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南阳理工学院毕业实习报告

索纳塔发动机的电控系统的检修

学 院:专 业:学 生:指导教师:实习时间:完成日期 2015

南阳理工学院

汽车服务工程

赵 雪 华

陈 刘 定 2015年3月

年 3 月

索纳塔发动机的电控系统的检修

汽车服务工程专业 赵雪华

[摘 要]由于汽油能源正在日趋衰竭,环境保护日益迫切,人们对现代汽车发动机提出了更严格的要求,要具有满足法规要求的低排放,良好的经济性和足够的动力性,实现这个目标的核心技术就是发动机的电控系统,通过对发动机电控系统的组成和原理的分析总结来更好的处理一些常见故障,终掌握一些日常维护方最法。并且随着现在的先进技术,电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:(1)结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。(2)功能控制的集中性。电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成,电控燃油喷射系统又包括了燃油系统、进气系统和电控系统三个组成部分。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。,在分析电控系统的故障时,一定要了解电器、电子设备的结构、功能和特点,各电控系统的组成、功用和工作原理,以及各种常见故障的现象、原因和排除方法等。

[关键词]发动机电控系统的构造和基本功能,电控单元,传感器,故障,检修。

第1章 发动机电控系统的概述

1.1 发动机电控系统的概述

发动机电控系统包括自动控制,微机控制过程,电子控制系统,开环控制与闭环控制。下面主要介绍前两种控制系统。1.1.1 自动控制系统概述

(1)自动控制的定义:自动控制是采用控制装置使被控制对象(如机械设备的运行或声场过程的运行)自动地按照给定的规律运行,是被控制对象的一个或数个物理量(如电压、电流、速度、位置、温度、流量等)能够在一定的精度范围内按照给定的规律变化。

(2)电子控制系统:采用电子设备(如计算机)作为自动控制系统的控制装置。

(3)电子控制系统的基本形式:①开环控制②闭环控制 1.1.2 微机控制

(1)微机控制的组成:如果把闭环控制中的控制器用微机来代替,就组成了微机控制系统。

(2)微机控制系统的控制过程:①数据采用:对被控制参数的瞬时值进行检测,并输送给计算机。②控制:对采集到的表征被控参数的状态量进行分析,并按已定的控制规律确定控制过程,适时地对执行机构发出控制信号。③上述过程不断重复,使整个系统能够按照一定的控制指标进行工作,并对被控参数和设备本身的异常状态及时监督、迅速处理。现代发动机电控系统属于微机控制系统,早期采用开环控制,现在大部分采用闭环控制。

1.2 发动机电控系统的组成及功能

发动机电控系统电子控制燃油喷射系统,电子控制点火系统,进气控制系统,排气控制系统,怠速控制系统,自诊断系统六大部分组成。1.2.1 发动机电控系统的组成电控燃油喷射系统由三个系统组成:燃油系统、进气系统和电控系统。1.2.2 发动机电控系统的组成部分的功能

总的来说发动机电控系统电子控制燃油喷射系统,电子控制点火系统,进气控制系统,排气控制系统,怠速控制系统,自诊断系统六大部分组成。又可主要分为两大机构即:传感器和执行器,具体的可分为:节气门位置传感器,冷却液温度传感器,爆震传感器,氧传感器,转速传感器,进气压力温度传感器,执行器有:怠速马达,喷油器,电动然油泵,碳罐控制阀,点火线圈。

传感器的作用:

①.节气门位置传感器:用于向ECU提供节气门转角信息。根据这个信息,ECU可以获得发动机负荷信息、工况信息(如起动、怠速、倒拖、部分负荷、全负荷)以及加速和减速信息。

②.冷却液温度传感器:用于提供发动机冷却液温度信息。以便控制器据此对喷油和点火进行修正。

③.爆震传感器:于向电子控制器ECU提供发动机爆震信息,进行爆震控制

④氧传感器:测定发动机排气中氧气含量,确定汽油与空气是否完全燃烧。电子控制器根据这一信息实现以过量空气系数14.6:1为目标的闭环控制,以确保三元催化转化器对排气中的HC、CO和NOx三种污染物都有最大的转化效率

⑤转速传感器:感应式转速传感器跟脉冲盘相配合,用于无分电器点火系统中提供发动机转速信息和曲轴上止点信息。

⑥.进气压力与温度传感器:测量进气歧管绝对压力与进气温度,提供发动机负荷与进气温度信息。

执行器的作用 :

①怠速马达:提供怠速旁通空气道,并通过改变通道截面积控制旁通空气量,实现发动机怠速工况时转速的闭环控制。

②.喷油器: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

③.电动然油泵:将燃油从油箱输送到发动机,并提供足够的燃油压力和富余燃油

④碳罐控制阀:用于控制燃油蒸发控制系统再生气流的流量

⑤.点火线圈:将蓄电池的低压直流电转变成高压电,通过火花塞放电产生火花,引燃气缸内的混合气。

第2章 发动机电控燃油喷射系统的功能及检修

2.1 发动机电控燃油喷射系统的功能

燃油系统的功能是向汽缸或进气管喷射燃烧时所需的燃油量。燃油从燃油箱内由电动汽油泵吸出,经汽油滤清器后,再由压力调节器加压,将压力调节到比进气管压力高出约250Kpa(2.55kgf/cm2)压力,然后经输油管配送给喷油器和冷起动喷油器,喷油器根据电控单元ECU 发来的脉冲信号,把适量燃油喷射到气缸内。

2.2 发动机电控燃油喷射系统的检修

2.2.1 电控燃油喷射系统的结构特点和优点

(1)北京现代索纳塔轿车电控燃油喷射系统结构有何特点?

北京现代索纳塔装备了 3 种发动机,即 2.oL 直列 4 缸发动机、2.4L 直列 4 缸发动机和 2.7LV6 发动机。在发动机电控系统元件中,部分传感器或执行器是完全一样的,也有一部分元器件如空气流量传感器和氧传感器等,在不同型号的发动机上,采用不同类型的元件。

电控燃油喷射系统由进气系统、燃油系统、点火系统和电子控制系统组成。电控喷射系统的作用是使发动机在任何情况下都能获得较精确的空燃比(灯 F)控制;获得最佳的点火时刻;发动机的加速反应快;减速时停止供油;有良好的起动性能;有稳定的怠速;充气效率高;有处理废气污染的能力;提高发动机的功率和燃油经济性以及排气性能的改善。

燃油喷射控制发动机运转时,喷油嘴的驱动时间和喷射时刻是根据发动机工况以及最佳的空气和燃料的混合比进行控制。喷油嘴分别安装于各气缸各进气门附近。油箱内的汽油泵压送燃油后经压力调节器调整压力以后到各喷油嘴,曲轴每转两周各喷油嘴喷射一次,喷油顺序是 l 一 3 一 4 一 2,这种喷射形式叫做次序喷射。发动机在高负荷状态或冷机时,PCM 由开环模式控制喷油量,提供良好的混合气。发动机正常工作时,使三元催化转换器达到最佳效率,利用氧传感器的信号由闭环模式控制喷油量。怠速控制是根据怠速状态变化和负荷量,调整旁通空气量来维持最佳的发动机转速。

(2)北京现代索纳塔轿车发动机为什么要采用电控汽油喷射系统? 电控喷射供油方式与化油器式供油方式相比有如下优点:

①发动机功率提高 10 %左右,由于没有化油器的喉管损失,增加了进气歧管的截面积,充气效率提高;喷出的高压燃油雾滴较细,燃烧效率提高;与空气相比流速较慢的汽油,由于采用高压喷射能与先测定好的空气按比例同时进人气缸燃烧,所以发动机能按精确的燃油混合比燃烧,提高了发动机功率。

②油耗降低 8 %左右,由于燃油雾化好,又能实现高压缩比,能精确控制混合气的比例,所以发动机能在较稀混合气条件下稳定工作。同是有利于降低有害气体的排放。

③发动机的加速性能与冷起动性能得到明显提高,是由于电控汽油喷射系统能及时、准确地提供所需浓度的可燃混合气。

④发动机的供油系和点火系故障率降低。2.2.2 电控燃油喷射系统易发生哪些故障?

汽车发动机总是在不同工作条件下高速运动,总有一部分零件不可靠,易损坏,或易老化的元件,装配不当,连接不牢靠的接插件都易造成电控喷射系统发生故障或部分功能失效,造成发动机工作不良或不工作。电控喷射系统的组成元件较多,但各种部件易出现的常见故障却是有规律的。

(1)连线、接插件连接故障。电控喷射系统的连线、接插件很多,经常有连线断路或搭铁短路,接插件接头松动,接触不良,造成发动机工作时好时坏,或不工作,造成许多传感器、执行元件的控制信号传递不良,导致发动机不能正常工作。因此在拆装电控系统的元件时,注意不可弄坏连线,插牢接插件。由故障码指示出某传感器信号不良时,注意检查传感器的连线和接插件是否连接良好。有时故障码的含义是传感器故障,而实际上是传感器的连线或接插件出了问题。

(2)传感器故障。传感器主要是用来采集、发送信号,如温度、压力、机械传动,位置变化方式等信号。如电阻老化而迟钝,真空膜片破损,弹片弹性失效,复位弹簧失效,都将影响发动机工况得到及时、准确的反映,使电控系统失控或发动机工作不良,甚至不工作。须及时检测其电阻,电压,或读取故障码以判断故障位置。

(3)电磁阀故障。电磁阀指用电磁线圈,脉冲控制的阀门闭合故障。如电磁喷油阀故障,怠速控制空气补充电磁阀,点火装置的电磁线圈,以及频率计等的工作好坏,直接影响着汽车的喷油、点火、怠速、起动等工作的正常完成。有闭合角表可测试电磁阀的通电时间,看电磁阀是否在正常范围内工作。

(4)电动燃油泵工作不良。电动燃油泵由于油质太差时工作,造成电动油泵磨损或烧坏,造成供油不足,影响汽车起动和加速性能。

(5)油压调节器故障。发动机的燃油供给系统提供的燃油压力并不是一个固定值,发动机在不同工况下的燃油压力稍有不同,目的是保证供给足够数量的燃油,以适应发动机不同工况的要求。如果油压调节器的真空膜片破坏.或真空软管漏气都会造成调节器的油量失调,发动机喷油量不准确,发动机工作不良。(6)进气管路漏气。进气管路密封不严,造成管路漏气,空气进气测量不准,造成混合气太稀.造成发动机的起动困难,怠速不稳,运转无力。

(7)汽油滤清器和空气滤清器堵塞。汽油滤清器堵塞,造成混合气过稀;空气滤清器过脏造成进气量减少,使混合气相应变浓都会使发动机运转无力:

(8)电脑的故障。电控喷射系统的电脑一般比较可靠,汽车行驶巧万肠以上,才可能出现故障。如出现线路板有不易看见的裂缝,或某集成块损坏,电容失效、焊脚接头松动、固定脚螺栓松脱等造成电控系统的功能失效或控制不良。2.2.3 检修发动机控制单元(ECU)应注意事项有哪些?

(1)检修前,应检查ECU 系统各个熔断器及线束连接器插头是否完好。(2)点火开关处于 ON 位置时,蓄电他电压不得低于11V。(3)检查时应使用高阻抗数字万用表,阻抗应大于10欧姆每伏安(4)测量 ECU 各端子间电压,在 ECU 和连接器插头连接时进行,并使点火开关在 ON 位置。检查时,万用表的表笔应从导线连接器插头侧向插人,测量

ECU各端子的电压。

(5)测量电阻时,应关闭点火开关,不拔下 ECU 线束连接器时进行,否则会损坏 ECU。

(6)当需要拔下ECU线束连接器时,应先拆下蓄电池负极搭铁线,否则会损坏 ECU。

2.2.4 怎样检测ECU各端子间的电压和电阻?

(1)电压 ①蓄电他电压不得低于 11V.②拆卸ECU 线束连接器,应保持在连接的状态下进行电压检查。③使点火开关处于 ON 位置。④将万用表笔从线束连接器侧向插人,测量 ECU 各端子与搭铁间的电压。⑤将测量结果与标准值比较,若与标准值相差较大,说明 ECU 或控制线束有故障。

(2)电阻 ①从 ECU 上拔下导线连接器。②用万用表测量导线连接器各端子间电阻值。③测量电阻值与标准值进行比较,以便确认 ECU 控制电路工作是否正常。

2.2.5 发动机电控系统电动燃油泵的结构及使用

(1)电动燃油泵为何都安装在燃油箱内?

电动燃油泵一般都安装在燃油箱内,这样可缩短安装管路,不易产生气阻和漏油现象。通常在油箱内设置一个位置较低的小油箱,将电动油泵浸在燃油中,一方面是油泵本身需要汽油来润滑,防止汽车转弯时空气进人油路;另一方面可以冷却燃油泵,减少气阻。电动油泵在燃油箱安装位置如图下图所示:

油箱内安装电动油泵

(3).电动燃油泵的结构和作用如何?

电动燃油泵将然油从油箱泵出,燃油通过燃油滤清器进人喷油嘴。电动燃油泵是在一定转速下运转,输出的多余燃油通过油压调节器送回油箱,以保持喷嘴的工作油压不变。

电动燃油泵分为油箱内安装和油箱外安装两种。目前,多采用油箱内安装油泵。内装油泵安装在油箱内,浸人油中,所以噪声小,同时用燃油冷却油泵电动机,延长电动燃油泵的使用寿命。内装式电动燃油泵的结构如图 2-2-30 所示。电动机接通 12V电源时,带动叶轮将然油从进油口压向出口,其产生的油压克服单向阀的弹簧压力,单向阀门上升,油从出油口泵出。当油泵出口处的油压过 大,超过卸压阀的弹簧弹力时,卸压阀打开,燃油返回油箱,避免油路中的油压过高。当发动机停转时,电动燃油泵也停转,油路内的油被单向阀关闭,油压调节器的弹簧又使油路保持稳定油压,使得发动机停机后的油路形成一个封闭而又稳定油压的供油系统。这样,可以避免空气进人油路,也可避免高温时产生气阻,使发动机起动时有充足的工作油压。

第3章 发动机电子点火系统的检修

3.1 发动机电子点火系统的特点就以及点火线圈的工作

3.1.1 电子点火系统的特点

北京现代索纳塔轿车采用的点火系统是先进的电子控制点火正时点火系统。电控系统控制模块(ECU)利用各种传感器检测发动机当前运行工况,并在 ECU程序中查到与当前工况相对应的点火正时标准参数,ECU 根据传感器送来的信号和程序中的参数向功率晶体管发出切断初级电流的指令,保证把点火正时控制在最佳点火。

装在 PCM 初内部的功率三极管,由 ON , OFF 形式控制点火线圈的初级电流。为提供适合发动机工况的最佳点火,而控制点火时刻。点火时刻是 PCM 根据发动机转速、进气流量、冷却水温、大气压等信号等来决定。3.1.2 怎样检查点火线圈的工作是否正常

(1)用万用表测量 2.7L V6 发动机点火线圈电阻方法如下:

①测量初级线圈电阻:连接器端子 l 和 2 之间的电阻(3 缸、6 缸点火线圈);连接器端子 2 和 4 之间的电阻(l 缸,4 缸点火线圈);连接器 2 和 3 之间的电阻(2 缸,5 缸点火线圈)。标准值: 0.74 土 10 %(欧姆)②测量次级线圈电阻。测量 3 缸和 6 缸之间,l 缸和 4 缸之间,2 缸和 5 缸之间,高压端电阻。标准值: 13.3 土 15 %(欧姆)(2)用万用表侧量 2.0L4 缸发动机点火线圈电阻方法如下:

①测量初级线圈电阻。用万用表测量点火线圈线束连接器端子 4 和 2 之间的电阻,端子 4 和 1 之间的电阻,测得电阻值应在 0.77 ~0.95欧姆。

②测量次级线圈电阻。断开点火线圈连接片,用万用表测量 1缸和 4 缸高压线端子之间的电阻、2 缸和 3 缸高压线端子之间的电阻,侧量电阻值应在 10.3 一 13.9 千欧。如果测量结果不符合要求,应更换点火线圈。

3.2 怎样分析火花塞常见故障

(1)火花塞严重烧蚀。火花塞绝缘体顶端起疤、破裂或电极熔化、烧蚀表明火花塞已经烧坏,应更换。更换前应检查烧蚀的症象以及颜色的变化,以便排

除发动机隐患故障。① 电极熔化绝缘体呈白色,说明燃烧室内温度过高。这可能是燃烧室积炭过多,气门间隙过小等引起排气门过热,冷却装置工作不良,火花塞未按规定拧紧等。② 绝缘体顶端有黑色条纹。这些条纹标志火花塞已经漏气,应予以更换。

(2)火花塞有沉积物。火花塞绝缘体顶端和电极间有时会有沉积物,严重时造成发动机“缺火”,必须查明故障原因。① 油性沉积物,表明润滑油进人燃烧室。如果仅是个别火花塞上有油性沉积物,可能是气门杆油封损坏。如果各缸火花塞都有油性沉积物,说明气缸窜油,应检查空气滤清器和曲轴箱通风装置是否堵塞。② 黑色积炭,说明混合气过浓,应检修燃油喷射系统,查明供油过多的原因。

第4章 发动机进气系统的检修

4.1 怎样维护空气滤清器

(1)掌握纸质滤芯的特点和清洁方法。这种滤芯采用微孔滤纸.表面经过处理。在发动机工作时,空气通过微孔将灰尘滤去,保证清洁的空气进人气缸。在使用中,滤芯周围会粘附着一层灰尘,清洁时不能用水或油,以防止油水浸染滤芯。常用的清洁方法有两种:一是轻拍法,即将滤芯从壳中取出.轻轻拍打纸滤芯端面使灰尘脱落,不得敲打滤芯外表面,防止压挤损坏滤芯:二是吹洗法,即用压缩空气从滤芯内部向外吹,将灰尘吹净。为防止损坏滤纸,压缩空气压力不能超过 l 凭一迷场妇飞。

(2)定期清洁和更换滤芯。在使用中应按汽车维护规定,经常清洁空气滤清器积尘室和滤芯,以免滤芯上粘附灰尘过多而增大进气阻力.降低发动机功率,增加耗油量。如滤芯破损应及时更换。

(3)正确安装,防止空气不经滤清就进人气缸。在检查维护空气滤清器时,滤芯上的密封垫必须确实安装好。密封垫老化变形、断裂等,应更换新品。

(4)拆卸空气滤清器时,先分离空气流量计接头。(5)拆卸进气管和谐振器、空气滤清器。

(6)分离空气流量计。不要拉开空气流量计接头。(7)检查滤清器体,空气管道垫有无变形、腐蚀、损坏。

(8)检查滤清器的堵塞和损坏,若空气滤清器堵塞时用高压空气吹去灰尘,必要时更换滤清器。

(9)按拆卸相反顺序安装空气滤清器。

4.2 怎样清洁维修进、排气歧管剂消声器

进、排气管应定期清除内部积炭和胶质。清除方法,可用钢丝刷或钝口刮刀刮除,再用压缩空气吹干净。

进、排气管如有裂纹、缺口应焊修。检查进、排气管与气缸盖接合表面的变形情况,不平度不得超过0.10mm,否则应予修磨。

定期清除消声器积炭时,可将消声器卸下,用木锤轻轻敲击外壳,使其振动而脱落。如消声器锈蚀严重,应更换新品。

4.3 怎样检查和维护消声器

(1)待排气系统充分冷却后,断开排气管与主消声器的连接,拆下橡胶块,取出主消声器。

(2)拆卸中排气管。(3)拆卸催化转换器。(4)拆卸前排气管。

(5)检查消声器与排气管是否锈蚀或损伤。

(6)检查橡胶吊架和吊块有无变质及开裂。必要时更换消声器。

第5章 发动机排气系统的检修

5.1 北京现代索纳塔轿车排放系统有何特点

汽车排放是四大公害之一,为降低汽车排放,北京现代索纳塔轿车上配有排放控制系统。该系统主要由曲轴箱排放控制系统、蒸发排放控制系统和废气排放控制系统组成。

5.2 怎样检修曲轴箱排放系统

(1)由 PCV 阀拆下通风软管,由摇臂罩板上卸下 PCV 阀,并重新接上通风软管。

(2)使发动机处于怠速状态,用手指按在 PCV 阀的开口端,确认是否有真空度。

(3)如能感觉到有真空度(手指受到吸引作用),则用清洗液清洗 PCV 阀和通风软管,必要时更换。

(4)拆下曲轴箱强制通风阀(PCV)。

(5)由螺纹侧将一根小细棍插人 PCV 阀,检查阀内柱塞是否移动。

5.3 怎样检修蒸发排放控制系统

(1)EVAP 炭罐的检修: ① 检查汽油蒸气管路有无连接松动、死弯或损伤。

② 检查有无扭曲、裂缝或汽油泄漏。③ 拆下 EVAP炭罐,检查有无裂缝或损伤。

(2)EVAP炭罐清洗电磁阀的检修: ① 从电磁阀上拆下真空软管(黑底红条), 并在其上作以标记,以便能装回原处。② 拆下线束连接器。③ 在带红条的真空软管所接的管接头上接真空泵。抽真空,检查 EVAP 炭罐清洗电磁阀加电和撤电时情况是否正常,正常情况为:有蓄电池电压时情况正常,施加电压时,无真空度,撤消电压时,保持真空。

(3)EVAP 炭堆清洗系统的检查。检查步骤红下 ① 从节气门体上拆下真空软管(带红条),并将一真空泵接至真空软管上。② 在发动机分别处于冷(冷却水温为60 ℃ 或更低)、热(冷却水温为 70 ℃ 或更高)状态时,检查下列情况,如下表:

5.4 怎样检修废气排放控制系统

废气排放控制系统主要是通过将发动机更改或增添特种控制部件结合起来控制 CO、HcC和 NO :的排量。

更改后的燃烧室、进气歧管、凸轮轴和点火系统构成基本的控制系统;增添的特种部件包括废气再循环(EGR)系统和催化转化器,这些系统的组合使排放得到有效的控制,同时也保证了良好的操纵性和燃油经济性。

多点燃油喷射系统 MFI 的工作方式有两种:开环控制,利用编人 ECM 程序的信息来控制空燃比;闭环控制,由 ECM根据氧传感器提供的信息来改变空燃比。

(1)废气再循环系统的检修: ① 从节气门体上拆下真空软管(绿条)并将真空泵接到真空软管上。② 在发动机分别处于冷(冷却水温为50 ℃ 或更低)、热(冷却水温为80~95℃或更高)状态下,检查下列情况,如下表。

(2)催化转换器的检修。在正常工作状况下,催化转换器不需维护,但必须保持发动机处于正确的调整状态,否则,将出现故障。热损伤。例如,发动机若缺火,催化转换器则出现过热现象,从而引起转换器或车辆部件的检查催化转换器主要是看转换器是否损坏,破裂或性能变差。若有缺陷,应予以更换。

(3)汽车排放 CO 超标,应检测氧传感器工作是否正常,必要时应更换氧传感器。

参考文献

[1] 丁鸣朝.北京索纳塔轿车使用与维修.北京:人民交通出版社,2003.12,1--154.[2] 邱宗敏、邢世凯。汽车发电机构造与维修.2版.大连:大连理工大学出版社,2009.6,1—280.[3] 潘伟荣.汽车故障诊断与检测技术.重庆;重庆大学出版社,2009.1,1—370.

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