大众捷达轿车燃油喷射系统故障诊断.docx
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大众捷达轿车燃油喷射系统故障诊断
目录
前言1
摘要2
一电控燃油喷射系统的概况…………………………………3
1电控燃油喷射系统的发展及应用………………3
2电控燃油喷射系统的优点………………………………5
3电控燃油系统的分类………………………………………6
二电控燃油系统结构与原理………………………7
1电控燃油喷射系统的组成………………………………7
2电控燃油喷射系统的控制项目……………………7
2.1喷油量（喷油脉宽）控制…………………………9
2.2喷油时序……………………………………………10
三电子控制系统基本组成…………………………11
总结……………………………………………………………13
致谢14
参考文献15
摘要
电控燃油喷射系统是发动机的重要组成部分，本文详细论述电控燃油喷射系统的发展历史，构成，优缺点和主要部件的组成以及在汽车上的作用，对空气供给系，燃油供给系，电子控制系的组成和各部件的作用及常见的故障做出了详细的描述，并针对故障做给出了一些的维修排故的常见方法和维修实例，最后并对燃油供给系的常见故障做出总结，从而为汽车燃油喷射系统在日常的维修保养中提供一定的参考和帮助
关键词：
发动机电控燃油喷射系统构造维修
前言
随着世界社会经济的飞速发展，世界各国工程机械、运输车辆等数量的迅速增增加，随之而来的是环境问题的恶化和能源的急剧减少，如何减少汽车尾气排放，以及对油耗的降低是目前的主要问题，电控燃油喷射系统的产生使这一问题得到了相应的缓解。
随着我国对化油器车辆的明令禁止，电控燃油喷射系统技术得到了更大的推广，也广受汽车消费者的普遍欢迎，汽车尾气排放的多少，油耗的高低，也是影响消费者购车的主要因素。
随着化油器车辆的逐步淘汰，拥有电控燃油喷射系统的汽车越来越多，随之而来的是如何解决在生活中电控燃油喷射系统遇到的各种故障。
本文深入详细的介绍了电控燃油喷射系统的组成和各种常见故障简单的排除，对空气供给系，燃油供给系，控制系统等的构造组成，常见的故障，维修的方法，和维修中注意的事项一一作了详细的介绍，为以后在维修中可能遇到的问题提供了一定的参考，以便提高维修的质量和速度。
相信通过一定的维修保养可以延长发动机的使用寿命，减少尾气排放，降低油耗，让电控燃油喷射系统进一步得到推广和大家的喜爱。
一电控燃油喷射系统的概况
1.1电控燃油喷射系统的发展及应用
自从1967年博世BOSCH公司研制开发成功了K型机械式汽油喷射系统以来，汽油喷射系统经历了K（机械式）型系统，K—E（机械与电子混合控制）型系统，EFI（电控燃油喷射系统）的发展过程。
1.1.1BOSCH公司汽油机燃油喷射系统汽油喷射系统和点火系统是两个独立的系统，它们分别由各自的参数，如喷油量、点火时刻进行单独的控制。
这两个系统要么不交换信息，要么只有极少量的信息交换。
这意味着在某种程度上，两系统中有相互对立的需求时只能由它们自身分别去协调，而不能以“系统交互”方式解决。
Bosch公司将汽油喷射和电子点火集成为一个单元，从而解决了这个问题。
汽油喷射和电子点火联合控制的Motronic（发动机管理系统）能够根据燃烧过程中的各种工况要求，对喷射和点火的控制参数进行优化。
Motronic将燃油喷射系统和点火系统组合在一起，形成发动机管理系统。
在该系统中，一个基本的燃油喷射系统和一个电子点火系统一起构成了Motronic点火和燃油喷射系统的基础。
1.1.2电控燃油喷射系统新技术目前除少数汽车仍在采用K或KE系统外，大多数都采用了EFI电控燃油喷射系统。
SPI单点燃油喷射系统因其结构较简单，只用一个喷油器，发动机结构在化油器式的基础上变动较少，成本较低，故国内外现在已经迅速推广应用在低排量的普通轿车甚至载货汽车上。
大排量的轿车大多采用MPI多点喷射。
目前代表国际中级轿车顶尖水平的第5代车型，如奥迪A6和帕萨特B5等都是采用了多点电控喷射。
而且它们还采用了德国大众集团独有的领先于世界的三大技术，即5气门技术、可变配气相位技术和可变进气管技术。
以前汽车都是采用每气缸1进气门1出气门的2气门发动机，现代轿车上多数采用了2进2出的4气门发动机，而5气门发动机技术是采用3进2出的方法，在每个燃烧室有5个气门，使燃气混合更快更均匀，排气也更迅速更彻底，燃烧室的空间可以得到更充分的利用。
因此，发动机的动力性将得到提高，废气排放将大大减少。
可变凸轮轴通过改变进排气门的开启和关闭时间（可变配气相位），使发动机在高转速工况下获得尽可能高的功率，在低转速的情况下极大的降低了燃烧不平稳性，提高转矩。
采用可变通的通道进气管，即随发动机的转速和负荷改变进气路径长短，高转速时，通道变短，减少流动损失，提高高速功率。
低转速时，进气通道变长，提高进气流速，增加转矩。
近年来，高档豪华轿车有采用DI（DirectInjection）系统，即采用直喷系统的趋势。
该系统最早由日本三菱公司研制开发，它是将喷油器安装在每个气缸的燃油室上方，燃油直接喷入气缸内进行混合燃烧，一般喷射系统的喷射压力为250千帕，而DI系统的喷射压力将达到5兆帕以上。
由于压力增大，因而燃烧更充分，效率更高，可以节约燃料20%以上，并能满足2005年开始实施的欧洲4号排放规定。
但是由于它必须使用低硫汽油，其目前的应用还受到一定限制，汽油直喷式发动机的开发成功为制造出更节能、更干净的汽车提供了良好的开端。
缸内直喷特别是四冲程汽油机缸内直喷是当前轿车汽油喷射中的前沿技术，电控燃油直喷式发动机将成为21世纪汽车的主流。
1.2电控燃油喷射系统的优点
汽油喷射系统的实质就是一种新型的汽油供油系统。
化油器利用空气流动时在节气门上方的喉管处产生负压，将浮子室的汽油连续吸出，经过雾化后输送给发动机。
汽油喷射系统则是通过采用大量的传感器感受各种工况，根据直接或间接检测的进气信号，经过计算机判断和分析，计算出燃烧时所需的汽油量，然后将加有一定压力的汽油经喷油器喷出，以供发动机使用。
电控发动机系统取消了化油器供油系中的喉管，喷油位置在节气门下方，直接在进气门附近或缸内，有计算机控制喷油器精确供油。
与化油器式发动机相比，汽油喷射系统具有以下优点：
1.2.1提高了发动机的充气系数，从而增加了发动机的输出功率和扭矩。
1.2.2能根据发动机负荷的变化，精确控制混合气的空燃比，适应发动机的各种工况，使汽油燃烧充分，降低油耗，减少排气污染，而且响应速度快。
1.2.3可均匀分配各缸燃油，减少了爆震现象，提高了发动机工作的稳定性。
同时，也降低了废气排放和嘈声污染。
1.2.4提高了汽车驾驶性能。
提高了冷起动性能；汽油喷射是高压供油，喷出的汽油雾滴比较小，提高了加速性能。
1．3电控燃油系统的分类
按喷油器安装方式分为单点喷射和多点喷射；按喷射油压分为高压燃油喷射和低压燃油喷射；按喷油方式分为连续喷射和间歇喷射；按进气量检测方式分为流量型和压力型。
多点喷射系统装有与发动机气缸数相等的喷油器，喷油器在ECU的控制下形成多点喷射。
按喷射位置不同它又可分为缸内喷射和进气管喷射。
单点喷射系统是在节气门体上设置一只或两只喷油器，对发动机所有各缸集中喷射供油，喷射出的燃油再经各进气歧管分配到各个气缸。
高压燃油喷射表示高于进气管压力200KPa以上的燃油喷射，其主要应用于MPI系统中。
低压燃油喷射低于进气管压力200KPa以下的燃油喷射，其主要应用于SPI系统中。
连续喷射：
燃油喷射的时间占有全循环的时间。
连续喷射仅限于进气管喷射的情况。
间歇喷射：
进一步可分为同时喷射、分组喷射、顺序喷射三种。
同时喷射即所有喷油器在ECU的同一指令下同时开始喷射和停止，其喷油脉宽相等。
在同时喷射方式中，又有单循环双喷油（即曲轴每转一圈喷油一次）和单循环四喷油（即曲轴每转一圈喷油两次）两种。
顺序喷射即在发动机的一个工作循环内，各喷油器按照发动机的工作顺序，依次在本气缸排气行程上止点前喷油一次。
流量型中又有L型（体积型）和LH型（质量型）两种。
L型：
采用叶板式空气流量计或卡尔曼式涡流式空气流量计，其空气量的计量方式均属于体积计量型，即通过计量气缸充气的体积量，并将该物理量转变成电信号输送至ECU，ECU再计算出与该体积空气相适应的喷油量。
LH型：
采用热线式或热膜式空气流量计，直接进入气缸的空气质量，并将该空气的质量转换成电信号输送给ECU，由ECU计算出与之相适应的喷油量，并控制空燃比的最佳值。
压力型系统根据进气管内绝对压力间接计量发动机进气量。
压力传感器将进气管内的进气压力信号送给ECU，ECU根据压力输入信号和发动机转速信号计算出进气量，然后发与之相对应的喷油脉冲信号，控制喷油器喷射适量的燃油。
二电控燃油系统结构与原理
电子燃油喷射控制系统（简称EFI），是一个以电子控制装置（又称电脑或ECU）为控制中心，利用安装在发动机不同部位上的各种传感器，测得发动机的各种工作参数，按照在电脑中设定的控制程序，通过控制喷油器，精确地控制喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。
它通过电脑中的控制程序，能实现起动加浓、暖机加浓、加速加浓、全负荷加浓、减速调稀、强制断油、自动怠速控制等功能，满足发动机特殊工况对混合气的要求，使发动机获得良好的燃料经济性和排放性，也提高了汽车的使用性能。
组成：
（如图一）
（图一）
2．1电控燃油喷射系统的组成
电控燃油喷射系统主要由燃油供给系统（油路）、空气供给系统（气路）和控制系统包括各种传感器、电子控制器和执行器（电路）等三人部分组成。
2.1.1燃油供给系统（油路）
燃油供给系统包括燃油箱、燃油泵、燃油缓冲器、燃油压力调节器、燃油滤清器、喷油器、节温定时开关和冷起动阀（冷起动喷油器）等部件，如图1所示。
图1燃油系统示意图燃油箱（汽油箱）----储存燃油用。
燃油泵（电动汽油泵）----其作用是将燃油从燃油箱中泵人燃油管路，并使燃油保持一定的压力，经过滤清器输送到燃油喷油器和冷起动阀。
燃油缓冲器----也称脉动阻尼器。
其作用是使燃油泵泵出的油压变得平稳，减少抽压波动和降低噪音。
燃油压力调节器----油路中安装有压力调节器，它使燃油压力相对于大气压力或进气管负压保持一定，即保持喷油压力与喷油环境压力的差值一定。
燃油滤清器----装于燃油缓仲器与喷油器之间的油路中，其作用是滤除燃油中的水份和杂质等污物，以防堵塞喷油器计阀。
喷油器----喷油器安装在节气门体空气人口处（SPI系统）或进气歧管靠近各缸进气门附近（MPI系统），受电子控制器喷油信号的控制，其喷油量由喷油器通电时间的长短决定，从而将适量的燃油成雾状喷入进气歧管。
2.1.2空气供给系统（气路）空气供给系统包括：
空气滤清器、空气流量计、节气门室室、进气歧管、空气量调整器等。
空气流量计----用于L型EFI系统。
安装在空气滤清器和节气门之间，用来测量进入气缸内空气量的多少，然后将进气量信号送入电子控制器ECU，从而由ECU计算出喷油量控制喷油器向节气门主喷入与进气量成最佳比例的燃油。
节气门室----节气门室的作用是控制进入气缸的空气量，从而控制发动机的转速。
它主要由节气门，怠速调整螺丝、怠速空气孔道和节气门开关等组成。
当发动机在怠速时（节气门全关），空气流经旁通孔道（怠速空气孔道），此时只要调整怠速调整螺丝就可以调整发动机在怠速时的转速。
空气量调整器----也称附加空气阀。
它安装在节气门上方。
其作用是在低温下起动发动机时，它通过另一通道，使进入气缸的空气增多，从而使喷油量也增加，做到在低温下顺利起动发动机。
当发动机温度升高达60℃～70℃时，它将自动关闭。
控制系统（电路）
控制系统的作用是：
根据发动车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量。
控制系统主要由各种传感器、电子控制器（计算机控制装置）和执行器组成。
2．2电控燃油喷射系统的控制项目
2.2.1喷油量（喷油脉宽）控制
EFI系统通过控制喷油器电磁阀的通电持续时间（喷油触发脉冲宽度）来控制喷油量，通常能实现以下的控制内容。
在冷机启动和启动后的高怠速暖机过程中都实行开环控制，启动时供给足够多的初始喷油量，启动后高怠速暖机期间再随着冷却水温的升高逐渐减油直到进入正常稳定怠速工况时为止。
起动时，当起动开关接通，且发动机转速低于300r／rain时，电脑判定发动机处于起动状态。
电脑按预先设定的起动程序来进行喷油控制。
在起动喷油控制程序中，电脑按发动机水温、进气温度、起动转速计算出一个固定的喷油量。
这一喷油量能使发动机获得顺利起动所需的浓混合气。
发动机水温或进气温度越低，喷油量越大。
在稳定工况（含热机怠速工况和负荷工况）按要求的空燃比供油。
如果汽油机没有配置三效催化转化器，则在所有稳定工况都实行开环控制，根据当前的转速、负荷及需要的空燃比确定基本喷油脉宽，再根据一些具体条件进行修正。
如果汽油机配置了三效催化转化器，则只在划定的大负荷工况区才实行上述开环控制，而在热机怠速工况和部分负荷工况实行空燃比反馈闭环控制，使空燃比保持在化学计量比附近的一个很窄的范围内。
发动机运转时，电脑主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。
为适应不同的工况，电脑的程序通常将喷油量分成基本喷油量、修正量、增量三个部分，并分别计算出结果，然后再将三个部分叠加在一起，作为总喷油量来控制电动喷油器喷油。
基本喷油量：
根据发动机每个工作循环的进气量；按理论混合比计算出的喷油量。
修正量：
修正量是根据进气温度、大气压力、蓄电池电压等实际情况，对基本喷油量进行适当修正，以使发动机在不同运转条件下都能获得最佳浓度的混合气。
增量：
增量是在一些特殊工况下为加浓混合气而增加的喷油量。
起动后增量：
发动机冷车起动后，由于低温下混合气形成不良及部分燃油在进气管上沉积，造成混合气变稀。
为此，在起动后一段时间内，必须增加喷油量，起动后增量的大小决定于起动时发动机的温度，并随发动机运转时间的增长而逐渐减小为零。
暖机增量：
暖机增量的大小取决于冷却液温度传感器测得的发动机温度，并随着发动机温度的升高逐渐减小，直至温度升高到80℃时，暖机加浓结束。
加速时在稳定工况基本喷油脉宽的基础上进行加浓修正，修正量与冷却水温、节气门开度变化率等有关，并随时间减少。
减速时则进行减稀修正。
当发动机由高速突然关闭节气门时，先停止喷油，待转速降到正常怠速范围再恢复供油。
在发动机超速时停止供油以保安全，有的还在汽车车速超限时停止供油。
点火开关断开或点火开关虽接通但发动机未启动时也断油以防止“淹缸”
2.3喷油时序
2.3.1单点喷射系统
对喷油正时没有要求，因为从中央喷油器到各缸进气门之间有较长的进气管道，喷出的汽油并不都直接随气流进气缸，而是有相当一部分要落到管壁上成为油膜，随后再由油膜蒸发进入气流，另一方面，相继发火的两个气缸还有一段时间同时吸气。
这样，中央喷油器的每一次喷油并不是专对一个气缸的，只是在工况稳定时单位时间喷油量与各缸总进油量相等而已。
2.3.2多点喷射系统一个喷油器对一个气缸地把汽油喷到进气门上，要利用进气门及其附近进气道壁的高温使汽油在进气门开启前就汽化，避免在进气门开启期间喷油，因此多点喷射系统必须控制喷油时序。
有三种喷油时序：
2.3.4同时喷射：
即所有喷油器共用一个驱动器，在发动机一个工作循环期间同时喷油。
三电子控制系统基本组成
2.4.1汽车传感器的工作条件极为恶劣，因此，传感器能否精确可靠地工作至关重要。
在该领域中，理论研究及材料应用发展迅速，半导体和金属膜技术、陶瓷烧结技术等得到迅猛发展。
智能化、集成化和数字化将是传感器的未来发展趋势。
传感器是感知信息的部件，功能是向ECU提供汽车的运行状况和发动机工况。
ECU接收来自传感器的信息，经信息处理后发出相应地控制指令给执行器。
执行器即执行元件，其功用是执行ECU的专项指令，从而完成控制目的。
2.4.2电子控制器ECU的存储器中存放了发动机各种工况的最佳喷油持续时间，在接收了各种传感器传来的信号后，确定满足发动机运转状态的燃油喷射量，并根据计算结果控制喷油器的喷射时间。
ECU还可以对多种信息进行处理，实现EFI以外其它诸多方面的控制。
ECU的主要控制功能有：
燃油喷射控制、空燃比控制、全电子点火提前角控制、怠速稳定控制和自诊断安全功能等。
ECU的发展总趋势是从单系统单机控制向多系统集中控制过渡。
今后汽车电控系统将采用计算机网络技术，把发动机电控系统、车身电控系统、底盘电控系统及信息与通信系统等各系统的ECU相连接，形成机内分布式计算机网络，实现汽车电子综合控制。
2.4.3执行器执行器是受ECU控制，具体执行某项控制功能的装置。
一般多是由ECU控制其电磁线圈的搭铁回路的通断的电磁阀执行器；有的执行器则是由ECU控制的某些电子控制电路，如电子点火控制器等。
在发动机控制系统中，执行器主要有下列各种形式：
电磁式喷油器；点火控制器（点火模块）；怠速控制阀、怠速电机；EGR阀（排气再循环）；进气控制阀；二次空气喷射阀；活性碳罐排泄电磁阀；车速控制电磁阀；燃油泵继电器；冷却风扇继电器；空调压缩机继电器；自动变速器挡位电磁阀；增压器释压电磁阀；自诊断显示与报警装置；故障备用程序启动装置；仪表显示器。
随着控制功能的增加，执行器也将相应增加。
总结
汽车维修因为汽车的某些零件的损坏、各个零件之间配合间隙不当或者电路短路断路造成汽车不能正常行驶或者行驶有异常现象。
汽车故障点很多，但大多数是出现在动力系统即发动机故障，发动机作为汽车的动力源与汽车的工作状态有着直接的联系。
发动机故障一般要分为两种情况即电路系统故障和机械系统故障。
对于机械故障的诊断与维修时，应当要注意各个系统各原件的工作原理。
发动机是一个各组件之间配合相当紧密的工作体，因此对于维修时应当特别注意各个工作件的配合度，否则易出现目标故障排除，却给车留下了安全隐患。
电路故障是汽车维修的一个技术难点。
汽车电路故障具有潜伏性、故障现象明显性、不易检测性等特点。
在汽车电路故障维修应当注意的因素也是相当的多，不正规的操作往往给汽车留下致命性的电路故障。
在诊断发动机故障时，初步诊断就应当确认是电路故障还是机械故障。
如果是机械故障，根据故障现象确认是哪个系统的故障，机械故障的故障点较多，所以，一般都用经验法来进行下一步检测。
如果是电路故障，要根据汽车故障的特性来确认是哪一个电路系统故障，并确认故障的性质：
是由于短路还是断路，是电阻变化还是电压变化，是由于电路原器件损坏还是由于工作环境的变化等等。
发动机故障的误导性很强，往往会使维修工作进入僵持阶段，因此维修时应当相当的注重故障检查程序和对各个故障点的分析，在找到直接故障原因后在进行维修。
参考文献
（1）张蕾2009年10月汽车维修工具与检测设备科学出版社
（2）罗念宁2009年1月汽车诊断与检测技术北京大学出版社
（3）杨柳青2009年2月检测与诊断技术同济大学出版社
（4）王悦新2005年3月电子燃油喷射系统北学工业出版设
（5）张西振2010年1月汽车发动机电控技术第2版机械工业出版社
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