发动机电控系统实训指导书.docx
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发动机电控系统实训指导书
1.目录………………………………………………………………………
2.项目一电控系统总体构造的认识……………………………………
3.项目二空气流量计传感器及进气温度传感器的检测…………
4.项目三节气门位置传感器的检测……………………………………
5.项目四霍尔传感器的检测……………………………………
6.项目五曲轴位置传感器的检测………………………………
7.项目六点火系统的构造、电路及元件检测…………………
8.项目七冷却液温度传感器的检测………………………………
9.项目八爆震传感器及氧传感器的检测………………………………
10.项目九油泵与喷油器的检测………………………………………
11.项目十AJR发动机常见故障分析及解答……………………………
12.项目十一AJR电喷发动机加速不良的故障诊断和排除…………
项目一发动机电控系统总体结构认识
一、目的和要求
1．了解发动机电子控制系统总体组成。
2．区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器和执行器。
3．了解发动机电子控制系统的工作原理。
4．了解实习用发动机电控单元的型号及对其编码的识别。
图1发动机电子控制系统示意图
1-电动燃油泵；2-燃油滤清器；3-活性碳罐电磁阀；4-活性碳罐；5-带输出驱动机级的点火线圈；6-凸轮轴位置传感器；7-喷油器；8-燃油压力调节器；9-节气门控制组件；10-空气流量计；11-氧传感器12-冷却液温度传感器；13-爆震传感器；14-曲轴位置传感器；15-进气温度传感器；16-发动机控制单元
二、实训课时
实训共安排6课时。
三、实训条件
1．工具：
常用工具1套。
2．设备：
桑塔纳AJR电喷发动机故障实验台一台，动态或静态解剖发动机台架一台。
桑塔纳时代超人或超越者故障汽车整车一辆。
3．教具：
AJR汽车电控系统示教台。
四、原理与应用
（1）、电喷汽车的发动机控制，是由发动机电子控制系统（EngineElectronicControlSystem，EECS或EEC）来完成的，其主要功能是控制空燃比、喷油时刻与点火时刻。
（2）、电喷汽车的发动机控制，还控制发动机的冷热车起动、怠速转速、最大转速、废气再循环、二次空气喷射、爆震、电动燃油泵、故障自诊断以及给其它电控系统发送状态信号等功能。
（3）、电喷汽车的发动机工作性质是采集发动机各部位的工况信号，根据采集到的信号计算确定最佳喷油量、最佳喷油时刻和最佳点火时刻。
（4）、发动机电子控制系统的组成：
由传感器、电控单元和执行器三部分组成。
（5）、传感器是一种信号检测与转换装置，安装在发动机的各个部位，其功能是：
检测发动机运行状态的各种电量参数、物理量和化学量等，并将这些参量转换成计算机能够识别的电量信号输入电控单元。
（6）、电子控制单元（ElectronicControlUnit，ECU）又称为电子控制器，俗称电脑，简称ECU，是发动机电子控制系统的核心部件，其功能是：
根据各种传感器和控制开关输入的信号参数，对喷油量、喷油时刻和点火时刻等进行实时控制。
（7）、执行器是控制系统的执行机构，其功能是：
接受电控单元的控制指令，完成具体的控制动作，从而使发动机处于最佳的运行状态。
图2发动机控制系统的主要组成部件
五、实训步骤
桑塔纳AJR电喷发动机电子控制系统的总体组成。
（1）、按照挂图或者用发动机台架上的实物、示教板上的实物来讲解汽车发动机电子控制系统的总体组成。
传感器讲解顺序：
1、空气流量计；2、节气门定位计与节气门电位计；3、进气温度传感器；4、霍尔传感器；5、冷却液温度传感器；6、曲轴位置传感器；7、爆震传感器；8、氧传感器9、辅助信号（车速信号和空调器开关信号）。
（2）、包括传感器、执行器、电控单元、燃油系统、点火系统、碳罐系统、爆震和反馈控制等。
（3）、执行器讲解顺序：
1、电子油泵；2、碳罐电磁阀；3、喷油器；4、辅助控制（氧传感器加热器、空调电磁离合器）；5、节气门控制组件（怠速阀）
六、安全注意事项
1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。
2．注意人身安全和教具完好。
3．严禁未经许可，擅自板动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。
4．严格按照本书相关要求进行操作。
七、实训报告：
实训项目工单
教师签字
日期
年月日
学时
星期
第、节课
姓名
学号
班级
组别
项目名称
发动机电控系统总体结构认识
项目训练目标
1．了解发动机电子控制系统总体组成。
2．区分与识别发动机电子控制系统的主要传感器和执行器。
3．了解发动机电子控制系统的工作原理。
4．了解实习用发动机电控单元的型号及对其编码的识别。
实训设备工具准备
1．工具：
常用工具1套。
2．设备：
桑塔纳AJR电喷发动机故障实验台一台，动态或静态解剖发动机台架一台。
桑塔纳时代超人或超越者故障汽车整车一辆。
3．教具：
AJR汽车电控系统示教台。
实
训
操
作
过
程
实
训
操
作
过
程
成绩
评定
第一项容：
写出发动机电控系统的组成及工作原理：
第二项容：
写出发动机电子控制系统的主要传感器、执行器的名称与位置、及作用。
实训结果及总结：
指导教师评定：
项目二空气流量计传感器及进气温度传感器的检测
一、目的和要求
1.了解空气流量计及温度传感器的结构与工作原理。
2.了解空气流量计及温度传感器故障对整个电控系统的影响。
3.掌握空气流量计及温度传感器的检测方法（电阻测试、电压测试、波形测试、数据流测试），工艺流程，技术规。
4.掌握空气流量计及温度传感器数据分析的方法。
二、实训课时
实训共安排6课时。
三、实训条件
1.工具：
数字万用表，汽车示波器，家用电热吹风机，普通温度计，12V～5V变压器。
2.设备：
桑塔纳AJR发动机故障实验台，汽车故障诊断中心，进口或国产故障诊断仪。
3.教具：
STN—AJR发动机教学挂图一套，空气流量计解剖教具一只，测量用桑塔纳3000型轿车空气流量计及进气温度传感器各1-2只。
四、空气流量计传感器原理与应用
空气流量计AFM（AirFlowMeter，AFM）是进气歧管空气流量计（ManifoldAirFlowMeter，MAFM）的简称。
本次实训选用的是桑塔纳3000型超越者轿车使用的空气流量计，其核心部件是流量传感元件和热电阻（均为铂膜式电阻）组合在一起构成热膜电阻。
在传感器部的进气通道上设有一个矩形护套，相当于取样管，热膜电阻设在护套中。
为了防止污物沉积到热膜电阻上而影响测量精度，在护套的空气入口一侧设有空气过滤层，用以过滤空气中的污物。
为了防止进气温度变化使测量精度受到影响，在护套还设有一个铂膜式温度补偿电阻，温补电阻设置在热膜电阻前面靠近空气入口一侧。
温度补偿电阻和热膜电阻与传感器部控制电路连接，控制电路与线束连接器插座连接，线束插座设在传感器壳体中部。
电路接线图和插头端子如图所示。
检测条件与标准参数如下表所示
电压
线路侧
2脚～搭铁
12V
4脚～搭铁
5V
5脚怠速时
1.4V
5脚急加速时
2.8V
空气流量计各管脚定义
1脚空
4脚5V参考电压
2脚12V
5脚传感器反馈信号
3脚ECU机搭铁
进气温度传感器原理与应用
进气温度传感器（IntakeAirTemperatureSensor，IATS）的功能是检测进气温度，并将温度信号转换为电信号输入发动机电控单元。
进气温度信号是多种控制功能的修正信号，包括燃油脉宽、点火正时、怠速控制和尾气排放等，若进气温度传感器信号中断，将导致发动机热起动困难，燃油脉宽增加，尾气排放恶化。
本次实验采用的是桑塔纳3000型超越者轿车使用的负温度系数热敏电阻进气温度传感器。
AJR型发动机进气温度传感器连接电路如图1所示。
图1进气温度传感器连接电
五、空气流量计传感器实训步骤
（1）电阻测试
本项目电阻测试为辅助性测试，主要是检测线束的导通性，以确认线束通畅，无断路短路，插接器牢靠，各信号传递无干扰。
测试在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上进行。
（2）电压测试
本项目电压测试有电源电压测试和信号电压测试两部分，其号电压测试是确定空气流量计是否失效的主要依据。
1电源电压测试
在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上进行。
打开点火开关，将数字万用表设置在直流电压20V档，红色表针置于空气流量计针脚2，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体，打起动机时应显示12V；红色表针置于空气流量计针脚4，黑色表针置于电瓶负极或发动机进气歧管壳体，应显示5V。
注意：
在实际维修中，应拔下传感器插头，打开点火开关，测量2号端子与接地间电压，打起动机时应显示12V。
此时电控单元会记录空气流量计的故障码，测试完毕后要使用诊断仪清除故障码。
而在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上，进行本项测试不用拔传感器插头。
2信号电压测试
分单件测试和就车测试两部分，就车测试在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上进行。
（1）单件测试：
取一空气流量计总成部件，将12V/5V变压器12V电压或电瓶电压施加在空气流量计电器插座针脚2上，将5V电压施加在空气流量计电器插座针脚4上，将数字万用表设置在直流电压20V档，测量空气流量计电器插座针脚3和针脚5，应有1.5V左右电压；使用吹风机从空气流量计隔珊一端向空气流量计吹入冷空气或加热的空气，测量空气流量计电器插座针脚3和针脚5，电压应瞬时上升至2.8V回落。
不能满足上述条件，可以判定空气流量计有故障。
（2）就车测试：
起动发动机并使其达到工作温度，将数字万用表设置在直流电压20V档，测量汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上的空气流量计针脚5的反馈信号，红色表针置于空气流量计针脚5，黑色表针置于空气流量计针脚3、电瓶负极或进气歧管壳体，怠速时应显示电压1.5V左右；急踩加速踏板应显示2.8V变化。
若不符合上述变化，或电压反而下降，在电源电压与参考电压完好的前提下，可以断定空气流量计损坏，必须更换。
进气温度传感器实训步骤
（1）用数字式万用表测量在各种温度下的阻值，方法是，取一电吹风，给进气温度传感器进行加热，用万用表电阻档，测量进气温度传感器电阻值的变化。
进气温度传感器电阻值的如下：
20℃阻值应为2.2～2.7kΩ
30℃时应为1.4～1.9kΩ
40℃时应为1.1～1.4kΩ
（2）测量发动机线束的阻值
电脑接脚
传感器接脚
阻值
至进气温度传感器（G72）
54
1
<0.5
67
2
<1
（3）测量发动机线束的电压
断开接线，线路侧应为5V；动态检测应为0.5～3V之间变化。
（4）读取测量数据流
读取测量数据流第三组第四项。
正常情况下显示正常的进气温度，当显示值为19.5℃不变时，说明线路故障或进气湿度传感器故障。
六、注意事项
1.进气温度传感器要轻拿轻放，避免进气温度传感器掉到地上摔坏。
2.使用电热吹风机注意不要将出风口离进气温度传感器传感头太近，以免烫坏零部件。
防止烫伤手指、衣物和其它实验设备。
3.上实验台测试电压信号时，注意操作流程和相对应的测试端口。
原则上只做本次实验相关的测试，其它无关的部位不要测试，否则按原理不清或看不懂电路图扣分。
4．在实物台架上，测试端口与电控单元直接相连，不要将任何电压加在发动机实验台的测试端口上，以免损坏电控单元。
5．严格按照本书相关要求进行操作。
七、实训报告：
实训项目工单
教师签字
日期
年月日
学时
星期
第、节课
姓名
学号
班级
组别
项目名称
空气流量计传感器及进气温度传感器的检测
项目训练目标
1.了解空气流量计及温度传感器的结构与工作原理。
2.了解空气流量计及温度传感器故障对整个电控系统的影响。
3.掌握空气流量计及温度传感器的检测方法（电阻测试、电压测试、波形测试、数据流测试），工艺流程，技术规。
4.掌握空气流量计及温度传感器数据分析的方法。
实训设备工具准备
1.工具：
数字万用表，汽车示波器，家用电热吹风机，普通温度计，12V～5V变压器。
2.设备：
桑塔纳AJR发动机故障实验台，汽车故障诊断中心，进口或国产故障诊断仪。
3.教具：
STN—AJR发动机教学挂图一套，空气流量计解剖教具一只，测量用桑塔纳3000型轿车空气流量计及进气温度传感器各1-2只。
实
训
操
作
过
程
实
训
操
作
过
程
成绩
评定
第一项容：
写出空气流量计传感器的组成及工作原理：
第二项容：
写出空气流量计传感器的检测方法及相应的步骤。
第三项容：
写出空气流量计传感器的组成及工作原理：
第四项容：
写出空气流量计传感器的检测方法及相应的步骤。
实训结果及总结：
指导教师评定：
项目三节气门位置传感器的检测
一、目的和要求
1．了解节气门位置传感器的结构与工作原理。
2．了解节气门位置传感器的故障对整个电控系统的影响。
3．掌握节气门位置传感器的检测方法（电阻测试、电压测试、波形测试、数据流测试），工艺流程，技术规。
4．掌握节气门位置传感器数据分析的方法。
二、实训课时
实训共安排6课时。
1．工具：
数字万用表，汽车示波器，12V～5V变压器。
2．设备：
桑塔纳AJR发动机故障实验台，进口或国产故障诊断仪。
3．教具：
STN-AJR发动机教学挂图一套，节气门位置传感器解剖教具一只，测量用桑塔纳3000型轿车节气门位置传感器1-2只。
四、原理与应用
1、节气门控制组件的组成和作用
节气门控制组件实际是由:
（1）节气门电位计（G69）和节气门定位电位计（G88），这两个部件起着确定节气门开度的作用，我们通常说的节气门位置传感器通常是指节气门电位计。
节气门控制组件有两个与节气门联动的可动电刷触点，一个触点在节气门全闭时与怠速触点接触，另一个触点为可在电阻体上滑动的可动触点，节气门开度的大小与电阻的变化成比例。
将节气门开度对应的线性输出电压送给ECU，电脑就会感知节气门位置。
图1所示为节气门位置传感器的输出特性图。
图1节气门位置传感器输出特性
1.怠速触点信号2.节气门开度输出特性
（2）节气门定位器（V60）起着控制怠速的作用，能适当开大或关小节气门，所以本机没有怠速控制阀。
（3）怠速开关（F60）用以向发动机ECU提供怠速位置信号。
怠速开关闭合时，由节气门定位器来决定怠速时节气门的开度。
2．测量节气门控制组件供电电压
测量节气门控制组件供电电压即是测量节气门定位电位计和节气门电位计的电源电压。
打开点火开关，测量节气门控制组件插头，端子4和7间电压应约为5V（用20V量程档）。
节气门控制组件的电路如图2所示。
图2节气门控制组件电路
五、实训步骤
（1）电阻测试
本项目电阻测试为辅助性测试，主要是检测线束的导通性，以确认线束通畅，无断路短路，插接器牢靠，各信号传递无干扰。
测试在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上进行。
（2）电压测试
本项目电压测试有电源电压测试和信号电压测试两部分，其号电压测试是确定节气门控制组件是否失效的主要依据。
①电源电压测试：
在实际维修中，应拔下传感器插头，打开点火开关，测量2号端子与接地间电压，打起动机时应显示12V。
此时电控单元会记录节气门控制组件的故障码，测试完毕后要使用诊断仪清除故障码。
而在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上，进行本项测试不用拔传感器插头。
②信号电压测试：
就车测试在汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上进行。
起动发动机至工作温度，将数字万用表设置在直流电压20V档，测量汽车微机控制故障检测诊断实验系统的发动机实验台上节气门控制组件针脚3、5、5V左右；急踩加速踏板应显示2.8V变化。
若不符合上述变化，或电压反而下降，在电源电压与参考电压完好的前提下，可以断定节气门控制组件损坏，必须更换。
（3）数据流测试
本项目的数据流测试是使用进口或国产的汽车故障诊断仪，登录发动机控制单元直接读取节气门控制组件的各项参数，测试条件是发动机在运行中并达到工作温度。
数据流的检测方法简便易行，数据直观准确，并能够随时观察到数据的动态变化是当代汽车电子控制系统故障检测诊断的重要方法，也是当前汽车维修一线急缺的技术。
①诊断平台的操作
打开“多媒体教学软件”；点击“诊断中心”，系统会弹出“故障诊断中心”软件主界面。
点击“选择系统”弹出“常见控制系统”按钮组，选择“[01]发动机系统”，软件会自动与发动机电控单元通讯联接。
此时，一般需要数秒钟的时间。
②数据分析
读取测量数据流04组第一项：
在怠速时，节气门数据应显示数据＜5，如果＞5说明a.节气门没有做基本
六、注意事项
1.节气门组件要轻拿轻放，避免节气门组件掉到地上摔坏。
2.上实验台测试电压信号时，注意操作流程和相对应的测试端口。
原则上只
做本次实验相关的测试，其它无关的部位不要测试，否则按原理不清或看不懂电
路图扣分。
3.在实物台架上，测试端口与电控单元直接相连，不要将任何电压加在发动机实验台的测试端口上，以免损坏电控单元。
4．严格按照本书相关要求进行操作。
七、实训报告：
实训项目工单
教师签字
日期
年月日
学时
星期
第、节课
姓名
学号
班级
组别
项目名称
节气门位置传感器的检测
项目训练目标
1．了解节气门位置传感器的结构与工作原理。
2．了解节气门位置传感器的故障对整个电控系统的影响。
3．掌握节气门位置传感器的检测方法（电阻测试、电压测试、波形测试、数据流测试），工艺流程，技术规。
4．掌握节气门位置传感器数据分析的方法。
实训设备工具准备
1．工具：
数字万用表，汽车示波器，12V～5V变压器。
2．设备：
桑塔纳AJR发动机故障实验台，进口或国产故障诊断仪。
3．教具：
STN-AJR发动机教学挂图一套，节气门位置传感器解剖教具一只，测量用桑塔纳3000型轿车节气门位置传感器1-2只。
实
训
操
作
过
程
实
训
操
作
过
程
成绩
评定
第一项容：
写出节气门位置传感器的组成部分：
第二项容：
写出节气门位置传感器的检测方法及具体步骤。
实训结果及总结：
指导教师评定：
项目四霍尔传感器（凸轮轴位置）的检测
一、目的和要求
1．了解霍尔传感器的结构与工作原理。
2．了解霍尔传感器故障，对整个电控系统的影响。
3．掌握霍尔传感器的检测方法（电阻测试、电压测试、波形测试、数据流测试）根据工艺流程技术规术测试。
4．掌握霍尔传感器数据分析的方法。
二、实训课时
实训共安排6课时。
三、实训条件
1．工具：
数字万用表，汽车示波器，一字或十字螺丝刀，12V/5V变压器。
2．设备：
桑塔纳AJR发动机故障实验台，汽车故障诊断中心，进口或国产故障诊断仪。
3．教具：
STN-AJR发动机教学挂图一套，凸轮轴位置传感器解剖教具一只，测量用桑塔纳3000型轿车凸轮轴位置传感器1-2只。
四、原理与应用
利用霍尔效应制成的元件称为霍尔元件，利用霍尔元件制成的传感器称为霍尔效应式传感器，简称霍尔传感器。
霍尔效应式传感器与磁感应式传感器的不同之处是需要外加电源。
霍尔式传感器主要由触发叶轮、霍尔集成电路（IC，IntegratedCircuit）、导磁钢片（磁轭）与永久磁铁组成。
霍耳元件目前用硅半导体材料制成，与永久磁铁之间留有1mm左右的气隙，当信号转子随凸轮轴一同转动时，隔板和缺口便从霍耳集成电路与永久磁铁之间的间隙中转过。
每当信号转子的隔板（叶片）进入气隙时，霍耳集成电路中的磁场便被隔板（叶片）旁路，霍耳元件上没有磁力线穿过，霍耳电压Uh为零，集成电路输出级的三极管截止，传感器输出的信号电压UＯ为高电平（约为4.0V）。
每当信号转子的隔板离开气隙（即缺口进入气隙）时，永久磁铁的磁通便经导磁钢片和霍耳集成电路构成回路，此时霍耳元件产生霍耳电（约为2.0V），集成电路输出级的三极管导通，传感器输出的信号电压Uo为低电平（约为0.1V）。
由此可见，当隔板（叶片）进入气隙（即在气隙）时，霍耳元件不产生电压，传感器输出高电平信号；当隔板（叶片）离开气隙（即缺口进入气隙）时，霍耳元件产生电压，传感器输出低电平信号。
凸轮轴位置传感器（CrankshaftPositionSensor，CPS）又称为判缸传感器，为了区别于曲轴位置传感器CPS，凸轮轴位置传感器一般使用缩写CIS来表示，在形式上分为光电式、磁感应式和霍尔式三种。
凸轮轴位置传感器的功用是采集配气机构凸轮轴的位置信号并输入电控单元，以便电控单元识别一缸压缩上止点位置，从而精确计算顺序喷油控制、点火正时控制和燃烧爆震控制。
此外，凸轮轴位置信号还用于发动机刚起动时识别出第一次点火时刻。
图3霍尔传感器
发动机工作时，磁感应式曲轴位置传感器（CPS）和霍耳式凸轮轴位置传感器（CIS）产生的信号电压不断输入电控单元ECU。
当ECU同时接收到曲轴位置传感器大齿缺对应的低电平（15°）信号和凸轮轴位置传感器缺口对应的低电平信号时（通过“对正时”被固定下来），便可识别出此时为1缸活塞处于压缩行程、4缸活塞处于排气行程，并根据曲轴位置传感器小齿缺对应输出的信号控制点火提前角。
控制单元识别出1缸压缩上止点位置后，便可进行顺序喷油控制和各缸点火时刻控制。
如果发动机产生了爆震，控制单元还能根据爆震传感器输入的信号判别出是哪一缸产生了爆震，从而减小点火提前角，以便消除爆震。
五、实训步骤
凸轮轴位置传感器实测。
电阻测试：
按检测标准测量导线之间的阻值，应符合规定值检测条件与标准参数如下表所示。
至霍尔传感器（G40）
62
1
<0.5
76
2
<0.5
67
3
<1
检测传感器电源电压：
不拔下霍尔传感器插头，用测试灯从背面连接插头端子1和2，接通起动电动机几秒种，发动机每转2转测试灯必须闪一下，如果测试灯不闪，拔下霍尔传感器插头，打开点火开关，测量插头端子1和3的电压（量程为20V电压档），标准值应为约5V；测量插头端子2和3的电压，标准应接近蓄电池电压。
如果测量值符合标准，更换霍尔传感器；如果测量值不符合标准，应检查霍尔传感器与控制单元的线路是否有开路或短路。
波形测试：
使用示波器，观看霍尔传感器的波形，判断霍尔传感器的好坏及其电路故障。
六、注意事项
1．避免霍尔传感器掉在地上摔坏部电路和元件。
2．上实验台测试电压信号时，注意操作流程和相对应的测试端口。
原则上只做本次实验相关的测试，其它无关的部位不要测试，否则按原理不清或看不懂电路图扣分。
3．在实物台架上，测试端口与电控单元直接相连，不要将任何电压加在发动机实验台的测试端口上，以免损坏电控单元。
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