一些汽车维修人员讨论电喷发动机主要传感器和执行器的作用时,有人说,在传感器中,空气流量传感器和曲轴位置传感器最重要。大家一致同意曲轴位置传感器重要,但是对空气流量传感器有不同的看法。有的人说,进气歧管压力传感器最重要,因为现在安装进气压力传感器的汽车越来越多,根本不采用空气流量传感器。有的新款汽车虽然安装了空气流量传感器,但是没有回油管,同时安装了进气歧管压力传感器。也有人说,节气门位置传感器最重要,并说赛车上只采用节气门位置传感器,这说明汽车可以不要空气流量传感器和进气压力传感器,但是不能缺少节气门位置传感器。 事实上,他们讨论的问题涉及电喷发动机的结构与原理(见图2-1)。以上几种传感器都很重要,只是不同的汽车其控制策略有所差别,所以采用的传感器不尽相同,谈不上哪个重要哪个不重要。 1.为什么有的发动机同时安装空气流量传感器和进气压力传感器? 早期的电喷发动机测量进气量,要么采用空气流量传感器(MAF),要么采用进气压力传感器(MAP)。但是许多新款电喷发动机设置无回流燃油供给系统,在该系统中,电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器以及燃油量测量装置都內置在燃油箱中。例如通用别克V6发动机采用了MAP和MAF两种传感器,并且以MAF信号为主,使空气计量和空燃比的控制更加精确。 采用无回流燃油系统的好处是： 1)由于取消了回油管,不存在受到发动机高温加热的燃油的回流,所以降低了燃油箱内的燃油温度,有利于减小燃油的蒸发速度和HC的排放量,减轻EVAP系统的工作负荷,改善热机起动性能。 2)在无回流燃油系统中,发动机罩下的油轨通过油管与燃油滤清器相连,从燃油压力调节器出来的、超压的燃油直接流入燃油箱,因此只有供给发动机的燃油才会进入滤清器。 被过滤的燃油一般只有有回油管系统的1/10,这样就可以使用比较小的燃油滤清器。 3)简化了结构,减少了故障
发生率。
在采用无回油管路燃油供给系统的发动机上,燃油压力调节器紧靠电动燃油泵安装,系
统本身不能使燃油压力与进气歧管绝对压力之间的压力差保持恒定。因此,电控单元需要依靠进气歧管压力传感器的信号数据,重新计算喷油时间,以弥补这一缺陷。为此,在无回油管燃油供给系统的汽车上,既安装了空气流量传感器,又安装进气歧管压力传感器(见图2-2)。
2.为什么清洗节气门以后,发动机反而运转不好?
一辆马自达929轿车,清洗节气门和喷油器后,发动机加速无力,怠速在1300~1900r/min之间浮动。众所周知,节气门的脏污是一个渐进的过程,节气门脏污以后,在相同的开度下,进入气缸的空气量较少,怠速转速会降低,经过氧传感器的反馈作用和电控单元的控制,怠速转速又有升高。电控单元根据氧传感器的信号电压不断地对空燃比进行调整、补偿,电控单元也就逐渐学习、适应了节气门脏污的状况。节气门(见图2-3）突然清洗干净以后,电控单元仍然按照原来的学习适应值控制混合气,结果反而脱离了实际的需要,因此导致发动机怠速过高。此时应当连接故障诊断仪,使电控单元与清洗后的节气门进行匹配,即擦除电控单元中原来记忆的、怠速时的节气门开度学习值。当然,如果不进行匹配,汽车使用一段时间后,发动机的怠速也会逐渐恢复正常,只是这一过程显得稍长。
3.为什么有的车型设置二次空气喷射(AIR)系统?
从2008年起,北京市所有在用汽车的尾气排放必须达到国家环保Ⅲ标准。国Ⅲ与国Ⅱ比较,增加了冷车起动时发动机尾气排放控制的要求。但是在采用常规氧传感器(非加热型氧传感器)的车型上,在发动机冷车起动和暖机阶段,氧传感器由于尚未达到正常工作温度
(350~600℃),不参与空燃比控制,此时发动机处于开环控制状态,尾气中HC、CO、NOx的含量比较高,难以达到“国Ⅲ”要求。为此,发动机设置了二次空气喷射(AIR)系统,该系统的主要功用是在冷车起动和暖机期间,即在氧传感器还未发挥作用、发动机处于开环控制期间,由电控单元通过电磁阀控制空气阀,定量地向排气管和三元催化转化器(TWC)内输送由电动空气泵产生的新鲜空气,促使未燃混合气在排气管和三元催化转化器内继续燃烧,以减少尾气的有害排放。一旦发动机进入闭环控制状态,二次空气喷射(AIR)系统立即停止工作。
许多新车型安装了加热型氧传感器(HO2S),由电控单元供电为其加热,所以从起动开始,HO2S就可以进入工作状态,因此不再需要安装二次空气喷射(AIR)系统。
4.进气系统漏气是否会引起混合气变稀?
进气系统的漏气分为两种情况,以节气门为界,有的是在空气流量传感器至节气门体前方一段漏气,有的则是在节气门后方一段漏气。同时要看电喷系统采取何种方式计量进入气缸的空气,是依据空气流量读数还是依据进气歧管压力读数。
有的发动机(如奥迪A6 2.8L)采用空气流量传感器测量进气量,由于空气流量传感器安装在空气滤清器之后、节气门之前,它与节气门体之间是靠一段进气软管连接,如果空气流量传感器与节气门体之间的连接软管破裂漏气(即在节气门体前方漏气),一部分没有经过空气流量传感器测量的空气进入了气缸,而发动机电控单元控制的喷油量相对较少,引起混合气变稀,导致发动机动力不足,甚至熄火。
有的发动机采用进气歧管绝对压力传感器间接测量进气量(即D型电喷发动机),进气歧管绝对压力传感器安装在节气门之后的进气总管上,测量节气门后的进气管内的空气压力。如果进气管存在真空泄漏(在进气歧管绝对压力传感器之前漏气),由于漏入的空气会降低进气管的真空度,增大进气歧管的绝对压力,电
控单元会指令增大喷油脉冲宽度,起到加浓混合气的作用。因此,对于采用进气歧管绝对压力传感器测量进气量的发动机,进气管漏气会导致混合气变浓。
5.排气系统堵塞为何会降低废气涡轮增压发动机功率?
从废气涡轮增压器的结构与原理看,它是由废气流驱动其涡轮旋转而工作的。气缸内的废气在排出时具有相当大的压力能,排气流驱动涡轮高速旋转,压力能转化为动能,然后压力下降。因此,废气流的流速越快,其驱动能力越强。如果排气管堵塞,废气会在排气管内积聚,使排气背压升高,气缸内外的气压差减小,废气的流速降低,导致增压器涡轮的转速降低,其增压能力必然下降。
另一方面,排气背压过高时,气缸内残留的废气增多,新鲜空气充入量减少,由于废气的稀释作用,使混合气相对稀薄,也会造成发动机的功率下降。
6.为什么更换冷却液泵后引起怠速抖动?
一辆本田雅阁轿车,更换完冷却液泵后,发动机出现振动和噪声。这种故障大多数是由于装配错误所致。
为了减少发动机的振动,本田直列式发动机配备了两个平衡轴,不仅有一般的正时带,还有平衡轴驱动带。由于在拆卸冷却液泵时,需要拆卸正时带,所以一旦平衡轴的记号安装错误,就会引起发动机抖动和周期性的噪声。该车前平衡轴外侧面有标记,要先拆下后平衡轴外侧的螺栓,用长140mm的锁销定位,装好正时带以后,再将该螺栓还原,才能保证平
衡轴的记号对准。
7.为什么有的新型轿车不设置巡航控制系统?
巡航控制系统(CCS)是汽车的一种舒适性装置,这种装置大多数设置在采用常规节气门的汽车上。如果汽车装备了电子节气门(EPC),则一般不再装备电子巡航控制系统。这是因为,电控单元通过电子节气门电机对节气门实行智能控制,能够在发动机所有负荷范围内实现理想的节气门控制,所以不需要另外设置电子巡航控制系统。
8.为什么有的汽油发动机也安装真空泵?
以柴油机为动力的轿车一般安装了真空泵,这是由于柴油机进气管吸进的是空气,而不是混合气。柴油机的进气量越大,对发动机工作越有利,所以柴油机没有节气门,在进气管中也没有明显的真空度,因此无法像汽油机那样采集进气歧管的真空度。为了满足空调系统、制动助力系统、废气再循环系统等对真空的需要,所以柴油车加装了真空泵。
但是,为什么在宝马N62汽油发动机上也安装真空泵呢?原理与上述基本相同。宝马N62虽然采用汽油发动机,但是控制发动机的进气量主要不是依靠节气门,而是通过调节进气门的工作行程大小来实现。电子节气门只是在起动时对进气量做短暂的控制,所以在发动机正常运转期间,进气歧管内几乎没有真空度,但是轿车制动系统又需要真空助力,所以必须安装一个真空泵。
9.为什么热膜式空气流量传感器失常可能造成混合气过稀也可能造成混合气过浓?
如果热膜式空气流量传感器(MAF)的热膜表面脏污,一般会造成混合气过稀。这种空气流量传感器使用一段时间以后,热膜前测量区的积尘增多,散热困难。使前、后两个测量区的温差缩小,导致信号电压不能随着进气量的变化而灵敏地增减,喷油器也不能随着进气量的增大而相应增加喷油脉宽,因此容易导致混合气过稀。处理方法是将传感器从测量管中取出,撬开分流测量槽的盖板,用无水酒精将热膜清洗干净,待酒精挥发后,装上盖板并粘牢即可,不一定要更换整个热膜式空气流量传感器。
但是,如果热膜式空气流量传感器的热膜陶瓷底板断裂,或者信号处理混合电路损坏,则会造成混合气过浓。若热膜式空气流量传感器发生这种损坏,则不可修复,只能更换新件。
