电喷控制和执行组件工作原理:

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1.压力和进气温度传感器: (1)结构功能:MT20U电喷系统采用速度密度空气计量法检测进入发动机内的空气量,进而控制喷油脉宽,精确控制发动机动力输出。同时,该系统采用了进气压力判缸技术,进气压力传感器安装在1缸进气歧管进气口附近,进气门打开的瞬间,在传感器处有一个瞬间的压降,该值大约为1kPa,ECU检测到这个瞬间的压降,ECU在收到这个信号后,经过软件分析处理后确定压缩上止点信号。 进气压力传感器内部的压力膜片与一个放置在线圈内的磁铁芯相连,当进气管内进气压力发生变化的时候,膜片就带动磁铁芯移动,此时传感器的输出电压就产生了变化。ECU根据传感器的输出电压就可以换算出发动机的进气量,发动机以此信号为基础,参考其他信号,用于发动机的喷油量控制。压力和进气温度传感器的外形及安装位置如图4-89所示。 进气温度传感组件是一个负温度系数(NTC)的电阻,随着进气温度的升高电阻值降


低,发动机ECU通过内部的一个对比电路来监测进气温度的变化。
(2)故障排除:主要检查传感器上四根线和ECU之间的连接是否出现短路、断路;传感器检测孔是否被堵塞;传感器线束间是否岀现短路、断路、接地现象;传感器是否受过撞击,导致传感器失效。
2.节气门位置传感器: (1)用途:如图4-91所示,MT20U节气门位置传感器(TPS)用于向ECU提供节气门转角、转角速率以及发动机怠速位置信息。根据这个信息,ECU可以获得发动机负荷信息、工况信息(如启动、怠速、倒拖、部分负荷、全负荷)以及加速和减速信息。本传感器为三线式,ECU通过监测电压变化来检测节气门开度。
(2)组成和原理:该传感器的结构为滑动电阻片式(即线性可变电阻式、电位计式),ECU通过监测信号输出端的电压,在计算机内部通过对比电路,得出节气门的开度信号。 ECU内部并不直接接收电压信号,而是检测输出和输入信号比值,这样可以防止由于电压波动所导致的信号波动问题。
(3)故障排除:主要检查传感器上三根线和ECU之间的连接是否出现短路、断路,如图4-92所示。检查传感器线束间是否出现短路、断路、接地现象。用万用表检测传感器信号端和地线之间在节气门开关的时候是否有跳动。检查传感器阻值是否超出标准值很多,有可能是传感器内部脏污。 工作电压:5.0V±0.1V。 开度范围:7%~93%传感器阻值:3~12kΩ。 节气门关闭时输出信号:0.612~0.588V。 节气门全开时输出信号:4.15~4.65V。 针脚: ①1号(A)标准5V电源(接ECU20#); ②2号(B)传感器地线(接ECU5#);
①1号(A)传感器地线(接 ECU5#); ②2号(B)水温传感器信号(接ECU 43#); ③3号(C)至仪表水温表。
4.爆震传感器: (1)用途:该传感器用于向ECU提供发动机爆震信息,进行爆震控制。 (2)组成和原理:爆震传感器(图4-94)是一种震动加速度传感器,装在发动机气缸体上,一般安装在2、3缸之间,有利于发动机爆震平衡,ECU利用爆震传感器输出的震动频率信号通过ECU内部滤波,进而判断发动机是否发生了爆震。当检测到爆震信号的时候,ECU会逐步减小,直到不发生爆震为止,然后逐步恢复,直到爆震边缘,如此反复。 安装说明:拧紧力矩20N·m。
(3)故障排除:主要检查传感器上两根线和ECU对应引脚之间(图4-95)的连接是否
出现短路、断路;传感器与缸体之间是否压合不良,或者传感器和缸体之间有异物。 工作温度区间:-40~150℃。 电阻值:大于1M欧。 引脚: ①1(A)爆震传感器信号1(ECU 5#); ②2(B)爆震传感器信号2(ECU 69#)。
5.氧传感器: (1)前氧传感器(FO2S): ①用途。前氧传感器安装位置如图4-96所示,用于提供喷入发动机气缸中的燃油在吸入的空气中完全燃烧后氧是否过剩的信息。ECU利用该信息可以进行燃油定量的循环控制,使得发动机排气中三种主要的有毒成分[碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO)]都能在三效催化转化器中得到最大限度的转化和净化。 ②组成和原理。前氧传感器的传感组件是一种带孔隙的陶瓷管,管壁外侧被发动机排气包围,内侧通大气。传感器根据内外侧的氧浓度差间接计算出燃油喷射的脉宽,传送给ECU,由ECU再次控制喷油。同时,检测后氧传感器的输出数据,在ECU内部将前后氧传感器的数据进行对比,监测三元催化的工作是否良好。 前氧传感器的工作电压在0.1~0.9V之间波动,10s应该变化5~8次,低于这个频值说明传感器老化,需要更换。该传感器无法修复。 (2)后氧传感器(RO2S)后氧传感器的构造、检测与前氧传感器基本上没有什么区别,但是车辆上配置前、后氧传感器的目的却是大不相同。前、后氧传感器功能及监测波形如图4-97所示。
(3)故障排除:主要检查传感器上几根线的插接连接(图4-98)是否良好,是否有短路、断路现象。传感器损坏一般都是由于铅、磷中毒所引起的,因此应注意油品问题,同时发动机机油消耗过量也容易导致传感器故障。氧传感器的变化次数应该在一定时间内不少于定的次数(图4-99)。氧传感器的电路如图4-100所示。 接头都有四个引脚: ①1号(A)氧传感器信号低电平(接ECU6#);
②2号(B)氧传感器信号高电平(接ECU62#); ③3号(C)接主继电器电源; ④4号(D)传感器加热线控制(接ECU61#)。
6.电子控制单元(ECU): (1)用途:如图4-101所示,ECU是一个以微处理器为核心组成、具有传感器信号输入接口、执行器驱动电路的电控发动机控制中心,它接收和处理各传感器输入的发动机状态信号,并向执行器发出控制信号,使发动机按照预定程序工作于最佳状态,确保良好的动力性、燃油经济性和排放性。
正常运行电压:9~16V。 过电压保护:+24V/-12V<60s。
(2)组成:带屏蔽的外壳和印制电路板,在电路板上集成了很多的电子控制单元用于电喷系统的控制。 (3)故障排除:ECU的故障率很低,因此一般不建议什么问题都通过更换ECU来解决。应先排査外围线路、传感器等组件的故障,确认外围件无故障后,再更换ECU。 7.电动燃油泵: (1)用途:以一定的油压和流量将燃油从油箱输送到发动机供油总管,并保持稳定的油压(通过油压调节器来实现)。
(2)组成和原理:如图4-102所示,电动燃油泵由直流电动机、叶片泵和端盖(集成了止回阀、泄压阀和抗电磁干扰组件)等组成。泵和电动机同轴安装,并且封闭在同一个机壳内。电动燃油泵出口的最大压力由泄压阀决定,在450~650kPa之间。但是整个燃油系统的压力却是由燃油压力调节器决定的,MT20U电喷系统一般为350kPa。 如车辆油箱长期处于缺油、少油状态,油泵得不到良好的润滑,导致油泵烧结、烧毁。 燃油的温度对燃油泵的性能影响比较大,若长期处于高温状态下运转,当燃油温度高于一定温度时,燃油泵的泵油压力急剧降低,因此当热车发动机不能启动时应仔细检查是否为燃油泵的高温工作性能不好。 油泵的润滑、冷却靠油箱内的汽油来实现。车辆油箱为
马鞍形,有两个装配油泵口。 泄压压力:<900kPa。 工作压力:8~16V。 油泵阻值:<130欧。 副油箱内的喷射泵负责将回油泵回主油箱。 引脚: ①电动燃油泵有两个引脚,连接油泵继电器; ②两个引脚旁边的油泵外壳上刻有“+”和“-”号,分别表示接正极和负极; ③ECU 47#脚控制燃油泵继电器。 (3)故障排除:电动燃油泵外形及控制电路如图4-103所示。油泵的故障一般表现为油压不足、不泵油等,排除故障时一般应该检查系统油压是否在规定值范围内,管路是否泄漏。另外,油箱正压、负压均会影响燃油系统。 8.电磁喷油器: (1)用途:MT20U采用顺序燃油喷射技术,顺序喷射信号由进气压力传感器提供,若进气压力传感器损坏,则依照点火顺序,采用分组喷射的方式进行控制,喷油器根据ECU的指令,在规定的时间内喷射燃油,借此向发动机提供燃油并使其雾化。喷油器安装位置及实物见图4-104。 (2)组成和原理:ECU发出电脉冲给喷油器线圈,形成磁场力。当磁场力上升到足以克服回位弹簧压力、针阀的重力和摩擦力的合力时,针阀开始升起,喷油过程开始。当喷油
脉冲截止时,回位弹簧的压力使针阀重又关上。
(3)电磁喷油器电路图:如图4-105所示。 引脚: ①1号1缸喷油器控制极(接ECU55#); ②2号2缸喷油器控制极(接ECU70#); ③3号3缸喷油器控制极(接ECU56#); ④4号4缸喷油器控制极(接ECU71#)。 四个喷油器的另一根线连接在一起,由发动机主继电器供电,ECU控制喷油器搭铁。 (4)故障排除:喷油嘴故障一般是由于发动机使用周期较长,导致喷油嘴喷油不畅、雾化不良。可定期清洗喷油嘴。喷油嘴内部线圈短路、断路也会导致喷油系统故障。 由于长期使用不合格燃油,燃油在喷油嘴喷孔处黏结,容易导致怠速不稳。
9.怠速执行器步进电动机: (1)功能:控制节流阀体内旁通通道的空气流通面积,进而控制发动机的进气量。
ECU根据各传感器送来的信号,可将发动机转速控制在目标转速范围内,目标转速可根据冷却液温度进行标定。 (2)组成和原理:如图4-106所示,步进电动机的实质就是一台微型的电动机,由于给电动机的线圈通上不同方向的电流,电动机便会按照不同的方向旋转,电动机的旋转轴带动丝杠运动,间接控制了阀门的开度,MT20U发出数字化方波信号控制电动机的正反转,进而控制步进电动机的行程。怠速执行器步进电动机原理如图4-107所示。
(3)故障诊断:ECU能监测怠速步进电机的两个线圈的短路、断路,并在出现这种故障的时候点亮发动机故障灯,发动机进入故障模式。监测传感器的四根线到ECU之间是否发生了短路、断路现象。ECU不能监测由于电动机本身机械部分所造成的故障。 (4)故障排除:连接步进电动机和ECU之间的四根线,是否存在短路、断路现象。 步进电动机是否有卡滞现象。 步进电动机内部是否短路、断路。 拆下步进电动机,通电后检查步进电动机是否伸缩自如。 进气系统内的积炭、污物会影响步进电动机的工作性能。 电机线圈电阻:58.3~47.7欧。 工作电压:7.5~12V。 怠速步进电动机端子连接如图4-108所示,怠速步进电动机控制电路如图4-109所示。其针脚连接如下: ①1号(B)怠速步进电动机控制(接ECU33#); ②2号(A)怠速步进电动机控制(接ECU34#);
③3号(D)怠速步进电动机控制(接ECU54#); ④4号(D)怠速步进电动机控制(接ECU53#)。
10.点火线圈: (1)功能:如图4-110所示,点火线圈将初级绕组的低压电转变成次级绕组的高压电,通过火花塞放电产生火花,引燃气缸内的燃油空气混合气。 (2)组成和原理:MT20U采用分组点火技术,利用电磁线圈互感能产生高能量的原理,控制初级线圈的通电时间和断电时刻,利用在线圈次极产生的高压电,击穿火花塞间隙,产生强烈火花,点燃混合气。由于在发动机排气行程时,空气电离很大,电阻很低,只需要很低的电压就可以击穿火花塞间隙,该系统采用了分组点火技术,不会浪费能量,而且节约了成本。 (3)故障诊断:ECU没有对点火线圈实行故障诊断的功能,因此点火线圈如果出问题的话,是没有故障码的,只有检查点火线圈的电阻,才能判断点火线圈是否工作正常。温度过高会导致点火线圈电阻增大,出现发动机工作不稳、自动熄火等故障。但ECU可对点火线圈的控制线进行监测。控制线的常见故障有:对地短路、对电源短路、控制线断路。 (4)故障应对策略:当检测到某个点火线圈故障的时候,将关闭对应气缸的喷油器。 说明:点火线圈温度过高,有可能导致发动机点火系统工作不良。 点火线圈初级电阻:0.45~0.55k欧。 点火线圈次级电阻:4.8~5.6k欧。 引脚: ①1号(C)线圈初级绕组(接ECU32#); ②2号(A)线圈初级绕组(接ECU52#): ③3号(B)线圈供电(接系统主继电器)。 高压侧:1~4号针脚分别通过分火线与同名发动机气缸的火花塞连接。 (5)常见故障:线圈内部短路、断路;线圈漏电、壳体裂缝;线圈老化导致点火能量不足。
11.钢制燃油分配管总成: (1)用途:如图4-111所示,从燃油泵供过来的燃油进行存储和分配,为燃油喷射系统提供一个比较稳定的压力环境,使各缸的供油压力和供油量均衡,发动机运转平稳。
(2)组成:燃油分配管总成由燃油分配管、喷油器组成。 (3)安装要求:进出油管与供油管的快速接头一定要保证连接可靠,在维修燃油系统后先在原地试车,保证燃油系统不泄漏。 (4)故障诊断:一般情况下供油总管出现故障的概率极小,大部分是由于装配不当导致燃油系统泄漏,因此在装配时一定要注意:用过的油封不能再次使用,装配的时候可以适当涂抹一些润滑油。 说明:在维修燃油系统的时候,一定要先泄压,保证燃油管路内没有压力油。将燃油泵插头拔掉,然后着车,直到车辆熄火为止,此时系统内已无压力油。维修过后,首次启动时应该先给系统泵油。 方法:打开点火钥匙,自检完成后关闭,反复操作3~4次。

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