发动机电喷管理系统故障诊断与维修.docx

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发动机电喷管理系统故障诊断与维修

1.电喷系统主要零部件的原理、功用及失效判定………………………………2

1.1系统电源及线束………………………………………………………2

1.2发动机控制模块（ECM）………………………………………………3

1.3ECM接线端子定义………………………………………………………4

1.4信号采集系统……………………………………………………………5

1.5发动机转速与曲轴位置传感器…………………………………………7

1.6歧管压力/温度传感器…………………………………………………8

1.7冷却液温度传感器………………………………………………9

1.8节气门位置传感器（TPS）…………………………………………10

1.9氧传感器（O2）……………………………………………………12

1.10车速传感器（VSS）…………………………………………12

1.11爆震传感器（KS）…………………………………………14

1.12执行机构………………………………………………………14

2.电喷系统状况检查程序………………………………………………18

3.电喷系统故障代码及零部件失效控制模式………………………………22

4.电喷系统使用保养及常见故障排除方法………………………………26

5.参考文献……………………………………………………………29

6.谢词…………………………………………………………………………30

1.电喷系统主要零部件的原理、功用及失效判定

1.1系统零部件-系统电源及线束

图1系统电源及线束

1.1.1功能及原理：

系统采用的是12伏直流电源；来自电瓶的电流一路通过点火钥匙开关进入系统和ECM，它是系统工作的主电源，也向ECM传递系统电压信号，ECM据此修正对执行机构的控制；电流的另一路是通过保险丝直接进入ECM，不间断的电源使ECM保持了系统自学习后的参数，并在关机时瞬间为下一次起动做好准备。

1.1.2重要提示：

所有如下判定，是基于整车及其它系统零部件功能正常。

常通电线路误接至点火开关；线束端子对号错误；ECM外壳搭铁，可能导致信号偏差；发动机转速及曲轴位置传感器、爆震传感器的连线未使用屏蔽线；

1.2系统零部件-发动机控制模块（ECM）

图2发动机控制模块

1.2.1功能及原理：

发动机控制模块是一个以单片机为核心的微处理器。

它的功能就是处理来自整车不同部位的传感器数据，判断发动机的工作状况，再通过执行器对发动机的进行准确的控制。

安装：

它应被安装在驾驶室内；外壳不宜搭铁。

1.2.2重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

ECM故障：

系统无法与外界通讯；

防盗锁死：

曾经连接防盗器；

信号输入系统故障：

无法接受传感器信号；

发电机调节器故障，输出电压过高，连带ECM损坏；

输出控制系统故障：

ECM内部驱动器损坏，使驱动执行机构不工作。

1.3系统零部件-ECM接线端子定义

图3ECM接线端子定义

1.4系统零部件-信号采集系统

1.4.1功能及原理：

信号采集系统的功能是向ECM提供发动机和整车的工作状态，以及驾驶员对动力及辅助功能的要求。

目前系统配置中采用了如下信号：

发动机转速及曲轴位置传感器

歧管压力判缸

爆震传感器

氧传感器

节气门位置传感器

进气歧管压力传感器

进气温度传感器

发动机冷却液温度传感器

车速传感器（整车厂提供）

空调蒸发温度传感器（整车厂提供）

电力负载信号（整车厂提供）

1.5系统零部件-发动机转速与曲轴位置传感器（CPS）

图4发动机转速与曲轴位置传感器

1.5.1功能及原理：

发动机转速与曲轴位置传感器为磁电式传感器，它安装于飞轮附近，与飞轮上的58x齿圈共同工作。

曲轴转动时，58X的齿顶和齿槽以不同的距离通过传感器，传感器感应到的磁阻的变化，这个这个交变的磁阻，产生了交变的输出信号，ECM利用此信号确定曲轴的旋转位置和转速。

接线端子：

A-信号+、B-信号-、C-屏蔽层安装：

它安装在变速箱壳体上。

1.5.2重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障线束中此信号未使用屏蔽线或屏蔽线的屏蔽层接地不良；磁心吸附较多金属尘埃；传感器与齿圈距离超标；齿圈与曲轴的相对位置不正确或发生位移。

1.6系统零部件-歧管压力/温度传感器（MAP/MAT）

图5歧管压力/温度传感器（MAP/MAT）

1.6.1功能及原理：

它是将进气歧管压力传感器与进气温度传感器组合在一体，以便于安装使用；其功能和分体式的相同；接线端子：

A-压力信号、B-+5V、C-温度信号D-信号地；安装：

安装位置以压力测定功能优先。

1.6.2重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障；20~30oC的常温下，MAT阻值为3510~2240Ω

1.7系统零部件-冷却液温度传感器（CTS）

图6冷却液温度传感器（CTS）

1.7.1功能及原理：

冷却液温度传感器用于检测发动机的工作温度；ECM将根据不同的温度，为发动机提供最佳的控制方案；冷却液温度传感器采用负温度系数的热敏电阻作为感应元件；接线端子：

A-信号地、B-温度信号；

安装：

冷却液温度传感器装配在发动机的冷却液小循环通道上。

1.7.2重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障；20~30oC的常温下，其阻值为3560~2260Ω

1.8系统零部件-节气门位置传感器（TPS）

图7节气门位置传感器（TPS）

1.8.1功能及原理：

节气门位置传感器是线性可变电阻结构，其滑动端子由节气门轴带动；节气门的开度不同时,该传感器所反应给ECM的电阻信号也不同，系统根据它输出的信号值及其变化速率判定发动机的实时负载和动态变化状况；接线端子：

A-+5V、B-信号地、C-节气门位置信号安装：

节气门位置传感器装在节流阀体总成上，与油门拉杆和节气阀门同轴。

1.8.2重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障；A和B端子之间的阻抗为3k∼12kΩ；

测量C-A或C-B之间电阻变化，应平滑无滞涩。

图8节气门位置传感器（TPS）

1.9系统零部件-氧传感器（O2）

图9氧传感器

1.9.1功能及原理：

氧传感器是闭环燃油控制系统的一个重要标志性零件，它调整和保持理想的空燃比，使三元催化器达到最佳的转换效率。

1.10系统零部件-车速传感器（VSS）

1.10.1功能及原理：

车速信号是由整车仪表提供，ECM接受数字化的方波，方波幅值为5~14伏之间；整车每公里对应的方波数量在系统开发之中确定。

系统标定利用此信号改善整车的驾驶性能。

1.10.2重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障。

信号失效的形式包括：

传感器损坏、接插件脱落、线束故障或人为制造。

系统将对整车驾驶性能作适当限制，即：

驾驶性能恶化。

图10车速传感器（VSS）

1.11系统零部件-爆震传感器（KS）

图11爆震传感器

1.11.1功能及原理：

爆震传感器是一种压电式的振动传感器，装配于发动机缸体上敏感部位，用于感应发动机产生的爆震。

ECM通过爆震传感器探测爆震强度，进而修正点火提前角，对爆震进行有效控制，并优化发动机的动力性，燃油经济性和排放水平。

系统采用平响应式爆震传感器，ECM对接受的信号过滤；由于传感器信号相对较弱，因而引线应采用屏蔽线。

接线端子：

A-信号、B-通过屏蔽层接地；安装：

爆震传感器装配于发动机爆震感应灵敏部位。

1.11.2重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障线束中此信号未使用屏蔽线或屏蔽线的屏蔽层接地不良。

1.12系统零部件-执行机构

1.12.1功能及原理：

执行机构的功能是接受并实施来自ECM的控制信号。

目前系统中主要执行机构的配置如下：

图12执行机构

系统零部件-进气控制系统

功能及原理：

进气控制系统的功能就是根据发动机动力输出的要求提供相适应的空气量。

进气量的控制分为主动控制和系统自动控制：

主动控制就是驾驶员根据对发动机动力的不同需求，主动调节节气门的开度来改变进气量，以控制发动机的动力输出；

系统自动控制就是系统根据闭环控制监视器反馈的信息，自动调节进气量，以稳定发动机的工作（如：

发动机怠速的闭环控制）。

系统零部件-节流阀体总成

图13节流阀体总成

功能及原理：

节流阀体的功能是控制发动机工作时的进气量，它是电喷系统与驾驶员最基本的对话渠道；节流阀体由阀体、阀门、油门拉杆机构、节气门位置传感器、怠速控制阀等构成；有的节流阀体下部有一条冷却液管路，当发动机在寒冷的低温下工作，经过发动机加热的冷却液通过管路可以防止阀板区域的结冰。

安装：

节流阀体安装在进气歧管进气入口处。

重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

阀门及怠速阀孔部分被油泥堵塞，应定期清洗。

系统零部件-怠速控制阀

图14怠速控制阀

功能及原理：

怠速控制阀的功能是控制节流阀体旁通气道的流通面积，以调节进入发动机的空气量，实现对发动机怠速的控制。

怠速控制阀的主体是一只步进电机，ECM通过数字化的方波信号，控制阀门的进/退和移动量。

接线端子：

A-线圈B-、B-线圈B+、C-线圈A-、D-线圈A+；安装：

节流阀体上。

重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障，阀孔堵塞，阀接线端子经线束与ECM接线端子接插有误；ECM常供电源线差错。

系统零部件-点火系统

功能及原理：

点火系统的功能就是根据发动机控制模块发出的点火指令，适时地点燃发动机气缸内的空气和燃油的混合气体。

系统采用的是分组点火，它将发动机的四个汽缸分为1-4、2-3两组，分别进行点火的控制。

点火的正时和线圈的驱动由ECM完成。

图15点火系统

系统零部件-点火线圈

图16点火线圈

功能及原理：

点火线圈总成包括两组线圈，每组为两个相差360度曲轴转角的气缸火花塞提供点火能量。

点火是在活塞运行至压缩上止点和排气上止点同时进行；处于排气上止点附近的汽缸因内部气压低，且温度高，较少的点火能量即可使得火花塞的电极击穿点火，称之为多余点火；而处于压缩上止点汽缸内的混合气的密度和压力较高，所以较多的点火能量使该汽缸火花塞点火，混合气体迅速被点燃作功，这个汽缸的点火称为有效点火。

接线端子：

A-2-3缸驱动、B-+12V、C-1-4缸驱动；安装：

发动机仓，注意无线电干扰屏蔽。

重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障火花塞引线脱落。

非系统零部件-火花塞及高压线

火花塞：

-火花塞的功能是点燃发动机气缸内的可燃气体；

-为减少点火时释出的无线电干扰电波和保护点火线圈驱动器，火花塞

应使用电阻型；

-为保证点火线圈的能量释放，火花塞间隙应调整到1.1mm；

-为保证各缸点火能量的一致性，各缸火花塞开口间隙应一致。

高压线（火花塞引线）：

-系统采用了高能和高压点火，高压线应具备合适的阻抗和能耐受足够的电压，并能抑制高能点火时点火系统对外释出的无线电干扰电波。

图17火花塞

系统零部件-供油系统

功能及原理：

供油系统的功能就是根据发动机控制模块发出的供油指令，适时地将燃油提供给相应的气缸。

系统采用的是恒定压力变脉宽的顺序喷油方案，因此燃油供给子系统应提供一个具有一定压力燃油。

有回油的系统油压为300kPa。

图18供油系统

系统零部件–油轨总成

图19油轨总成

功能及原理：

油轨是由燃油导油管、稳压仓、压力调节器、喷油嘴和一些固定部件所组成。

油轨提供了高压燃油的调压容积和流向各喷嘴的管路，以及固定喷嘴的支撑。

安装：

它安装在进气歧管上。

图20喷油嘴

系统零部件-油压调节器

图21油压调节器

功能及原理：

油压调节器的作用是调节油轨中燃油的压力，消除因燃油供给速率改变、油泵供油的变化和发动机真空度的改变对喷油的干扰。

燃油压力调节器由内部的调节弹簧和外部的进气歧管真空度的相互作用控制；它始终保持油轨内的油压与进气歧管内的压差恒定。

经调节器调节的多余燃油通过回油管回到油箱。

安装：

油压调节器安装在油轨的一端。

重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

真空调压管脱落；密封圈损坏；调压器损坏。

系统零部件–喷油嘴

功能及原理：

喷嘴结构是一个电磁开关装置。

线圈引出两极经过发动机线束与ECM和电源相连；线圈受ECM控制对系统地导通后，产生磁力克服弹簧力、燃油的压力和歧管的真空吸力，吸起铁芯，燃油就穿过与铁芯一体的阀孔密封面，从导向孔喷出，雾状地喷到进气门处；断电后，磁力消失喷嘴关闭。

喷油器的顶部采用橡胶密封圈与燃油导轨接口形成可靠压力燃油密封；下部亦采用橡胶密封圈与发动机进气歧管对空气密封。

接线端子：

A-+12V、B-ECM。

安装：

通过油轨固定于进气歧管。

重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障；杂质堵塞；燃油蒸发后结胶；密封圈损坏，导致漏油或漏气；接插件脱落、线束或自身损坏。

系统零部件-碳罐清洗电磁阀（ECP）

图22碳罐清洗电磁阀

功能及原理：

ECM通过碳罐清洗控制电磁阀控制从碳罐进入进气歧管的汽油蒸气量；ECM对其输出脉冲方波，通气量与控制脉冲方波的占空比呈线性关系。

ECM据发动机转速和负荷的状况，改变对碳罐清洗的工作时刻和速率。

接线端子：

A-ECM、B-+12V；

安装：

发动机仓，燃油蒸气碳罐和进气歧管之间。

重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

通过诊断仪读出由系统诊断的故障接插件脱落；自身损坏。

系统零部件-故障诊断与通讯系统

图23故障诊断与通讯系统

功能及原理：

在系统进入工作状态后，ECM控制着系统全部零部件的工作，并实时地对其进行检测，一旦系故障出现，系统将开启“发动机故障指示灯”提醒车辆驾驶人员及时维修。

“发动机故障指示灯”还可通过闪烁编码，显示故障代码，便于专业人员在紧急情况下进行故障判断。

重要提示：

所有如下判定，是基于整车、线束及其它系统零部件功能正常。

线束或接插件故障；无+12V或接地不良；

2.系统状况检查程序

2.1常规检查

线束接插件接插可靠；油路及真空管路固定可靠；碳罐电磁阀通气软管位置正确，安装牢固；固紧氧传感器和三元催化器接口端面螺栓，确保接头面的密封；必要时以1.3大气压检查排气系统，应无明显泄漏。

2.2系统初始化设置

电喷控制系统初始化：

将点火开关旋至运行档，3秒钟后关断，10秒钟后系统初始化设置完成。

燃油供给系统初始化：

将点火开关旋至运行档，3秒钟后关断，1秒钟后重新开启，重复5次，供油系统初始化设置完成。

2.3系统及车辆状态检查

第一步:

冷车,钥匙开关旋至“ON”档，发动机静止（约30秒）

检测项目系统状态及限值

1）显示故障码无

2）发动机故障指示灯亮

3）电瓶电压11.5~13V

4）冷却液温度传感器正常温度

5）进气温度传感器环境温度

6）进气歧管绝对压力传感器环境大气压

（平原地区约:

100kPa）

7）节气门位置传感器工作范围0~99.6%

8）氧传感器<200mV（加热式）

≈450±10mV（非加热式）

9）怠速控制阀40~159steps（步）

第二步：

钥匙开关旋至“OFF”档

检测项目系统状态及限值

1）怠速马达实际位置约8秒钟后停留到128步

2）ECM电源是否关断PCHUD/诊断仪显示中止

3）发动机故障检查灯灭

第三步：

起动发动机（注意:

起动时不得操作发动机上任何机构和油门）

检测项目系统状态及限值

1）起动时间<5秒

2）常温下起动转速<1600rpm

3）发动机故障检查灯灭

第四步：

怠速检查（起动后预热发动机达正常水温）-低怠速

检测项目系统状态及限值

1）发动机故障指示灯灭

2）是否显示故障码无

3）冷却液温度80~94︒C

4）电瓶电压13.5~14.5V

5）转速标准怠速±30rpm

（风扇、大灯及风机开启时）标准怠速+50±30rpm

6）点火提前角5~13︒

7）进气歧管压力35~55kPa

8）怠速马达实际位置15~30步

9）喷油脉宽2~4mS’

10）氧传感器/10秒钟内跳变次数≥6次

第四步：

怠速检查（起动后预热发动机达正常水温）-高怠速

检测项目系统状态及限值

1）发动机故障指示灯灭

2）是否显示故障码无

3）冷却液温度80~94︒C

4）电瓶电压13.5~14.5V

5）转速实际值

（应控制在2000±50rpm）

6）点火提前角20~30︒

7）喷油脉宽2~4mS’

8）氧传感器/10秒钟内跳变次数≥10次

第四步：

怠速检查（起动后预热发动机达正常水温）-发动机冷却液风扇

冷却液温度冷却风扇状态

94.00以上低速风扇开

88.00以下低速风扇关

98.00以上高速风扇开

第五步：

空调系统检查（针对装备空调的车辆）-空调关闭

检测项目系统状态及限值

1）状态3–A/C系统出现

2）状态5–前蒸发器出现

第五步：

空调系统检查（针对装备空调的车辆）-空调开启

检测项目系统状态及限值

1）发动机怠速标准怠速+150±50rpm

2）状态3–A/C请求信号出现

3）状态3–A/C继电器出现

4）状态3–A/C系统出现

5）状态4–风扇1出现

6）状态5–风扇2出现（如果装备双速风扇）

7）状态5–前蒸发器出现

第六步：

驾驶检查

驾驶过程中包括：

节气门开度大于10％，持续15秒以上，以检查氧传感器故障；直接档，车速达到80km/h时，收油门滑行5秒钟以上，以检查车速传感器故障。

检测项目系统状态及限值

1）发动机故障指示灯灭

2）故障码无

3）冷却液温度80~94︒C

4）电瓶电压13.5~14.5V

5）进气歧管绝对压力传感器20kPa~大气压

6）节气门位置传感器工作范围0~99.6%

7）氧传感器50~950mV

3.故障代码及零部件失效控制模式

3.1故障代码及失效控制模式-MAP传感器

P0105-1：

进气歧管压力过高

故障说明：

信号线对+5V或+12V短路。

-失效控制模式：

停止补偿喷油；停止自学习数据更新；

发动机未起动时，系统给定固定值，约为100kPa；

发动机运转时，以节气门位置传感器及转速信号，估算压力值。

P0105-2：

进气歧管压力过低

故障说明：

传感器地线、+5V或信号线开路；信号线对地短路。

失效控制模式：

（相同于P0105-1）

停止补偿喷油；停止自学习数据更新；停止怠速调节；

发动机未起动时，系统给定固定值，约为100kPa；

发动机运转时，以节气门位置传感器信号，估算压力值。

3.2故障代码及失效控制模式-进气温度传感器

P0110-1：

进气温度过低

故障说明：

信号线对+5V、+12V短路或与ECM开路。

失效控制模式：

默认值约为45℃；

设定值=默认值当冷却液温度传感器故障或冷却液温度值高于默认值；

设定值=冷却液温度@冷却液温度值低于于默认值。

P0110-2：

进气温度过高

故障说明：

信号线对地短路。

失效控制模式：

（相同于P0110-1）

默认值约为45℃；

设定值=默认值当冷却液温度传感器故障或冷却液温度值高于默认值；

设定值=冷却液温度当冷却液温度值低于于默认值。

3.3故障代码及失效控制模式-冷却液温度传感器

P0115-1：

冷却液温度过低

故障说明：

信号线对+5V、+12V短路或与ECM开路。

失效控制模式：

默认值标定为发动机正常工作水温（如：

80℃）；

设定值=以进气温度传感器值估算，并随发动机运转时间递增；但最高不超过默认值；

设定值=默认值当发动机运转511秒后；

水箱电动风扇将开启。

P0115-2：

冷却液温度过高

故障说明：

信号线对地短路。

失效控制模式：

（相同于P0115-1）

默认值标定为发动机正常工作水温（如：

80℃）；

设定值=以进气温度传感器值估算，并随发动机运转时间递增；但最高不超过默认值；

设定值=默认值@发动机运转511秒后；

水箱电动风扇将开启。

3.4故障代码及失效控制模式-氧传感器

P0130-4：

氧传感器无信号

故障说明：

>信号线与ECM开路。

失效控制模式：

>不进入闭环控制

P0170-1：

氧传感器浓信号时间长

故障说明：

>信号线与+5V、+12V短路或供油系统故障。

失效控制模式：

>不进入闭环控制。

P0170-2：

氧传感器稀信号时间长

故障说明：

>信号线对地短路或供油系统故障。

失效控制模式：

>不进入闭环控制。

3.5故障代码及失效控制模式-碳罐电磁阀电路故障

P0443-1：

碳罐电磁阀与蓄电池短路

故障说明：

>碳罐电磁阀控制线路与电瓶短路；

失效控制模式：

>无补救措施。

P0443-2：

碳罐电磁阀对地短路或开路

故障说明：

>碳罐电磁阀控制线路对地短路、接插件脱落或电磁阀损坏；

失效控制模式：

>无补救措施。

故障代码及失效控制模式-冷却风扇电路故障

P0480-1和P0481-1：

风扇继电器电路对蓄电池短路

故障说明：

P0480-1：

低速风扇继电器与蓄电池短路

P0481-1：

高速风扇继电器与蓄电池短路

失效控制模式：

无补救措施，低速系统故障后，待水温上升至高速风扇起动。

P0480-2和P0480-2：

风扇继电器电路对地短路或开路

故障说明：

P0480-2：

低速风扇继电器对地短路或开路

P0481-2：

高速风扇继电器对地短路或开路

失效控制模式：

无补救措施，低速系统故障后，待水温上升至高