診斷與檢修電控發(fā)動機(jī)空氣供給系

1、目 錄單元任務(wù)1：診斷與排除空氣供給系故障21.1相關(guān)資訊21.1.1概述21.2空氣供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和工作原理21.2.1空氣計(jì)量裝置21.2.1.1 熱模式空氣流量計(jì)31.2.1.2 進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器 31.2.2節(jié)氣門位置傳感器 31.2.3怠速控制裝置 41.2.3.1節(jié)氣門直動式怠速控制裝置 41.2.3.2 步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥 51.3 空氣供給系統(tǒng)故障診斷 51.3.1空氣流量計(jì)（MAF）故障診斷 51.3.2進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）故障診斷 61.3.3節(jié)氣門位置傳感器（TPS）故障診斷 71.3.4怠速空氣控制閥（IAC）故障診斷 812學(xué)時(shí)參考學(xué)時(shí)1 診斷與

2、排除空氣供給系故障任務(wù)描述1) 了解電控發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理2) 熟悉電控發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)檢修注意事項(xiàng)3) 掌握電子節(jié)氣門檢修方法實(shí)訓(xùn)器材設(shè)備：發(fā)動機(jī)分解件工具：拆裝工具材料：圖紙1.1 相關(guān)資訊1.1.1 概述空氣供給系統(tǒng)用于將大氣中的空氣過濾后，按照發(fā)動機(jī)負(fù)荷的不同向發(fā)動機(jī)提供不同量的清潔空氣。負(fù)荷越大，所提供的空氣越多；反之，負(fù)荷越小，所提供的空氣也越少。當(dāng)空氣供給系統(tǒng)發(fā)生阻塞、泄漏等故障時(shí)，必然引起進(jìn)氣量與發(fā)動機(jī)負(fù)荷的不協(xié)調(diào)，從而導(dǎo)致發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不良。一般情況下，當(dāng)空氣供給系統(tǒng)發(fā)生阻塞故障時(shí)，發(fā)動機(jī)會因?yàn)檫M(jìn)氣不暢而動力不足，直至不能運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)空氣供給系統(tǒng)發(fā)生泄漏故障時(shí)，一般會對怠速

3、產(chǎn)生較大影響：對于L型電控發(fā)動機(jī)（采用空氣流量計(jì)的電控發(fā)動機(jī)），往往會造成怠速不穩(wěn)或沒有怠速（一松加速踏板就熄火）；對于D型電控發(fā)動機(jī)（采用進(jìn)氣壓力傳感器的電控發(fā)動機(jī)），往往會造成怠速偏高（松加速踏板后怠速高于設(shè)定值）。 可見，當(dāng)發(fā)動機(jī)出現(xiàn)動力不足、怠速不穩(wěn)或沒有怠速以及怠速偏高等現(xiàn)象時(shí)，往往需要對空氣供給系統(tǒng)進(jìn)行檢查、維護(hù)或維修，以排除因阻塞或泄漏所造成的發(fā)動機(jī)故障現(xiàn)象。1.2 空氣供給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成和工作原理空氣供給系統(tǒng)的作用：向汽油機(jī)提供與發(fā)動機(jī)負(fù)荷相適應(yīng)的、清潔的空氣，同時(shí)對流入發(fā)動機(jī)氣缸的空氣質(zhì)量進(jìn)行直接或間接計(jì)量，使它們在系統(tǒng)中與噴油器噴出的汽油形成空燃比符合要求的可燃混合氣。除了空

4、氣濾清器、進(jìn)氣總管和進(jìn)氣支管外，還有電控汽油噴射系統(tǒng)特有的空氣計(jì)量裝置、節(jié)氣門體和節(jié)氣門位置傳感器等。1.2.1 空氣計(jì)量裝置 空氣計(jì)量裝置的作用是對進(jìn)入氣缸的空氣質(zhì)量進(jìn)行直接或間接地計(jì)量，并把空氣流量的信息輸送到ECU。在電控汽油噴射發(fā)動機(jī)中使用的空氣流量計(jì)主要有：翼片式空氣流量計(jì)、卡門渦旋式空氣流量計(jì)、熱線式空氣流量計(jì)和熱膜式空氣流量計(jì)，其中熱線式空氣流量計(jì)和熱膜式空氣流量計(jì)應(yīng)用最為廣泛。1.2.1.1.1 熱模式空氣流量計(jì)熱模式空氣流量計(jì)的熱電阻放在進(jìn)氣通道中，其溫度下降的程度與進(jìn)氣流量、空氣溫度、空氣密度有關(guān)。即當(dāng)熱電阻溫度下降時(shí)，電阻值變小，補(bǔ)充流過熱電阻的電流隨之增大，直至熱電阻恢

5、復(fù)原來的溫度和電阻值為止。這一電流的大小轉(zhuǎn)換成電壓的變化輸入電 腦，以反映進(jìn)氣量的大小。熱線式空氣流量計(jì)的結(jié)構(gòu)與原理基本相同，不同之處是采用線式熱電阻。熱膜式空氣流量計(jì)1-控制板線路；2-熱膜；3-溫度傳感器；4-金屬網(wǎng)1.2.1.1.2 進(jìn)氣支管絕對壓力傳感器進(jìn)氣支管絕對壓力傳感器是一種間接檢測空氣流量的傳感器，其作用與空氣流量計(jì)相同，用于D型汽油噴射系統(tǒng)中。ECU根據(jù)進(jìn)氣支管絕對壓力與進(jìn)入發(fā)動機(jī)氣缸的空氣流量的對應(yīng)關(guān)系計(jì)算進(jìn)氣量。常用的半導(dǎo)體壓敏電阻式進(jìn)氣支管絕對壓力傳感器主要有硅片，IC電路和絕對真空室組成。1.2.2 節(jié)氣門位置傳感器節(jié)氣門位置傳感器用來檢測節(jié)氣門開度。它安裝在節(jié)氣門體

6、上，通過節(jié)氣門軸與節(jié)氣門聯(lián)動。節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電信號輸送到ECU，ECU根據(jù)節(jié)氣門不同的開度決定控制方式和對噴油時(shí)間進(jìn)行修正。電控汽油噴射系統(tǒng)中使用的節(jié)氣門位置傳感器有線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器和開關(guān)量輸出型節(jié)氣門位置傳感器等。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器表示節(jié)氣門開度的輸出電壓與節(jié)氣門開度是成線性關(guān)系。線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器原理： 線性輸出型節(jié)氣門位置傳感器的一個(gè)觸點(diǎn)在電阻體上滑動，測得與節(jié)氣門開度對應(yīng)的線性輸出電壓VTA；另一個(gè)觸點(diǎn)在節(jié)氣門全閉時(shí)與怠速觸點(diǎn)IDL接觸，提供怠速信號，用于發(fā)動機(jī)急減速時(shí)斷油控制和點(diǎn)火提前角的修正。隨著節(jié)氣門開度的增大，節(jié)氣門開度輸出電壓VT

7、A增大，通過ECU對噴油量進(jìn)行控制，以獲得相應(yīng)的功率。 1.2.3 怠速控制裝置怠速控制閥通常安裝在節(jié)氣門體上。其作用是自動調(diào)整發(fā)動機(jī)怠速，怠速控制的實(shí)質(zhì)就是控制怠速進(jìn)氣量。電控發(fā)動機(jī)中采用的怠速進(jìn)氣控制方式有兩種：一種是控制節(jié)氣門最小開度的節(jié)氣門直動式；另一種是控制節(jié)氣門旁通通路中的空氣流量的旁通空氣式，常用的有步進(jìn)電機(jī)式和旋轉(zhuǎn)電磁閥式怠速控制閥兩種。1.2.3.1.1 節(jié)氣門直動式怠速控制裝置通過節(jié)氣門體組件中的怠速穩(wěn)定控制器直接控制節(jié)氣門的開啟來實(shí)現(xiàn)怠速控制的，沒有怠速空氣旁通道。它由節(jié)氣門電位計(jì)、節(jié)氣門定位電位計(jì)、節(jié)氣門定位器和怠速開關(guān)合成一體，如桑塔納2000GSi(時(shí)代超人)發(fā)動機(jī)

8、節(jié)氣門直動式怠速控制裝置的結(jié)構(gòu)組成：節(jié)氣門電位計(jì)(G69)也就是節(jié)氣門位置傳感器。怠速開關(guān)(F60)在怠速時(shí)，觸點(diǎn)是閉合的。節(jié)氣門定位器(V60)也稱為怠速馬達(dá)，由電機(jī)通過齒輪傳動控制怠速時(shí)節(jié)氣門開度。節(jié)氣門定位電位計(jì)(G88)與節(jié)氣門定位器相連，用以檢測怠速時(shí)節(jié)氣門的位置。節(jié)氣門直動式怠速控制裝置的工作原理：發(fā)動機(jī)怠速時(shí)，節(jié)氣門定位器根據(jù)發(fā)動機(jī)的負(fù)荷(進(jìn)氣量)和發(fā)動機(jī)溫度對節(jié)氣門進(jìn)行控制。當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度低時(shí)，節(jié)氣門開度大；當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度高時(shí)，節(jié)氣門開度小。當(dāng)突然松開加速踏板時(shí)，節(jié)氣門由節(jié)氣門定位器逐漸關(guān)閉，直到所需的怠速。在緊急運(yùn)行狀態(tài)下，節(jié)氣門控制部件電源被切斷，節(jié)氣門控制部件內(nèi)的緊急運(yùn)行彈簧

9、將節(jié)氣門定位在預(yù)先設(shè)定的緊急運(yùn)行位置，此時(shí)駕駛員對節(jié)氣門調(diào)節(jié)無效。1.2.3.1.2 步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥步進(jìn)電機(jī)與怠速控制閥做成一體，裝在進(jìn)氣總管內(nèi)。由步進(jìn)電機(jī)、旁通氣閥閥芯、閥座以及把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動變成直線運(yùn)動的進(jìn)給絲桿等組成。步進(jìn)電機(jī)是一種非連續(xù)轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)角控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 ECU通過控制定子相線繞組的電壓脈沖，交替變換定子爪極極性，使步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生步進(jìn)式轉(zhuǎn)動，并且可根據(jù)控制信號實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)式怠速控制閥的步進(jìn)原理： ECU通過控制定子相線繞組的電壓脈沖，交替變換定子爪極極性，使步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生步進(jìn)式轉(zhuǎn)動。定子與轉(zhuǎn)子的異性磁極對正時(shí)，轉(zhuǎn)子呈靜止?fàn)顟B(tài)；通過對通向定子各繞組電壓脈沖的控制，使其爪極的

10、極性發(fā)生變化；在同性磁極推斥力和異性磁極引力的作用下，轉(zhuǎn)子步進(jìn)一個(gè)爪極寬度。步進(jìn)電機(jī)從怠速位置到最大開度一般可達(dá)125個(gè)步級。1.3 空氣供給系統(tǒng)故障診斷（以SGM BUICK轎車為例）SGM BUICK轎車發(fā)動機(jī)同時(shí)安裝空氣流量計(jì)MAF與進(jìn)氣歧管壓力傳感器MAP，MAF的型式為熱線式傳感器，是燃油噴射和點(diǎn)火控制的主控信號。MAP傳感器在運(yùn)行EGR、啟動工況或發(fā)動機(jī)負(fù)荷轉(zhuǎn)速急劇變化時(shí)檢測進(jìn)氣氣流，修正點(diǎn)火提前角與空燃比。1.3.1 空氣流量計(jì)（MAF）故障診斷（1） 類型和功能 類型為熱線式傳感器； 利用惠斯頓電橋平衡原理，測量進(jìn)氣的容積和密度，計(jì)算進(jìn)氣量； 確定基本噴油量和基本點(diǎn)火提前角。（

11、2）診斷儀檢測連接TECH 2診斷儀；選擇F0：診斷，屏幕顯示車輛識別選擇年款（根據(jù)汽車17位編碼的第10位）；選擇F0：動力總成，屏幕顯示選擇轎車發(fā)動機(jī)類型；選擇F0：DTC信息，屏幕顯示故障代碼及故障信息；排除故障后，選擇F2：清除DTC信息，按屏幕提示清除故障代碼。（3）萬用表檢測檢測MAF A端與PCM的C1（69#）電阻應(yīng)該小于0.5；MAF工作電壓。MAF C端與B端間有12-14V電壓，若沒有應(yīng)檢查繼電器盒中27#保險(xiǎn)絲，或檢查MAF接地是否良好；MAF信號電壓。MAF A端與B端頻率，在怠速時(shí)頻率應(yīng)該在2000HZ左右，加速時(shí)空氣流量加大，MAF進(jìn)氣頻率也升高（4）示波器檢測

12、使用汽車示波儀檢測MAF信號，其波形如圖所示。 怠速時(shí)。頻率2.27kHZ，峰峰值4.48V，占空比10.9%，間隔時(shí)間48.0微秒。 加速時(shí)。頻率上升，峰峰值不變、占空比上升，間隔時(shí)間縮短。1.3.2 進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器（MAP）故障診斷（1） 類型和功能類型為壓敏電阻型，輸出模擬信號。引入進(jìn)氣歧管真空度，MAP硅片變形使電阻變化，PCM通過檢測MAP的電壓信號，計(jì)算進(jìn)氣流量；MAF發(fā)生故障，通過MAP代替；可以檢測大氣壓力，修正點(diǎn)火提前角與空燃比；可檢測EGR的廢氣流量。（2）使用TECH 2診斷故障。（3）萬用表檢測MAP傳感器與PCM連接是否正常。檢測MAP傳感器A端與PCM的C1

13、（13#）、MAP傳感器B端與PCM的C2（25#）、MAP傳感器C端與PCM的C1（10#）電阻都應(yīng)該小于0.5。MAP傳感器工作電壓。檢測MAP傳感器C端與A端之間應(yīng)該有5V工作電壓。 MAP傳感器信號電壓。檢測MAP B端與A端直流電壓：停車時(shí)（進(jìn)氣真空度為零）電壓比較高大約為4V；怠速時(shí)（真空度較大）電壓比較小大約2V以下；加速時(shí)（真空度下降）電壓有所上升。（4）示波器檢測 使用汽車示波儀檢測MAP信號，其波形如圖所示。 電壓隨著怠速、急加油門、急放油門而變化，停車或急加油門時(shí)最高電壓在4.5V，急放油門最低電壓在1.5V左右。1.3.3 節(jié)氣門位置傳感器（TPS）故障診斷（1）類型和

14、功能類型為三導(dǎo)線可變電阻型，輸出模擬信號。提供節(jié)氣門開度信號，PCM利用該信號計(jì)算燃油噴射和點(diǎn)火正時(shí)；控制自動變速器換檔和變矩器工作；控制EVAP燃油蒸發(fā)系統(tǒng)；控制EGR廢氣再循環(huán)和空調(diào)（2）連接TECH 2診斷故障。（3）萬用表檢測TPS與PCM連接。檢測TPS A端與PCM C2（33#）、TPS B端與PCM C1（61#）、TPS傳感器C端與PCM C2（66#）電阻都小于0.5。 TPS傳感器電壓。TPS A端與B端之間應(yīng)該有5V工作電壓，TPS C端與B端之間的信號電壓隨節(jié)氣門開度的變化而變化。（4）示波器檢測 使用汽車示波儀檢測TPS信號，其波形如圖所示。 在節(jié)氣門全閉時(shí)電壓約為

15、0.64V，隨節(jié)氣門開度增大而提高，節(jié)氣門全開時(shí)電壓約為4.5V。1.3.4 怠速空氣控制閥（IAC）故障診斷（1）類型和功能類型為四導(dǎo)線雙線圈不帶中心抽頭的步進(jìn)電機(jī)；IAC閥作用是控制發(fā)動機(jī)怠速，并防止發(fā)動機(jī)負(fù)荷變化產(chǎn)生失速。 如果怠速過低，PCM將使IAC樞軸縮進(jìn)，增加空氣量提高怠速轉(zhuǎn)速； 如果怠速過高，PCM將延伸IAC樞軸，使空氣量減少，降低怠速轉(zhuǎn)速（2）使用TECH 2診斷故障。 選擇F1：數(shù)據(jù)清單，屏幕顯示動態(tài)數(shù)據(jù)信息； 冷車怠速時(shí)約在40步，正常溫度時(shí)約在25步左右，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)時(shí)PCM先控制IAC樞軸向外延伸，步數(shù)為零，然后使步數(shù)上升到125步，再次打開點(diǎn)火開關(guān)IAC閥又回到上次啟動的步數(shù)位置。（3）