《汽車發(fā)動機電控技術》電子教案

模塊一概述

課題一發(fā)動機電子控制技術發(fā)展史

一、汽油機電子控制技術發(fā)展史

為適應降低汽油機燃油消耗和有害物排放量的要求，汽油機燃油供給技術經(jīng)歷了從機械控制汽油噴射

到現(xiàn)在的發(fā)動機集中管理系統(tǒng)，以及目前正在迅猛發(fā)展的缸內(nèi)直噴技術。

1934年，德國懷特（Wright）兄弟發(fā)明了向發(fā)動機進氣管內(nèi)連續(xù)噴射汽油來配制混合氣的技術。

1952年，德國Bosch公司研制成功了第一臺機械控制缸內(nèi)噴射汽油機。

1958年，Bosch公司研制成功了機械控制進氣管噴射汽油機。

1953年美國本迪克斯公司（Bendix）開始研制由真空管電子控制系統(tǒng)控制的汽油噴射裝置，并在1957

年研制成功。

1967年，德國博世（Bosch）公司根據(jù)美國本迪克斯公司的專利技術，開始批量生產(chǎn)利用進氣歧管絕

對壓力信號和模擬式計算機來控制發(fā)動機空燃比A/F的D型燃油噴射系統(tǒng)（D-Jetronic）。

1973年，德國Bosch公司在D型燃油噴射系統(tǒng)（D-Jetronic）的基礎上，改進發(fā)展成為L型燃油噴射

系統(tǒng)（L-Jetronic）o

1973~1974年，美國通用（General）汽車公司生產(chǎn)的汽車裝上了集成電路IC點火控制器。

1976年，美國克萊斯勒（Chrysler）汽車公司研制成功微機控制點火系統(tǒng)，取名為“電子式稀混合氣

燃燒系統(tǒng)ELBS”。

1977年，美國通用汽車公司研制成功了數(shù)字式點火控制系統(tǒng)。

1979年，德國Bosch公司開發(fā)出了M—Motronic系統(tǒng)，即發(fā)動機集中管理系統(tǒng)。

1979年，日本日產(chǎn)（Nissan）汽車公司研制成功了集點火時刻控制、空燃比控制、廢氣再循環(huán)控制和

怠速轉(zhuǎn)速控制與一體的發(fā)動機集中控制系統(tǒng)ECCSo

1980年，日本豐田（TOYOTA）公司開發(fā)出了具有汽油噴射控制、點火控制、怠速轉(zhuǎn)速和故障自診斷

功能的豐田計算機控制系統(tǒng)TCCSo

1981年，Bosch公司開發(fā)出了LH-Jetronic系統(tǒng)。1987—1989年，Bosch公司開發(fā)出電控單點汽油噴射

系統(tǒng)。

1995年，日本三菱（MITSUBISHI）汽車公司公布了電控缸內(nèi)直噴汽油機（即GDI系統(tǒng)）。20XX年，

Volkswagen/Audi集團研制出獨有的FSI（FuelStratifiedInjection）缸內(nèi)直噴系統(tǒng)。

1994年上海大眾推出采用D-Jetronic電控汽油噴射系統(tǒng)的桑塔納2000型轎車。2000年，我國政府規(guī)

定：5人座以下的化油器式發(fā)動機汽車自20XX年1月1日起停止生產(chǎn)。

二、柴油機電子控制技術發(fā)展史

20世紀70年代典型的產(chǎn)品有德國Bosch公司電控VE分配泵，日本Zexel公司的電控系統(tǒng)。

20世紀80年代基于時間控制方式的新型電控噴油泵和高壓噴射系統(tǒng)的開發(fā)取得了巨大成功。典型產(chǎn)

品有第二代電控VE分配泵的ECD-II；德國Bosch公司可變預行程直列柱塞式電控噴油泵。

三、發(fā)動機電控技術發(fā)展趨勢

①噴油規(guī)律的控制

②混合氣濃度分布控制

③輸出扭矩控制

④可變EGR控制

課題二發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的組成

就總體結構而言，發(fā)動機電子控制系統(tǒng)都是由傳感器、電子控制單元（ElectronicControlUnit,簡稱

ECU）和執(zhí)行器3部分組成。

桑塔納2000GSi、3000型轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的傳感器有空氣流量傳感器、曲軸位置傳感器、凸

輪軸位置傳感器、怠速節(jié)氣門位置傳感器和節(jié)氣門位置傳感器（兩只傳感器與節(jié)氣門控制組件J338制作成

一體）、冷卻液溫度傳感器、進氣溫度傳感器、氧傳感器、爆震傳感器和車速傳感器。

發(fā)動機電控單元（ECU）除了接收上述傳感器輸送的信號外，還要接收點火啟動開關、空調(diào)開關、怠

速開關F60、電源電壓以及空擋安全開關（對裝有自動變速器的汽車而言）信號，以便判斷汽車運行狀態(tài)

并采取相應的控制措施。

桑塔納2000GSi、3000型轎車發(fā)動機電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行器有電動燃油泵、電磁噴油器、怠速控制電

動機（在節(jié)氣門控制組件J338內(nèi)），活性炭罐電磁閥、點火控制器和點火線圈。

發(fā)動機上不同的執(zhí)行器完成不同的控制功能。一個執(zhí)行器和若干個傳感器組合起來，構成了發(fā)動機電

子控制系統(tǒng)中一個子系統(tǒng)，有的子系統(tǒng)同時具有多種控制功能。這些子系統(tǒng)有燃油噴射控制系統(tǒng)、微機控

制點火系統(tǒng)、空燃比反饋控制系統(tǒng)、怠速控制系統(tǒng)、燃油蒸氣回收系統(tǒng)、發(fā)動機爆震控制系統(tǒng)、超速斷油

控制系統(tǒng)、減速斷油控制系統(tǒng)、溢流清除控制系統(tǒng)、故障自診斷系統(tǒng)等。

課題三汽油機燃油噴射系統(tǒng)的分類

一、按噴油器的噴射部位分類

按噴油器噴射燃油的部位不同，汽油機燃油噴射系統(tǒng)可分為進氣管噴射系統(tǒng)和缸內(nèi)噴射系統(tǒng)兩種類

型。其中進氣管噴射又可分為單點噴射（SPLTBI或CFI）和多點噴射（MPI）兩種類型，多點噴射又可

分為壓力型（即D型）和流量型（即L型）多點噴射系統(tǒng)兩種類型。

1.進氣管噴射系統(tǒng)

對于進氣管噴射系統(tǒng)，按噴油器的安裝部位不同，又分為單點噴射系統(tǒng)和多點噴射系統(tǒng)。

（1）單點噴射系統(tǒng)

單點噴射系統(tǒng)（SinglePointFuelInjectionSystem,縮寫為SPFI或SPI）也稱節(jié)氣門體噴射或集中噴射

系統(tǒng)，是指在多缸發(fā)動機節(jié)流閥體（即節(jié)氣門體）的節(jié)氣門上方安裝一只或并列安裝兩只噴油器的燃油噴

射系統(tǒng)。

（2）多點噴射系統(tǒng)

多點噴射系統(tǒng)（Multi-PointFuelInjectionSystem,縮寫為MPFI或MPI）是指在發(fā)動機每個汽缸進氣

門前方的進氣歧管上均設計安裝一只噴油器的燃油噴射系統(tǒng)。發(fā)動機工作時，燃油適時噴在進氣門附近的

進氣歧管內(nèi)，空氣與燃油在進氣門附近混合，使各個汽缸都能得到混合均勻的混合氣。

2.缸內(nèi)噴射系統(tǒng)

缸內(nèi)噴射系統(tǒng)又稱為缸內(nèi)直接噴射系統(tǒng)，其主要特點是：噴油器安裝在汽缸蓋上，噴油器以較高的燃

油壓力（約3~4MPa）把汽油直接噴入發(fā)動機汽缸內(nèi)，并與空氣混合形成可燃混合氣，如圖1-7所示。

目前，大眾（VAG）、寶馬（BMW）、奔馳（Mercedes-Benz）、通用（GM）以及豐田（ToyotaLexus）

等公司已經(jīng)開始使用缸內(nèi)噴射系統(tǒng)。

二、按噴油器噴射方式分類

按噴油器噴射方式分類，汽油機燃油噴射系統(tǒng)可以分為連續(xù)噴射系統(tǒng)和間歇噴射系統(tǒng)兩種類型。

1.連續(xù)噴射系統(tǒng)

連續(xù)噴射系統(tǒng)是指在發(fā)動機運行期間，噴油器連續(xù)不斷地噴射燃油的燃油噴射系統(tǒng)。

2.間歇噴射系統(tǒng)

間歇噴射系統(tǒng)是指在發(fā)動機運轉(zhuǎn)期間，噴油器間歇噴射燃油的燃油噴射系統(tǒng)。間歇噴射系統(tǒng)按照各缸

噴油器的噴油時序不同，分為同時噴射、分組噴射和順序噴射三種方式。

(1)同時噴射

同時噴射是指各缸噴油器開始噴油和停止噴油的時刻完全相同。一般發(fā)動機曲軸每轉(zhuǎn)一圈，各缸噴油

器同時噴油一次，發(fā)動機一個工作循環(huán)所需的油量，分二次噴入進氣管。

(2)分組噴射

分組噴射是指把發(fā)動機所有汽缸分成2組(四缸機)或3組(六缸機)，ECU用兩個或三個控制電路

控制各組噴油器。發(fā)動機工作期間，各組噴油器依次交替噴射，每個工作循環(huán)各組噴油器都噴射一次(或兩

次)。

(3)順序噴射

順序噴射又稱次序噴射，是指在發(fā)動機運行期間，噴油器按各缸的工作順序，依次把汽油噴入各缸的

進氣歧管。發(fā)動機曲軸每轉(zhuǎn)二圈，各缸噴油器輪流噴油一次。

三、按噴射系統(tǒng)的控制方式分類

按汽油噴射系統(tǒng)的控制方式不同，汽油機燃油噴射系統(tǒng)可分成機械控制式汽油噴射系統(tǒng)、機電結合式

汽油噴射系統(tǒng)和電子控制式汽油噴射系統(tǒng)。

1.機械控制式汽油噴射系統(tǒng)

機械控制式汽油噴射系統(tǒng)是指利用機械機構實現(xiàn)燃油連續(xù)噴射的汽油噴射系統(tǒng)。

2.機電結合式汽油噴射系統(tǒng)

3.電子控制式汽油噴射系統(tǒng)

電子控制式汽油噴射系統(tǒng)是指由電控單元直接控制燃油噴射的系統(tǒng)。現(xiàn)代電噴汽油機已全部采用電子

控制式汽油噴射系統(tǒng)，但汽油機電控系統(tǒng)發(fā)展的初期，都是僅具有單一電控汽油噴射控制功能，現(xiàn)己全部

被發(fā)動機集中管理系統(tǒng)所代替。

發(fā)動機集中管理系統(tǒng)由德國Bosch公司于1979年首先推出，稱為Motronic系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一個集汽

油噴射控制、點火控制和空燃比反饋控制等多項控制功能于一體的電控系統(tǒng)。

現(xiàn)代汽油機發(fā)動機集中管理系統(tǒng)的基本控制除了以上三項外，還增加了怠速控制、活性炭罐清洗控制、

故障自診斷和帶故障運行等基本控制功能。止匕外，根據(jù)需要配置相關的裝置和系統(tǒng)，還能增加廢氣再循環(huán)

控制、二次空氣噴射控制、進氣諧振增壓控制、進氣渦流控制、配氣定時控制等控制內(nèi)容和功能。

四、按進氣量測量方式分類

按空氣量測量方式分類，可分為間接測量方式汽油噴射系統(tǒng)和直接測量方式汽油噴射系統(tǒng)兩類。

1.間接測量方式汽油噴射系統(tǒng)

ECU通過測量發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度或進氣歧管壓力，計算出發(fā)動機吸入的空氣量。按所需測量的

參數(shù)分類，可分為節(jié)流-速度方式和速度-密度方式兩種。

（1）節(jié)流-速度方式

節(jié)流-速度方式是指ECU通過測量節(jié)氣門開度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，根據(jù)節(jié)氣門開度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機

進氣量的關系，計算出每一循環(huán)進入汽缸的空氣量，從而確定循環(huán)基本噴油量。

（2）速度-密度方式

速度-密度方式是指ECU通過測量進氣歧管壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，根據(jù)進氣歧管壓力、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)

動機進氣量的關系，計算出每一循環(huán)進入汽缸的空氣量，從而確定循環(huán)基本噴油量。Bosch公司的D-Jetronic

系統(tǒng)。

2.直接測量方式汽油噴射系統(tǒng)

直接測量方式采用空氣流量傳感器直接測量發(fā)動機單位時間吸入的空氣量，ECU根據(jù)流量傳感器測出

的空氣流量和發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，計算出每一工作循環(huán)發(fā)動機吸入的空氣量，從而確定循環(huán)基本噴油量。對于

直接測量方式，按測出的是空氣的體積流量，還是質(zhì)量流量，可分為體積流量方式和質(zhì)量流量方式。

（1）體積流量方式

體積流量方式采用翼片式空氣流量傳感器或卡門旋渦式空氣流量傳感器，測量發(fā)動機單位時間吸入的

空氣體積。

（2）質(zhì)量流量方式

質(zhì)量流量方式利用熱線式或熱膜式空氣流量傳感器，測量發(fā)動機單位時間吸入的空氣質(zhì)量。。

模塊二傳感器及檢測

課題一空氣流量傳感器

根據(jù)檢測進氣量的方式不同，空氣流量傳感器分為D型（即壓力型）和L型（即空氣流量型）兩種類

型?！癉”型來源于德文“Druck（壓力）”的第一個字母，是利用壓力傳感器檢測進氣歧管內(nèi)的絕對壓力，

測量方法屬于間接測量法。裝備“D”型傳感器的系統(tǒng)稱為“D”型燃油噴射系統(tǒng)，控制系統(tǒng)利用該絕對

壓力和發(fā)動機轉(zhuǎn)速來計算吸入汽缸的空氣量?！癓”型來源于德文“Luftmengen（空氣流量）”的第一個字

母，是利用流量傳感器直接測量吸入進氣管的空氣流量。汽車采用的“L”型傳感器分為體積流量型（如

翼片式、渦流式）傳感器和質(zhì)量流量型（如熱絲式和熱膜式）傳感器。

一、翼片式空氣流量傳感器

翼片式空氣流量傳感器是一種體積式空氣流量傳感器。結構簡單、工作可靠、價格便宜，但體積大、

進氣阻力大、急加速反應遲緩。

1.翼片式空氣流量傳感器的結構

翼片式空氣流量傳感器（又稱葉片式空氣流量傳感器）安裝在空氣濾清器與節(jié)氣門之間的進氣管路上。

翼片式空氣流量傳感器主要由翼片組件和電位計組件兩部分組成。翼片組件和電位計組件是同軸結構，軸

端有盤形回位彈簧。

翼片組件主要由計量翼片和緩沖翼片構成。

調(diào)整齒輪用來調(diào)整回位彈簧的預緊力矩，對流量傳感器的輸出特性進行調(diào)整。

旁通氣道的流通截面積可由一個CO調(diào)整螺釘進行調(diào)整。

汽油泵開關設置在空氣流量傳感器內(nèi)，由滑臂控制。

在空氣流量傳感器內(nèi)還設有進氣溫度傳感器。

2.翼片式空氣流量傳感器的測量原理

電阻轉(zhuǎn)變成ECU接收的電壓信號的方法有兩種（即空氣流量信號的選擇方法有兩種）：

方法一：蓄電池通過VB端子向傳感器提供電源電壓；Vc端子是兩電阻之間的一個電壓輸出端，在兩

電阻值不變時，其電壓值僅與VB端子的蓄電池電壓有關；Vs是滑臂在電阻膜片滑動時得到的電壓，該電

壓隨節(jié)氣門開度的增大而增大，同時當蓄電池電壓變化時，該電壓值也變化。

在這種電路中，一般用（Vc—Vs）/VB作為傳感器的輸出信號，該信號與空氣流量成反比而且線性下

降。采用（Vc-Vs）/VB作為傳感器的輸出信號可以消除蓄電池電壓VB的波動對測量結果的影響。

方法二：在該傳感器電路中，直接用傳感器滑臂上的輸出電壓作為傳感器的輸出信號電壓。該電路中

的電源電壓由ECU的穩(wěn)壓電路提供。

3.翼片式空氣流量傳感器的工作電路

4.翼片式空氣流量傳感器的檢測

翼片式空氣流量傳感器的常見故障有：翼片軸卡滯、氣道臟污、插接器松動、導線斷開、無工作電壓、

油泵觸點接觸不良、電位計滑臂與電阻片接觸不良等。

（1）檢查空氣流量傳感器的工作電壓

（2）檢查空氣流量傳感器

二、卡爾曼渦流式空氣流量傳感器

1.渦流式空氣流量傳感器的測量原理

在穩(wěn)定的流體中放置一圓柱狀物體后，在其下游的流體就會產(chǎn)生相互平行的兩列渦旋，而且渦旋交替

出現(xiàn)，這種物理現(xiàn)象叫卡爾曼渦流。

2.渦流式空氣流量傳感器的結構

根據(jù)渦流頻率的檢測方法不同，汽車用渦流式空氣流量傳感器分為光電式和超聲波式兩種類型。

（1）光電式空氣流量傳感器

光電式空氣流量傳感器主要由整流柵、渦流發(fā)生器、發(fā)光二極管、光敏晶體管、反射鏡等組成。

（2）超聲波式空氣流量傳感器

超聲波式空氣流量傳感器主要由渦流發(fā)生器、超聲波發(fā)生器、超聲波接收器、集成電路、進氣溫度傳

感器、大氣壓力傳感器等組成。

當發(fā)動機工作時，超聲波發(fā)生器就不斷地向超聲波接收器發(fā)出一定頻率的（40Hz）的超聲波。與此同

時，進氣流通過渦流發(fā)生器，并在其后產(chǎn)生渦流，渦流使進氣流的移動速度和壓力（其實就是進氣流的密

度）發(fā)生變化。當由發(fā)射器發(fā)射的超聲波通過進氣流到達到超聲波接收器時，由于渦流的影響，使接收器

接收到超聲波信號的時間（即單個波的相位）和時間之差（即相鄰波之間的相位差）發(fā)生變化，而且此時

間和時間之差的變化與渦流頻率成正比。集成電路據(jù)此可計算出渦流的頻率。

整流柵的作用是使吸入空氣在渦流發(fā)生器上游形成穩(wěn)定的氣流，減小外界氣流的干擾。

卡爾曼渦流式傳感器輸出的信號是與渦流頻率同步的脈沖數(shù)字信號，其響應速度是空氣流量傳感器中

最快的，幾乎能同步反映空氣流速的變化，因此特別適用于數(shù)字式計算機處理。

3.渦流式空氣流量傳感器的工作電路

圖2-11所示為豐田凌志轎車1UZ-FE型發(fā)動機采用的光電渦流式空氣流量傳感器與ECU的連接電路

圖。

4.渦流式空氣流量傳感器的檢測

（1）檢查空氣流量傳感器的電阻

（2）檢查整流柵（蜂窩狀零件）

（3）檢查空氣流量傳感器電壓

三、熱線及熱膜式空氣流量傳感器

熱線和熱膜式空氣流量傳感器屬質(zhì)量式流量計，響應速度快、進氣阻力小，但測量精度不夠穩(wěn)定。

1.熱線式空氣流量傳感器的結構

熱線式空氣流量傳感器主要由熱線柏絲電阻RH、溫度補償電阻RK(又叫冷線)、控制電路板(包括

RA、RB兩個固定電阻)、防護網(wǎng)以及空氣流量傳感器外殼等組成。傳感器工作時控制電路將熱線伯絲加熱

到高于進氣溫度100~120℃,這也是將伯絲稱為熱線的原因。以為一精密電阻，產(chǎn)生熱線式空氣流量傳感

器輸出電壓信號；RB為電橋調(diào)整電阻，用于調(diào)整空氣流量傳感器的輸出特性。

2.熱線式空氣流量傳感器的工作原理

伯絲熱線和其他幾個電阻組成惠斯通橋形電路。的絲熱線的電阻值與其本身的溫度成正比。在環(huán)境溫

度一定時，給惠斯通橋形電路供電，電橋會達到平衡。當有空氣流過取樣管中的伯絲熱線時，進氣會帶走

熱線的熱量，使其溫度降低，熱線的電阻值隨即也降低，橋形電路的平衡被破壞。為重新達到平衡，使熱

線電阻恢復到原來數(shù)值，就必須增大電流，使熱線溫度提高。當空氣流量大時，帶走的熱量就越多，熱線

電阻的變化就越大，為重新達到平衡所需增加的電流值也就越大。這樣，就把空氣流量的變化轉(zhuǎn)換為電流

的變化。電流的變化又使固定電阻RA兩端的電壓U。發(fā)生變化，此變化的電壓就是熱線式空氣流量傳感器

的傳感信號。這就是熱線式空氣流量傳感器的基本工作原理。

為消除環(huán)境溫度的影響，設置了一根溫度補償電阻RK(也叫冷線)，也安裝在取樣管內(nèi)，其電阻值也

隨進氣溫度的變化而變化，從而抵消了環(huán)境溫度對橋形電路平衡的影響。

3.熱線式空氣流量傳感器的工作電路

4.熱線式空氣流量傳感器的自清潔

兩種方法：一種方法是提高熱線的保持溫度(一般使保持溫度升高到200C以上)，以防止灰塵沾附;

另一種方法是在ECU中設有自清潔功能，通過加熱熱線來清除污垢?？諝饬髁總鞲衅鞯淖郧鍧嵐δ苁侵?/p>

當發(fā)動機停轉(zhuǎn)后，ECU控制自清潔電路接通，將熱線加熱到約10()0℃,燒掉沾附在熱線上的灰塵。

5.熱線式空氣流量傳感器的檢測

(1)檢查工作電路

(2)檢查外觀

(3)檢查熱線式空氣流量傳感器的輸出信號

(4)檢查熱線式空氣流量傳感器內(nèi)的熱線自清潔電路

課題二進氣歧管絕對壓力傳感器

進氣歧管絕對壓力傳感器的作用是把進氣歧管內(nèi)節(jié)氣門后方的進氣壓力轉(zhuǎn)換成電信號。

進氣歧管絕對壓力傳感器按工作原理可分為壓阻效應式、電容式和電感式三種。

一、進氣歧管絕對壓力傳感器的結構與工作原理

1.壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器

圖2-17所示為壓阻效應式進氣歧管絕對壓力傳感器，主要由壓力轉(zhuǎn)換元件、混合集成電路、真空室、

殼體和線束插接器組成。

圖2-18所示為壓阻效應式進氣歧管壓力傳感器的內(nèi)部結構，主要由硅膜片、真空室、硅杯、底座、真

空管接頭和引線電極等組成。

通過特殊加工，使4個電阻應變片處于特殊的位置，即在受到膜片拉應力的作用下，應變電阻R2>

Rd增加（即產(chǎn)生正向增量△/?）,應變電阻Ri、R3減?。串a(chǎn)生負向增量一△/?）.如圖2-19所示，當惠斯

通橋形電路的電源電壓為Ucc時，電橋的輸出電壓優(yōu)為：

UQ=（R+AR）Ucc/［（R+AR）+（R—AR）］-（/?-△/?）Ucc/［（R+AR）+（R—AR）］

=Ucc（XRIR）

式中：R——應變電阻的初始值（一般為lOOmQ）；

△R——應變電阻R的阻值變化量。

2.電容式進氣歧管絕對壓力傳感器

通常，以空氣為介質(zhì)，用兩個金屬平板做電極組成的平板電容器，就構成一個電容式變換器（即傳感

器）。

平板電容器的電容量為：

式中：S---兩平行極板的工作面積（cm?）；

d一一兩極板間的距離（cm）；

加——極板間介質(zhì)的介電常數(shù)；

一一真空或空氣的介電常數(shù)。

由上式可以看出，影響電容器電容量的因素是S和小改變S和比即可改變電容，這是電容式變換

器（傳感器）的基本工作原理。

將電容變換器與傳感器混合集成電路的振蕩電路相連接，通過振蕩電路輸出與電容變化一致的電信

號，從而將進氣歧管的壓力轉(zhuǎn)變成電信號。

3.電感式進氣歧管絕對壓力傳感器

電感式進氣歧管絕對壓力傳感器的主要由膜盒、鐵心、感應線圈、電子電路等組成，如圖2-22所示。

二、進氣歧管絕對壓力傳感器的檢測

1.壓阻效應式進氣歧管壓力傳感器的檢測

①檢查進氣歧管壓力傳感器的電源電壓。

②檢查進氣歧管壓力傳感器的輸出信號電壓。

2.電感式進氣歧管壓力傳感器的檢測

①檢查傳感器的輸出信號。

②檢查傳感器線圈有無斷路。

課題三曲軸與凸輪軸位置傳感器

曲軸位置傳感器又稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器，其功用是采集曲軸轉(zhuǎn)動角度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信

號。曲軸轉(zhuǎn)動角度信號用于確定點火時刻和噴油時刻，發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號用于確定噴油量和點火提前角。

凸輪軸位置傳感器又稱為汽缸判別傳感器CIS（CylinderIdentificationSensor）和相位傳感器。凸輪軸位

置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號，識別1缸壓縮上止點。

曲軸與凸輪軸位置傳感器常見的安裝位置有曲軸前端、凸輪軸前端、飛輪上、分電器內(nèi)部等。

常見的曲軸與凸輪軸位置傳感器根據(jù)其工作原理的不同可分為電磁感應式、霍爾式和光電式三種。

一、曲軸與凸輪軸位置傳感器的結構與工作原理

1.電磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器

電磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器主要結構有轉(zhuǎn)子（即觸發(fā)齒輪）、永久磁鐵、鐵心、感應線圈（如

圖2-25所示）。

2.霍爾式曲軸與凸輪軸位置傳感器

把一個通有電流的霍爾半導體基片（即霍爾元件）放置在與電流方向垂直的磁場中時，在垂直于電流

和磁場的方向上就會產(chǎn)生一個微量電壓，我們把該電壓稱為霍爾電壓?；魻栯妷喝耘c通過的電流I和外

加磁場的強度B成正比。

UH=5.B

式中：RH---霍爾系數(shù)；

d—霍爾基片的厚度。

霍爾式傳感器有兩個突出優(yōu)點：一是輸出電壓信號近似于方波信號：二是輸出電壓高低與被測物體的

轉(zhuǎn)速無關?；魻栃絺鞲衅髋c電磁感應式傳感器不同的是需要外加電源。

部分汽車(如切諾基(Cherokee)吉普車等)采用差動霍爾式傳感器。差動霍爾式傳感器又稱雙霍爾

式傳感器，其基本工作原理與霍爾式傳感器相同，傳感器的輸出電壓由兩個霍爾信號疊加而成。

3.光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器

光電式傳感器主要由帶有葉片的信號轉(zhuǎn)子和包括發(fā)光二極管、光敏晶體管及放大整形電路的信號發(fā)生

器所組成。

光電式傳感器具有分度精度高、輸出數(shù)字脈沖信號的優(yōu)點，但也存在對使用環(huán)境要求較高的不足。

二、典型的曲軸與凸輪軸位置傳感器

1.豐田轎車電磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器

2.上海桑塔納轎車電磁感應式曲軸位置傳感器和霍爾式凸輪軸位置傳感器

(1)上海桑塔納轎車電磁感應式曲軸位置傳感器

(2)上海桑塔納轎車霍爾式凸輪軸位置傳感器

3.切諾基轎車差動霍爾式曲軸位置傳感器和霍爾式凸輪軸位置傳感器

切諾基吉普車采用了差動霍爾式曲軸位置傳感器，凸輪軸位置傳感器為普通霍爾式傳感器。

(1)切諾基吉普車差動霍爾式曲軸位置傳感器

(2)切諾基吉普車霍爾式凸輪軸位置傳感器

4.日產(chǎn)轎車光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器

三、曲軸與凸輪軸位置傳感器的工作電路

1.電磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器的工作電路

2.差動霍爾式曲軸位置傳感器與霍爾式同步信號傳感器的工作電路

3.光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器的工作電路

四、曲軸與凸輪軸位置傳感器的檢測

1.電磁感應式曲軸與凸輪軸位置傳感器及其工作電路的檢測

①檢查傳感器內(nèi)線圈電阻。

②檢查傳感器的輸出信號。

③檢查磁隙。

④檢查傳感器連接導線。

2.差動霍爾式曲軸位置傳感器和霍爾式同步信號傳感器及其工作電路的檢測

①檢查曲軸位置傳感器的信號電壓。

②檢查曲軸位置傳感器的電源電壓。

③檢查傳感器的連接導線。

3.光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器及其工作電路的檢測

①拆下分電器（曲軸與凸輪軸位置傳感器線束插接器應保持連接，無需拆開）。

②斷開點火線，然后將點火開關置于ON位置。

③用手緩慢地轉(zhuǎn)動分電器軸并用萬用表檢查信號輸出端子與車身搭鐵之間的電壓，數(shù)值應在5V?0V

之間擺動。若不符合，則應更換分電器總成（連同凸輪軸位置傳感器一同更換）。

④目視檢查曲軸與凸輪軸位置傳感器信號轉(zhuǎn)子盤是否積塵或損壞，必要時清洗或更換。

課題四節(jié)氣門位置傳感器

節(jié)氣門位置傳感器的作用是把汽油機運轉(zhuǎn)過程中節(jié)氣門開度轉(zhuǎn)換成電壓信號。用于判別發(fā)動機工況

（怠速工況、加速工況、減速工況、小負荷工況、大負荷工況等）。

一、節(jié)氣門位置傳感器的結構與工作原理

常見的節(jié)氣門位置傳感器有觸點式、可變電阻式、觸點與可變電阻結合式三種。

1.觸點式節(jié)氣門位置傳感器

觸點式節(jié)氣門位置傳感器由轉(zhuǎn)盤、活動觸點、怠速觸點、全開觸點（功率觸點）等組成。

在某些裝備自動變速器的轎車上，采用多觸點式節(jié)氣門位置傳感器（如圖2-49所示），觸點數(shù)目多，

能更精確地反映發(fā)動機負荷的變化，以便于更加準確地控制自動變速器的換擋時刻和變矩器鎖止離合器的

鎖止時刻。

2.可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器

可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器由滑動電刷、電阻片組成。

3.觸點與可變電阻結合式節(jié)氣門位置傳感器

為使ECU更準確地得到節(jié)氣門怠速位置信號，在可變電阻式節(jié)氣門位置傳感器的基礎上增設了一個

怠速觸點，形成觸點與可變電阻結合式節(jié)氣門位置傳感器。

二、節(jié)氣門位置傳感器的工作電路

節(jié)氣門位置傳感器的型式不同，其工作電路也有所不同。

三、節(jié)氣門位置傳感器的檢測

1.觸點式節(jié)氣門位置傳感器的檢測

①檢查搭鐵電路。

②檢查工作電壓。

③檢查傳感器。

2.觸點與可變電阻結合式節(jié)氣門位置傳感器的檢測

①檢查搭鐵電路。

②檢查工作電壓。

③檢查傳感器。

課題五溫度傳感器

常見的溫度傳感器按結構與物理性能不同可分為熱敏電阻式、雙金屬片式、熱敏鐵氧體式、蠟式等。

雙金屬片式和蠟式溫度傳感器屬于結構型傳感器，熱敏電阻式和熱敏鐵氧體式溫度傳感器屬于物性（物理

性能）型傳感器?，F(xiàn)代汽車廣泛采用熱敏電阻式溫度傳感器。

根據(jù)特性不同，熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻、負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻、臨界

溫度熱敏電阻（CTR）。

一、冷卻液溫度傳感器

冷卻液溫度傳感器的作用是把冷卻冷卻液溫度轉(zhuǎn)換為電信號。該信號輸入ECU后用于：

①修正噴油量。

②修正點火提前角。

③冷啟動時決定噴油量。

④影響怠速控制閥動作。

⑤影響怠速斷油。

⑥影響廢氣再循環(huán)(EGR控制)。

1.冷卻液溫度傳感器的結構

冷卻液溫度傳感器的主要元件是負溫度系數(shù)的熱敏電阻。

2.冷卻液溫度傳感器的工作電路

3.冷卻液溫度傳感器的檢測

(1)檢查冷卻液溫度傳感器的電源電壓

(2)檢查冷卻液溫度傳感器的信號電壓

(3)檢查冷卻液溫度傳感器的工作特性

二、進氣溫度傳感器

進氣溫度傳感器的結構、工作原理與冷卻液溫度傳感器相同，都是采用負溫度系數(shù)的熱敏電阻。

進氣溫度傳感器的檢測可參照冷卻液溫度傳感器的檢測方法進行。

課題六氧傳感器

氧濃度傳感器作用就是把排氣中氧的濃度轉(zhuǎn)換為電壓信號，ECU根據(jù)氧濃度傳感器輸入的信號判斷混

合氣的濃度，進而修正噴油量。

一、氧傳感器的結構與工作原理

氧傳感器銀據(jù)內(nèi)部敏感材料不同分為氧化錯式和氧化鈦式兩種。氧化錯式氧傳感器又分為加熱型和非

加熱型兩種，氧化鈦式氧傳感器一般都是加熱型傳感器。

1.氧化錯式氧傳感器

氧化錯式氧傳感器主要由錯管、電極、電極引線、金屬保護套(管)、加熱元件(僅指加熱式氧傳感

器)、線束插接器等組成。

發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，排氣管內(nèi)廢氣從錯管外電極表面的陶瓷層滲入，與外電極接觸，內(nèi)電極與大氣接觸。

錯管內(nèi)、外側(cè)存在氧濃度差，使氧化錯電解質(zhì)內(nèi)部氧離子開始向外電極擴散，擴散的結果是在內(nèi)、外電極

之間產(chǎn)生電位差，形成了一個微電池。其外電極為錯管負極，內(nèi)電極為錯管正極。

如果沒有外電極伯的催化作用使錯管外側(cè)的氧離子急劇減小到0,那么在濃混合氣時就不會有接近

1.0V的高電壓信號，傳感器的輸出信號也不會在混合氣由濃變稀時出現(xiàn)躍變現(xiàn)象，這正是使用的電極的另

一個重要因素。

氧化錯式氧傳感器的工作狀態(tài)與工作溫度有著密切的關系。

2.氧化鈦式氧傳感器

氧化鈦式氧傳感器的材料是二氧化鈦（TiC>2）。二氧化鈦在常溫下的電阻值是穩(wěn)定的，但當其表面缺

氧時，其內(nèi)部晶格會出現(xiàn)缺陷，電阻會大大降低。

二、氧傳感器的工作電路

加熱式氧傳感器除去非加熱式氧傳感器的兩條連接導線外，還有兩條導線：一條是加熱器的搭鐵線（如

圖2-69所示），另一條是通過ECU主繼電器供給加熱器的電源線。

三、氧傳感器的故障

氧傳感器常見的故障有：氧傳感器老化、氧傳感器中毒、氧傳感器破裂、氧傳感器內(nèi)部電熱元件損壞、

導線斷開、氧傳感器信號不正確等，其中傳感元件老化和中毒是氧傳感器失效的主要原因。氧傳感器的傳

感元件受到污染而失效的現(xiàn)象稱為氧傳感器中毒，氧傳感器中毒主要是指鉛（Pb）中毒、硅（Si）中毒和

磷（P）中毒。

1.氧傳感器老化

氧傳感器老化的主要原因是傳感元件局部表面溫度過高。

2.鉛中毒

鉛中毒是指燃油或潤滑油添加劑中的鉛離子與氧傳感器的伯電極發(fā)生化學反應，導致催化劑伯的催化

性能降低的現(xiàn)象。

3.硅中毒

硅中毒是指硅離子與氧傳感器的伯電極發(fā)生化學反應而導致催化劑伯的催化性能下降的現(xiàn)象。

4.磷中毒

磷中毒是指各種磷化物污染氧傳感器的現(xiàn)象。

在由于汽車發(fā)動機上不可避免地存在鉛離子、硅離子、磷離子，而且氧傳感器必須安裝在排氣管上且

必須在高溫下工作，因此傳感器（氧化錯式或氧化鈦式）中傳感元件的中毒和老化也都是不可避免的，所

以，氧傳感器應當按規(guī)定的行駛里程（一般為80000km）進行更換。

四、氧傳感器的檢測

1.檢查氧傳感器的加熱元件

2.檢查氧傳感器加熱元件工作電路

3.檢查氧傳感器的工作情況

4.檢查氧傳惑器

課題七爆震傳感器

爆震傳感器的作用是把發(fā)動機爆震信號轉(zhuǎn)換為電信號輸入發(fā)動機ECUo該信號輸入ECU后用于控制

點火提前角，使發(fā)動機在最接近爆震的時刻點火。

檢測發(fā)動機爆震的方法有三種：檢測發(fā)動機燃燒室壓力、檢測發(fā)動機缸體振動、檢測燃燒噪聲。

一、爆震傳感器的結構與工作原理

爆震傳感器按檢測方式不同可分為共振型與非共振型兩種；按結構不同可分為磁致伸縮式和壓電式兩

種。

1.磁致伸縮式爆震傳感器

磁致伸縮式爆震傳感器屬共振型傳感器。磁致伸縮式爆震傳感器主要由感應線圈、鐵心、永久磁鐵和

傳感器外殼等組成。

2.壓電式爆震傳感器

壓電式爆震傳感器是利用壓電效應制成的。壓電效應是指某些晶體（如石英、壓電陶瓷等）在某一定

方向受壓（或受拉）產(chǎn)生變形時，在晶體內(nèi)部產(chǎn)生極化現(xiàn)象，并在其兩個表面出現(xiàn)異性電荷；當去掉外力

后，又重新回到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象就稱為壓電效應。

壓電式爆震傳感器按檢測缸體振動頻率的方式不同，又可分為共振型與非共振型。

（1）共振型壓電式爆震傳感器

共振型爆震傳感器的主要元件是壓電元件與振蕩片。

共振型爆震傳感器輸出的信號電壓高，不需要專門的濾波器，信號處理比較方便。但由于共振型爆震

傳感器的共振頻率必須與發(fā)動機燃燒時的爆震頻率匹配（即產(chǎn)生共振），因此共振型爆震傳感器只能用于

指定型號的發(fā)動機（因為各種發(fā)動機有自己特定的共振頻率），互換性差。

（2）非共振型壓電式爆震傳感器

非共振型壓電式爆震傳感器的主要元件是慣性配重和壓電陶瓷元件。

非共振型壓電式爆震傳感器是以接收加速度信號的形式來判斷爆震是否產(chǎn)生。配重將振動引起的加速

度轉(zhuǎn)換成作用于壓電元件上的壓力。

非共振型爆震傳感器輸出的信號電壓小、平緩，必須將輸出信號輸送至帶通濾波器中，判斷爆震是否

發(fā)生。帶通濾波器一般由線圈和電容器組成，他只允許特定頻帶的信號通過，對其他頻帶的信號進行衰減。

非共振型爆震傳感器的適用范圍廣，當用在不同類型的發(fā)動機上時，只需將帶通濾波器的過濾頻率進

行調(diào)整即可，無需更換傳感器，這是非共振型爆震傳感器的優(yōu)點。

二、爆震傳感器的工作電路

桑塔納2000GSi轎車AJR發(fā)動機上壓電式爆震傳感器每兩個缸共用一個爆震傳感器，1、2缸共用一

個傳感器，安裝在汽缸體進氣管側(cè)1、2缸之間，3、4缸共用一個傳感器，安裝在汽缸體進氣管側(cè)3、4缸

之間。2個傳感器的屏蔽線直接搭鐵。

三、爆震傳感器的檢測

①傳感器線束的檢測。

②傳感器輸出信號的檢測。

在安裝爆震傳感器時，應特別注意扭緊力矩。

課題八開關量信號

開關量信號是表示發(fā)動機處于某種狀態(tài)的定性參數(shù)，以是或否的方式傳輸?shù)紼CU。ECU控制需要的

主要開關量信號有點火開關信號、啟動信號、空擋啟動開關信號、空調(diào)開關信號等。

一、點火開關信號

點火開關信號IGN是表示點火開關接通的信號。

ECU據(jù)此將控制進行以下動作：

①怠速控制閥進入預先設定位置；

②根據(jù)空氣流量或歧管壓力、大氣壓力和進氣溫度傳感器信號，確定基本噴油時間；

③根據(jù)冷卻液溫度傳感器信號，計算修正噴油時間和點火時刻；

④監(jiān)測節(jié)氣門位置傳感器信號；

⑤接通電動汽油泵電路使油泵運轉(zhuǎn)。如果不啟動發(fā)動機，ECU控制油泵工作1~2s后切斷電動汽油泵

電路。

⑥接通氧傳感器加熱元件電路，對氧傳感器進行加熱。

二、啟動信號

啟動信號STA是表示發(fā)動機啟動開關是否處于接通狀態(tài)的信號。

確定發(fā)動機處于啟動狀態(tài)，便按啟動程序控制噴油。

三、空擋啟動開關信號

空擋啟動開關信號NSW又稱停車/空擋開關，是表示自動變速器擋位選擇開關所處位置的信號。

在裝有自動變速器（A/T）汽車車上，空擋啟動開關只有處于P或N位時才能啟動發(fā)動機。

四、空調(diào)開關信號

空調(diào)開關信號A/C是表示空調(diào)壓縮機是否進入工作狀態(tài)的信號。當發(fā)動機處于怠速工況時，ECU根

據(jù)空調(diào)壓縮機是否工作來調(diào)整發(fā)動機怠速轉(zhuǎn)速。

模塊三發(fā)動機ECU

發(fā)動機ECU主要由輸入回路（包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器）、單片微型計算機、輸出回路等組成。

一、輸入回路

輸入回路的作用是對輸入信號進行預處理。預處理的主要內(nèi)容是先將傳感器輸入信號中的雜波去除

掉、正弦波轉(zhuǎn)變?yōu)榫匦尾?，然后再將其轉(zhuǎn)換成輸入電平。

傳感器輸出的信號有模擬信號和數(shù)字信號兩種。信號電壓隨時間連續(xù)變化的信號稱為模擬信號。信號

電壓不隨時間連續(xù)變化信號稱為數(shù)字信號。

二、單片微型計算機

單片微型計算機是將中央處理器CPU(CentalProcessingUnit),存儲器M(Memory)、定時器/計數(shù)器、

輸入/輸出(I/O)接口電路等主要計算機部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。

1.中央處理器

中央處理器主要由運算器、控制器和寄存器構成。

2.存儲器

存儲器用于存儲程序和數(shù)據(jù)。存儲器一般分為兩種：RAM和ROM。

3.輸入/輸出接口(I/O)

輸入/輸出接口(I/O)的主要功能有數(shù)據(jù)匹配、電平匹配、時序匹配、頻率匹配等。

4.總線

所謂總線就是CPU與其他部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通道。

ECU中的總線包括數(shù)據(jù)總線(DataBus)、地址總線(AddressBus)和控制總線(ControlBus)?

三、輸出回路

輸出回路的作用是將微機輸出的控制指令轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動執(zhí)行器工作的控制信號。

四、ECU的工作原理

模塊四燃油供給控制

燃油供給系統(tǒng)的作用是以確定的壓力差向發(fā)動機進氣總管或進氣歧管內(nèi)噴入清潔、霧化良好的燃油。

燃油供給系統(tǒng)由油箱、電動汽油泵、汽油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器和冷啟動噴油器等組成。

課題一燃油壓力調(diào)節(jié)器和電動汽油泵

一、燃油壓力調(diào)節(jié)器

燃油壓力調(diào)節(jié)器的作用是自動調(diào)節(jié)燃油壓力，使燃油供給系統(tǒng)的壓力(即系統(tǒng)油壓)與進氣歧管壓力

之差保持在恒定值(一般為0.25~0.3MPa)。油路中安裝燃油壓力調(diào)節(jié)器后，就可實現(xiàn)ECU對噴油量的精

確控制。

1.燃油壓力調(diào)節(jié)器的結構及工作原理

燃油壓力調(diào)節(jié)器一般安裝在分配油管(供油總管)的一端。其進油口和分配油管相連，回油口接回油

管，真空管接口通過一個軟管和進氣歧管相連。

金屬殼體內(nèi)的一膜片將其內(nèi)腔分為兩個腔室：真空氣室和燃油室。真空氣室內(nèi)裝有壓縮彈簧，壓縮彈

簧壓在膜片上，真空氣室通過真空管和進氣歧管相通。燃油室設有進油口與回油口，二者之間的通道由回

油閥控制。

二、電動汽油泵

電動汽油泵的作用是將燃油從油箱吸出，并以足夠的泵油量和泵油壓力向燃油系統(tǒng)供油。汽油泵的泵

油量大于發(fā)動機耗油量的目的有兩個：一是防止發(fā)動機供油不足；二是有利于供油系散熱，防止油路產(chǎn)生

氣阻。

電動汽油泵常見的安裝位置有兩種：安裝在油箱內(nèi)和油箱外的供油管路上。

內(nèi)裝式電動汽油泵通過支架固定在大油箱的頂部

1.電動汽油泵的結構與工作原理

常用的電動汽油泵有渦輪式、滾柱式、轉(zhuǎn)子式三種。

(1)渦輪式電動汽油泵

渦輪式電動汽油泵主要由永磁電動機、渦輪泵、單向閥、限壓閥等組成。渦輪泵的壓力升高率不高，

適用于低壓大流量的場合，一般供油壓力為0.25?0.5MPa。渦輪泵工作時噪聲低、振運小、磨損小，所以

工作壽命及可靠性都比較好。

在汽油泵的出油口設有單向閥，又叫止回閥。

(2)滾柱式電動汽油泵

滾柱式電動汽油泵主要由永磁式電動機、滾柱式油泵、單向閥、溢流閥等組成。

在滾柱式汽油泵出口處設有緩沖器，以減小出油口處的油壓脈沖和運轉(zhuǎn)噪聲。

輸送的汽油都從電動機中流過，對電動機的線圈、軸承以及油泵本身都起著潤滑和冷卻作用，因此，

在無油情況下絕對禁止運轉(zhuǎn)電動汽油泵。

(3)轉(zhuǎn)子泵

轉(zhuǎn)子泵是一種容積式增壓泵。由帶有若干個外齒的主動齒輪和比主動齒輪多一個內(nèi)齒的從動齒輪及油

泵殼體等組成。

2.電動汽油泵的控制電路

電動汽油泵的控制電路一般具有下列功能：

①預運轉(zhuǎn)功能。

②啟動運轉(zhuǎn)功能。

③恒速運轉(zhuǎn)功能。

④變速運轉(zhuǎn)功能。

⑤自動停轉(zhuǎn)保護功能。

(1)由點火開關和油泵開關共同控制的油泵控制電路

(2)由點火開關和ECU共同控制的油泵控制電路

(3)由發(fā)動機ECU和油泵ECU共同控制的油泵控制電路

(4)由發(fā)動機ECU單獨控制的油泵控制電路

課題二燃油供給系統(tǒng)的檢測與診斷

一、檢測燃油供給系統(tǒng)時注意事項

①拆卸油管前，應先釋放油壓。

②燃油系統(tǒng)維修后應檢查有無漏油處。

二、汽油泵工作情況的檢查

①用連接線將檢查連接器上的十B和FP端子連接起來。

②再將點火開關置于“ON”但不要啟動發(fā)動機。

③檢查燃油濾清器的進油軟管處，正常時用手指能感覺到油壓，也應能聽到燃油回流聲音。

三、燃油壓力的檢查

燃油壓力的檢查內(nèi)容包括靜態(tài)油壓、動態(tài)油壓、保持油壓三項。檢查時，蓄電池電壓應不低于12V?

1.靜態(tài)油壓的檢查方法

把油壓表接到總輸油管上。

2.動態(tài)油壓的檢查方法

從油壓調(diào)節(jié)器上拆下真空管，并用塞子塞住管口。

3.保持油壓的檢查方法

啟動發(fā)動機，并讓其運轉(zhuǎn)一段時間，然后熄火。檢查其油壓是否能保持5分鐘而不降低。

四、汽油泵的檢測

①檢查汽油泵線圈電阻。

②檢查汽油泵的工作情況。

五、汽油泵ECU的檢測

六、開路繼電器的檢測

七、汽油泵及其控制電路的故障診斷

模塊五汽油噴射控制

汽油噴射控制其實就是噴油器的控制，包括噴油正時控制和噴油量控制。

課題一噴油器

通過控制噴油器可以實現(xiàn)噴油量和噴油正時控制。其中噴油正時控制包括噴油順序和噴油時刻控制。

一、噴油器的基本結構

噴油器實際上是一個電磁閥，主要由噴油器體、銜鐵、針閥、電磁線圈、回位彈簧等組成。

二、噴油器的種類和驅(qū)動電路

1.按噴油器針閥的結構分類

按噴油器針閥的結構特點，噴油器可分為軸針式噴油器和孔式噴油器。

軸針式噴油器汽油的霧化質(zhì)量比孔式噴油器稍差一些。另外，針閥的質(zhì)量比較大，動態(tài)響應特性不如

采用球閥式的孔式油器。

孔式噴油器的針閥端部有錐形或球形兩種形狀。采用球形端部的噴油器，通常稱為球閥式噴油器。球

閥本身具有自動定心作用，因此導桿較短，質(zhì)量較小，具有較好的密封性和動態(tài)響應性。

按噴孔的數(shù)目，噴油器可分為單孔式、雙孔式及環(huán)孔式。

2.按噴油器電磁線圈的電阻值分類

噴油器按其電磁線圈的電阻值大小又可分為低阻噴油器和高阻噴油器。低阻噴油器電磁線圈的線徑較

粗，匝數(shù)較少，電阻值較小，一般為0.6?3Q。高阻噴油器采用線徑較細，匝數(shù)較多的電磁線圈(或內(nèi)裝

附加電阻)，電阻較大，約為12?17Q。由于本身的電阻較大，因此存在著遲滯時間較長、動態(tài)響應特性

較差的不足.

3.噴油器的驅(qū)動電路

噴油器的驅(qū)動電路有兩種：電壓驅(qū)動電路和電流驅(qū)動電路。

(1)電壓驅(qū)動電路

所謂電壓驅(qū)動電路就是通過控制噴油器的工作電壓來控制噴油器工作的電路。

在電壓驅(qū)動式電路中使用高電阻噴油器時，可將蓄電池電壓直接加在噴油器上。

使用低電阻噴油器時，則應在電壓驅(qū)動電路中串入附加電阻，將蓄電池電壓分壓后加在噴油器上。

(2)電流驅(qū)動電路

所謂電流驅(qū)動式電路就是指通過控制噴油器電流來控制噴油器工作的電路。

課題二汽油噴射控制過程

一、噴油正時控制

噴油正時控制是指ECU對噴油開始時刻的控制。在連續(xù)汽油噴射系統(tǒng)中，噴油器在發(fā)動機運行期間

連續(xù)不斷地噴射燃油，這種噴射方式不需要考慮噴油定時和各缸的噴油順序。在間歇汽油噴射系統(tǒng)中，噴

油正時控制有同步噴射和異步噴射兩種控制方式。

同步噴射方式的噴射開始時刻與曲軸轉(zhuǎn)角位置有關，ECU根據(jù)曲軸的轉(zhuǎn)角位置信號輸出噴油脈沖信

號，在固定的曲軸轉(zhuǎn)角開始噴油。同步噴射方式按噴油時序不同，又可分為同時噴射、分組噴射和順序噴

射。

異步噴射方式的噴射開始時刻與曲軸轉(zhuǎn)角位置無關，ECU根據(jù)需要進行異步噴射的信號或過程輸出噴

油脈沖信號。因此，異步噴射方式是一種臨時的補償性噴射，是同步噴射的補充。

二、噴油量控制

噴油量的控制其實就是噴油器噴油持續(xù)時間的控制。

一般地，噴油量的控制方式可分為啟動時噴油量控制、啟動后噴油量控制。

1.啟動時噴油量控制

ECU首先根據(jù)曲軸位置傳感器、點火開關和節(jié)氣門位置傳感器輸送的信號判斷發(fā)動機是否處于啟動工

況，以便決定發(fā)動機是否按啟動程序控制噴油；然后根據(jù)冷卻液溫度傳感器信號確定基本噴油量。

2.啟動后噴油量控制

通常把噴油量分成基本噴油量、噴油修正量、噴油增量三部分，最后以這三部分之和作為總噴油量.

（1）基本噴油量

基本噴油量是發(fā)動機每個工作循環(huán)的噴油量，由空氣流量傳感器信號或進氣歧管壓力傳感器信號、曲

軸位置傳感器信號以及試驗設定的空燃比（即目標空燃比）計算確定。

基本噴油量=每循環(huán)進氣量一（4尸％標=焉需尸治

（2）噴油修正量

噴油修正量由與進氣量有關的進氣溫度傳感器信號、大氣壓力傳感器信號、氧傳感器信號和蓄電池電

壓信號計算確定。修正量的大小用修正系數(shù)表示:

修正系數(shù)二寫翳鬻

①進氣溫度修正。

②大氣壓力修正。

③蓄電池電壓修正。

④空燃比反饋修正。

（3）噴油增量

噴油增量由反映發(fā)動機工況的節(jié)氣門位置傳感器信號、冷卻液溫度傳感器信號和點火開關信號等計算

確定。當發(fā)動機運行工況發(fā)生變化（運行在某些特殊工況下）時，需要在基本噴油量的基礎上額外增加一

部分噴油量，以加濃混合氣。

基本噴油量+增量

增量比二

基本噴油量

①低溫啟動后。

②暖機過程。

③加速工況。

3.空燃比自學習控制

空燃比自學習控制可以消除由于制造因素和使用因素造成的誤差，提高混合氣空燃比的控制精度。

三、斷油控制

斷油控制主要有超速斷油控制、減速斷油控制、減扭斷油控制。

1.超速斷油控制

當發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到ECU設定的最高轉(zhuǎn)速時，ECU會控制噴油器暫時中斷噴油，以防止超速運轉(zhuǎn)而損

壞機件，待發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到規(guī)定值時，ECU控制噴油器又恢復噴油。如此循環(huán)，即可防止發(fā)動機轉(zhuǎn)速無

限止上升，這就是超速斷油控制。

2.減速斷油控制

減速斷油控制是指發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)過程中突然減速時，ECU將自動控制噴油器中斷燃油噴射。

當在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中突然松開油門踏板減速且滿足如下條件時，ECU會控制噴油器停止噴油，即實

行減速斷油。

①節(jié)氣門位置傳感器怠速開關接通；

②發(fā)動機轉(zhuǎn)速高于ECU內(nèi)存的設定值（燃油停供轉(zhuǎn)速）；

③發(fā)動機冷卻液溫度達到正常工作溫度。

待發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降到規(guī)定值時，ECU又控制噴油器恢復供油。停止與恢復供油的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機冷卻冷

卻液溫度、外加負荷有關。

3.減扭斷油控制

課題三汽油噴射系統(tǒng)的檢測與診斷

一、噴油器的檢測

1.噴油器的就車檢查

①檢查噴油器的工作情況。

②檢查噴油器的電阻。

2.噴油器的車下檢查

①檢查噴油量。

②檢查漏油。

二、燃油切斷轉(zhuǎn)速的檢查

①運轉(zhuǎn)發(fā)動機，使其冷卻冷卻液溫度達到正常值。

②使發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到2500r/min以上，這時可聽到噴油器的工作聲音，也可用手指來感覺，然后放開

油門。在放開油門的短時間內(nèi)噴油聲應停止，接著又恢復?；謴凸┯娃D(zhuǎn)速為1400r/min。

三、汽油噴射系統(tǒng)的故障診斷

模塊六點火控制

點火控制包括點火時刻控制和點火導通角控制。

課題一微機控制點火系

微機控制點火系主要由傳感器、ECU、點火控制器及點火線圈等組成。

微機控制點火系按高壓電的分配方式可分為機械配電方式和電子配電方式。機械配電方式的點火系稱

為分電器點火系（DistributorIgnition,簡稱DI）,電子配電方式的點火系稱為無分電器點火系（（Distributorless

Ignition,簡稱DLI））。

一、分電器點火系

豐田皇冠3.0轎車2JZ-GE發(fā)動機采用分電器點火系，主要由配電器、曲軸位置傳感器兩部分組成。

二、無分電器點火系

無分電器點火系能夠?qū)Ⅻc火線圈產(chǎn)生的高壓電不經(jīng)過配電器直接送到火花塞，因此無分電器點火系又

叫直接點火系。

無分電器點火系采用兩種類型的電子配電方式：同時點火方式和單獨點火方式。

1.同時點火方式

同時點火方式即兩個汽缸共用一個點火線圈，該點火線圈的高壓電同時送往兩缸火花塞，同時跳火。

同時跳火的兩缸應滿足如下條件：當一缸處于壓縮行程上止點時，另一缸處于排氣行程上止點。處于壓縮

缸的點火為有效點火，處于排氣缸的點火為無效點火。

同時點火的高壓配電方式又可分為二極管分配方式和點火線圈分配方式兩種。

（1）二極管分配方式

二極管分配方式點火線圈的主要結構特點是：二個初級繞組、一個次級繞組（4缸發(fā)動機），每個次級

繞組的兩端分別通過高壓二極管與4個火花塞形成回路。

（2）點火線圈分配方式

每個點火線圈向配對的兩個火花塞供電。點火控制器中功率三極管的數(shù)量與點火線圈的數(shù)量相同，每

個功率三極管控制一個點火線圈的工作。

豐田皇冠轎車無分電器同時點火系，其主要組成是曲軸位置傳感器、發(fā)動機ECU、點火控制器、點火

線圈和火花塞等。

在次級電路中串聯(lián)高壓二極管后，由于二極管具有正向?qū)ê头聪蚪刂沟奶匦?，初級電路導通時產(chǎn)生

的1000V電壓被二極管反向截止，火花塞就不會誤跳火。當初級電路截止時，產(chǎn)生的高壓會使二極管正向

導通，使火花塞正常跳火。

2.單獨點火方式

單獨點火方式就是一個汽缸配一個點火線圈，該點火線圈產(chǎn)生的高壓電只送往這一個缸。

課題二點火控制過程

點火系的控制包括點火時刻控制和點火導通角控制。

一、點火時刻控制

點火時刻控制就是點火提前角控制。ECU根據(jù)各傳感器輸入的信號，從存儲器中選出基本點火提前角，

并根據(jù)各參數(shù)進行修正，然后根據(jù)曲軸與凸輪軸位置傳感器的輸入信號適時控制大功率晶體管截止，使初

級電流中斷，火花塞點火。

基本點火提前角的主要影響因素是發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷。

實際點火提前角的控制模式因廠家而異。

1.日產(chǎn)汽車點火提前角的控制模式

日產(chǎn)汽車點火提前角采用三種控制模式：

（1）正常行駛時控制模式

當節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點打開時，ECU就控制進入正常行駛時點火提前角的控制模式，這時，點

火提前角為：

實際點火提前角=基本點火提前角X冷卻液溫度修正系數(shù)。

基本點火提前角由ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷信號從存儲器中確定。

冷卻液溫度修正系數(shù)由ECU根據(jù)冷卻液溫度傳感器輸出的信號確定。

(2)怠速及減速時控制模式

當節(jié)氣門位置傳感器的怠速觸點閉合時，ECU就控制進入怠速或減速時點火提前角的控制模式.該模

式下的點火提前角由ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻冷卻液溫度與車速決定。

(3)啟動控制模式

當啟動開關接通時，ECU就控制進入啟動控制模式。

2.豐田汽車點火提前角的控制模式

實際點火提前角=固定點火提前角+基本點火提前角+修正點火提前角

(1)固定點火提前角

固定點火提前角又稱初始點火提前角。

①發(fā)動機啟動時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化大，無法正確計算點火提前角；

②發(fā)動機轉(zhuǎn)速在400r/min以下時；

③當T端子短路或節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點閉合且車速在2km/h時；

④當發(fā)動機ECU內(nèi)后備系統(tǒng)開始工作時。

(2)基本點火提前角

基本點火提前角按兩種情況確定：怠速時基本點火提前角和正常行駛時基本點火提前角。

怠速時基本點火提前角就是指節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點閉合時的基本點火提前角。。

正常行駛時基本點火提前角就是指節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點打開時的基本點火提前角。

(3)修正點火提前角

修正點火提前角包括暖機修正、怠速穩(wěn)定性修正、爆震反饋修正等。

①暖機修正：暖機修正就是指節(jié)氣門位置傳感器怠速觸點閉合時ECU根據(jù)冷卻冷卻液溫度對點火提

前角進行修正。

②怠速穩(wěn)定性修正：怠速穩(wěn)定性修正就是為了保證發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)平穩(wěn)而對點火提前角進行的修正。

③爆震反饋修正。

最理想的點火時刻是即將產(chǎn)生爆震燃燒時刻。

根據(jù)爆震傳感器檢測爆震的方法不同，ECU對爆震傳感器輸入信號的處理和判別方法也有所不同。

對于共振檢測方法，ECU首先把輸入信號的最大值與爆震強度基準值進行比較。

對于頻率檢測方法，ECU首先對輸入信號進行濾波處理，把爆震發(fā)生時的機體壁面振動信號與其他機

械振動信號分離開來。

對于不需要對發(fā)動機進行爆震反饋控制的運行工況(如