著膜盒膨脹和收縮可左右移動的鐵心、與鐵心聯動的差動變壓器以及在大氣壓力差作用下可在膜盒工作區間進行功率擋與經濟擋轉換的膜片構成，傳感器被膜片分為左右兩個氣室。

圖2-21 真空膜盒式進氣歧管壓力傳感器的結構圖

1—大氣壓力側;2—歧管負壓側;3—印刷線路板;4—回位彈簧;5—差動變壓器;6—鐵心;7—中空膜盒;8—膜片;9—膜盒支點

如圖2-22所示為半導體式進氣歧管壓力傳感器的結構圖，它由半導體壓力轉換元件（硅片）與過濾器組成。該傳感器的主要元件是一片很薄的硅片，硅片底面粘接了一塊硼硅酸玻璃片，使硅膜片中部形成一個真空窗以傳感壓力，如圖2-23（a）所示。硅片中的四個電阻連接成惠斯通電橋形式，如圖2-23（b）所示。

圖2-22 半導體式進氣歧管壓力傳感器的結構圖 1—真空室;2—硅片;3—輸出端子;4—過濾器

圖2-23 半導體式壓力傳感器硅膜片的結構及電路

1—硅片;2—硅;3—真空管;4—硼硅酸玻璃片;5—二氧化硅膜;6—應變電阻;7—金屬塊;8—穩壓電源;9—差動放大器 3.節氣門體

（1）多點式（MPI）節氣門體

節氣門體位于空氣流量計和發動機之間的進氣管上，與駕駛員的加速踏板聯動，是使進氣通道變化，從而控制發動機運轉工況的裝置，如圖2-24所示為節氣門體的外觀和結構原理圖。節氣門體包括控制進氣量的節氣門通道和怠速運行的旁通空氣道，節氣門位置傳感器也裝在節氣門軸上，用來檢測節氣門開度。

圖2-24 節氣門體的外觀和結構原理圖

1—怠速調整螺釘;2—旁通通道;3—節氣門;4—節氣門軸;5—穩壓箱（緩沖室）;6—加速踏板;7—加速踏板金屬絲;8—操縱臂;9—回位彈簧;10—節氣門位置傳感器;11—輔助空氣閥;12—通冷卻水管路;13—緩沖器

（2）單點式（SPI）節氣門體

SPI式節氣門體較MPI式節氣門體結構復雜，主要是在SPI式節氣門體內還裝有集中供油用的主噴油器、壓力調節器和節氣門位置傳感器。主噴油器只有一個，它裝在節氣門殼體的上部，所噴出的燃油供給發動機各缸使用，如圖2-25所示是SPI式節氣門體結構圖。

圖2-25 SPI式節氣門體結構圖

1—空氣閥;2—壓力調節器;3—節氣門;4—通往油箱;5—自空氣濾清器來的空氣;6—噴油器;7—來自電動汽油泵;8—調節螺釘;9—通往發動機

4.空氣閥

發動機冷起動時，溫度低，摩擦阻力大，暖機時間長。空氣閥的作用是在發動機低溫起動時，可通過空氣閥為發動機提供額外的空氣（此部分空氣也由空氣流量計計量），保持發動機怠速穩定運轉，使發動機起動后迅速暖車，從而縮短暖車時間。（1）雙金屬片調節式空氣閥

雙金屬片調節式空氣閥的結構及工作原理如圖2-27所示，它由雙金屬元件、加熱線圈和空氣閥等組成，旁通空氣空道截面積的大小由雙金屬片控制回轉控制閥門來決定。

圖2-26 由空氣閥構成的空氣通道

1—通往發動機的空氣;2—進氣歧管;3—空氣閥;4—怠速螺釘;5—自空氣濾清器來的空氣;6—節氣閥;7—緩沖罐（穩壓箱）

圖2-27 雙金屬片調節式空氣閥的結構及工作原理

1—加熱線圈;2—接空氣進氣歧管;3—閥門;4—接空氣濾清器;5—銷;6—雙金屬片

如圖2-28所示是雙金屬片調節式空氣閥的空氣量調節范圍曲線，當環境溫度為 20℃時，發動機起動后3 min～ 6 min，空氣閥即可受雙金屬片推動而關閉。

圖2-28 雙金屬片調節式空氣閥的空氣量調節范圍曲線（環境溫度為20℃時）

（2）石蠟調節式空氣閥

石蠟調節式空氣閥，根據發動機冷卻液溫度，控制空氣通路面積。如圖2-29（a）所示是這種一體化結構的總體構成。當發動機處于低溫狀態時，冷卻液溫度低，石蠟體積收縮，閥門在外彈簧作用下打開，如圖2-29（b）所示，空氣流經閥門從旁通空氣道進入進氣管。發動機暖車后，冷卻液溫度升高，石蠟體積膨脹變大，推動空氣閥克服內彈簧的彈力向左移動，將空氣閥關閉，截斷空氣通道，如圖2-29（c）所示。

圖2-29 石蠟調節式空氣閥的結構與工作原理

1—怠速調整螺釘;2—自空氣濾清器來的空氣;3—節氣門;4—至進氣總管;5—感溫器;6—閥門;7—冷卻水流;8—彈簧;9—空氣閥柱塞

5.怠速控制閥

怠速控制閥不僅集中了節氣門和由怠速調整螺釘控制的旁通通道的功能，而且還能在ECU控制下，根據發動機實際工況來改變怠速時流入發動機的空氣量。6.真空調節器

真空調節器結構如圖2-30（a）所示，當汽車急減速（發動機制動）時，進氣管真空度突然增加，真空調節器內的A腔真空度上升，吸起膜片向上抬，將真空調節器控制閥打開，把一部分空氣送入進氣壓力緩沖器內，從而可以抑制進氣管真空度劇增，防止發動機瞬時熄火。如圖2-30（b）所示是真空調節器的效果曲線圖，使用真空調節器后，可以在汽車急減速時，保證進氣管真空度曲線平滑過渡，減少進氣管真空度的波動幅度，維持發動機轉速平

穩。

圖2-30 真空調節器的結構與效果曲線圖

1—通往進氣緩沖器;2—膜片;3—通進氣管;4—閥門;5—進氣閥;6—A腔;7—裝真空調節器時的進氣管真空度曲線;8—無真空調節器時的曲線;9—急減速狀態

2.3 燃油供給系統主要元件的構造與檢修

燃油系統的框圖及系統構成如圖2-31所示，它主要由油箱、電動汽油泵、燃油壓力調節器、汽油濾清器、噴油器、冷起動噴油器和溫度時間開關等構成。

圖2-31 燃油系統的框圖及系統構成

1—油箱;2—電動汽油泵;3—燃油濾清器;4—噴油總管;5—噴油器;6—冷起動噴油器;7—接進氣歧管;8—燃油壓力調節器;9—回油管;10—各缸進氣歧管;11—吸入空氣

2.3.1 燃油濾清器

燃油濾清器是把含在汽油中的氧化鐵、粉塵等固體夾雜物質除去，防止燃油系統堵塞，減小機械磨損，確保發動機穩定運轉，提高可靠性。其結構如圖2-32（a）所示。濾芯元件一般采用菊花形和盤簧形兩種結構，如圖2-32（b）所示。盤簧形結構具有單位體積過濾面積大的特點。

圖2-32 燃油濾清器

2.3.2 電動汽油泵 電動汽油泵有兩種安裝方式:一種是在油箱外，安裝在輸送管路中的外裝串聯式;另一種是安裝在油箱中的內裝式。從結構形式分，電動汽油泵有滾柱式、旋渦式和次擺線式三種，其分類情況如下: EFI用電動汽油泵外裝串聯式——滾柱式內裝式滾柱式旋渦式次擺線式目前電動汽油泵一般都安裝在汽車的油箱內，如圖2-33所示。

圖2-33 油箱內安裝的電動汽油泵

1—進油濾網;2—電動汽油泵;3—隔振橡膠;4—支架;5—汽油出油管;6—小油箱;7—油箱;8—

回油管

1.外裝串聯式電動汽油泵

這種電動汽油泵安裝在油箱外，它主要由油泵驅動電機和滾柱式油泵組成，如圖2-34所示。

圖2-34 外裝串聯式電動汽油泵

1—阻尼穩壓器;2—單向閥;3—泵室;4—吸入口;5—安全閥;6—油泵驅動電動機;7—排出

口;8—膜片;9—轉子;10—泵套;11—滾柱

2.內裝式電動汽油泵

內裝式電動汽油泵因其安裝在油箱內，所以噪音小，同串聯式電動汽油泵相比，它不易

產生氣阻和燃油漏泄。

圖2-35 內裝旋渦式電動汽油泵

1—出油閥;2—安全閥;3—電刷;4—電樞;5—磁極;6—葉輪;7—濾網;8—泵蓋;9—泵殼;10

—葉片溝槽;11—蝸輪

內裝式電動汽油泵具有泵油量大，泵油壓力較高（可達 600 kPa以上）、供油壓力穩定、運轉噪聲小、使用壽命長等優點，所以，應用最為廣泛。

3.電動汽油泵控制電路

電動汽油泵的控制包括油泵開關控制和油泵轉速控制。如圖2-36（a）所示為采用內部裝有電動汽油泵開關觸點的空氣流量計電動汽油泵控制電路圖。無論是采用卡門旋渦式還是采用熱線式空氣流量計，都是用如圖 2-36（b）所示的ECU的晶體管來控制電動汽油泵的供電情況。

圖2-36 電動汽油泵控制電路

（一）1—蓄電池;2—點火線圈開關;3—主繼電器;4—斷路繼電器;5—空氣流量計;6—電動汽油泵;7—輸入回路;8—后備集成電路;9—分電器

控制電路如圖2-37（a）所示，ECU根據發動機轉速和負荷控制油泵繼電器工作，當發動機中小負荷低轉速運轉時，觸點B閉合，油泵電路中串入電阻器5使油泵轉速降低;當大負荷高轉速時，ECU發出信號切斷油泵繼電器，A點閉合，使油泵轉速升高。

圖2-37 電動汽油泵控制電路

（二）1—點火開關;2—主繼電器;3—斷路繼電器;

4、11—油泵繼電器;5—電阻器;6—油泵開關;7—電動汽油泵;8—蓄電池;9—機油壓力開關;10—發電機開關

如圖2-37（b）所示為帶有自動保護功能的電動汽油泵控制電路，該電路能在點火開關處于“斷開”位置時，發動機的機油壓力為零，或發電機不轉動時，電動汽油泵不工作，從而防止汽油噴出而引起火災。

2.3.3 燃油壓力調節器

燃油壓力調節器的作用是控制噴油器的噴油壓力保持為255 kPa的恒定值，使發動機在各種負荷和轉速下，都能精確地進行噴油控制。

圖2-38 燃油壓力調節器的結構

1—彈簧室;2—彈簧;3—膜片;4—燃油室;5—回油閥;6—殼體;7—真空管接頭

燃油壓力調節器的結構如圖2-38所示，它由金屬殼體構成，其內部由膜片分成彈簧室和燃油室兩部分，來自輸油管路的高壓油由入口進入并充滿燃油室，推動膜片，打開閥門，在設定壓力下和彈簧力平衡，部分燃油經回油管流回油箱，輸油管內壓力的大小取決于彈簧的壓力。

圖2-39 燃油壓力脈動減振器結構

1—閥門;2—彈簧;3—膜片;4—來自電動汽油泵;5—輸送管道

2.3.4 燃油壓力脈動減振器

當噴油器噴射燃油時，在輸送管道內會產生燃油壓力脈動，燃油壓力脈動減振器能夠使燃油壓力脈動衰減，以減弱燃油輸送管道中的壓力脈動傳遞，降低噪聲。如圖2-39所示為燃油壓力脈動減振器結構。

2.3.5 噴油器

EFI系統中使用的噴油器是電磁式的，噴油器通過絕緣墊圈安裝在進氣歧管或進氣通道附近的缸蓋上，并用輸油管將其位置固定，根據ECU提供的噴射信號進行燃油噴射。

1.對噴油器的要求

（1）具有良好的霧化能力和適當的噴霧形狀;（2）具有良好的流量特性;（3）具有良好的防積炭功能;（4）使用壽命長;（5）結構簡單。

2.噴油器的種類

根據燃油噴射類型不同，噴油器可分為SPI用噴油器（圖2-40）和MPI用噴油器（圖2-41）;按結構形式不同，噴油器可分為從噴油器下部供油方式（圖2-40）和從噴油器上部供油方式（圖2-41）兩種;以噴油器噴口形式來區分，可分為針閥型和孔型兩種（圖2-41）。

圖2-40 噴油器下部供油方式

1—燃油出口;2—燃油入口

圖2-41 噴油器上部供油方式

3.噴油器的結構與工作原理

如圖2-42所示是噴油器的結構圖，在筒狀外殼內裝有電磁線圈、柱塞、回位彈簧和針閥等。柱塞和針閥裝成一體，在回位彈簧壓力作用下，針閥緊貼閥座，將噴孔封閉。另外，為防止油中所含雜質影響針閥動作，設有濾清器，為適應不同應用場合，設有調整針閥行程的調整墊片。

圖2-42 噴油器的結構圖

1—燃油接頭;2—電插頭;3—電磁線圈;4—銜鐵;5—行程;6—閥體;7—殼體;8—針閥;9—凸緣部;10—調整墊片;11—彈簧;12—濾清器

圖2-43 噴油器附加電阻

1—噴油器附加電阻;2—噴油器線圈4.噴油器附加電阻

如圖2-43所示，在控制噴油器的電磁線圈電路中串聯一只附加電阻后，流過電磁線圈的電流受到限制而減少，從而可以提高噴油器電磁線圈的響應特性。附加電阻有如下兩種串聯方式。如圖2-44（a）、圖2-44（b）所示是多缸發動機每缸噴油器都分別串聯一只附加電阻。

圖2-44 噴油器附加電阻

1—附加電阻;2—噴油器;3—噴射信號

如圖2-44（c）、圖2-44（d）所示是共用式附加電阻，對于偶數多缸發動機，首先把汽缸分為兩組，然后每一組汽缸噴油器共用一只附加電阻。

5.噴油器的噴霧特性

噴油器所噴燃油的霧化情況和油束形狀對發動機工作影響很大，如果油束形狀合理，霧化效果好，那么發動機就會獲得冷起動性好、怠速平穩、排污少的效果。對于SPI系統，由于噴油器安裝在節氣門附近，燃油噴出后，在進氣管中有較長時間的霧化過程，故所需燃油壓力較低;而對于MPI系統，噴油器一般安裝在進氣管或汽缸蓋上，因為是朝向進氣門噴射燃油，霧化時間短，為保證良好的霧化，應使油壓相應提高。

圖2-45 雙孔式噴油器的結構圖（2TZ-FE型發動機）

1—針閥;2—電線插座;3—電磁線圈

2.3.6 冷起動噴油器

冷起動噴油器是一種裝在進氣總管中央部位進行燃油輔助噴射的電磁閥式噴油閥，冷起動噴油器的結構如圖2-46所示，冷起動噴油器由燃料入口插接器、電線接頭、電磁線圈、可動磁芯、旋渦噴油嘴等組成。為了提高向各汽缸分配燃油的均勻性，有的冷起動噴油器上設有兩個旋渦式噴油嘴，其結構如圖2-48所示，其安裝如圖2-47（b）所示。

圖2-46 冷起動噴油器的結構圖

1—旋渦噴油嘴;2—噴射管道;3—閥;4—電磁線圈;5—電線接頭;6—燃油入口插接器;7—旋渦噴油嘴構造;8—閥座;9—可動磁芯;10—彈簧

圖2-47 冷起動噴油器的安裝圖

1—冷起動噴油器;2—進氣;3—進氣總管;4—進氣歧管

圖2-48 兩個旋渦噴油嘴的冷起動噴油器結構圖 1—彈簧;2—電磁線圈;3—電線插座;4—柱塞

1.溫度時間開關控制

溫度時間開關的結構如圖2-49（a）所示，它主要由雙金屬片、加熱線圈及搭鐵觸點等構成。由于其工作工況是由發動機溫度和起動電流共同決定的，因此它應裝在能反映發動機溫度的位置上。當發動機溫度較低時，溫度時間開關的觸點閉合，當點火開關處于“STA”位置時，電流按圖2-49（b）中箭頭方向流動，使冷起動噴油器噴油。發動機起動后，點火開關轉至“ON”位置時，冷起動噴油器停止噴油。在起動過程中，若起動機運轉時間過長，有可能使火花塞被淹濕。但由于電流流過加熱線圈，使雙金屬片受熱彎曲，觸點斷開（圖2-49（c）），電流不再流經冷起動噴油器，因而可防止火花塞被淹濕。同時，加熱線圈②進一步加熱雙金屬片，以免觸點再次閉合。

圖2-49 溫度時間開關結構圖及與冷起動噴油器的工作原理

1—電線接頭;2—釘形殼體;3—雙金屬片;4—加熱線圈;5—搭鐵觸點;6—蓄電池;7—點火開關;8—線圈①;9—線圈②;10—溫度時間開關

2.ECU控制

ECU控制冷起動噴油器的電路如圖2-50所示，為了改善發動機冷起動性能，在使用溫度時間開關控制的同時，ECU還可以根據冷卻液溫度對冷起動噴油器的噴油時間進行控制。

圖2-50 ECU控制冷起動噴油器的電路圖

1—溫度時間開關;2—冷起動噴油器;3—水溫傳感器

2.4 電控系統主要元件的構造與檢修

電控系統的功用是接收來自表示發動機工作狀態的各個傳感器輸送來的信號，根據ECU內預存的程序加以比較和修正，決定噴油量和點火提前角。如圖2-51所示是與電控燃油噴射控制有關的主要控制系統部件的構成圖。

圖2-51 與電控燃油噴射控制有關的主要控制系統部件的構成圖

1—斷路繼電器;2—主繼電器;3—起動裝置;4—電動汽油泵;5—油箱;6—汽油濾清器;7—蓄電池;8—曲軸位置傳感器（分電器）;9—點火開關;10—點火線圈;11—大氣壓力傳感器;12—空氣濾清器;13—進氣溫度傳感器;14—空氣流量計;15—冷起動噴油器;16—空氣閥;17—節氣門位置傳感器;18—燃油壓力調節器;19—氧傳感器;20—溫度時間開關;21—冷卻液溫度傳感器

2.4.1 傳感器 1.水溫傳感器

水溫傳感器安裝在發動機節溫器出水口附近，它的功用是檢測發動機冷卻液溫度。發動機在運轉過程中，混合氣濃度需根據發動機溫度的高低進行修正，并采用水溫傳感器向ECU輸送溫度信號。水溫傳感器的結構如圖2-52（a）所示，它由封閉在金屬盒內的對溫度變化非常敏感的負溫度系數熱敏電阻（NTC電阻）構成，利用電阻值的變化來檢測冷卻液的溫度。熱敏電阻的特性如圖2-52（b）所示，冷卻液溫度越低電阻值越大，冷卻液溫度越高電阻值越小。將該傳感器的信號輸入到ECU，就可以根據冷卻液溫度進行噴油量的控制。冷卻液溫度傳感器與ECU的連接電路如圖2-52（c）所示。

圖2-52 水溫傳感器結構、熱敏電阻特性及與ECU的連接電路

1—NTC電阻;2—外殼;3—電線接頭;4—水溫傳感器;5—接蓄電池端;6—電控單元（ECU）;7—水溫信號

2.進氣溫度傳感器

進氣溫度傳感器的功能是檢測發動機吸入（進入空氣流量計）的空氣溫度，并將空氣溫度信號轉變成ECU能識別的電信號傳送給ECU，它根據進氣溫度的高低，做不同程度的額外噴油。圖2-53（a）所示是進氣溫度傳感器的剖面圖，圖2-53（b）所示是進氣溫度傳感器與ECU的連接電路圖。

圖2-53 進氣溫度傳感器剖面圖及與ECU的連接電路 1—導線;2—空氣流量計殼體;3—熱敏電阻;4—進氣溫度傳感器

3.曲軸位置傳感器和發動機轉速傳感器

檢測發動機轉速及曲軸轉角位置，需要采用發動機轉速傳感器和曲軸位置傳感器。具有這種功能的傳感器形式很多，其中使用最多的是電磁式傳感器、光電式傳感器和霍爾效應式傳感器。

（1）電磁式傳感器

這種傳感器可用于測定曲軸、凸輪軸和分電器驅動軸的轉動位置，用來控制點火和燃油噴射時間或測量發動機轉速。如圖2-54所示的復合轉子和耦合線圈構成。下面以四缸四行程發動機為例，就檢測特定汽缸曲軸轉角基準位置（如壓縮上止點）進行說明。

圖2-54 G、N耦合線圈安裝圖

1—轉子G;2—耦合線圈G1;3—耦合線圈G 2;4—轉子N;

5、9—耦合線圈N;6—轉子G、Ne;7—耦合線圈G

1、G 2;8—分電器

安裝在分電器軸（分電器轉1圈曲軸轉2圈）上的具有一個凸起部分的轉子G與分電器軸一起轉動時，由于轉子和耦合線圈G

1、G 2之間的磁隙不斷發生變化，在各個耦合線圈上，相對分電器每轉1圈，就會產生一個電壓脈沖。通過合理設計，使轉子G的凸起部分在一缸及四缸壓縮上止點時，最靠近耦合線圈G 1、G 2。這樣，通過檢測G

1、G 2耦合線圈的電壓變化，就可以知道一缸、四缸的壓縮上止點位置。圖2-55（a）為G

1、G 2產生的電壓信號實例。圖2-55（b）所示，利用信號G和信號N的組合，就可以檢測特定汽缸的曲軸轉角位置，把G、N信號輸入ECU，即可決定滿足發動機多種運轉條件的噴油量及噴油時刻。

圖2-55 曲軸轉角信號

（2）光電式傳感器

圖2-56（a）所示是光電式曲軸轉角傳感器的工作原理圖，位于光敏二極管對面的是作為光源的發光二極管，在它們之間有一個能斷續遮光的轉盤。

圖2-56 光電式曲軸轉角傳感器的工作原理與結構圖 1—輸出信號;2—光敏二極管;3—發光二極管;4—電源;5—轉盤;6—轉子頭蓋;7—密封蓋;8—波形電路;9—第一缸120°信號縫隙;10—1°信號縫隙;11—120°信號縫隙

圖2-56（b）、圖2-56（c）所示為六缸發動機用分電器內的光電式曲軸轉角傳感器的結構，它由發光二極管和光敏二極管組合來檢測帶縫隙的轉盤的旋轉位置，安裝在分電器內（或凸輪軸前部）。它決定分組噴射控制及電子點火控制曲軸每轉兩轉的供油正時和點火正時。（3）霍爾效應式傳感器

如圖2-57所示，磁場中有一個霍爾半導體片，恒定電流 I從A到B通過該片。在洛侖茲力的作用下，I的電子流在通過霍爾半導體時向一側偏移，使該片在CD方向上產生電位差，這就是所謂的霍爾電壓。如圖2-57所示的方法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用做點火正時傳感器。

圖2-57 霍爾效應式傳感器

1—霍爾半導體元件;2—永久磁鐵;3—擋隔磁力線的葉片

4.車速傳感器

車速傳感器主要有舌簧開關型和光電耦合型兩種形式，下面主要以舌簧開關型為例講述其原理。舌簧開關型車速傳感器可用于檢測汽車速度（裝在組合儀表內），如圖2-59（a）所示，也可用于指示曲軸位置（裝在分電器內），如圖2-59（b）所示。

圖2-59 舌簧開關型車速傳感器

1—磁鐵;2—至轉速表軟軸;3—舌簧開關;4—分電器軸

舌簧開關傳感器工作原理如圖2-61（a）、圖2-61（b）所示，觸點的磁性與磁鐵近側極性相反，從而使舌簧開關觸點靠本身磁性吸引，使開關導通。磁鐵隨轉速表軟軸轉動后，當只有一端靠近舌簧開關時，觸點則不受磁力線影響，觸點分開。這樣，兩個舌簧開關在轉速表軟軸上的磁鐵作用下，相互以180°的夾角進行通、斷變換，把汽車行駛速度信息輸入ECU，舌簧開關與ECU的連接電路如圖2-61（c）所示。

圖2-61 舌簧開關傳感器的工作原理及ECU的連接電路圖 1—數字式儀表;2—舌簧開關;3—磁鐵;4—ECU;5—至其他計數裝置 5.節氣門開度傳感器

節氣門開度傳感器的作用是測量節氣門在全閉還是在全開的位置，將節氣門的開閉狀態信號輸送給ECU，可以滿足節氣門不同開度狀態的噴射量控制。節氣門開度傳感器通常有三種形式，分別是:線性式節氣門開度傳感器，開關式節氣門開度傳感器，編碼式節氣門開度傳感器。

（1）線性式節氣門開度傳感器

如圖2-62（a）所示為線性式節氣門開度傳感器的結構圖，傳感器有兩個同節氣門聯動的可動電刷觸點，一個觸點可在位于基板上的電阻體上滑動，利用電阻值的變化，測量與節氣門開度相對應的線性輸出電壓，根據輸出的電壓值，可知道節氣門的開度。（2）開關式節氣門開度傳感器

如圖2-63（a）所示是開關式節氣門開度傳感器的結構圖，該傳感器由安裝在節氣門體上并與節氣門軸聯動的凸輪、可檢測出怠速位置的怠速觸點、可檢測出全開位置的全開觸點（也叫功率觸點）以及沿導向凸輪溝槽移動的可動觸點等構成。圖2-63（b）為開關式節氣門開度傳感器的結構簡圖。圖2-63（c）所示是開關式節氣門開度傳感器的輸出特性。

圖2-62 線性式節氣門開度傳感器

1—電阻體;2—檢測節氣門開度用的電刷;3—檢測節氣門全關閉的電刷;Vcc —電源端子;VTA —節氣門開度輸出端子;IDL—怠速觸點;E1 —地線;4—怠速觸點開關;5—滑動觸頭;6—節氣門開度傳感器

圖2-63 開關式節氣門開度傳感器

1—導向凸輪;2—節氣門軸;3—控制桿;4—可動觸點;5—怠速觸點;6—全開觸點（功率觸點）;7—導線插頭;8—導向凸輪槽;9—全開觸點信號;10—怠速觸點信號;11—節氣門開度傳感器 如圖2-63（c）所示，節氣門全關時，可動觸點和怠速觸點接觸，可以檢測出節氣門的全關閉狀態，即輸出高電平（5 V或12 V），否則輸出0 V。若節氣門的開度較大（如50°以上），可動觸點和全開觸點（功率觸點）接觸，可以檢測節氣門的大開度狀態，即可輸出高電平，否則輸出0 V。

圖2-64 編碼式節氣門開度傳感器

（3）編碼式節氣門開度傳感器

編碼式節氣門開度傳感器的結構如圖2-64所示，它是通過印制電路板上的編碼圖形與外部驅動軸運動并在圖形上滑動的觸點，來檢測出節氣門回轉角的。如圖2-65（a）所示為怠速回轉時節氣門開度傳感器狀態，此時，如IDL觸點處于閉合，即可檢測出怠速狀態。如圖2-65（b）所示為加速回轉時節氣門開度傳感器狀態，此時，加速觸點與印制電路板的加速線路Acc1與Acc2 交替處于閉合、打開狀態。對于在一定時間內的急加速，與信號檢出的同時，ECU進行非同步噴射控制，以提高加速容量。如圖2-65（c）所示為高負荷回轉時節氣門開度傳感器狀態，在節氣門打開一定程度時，功率觸點（PSW）處于閉合狀態，即可檢測出高負荷狀態。如圖2-65（d）所示為減速回轉時節氣門開度傳感器狀態，此時加減速檢測觸點處于打開狀態，ECU不進行非同步噴射控制。6.爆燃傳感器（在第3章介紹）

7.氧傳感器（在第4章介紹）

8.大氣壓力傳感器

檢測大氣壓力需采用大氣壓力傳感器，同第二節中所述的測定進氣管壓力的半導體式進氣歧管壓力傳感器一樣，測定大氣壓力大多采用根據壓電效應制成的半導體式壓力傳感器。

圖2-65 各運轉狀態下節氣門開度傳感器的狀態

1—加減速檢測觸點ON;2—加減速檢測觸點OFF

圖2-66 主繼電器的結構

1—線圈;2—滑閥（可動鐵心）;3—調整塊;4—觸點

2.4.2 繼電器 1.主繼電器

主繼電器的作用是使包括ECU在內的電控燃油噴射系統的各部件不受電源干擾和電壓脈沖的影響。主繼電器一般多采用滑閥型，圖2-66所示是主繼電器的結構圖，圖2-67（a）所示為不裝步進電動機式怠速控制閥的主繼電器電源電路。圖2-67（b）所示是裝有步進電動機式怠速控制閥的主繼電器電源電路，主繼電器由ECU控制。采用雙回路點火開關的汽車，使用單觸點式主繼電器，具體接線如圖2-68（a）所示。采用單回路點火開關的汽車，使用雙觸點式主繼電器，其具體接線如圖2-68（b）所示，這些電路圖對檢修電路極有參考價值。

圖2-67 主繼電器的電源電路

1—點火開關;2—主繼電器;3—ECU

圖2-68 主繼電器接線圖

1—點火開關;2—一般電器設備;3—接ECU和電動汽油泵;4—單觸點式主繼電器;5—接噴油

器和火花塞

2.斷路繼電器

斷路繼電器是控制電動汽油泵的繼電器，該繼電器的作用是使電動汽油泵只有在發動機運轉時才工作，即當點火開關接通，但發動機不運轉時，油泵停止泵油。如圖2-69所示為斷路繼電器的結構和電路圖。

圖2-69 斷路繼電器的結構和電路圖 1—可動片;2—線圈;3—觸點K 2.4.3 發動機控制單元（ECU）

發動機控制單元根據各種傳感器送來的信號，確定滿足發動機運轉狀態所需的燃油噴射量，并根據該噴射量去控制噴油器的噴射時間。圖2-70是ECU的構成框圖。

圖2-70 ECU的構成框圖

1—傳感器;2—模擬信號;3—輸入回路;4—A/D轉換器;5—輸出回路;6—執行元件;7—微機;8—數字信號;9—ROM-RAM記憶裝置

2.5 電控系統噴油器與供油正時控制

燃油噴射式發動機所需燃油靠噴油器供給。各種類型汽車執行元件噴油器的控制電路大同小異，如圖2-71所示為桑塔納2000系列轎車噴油器的控制電路。

圖2-71 桑塔納2000系列轎車噴油器的控制電路（括號內代號為桑塔納2000GSi型轎車ECU

插座端子代號）

2.5.1 供油正時的控制

供油正時就是指噴油器何時開始噴油。根據燃油噴射時序的不同，多點燃油噴射系統又可分為同時噴射的控制、分組噴射的控制和順序噴射的控制三種噴射方式。1.同時噴射的控制

多點燃油同時噴射就是各缸噴油器同時噴油，其控制電路如圖2-72（a）所示，各缸噴油器并聯在一起，電磁線圈中的電流由一只功率三極管VT驅動控制。噴油器控制信號波形如圖2-72（b）所示。由于各缸同時噴油，因此供油正時與發動機進氣—壓縮—做功—排氣工作循環無關，如圖2-72（c）所示。

圖2-72 多點燃油同時噴射控制電路與正時關系

2.分組噴射的控制

多點燃油分組噴射就是將噴油器噴油分組進行控制，一般將四缸發動機分成兩組，六缸發動機分成三組，八缸發動機分成四組。四缸發動機分組噴射的控制電路如圖2-73（a）所示。供油正時關系如圖2-73（b）所示。3.順序噴射的控制

多點燃油順序噴射控制就是各缸噴油器按照一定的順序噴油。由于各缸噴油器獨立噴油，因此也叫獨立噴射，控制電路如圖2-74（a）所示。

圖2-73 多點燃油分組噴射控制電路與正時關系

在順序噴射的控制中，發動機工作一個循環（曲軸轉2圈720°），各缸噴油器按照特定的順序依次噴油一次，供油正時關系如圖2-74（d）所示。

圖2-74 多點燃油順序噴射控制電路與正時關系

2.5.2 噴油量的控制

噴油量的控制大致可分為起動控制、基本噴油量控制、加減速控制、怠速控制和空燃比反饋控制等。

1.發動機起動時噴油量的控制

發動機起動時，起動機驅動發動機運轉，其轉速很低（50 r/min左右）且波動較大，導致反映進氣量的空氣流量信號或進氣壓力信號誤差較大。因此，在發動機冷起動時，ECU不是以空氣流量傳感器信號或進氣壓力信號作為計算噴油量的依據的，而是按照可編程只讀存儲器中預先編制的起動程序和預定空燃比控制噴油。起動控制采用開環控制，ECU首先根據點火開關、曲軸位置傳感器和節氣門位置傳感器提供的信號，判定發動機是否處于起動狀態，以便決定是否按起動程序控制噴油，然后根據冷卻液溫度傳感器信號確定基本噴油量。2.發動機起動后噴油量的控制

在發動機運轉過程中，噴油器的總噴油量由基本噴油量、噴油修正量和噴油增量三部分組成，如圖2-76所示。基本噴油量由進氣量傳感器（空氣流量傳感器或歧管壓力傳感器）和曲軸位置傳感器（發動機轉速傳感器）信號計算確定;噴油修正量由與進氣量有關的進氣溫度、大氣壓力、氧傳感器等傳感器信號和蓄電池電壓信號計算確定;噴油增量由反映發動機工況的點火開關信號、冷卻液溫度和節氣門位置等傳感器信號計算確定。

圖2-76 噴油量控制示意圖

（1）基本噴油量的控制

基本噴油量（或基本噴油時間）是在標準大氣狀態（溫度為20℃，壓力為101 kPa）下，根據發動機每個工作循環的進氣量、發動機轉速和設定的空燃比來確定的。（2）噴油修正量的控制

①ECU根據空氣溫度和大氣壓力等信號，對噴油量（噴油時間）進行修正，使發動機在各種運行條件下，都能獲得最佳的噴油量。②空燃比的修正為了提高發動機動力性、經濟性和降低廢氣的排放，在工況不同時，其空燃比也不相同。③空燃比反饋修正電控發動機都配裝了三元催化轉換器和氧傳感器，借助于安裝在排氣管上的氧傳感器反饋的空燃比信號，對噴油脈沖寬度進行反饋優化控制。④蓄電池電壓修正噴油器的電磁線圈為感性負載，其電流按指數規律變化，因此當噴油脈沖到來時，噴油器閥門開啟和關閉都將滯后一定時間，為此必須進行修正。

（3）噴油增量的控制

增量是在一些特殊工況下（如暖機、加速等），為加濃混合氣而增加的噴油量。加濃的程度可表示為:①起動后增量②暖機增量③加速增量。2.5.3 斷油控制

斷油控制是電腦在一些特殊工況下，暫時中斷燃油噴射，以滿足發動機運轉中的特殊要求。它包括以下幾種斷油控制方式: 1.超速斷油控制

超速斷油是在發動機轉速超過允許的最高轉速時，由電腦自動中斷噴油，以防止發動機超速運轉，造成機件損壞，也有利于減小燃油消耗量，減少有害物排放。2.減速斷油控制

減速斷油控制過程是由電腦根據節氣門位置、發動機轉速、水溫等運轉參數，作出的綜合判斷。在滿足一定條件時，電腦執行減速斷油控制。

3.溢油消除

起動時燃油噴射系統向發動機提供很濃的混合氣。若多次轉動起動馬達后發動機仍未起動，淤集在汽缸內的濃混合氣可能會浸濕火花塞，使之不能跳火。這種情況稱為溢油或淹缸。此時駕駛員可將油門踏板踩到底，并轉動點火開關，起動發動機。電腦在這種情況下會自動中斷燃油噴射，以排除汽缸中多余的燃油，使火花塞干燥。4.減扭矩斷油控制

裝有電子控制自動變速器的汽車在行駛中自動升擋時，控制變速器的電腦會向燃油噴射系統的電腦發出減扭矩信號。燃油噴射系統的電腦在收到這一減扭矩信號時，會暫時中斷個別汽缸（如2、3缸）的噴油，以降低發動機轉速，從而減輕換擋沖擊。

第3章 汽油機電控點火系統

3.1 電控點火系統的功能

3.1.1 點火提前角的控制

1.點火提前角對發動機性能的影響

圖3-1 點火提前角對發動機性能的影響

A—不點火;B—點火過早;C—點火適當;D—點火過遲

點火時刻對發動機的影響很大。如圖3-1所示。若點火過早，則活塞還在向上止點移動過程中，氣體壓力已達到很大數值。這時氣體壓力作用的方向與活塞運動的方向相反，此時有效功減小，發動機功率也將減小。因此，應當在活塞到達上止點之前點火，使氣體壓力在活塞位置相當于曲軸轉到上止點后10°～15°時達到最高值。點火時曲軸的曲拐位置與壓縮行程結束活塞在上止點時曲拐位置之間的夾角，稱為點火提前角。通常把發動機發出功率最大和油耗率最小的點火提前角稱為最佳點火提前角。最佳點火提前角除了保證發動機的動力性和燃料的經濟性外，還必須保證排放污染最小。發動機工況不同，需要的最佳點火提前角也不相同。

圖3-2 點火提前角的計算

2.點火提前角的計算

微機控制的點火提前角由初始點火提前角、基本點火提前角和修正點火提前角組成，如圖3-2所示。

（1）初始點火提前角

初始點火提前角又稱為固定點火提前角，其值的大小取決于發動機的形式，并由曲軸位置傳感器的初始位置決定，一般為上止點前6°～12°。（2）基本點火提前角

基本點火提前角是發動機最主要的點火提前角，是設計微機控制點火系統時確定的點火提前角。

（3）修正點火提前角

為使實際點火提前角適應發動機的運轉狀況，以便得到良好的動力性、經濟性和排放性能，必須根據相關因素（如冷卻液溫度、進氣溫度、開關信號等）適當增大或減小點火提前角，即對點火提前角進行必要的修正。修正點火提前角的項目有多有少，主要有暖機修正、怠速穩定性修正、空燃比反饋修正和過熱修正。3.點火提前角的控制

為了說明微機控制的點火系統的工作過程，下面以四缸發動機點火時刻為例說明。設該發動機判缸信號在上止點前BTDC105°時產生、曲軸轉速2000 r/min時 最佳點火提前角為上止點前BTDC30°，如圖3-9所示。

圖3-9 點火提前角的控制過程

3.1.2 通電時間的控制

通電時間是指大功率管的導通時間，即點火線圈初級繞組的通電時間。如圖3-10所示為蓄電池電壓與通電時間的修正曲線。

圖3-10 蓄電池電壓與通電時間的修正曲線

在實際控制中，ECU是將導通時間轉換成曲軸轉角進行控制的，因此通電時間控制又稱為閉合角控制。

3.2 電控點火系統的組成與工作原理

3.2.1 電控汽油機點火系統的類型

按點火系統結構和發展過程可分為:傳統點火系統和計算機控制的點火系統。在傳統點火系統中有:（1）觸點式點火系統。（2）晶體管輔助點火系統。（3）無觸點式電子點火系統。無觸點式電子點火系統按點火觸發信號產生的方式不同又可分為:①磁感應式。②光電式。③霍爾效應式。

3.2.2 電控點火系統基本組成與工作原理

電控點火系統主要由電源、傳感器、電控單元ECU、點火控制器、點火線圈、分電器（有分電器電控系統）、各種控制開關以及火花塞等組成。

1.電源

電源一般由蓄電池和發電機共同組成，主要是給點火系統提供電能。2.傳感器

傳感器主要用來檢測與點火有關的發動機的工況信息，并將檢測結果輸入ECU，作為計算和控制點火時刻的依據。雖然各型汽車采用的傳感器的類型、數量、結構及安裝位置不盡相同，但是其作用都大同小異，而且這些傳感器大多與燃油噴射系統、怠速控制系統等電子控制系統共用。傳感器主要由凸輪軸位置（上止點位置）傳感器、曲軸位置（曲軸轉速與轉角）傳感器、空氣流量傳感器、節氣門位置（負荷）傳感器、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、車速傳感器、爆燃傳感器、各種控制開關、點火控制器以及火花塞等組成，如圖3-11所示。

圖3-11 微機控制點火系統的組成

（1）凸輪軸位置（上止點位置）傳感器是確定曲軸基準位置和點火基準的傳感器。該傳感器在曲軸旋轉至某一特定的位置（如1缸上止點點火在上止點前某一確定的角度）時，輸出一個脈沖信號，ECU將這一脈沖信號作為計算曲軸位置的基準信號，再利用曲軸轉角信號計算出曲軸任一時刻所處的具體位置。凸輪軸位置和曲軸位置信號是保證ECU控制電子點火系統正常工作的最基本的信號。

（2）空氣流量傳感器是確定進氣量大小的傳感器。空氣流量信號輸入ECU后，除了用于計算基本噴油時間之外，還用做負荷信號來計算和讀取基本點火提前角。（3）進氣溫度傳感器信號反映發動機吸入空氣的溫度。（4）節氣門位置傳感器將節氣門開啟角度轉化為電信號輸入ECU，ECU利用該信號和車速傳感器信號來綜合判斷發動機所處的工況（怠速、中等負荷、大負荷、減速），并對點火提前角進行修正。

（5）爆燃傳感器用于點火提前角閉環控制系統。ECU根據爆燃傳感器輸出的信號來判斷發動機是否發生爆燃，從而對點火提前角進行修正。3.電控單元（ECU）

電控單元（ECU）既是燃油噴射控制系統的控制中心，也是點火控制系統的控制中心。在ECU的只讀存儲器（ROM）中，除存儲有監控和自檢等程序之外，還存儲有由臺架試驗測定的該型發動機在各種工況下的最佳點火提前角。4.點火控制器

點火控制器又稱點火電子組件、點火器或功率放大器，是微機控制點火系統的功率輸出級，它接收ECU輸出的點火控制信號并進行功率放大，以便驅動點火線圈工作。3.2.3 有分電器電控點火系統

微機控制點火系統按點火線圈高壓電分配方式可分為機械配電方式和電子配電方式。機械配電方式是指分火頭將高壓電分配至分電器蓋旁電極，再通過高壓線輸送到各缸火花塞的傳統配電方式。采用機械配電方式分配高壓電的點火系統稱為有分電器點火系統。3.2.4 無分電器電控點火系統

電子配電方式是指在點火控制器控制下，點火線圈的高壓電按照一定的點火順序，直接加在火花塞上的直接點火方式。采用電子配電方式分配高壓電的點火系統稱為無分電器電控點火系統DIS（Distributorless Ignition System），無分電器電控點火系統主要有以下兩種類型。

1.同時點火方式

同時點火是指點火線圈每產生一次高壓電，都使兩個汽缸的火花塞同時跳火，即雙缸同時點火。次級繞組產生的高壓電將直接加在四缸發動機的1、4缸或2、3缸（六缸發動機的1、6缸、2、5缸或3、4缸），火花塞電極上跳火。雙缸同時點火時，一個汽缸處于壓縮行程末期，是有效點火;另一個處于排氣行程末期，缸內溫度較高而壓力很低，火花塞電極間隙的擊穿電壓很低，對有效點火汽缸火花塞的擊穿電壓和火花放電能量影響很小，是無效點火。曲軸旋轉一轉后，兩缸所處行程恰好相反。雙缸同時點火時，高壓電的分配有二極管分配和點火線圈分配兩種形式。2.單獨點火的控制

點火系統采用單獨點火方式時，每一個汽缸都配有一個點火線圈，且直接安裝在火花塞上方，其基本組成和工作原理和同時點火方式相同。單獨點火的優點是省去了高壓線，點火能量損耗進一步減少，此外，所有高壓部件都可安裝在發動機汽缸蓋的金屬屏蔽罩內，點火系統對無線電的干擾可大幅降低。3.2.5 爆燃控制系統 1.爆燃控制系統組成

圖3-15 爆燃控制系統組成

利用點火提前角閉環控制系統能夠有效地控制點火提前角，從而使發動機工作在爆燃的臨界狀態。帶有爆燃控制的點火提前角閉環控制系統如圖3-15所示，由傳感器、帶通濾波電路、信號放大電路、整形濾波電路、比較基準電壓形成電路、積分電路、點火提前角控制電路和點火控制器等組成。2.爆燃的判別

常用的方法是，將發動機無爆燃時的傳感器輸出電壓與產生爆燃時的輸出電壓進行比較，從而得出結論。

（1）基準電壓的確定

最簡單的方法如圖3-16所示，首先對傳感器輸出信號進行濾波和半波整流，利用平均電路求得信號電壓的平均值，然后再乘以常數倍即可形成基準電壓UB，平均值的倍數由設計制造時的試驗確定。

圖3-16 基準電壓的確定方法

（2）爆燃強度的判別

確定爆燃強度常用的方法如圖3-17所示，首先利用基準電壓值對傳感器輸出信號進行整形處理，然后對整形后的波形進行積分，求得積分值 Ui。當積分值Ui超過基準電壓UB時，ECU將判定發動機發生爆燃。

圖3-17 爆燃強度的判別

3.爆燃的控制

爆燃控制系統是一個閉環控制系統，發動機工作時，ECU根據爆燃傳感器信號，從存儲器中查尋相應的點火提前角控制點火時刻，控制結果由爆燃傳感器反饋到ECU輸入端，再由ECU對點火提前角進行修正，控制過程如圖3-15所示。

3.3 電控點火系統主要元件的構造和維修3

3.3.1 汽車電子點火控制器的組成

汽車電子點火控制器又稱為汽車無觸點電子點火控制器（簡稱無觸點電子點火器或無觸點電子點火組件）。汽車電子點火控制器用來將傳感器輸入的交變信號脈沖進行整形、放大，轉變為點火控制信號，經開關型功率晶體三極管放大后控制點火線圈初級繞組的通斷和點火系統的工作。點火控制器內部主要由汽缸判別、閉合角控制、恒流控制、安全信號控制等電路組成。如圖3-18所示。在有分電器的電控點火系統中，點火線圈一般都與分電器組裝在一起，稱之為整體式點火組件，如圖3-19所示。

圖3-18 點火控制器內部電路組成

圖3-19 整體式點火組件

1—墊片;2—電容器;3—導線夾;4—分電器蓋;5—點火器;6—分電器殼體;7—點火線圈防塵罩;8—分電器電纜;9—分火頭;10—點火線圈

在無分電器電控點火系統中，點火線圈一般單獨安裝在點火控制器附近，如圖3-20所示。

圖3-20 無分電器電控點火系統點火控制器位置

1—點火控制器;2—點火線圈

電子點火控制器的檢查方法有以下幾種控制:（1）外觀檢查法（2）測量輸入電阻法（3）用干電池檢查法（4）用試燈檢查法 3.3.2 點火線圈

點火線圈實際上就是一種升壓變壓器，其作用就是將蓄電池或發電機輸出的低壓升高到15 kV～20 kV，供火花塞產生高壓電火花。1.點火線圈的類型

根據點火線圈鐵心的形狀和磁路的不同，常將點火線圈分為開磁路點火線圈和閉磁路點火線圈兩類。

（1）開磁路點火線圈

開磁路點火線圈由矩形硅鋼片疊成的鐵心、初級繞組、次級繞組等組成，其結構及其磁路圖如圖3-24所示。

圖3-24 開磁路點火線圈結構及其磁路圖（2）閉磁路點火線圈

閉磁路點火線圈與開磁路點火線圈在結構上的明顯差異是鐵心。閉磁路點火線圈采用了“口”字形或“日”字形鐵心而不是條形鐵心，其顯著特點是初、次級繞組在磁路上耦合緊密，即耦合系數大，可達0.95～0.98。圖3-25是閉磁路點火線圈結構及其磁路圖。

圖3-25 閉磁路點火線圈結構及其磁路圖

2.點火線圈的檢測方法

（1）外觀檢查查看點火線圈外表面，如發現其膠木蓋裂損、接線柱松動、滑絲、外殼變形、工作時溫度過高、填充物外溢或高壓插座接觸不良等現象時，說明其質量不良，應更換新件。（2）點火線圈絕緣性能檢查用萬用表 R×10 kΩ擋檢查，將兩表筆分別接點火線圈初級繞組接線線柱和外殼，正常情況其絕緣電阻應為∞，否則應更換新件。（3）點火線圈初級繞組的檢查用萬用表 R×1Ω擋，測量點火線圈兩低壓接線柱間的電阻。（4）點火線圈次級繞組的檢查用萬用表 R×1Ω擋，測量點火線圈正極和高壓端之間的電阻，其阻值一般在5 kΩ～15 kΩ之間。

3.3.3 爆燃傳感器

爆燃傳感器是點火時刻閉環控制必不可少的重要部件，其功用是將發動機爆燃信號轉換為電信號傳遞給ECU，ECU根據爆燃信號對點火提前角進行修正，從而使點火提前角保持最佳。按檢測發動機缸體振動頻率的檢測方式不同，爆燃傳感器可分為共振型和非共振型兩種。汽車用爆燃傳感器按結構不同可分為電感式和壓電式兩種。1.電感式爆燃傳感器

（1）電感式爆燃傳感器結構特點

電感式爆燃傳感器為共振型爆燃傳感器，主要由感應線圈、伸縮桿、永久磁鐵和殼體組成。

（2）電感式爆燃傳感器工作原理

當發動機產生振動時，傳感器的伸縮桿就會隨之產生振動，感應線圈中的磁通量就會發生變化。由電磁感應原理可知，線圈中就會感應交變電動勢，即傳感器就有信號電壓輸出，輸出電壓高低取決于發動機的振動強度和振動頻率。如圖3-27所示為電感式爆燃傳感器輸出波形。

圖3-27 電感式爆燃傳感器輸出波形

2.壓電式爆燃傳感器

（1）壓電式非共振型爆燃傳感器 非共振型壓電式爆燃傳感器的結構如圖3-28所示，主要由套筒、壓電元件、慣性配重、塑料殼體和接線插座等組成。

圖3-28 壓電式非共振型爆燃傳感器的結構圖

1—套筒底座;2—絕緣墊圈;3—壓電元件;4—慣性配重;5—塑料殼體;6—固定螺栓;7—接線插座;8—電極

壓電元件的信號輸出端就會輸出與振動頻率和振動強度有關的交變電壓信號，如圖3-29所示。

圖3-29 轉速不同時壓電式非共振型爆燃傳感器輸出波形

圖3-30 壓電式火花塞座金屬墊圈型爆燃傳感器結構圖

1—火花塞;2—墊圈;3—爆燃傳感器;4—汽缸墊

3.檢測

（1）桑塔納2000GLi型轎車爆燃傳感器的檢測 當爆燃傳感器發生故障時，發動機ECU能檢測到有關信息，并使發動機進入故障應急狀態下運行。利用專用的V.A.G1551或V.A.G1552故障閱讀儀，通過診斷插座可以讀取此故障的有關信息。檢修爆燃傳感器時，可用萬用表電阻OHM×100 kΩ或 R×10 kΩ擋檢測傳感器電阻。檢測時，斷開點火開關，拔下傳感器線束插頭，檢測結果應當符合表3-1規定。（2）桑塔納2000GSi，捷達AT、GTX型轎車爆燃傳感器的檢測

桑塔納2000GSi，捷達AT、GTX型轎車爆燃傳感器電路連接及插頭和插座上端子位置如圖3-31所示，檢修時用萬用表電阻OHM×100 kΩ或 R×10 kΩ擋檢測傳感器電阻。檢測時，斷開點火開關，拔下傳感器線束插頭，檢測結果應當符合表3-2規定。

圖3-31 爆燃傳感器電路連接及插頭和插座上端子位置結構圖

3.3.4 點火控制電路

1.桑塔納2000GLi型轎車點火電路

桑塔納2000GLi型轎車無觸點晶體管點火系統主要由內裝霍爾傳感器的分電器、點火控制器、點火線圈、火花塞等組成，如圖3-32所示。點火過程大致可分為下面三個階段:

圖3-32 桑塔納2000GLi型轎車無觸點晶體管點火電路

（1）當霍爾傳感器輸出接通信號時，點火控制器接通點火線圈初級繞組，蓄電池提供低壓電路電流。

（2）當霍爾傳感器輸出斷路信號時，點火控制便切斷點火線圈初級繞組，低壓電流及其產生的磁場立即消失。

（3）高壓電流經過分電器送到各缸火花塞時，高壓電經火花塞的中心電極，擊穿中心電極與旁電極之間的火花塞間隙，進入旁電極。在擊穿火花塞間隙時，點燃火花塞附近的可燃混合氣，完成強制點火功能。2.豐田花冠轎車電子點火電路

豐田花冠（Corolla）轎車采用的是分電器電控點火系統，它主要由點火開關、分電器、電子點火控制器、點火線圈以及火花塞組成。3.豐田皇冠轎車電子點火電路

豐田皇冠轎車采用的是無分電器電控點火系統，如圖3-34所示。

圖3-34 豐田皇冠轎車電子點火電路

其基本的工作原理如下:（1）來自曲軸位置傳感器的信號曲軸位置傳感器由G1、G2及 Ne三個線圈組成，其功能是判別汽缸、檢測曲軸的轉角以及決定點火時刻的原始設定位置。

（2）ECU輸出信號ECU通過曲軸位置傳感器接收到G1、G2、Ne 信號，向點火控制器輸出IGf、IGdA、IGdB 三個信號。

（3）點火控制器點火控制器內有汽缸判別、閉合角控制、恒流控制、安全信號等電路，其主要功能是接收IGf、IGdA、IGdB 信號，并依次驅動各個點火線圈工作。另外，它還向ECU輸入安全信號（IGf）。

（4）安全信號IGf 安全信號是將點火控制器斷續點火線圈的初級電流的信號反饋給ECU的信號，使點火控制器具有安全功能。

第4章 汽車機輔助控制系統

4.1 怠速控制系統

4.1.1 怠速控制系統概述 1.怠速控制系統的功能

怠速是指節氣門關閉，油門踏板完全松開，且發動機對外無功率輸出并保持最低轉速穩定運轉的工況。怠速控制系統的功能是根據發動機工作溫度和負載，由ECU自動控制怠速工況下的空氣供給量，維持發動機以穩定怠速運轉。

圖4-1 怠速控制系統的組成

1—冷卻液溫度信號;2—A/C開關信號;3—空擋位置開關信號;4—轉速信號;5—節氣門位置信

號;6—車速信號;7—執行元件

2.怠速控制系統的組成

怠速控制系統主要由傳感器、ECU和執行元件三部分組成，如圖4-1所示。3.怠速控制的方法

怠速控制的實質就是對怠速工況下的進氣量進行控制。在發動機集中控制系統中，控制怠速進氣量的方法可分為兩種基本類型:節氣門直動式和旁通空氣式。如圖4-2所示，節氣門直動式通過執行元件改變節氣門的最小開度來控制怠速進氣量，而在旁通空氣式怠速控制系統中，設有旁通節氣門的怠速空氣道，由執行元件控制流經怠速空氣道的空氣量。

圖4-2 怠速進氣量控制方式

1—節氣門;2—進氣管;3—節氣門操縱臂;4—執行元件;5—怠速空氣道

4.1.2 節氣門直動式怠速控制器

節氣門直動式怠速控制器的外形及結構圖如圖4-3所示，主要由直流電動機、減速齒輪機構、絲杠機構和傳動軸等組成。直流電動機可正轉可反轉，當直流電動機通電轉動時，經減速齒輪機構減速增扭后，再由絲杠機構將其旋轉運動轉換為傳動軸的直線運動。

圖4-3 節氣門直動式怠速控制器的外形圖及結構圖

1—節氣閥操縱臂;2—怠速控制器;3—節氣門體;4—噴油器;5—燃油壓力調節器;6—節氣門;7—防轉六角孔;8—彈簧;9—直流電動機;10、11、13—齒輪;12—傳動軸;14—絲杠

4.1.3 步進電動機型怠速控制閥

1.控制閥的結構與工作原理

步進電動機型怠速控制閥的結構如圖4-4所示。步進電動機由轉子和定子構成，絲杠機構將步進電動機的旋轉運動變為閥桿的直線運動，控制閥與閥桿制成一體。步進電動機的結構如圖4-

5、圖4-6所示，主要由用永久磁鐵制成的有16個（8對磁極沿圓周均勻分布）磁極的轉子和兩個定子鐵心組成。

圖4-4 步進電動機型怠速控制閥的結構圖

1—控制閥;2—前軸爪;3—后軸承;4—密封圈;5—絲杠機構;6—線束插接器;7—定子;8—轉子

圖4-5 步進電動機的結構 1、2—線圈;3—爪極;4—定子B;5—轉子;6—定子A

圖4-6 定子結構示意圖

步進電動機的工作原理如圖4-7所示。當ECU控制步進電動機的線圈按1-2-3-4的順序依次搭鐵時，定子磁場順時針轉動（圖4-7（b）向右），由于與轉子磁場間的相互作用（同性相斥，異性相吸），使轉子隨定子磁場同步轉動。同理，步進電動機的線圈按相反的順序通電時，轉子則隨定子磁場同步反轉。轉子每轉一步便與定子錯開一個爪極的位置，由于定子有32個爪極（上、下兩個鐵心各16個），所以步進電動機每轉一步為1/32圈（約11°轉角），步進電動機的工作范圍為0～125個步進級。

圖4-7 步進電動機的工作原理

圖4-8 步進電動機型怠速控制閥電路

2.控制閥的檢修

（1）在檢修步進電動機型怠速控制閥時的注意事項①不要用手推或拉控制閥，以免損壞絲桿機構的螺紋。②不要將控制閥浸泡在任何清洗液中，以免步進電動機損壞。③安裝時，檢查密封圈不應有任何損傷，并在密封圈上涂少量潤滑油。

（2）檢修步進電動機型怠速控制閥的方法①拆開怠速控制閥線束插接器，將點火開關轉至“ON”但不起動發動機，在線束側分別測量B1 和 B2 端子（參照圖4-8）與搭鐵之間的電壓，均應為蓄電池電壓（9 V～14 V），否則說明怠速控制閥電源電路有故障。②發動機起動后再熄火時，2 s～3 s內在怠速控制閥附近應能聽到內部發出的“嗡嗡”聲，否則應進一步檢查怠速控制閥、控制電路及ECU。③拆開怠速控制閥線束插接器，在控制閥側分別測量端子（參照圖4-8）B1 與S1 和S3、B2 與S2 和S4 之間的電阻，阻值均應為10Ω～30Ω，否則應更換怠速控制閥。④如圖4-9所示，拆下怠速控制閥后，將蓄電池正極接至B1 和 B2 端子，負極按順序依次接通S1-S2-S3-S4 端子時，隨步進電動機的旋轉，控制閥應向外伸出;蓄電池負極按相反順序依次接通S4-S3-S2-S1 時，則控制閥應向內縮回。3.控制閥的控制內容

（1）起動初始位置的設定為了改善發動機的再起動性，在發動機點火開關關斷后，ECU的M-REL端子（圖4-8）向主繼電器線圈供電一段時間（2 s）。在這段時間內，蓄電池繼續給ECU和步進電動機供電（2 s），ECU使怠速控制閥回到起動初始（全開）位置。待步進電動機回到起動初始位置后，主繼電器線圈斷電，蓄電池停止給ECU和步進電動機供電，怠速控制閥保持全開（125步）不變，為下次起動做好準備。

圖4-9 步進電動機型怠速控制閥工作情況檢查

（2）起動控制發動機起動時，由于怠速控制閥預先設定在全開位置，在起動期間經怠速空氣道可供給最大的空氣量，發動機容易起動。

（3）暖機控制暖機控制又稱快怠速控制，在暖機過程中，ECU根據冷卻液溫度信號按內存的控制特性控制步進電機的運動步數，從而控制怠速控制閥開度，隨著溫度的上升，怠速控制閥開始逐漸關閉。當冷卻液溫度達到70℃時，暖機控制過程結束。

（4）怠速穩定控制在怠速運轉時，ECU將接收到的實際轉速信號與存儲器中的目標轉速進行比較，其差值超過一定值（一般為20 r/min）時，ECU將通過步進電動機控制怠速控制閥，調節怠速空氣供給量，使發動機的實際轉速與目標轉速相同。

（5）怠速預測控制發動機在怠速運轉時，空擋起動開關、空調開關的接通或斷開都將使發動機的負荷立即發生變化。

（6）電器負載增多時的怠速控制在怠速運轉時，如使用的電器負載增大到一定程度時，蓄電池電壓就會降低。

（7）學習控制在發動機使用過程中，由于磨損等原因會導致怠速控制閥的性能發生改變，雖然怠速控制閥的位置相同，但實際的怠速轉速會與初設的目標轉速略有不同。

4.1.4 旋轉電磁閥型怠速控制閥 1.控制閥的結構與工作原理

旋轉電磁閥型怠速控制閥的結構如圖4-10所示。控制閥安裝在閥軸的中部，閥軸的一端裝有圓柱形永久磁鐵，永久磁鐵對應的圓周位置上裝有位置相對的兩個線圈。由ECU控制兩個線圈的通電或斷電，改變兩個線圈產生的磁場強度，即可改變控制閥的位置，從而調節怠速空氣口的開度，以實現怠速空氣量的控制。

圖4-10 旋轉電磁閥型怠速控制閥

1—控制閥;2—雙金屬片;3—冷卻液腔;4—閥體;

5、7—線圈;6—永久磁鐵;8—閥軸;9—怠速空氣口;10—固定銷;11—擋塊;12—閥軸限位桿

ECU控制旋轉電磁閥型怠速控制閥工作時，控制閥的開度是通過控制兩個線圈的平均通電時間（占空比）來實現的。

2.控制閥的控制內容

旋轉電磁閥型怠速控制閥（旁通空氣式怠速控制系統）的控制內容主要包括起動控制、暖機控制、怠速穩定控制、怠速預測控制和學習控制，具體內容與步進電動機控制旁通空氣式怠速控制系統基本相同。

3.控制閥的檢修

旋轉電磁閥型怠速控制閥電路（日本豐田PREVIA轎車）如圖4-12所示，在維修時，應進行如下檢查:

圖4-12 旋轉電磁閥型怠速控制閥電路

（1）拆開怠速控制閥線束插接器，將點火開關轉至“ON”的位置，但不起動發動機，在線束插接器側測量電源端子（+B）與搭鐵之間的電壓，應為蓄電池電壓（9 V～14 V），否則說明怠速控制閥電源電路有故障。

（2）在發動機達到正常工作溫度、變速器處于空擋位置時，使發動機維持怠速運轉，用專用短接線短接故障診斷座上的TE1 與E1 端子，發動機轉速應保持在1000 r/min～ 1200 r/min，5 s后轉速下降約200 r/min。

（3）拆開怠速控制閥上的三端子線束插接器，在控制閥側分別測量中間端子（+B）與兩側端子（ISC1 和ISC2）之間的電阻，正常應為18.8Ω～22.8Ω，否則應更換怠速控制閥。

圖4-13 占空比控制電磁閥型怠速控制閥結構 1、5—回位彈簧;2—電磁線圈;3—閥桿;4—控制閥

4.1.5 占空比控制電磁閥型怠速控制閥

1.控制閥的結構與工作原理

占空比控制電磁閥型怠速控制閥結構如圖 4-13所示，主要由控制閥、閥桿、電磁線圈和回位彈簧、進氣口、出氣口等組成。控制閥的工作原理:控制閥與閥桿制成一體，當電磁線圈通電時，電磁線圈就會產生電磁吸力，當它超過回位彈簧的彈力時，閥桿將被吸起，使閥桿離開閥座，將旁通空氣道打開;當電磁線圈斷電時，閥桿在回位彈簧的作用下回位，旁通空氣道關閉。

圖4-14 快怠速控制閥的結構

1—冷卻液腔;2—石蠟感溫器;3—控制閥;

4、5—彈簧 2.控制閥的控制內容

占空比控制電磁閥型怠速控制系統的控制內容包括起動控制、暖機控制、反饋控制、怠速預測控制和學習控制。但由于占空比控制電磁閥型怠速控制閥控制的旁通空氣量少，在采用此種控制閥的怠速控制系統中，仍需要快怠速控制閥輔助控制發動機暖機過程的空氣供給量。快怠速控制閥的結構如圖4-14所示，主要由石蠟感溫器、控制閥和彈簧等組成。

4.1.6 開關型怠速控制閥

圖4-16 開關型怠速控制閥的結構

1—線圈;2—控制閥

1.控制閥的結構與工作原理

開關型怠速控制閥的結構，如圖4-16所示，主要由線圈和控制閥組成。其工作原理與占空比控制電磁閥型怠速控制閥類似。不同的是開關型怠速控制閥工作時，ECU只對閥內線圈通電或斷電兩種狀態進行控制，電磁線圈通電時，控制閥開啟，線圈斷電時，則控制閥關閉。開關型怠速控制閥也只有開或關兩個位置。

2.控制閥的控制內容

當發動機工作時，ECU根據發動機的工作狀況對控制閥線圈只進行通、斷電控制，其控制條件見表4-1。在滿足以下條件之一時，控制閥開或關。

4.2進氣控制系統

在發動機電控系統中，進氣控制系統主要包括動力閥控制系統、諧波增壓控制系統、可變配氣相位控制系統。

4.2.1 動力閥控制系統 1.動力閥控制系統的功能

動力閥控制系統的功能是控制發動機進氣道的空氣流通截面大小，以適應發動機不同轉速和負荷時對進氣量的要求，從而改善發動機的動力性。

2.動力閥控制系統的結構原理

ECU控制的動力閥控制系統如圖4-17所示。動力閥控制系統主要由真空罐、真空電磁閥、ECU、膜片真空氣室、動力閥等組成。

圖4-17 動力閥控制系統

1—真空罐;2—真空電磁閥;3—ECU;4—膜片真空氣室;5—動力閥

控制進氣道空氣流通截面大小的動力閥安裝在進氣管上，動力閥的開閉由膜片真空氣室控制，ECU根據各傳感器信號通過真空電磁閥（VSV閥）控制真空罐與膜片真空氣室的真空通道。發動機小負荷運轉時，進氣量較少，ECU斷開真空電磁閥搭鐵回路，真空罐中的真空度不能進入膜片真空氣室，動力閥處于關閉位置，進氣通道變小。當發動機大負荷運轉時，進氣量較多，ECU接通真空電磁閥搭鐵回路，真空罐中的真空度經真空電磁閥進入膜片真空氣室，動力閥開啟，進氣通道變大。動力閥控制系統的主要控制信號有發動機轉速、溫度、空氣流量等。

4.2.2 諧波增壓控制系統

諧波進氣增壓控制系統工作原理如圖 4-18所示。當發動機轉速較低時，同一汽缸的進氣門關閉與開啟間隔的時間較長，此時進氣控制閥關閉，使進氣管內壓力波的傳遞距離為進氣門到空氣濾清器的距離;當發動機處于高速區域運轉時，此時進氣控制閥開啟，由于大容量進氣室的參與，在進氣道控制閥處形成氣簾，使進氣壓力脈動波只能在空氣室出口和進氣門之間傳播，縮短了壓力波的傳播距離，使發動機在高速時得到較好的進氣增壓效果。諧波進氣增壓控制系統控制原理如圖4-19所示。ECU根據發動機轉速信號控制電磁真空閥的開閉，低速時，電磁真空閥由于不通電而關閉，真空罐無法與真空馬達的管路相通，真空馬達不動作，進氣增壓控制閥處于關閉狀態，此時進氣壓力波傳播距離較長;高速時，ECU接通電磁真空閥的電路，電磁真空閥開啟，真空罐與真空馬達的管路相通，真空馬達動作，將進氣增壓控制閥開啟，縮短了進氣壓力波的傳播距離。

圖4-18 諧波進氣增壓控制系統工作原理圖

1—噴油器;2—進氣道;3—空氣濾清器;4—進氣室;5—渦流控制閥;6—進氣控制閥;7—節氣閥;8—真空驅動器

圖4-19 諧波進氣增壓控制系統原理圖

4.2.3 可變配氣相位控制系統

目前，汽車發動機一般都是根據性能的要求，通過試驗來確定某一常用轉速下較合適的配氣相位，在裝配時，對正配氣正時標記，即可保證已確定的配氣相位，且在發動機使用中，已確定的配氣相位是不能改變的。自然發動機性能只能在某一常用轉速下最好，而在其他轉速下工作時，發動機的性能相對較差。為解決上述問題，在有些汽車發動機上采用了可變配氣相位控制機構。例如日本本田公司生產的汽車發動機上，配備了更先進的VTEC（Variable Valve Life Timing & Valve Electronic Control）、可變配氣正時（相位）及氣門升程電子控制系統。

1.VTEC機構的組成

VTEC機構的組成如圖4-20所示。同一缸的兩個進氣門有主、次之分，即主進氣門和次進氣門。每個進氣門通過單獨的搖臂驅動，驅動主進氣門的搖臂稱為主搖臂，驅動次進氣門的搖臂稱為次搖臂，在主、次搖臂之間裝有一個中間搖臂，中間搖臂不與任何氣門直接接觸，三個搖臂并列在一起組成進氣搖臂總成。進氣搖臂總成如圖4-21所示，在三個搖臂靠近氣門的一端均設有油缸孔，油缸孔中裝有靠液壓控制的正時活塞、同步活塞、阻擋活塞及彈簧。正時活塞一端的油缸孔與發動機的潤滑油道相通，ECU通過電磁閥控制油道的通或斷。

圖4-20 VTEC機構的組成

1—正時片;2—中間搖臂;3—次搖臂;4—同步活塞B;5—同步活塞A;6—正時活塞;7—進氣門;8—主搖臂;9—凸輪軸

圖4-21 進氣搖臂總成

1—同步活塞B;2—同步活塞A;3—彈簧;4—正時活塞;5—主搖臂;6—中間搖臂;7—次搖臂

2.VTEC機構的工作原理

發動機低速運轉時，電磁閥不通電使油道關閉，機油壓力不能作用在正時活塞上，在次搖臂油缸孔內的彈簧和阻擋活塞的作用下，正時活塞和同步活塞A回到主搖臂油缸孔內，與中間搖臂等寬的同步活塞B停留在中間搖臂的油缸孔內，三個搖臂彼此分離，如圖4-22所示，此時，主凸輪通過主搖臂驅動主進氣門，中間凸輪驅動中間搖臂空擺（不起作用）;次凸輪的升程非常小，通過次搖臂驅動次進氣門微量開閉，其目的是防止次進氣門附近積聚燃油。當發動機高速運轉，且發動機轉速、負荷、冷卻液溫度及車速達到設定值時，電腦向VTEC電磁閥供電，使電磁閥開啟，來自潤滑油的機油壓力作用在正時活塞一側，由正時活塞推動兩同步活塞和阻擋活塞移動，兩同步活塞分別將主搖臂與中間搖臂、次搖臂與中間搖臂插接成一體，成為一個同步工作的組合搖臂，如圖4-23所示。

圖4-22 VTEC機構低速工作狀態

1—主凸輪;2—次凸輪;3—次搖臂;4—阻擋活塞;5—同步活塞A;6—正時活塞;7—主搖臂;8—同步活塞B

圖4-23 VTEC機構高速工作狀態

1—中間凸輪;2—中間搖臂

3.VTEC控制系統電路

VTEC控制系統電路如圖4-24所示。發動機控制ECU根據發動機轉速、負荷、冷卻液溫度和車速信號控制VTEC電磁閥。電磁閥通電后，通過壓力開關給電腦提供一個反饋信號，以便監控系統工作。

圖4-24 VTEC控制系統電路圖

4.VTEC系統的檢修

在維修時，拆下VTEC電磁閥總成后，檢查電磁閥濾清器，若濾清器有堵塞現象，應更換濾清器和發動機潤滑油。電磁閥密封墊一經拆下，必須更換新件。拆開VTEC電磁閥，用手指檢查閥的運動是否自如，若有發卡現象，應更換電磁閥。發動機不工作時，拆下氣門室罩蓋，轉動曲軸分別使各缸處于壓縮上止點位置，用手按壓中間搖臂，應能與主搖臂和次搖臂分離單獨運動。

4.3 增壓控制系統

增壓控制系統的功能是根據發動機進氣壓力的大小，控制增壓裝置的工作，控制進氣壓力、提高發動機的動力性和經濟性。根據增壓裝置使用的動力源不同，增壓裝置可分為廢氣蝸輪增壓和動力增壓兩種類型。廢氣蝸輪增壓是利用發動機排出的廢氣能量驅動增壓裝置工作，動力增壓則是利用發動機輸出動力或電源驅動增壓裝置工作。圖4-25所示為廢氣蝸輪增壓控制系統。

圖4-25 廢氣蝸輪增壓控制系統

1—切換閥;2—驅動氣室;3—空氣冷卻器;4—空氣濾清器;5—ECU;6—釋壓電磁閥

4.4 排放控制系統

在現代汽車尤其是轎車上裝用了多種排放控制系統，主要包括:曲軸箱強制通風（PCV）控制系統、廢氣再循環（EGR）控制系統、三元催化轉換器（TWC）控制系統、二次空氣供給系統和熱空氣供給系統、燃油蒸氣排放（EVAP）控制系統等，其中EGR控制系統、TWC控制系統、二次空氣供給系統、EVAP控制系統采用了ECU控制。4.4.1 廢氣再循環控制系統

廢氣再循環簡稱EGR，是指在發動機工作時，將一部分廢氣重新引入汽缸參加燃燒的過程。EGR是目前降低NOx 的一種有效的方法。廢氣再循環的程度用EGR率來表示，它是指發動機進行廢氣再循環時，廢氣再循環量在進入缸內的氣體中所占的比率，即

EGR率=［EGR量/（進氣量+EGR量）］×100%

圖4-27 開環控制EGR系統

1—EGR電磁閥;2—節氣門;3—EGR閥;4—水溫傳感器

1.開環控制EGR系統

開環控制EGR系統（日本公爵3.0E轎車）如圖4-27所示，主要由EGR閥和EGR電磁閥等組成。EGR閥安裝在廢氣再循環通道中，用以控制廢氣再循環量。EGR電磁閥安裝在通向EGR閥的真空通道中，ECU根據發動機冷卻液溫度、節氣門開度、轉速和起動等信號來控制電磁閥的通電或斷電。ECU不給EGR電磁閥通電時，控制EGR閥的真空通道接通，EGR閥開啟，進行廢氣再循環;ECU給EGR電磁閥通電時，控制EGR閥的真空通道被切斷，EGR閥關閉，停止廢氣再循環，這種控制系統屬于普通電子控制的EGR系統。在開環控制EGR系統中，EGR率只能預先設定，發動機在各種工況下的實際EGR率則不能檢測。

2.閉環控制EGR系統

在閉環控制EGR系統中，以實際檢測的EGR率或EGR閥的開度作為反饋控制信號，控制精度更高。用EGR閥開度作為反饋信號的閉環控制EGR系統如圖4-28所示。與采用普通電子控制的EGR系統相比，只是在EGR閥上增設了一個EGR閥開度傳感器（電位計式）。閉環控制EGR系統工作時，EGR閥開度傳感器可將EGR閥開啟高度的信號轉換為相應的電壓信號，并反饋給ECU，ECU根據反饋信號控制真空電磁閥的動作，調節EGR閥的真空度，從而改變EGR率。

圖4-28 用EGR閥開度作為反饋信號的閉環控制EGR系統

3.EGR控制系統的檢查

（1）一般檢查在冷起動后，立即拆下EGR閥上的真空軟管，發動機轉速應無變化，用手觸試真空軟管口應無真空吸力;發動機溫度達到正常溫度后，怠速時按上述方法檢查，其結果應與冷起動時相同;發動機在正常工作溫度下，若將轉速提高到2500 r/min左右，折彎真空軟管后并從EGR閥上拆下軟管，發動機轉速應有明顯提高（因中斷廢氣再循環）。若不符合上述要求，說明EGR系統工作不正常，應查明故障原因，予以排除。

（2）EGR電磁閥的檢查在冷態下測量電磁閥電阻，一般應為33Ω～39Ω;如圖4-30所示，EGR電磁閥不通電時，從通往進氣管側接頭處吹入空氣應暢通，從通往大氣的濾網處吹入空氣應不通。

（3）EGR閥的檢查如圖4-31所示，用手動真空泵給EGR閥膜片上方施加約15 kPa的真空度時，EGR閥應能開啟;不施加真空度時，EGR閥應能完全關閉。若不符合上述要求，應更換EGR閥。

圖4-30 EGR電磁閥的檢查

1—通往大氣的濾網;2—通往進氣管側軟管接頭;3—EGR閥側軟管接頭

圖4-31 EGR閥的檢查

4.4.2 三元催化轉換器（TWC）與空燃比反饋控制系統 1.三元催化轉換器

三元催化轉換器是利用轉換器中的三元催化劑，將發動機排出廢氣中的有害氣體轉變為無害氣體。它安裝在排氣管中部。

圖4-33 TWC的轉換效率與混合氣濃度的關系

發動機排出的廢氣流經TWC時，三元催化劑不僅可使廢氣中的HC和CO有害氣體進一步氧化，生成無害氣體CO2 和H2 O，并能促使廢氣中的NOx 與CO反應生成無害的CO2 和N2。TWC將有害氣體轉變成無害氣體的效率受很多因素的影響，其中影響最大的是混合氣濃度和排氣溫度。TWC的轉換效率與混合氣濃度的關系如圖4-33所示。只有在標準的理論空燃比14.7附近，對廢氣中三種有害氣體（碳氫化物、一氧化碳、氮氧化物）的轉換效率均比較高。

圖4-34 電控燃油噴射系統的閉環控制原理圖

2.氧傳感器

（1）氧傳感器可分為氧化鋯（ZrO2）式和氧化鈦（TiO2）式兩種類型①氧化鋯式氧傳感器氧化鋯式氧傳感器結構及其輸出特性如圖4-35所示，該傳感器的基本元件是氧化鋯管，氧化鋯管固定在帶有安裝螺紋的固定套內，在氧化鋯管內、外表面均覆蓋著一薄層鉑作