发动机电控燃油喷射系统构造与检修.docx
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发动机电控燃油喷射系统构造与检修
发动机电控燃油喷射系统构造与检修
毕业论文
论文题目：
汽车发动机电控燃油喷射系统的构造与检修
系 部：
专业名称：
班级：
学号：
姓名：
指导教师：
完成时间：
2014年05月13日
一、电控燃油喷射系统的组成及工作原理...................................................................................1
（一）EFI的组成.......................................................................................................................1
1、燃油供给系统（油路）....................................................................................................2
2、空气供给系统（气路）...................................................................................................5
3、控制系统（电路）...........................................................................................................6
（二）EFI的工作原理............................................................................................................10
1、作用.................................................................................................................................10
3、原理..................................................................................................................................10
三、案例分析..................................................................................................................................17
发动机电控燃油喷射系统构造与检修
摘要：
本文论述了发动机电控燃油喷射系统的构造及检修过程，阐述了该系统的作用、组成、主要构造、工作原理，分析了故障产生原因及检修流程。
论文也列举了故障实例进行分析。
关键词：
发动机；燃油喷射系统；基本构造；工作原理；故障诊断。
发动机电控燃油喷射系统EFI，此系统的性能好坏直接影响到发动机的性能，如：
发动机的动力性、燃油经济性、尾气排放等等。
为了让汽车在低油耗低排放的同时仍具有较强的动力性能，就要求燃油喷射系统具有更加准确的喷油量和更加精确地喷油时间，电控燃油喷射系统的出现可以很好的解决这一问题。
现在石油资源正在逐步短缺，国家对汽车的排放要求也逐渐的严格。
因此电控燃油喷射系统是很值得重视的系统，深入研究此系统具有重大而现实的意义。
一、电控燃油喷射系统的组成及工作原理
（一）EFI的组成
电控燃油喷射系统主要由燃油供给系统、空气供给系统和控制系统等三大部分组成。
图1EFI示意图
各部分的组成及功能简介如下：
1、燃油供给系统（油路）
示意图如下：
图2燃油供给系统
燃油供给系统的作用是：
向汽缸内供给燃烧所需要的汽油。
燃油供给系统高压系统和低压系统，包括燃油箱、燃油泵、燃油压力调节器、燃油滤清器、喷油器、高低压油路等部件。
低压系统
图3低压系统图
高压系统
图4高压系统
燃油箱----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，经过滤清器输送到高压油泵。
图5燃油泵结构图
燃油泵（高压油泵）——其作用是将电动燃油泵输出的油经管道到高压油泵，经高压油泵的增压作用后经管道输送给喷油嘴。
图6高压油
2、空气供给系统（气路）
图8空气供给系统
空气供给系统的作用是：
测量和控制汽油燃烧时所需要的空气量。
空气供给系统包括：
空气滤清器、空气流量计、节气门室、进气歧管、进气歧管压力传感器、涡轮增压器、涡流控制阀等。
空气由空气滤清器吸入，经空气流量计（其作用是测量进入空气量的多少）、节气门室、涡轮增压器、进气歧管而后进入各气缸。
空气流量计（MAF）----安装在空气滤清器和节气门之间，用来测量进入汽缸内空气量的多少，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喷入与进气量成最佳比例的燃油。
（1）热膜式，工作电压12V；
（2）信号的频率随着空气流量的增加而提高
（3）计算进气量的主传感器，可以计算进气回流
（4）控制喷油量、油压、点火正时、增压压力、负荷和换档
（5）MAF发生故障后，负荷计算采用MAP来替代。
图9热膜式空气流量计
节气门室----节气门室的作用是控制进入汽缸的空气量，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----也称二次空气泵。
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，使进入汽缸的空气增多，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。
3、控制系统（电路）
控制系统的作用是：
根据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。
控制系统的作用是电子控制器根据接收到的各种传感器采集的反映发动机实时工况的信息，经过计算机计算出喷油器针阀的开启时间和持续时间，并指令喷油器工作，以确保供给发动机最佳可燃混合气。
图10系统原理图
1）、传感器
传感器监测发动机的实际工况，感知各种物理信号并将其转换为电信号传输给ECU。
主要采用的传感器如下：
（1）温度传感器
汽车用温度传感器主要用于检测发动机温度、吸入气体温度、冷却水温度、燃油温度以及催化温度等。
（2）压力传感器
压力传感器主要用于检测气缸负压、大气压、涡轮发动机的升压比、气缸内压、油压等。
（3）流量传感器
流量传感器主要用于发动机空气流量和燃料流量的测量。
进气量是燃油喷射量计算的基本参数之一。
空气流量的测量用于发动机控制系统确定燃烧条件、控制空燃比、起动、点火等。
（4）位置和转速传感器
曲轴位置与转速传感器主要用于检测发动机曲轴转角、发动机转速、节气门的开度、车速等，为点火时刻和喷油时刻提供参考点信号，同时，提供发动机转速信号。
图12转速传感器位置图
图13凸轮轴位置传感器
CMP是HALL式传感器，有两个传感器，感应齿圈上面有四个齿，各个齿都不一样。
供应电压为5V，信号电压在0-5V之间变化，齿靠近传感器时产生高电压，离开时变为低电压。
作用：
与CKP结合来确定到底是压缩行程还是排气行程，避免在排气行程喷油，造成混合气在排气管中燃烧，损伤催化器。
利用CMP信号确定是哪一缸出现了失火或爆震，还控制VCT工作
CMP出现故障后，发动机仍然会按照顺序喷油的方式工作，直到下次启动时。
（5）爆震传感器
爆震传感器用于检测发动机的振动，通过调整点火提前角控制和避免发动机发生爆震。
图14爆震传感器
（6）节气门位置传感器
节气门位置传感器其功能是将发动机节气门的开度信号转变成电信号到车网，并传递给电子控制单元，用以感知发动机的负荷大小和加减速工况。
2）、电子控制器
它是燃油喷射系统的控制核心，实际上是一个微型计算机。
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。
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。
在发动机控制系统中，执行器主要有下列各种形式：
（1）电磁式喷油器；
（2）点火控制器（点火模块）；（3）怠速控制阀、怠速电机；（4）EGR阀（废气再循环）；（5）进气控制阀；（6）二次空气喷射阀：
（7）活性碳罐排泄电磁阀；（8）车速控制电磁阀；（9）燃油泵继电器；（10）冷却风扇继电器；（11）空调压缩机继电器；（12）自动变速器挡位电磁阀；（13）增压器释压电磁阀；（14）自诊断显示与报警装置；（15）故障备用程序启动装置；（16）仪表显示器。
随着控制功能的增加，执行器也将相应增加。
（二）、EFI的工作原理
1、作用：
发动机电控燃油喷射系统的主要功用是控制发动机喷油时间（喷油量）和点火时刻。
除此之外，还有控制发动机起动、怠速转速、极限转速、废气再循环、闭缸工作、进气增压、爆燃、发电机输出电压、电动燃油泵和系统故障自诊断测试等辅助控制功能，从而提高发动机的动力性、燃油经济性和排放性能。
2、EFI的特点
电控燃油喷射系统的优点：
1）发动机起动时间短。
2）动力性强。
3）提速性能好。
4）耗油量低，经济性好。
5）减少排气污染。
整个装置体积小，而且不需要机械驱动，安装灵活方便。
电子控制燃油喷射装置的最大特点是，既可获得最大功率，又可最大限度地节油和净化排气，是节约能源，降低排污的有效措施之一。
3、EFI的原理
电子燃油喷射装置采用各种传感器，把发动机的负荷、转速、加速与减速、进气温度、冷却液温度等变化情况，转换成电信号并输入到微电脑（控制盒），电脑经过运算处理，发出控制喷嘴开启时间与持续时间信号，从而向发动机供给最适当的供油量。
二、电控燃油喷射系统的常见故障分析及诊断
（一）、检查电控燃油喷射系统的注意事项
1、系统复杂，检修注意，未懂勿动。
2、现在控制系统的ECU是集成的，一般不容易损坏，坏了也没法修理。
3、在拔插传感器插头的时候要关闭点火开关，在拆下并拆下蓄电池负极接线柱上的搭铁线，拆下搭铁线后，ECU存储器中的故障诊断代码会被清除，因此，应在拆下搭铁线之前读取故障诊断代码；
4、EFI系统对高电压很敏感，所以不论发动机是否工作，只要点火开关接通，就不要再断开任何电气工作装置，否则会因断开而使有关线圈产生很高的自感电动势，造成ECU、传感器等严重损坏；
5、不要使用测试灯测试任何与ECU相连的电气设备，以防ECU、传感器等受损，而应使用高阻抗的数字测试仪表进行测试；
6、在车身上使用电焊时，应断开汽车电源；在靠近ECU、传感器等处施焊时，更应采取一些必要的防护措施；
7、安装蓄电池时，注意正、负极不能接反；
8、清洗发动机或雨天检修时，注意电气线路不可进水；
9、对于带有安全气囊的汽车，检修工作应在点火开关转到关闭位置和蓄电池负极搭铁线拆下20s以后方可进行。
（二）、电控燃油喷射系统的基本检测方法
1、人工经验诊断法：
看、听、观察；连接，渗漏，破损，响声，烟色；
2、自诊断系统诊断法：
利用车载诊断系统进行诊断。
3、仪器诊断法：
利用通用或专用解码器对故障进行诊断；解码器能检测电气、电控、传感器的故障，但不能检测机械部分的故障；
（三）、电控燃油喷射系统的常见故障分析及诊断
1、电控燃油喷射系统的常见故障
1）计算机电子控制单元工作虽较为可靠，一般不易出现问题，但对于老车却难免会产生故障。
2）插接件连接故障。
3）传感器产生故障。
4）管道密封不严。
5）电子燃油喷射系统的汽油雾化不良。
6）气流传感器是关键传感元件，它若有故障会引起发动机工作不正常。
一是触点在碳膜镀层上频繁滑动，逐渐磨出沟槽，久而久之，电阻值发生变化而使检测信号不准确。
二是在传感器轴上装有预紧度可调的弹簧发条，如果调整不当或弹力变差，会使供油量发生变化和加油滞后，造成发动机加速不良。
7）系统内的汽油压力调节器虽不可调整，但却不可因此而忽略汽油的油路压力。
8）因气流传感器上的微动开关（触点）拆装不当或其它原因（系统中的燃油泵受气流传感器的控制），使杠杆动作延迟，造成输油泵不泵油或出油不足。
9）空气滤清器若发生阻塞，会造成混合气过浓；若汽油滤清器堵塞会造成混合气过稀。
这两种情况都会导致发动机启动困难、转速不稳与运转无力。
2、几种常见故障的诊断程序
1）发动机通过拖车可以顺利发动，但用起动机驱动却不能启动着火。
出现这种情况，可先按上述“启动困难”一项进行检查，若均无问题，则应检查气温传感器和热控开关，若仍不能启动，则检查电动输油泵控制电路及输油管路。
若因电动输油泵供油较迟所致，可调整杠杆的角度予以解决。
2）发动机失速。
首先检查辅助空气装置是否工作不良。
冷车时，阀门孔应与辅助气道相通；热车时，则应在弹簧作用下关闭。
若此装置无问题，再检查电子计算机控制单元输入输出插件是否工作不良，启动加浓阀能否在热车时关闭，最后再检查温度传感器是否工作正常。
3）发动机怠速粗暴或喘振。
应先检查各喷油阀的电路连接是否良好，然后检查每油阀是否能触发，处理太靠近高压线的控制信号线。
检查各进气软胶管接头及真空软管有无破损与漏气处，若有则应予以密封。
4）高速性能差。
在大开节流阀时，检查节流阀开关位置是否合适对中（打开壳盖），再用压力表接在供油管道上测试供油压力（该压力应为1471kPa）。
过低时，应更换汽油压力调节器。
如压力正常，再检查啧油嘴触发系统功能是否失调，检查各传感器并清查导线与插接件，若传感器有问题则应予更换。
5）耗油量过大。
遇到这一问题时，应先检查各真空胶管是否有泄漏，再检查气温传感器是否失效或接头是否短路，测试装在气流传感器上的气温传感器的电阻，如不符合规定，则应予以更换。
如果是接头短路，则应清理或更换。
最后，再检查启动加浓阀能否关闭，若有问题，应予排除。
3、电喷发动机熄火故障分析
对电控发动机在运行时非正常熄火现象而言，造成该故障的直接原因不外乎三个方面：
供油系统故障；高压电故障；其他机械故障。
1）、供油系统故障
供油系统导致发动机运行熄火的原因有两个，一是没有燃油喷出，二是喷油量过小。
目前，电动燃油泵一般安装在汽油箱内，燃油对油泵有很好的冷却何用，大多数汽车只装有一只燃油泵，但也有安装有主、副两只燃油泵的（比如卡迪拉克轿车）。
燃油泵分为滚柱式、蜗轮式、内齿式和侧槽式等不同结构形式，但它们外在的性能碰撞有其共同点。
因此，电喷汽车熄火后，应按下述方法对燃油泵进行检查：
打开点火开关（“ON”位），听燃油泵有无运转声音，若有明显的运转声音，则说明燃油泵工作正常（但对于采用翼板式空气流量计的发动机而言，由于在空气流量计中设有燃油泵控制开关，打开点火开关后，还需要启动发动机来检查燃油泵工作情况）。
检查时，除听声音外，也可以用手捏住供油软管，应能够感觉到有油的压力，当将捏瘪的油管松开时，油管应该能立即复原。
当然，若采用松开回油管接头的方法，看油管内是否向外喷油的检查，更可以进一步证明油泵的好坏。
在检查油泵有故障后，应排除故障。
若油泵无问题，下一步应该检查喷油器。
造成发动机熄火的喷油器故障，往往是喷油器堵塞或者是控制电路失效。
喷油器失效的原因是喷油嘴上的沉积物和积炭所致，从而使喷油器喷油量减少或者喷油不稳定。
检查喷油嘴堵塞的简便方法是：
拆下喷油器，连接上供油管，在喷油器导线连接器处接上3V的电源线（或者用专用的电阻器线，去点触蓄电池正极），如果喷油干脆、停油及时为正常。
一旦发现喷油嘴阻塞，就应该在专用清洗机上对此进行清洗，或者在喷油器不拆下的情况下，用与汽油相混合的清洗剂，通过车上的汽油管路对喷油嘴进行清洗。
喷油器控制电路的正常与否，也可以在发动机启动时，用手指放在喷油器上，去感觉喷油器是否有振动，若有则说明控制电路工作正常，否则，应按说明书指示线号去检查导线连接器到控制电脑间导线是否有断路现象，或者控制电脑本身是否有故障。
2）、点火高压电路的故障
汽车行驶中，若发动机突然熄火，故障往往在点火高压电上。
电喷发动机的点火系统是将来自蓄电池和发电机的低压电，经过控制电脑对发动机综合性能不同的信号监测分析后，接通或者断开点火器电路，通过点火线圈给每个汽缸的火花塞送去高压电，点燃可燃混合气。
一般情况下，造成发动机熄火的点火高压电故障，往往是无高压电输出。
此时，应首先检查高压线连接是否正常，在此前提下，采用换件比较的方法对点火器和点火线圈进行检查，以判断故障发生的部位，这是由于点火器和点火线圈是采用换件修理的缘故。
如上述检查均无问题，故障就集中在电脑以及与之有关的信号传感器和连接线上。
这类故障在读取故障代码时，都有较为明显的指示，可以根据不同情况加以区别判断和排除故障。
3）其他机械故障
除燃油、高压电外，其他的机械故障有时也会造成汽车熄火。
比如：
电控线路保险丝接触不良或者熔断；因空气流量计损坏致使进气量监测失准；燃油调节器上安装的真空软管泄漏等。
现将两则故障实例分述于后，供大家参考。
（1）热丝式空气流量计热丝过脏造成发动机启动后立即熄火。
空气流量计传感器热丝变脏后，空气不能正常带走热量，使检测的空气流量值比实际空气流量偏低（输出电压低200mV），导致控制器控制喷油量减少，而使混合气过稀，发动机熄火。
（2）线路磨损搭铁使发动机熄火。
发动机启动后，工作不稳冒黑烟而自动熄火。
经检查，火花塞跳火正常，喷油器良好，用12V试灯检查喷油器线路时，指示灯只亮不闪。
进一步用万用表检查，发现白色控制线搭铁。
顺白线检视，发现此线磨损后与发动机左后吊耳短路，指使二、四、六缸3个喷嘴在发油机工作时始终开启，而且3个气缸内有浓足的汽油味。
用绝缘线包住导线磨破点，重新布置导线的走向，熄火故障消除。
4、电喷发动机启动困难的故障分析
如果发动机每次启动都要超过30S或者启动在10次以上才能启动，均属于启动困难或不易启动故障。
发动机启动困难一般来讲可分为四种情况：
一是冷启动困难；二是热启动困难；三是冷热机都启动困难；四是间歇性启动困难。
造成这些故障的原因和影响因素、速度排查方法大体相同。
就混合气浓度而言，混合气过稀则冷启动困难，混合气过浓则热启动不易。
影响供油的故障可能出在燃油质量、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、冷启动系统、喷油器以及水温传感器等诸多方面。
其次是空气供给系统的堵塞、漏气、管道不畅以及怠速控制方面，正时皮带磨损、气门关闭不严、点火系统故障等。
（1）发动机冷机启动故障
原因：
在供油系统正常情况下，首先应检查冷却液温度传感器的状况。
其次，检查喷油嘴故障，进行喷油质量检测，检查定时开关触点闭合与否，喷油器堵塞将使喷油量减少。
怠速步进电机检查，如头部锥形阀及阀座是否有油垢，堵塞怠速进气道从而影响进气量。
空气流量计热膜上是否黏附粉尘，造成进气质量下降，信号失真。
（2）发动机热机启动困难
原因：
水温传感器故障、点火控制模块连线是否损坏、空气流量计的软管是否老化、腐蚀、损坏，破坏了密封性以及活性炭罐电磁阀是否活动受阻（卡滞）。
（3）发动机冷热机都启动困难
原因：
电源继电器、燃油泵继电器损坏。
ECU不能正常工作，曲轴位置传感器信号盘有污物，节气门电位计磨损严重等等。
（4）发动机间歇性启动困难
原因：
接触不良、污染物过多、零件松动等等。
三、案例分析
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