发动机故障诊断与排除教案
教学目的和 掌握电控系统使用和检修注意事项、故障诊断与检修常用工具的使用方法；掌握故障诊断与检修常用仪器、仪表的使用方法；故障诊断的要 求 基本方法；电控燃油喷射发动机常见故障诊断程序；维修技术档案。 教学重点和 重点：汽油机电控系统常见故障诊断与检修常用工具、常用仪器；故障诊断基本方法；常见车型故障诊断程序；维修技术档案的编制。 难 点 难点：故障诊断基本方法与思路。 教学进程 授课章节 汽油机电控系统常见故障诊断与检修的注意事项、常用工具、常用仪器 故障诊断基本方法、电路及电控元件故障诊断 常见车型故障码调取与清除 电控燃油喷射发动机常见故障的诊断程序 注意事项 一、使用注意事项 电控汽油喷射式发动机出现故障多数是由于使用不当所造成的。 1.驾驶员应了解电控系统各主要元件所在位置，以便对其实行保护。 2.驾驶员应掌握仪表盘上各开关、显示灯、仪表等的作用和功能，弄清仪表盘上英文缩写含义。 3.熟练掌握操作要领，避免误操作。 4.加装电器设备应远离ＥＣＵ，防止干扰或加装防干扰屏蔽设施。 5.检查线束连接器是否有油污、潮湿、松动，要保持线束连接器清洁、连接可靠。 6.蓄电池的极性不许接反，禁止用外接电源起动发动机，以免因电压过高损坏电控系统元件。 7.必须使用无铅汽油，定期更换燃油滤清器。 8.驾驶员必须知道“故障指示灯”工作情况。 二、检修注意事项 1.接通点火开关时，不允许拆开任何12Ｖ电器装置的连接线路，以防止电器装置中的线圈自感作用产生的瞬时电压损坏ＥＣＵ或传感器。 备 注 1
2.发动机发生故障时，切记盲目拆检。确定机械部分无故障后在检查电控系统。 3.故障诊断时，先根据“故障指示灯”工作情况进行相应检查。 4.注意检查线束连接器是否清洁、连线是否可靠。 5.对燃油系统进行维修前，应拆开蓄电池负极电缆线，以免损坏电控系统元件。 6.在维修中，注意各车型线束连接器的锁扣型式，不可盲目用力硬拉。安装时要插接到位，并将锁扣锁住。 7.对电控系统电路或元件进行检查时，必须使用高阻抗数字万用表检查电压、电阻或电流。 8.发动机熄火后，燃油供给系统残余压力仍较高，对该系统进行拆卸前，必须释放燃油系统的残余压力。 故障诊断与检修常用工具 一、跨接线 是一段专用导线，不同形式的跨接线主要是其长短和两端接头不同。跨接线两端的接头一般是不同形式的插头或鳄鱼夹，以适应不同位置的跨接。 主要用于电路故障诊断。 二、测试灯 主要用来检查电控元件电路的通、断。根据指示灯亮度判断被测电路的教 电压高低。 1.无电源测试灯 案 2.自带电源测试灯 三、数字式万用表 内 主要用来测量电阻、电压、电流等参数，以此判断电路的通断和电控元件的技术状况。 容 1.常用数字式万用表 具有测量精度高、测量范围广、输入阻抗高、抗干扰能力强、容易读数等优点，在汽车故障诊断与检修中应用广泛。 2.汽车万用表 除具有数字万用表的功能外，还具有一些汽车专用测试功能。除可用来测量电控元件和电路的电阻、电压、电流外，一般还能测量转速、频率、温度、电容、闭合角、占空比等项目，并具有自动断电、自动变换量程、数据锁定、波形显示等功能。 四、燃油压力表 是用来测量燃油供给系统燃油压力的专用工具，是对燃油系统进行检查和故障诊断的常用工具。 使用时注意选择量程与被测系统压力范围相适应的燃油压力表 燃油压力表量程 电控燃油喷射发动机燃油系统压力 普通式 专用式 单点喷射系统 多点喷射系统 7～103KPa 7～103KPa 62～69KPa 207～275 KPa
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故障诊断与检修常用仪器 随着汽车电子技术的发展，只有采用先进的故障诊断分析仪器设备，才能快速、准确地进行故障诊断和检修。 教 案 内 容 一、喷油器清洗仪 1.便携式喷油器清洗仪 无需拆卸，使用方便。 2.固定式喷油器清洗仪 一般除用来清洗喷油器外，都具有喷油器滴漏检查和喷油量检查功能。 二、故障诊断仪 1.功能 （1）快速、方便地读取或清除故障码。 （2）对发动机控制系统进行动态测试，显示瞬时信息，为诊断故障提供依据。 （3）能在静态或动态下，向电控系统各执行元件发出检修作业需要的动作指令，以便检查执行元件的工作状况。 （4）在车辆运行或路试时监测并记录数据流。 （5）具有示波器功能、万用表功能和打印功能。 （6）有些诊断仪能显示系统控制电路图和维修指导，以供故障诊断和检修时参考。 （7）有些功能强大的专用诊断仪能对发动机控制ＥＣＵ进行某些数据的重新输入和更改。 2.常见故障诊断仪简介 故障诊断仪可分为专用型和通用型两大类。 专用型：是汽车制造公司为自己生产的汽车而专门设计制造的。一般只适合在特约维修站配备，以便提供良好的售后服务，充分发挥故障诊断仪的功能。 通用型：是汽车保修设备制造公司为适应诊断检测多种车型而设计制造的，一般都配有不同车系的测试卡和适合各种车型的检测连接电缆连接器，测试卡存储有几十种甚至上百种不同公司、不同车型汽车电控系统的检测程序、检测数据和故障码等资料，适合综合性维修企业使用。 故障诊断仪的操作方法一般步骤： （1）选择测试卡和合适的连接电缆连接器。 （2）连接故障诊断仪。 （3）选择测试地址和功能。 （4）进行测试。 三、示波器 主要用来显示控制系统中输入、输出信号的电压波形，以供维修人员根据波形分析判断电控系统故障。示波器比一般电子设备的显示速度快，是唯一能显示瞬时波形的检测仪器，是电控系统故障诊断中的重要设备。 功能： 1.测试各种传感器、执行元件、电路和点火系等电压波形。 3
教 案 内 容 2.数字式示波器具有汽车万用表功能。 3.数字式示波器可对测试内容进行记录、回放。 4.能提供在线帮助，包括提供系统工作原理、测试连接方法、接线颜色等。 四、信号模拟检验仪 可以模拟发动机控制系统各传感器信号，尤其对电控系统传感器及其线路故障的诊断，利用此类检验仪可简化分析过程、缩短诊断时间。 五、发动机综检仪 它是发动机综合性能检验仪的简称。它能对发动机进行不解体综合测试，并配备有标准的数据及专家分析系统，可通过对测试结果与标准数据比较，判断发动机整机或部分系统工作好坏。 故障诊断基本方法 一、故障诊断基本程序 1.向车主调查 2.外部检查 3.调取故障码 二、故障码调取方法 1.利用随车自诊断系统调取故障码 （1）利用仪表板盘上“故障指示灯”的闪烁规律读取故障码（丰田、本田、部分通用、福特、克莱斯勒车系轿车）。 （2）利用指针式万用表的指针摆动规律或自制二极管灯的闪烁规律读取故障码（三菱、现代、奔驰、宝马）。 （3）利用电控单元上红、绿色发光二极管灯的闪烁规律读取故障码（日产）。 （4）利用车上显示器读取故障码（通用卡迪拉克）。 2.使用故障诊断仪调取故障码 第一代随车诊断系统（ＯＢＤ－Ｉ）的汽车，必须使用专用仪器和专用传输线与车上的诊断座对接来调取故障码。 第二代随车诊断系统（ＯＢＤ－ＩＩ）的汽车，具有统一的故障诊断座和统一的故障代码，只需用一台仪器即调取各汽车制造公司生产的各型汽车故障码。 三、间歇性故障诊断 1.振动法 2.加热法 3.水淋法 4.电器全部接通法 5.道路试验法 四、无故障码故障诊断（如下表） 五、故障诊断表 在对电控系统进行故障诊断时，按故障码提示或无故障码时，如果通过基本检查不能查明故障原因，则可根据故障现象按故障诊断表进行检查。 4
无故障码故障诊断步骤： 步骤 1 2 检查内容 发动机不工作时检查蓄电池电压 盘转发动机检查曲轴能否转动 起动发动机检查能否起动 检查空气滤清器滤心是否过脏或损坏 检查发动机怠速运转情况 检查发动机点火正时 检查燃油系统压力 检查火花塞和高压线跳火情况 上述检查是否查明故障原因 正常 不低于11Ｖ 能转动 能起动 滤心良好 怠速运转良好 点火正时准确 压力正常 火花正常 查明故障原因 不正常时的处理方法 充电或更换蓄电池 按“故障诊断表”诊断 直接转到步骤7进行检查 清洁或更换滤心 按“故障诊断表”诊断 调整 检查排除燃油系统故障 检查排除点火系统故障 按“故障诊断表”诊断 教 案 3 4 内 5 容 6 7 8 电路及电控元件故障诊断 一、汽车电路图识别常识 1.汽车电路的特点 在对汽车进行故障诊断或检修时，利用汽车电路图可帮助我们按汽车上的线路迅速查找电控系统元件的安装位置，以便对故障相关线路进行检查，可避免检修过程中将线路错误连接。 汽车电路可分为：线路图、线路简图、电路原理图。 汽车电气线路虽然因车而异，但它们有如下共同特点： （1）双电源、低直流电压。 （2）单线制。 （3）并联连接。 （4）负极搭铁。 （5）布局基本相同。 2.汽车电路中的线路颜色标记及符号 为方便识别和检修复杂的汽车电器线路，各汽车制造公司普遍采用不同颜色、不同编号的导线区分不同的电器回路。 二、电路故障诊断 电控系统电路常见故障是断路或短路，诊断时应使用高阻抗数字万用表的电阻档或电压档。 1.选择测点 2.断路故障诊断 3.短路故障诊断 三、电控系统元件故障诊断 不同元件或其电路发生故障时，会产生不同的故障现象。
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常见车型故障码调取与清除 一、日本丰田车系 1.调取故障码 普通方式调取故障码：打开点火开关，不起动发动机，用专用跨接线短接故障诊断座上的“ＴＥ１”与“Ｅ１”端子，仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE” 即闪烁输出故障码。 2.清除故障码 故障排除后，将ECU中存储的故障码清除，方法有两种：一是关闭点火开关，从熔丝盒中拔下EFI熔丝（20A）10s以上；二是将蓄电池负极电缆拆开10s以上，但此种方法同时使时钟、音响等有用的存储信息丢失。 二、日本日产车系 随车型不同，故障码的调取与清除分三种不同方式： 1.如果在主电脑侧有一红一绿两个指示灯，另有一个“TEST”（检测）选择开关，调取故障码时，先打开点火开关，然后将“TEST”开关转至“ON”位置，两个指示灯即开始闪烁。根据红绿灯的闪烁次数读取故障码，红灯闪烁次数为故障码的十位数，绿灯闪烁的次数为故障码的个位。清除故障码时，将“TEST”开关转至“OFF”位置，再关闭点火开关即可清除故障码。主电脑位于仪表盘后或叶子板后。 2.如果在主电脑侧只有一个红色显示灯，另有一个可变电阻调节旋钮孔，调取故障码时，先打开点火开关，然后将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等2 s后再将可变电阻旋钮逆时针拧到底，红色显示灯即开始闪烁输出故障码。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将可变电阻旋钮顺时针拧到底，等15s 后再逆时针旋到底，再等2 s后关闭点火开关即可清除故障码。 3.如果仪表盘上有故障指示灯 “CHECK ENGINE”，则可通过短接诊断座上的相应端子调取故障码，日产车系故障诊断座位于发动机盖板支撑杆上方的熔丝盒内，有12端子和14端子两种，调取故障码时，先打开点火开关，然后取出12端子或14端子诊断座，并用跨接线短接诊断座上“6＃”和“7＃”端子（14端子诊断座）或“4＃”和“5＃”端子（12端子诊断座），等2s后拆开短接导线，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码（波形见下图）。每次操作只能输出一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。清除故障码时，将诊断座右上侧的两个端子短接15s以上，再关闭点火开关即可清除故障码。 教 案 内 容 日产车系故障码输出波形 6
教 案 内 容 三、日本本田车系 1．广州本田故障码调取与清除 当仪表盘上的“MIL”灯点亮时，应按以下程序调取故障码： （1）关闭点火开关。 （2）用专用短路插头SCS（或普通导线）短接2端子诊断座，广州本田轿车诊断座位于仪表盘下方。 （3）打开点火开关但不要起动发动机，仪表盘上的“ MIL”或 “CHECK ENGINE”灯将以闪烁次数输出故障码。故障码l～9将通过单纯的短闪来显示，故障码10～41通过长、短闪显示，长闪次数代表十位数，短闪次数代表个位数。多个故障码按由小到大顺序依次输出。 清除故障码的程序如下： （1）从诊断座上拆开专用SCS短路插头。 （2）关闭点火开关。 （3）记下无线电台预设的频率。 （4）从副驾驶座位前面的仪表盘下熔丝／继电器盒中拆下13号（7.5A）备用时钟熔丝，或拆开蓄电池负极电缆，等10s以上即可清除故障码。 （5）重新设置无线电台的频率和时钟。 2．日本本田故障码调取与清除 日本本田各车型故障码的调取与清除方法、故障码含义略有不同，在维修时注意查阅相关资料。日本本田各车型故障码的调取与清除方法可分以下三种类型： （1）在仪表盘上设有“CHECK ENGINE”灯。此类车型（如ACCORD等）故障码调取与清除方法和广州本田相同，只是诊断座位于工具箱内右侧或发动机室侧。 （2）电脑位于工具箱下面，在电脑上设有1个红色指示灯，此类车型（如 HONDA等）的故障码调取方法是：将点火开关“ON”，电脑上的红色指示灯即开始闪烁输出故障码，但每次只输出1个故障码，故障码输出波形与广州本田相同；故障清除后，拆开蓄电池负极电缆10s以上即可清除故障码；l个故障码清除后，再进行路试，检查有无其他故障码。 a 电脑 b 故障码 本田车系四个指示灯输出的故障码 （3）电脑位于驾驶员座椅下面，电脑上设有4个指示灯，此类车型的故障码调取方法是：将点火开关“ON”，电脑上的4个红色指示灯即开始闪烁输出故障码；每个指示灯闪亮代表一个数字（由左到右分别为1、2、4、8）， 7
教 案 内 容 将闪亮的指示灯所代表的数字相加，即为输出的故障码，如上图，每次只输出1个故障码，故障清除后，拆开蓄电池负极电缆10s以上即可清除故障码。 四、日本三菱／韩国现代车系 日本三菱／韩国现代车系必须通过在诊断座相应端子间短接二极管灯（或指针式电压表）来调取故障码。调取故障码时，将二极管灯（或指针式电压表）短接在诊断座相应端子上，打开点火开关，二极管灯（或指针式电压表）即闪烁（或摆动）输出故障码，故障码输出波形与日本丰田车系类似。清除故障码时，将蓄电池负极电缆拆开15s以上即可。 1994～1995年日本三菱公司生产的部分轿车装有16端子 OBD－Ⅱ诊断座，可利用短接二极管灯方法调取下列5个系统的故障码： 1．发动机控制系统 调取发动机控制系统故障码时，用跨接线将16端子 OBD－Ⅱ诊断座“l＃”端子和“5＃”端子短接，根据仪表板上的“CHECK ENGINE”灯的闪烁规律，读取故障码；将蓄电池负极电缆拆开15s以上，即可清除故障码。 2．变速器控制系统 调取变速器控制系统故障码时，将自制二极管灯跨接在16端子OBD－Ⅱ诊断座“6＃”端子和“4＃”端子之间，根据二极管灯的闪烁规律，读取故障码：将蓄电池负极电缆拆开15s以上，即可清除故障码。 3．ABS系统 调取ABS系统故障码时，将自制二极管灯跨接在16端子OBD－Ⅱ诊断座“8＃”端子和“4#”端子之间，根据二极管灯的闪烁规律，读取故障码。 ABS系统故障码的清除方法是：在点烟器后方有一个两端子诊断座，用专用跨接线将诊断座上的两个端子短接，然后将点火开关转至“ON”位置；等待7S以上将点火开关转至 “OFF”位置，并将诊断座上的跨接线拆开；然后再将点火开关转至“ON”位置，即可清除ABS系统故障码。 4．安全气囊（SRS）系统 调取SRS系统故障码时，将自制二极管灯跨接在16端子OBD－Ⅱ诊断座“12＃”端子和“4＃”端子之间，根据二极管灯的闪烁规律，读取故障码；将蓄电池负极电缆拆开15s以上，即可清除故障码。 5．巡航（CCS）控制系统 调取CCS系统故障码时，将自制二极管灯跨接在16端子OBD－Ⅱ诊断座“13＃”端子和“4＃”端子之间，根据二极管灯的闪烁规律，读取故障码；将蓄电池负极电缆拆开15s以上，即可清除故障码。 五、美国克莱斯勒车系 克莱斯勒车系一般使用DRB－Ⅱ专用诊断仪调取或清除故障码，步骤如下： 1.将DRB－Ⅱ专用诊断仪连接到位于发动机舱内靠近发动机控制ECU的诊断座上。 2.起动发动机，反复开闭空调开关，然后熄火发动机。 3.接通点火开关并选择故障读取功能，即可从DRB－Ⅱ诊断仪上读取所有故障信息。 8
4.清除故障码时，可在DRB－Ⅱ诊断仪上输入取消故障码的指令，或拆案 内 容 开蓄电池负极电缆15s以上即可。 没有专用诊断仪也可调取故障码，但只能调出常见故障的故障码，方法是：在5s内将点火开关“ON－OFF－ON－OFF－ON”，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯熄灭后，再次点亮时即闪烁输出故障码。多个故障码可连续输出，最后以“55”代码结束。输出故障码时，指示灯先闪烁的次数代表故障码的十位数字。停4S后闪烁的次数为故障码的个位数字。 1994～1995年克莱斯勒公司生产的部分轿车采用16端子OBD－Ⅱ诊断座，将点火开关转至“ON”位置，等 5～10s后，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码。 六、美国通用／韩国大宇车系 1．1993年前车型 1993年前通用公司和大宇公司生产的轿车均采用12端子诊断座。调取故障码时，用专用跨接线将诊断座上的A端子与B端子短接，仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯即闪烁输出故障码，故障码为两位数，故障码输出波形与日本丰田车系类似，故障灯闪亮与熄灭的时间均为0.4s，闪亮的次数代表故障码数值，一个故障码的十位与个位之间有1.2s熄灭的间隔。但需注意：调取故障码时，故障灯首先输出故障码12三次，然后再按顺序输出其他故障码，所有故障码均输出完后，再重复输出。 清除故障码时，将蓄电池负极电缆线拆开30s以上即可。 2．1993年后车型 1993年后通用公司生产的轿车，一般都在空调面板上直接调取或清除各控制系统的故障信息，如图所示为卡迪拉克轿车空调控制面板，故障码的调 卡迪拉克轿车空调控制面板 取与清除方法如下： （l）打开点火开关，同时按下冷气空调面板上“OFF”键及 “TEMP▲”键，直到屏幕显示“00”后放开两个按键。 （2）按风速调节键“▲”或“▼”，选择所需的诊断系统。诊断系统代号：屏幕显示“00”时为发动机系统诊断，显示“01”时为中央电脑诊断，显示“02”时为空调系统诊断，显示“03”时为安全气囊系统诊断，显示“04”时为ABS系统诊断。 （3）再按“OUT TEMP”键，即进入故障码调取功能。若电脑检测到系统有持续性故障，则正常显示两位数故障码；若电脑检测到系统有间歇性故障，则显示三位数故障码，间歇性故障码仅在正常故障码前加“1”。如：
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教 案 内 容 故障码14表示目前有“冷却液温度传感器信号电压过低”故障，故障码114则表示曾经发生过“水温传感器信号电压过低”故障。 （4）按“AUTO”键退出诊断功能。 （5）故障码的清除。按上述步骤（1）、（2）、（3）操作，然后按下“OFF” 键即可清除故障码，再按下“AUTO”键结束本次操作。 1994～1995年通用公司生产的部分轿车装有16端子OBD－Ⅱ诊断座，用专用跨接线短接诊断座上的“5＃”和“6＃”端子，即可由仪表盘上的故障指示灯“CHECK ENGINE” 读取故障码。 七、美国福特车系 1991年后福特公司生产的轿车多数装用的EEC—Ⅳ系统，在此仅以装用该系统的美规福特车系为例介绍故障码的调取与清除方法。故障码的调取可分为 KOEO（Key On Engine Off）和 KOER（Key On Engine Running）两种状态。KOEO状态是指将点火开关转置 “ON”，但不起动发动机；KOER状态是指在发动机运转状态下调取故障码。福特车系均可使用专用诊断仪（FORD SUPER STAR Ⅱ）获取故障码。 美规福特车一般采用6＋1端子诊断座。调取故障码时可使用指针式电压表或二极管灯，根据电压表的摆动次数（或二极管灯的闪烁规律）读取故障码，也可根据仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯闪烁规律读取故障码。故障码以三位数表示故障码。 用电压表读取故障码时，首先将电压表量程选择在0～15V，将电压表正表笔与蓄电池正极相连，负表笔与诊断座的“STO”（测试输出）端子连接，使电脑进入KOEO或KOER状态，再用导线连接诊断座上的“STI”（测试输入）和 “SIGNAL RETURNPIN”（信号返回）端子，即可根据电压表的摆动次数读取故障码。如输出故障码“112”时，电压表指针先摆动1次，停2s，再摆动1次，又停2s，随后摆动2次。 清除故障码时，先进入KOEO状态，当刚开始输出故障码时，立即拆下诊断座上的连接导线，即可清除故障码。 1994年后装用OBD—Ⅱ系统、且保留短接方式调取故障码的福特车，将16端子OBD—Ⅱ诊断座上的“13＃”端子与“15＃”端子短接，即可从仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯读取故障码。 八、德国大众车系 1．调取故障码 德国大众车系装用Motronic系统的桑塔纳、帕萨特、奥迪、捷达等轿车，故障码的调取一般使用专用的故障诊断仪 V．A．G1551或V．A．G1552及专用传输线，V．A．G1552与V．A．G1551的区别主要是不带打印功能。专用传输线有多种以适应不同车型。 使用专用诊断仪调取故障码时应注意：各车型诊断座位置和形式不同，必须选用带有不同连接器的专用传输线。如桑塔纳2000诊断座位于换挡手柄前部、捷达三轿车诊断座位于中央继电器盒右侧，两车型的诊断座均为16端子，必须选用Ｖ．A．G1551／3专用传输线；奥迪A6轿车诊断座位于发动机室靠近驾驶员座位侧的辅助继电器盒内，有两个两端子诊断座，必须选用V．A．G1551／1专用传输线。此外，从1989年开始，德国大众公司生 10
教 案 内 容 产的部分车型都在仪表板上配备了故障指示灯“CHECK”，不需专用诊断仪而利用“CHECK”灯也可读取故障码，但也有些车型的“CHECK”灯只起一个警告灯的作用，调取故障码时还必须使用自制的二极管灯。 大众车系使用专用诊断仪调取和清除故障码的操作方法基本相同，操作前应检查蓄电池电压必须大于11.5V，发动机工作温度必须高于80℃。以桑塔纳2000轿车为例，正确操作步骤如下： （1）关闭点火开关，将专用传输线V.A.G1551／3的一端（5端子）与诊断仪相应接口连接，传输线另一端（16端子）与换档手柄前部的故障诊断座连接。 （2）打开点火开关，输入发动机ECU的地址代码“01”，然后按“Q”键确认，这时屏幕显示：经一段时间后屏幕上显示ECU的版本号和编号。 （3）按“→”键进入功能选择。 （4）输人功能代码“02”，再按“Q”键确认，有故障时，屏幕上将显示出故障数量。之后按“→”键，将依次显示每一个已检测到的故障代码及故障原因。在显示故障原因时，若屏幕底部出现“/SP”，表示该故障为间歇性出现的故障。有多个故障码时，可将故障信息打印出来。 （5）故障码调取完成后，输入功能代码“06”，再按“Q”键确认即可退出。然后关闭点火开关，拆下专用诊断仪和传输线。 2．清除故障码 （1）按调取故障码步骤（1）、（2）、（3）进行操作后，输人功能代码“05”并按“Q”键确认，即可清除故障码。若故障码所代表的故障还没有排除，故障码将无法清除。 （2）故障码清除完毕后，输入功能代码“06”，再按“Q”键确认即可退出。然后关闭点火开关，拆下专用诊断仪和传输线。 九、德国奔驰车系 奔驰车系的车型众多，电脑控制系统更新快。1992年前生产的奔驰车采用机电组合式燃油喷射系统，1992年后多采用LH型电控燃油喷射系统。奔驰车的更新换代按SEL、S、C、E等划分成不同级别，不同级车主要是电脑控制系统不同，从而使故障自诊断方式也不同，有些只能用专用诊断仪调取和清除故障码。1992年后生产的奔驰车多数装用16端子（位于发动机舱、驾驶室前壁上）或38端子诊断座（位于右前避震器侧），奔驰车系各型轿车，即使装有16端子OBD－Ⅱ诊断座，也无法人工调取故障码。 1．16端子诊断座故障码的调取与清除 将指针式电压表（或二极管灯）连接到“16＃”电源端子与所需诊断的系统端子（电控燃油喷射系统为4＃，电控点火系统为8＃，综合控制电脑为14＃）之间，打开点火开关，但不起动发动机，此时电压表指针应不摆动（或二极管灯不亮），否则说明电脑不良。然后用另一导线使诊断系统端子（4号端子）搭铁2～4s,此时仍应保持电压表（或二极管灯）连接在诊断座端子之间，松开搭铁导线后观察电压表指针摆动（或二极管灯闪亮）规律读取故障码。每次只能调出一个故障码，若有多个故障码时，必须重复上述操作。 11
教 案 内 容 清除故障码时，先按上述方法调取故障码，等故障码输出完毕2～3s后，再使塔铁线搭铁6～8s，松开搭铁线后关闭点火开关30s以上，即可清除故障码。与调取故障码类似，每次操作只能清除一个故障码，有多个故障码时需重复上述操作。最后再重复故障码调取程序，若输出故障码为1，说明系统正常，否则说明仍有故障或故障码没有清除。 2．38端子诊断座故障码的调取与清除 38端子诊断座故障码的调取与清除与16端子诊断座类似，只是连接端子号不同。与发动机有关的诊断端子介绍如下：诊断座上“3＃”端子为电源端子，“4＃”和“5＃”端子分别为右侧和左侧LH控制电脑诊断端子，“7＃”端子为电子节气门控制系统诊断端子，“17＃”和 “18＃”端子分别为右侧和左侧EZL／AKR点火控制电脑诊断端子。 十、德国宝马车系 1989年后生产的宝马车多数采用DME55端子或88端子电脑，除欧规宝马车外，都可用仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯读取故障码。而欧规宝马车系仪表盘上没有“故障灯”，调取故障码时必须在DME电脑相应端子上连接二极管灯。 打开点火开关，在5s内将节气门全开5次，即可由仪表盘上的“CHECK ENGINE”灯或在电脑相应端子上连接的二极管灯读取故障码。故障码为4位数，闪烁输出故障码时，4位数的位与位之间熄灭间隔为3s。 清除故障码时，拆开蓄电池负极电缆15s以上，再起动发动机怠速运转1min以上即可清除故障码。 电控燃油喷射发动机常见故障诊断程序 电控燃油喷射发动机常见故障分为：发动机不能起动、发动机起动困难、发动机怠速不良、发动机加速性能不良、发动机动力不足、发动机失速、发动机油耗过大、发动机点火不良等。 电控发动机各类故障主要现象说明： 1.发动机不能起动故障现象：起动发动机时，发动机不转，或能转动但不着火。 2.发动机起动困难故障现象：发动机不易起动，起动着火后很快又熄火。 3.怠速过高故障现象：发动机在正常怠速工况下，其转速明显高于标准。 4.怠速不稳、易熄火故障现象：怠速转速过低，且不稳定、经常熄火。 5.加速不良故障现象：发动机加速时，无力且有抖动现象，转速不易提高。 6.混合气过稀故障现象：进气管有回火现象。 7.混合气过浓故障现象：排气管有冒黑烟或放炮现象。 8.发动机失速故障现象：发动机正常运转时，转速忽高忽低，不稳定。
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作 业 本 章 小 结 1.在检修电控汽油喷射式发动机汽车时，为防止工作失误造成新故障应注意哪些问题？ 2.使用跨接线调取故障码时应注意的事项有哪些？ 3.故障诊断仪的功能有哪些？ 4.试述故障诊断的基本程序？ 5.试述电控燃油喷射发动机不能起动的诊断程序？ 6.调取故障码的方法有哪两种？ 7.诊断间歇性故障的常见方法有哪些？ 1.在检修装用电控汽油喷射式发动机汽车时，应注意：在点火开关接通时，不允许拆开任何12V电器装置；在进行故障诊断时，应首先观察“故障指示灯”是否点亮；必须使用高阻抗数字万用表检查电压、电阻或电流；在对燃油系统进行拆卸作业钱，必须释放燃油系统残余压力等。 2.测试灯分无电源测试灯和自带电源测试灯两种。 3.使用燃油压力表时应注意选择量程与被测系统压力范围相适应的燃油压力表。 4.发动机综合性能检验仪能对发动机进行不解体综合测试，并配备有标准的数据及专家分析。 5.故障诊断的基本程序：向车主调查、外部检查、调取故障码。 6.故障码调取方法有：随车自诊断系统调取、使用故障诊断仪调取。 7.汽车电路图可分为：线路图、线路简图、电路原理图。 8.使用手动真空泵对真空驱动元件进行检查时应注意：检查前将各真空软管连接好，防止因真空泄漏而导致测量结果失准；检查时必须按规定对被检元件施加真空度，施加真空度过大会损坏被检元件；检查完毕后，在拆开连接的真空软管前，应先释放真空度，否则将灰尘、湿气等吸入被检元件内，会造成不良后果。 9.汽车电路中的线路颜色标记及符号 为方便识别和检修复杂的汽车电器线路，各汽车制造公司普遍采用不同颜色、不同编号的导线区分不同的电器回路。 10．故障排除后，将ECU中存储的故障码清除，方法有两种：一是拔下EFI熔丝（20A）10s以上；二是将蓄电池负极电缆拆开10s以上。 11.汽车万用表除具有数字万用表的功能外，还具有一些汽车专用测试功能。 12.示波器主要用来显示控制系统中输入、输出信号的电压波形，以供维修人员根据波形分析判断电控系统故障。 备 注 13
教 案 内 容 一、本电装公司ＥＣＤ－Ｖ1系统 日本丰田公司柴油轿车最早装用的就是由日本电装公司开发的ECD－V1系统，该系统是在转子分配式喷油泵的基础上，加装电子控制装置而形成的。主要传感器包括：发动机转速传感器、加速踏板位置传感器、滑套位置传感器、正时活塞位置传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、冷却液温度传感器、车速传感器、空档开关、起动开关、空调开关等。 ECD—V1系统的控制功能包括：燃油喷射控制、进气节流控制、预热塞控制、自诊断和安全保护功能等。 二、本电装公司ＥＣＤ－Ｖ3系统 日本电装公司开发的ECD—V3系统也是在转子分配式喷油泵基础上，增加电子控制装置形成的柴油机电控燃油喷射系统。与ECD—V1系统相比，主要是喷油量控制方法不同，ECD—V3系统是通过控制喷油时间来实现对喷油量控制的，即ECU在确定喷油器的喷油开始时刻后，再通过回油控制电磁阀来控制柱塞泵回油的时刻（即停止喷油的时刻），以此来控制喷油量；为控制喷油时间，在转子分配式喷油泵内增设了泵角传感器。泵角传感器采用电磁感应式，向ECU提供喷油泵凸轮轴位置和转角信号。 此外，ECD—V3系统装用光电式着火正时传感器，对喷油正时实施反馈控制。发动机转速传感器安装在曲轴上。 三、本五十铃公司Ｉ－ＴＥＣ系统 五十铃公司Ｉ—TEC（全电子控制式）是在转子分配式喷油泵基础上，增加电子控制装置形成的全电子控制式柴油机电控燃油喷射系统。该系统的主要特点是：具有巡航控制功能，设有燃油温度传感器，不对喷油正时进行反馈控制。此外，加速踏板位置传感器采用差动电感式；进气节流（节气门）不受ECU控制。 四、直列柱塞泵电控系统 装用直流电动机式电子调速器的直列柱塞泵电控系统，用电子调速器取代原有的机械调速器，以实现对喷油量的控制；用正时控制器取代原有的机构离心式供油提前角自动调节器，来对喷油正时进行控制；并设有油量调节拉杆（或齿条）位置传感器和正时传感器，对喷油量和喷油正时的控制均采用闭环控制方式。 五、美国CaterPillar公司HEUI系统 该系统具有共轨式柴油机电控燃油喷射系统的基本组成和结构，属第二代电控共轨式燃油喷射系统。该系统的控制功能包括：燃油喷射控制、进气控制、起动控制、故障自诊断、失效保护和应急备用，同时还具有与其他控制系统进行数据传输的功能。HEUI系统的喷油量控制采用了“压力控制”方式，通过由传感器、ECU和执行元件等组成的控制系统，对循环喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行控制。 六、本电装公司ＥＣＤ－Ｕ２系统 该系统主要用于载重汽车装用的柴油机上，日本日野汽车公司、三菱汽车公司和日产汽车公司生产的载重汽车柴油机多数采用ECD－Ｕ２系统。该系统具有共轨式喷油系统的基本组成和结构，属于第二代柴油机电控燃油喷 射系统，ECD－Ｕ２系统的组成，由各种传感器、ECU、燃油压力控制阀和三通电磁阀等组成的控制系统，对喷油量、喷油正时、喷油速率和喷油压力进行“时间压力控制”。 14
作 业 1.柴油机电控燃油喷射系统的优点有哪些？ 2.柴油机电控系统的功能有哪些？ 3.柴油机电控燃油喷射系统有哪几部分组成？ 4.柴油机供油量有哪几种控制方式？ 5.试述直列柱塞泵供油正时控制？ 1.柴油机电控技术发展的三个阶段：位置控制、时间控制、时间－压力控制（压力控制）。 2.柴油机电控燃油喷射系统的优点：改善低温起动性；降低氮氧化物和烟度的排放；提高发动机运转稳定性；提高发动机的动力性和经济性；控制涡轮增压；适应性广。 3.柴油机电控燃油喷射系统除了控制喷油量外，对喷油正时和喷油的压力都有很高的要求。（柴油机电控燃油喷射系统的喷油压力较高约19.6MPa） 4.直列柱塞泵的供油量控制 “位置控制”的直列柱塞泵供油量控制装置一般采用占空比控制型电磁阀（简称占空比电磁阀）式或直流电动机式电子调速器。 5.转子分配泵的供油量控制 “位置控制”的转子分配泵供油量控制装置，一般采用转子式或占空比电磁阀式电子调速器。 6.时间控制方式 供油量的“位置控制”特点是用模拟量来控制执行元件工作，通过对喷油泵油量控制机构的定位来得到所需的供油量。不论采用何种类型的电子调速器，总是需要由部分机械装置来完成对喷油泵供油量的调节，也会降低控制精度和响应速度。所以继供油量“位置控制”之后出现了“时间控制”。 7.压力控制方式 在后期开发的柴油机电控共轨式燃油喷射系统中，为降低对供油压力的要求，喷油量的控制采用控制喷油压力的方法实现，即喷油量的“压力控制”方式。 8.共轨电控喷射系统 共轨式电控喷射系统改变了传统的柱塞泵脉动供油的原理，通过油锤响应、液力增压、共轨蓄压或者高压共轨等形式形成高压。采用压力时间式燃油计量原理，用电磁阀控制喷射过程，可以实现对喷射油量和喷射定时的灵活控制。
本 章 小 结 15
教 案 内 容 一、燃气汽车的发展 1．燃气汽车的发展历程 1872年天然气发动机产生，到了三十年代初由意大利人率先采用天然气作为汽车燃料；七十年代燃气汽车技术逐渐快速发展；九十年代后天然气汽车数量迅速增加。 2．我国燃气汽车的发展现状 20世纪50时年代开始天然气汽车的研究；80年代中期开始发展天然气汽车；1994年起上海组织开展液化石油气燃气汽车样车的适用及研究。 2001年底我国燃气汽车保有量已超过11万辆，预计到2005年，我国燃气汽车的保有量将达到100万辆，到2001年将达到150万量。 3．燃气汽车的发展趋势 目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料（天然气或液化石油气）闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。 二、燃气汽车的类型 1．按所用气体燃料的种类 液化石油气汽车、天然气汽车 液化石油气汽车以液化石油气作为燃料。 天然气汽车以天然气作为燃料。 2．所用燃料的数量和形式 单燃料燃气汽车、两用燃料燃气汽车、混合燃料燃气汽车 单燃料燃气汽车只使用天然气或液化石油气中的一种作为发动机燃料。 三、燃气发动机供给系统 1．燃气发动机供给系统类型 （1）按燃气供给量的控制方式 机械控制式燃气供给系统、电子控制式燃气供给系统 电子控制式燃气供给系统由各种传感器采集信号并向ECU输送发动机的工况信息，ECU则根据这些信息和内存控制模型直接控制功率阀或燃气喷射器工作，以实现对供气量的控制。 电子控制式燃气供给系统的燃气与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。 （2）按燃气供给方式 混合气供给系统、燃气喷射系统 混合气供给系统的燃气与空气采用缸外混合方式，与传统的化油器式汽油发动机类似。 16
教 案 内 容 燃气喷射系统与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。 缸内混合方式与柴油机类似，在发动机压缩行程接近上止点时，将一定量的燃气经安装在气缸盖上的高压燃料阀（或喷嘴）直接喷入气缸，在气缸内部使燃气与空气混合形成可燃混合气。 缸外混合方式是将燃气定时、定量的喷入各缸进气歧管中的进气门处。 （3）按空燃比控制方式 开环控制系统和闭环控制系统。 机械控制燃气供给系统均属开环控制系统。 闭环控制系统是由ECU根据氧传感器的反馈信号对供气量进行修正。 （4）按发动机的类型 单燃料发动机供给系统、两用燃料发动机供给系统、混合燃料发动机供给系统 2．械控制式燃气供给系统 （1）单燃料发动机燃气供给系统 单燃料发动机燃气供给系统一般利用节气门根据工况要求实现对混合气量的控制，而可燃混合气一般利用火花塞点燃。 1）单燃料发动机燃气供给系统的结构 主要由储液罐、燃料控制电磁阀、调节器、混合器等组成。 2）工作原理 当发动机工作时，燃气控制电磁阀打开，由储液罐流出的燃气经调节器调压、计量后以气态输送到混合器，并在混合器内与空气混合后被吸入气缸。 3）单燃料发动机燃气供给系统各部件的功用 储液罐用于储存液态燃气燃料控制电磁阀功用是当发动机停止工作时自动切断燃气供给，而发动机工作时，根据温度打开其中一个电磁阀，并自动实现供给气态或液态燃气的切换。 调节器的功用是对输送给混合气的燃气进行减压，使液态燃气蒸发以便与空气更好的混合。 混合器的功用类似于汽油机化油器，主要是根据发动机工况来调节空燃比，使调节器输送来的气态燃气按一定比例与空气混合，并送往气缸。 （2）两用燃料发动机供气系统 化油器式汽油机改装的汽油/CNG两用燃料发动机供给系统结构特点：即在原汽油机上加装一套CNG燃气供给系统，包括高压钢瓶、高压管路、滤清器、调节器、混合器等，在燃用天然气时，替代原汽油机供给系统向发动机提供天然气---空气混合气。 化油器式汽油机改装的汽油/LPG两用燃料发动机供给系统由燃料转换开关控制两个电磁阀实现燃用汽油与LPG的切换，LPG经过滤清器过滤后，进入调节器进行减压并蒸发，气态的LPG流入混合器与空气混合形成可燃混合气进入气缸。 （3）混合燃料发动机供给系统 17
教 案 内 容 柴油/CNG混合燃料发动机供给系统组成：燃料供给系统、发动机控制保护系统、天然气供给和调节系统、天然气储存系统 燃料供给系统： 1）燃料供给系统结构 混合器、供气量控制阀、柴油供给装置 2）燃料供给系统的功用 根据发动机不同工况的工作需要，供给发动机一定数量和浓度的燃气空气混合气，并将一定量的引燃柴油以一定压力和喷油质量定时喷入气缸。 发动机控制保护系统： 1）动机控制保护系统的结构 供气量控制阀的传动装置、燃料转换装置、燃气供给闭锁装置。 2）动机控制保护系统的功用 供气量控制阀的传动装置主要是根据发动机最高转速和空气滤清器堵塞程度，校正供气量控制阀的开度，以控制燃气供给量。 燃料转换装置主要用来实现燃用柴油和柴油/燃气混合燃料之间的转换，并在高压气瓶压力不足时自动切换到燃用柴油。 燃料转换装置主要是在发动机不工作时，切断燃气供给。 天然气供给和调节系统： 1）天然气供给和调节系统的组成 调节器（高压减压阀和低压减压阀）、燃气滤清器、加热器 2）天然气供给和调节系统的功用 其功用是向混合器输送清洁的低压天然气，以避免因天然气减压吸收热量而造成输气管路及其它零件冻结，增设天然气加热器，以保证燃气供给系统正常供气。 天然气储存系统： 1）天然气储存系统的组成 高压气瓶、压力表、充气阀、供气阀等。 2）天然气储存系统的功用 储存并对天然气的压力进行指示。 两用燃料发动机混合器供气电控系统 一、电控燃气供给系统的功能 1．模拟汽油喷射信号 发动机在燃用燃气时必须在切断汽油喷射的同时，由电控燃气供给系统向汽油ECU输入模拟的汽油喷射信号。 2．模拟氧传感器信号 电控燃气供给系统必须向汽油ECU输入一个理想的模拟氧传感器信号，以便切换到燃用汽油时汽油ECU能够正常工作。 二、混合器供气电控系统的组成 1．基本组成 除与电控汽油喷射系统共用的元件外，增加的主要电控元件有：转换开关、模拟器、燃气ECU、步进电机功率阀等。 18
教 案 内 容 2．主要元件位置 燃气供给系统中的调节器、混合器、步进电动机功率阀等均安装在发动机室内，燃料转换开关安装在驾驶室内仪表盘附近，不同车型高压气瓶安装位置不同，手动供气阀、电磁阀等安装位置不同。 三、混合器供气电控系统工作原理 1．开环控制系统 电控汽油喷射发动机改装的汽油/CNG两用燃料发动机开环控制供气系统，在进气管前，该系统的燃气供给和汽油供给两个燃料供给系统是并列的。在发动机工作时由油气转换开关控制燃气电磁阀和电动燃油泵，同一时刻，只允许发动机燃用汽油或燃气一种燃料。 发动机燃用天然气时，将燃料转换开关转到“气”位置，此时燃气电磁阀开启、电动燃油泵停止工作，天然气经减压调节器减压后，在经动力调节阀进入混合器，并与来自空气滤清器的清洁空气混合后供往气缸。 2．闭环控制系统 闭环控制系统，在减压调节器和混合器之间安装由ECU控制的功率阀，并加装氧传感器实现空燃比闭环控制，则可使发动机在各种工况下都能获得最佳的空燃比。 混合燃料发动机混合器供气电控系统 混合燃料发动机混和供气电控系统是纯混合器供气电控系统与第一代柴油机电控燃油喷射系统的结合，混合燃料发动机采用压缩自然式的点火方式，没有点火系统，而引燃柴油的喷射量和喷射正时由柴油机电控燃油喷射系统控制。 CNG/柴油混和燃料非增压发动机混和器供气系统组成：天然气供气系统、引燃柴油供给系统、电子控制单元。 天然气供气系统主要由高压气瓶、电磁阀、调节器、功率阀、混和器组成。 引燃柴油供给系统的组成和原理见“第六章柴油电控技术简介”的相关内容。 电子控制单元的主要功能是根据各传感器信号来确定供油齿条和功率阀的位置，并根据燃料转换开关等控制天燃气电磁阀的通断，同时燃气ECU也具有失效保护功能。 电控燃气喷射系 电控气态燃气喷射系统的分类 （1）按使用燃料 电控气态CNG喷射系统、电控气态LPG喷射系统 （2）按燃气ECU工作原理 直接采集信号控制系统、间接采集信号控制系统直接采集信号控制系统的燃气ECU直接采集各种传感器信号，如发动机转速、节气门位置、氧传感器等信号，经过分析计算，确定喷入各缸的燃气量。 间接采集信号控制系统的燃气ECU只相当于一个转换器，它充分利用汽油ECU的控制功能，采集汽油ECU输出的喷油器控制信号并将其转化为燃气喷射器控制信号再用来控制燃气喷射器的喷射时刻和喷射时间。 19
单燃料或两用燃料发动机电控多点燃气喷射系统 电控多点燃气喷射系统将燃气喷射器布置在各缸进气歧管的进气门处，采用顺序喷射控制方式分别对每个缸的燃气喷射器进行控制。如图日本本田公司研制的电控多点燃气喷射系统。 教 案 内 容 本田公司研制的电控多点燃气喷射系统 第5节 3．混合燃料发动机电控多点燃气喷射系统 混合燃料发动机电控多点燃气喷射系统与混合器供气电控系统相比，只是采用的燃气供给方式不同，多点燃气喷射系统中取消了功率阀和混合器，利用燃气喷射器控制燃气供给量。 4．电控燃气直接喷射系统 电控燃气直接喷射系统利用燃气喷射器直接向气缸内供气，并由燃气ECU控制喷气量和喷气正时。 二、电控液态燃气喷射系统 电控液态燃气喷射系统以液化石油气为燃料，主要部件包括，LPG燃料泵、压力调节器、压力传感器、喷射器及ECU等。 目前研制的电控液态LPG喷射系统都是间接采集信号的控制系统，即燃气ECU都是利用汽油ECU的喷油器控制信号（包括同步喷射信号和异步喷射信号），来控制燃气喷射器的工作。 电控燃气供给系统主要元件 一、功率阀 1．功率阀的安装位置 功率阀安装在燃气压力调节器与混合器之间的低压输气管路中。 2．功率阀的类型 步进电动机功率阀、占空比功率阀 步进电动机功率阀采用步进电动机驱动调节阀来执行燃气ECU的指令，实现燃气供给量调节。占空比功率阀采用占空比控制型电磁阀来执行燃气ECU的指令，实现燃气供给量调节。 3．功率阀的控制原理 功率阀通过改变低压输气管路的流通截面来控制供气量。 20
教 案 内 容 作 业 本 章 小 结
二、模拟器 1．模拟器的功用 发动机燃用燃气时，产生并向汽油ECU输送模拟喷油器工作的信号。 2．模拟器的类型 电压驱动方式、电流驱动方式 3．模拟器的工作原理 电压驱动方式：当燃用汽油时，模拟器接通短路开关即可将蓄电池12V电源不经电阻R输送给喷油器，喷油器正常工作。当燃用燃气时，模拟器断开短路开关，此时汽油ECU仍能正常向喷油器输送喷油信号，由于接通喷油器搭铁回路后，蓄电池12V电源经过串联电阻R输送给喷油器，使通过喷油器的电流减小，喷油器线圈产生的电磁力不足以吸开针阀，所以喷油器不喷油，但输送给汽油ECU的仍是12V电压信号。 电流驱动方式：当燃用汽油时，模拟器接通喷油器电路而断开电阻R电路，喷油器正常工作。当燃用燃气时，模拟器则断开喷油器电路而接通电阻R电路，喷油器不喷油，由于喷油器并联电阻与喷油器电阻相等，所以输送给汽油ECU的电流信号不变。 三、点火提前调节器 燃气与汽油的化学性质不同，在同一工况下的最佳点火提前角不同，所以在以汽油机改装的两用燃料发动机上，设有点火提前调节器，以满足发动机燃用燃气和燃用汽油时对点火提前角的不同需要。 四、燃气喷射器 1．国产HSV电控低压燃气喷射器工作过程：电磁线圈不通电时球阀在进气口和出气口两侧气体压差的作用下向右开启，使燃气经出气口喷出。当电磁阀通电时，衔铁在电磁力作用下向左移动，并通过顶杆使球阀向左关闭，停止燃气喷射。 2．天然气——柴油组合式喷射器工作过程：当ECU发出喷射指令使控制电磁阀通电时，电磁阀关闭供油/回油通道，凸轮驱动柱塞向下运动压缩泵油腔内的柴油，柴油压力达到喷射始点压力，柴油针阀开启喷射引燃柴油。而后随着高压燃气进入喷射器内燃气压力腔，当凸轮顶点转过使柱塞开始上移（喷油基本结束），且燃气压力腔内的压力超过气体针阀回位弹簧的弹力时，将气体针阀顶起，使柴油喷射停止而燃气喷射开始。 1．按所用气体燃料的种类分，燃气汽车的类型？ 2．按燃气供给方式燃气发动机的类型？ 3．简述混合燃料发动机供给系统？ 1．目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料（天然气或液化石油气）闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。 2．按空燃比控制方式可分为开环控制系统和闭环控制系统 3．两用燃料发动机供气系统结构特点：即在原汽油机上加装一套CNG燃气供给系统，包括高压钢瓶、高压管路、滤清器、调节器、混合器等，在 4．天然气供给和调节系统组成调节器（高压减压阀和低压减压阀）、燃气滤清器、加热器 21
教 案 内 容 一、燃气汽车的发展 4．燃气汽车的发展历程 1872年天然气发动机产生，到了三十年代初由意大利人率先采用天然气作为汽车燃料；七十年代燃气汽车技术逐渐快速发展；九十年代后天然气汽车数量迅速增加。 5．我国燃气汽车的发展现状 20世纪50时年代开始天然气汽车的研究；80年代中期开始发展天然气汽车；1994年起上海组织开展液化石油气燃气汽车样车的适用及研究。 2001年底我国燃气汽车保有量已超过11万辆，预计到2005年，我国燃气汽车的保有量将达到100万辆，到2001年将达到150万量。 6．燃气汽车的发展趋势 目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料（天然气或液化石油气）闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。 二、燃气汽车的类型 1．按所用气体燃料的种类 液化石油气汽车、天然气汽车 液化石油气汽车以液化石油气作为燃料。 天然气汽车以天然气作为燃料。 3．所用燃料的数量和形式 单燃料燃气汽车、两用燃料燃气汽车、混合燃料燃气汽车 单燃料燃气汽车只使用天然气或液化石油气中的一种作为发动机燃料。 三、燃气发动机供给系统 1．燃气发动机供给系统类型 （1）按燃气供给量的控制方式 机械控制式燃气供给系统、电子控制式燃气供给系统 电子控制式燃气供给系统由各种传感器采集信号并向ECU输送发动机的工况信息，ECU则根据这些信息和内存控制模型直接控制功率阀或燃气喷射器工作，以实现对供气量的控制。 电子控制式燃气供给系统的燃气与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。 （2）按燃气供给方式 混合气供给系统、燃气喷射系统 混合气供给系统的燃气与空气采用缸外混合方式，与传统的化油器式汽油发动机类似。 燃气喷射系统与空气可以采用缸内混合方式，也可采用缸外混合方式。 缸内混合方式与柴油机类似，在发动机压缩行程接近上止点时，将一定量的燃气经安装在气缸盖上的高压燃料阀（或喷嘴）直接喷入气缸，在气缸内部使燃气与空气混合形成可燃混合气。 缸外混合方式是将燃气定时、定量的喷入各缸进气歧管中的进气门处。 22
教 案 内 容 （3）按空燃比控制方式 开环控制系统和闭环控制系统。 机械控制燃气供给系统均属开环控制系统。 闭环控制系统是由ECU根据氧传感器的反馈信号对供气量进行修正。 （4）按发动机的类型 单燃料发动机供给系统、两用燃料发动机供给系统、混合燃料发动机供给系统 2．械控制式燃气供给系统 （1）单燃料发动机燃气供给系统 单燃料发动机燃气供给系统一般利用节气门根据工况要求实现对混合气量的控制，而可燃混合气一般利用火花塞点燃。 1）单燃料发动机燃气供给系统的结构 主要由储液罐、燃料控制电磁阀、调节器、混合器等组成。 2）工作原理 当发动机工作时，燃气控制电磁阀打开，由储液罐流出的燃气经调节器调压、计量后以气态输送到混合器，并在混合器内与空气混合后被吸入气缸。 3）单燃料发动机燃气供给系统各部件的功用 储液罐用于储存液态燃气燃料控制电磁阀功用是当发动机停止工作时自动切断燃气供给，而发动机工作时，根据温度打开其中一个电磁阀，并自动实现供给气态或液态燃气的切换。 调节器的功用是对输送给混合气的燃气进行减压，使液态燃气蒸发以便与空气更好的混合。 混合器的功用类似于汽油机化油器，主要是根据发动机工况来调节空燃比，使调节器输送来的气态燃气按一定比例与空气混合，并送往气缸。 （2）两用燃料发动机供气系统 化油器式汽油机改装的汽油/CNG两用燃料发动机供给系统结构特点：即在原汽油机上加装一套CNG燃气供给系统，包括高压钢瓶、高压管路、滤清器、调节器、混合器等，在燃用天然气时，替代原汽油机供给系统向发动机提供天然气---空气混合气。 化油器式汽油机改装的汽油/LPG两用燃料发动机供给系统由燃料转换开关控制两个电磁阀实现燃用汽油与LPG的切换，LPG经过滤清器过滤后，进入调节器进行减压并蒸发，气态的LPG流入混合器与空气混合形成可燃混合气进入气缸。 （3）混合燃料发动机供给系统 柴油/CNG混合燃料发动机供给系统组成：燃料供给系统、发动机控制保护系统、天然气供给和调节系统、天然气储存系统 燃料供给系统： 1）燃料供给系统结构 混合器、供气量控制阀、柴油供给装置 2）燃料供给系统的功用 23
教 案 内 容 根据发动机不同工况的工作需要，供给发动机一定数量和浓度的燃气空气混合气，并将一定量的引燃柴油以一定压力和喷油质量定时喷入气缸。 发动机控制保护系统： 3）动机控制保护系统的结构 供气量控制阀的传动装置、燃料转换装置、燃气供给闭锁装置。 4）动机控制保护系统的功用 供气量控制阀的传动装置主要是根据发动机最高转速和空气滤清器堵塞程度，校正供气量控制阀的开度，以控制燃气供给量。 燃料转换装置主要用来实现燃用柴油和柴油/燃气混合燃料之间的转换，并在高压气瓶压力不足时自动切换到燃用柴油。 燃料转换装置主要是在发动机不工作时，切断燃气供给。 天然气供给和调节系统： 3）天然气供给和调节系统的组成 调节器（高压减压阀和低压减压阀）、燃气滤清器、加热器 4）天然气供给和调节系统的功用 其功用是向混合器输送清洁的低压天然气，以避免因天然气减压吸收热量而造成输气管路及其它零件冻结，增设天然气加热器，以保证燃气供给系统正常供气。 天然气储存系统： 1）天然气储存系统的组成 高压气瓶、压力表、充气阀、供气阀等。 两用燃料发动机混合器供气电控系统 一、电控燃气供给系统的功能 1．模拟汽油喷射信号 发动机在燃用燃气时必须在切断汽油喷射的同时，由电控燃气供给系统向汽油ECU输入模拟的汽油喷射信号。 2．模拟氧传感器信号 电控燃气供给系统必须向汽油ECU输入一个理想的模拟氧传感器信号，以便切换到燃用汽油时汽油ECU能够正常工作。 二、混合器供气电控系统的组成 3．基本组成 除与电控汽油喷射系统共用的元件外，增加的主要电控元件有：转换开关、模拟器、燃气ECU、步进电机功率阀等。 4．主要元件位置 燃气供给系统中的调节器、混合器、步进电动机功率阀等均安装在发动机室内，燃料转换开关安装在驾驶室内仪表盘附近，不同车型高压气瓶安装位置不同，手动供气阀、电磁阀等安装位置不同。 三、混合器供气电控系统工作原理 3．开环控制系统 电控汽油喷射发动机改装的汽油/CNG两用燃料发动机开环控制供气系统，在进气管前，该系统的燃气供给和汽油供给两个燃料供给系统是并列的。在发动机工作时由油气转换开关控制燃气电磁阀和电动燃油泵，同一时刻，只允许发动机燃用汽油或燃气一种燃料。 24
混合燃料发动机混合器供气电控系统 混合燃料发动机混和供气电控系统是纯混合器供气电控系统与第一代柴油机电控燃油喷射系统的结合，混合燃料发动机采用压缩自然式的点火方式，没有点火系统，而引燃柴油的喷射量和喷射正时由柴油机电控燃油喷射系统控制。 CNG/柴油混和燃料非增压发动机混和器供气系统组成：天然气供气系统、引燃柴油供给系统、电子控制单元。 天然气供气系统主要由高压气瓶、电磁阀、调节器、功率阀、混和器组成。 引燃柴油供给系统的组成和原理见“第六章柴油电控技术简介”的相关内容。 电子控制单元的主要功能是根据各传感器信号来确定供油齿条和功率阀的位置，并根据燃料转换开关等控制天燃气电磁阀的通断，同时燃气ECU也具有失效保护功能。 电控燃气喷射系 一、电控气态燃气喷射系统 1．电控气态燃气喷射系统的分类 （1）按使用燃料 电控气态CNG喷射系统、电控气态LPG喷射系统 （2）按燃气ECU工作原理 直接采集信号控制系统、间接采集信号控制系统直接采集信号控制系统的燃气ECU直接采集各种传感器信号，如发动机转速、节气门位置、氧传感器等信号，经过分析计算，确定喷入各缸的燃气量。 间接采集信号控制系统的燃气ECU只相当于一个转换器，它充分利用汽油ECU的控制功能，采集汽油ECU输出的喷油器控制信号并将其转化为燃气喷射器控制信号再用来控制燃气喷射器的喷射时刻和喷射时间。 2．单燃料或两用燃料发动机电控多点燃气喷射系统 电控多点燃气喷射系统将燃气喷射器布置在各缸进气歧管的进气门处，采用顺序喷射控制方式分别对每个缸的燃气喷射器进行控制。如图日本本田公司研制的电控多点燃气喷射系统。 教 案 内 容
电控燃气供给系统主要元件 25
教 案 内 容 一、功率阀 1．功率阀的安装位置 功率阀安装在燃气压力调节器与混合器之间的低压输气管路中。 2．功率阀的类型 步进电动机功率阀、占空比功率阀 步进电动机功率阀采用步进电动机驱动调节阀来执行燃气ECU的指令，实现燃气供给量调节。占空比功率阀采用占空比控制型电磁阀来执行燃气ECU的指令，实现燃气供给量调节。 3．功率阀的控制原理 功率阀通过改变低压输气管路的流通截面来控制供气量。 二、模拟器 1．模拟器的功用 发动机燃用燃气时，产生并向汽油ECU输送模拟喷油器工作的信号。 2．模拟器的类型 电压驱动方式、电流驱动方式 3．模拟器的工作原理 电压驱动方式：当燃用汽油时，模拟器接通短路开关即可将蓄电池12V电源不经电阻R输送给喷油器，喷油器正常工作。当燃用燃气时，模拟器断开短路开关，此时汽油ECU仍能正常向喷油器输送喷油信号，由于接通喷油器搭铁回路后，蓄电池12V电源经过串联电阻R输送给喷油器，使通过喷油器的电流减小，喷油器线圈产生的电磁力不足以吸开针阀，所以喷油器不喷油，但输送给汽油ECU的仍是12V电压信号。 电流驱动方式：当燃用汽油时，模拟器接通喷油器电路而断开电阻R电路，喷油器正常工作。当燃用燃气时，模拟器则断开喷油器电路而接通电阻R电路，喷油器不喷油，由于喷油器并联电阻与喷油器电阻相等，所以输送给汽油ECU的电流信号不变。 三、点火提前调节器 燃气与汽油的化学性质不同，在同一工况下的最佳点火提前角不同，所以在以汽油机改装的两用燃料发动机上，设有点火提前调节器，以满足发动机燃用燃气和燃用汽油时对点火提前角的不同需要。 四、燃气喷射器 1．国产HSV电控低压燃气喷射器工作过程：电磁线圈不通电时球阀在进气口和出气口两侧气体压差的作用下向右开启，使燃气经出气口喷出。当电磁阀通电时，衔铁在电磁力作用下向左移动，并通过顶杆使球阀向左关闭，停止燃气喷射。 2．天然气——柴油组合式喷射器工作过程：当ECU发出喷射指令使控制电磁阀通电时，电磁阀关闭供油/回油通道，凸轮驱动柱塞向下运动压缩泵油腔内的柴油，柴油压力达到喷射始点压力，柴油针阀开启喷射引燃柴油。而后随着高压燃气进入喷射器内燃气压力腔，当凸轮顶点转过使柱塞开始上移（喷油基本结束），且燃气压力腔内的压力超过气体针阀回位弹簧的弹力时，将气体针阀顶起，使柴油喷射停止而燃气喷射开始。 26
作 业 本 章 小 结 1．按所用气体燃料的种类分，燃气汽车的类型？ 2．按燃气供给方式燃气发动机的类型？ 3．简述混合燃料发动机供给系统？ 4．电控燃气供给系统的功能？ 5．混合器供气电控系统的组成？ 6．按使用燃料电控气态燃气喷射系统的分类？ 1．目前，两用燃料单点喷射系统和单一燃料（天然气或液化石油气）闭环多点顺序喷射系统相继问世，而闭环多点顺序喷射系统是当今燃气发动机电控技术发展的主流和方向。 2．按空燃比控制方式可分为开环控制系统和闭环控制系统 3．两用燃料发动机供气系统结构特点：即在原汽油机上加装一套CNG燃气供给系统，包括高压钢瓶、高压管路、滤清器、调节器、混合器等，在 4．天然气供给和调节系统组成调节器（高压减压阀和低压减压阀）、燃气滤清器、加热器 5．发动机在燃用燃气时必须在切断汽油喷射的同时，由电控燃气供给系统向汽油ECU输入模拟的汽油喷射信号。 6．电控燃气供给系统必须向汽油ECU输入一个理想的模拟氧传感器信号，以便切换到燃用汽油时汽油ECU能够正常工作。
LED， TDC，传感器， MAP，传感器， ECT
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传感器，IAT，传感器，曲轴，传感器， TP，传感器，维修检测，插接器，爆震，传感器，通电时间，基本点火正时，校正，冷却液温度校正，进气温度校正，爆震校正，换档校正，换档控制，点火器单元，点火线圈，分电器，火花塞，怠速校正，自动
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