电控发动机简介 一、 电控发动机技术介绍 电控发动机是在对原发动机进行局部改进后得到的一种新型发动机。它增加了发动机控制模块（即 ECM ）以及由其控制的传感器和执行器等电子设备。根据大气压力、汽车负载等外界条件的变化，由电脑自动调整发动机的供油量、供油提前角等参数，对发动机的工况进行优化，满足功率输出和油耗、排放等要求。在实际应用中，由于发动机的使用环境有所变化，实现发动机的控制所需要的传感器和控制项目可能有相应的改变。目前电控发动机控制项目的主要内容如下表： 完整的汽车发动机电控系统构成图 信号输入 控制输出 系统控制 车辆上常用发动机包括汽油发动机和柴油发动机，目前市场上有少量的燃气发动机和双燃料发动机，但双燃料发动机及燃气发动机均是由汽油机或柴油机改制而成的。 因发动机类型不同实现电控所需传感器和执行器等电器元件的数量、种类也有所区别，但其电控原理基本是类似的，下面就电控发动机的有关知识作一介绍。 电控发动机的控制功能 电控发动机的主要控制功能包括怠速控制，电控燃油喷射，电子点火提前，诊断功能，安全保险功能和废气再循环等功能。 1 、电控燃油喷射 发动机各种运行工况的{zj0}喷油持续时间存放在 ECM 的存储器中。 ECM 根据空气流量计或进气歧管{jd1}压力传感器、发动机转速传感器、进气温度传感器和冷却水传感器等提供的信号，计算出{zj0}喷油持续时间。 2 、电子点火提前 发动机各种运行工况下的{zj0}点火正时的数据也存在 ECM 的存储器内。 ECM 根据来自各种传感器（电控燃油喷射）的信号控制点火正时，使点火时刻始终保持在{zj0}值。 3 、怠速控制 ECM 根据发动机怠速运行工况的要求控制发动机转速，在 ECM 的存储器内存储了不同怠速工况下的控制目标值。 ECM 根据发动机转速、冷却水温度、空调开关、动力转向开关等信号控制怠速，使怠速转速接近目标值。 4 、诊断功能 ECM 不断地检测各种传感器的输入信号，若 ECM 检测到输入信号中任何一个信号出现不正常现象， ECM 即将不正常现象用数据形式存入存储器，需要时，可通过数据或灯光显示故障内容。 5 、安全保险功能 如果 ECM 输入的信号不正常，它将按照内存中存储的固定喷油持续时间和固定点火提前角（或喷油正时）控制发动机，使发动机能够继续维持工作。 ECM 本身出故障时，装有备用控制系统的发动机能继续对喷油和点火进行控制，使车辆继续行驶。 6 、发动机其他辅助控制功能 在一些发动机中，还装有进气旋流控制、废气再循环控制（ EGR ）增压器压力控制及其他辅助控制装置。 电控系统的组成及功用 电控系统的组成及功用按其控制原理和各部件的功用可分为传感器，电控单元 ECM （有的资料上也称 ECU ）和执行器，它们的逻辑关系如下： 即传感器是电控系统的触角，它将从不同部位获得的数据传递到电控单元 ECM ，电控单元 ECM 对信息进行处理后对执行器发出指令，由执行器执行各种操作。 电控系统各部件的组成及功用如下： 1 、空气流量传感器：用于测量进入气缸的进气量的多少。 2 、空气阀：低温启动时，向发动机提供额外空气，使发动机迅速暖车，即缩短暖车时间。 3 、怠速控制阀：根据发动机实际工况改变怠速时的发动机供气量。 4 、真空调节器：在汽车急减速进气管真空度急剧升高时调节其真空度，防止发动机瞬时熄灭。 5 、燃油泵：根据发动机工作需要提供适当压力的燃油。 6 、燃油压力调节器：控制喷油器的喷油压力保持发动机所需的恒定值。 7 、燃油压力脉动减振器：用于减弱燃油输送管道中的压力脉动传递，降低噪声。 8 、喷油器：电喷发动机喷油器的喷油开始和终止由继电器控制。 9 、水温传感器：安装在发动机节温器出水口附近，检测发动机冷却水温度。 10 、进气温度传感器：检测吸入发动机的空气温度，是确定燃油基本喷油量的三个传感器之一。 11 、曲轴位置传感器：确定曲轴所处转角位置，以选择各缸对应的喷油时刻等。 12 、发动机转速传感器：空气流量传感器仅能测出单位时间吸入的空气量，其与发动机转速传感器相配合，可以测量出每个工作循环吸入的空气量。 13 、车速传感器：用于测量汽车的行驶速度。 14 、节气门开度传感器：用于测量节气门是处于全开还是全闭的位置，此信号，用于满足节气门不同开度的喷射量控制。（汽油机） 15 、爆震传感器：通过测量发动机的燃烧状况而由 ECM 调整发动机的点火时刻，防止发生爆震。 16 、氧传感器：通过测量废气中氧的含量间接测量发动机的空燃比。 17 、大气压力传感器：测量大气压力，此信号用于 ECM 对燃油喷射量进行修订。 18 、冷起动喷油器控制传感器：在发动机低温时，使冷起动喷油器喷油，改善发动机冷起动性能。 19 、信号开关：信号开关主要包括起动信号，空调信号和电子负荷信号，分别向 ECM 提供是否处于起动状态，空调是否接通和车辆的负荷等信息。 20 、喷油器附加电阻：在控制喷油器线圈的电路串联一个附加电阻，流过电磁线圈的电流受到限制而减少，以提高喷油器电磁线圈的响应特性。 21 、主继电器：用于使包括 ECM 在内的燃油控制系统的各部件不受电源干扰和电压脉冲的干扰。 22 、断路继电器：断路继电器用于控制电动燃油泵，只有发动机运转时才工作，发动机不运转时，停止供油，这是为了保证安全，如发生撞车时，若无此控制功能，则仍有可能喷出高压油，引发火灾等事故。 23 、发动机控制模块（ ECM ）： ECM 实际上是个简易电脑，是个综合控制装置，是电控系统的中枢。它是通过安装在发动机及车身不同位置的传感器及请求开关，对发动机的工作状态进行分析后，再通过发动机及车身上的执行器对发动机及相应的机构进行控制。 ECM 也是发动机与外界对话的窗口，通过 ECM 与电脑的连接，可以进行电控系统故障判断，可以了解发动机的工作状况和维修历史等。通过对 ECM 中有关参数的修改可以改变发动机的功率、{zg}转速和{zg}车速等参数。 二、电喷发动机技术介绍 为了使发动机可燃混合物的配比更能适应发动机的工况、温度、车速等要求，减少汽车的尾气排放污染，许多轿车上都装有电子控制汽油喷射装置，即“电喷”装置，这种装置的{zd0}优点是使各缸喷油量均匀，可燃用较稀的混合气。因此，动力性和经济性都比同类发动机好。但由此也带来许多比一般发动机更“娇气”的地方，在使用或检修维护时更应注意。 首先应防止电子干扰。因为电子控制汽油喷射装置是由计算机控制的，车上一般禁止使用大功率无线电发射装置。如 10 瓦以上的无线对讲机、音响或无线设备的天线，这些都应该远离计算机。 第二，不要出现过压或电池极性接反。在进行车辆维护时，要防止在不装蓄电池的情况下，使用xx起动用的起动电源直接起动发动机，或者检查燃料系时不拆去蓄电池搭线，装复蓄电池时极性接反，否则，都易使计算机损坏。 第三应该避免振动和进水。计算机内的零件不能受到剧烈振动，使用“电喷车”应尽量减少或避免振动。同时，计算机进水后会毁坏芯片。 另外，不要盲目进行拆检。因为计算机这类装置都是技术含量比较高的产品，非专业检修人员不要进行盲目拆检。需要检修时，要使用专业仪器，按照规定的程序进行，否则容易造成机件的损坏。 三、电喷发动机故障诊断误区 随着汽车工业的发展，电子控制系统在汽车上的应用越来越普遍。电控系统在提高汽车性能的同时，也使汽车的故障诊断变得复杂起来。汽车故障自诊断系统的开发应用，对于及时发现故障以及故障维修提供了方便。汽车维修人员通过解读故障代码，大多数都能判明故障可能发生的原因和部位。然而，在对汽车维修时，若仅仅靠故障代码寻找故障，往往会出现判断上的失误。实际上，故障代码仅仅是电控汽车电脑（ ECU ）认可的一个是或否的界定结论，不一定是汽车真正的故障部位。因此，在对电控汽车进行维修时应综合分析判断，结合汽车故障的现象来寻找故障部位。 电控汽车故障自诊断系统，一般由电子控制器（ ECU ）中的识别故障及故障运行控制软件、故障监测电路和故障运行后备电路等组成。不同厂家生产的汽车，其故障自诊断系统的故障检测项目不尽相同，故障代码储存和显示方式也有所不同。故障代码储存在随机储存器（ RAM ）中，随机储存器与蓄电池直接相连，故障代码可长期保存，xx故障代码需要断开专门的随机储存器连接电路或者直接断开蓄电池。目前，解读电控汽车故障代码大多是通过三种方式来获取的。一种是靠仪表盘上的故障指示灯间隔闪烁次数来读取；第二种是借助于专用的车型解码仪直接读取故障码；第三种是靠国内厂家生产的故障代码分析仪，以汉显的方式读取故障代码的汉语文字说明。显而易见，以汉语文字的方式获得故障代码故障含义，是广大汽车维修者普遍青睐的一种方式。而前两种读码方式还需查有关的资料，才能懂得故障代码的含义。但是，无论采用何种方式解读故障代码，一旦电喷汽车的控制电脑出现纪录和储存错误的故障代码，则对电控汽车维修带来许多不便。在以下三种情况时，故障代码易出现错误信息，维修人员应多加注意 1 、 汽车运行时故障明显，传感器有故障而自诊断系统没有监测到。 电控汽车控制电脑（ ECU ）对传感器信号进行检测时，只能接受其设定范围之内的传感器非正常信号，从而判别传感器的好与坏，记录或不记录故障代码。一旦解读故障代码故障后，只要对相应的传感器、导线连接器、导线进行检查，找到并排除短路、断路的故障即可。但是，若因某种原因致使传感器灵敏度下降、反应迟钝、输出特性偏移等，则自诊断系统就测不出来了。尽管发动机确有故障表现，但是自诊断系统却输出了正常的无故障码（故障指示灯不闪烁）。这时就应该依据发动机的故障征兆进行分析判断，继而对传感器单体进行针对性检测，以便找到并排除传感器故障。例如，当发动机转速失准并伴有行驶中发动机怠速不稳，但自诊断系统又没有故障代码输出时，首先值得考虑和怀疑的便是空气流量传感器或者进气压力传感器出了故障，因为这两者传感器性能的好坏，直接影响 ECU 所控制的发动机基本的燃油喷射量。尽管此时没有显示相应的故障代码，也应该对它们进行检查。比如，当翼板式空气流量壳体产生裂纹漏气时，便会导致空气流量传感器计量不准，使发动机运转失调，而控制电脑 ECU 的自诊断系统并不能检测到这种故障现象。因此，无错误故障码输出。 2 、由于发动机工况故障现象相似， ECU 监测失误，自诊断系统可能显示错误的故障代码。 例如，对于装有三元催化转换器的电控汽车，一旦使用过含铅汽油，这类故障特性有时较为明显。在汽车进行检修时，经常会发现故障代码显示的是“水温传感器断路或短路”故障，而发动机故障症状却是：无论发动机在冷车状态下或者热车状态下都不好起动，并且拌有怠速不稳和回火现象，发动机的转速始终提不高。显然这些故障与水温传感器的关系并不十分密切，在对水温传感器进行单体测量后并未发现任何故障。但是，当从汽车上拆下三元催化转换器并剖开后发现，三元催化转换器内部严重堵塞，因此可以断定发动机故障是由此而引起。因此当自诊断系统出现故障代码以后，还应该与发动机的实际故障症状进行分析比较，以得到正确合理的判断，不应该将故障代码当作排除故障的{wy}依据。 3 、电控汽车使用维修不当也可能引发错误的故障代码。 在对电控汽车实施维修时，由于维修人员维修不当或者操作失误，也会导致自诊断系统输出错误的故障代码。例如，在发动机运转过程中，随意或者无意把传感器插接头拔下，每拔下一次传感器插接头，自诊断系统就会记录一次故障代码。另外，若在上一次汽车维修时，由于操作不当而未能xxxx掉旧的故障代码，那么电脑也同样将原来旧的故障代码保存其内，因此在对电控汽车维修时也要加以注意，不应造成不必要的人为故障代码，给维修工作带来混乱和困难。 四、电喷发动机熄火的诊断 由于电喷发动机采用了较多的控制电路，当发动机出现某一单个故障现象时，可能的故障原因将会很多。但是只要掌握了其基本原理和造成故障的最直接的原因，那么对电喷发动机故障诊断将会带来很大的帮助。就电喷发动机在运行时非正常熄火现象而言，造成该故障的直接原因无外乎三个方面，一是供油故障；二是高压电路故障；三是其他机器的故障。 供油系统故障 供油系统导致发动机运行熄火的原因有两个方面，一是没有燃油喷出，二是喷油量过小。 若想明白供油系统是怎样引起发动机熄火的，首先必须了解电喷发动机供油系统的工作过程。电喷发动机气缸内的汽油是由喷油嘴直接喷出的，喷油嘴安装在喷油管上，喷油管内的燃油是经安装在汽油箱的电动燃油泵泵油，再经燃油滤清器（压力调节器调压）供给的。在整个供油系统中，喷油嘴和电动燃油泵是由控制电脑或继电器加以控制。因此，喷油嘴和电动燃油泵是排除电喷发动机供油故障{sx}的两个器件。 目前，电动燃油泵一般均安装在汽油箱内，燃油对油泵有良好的冷却作用，大多数汽车只装有一只燃油泵，但也有安装主、副两只燃油泵的（比如卡迪拉克轿车）。尽管燃油泵分为滚柱式、蜗轮式、内齿式和侧槽式等不同结构形式，但它们外在的性能检验有其共同点。因此，电喷汽车熄火后，应按下述方法对燃油泵进行检查。 打开点火开关（“ ON ”位），听燃油泵有无运转声音，若有明显的运转声音，则说明燃油泵工作正常（但对于采用翼板式空气流量计的发动机而言，由于在空气流量计中设有燃油泵控制开关，打开点火开关后，还需要起动发动机来检查燃油泵工作情况）。检查时，除听声音外，也可以用手捏住供油软管，应能够感觉到有油的压力，当将捏瘪的油管松开时，油管应该能立即复原。当然，若采用松开回油管接头的方法，看油管内是否向外喷油的检查，更可以进一步证明油泵的好坏。 在检查油泵有故障后，应排除故障。若油泵无问题，那么下一步应该检查喷油器。造成发动机熄火的喷油器故障，往往是喷油器堵塞或者是控制电路失效。喷油器堵塞的原因是喷嘴口上的沉积物和积炭所致，从而使喷油器喷油量减少或者喷油不稳定。 检查喷油嘴堵塞的简便方法是：拆下喷油器，连接上供油管，在喷油器导线连接器处接上 3V 的电源线（或者用专用的电阻器线去碰蓄电池正极），如果喷油干脆，停油及时为正常。一旦发现喷油嘴阻塞，就应该在专用清洗机上对此进行清洗，或者在喷油器不拆下，用与汽油相混合的清洗剂，通过车上的汽油管路对喷油嘴进行清洗。喷油器控制电路的正常与否，也可以在发动机起动时，用手指放在喷油器上，去感觉喷油器是否有振动，若有则说明控制电路工作正常，否则，应按说明书指示线号去检查导线连接器到控制电脑间导线是否有断路现象。或者控制电脑本身是否有故障。 点火高压电路的故障 汽车行驶中，若发动机突然熄火，故障往往在点火高压电路上。电喷发动机的点火系统是将来自蓄电池和发电机的低压电，经过控制电脑对发动机综合性能不同的信号监测分析后，接通或者断开点火器电路，通过了点火线圈给每个气缸的火花塞送去高压电，点燃可燃混合气。 一般情况下，造成发动机熄火的点火高压电路故障，往往是无高压电输出。此时，应首先检查高压线连接正常否，在此前提下，采用换件比较的方法对点火器和点火线圈进行检查，以判断故障发生的部位，这是由于点火器和点火线圈是采用换件修理的缘故。如上述检查均无问题，故障就集中在电脑以及与之有关的信号传感器和连接线上。这类故障在读取故障代码时，都有较为明显的指示，可以根据不同情况加以区别判断和排除故障。 其他机械故障 造成汽车熄火的原因除燃油、高压电外，其他的机械故障有时也会造成汽车熄火。比如：电控线路保险丝接触不良或者熔断；因空气流量计损坏致使进气量监测失准；燃油调节器上安装的真空软管泄漏等。现将两则故障实例分述于后，供大家参考。 a. 热丝式空气流量计热丝过脏造成发动机起动后立即熄火（日产 VG30 型发动机）。空气流量计传感器热丝玷污后，空气不能正常带走热量，故使检测空气流量值比实际空气流量值低（输出电压低于 200mV ），导致控制器控制喷油量减少，而使混合气过稀，发动机熄火。 b. 线路磨损搭铁使发动机熄火（丰田 SUPRA 车）。发动机起动后，工作不稳冒黑烟而自动熄火。经检查，火花塞跳火正常，喷油器良好，用 12V 试灯检查喷油器线路时，指示灯只亮不闪。进一步用万用表检查，发现白色控制线搭铁。顺白线检视，发现此线磨损后与发动机左后吊耳短路，指示二、四、六缸三个喷嘴在发动机工作时始终开启，而且三个气缸内有浓足的汽油味。用绝缘线包住导线磨破点，重新布置导线的走向，熄火故障xx。 五、主要电控部件的故障现象 1. 空气流量计：空气流量计出现故障会导致下列异常现象：发动机冷启动困难或启动后又熄火；怠速不稳定；发动机在稳定转速时熄火；加速无力；功率不足和燃油消耗太高等。 2. 进气温度传感器：该传感器故障会导致发动机不能启动、怠速不稳定、发动机功率不足及燃油消耗太高等异常现象。 3. 节气门位置传感器：节气门位置传感器故障会引起发动机加速无力、油耗增加和 CO 排放超标等现象。 4. 冷却液温度传感器：该传感器故障对发动机工况影响很大，主要表现有：发动机不能启动或启动困难；怠速不稳；加速无力；发动机功率不足；油耗过高等。 5. 喷油器：喷油器故障将影响发动机的启动及各种工况下的正常工作。若单个喷油器故障还表现为某缸不工作或工作不良、针阀结胶、漏油和电磁线圈故障等。在检查时，应酌情先对喷油器的电磁线圈进行检测。 6. 氧传感器：氧传感器故障，影响了混合气的{zj0}空燃比，导致油耗增加和排放超标。 7. 燃油压力：燃油压力不符合规定，将影响发动机的启动性能，怠速工况及发动机的正常工作。 |
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