奥迪A6电子燃油喷射系统故障诊断与排除.docx

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奥迪A6电子燃油喷射系统故障诊断与排除

奥迪A6电子燃油喷射系统故障诊断与排除

摘要

本论文主要是对奥迪A6的结构与工作原理进行了详细的分析。

首先，通过一些工作原理介绍出奥迪A6电子燃油的喷射系统，让我们对其有些最初的了解；其次，本论文还通过介绍了奥迪A6在试验中所发现的一些问题进行分析，列举出了相关的数据让作为参考，用自己的方法解决了其中的故障；最后，本论文还对如何诊断与排除奥迪A6的故障提出了一些建议。

关键字：

结构；工作原理；诊断；排除

TroubleshootingAndFaultRemoveofAudiA6ElectronicFuelInjectionSystem

Abstract

Author:

ZengQiang

Tutor:

ZhaoKai

ThispapermainlyfortheAudiA6'sstructureandworkingprincipleofadetailedanalysis,firstintroducedthroughanumberofworksoutoftheAudiA6electronicfuelinjectionsystemforusthatsomeoftheiroriginalunderstanding.Secondly,thepaperalsothroughthepresentationoftheAudiA6inactualtestsomeoftheproblemsfoundintheanalysis,anddescribestherelevantstatisticsforourreferenceandusetheirownmethodstosolveproblemsofthem.Inthispaper,theend,IwouldalsoruleouttheAudiA6howtodiagnosefaultswithsomesuggestions.

Keywords:

structure;workingprinciple;diagnosis;remove

1前言

进入90年代，随着汽车工业及电子技术的高速发展，汽车的性能在不断的提高。

汽油机由原来单纯的节气门式发展到如今的电子燃油喷射系，这使得如今人们能更精确地控制燃油的供给。

电子燃油喷射系的出世，让人们能更加舒适地驾驶车辆，且对燃油的节约方面也作出了巨大的贡献。

为提高燃油的经济性和降低排气污染，传统化油器被电子控制燃油系统多取代已成定局。

燃油喷射技术在汽车上的应用已有40多年的历史。

50年代初期，燃油喷射技术率先在赛车发动机上得到应用。

从60年代初开始的越来越严格的汽车废气排放标准，以及70年代初开始的降低油耗的法规，再加之电子领域微电子技术的惊人发展，大规模集成电路和微型电脑相继涌现，使得电子控制燃油喷射技术得到了迅速发展和广泛应用。

电子燃油喷射系统（简称EFI或EGI系统），以一个电子控制装置（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。

2奥迪A6电子燃油喷射系统

2.1奥迪A6电子燃油喷射系统及其工作原理

汽车电子燃油喷射系统技术从研发到广泛应用大约经历20年的时间。

经历过程可分为四个阶段，即机械控制燃油喷射系统、真空管电子控制燃油喷射系统、晶体管分立件电子控制燃油喷射系统和微机燃油喷射系统。

2.1.1奥迪A6电子燃油喷射系统的基本组成和功能

电控燃油喷射系统尽管类型不少，品种繁多，但它们都具有相同的控制原理：

即以电控单元（ECU）为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器、怠速空气调整前等为控制对象，保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳混合气成分和点火时刻。

相同的控制原则决定了各类电控汽油喷射系统具有相同的组成和类似的结构。

电控燃油喷射系统大致可分为进气系统、燃油系统和电子系统三个部分。

（1）电子控制系统

电子控制系统的功能，时根据发动机运转状况和车辆的运转状况来确定最佳喷油量。

电子控制系统的核心时电控单元（ECU），它根据发动机中各种传感器送来的信号控制喷油持续时间等。

（2）电控燃油喷射系统的工作原理

电控燃油喷射系统的工作原理方框图如图2-1所示，喷油器喷射到进气歧管中的燃油量，由喷油器喷孔的横断面积，汽油的喷油压力和喷油的时间来决定。

为了便与控制系统中，喷孔的横断面积和喷油压力都是恒定的，汽油的喷射量之取决于喷油时间。

喷油器的喷孔由电磁阀来开闭，电磁阀的开启时刻和开启延续时间的长短，由发动机的各种参数确定，这些时传感器将发动机各种非电量的工况参数转变为电信号，把这些信号以信息形式送人电控单元（ECU），再经过电控单元转化为长短不一的电脉冲信号传到喷油器，控制器打开时刻及时间长短，使之准确工作。

图2-1奥迪A6电控燃油喷射系统工作原理图

2.2奥迪A6燃油供给系统

燃油系统的功能时向汽缸内供给燃烧时所需要的汽油量，它主要由电动汽油泵、燃油滤清器、燃油压力脉动减振器、喷油器、燃油压力调节器、冷起动喷油器及供油总管等组成,如图2-2所示。

图2-2燃油系统

1-油箱；2-电动汽油泵；3-燃油滤清器；4-燃油压力买的减震器；5-燃油压力调节器；6-冷启动喷油器；7-喷油器；8-电控单元；9-点火开关；10-燃油总泵

电动汽油泵的控制，是在起动发动机时，通过安装在仪表板下中央电器盒中的燃油泵继电器，把汽油泵中的点机电路接通。

当油路堵塞而使油压超过一定值时，减压阀便迅速打开，让过量的汽油流回邮箱，以防油压超过规定值。

喷油器主要是定时、定量地向发动机进气道喷油。

喷油器喷油量的大小取决于四个主要因素：

喷油孔截面积大小、喷油压力、喷油的持续时间和喷油时刻。

压力调节器主要作用是调节供油管的油压，使之保持在4.3～4.6bar。

当油压超过规定值时，将使碟形弹簧片下压，并继续压缩圆柱形稳压弹簧，使球阀开度增大，一部分汽油通过出油口经回油管流回汽油箱。

从而达到稳定供油系统压力的目的。

2.3奥迪A6进气系统

进气系统的功能时测量和控制形成可燃混合气的空气量，如图2-3所示，空气经空气滤清器过滤后，用空气流量计进行测量，然后通过节气门体到达进气总管，再分配给各缸进气歧管。

在进气管内，由喷油器中喷出的汽油与空气混合后被吸入汽缸内进行燃烧。

图2-3进气系统

1-空气滤清器；2-空气流量计；3-节气门；4-怠速空气调整器；5-至气缸的空气；6-进气总管；7-进气歧管；8-节气门体；9-旁通气道

奥迪A6进气系统包括空气滤清器、进气歧管、节气门体、进气温度传感器、进气压力传感器、辅助装置等。

（1）空气滤清器

空气滤清器主要是滤清来自空气中的杂物，不至于杂物进入到进气总管里边，这对发动机的保护是非常重要的。

空气滤清器同统化油器式空气滤清器同样重要，它除去除空气中的尘埃，可提高发动机的寿命

（2）进气歧管与节气门

其两者形成负压箱体，通过这个箱体，保证进到各汽缸的空气量近乎相等。

也就保证了各汽缸的混合气量也近乎相等，使得发动机工作平稳。

（3）进气温度传感器

进气温度传感器为热敏电阻式传感器，在传感器壳体内装有热敏电阻，其阻值随温度升高而加大。

传感器安装在节气门前方的进气道中，因此能准确感受进入汽缸的空气温度。

把空气温度转变为电信号后送给电子控制装置，以便根据进气温度的变化来调节喷油其的喷油量。

正常情况下空气的温度为0摄氏度至20摄氏度。

如果空气温度太低，空气密度会增大，实际进入汽缸的空气就会增多。

而燃油在低温情况下不容易蒸发与空气混合。

这时，进气温度传感器会把低温信号输入电子控制系统中，再由控制系统来控制喷油，使喷油量增加，而不至于在低温情况下変稀；在进气温度高的时候，喷油量减少，不至于混合气变浓，影响发动机的性能。

（4）进气压力传感器

进气压力传感器在奥迪A6轿车上采用的是一个膜盒操纵电感量的传感器。

进而测定发动机汽缸进气量多少。

依靠真空管与进气道连接，另一端接传感器的真孔膜盒上。

其作用使将进气道中的进气压力转换成电信号，并送给电子控制系统，再控制喷油器的喷油时间的长短。

进气压力传感器由铁芯、感应线圈及一对真空膜盒等构成。

其工作时，当节气门开启，进气道内的气体的绝对压力增加，真空膜盒被压缩，便把动铁芯往右拉，于是减小了磁铁与动铁芯之间的间隙，使传感线圈中的感应电动势增大，这个信号输出后，电子控制系统控制喷油器使之针阀开启时间加长，增加喷油量；当节气门开度减小时，进气道内气体绝对压力降低，真空膜盒因膨胀拉伸而使动铁芯向左移动，于是磁铁与动铁芯之间的间隙加大，使传感线圈产生的感应电动势减小，最终使喷油器针阀开启实践缩短，使喷油量减少。

（5）助装置

汽车发动机不仅应满足基本行驶工况的要求，而且还要更好地满足过度工况的要求，为此，该系统还添设了节气门电位计等辅助装置。

节气门电位计的工作特性如图2-4所示。

图2-4节气门位置传感器的工作特性

节气门电位计有两对触点，其中一对做节气门关闭位置指示的微型开关。

其触电为滑动触片，与节气门同轴。

当触点（活动）随节气门的打开儿改变电位器的电阻值时，其输出电压与节气门的开度成正比列增大。

当节气门逐渐向右打开时，触电向右移动，电路中所串入的电阻值逐渐减小，输出电压增大；相反，则输出电压减小。

这样，将其输出信号送至电子控制系统输入端，由电子控制系统来控制喷油器的开、闭时间，以满足汽车加速时发动机所需供给的燃油量。

2.4奥迪A6电子控制系统

电子控制系统通过各种传感器，如进气温度传感器、进气压力传感器、转速传感器、曲轴位置传感器等，收集发动机各种工况下的信号，并利用所收集到的各种信号，确定发动机应在什么样的负荷下工作。

即所需要的开始喷油时间和喷油量的大小。

电子控制系统由许多电子控制单元组成，信号的输入与输出传递过程都是由固定的接口实现的。

组成单元分成五部分

（1）脉冲形成电路

脉冲形成电路的主要作用时把点火系送来的点火电压信号转换成“是、非”方波，脉冲形成电路时一个单稳态电路，当接收到点火脉冲时，该电路的输出状态便由“0”变为“1”，间隔一定时间之后，又自动回复到“0”态，类似断电器。

（2）分频器

分频器就是一个双稳态触发器，它有“0”和“1”两稳态状态。

加上触发脉冲即可由一种状态转变为另一种状态。

分频器与脉冲形成电路做为同一集成块，其作用时将数字信号频率减小，形成曲轴位置信号和发动机转速信号，类似点火正时调整。

（3）多谐振荡器

多谐振荡器的采用，时把分频器的转速信号和进气量信号转换成标准的喷油脉冲。

喷油脉冲的长短将与空气进气量成正比。

（4）倍增器

倍增器时一个对数网络，用以放大并控制脉冲信号的长短，脉冲信号已经适应了发动机的转速和进气量，确定了脉冲的长短变化。

但是必须根据发动机实际工况对已经确定了的脉冲加以修正。

（5）输出级

汽车电源电压总是有波动的，这个波动会影响喷油器的正常工作。

输出级可对电源的这一波动作进一步修正，保证喷油时间正确。

2.5冷起动时的补偿

在电子控制控制系统中，由辅助装置对混合气浓度进行校正。

主要是有助于冷起动和暖机过程。

发动机在冷态下起动，必须对混合气加浓，通过控制系统延长喷油器的喷油时间就可实现加浓。

只要通过发动机温度传感器和节气门位置信号共同实现就可以办到。

冷起动后，发动机必须还要持续一段暖机过程，这一过程中也必须对混合气加浓。

2.6怠速调整

怠速时指发动机在无负荷情况下稳定运转的工况。

车用发动机对怠速工况下的要求主要是稳定性和燃油经济性及排放污染方面的要求，在发动机燃烧系统设计一定时它们主要受怠速的影响。

怠速过高，会增加燃油消耗量。

汽车在交通密度大的道路上行驶时，约有30％的燃料消耗来自怠速工况，因此应尽可能降低怠速。

但随着怠速运转的降低，发动机要求的混合气浓度越来越大，HC和CO等有害排放物的排量也越来越大，因此，怠速又不能过低。

另外，还应考虑到在所有怠速使用条件下，如冷车运转，以及电器负荷、空调装置、自动变速器、动力转向伺服机构等接入情况引起怠速的变化，使发动机不稳定甚至引起熄火的现象，这对发动机的操作性有很大的影响。

表2-1怠速控制系统各组成部分及其功用

组建

功能

传感器

转速传感器

检测发动机转速

节气门位置传感器

检测发动机是否处于怠速状态

水温传感器

检测发电机冷却水温度

起动开关信号

检测发动机是否在起动中

空调开关

检测空调的工作状态

车速传感器

检测车速

空档起动开关信号

检测换挡手柄位置

液力变矩器负荷信号

检测液力变矩器负荷

动力转向开关信号

检测动力转向器工作状态

发电机负荷信号

检测发电机

控制器

发动机电子控制单元

ECU

根据从各传感器输入的信号，把发动机的实际转速与由台架试验确定的相应发动机状态下的目标转速进行比较。

根据比较得出的差值，输出相当于目标转速的控制量，去驱动控制空气量的怠速控制阀。

使怠速保持在目标转速上

执行器

怠速控制阀或节气门直动式执行机械

控制节气门旁通道流通截面积或节气门开度

怠速控制系统由检测发动机工况和状态信息的传感器、电子控制器和执行机构组成，系统各组成部分及其功用如表2-1所示。

（1）奥迪A6的怠速系统

怠速时发动机不输出功率，只是以稳定的最低转速旋转。

节气门处于全关闭状态，空气通过节气门旁通路进入发动机气缸，发动机就是利用这么少的空气形成混合气进行工作，使发动机维持稳定的转速。

当发动机阻力增大，转速就会下降，甚至熄火。

如果发动机转速增大，超过了稳定的最低转速（怠速），这将更加浪费燃油。

（2）怠速系统的调整

电子控制燃油喷射发动机，出厂时进行了严格的调试，一般不需调整，如果感到怠速转速不佳时，应在专门的仪器监护下进行。

对奥迪A6的怠速调整，我们可以用V.A.G1551故障查询器。

首先按“1”和“0”键，用代码“10”旋转调整功能，当“调整”显示“0”时，即为进入选择调整。

用“Q”键确认输入，然后按“0”和“1”键，用代码“01”选择通道1-怠速转速的调整，用“Q”确认输入。

此时，屏幕显示如图2-5。

通道1调整xQ

←13→

图2-5

在这种情况下，可以用此方法进行怠速调整。

分步骤的怠速调整。

例如：

转速为760r/min时

①按“1”键（没按一下“1”键，怠速转速下降10r/min）;或按“3”键（每按一下“3”键，怠速转速升高10r/min）。

②用“Q”键最后确认输入。

此时，屏幕显示如图2-6。

通道1调整255Q

740r/min

图2-6

③如果感到这一转速不理想，不想将更改后的转速值（740r/min）输入存档，则按“C”键，就回复到前一个显示状态；如果调整后怠速转速值较理想，向确定下来，则按“Q”键确定。

④按“→”键，进行下一个功能选择，这样怠速就调整好了。

3奥迪A6电控燃油喷射系统的检修

3.1系统技术参数

奥迪A6轿车通过实验得到了一系列的数据，通过实践得出的数据让奥迪A6的各项数据在车市上遥遥领先，其详细参数如表3-1。

表3-1奥迪A6系统技术参数

怠速工况

怠速转速

（750~800）rpm

CO含量

0.3﹪~1.2﹪

空气流量计

感知板停止位置

（1.9~2.1）mm

感知板自由行程

2.1mm

燃油压力

系统油压

（6.1~6.5）bar

残压

3.4bar

落差压力（低于系统油压）

（0.2~0.5）bar

发动机冷却水温度传感器

0℃

（5~6.5）kΩ

20℃

（2~3）kΩ

40℃

（1~1.5）kΩ

60℃

（500~650）Ω

80℃

（300~350）Ω

喷油器

喷油压力

（4.3~4.6）bar

3.2怠速状态调整

怠速是指发动机在无负荷的情况下稳定运转的工况。

车用发动机对怠速工况下性能的要求主要是稳定性和燃油经济性及排放污染方面的要求，在发动机燃烧系统设计一定时它们主要受怠速的影响。

怠速过高，会增加燃油消耗量。

汽车在交通密度大的道理上行驶时，约有30％的燃料消耗在怠速工况，因此应尽可能降低怠速转速。

但随着怠速转速降低，发动机要求的混合气浓度就越大，HC和CO等有害排放物的排量越来越多，因此，怠速转速又不能太低。

另外，还应考虑到在所有怠速使用条件下，如冷车运转以及电器负荷、空调装置、自动变速器、动力转向伺服机构等接入情况引起怠速的变化，使发动机不稳定甚至引起发动机熄火的现象，这对发动机的操控性有着很大影响。

怠速控制系统由检测发动机工况和状态信息的传感器、电子控制器和执行机构组成，系统各组成部分。

（1）准备工作

起动发动机，使发动机运转之正常的盖做温度（发动机冷却水温度约为80℃），关掉所有电器装置的开关，包括冷却风扇、灯光、以及空调等。

如果喷油器被拆卸过，那么发动机至少3000rpm多次，并使其维持在怠速至少2min,确认点火正时正确，且氧传感器工作良好。

（2）怠速转速的调整

夹住曲轴箱通风管并拆下机油尺，为了防止机油外溢用布将油尺孔盖住。

运转发动机在怠速并使其稳定，若怠速不在750rpm~800rpm，则调整怠速调整螺钉。

（3）CO含量的调整

用废气分析仪检查发动机在正确怠速下的CO含量，若超过规定值，则从CO调整螺丝上拆下跳柱塞并将调整螺丝向逆时针方向拧动，以减小CO含量。

控制电流在4ma~16ma时应该有正确的CO含量在0.3％~1.2％之间。

（4）节气门初始位置的调整。

通常情况下是不需要调整的，在出厂的时候厂家已经调整好了。

但若需要调整，那首先放松固定螺帽后调整螺钉的位置，选出调整螺钉直到间隙出现在螺钉和阻挡面间，然后选入调整螺钉直到解除阻挡面为止，此时再将螺钉选入半圈之后，重新锁紧固定螺帽，再调整怠速转速。

3.3空气系统的检修

当判定空气系统由故障时，首先应进行一般性检修，即查看空气滤清器滤芯是否因积尘过多而堵塞，必要时予以更换；同时应检查空气导管和各种真空软管是否有破裂的现象，并予以修补或更换；其次，应对电控系统的空气导管和各种真空管是否有堵塞及破裂的现象，并予以修补或更换；其次，应对电控系统的空气流量计和怠速空气调制器进行重点检修与调整。

（1）空气流量计的检修与调整

①拆下空气流量计至节气门之间的橡胶空气导管。

②检查空气流量感知板是否处于空气漏斗的中心。

若感知板偏离空气漏斗的中心，放松感知板中间锁紧螺丝，并移动感知板至正确位置，然后拧紧锁紧螺

③检查空气流量计感知板的静止位置。

上缘面应低于空气漏斗下边缘1.9mm~2.1mm，否则，提起感知板并调整感知板下方卡箍的开口，使感知板达到正确的静止位置。

④检查空气流量感知板的自由行程应为2.1mm,否则拆下燃油分配器并调整控制柱塞止推螺丝，直到从止推螺丝到螺帽边缘有0.6mm的距离。

⑤检查空气流量感知板的提升阻力是否均匀或卡住。

必要时清洗或更换。

（2）怠速空气调制器的检查

奥迪A6的点控燃油喷射系统采用的是旋转滑阀式怠速空气调整器。

检查时，打开点火开关，怠速空气调整期应有嗡嗡的声音，或者用手触摸怠速空气调整时有抖动感；否则，说明该怠速怠速空气调整期工作不良或线路不通。

从怠速空气调整器上拔下电插接器的插座，用电压表测量中间接头与接地间的电压应为蓄电池电压；测量中间接头和两外侧接头之间的电压均应低于蓄电池电压1V~2V。

用欧姆表测量怠速空气调节器之间接头与两外侧接头之间的电阻均应为13欧姆左右。

3.4奥迪A6燃油分配器性能的检查

在电控燃油喷射系统中，燃油分配器时一个非常重要的部件，因其内部结构较复杂，且加上精度高，故价格较高。

为此，在检修过程中，必须确认燃油跟配器具有不可修复的故障时，才作出更换的决定。

判断燃油分配器的故障，主要是检查燃油分配器供油均匀性和是否存在泄露。

（1）准备工作

拆下喷油器，并连接到专用的组合式量油杯架上；拆下燃油泵继电器，用跨

接线连接继电器插座的“30”和“87”接线头；将点火开关转至”ON”，使燃油泵工作。

（2）检查燃油分配器供油均匀性

举起空气流量感知板至一半的位置使量杯得到100ml燃油为止；各缸喷油量相差不能超过20ml以上，反复测量。

若结果超出范围一致，则燃油分配器有故障，可调整下油室内弹簧预紧力校正；若无法校正则更换燃油分配器。

若测量变化大，表明室喷油器或管路的故障，应清洗喷油量少的喷油器，甚至更换。

（3）检查燃油分配器的泄露

当气流感知板回落到静止位置时，观察喷油器，只允许呈湿润状态，不能成点滴状态。

若产生点滴现象，故障的原因可能为：

①空气流量感知板位置调整不当；

②燃油分配器内的柱塞配合太紧。

检查：

拆下燃油分配器，检查O型封环；拆下柱塞，检查有无缺损或积污，以手指甲清除，不能用工具装复柱塞，边旋转边上下抽动，若仍然太紧，则更换燃油分配器；装上O型密封环，装复燃油分配器，注意锁紧螺母不能拧得太紧。

4奥迪A6燃油喷射系统故障案例

4.1发动机常见困难故障诊断

图4-1发动机电控常见故障诊断基本流程图

发动机电控部分是发动机维修的重要环节，其不属于普通机械维修，过程相对复杂，下面发动机电控诊断作出归纳，具体诊断步骤过程如图4-1.

电子控制燃油喷射系统在汽车上使用起来非常方便、可靠、自动化程度高。

但是，任何电子元器件毕竟有一定的使用寿命，特别是使用在汽车上，使用条件和工作环境比较恶劣，当汽车行驶到15万公里以后时，燃油喷射系统就不可避免地出现故障，主要表现在燃油喷射不佳，发动机起动困难，耗油量明显增加等。

（1）发动机起动困难故障诊断

发动机起动困难就是其中一主要故障，特别是冷起动困难最常见。

发动机在冷起动时的主要困难原因一般包括：

①燃料供给方面的问题

燃料供给方面的原因，主要有系统压力和保压状态。

在检测这两个压力前，应具备如下首要条件：

1）保险盒中17号保险丝正常；

2）燃油路氢气正常；

3）蓄电池正常；

4）断开压力调节器上通往进气道的真空连接管，并将管封死；

5）在燃油输入管与燃油回油管间连接的压力表控制板处于“打开”的位置；

6）如燃油泵不转，应该坚持燃油泵。

如果上述条件均正常，则对压力进行测量，并寻找故障。

②冷却液温度传感器方面的原因

冷却液温度传感器，是一个半导体测量元件，具有负温度系数特性的电阻，阻值随温度升高而减小。

在电阻改变后的每一个电压值都对应一个发动机温度值。

控制单元只接受温度在-35℃~120℃之间的电压值，如果超过或低于这个温度值范围，控制单元将出现判断信号的错误或者不清的信号存入控制单元故障记忆系统中。

这样使得混合气加浓无法实现，引起冷起动困难。

可能出现的故障以及原因有以下几种：

1）冷却液温度传感器段路；

2）冷却液温度传感器正极断路；

3）冷却液温度传感器接地短路。

（2）发动机熄火

发动机熄火故障，首要的是把握住发动机是在什么状态下，也就是处在什么

工况下熄火，是十分重要的。

要特别留意如下几种情况：

①发生熄火的频率（有时熄火、频繁熄火）；②道路状况或行驶条件影响熄火；③发生熄火的现状如何？

④熄火后，再起动性如何？

⑤其他因素，如气候、温度等。

（3）怠速不稳

怠速不稳也是电子燃油控制喷射发动机常见故障。

起故障表现有以下三种情况：

①只是在低速旋转时出现转速不稳定；②从怠速到中、高旋转时，转速不稳