汽车修理技师论文—电喷发动机空气供给系统故障与维修

1电喷发动机空气供给系统故障与维修摘要电喷发动机是以ECU电控单元为核心，在发动机上不同部位的各种传感器，测出发动机各种不同工况下的工作参数，按电控单元存储器器（RAM）中设定的控制程序，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气，从而使发动机获得良好的燃油经济性和排放性。空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速空气调整体、谐振腔、动力腔、进气歧管等组成。发动机工作时，ECU通过调节节气门的开度，依次来改变进气量，控制发动机的运转。进入发动机的空气经空气滤清器虑去尘埃等杂质后，经空气流量计，沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分配到各个缸中。空气供给系统一旦出现故障就会严重影响发动机的工作性能，空气供给系统故障常见的现象，怎样适时诊断出空气供给系统出现的故障，并及时的排除，使发动机稳定的工作，是本文探讨的重点。关键词：电喷发动机空气供给系统故障维修绪论电控系统的主要功用就是根据各种传感器的信号，由计算机进行综合分析和处理，通过执行装置控制喷油量等使发动机油最佳性能。空气供给系统主要组成由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速空气调整体、谐振腔、动力腔、进气歧管等。电喷空气供给系统的主要工作原理是：发动机工作时，空气经空气滤清器虑去尘埃等杂质后，经空气流量计，进入发动机的沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分配到各个缸中。ECU根据空气流量计(L)型或进气歧管压力传感器(D)型和转速传感器的信号确定空气流量，在根据传感比要求即进气量就可以确定每一个循环的基本供油量，然后根据各种传感器的信号进行点火提前角、温度、节气门开度、空燃比等各种工作参数的修正，最后确定某一工况下的最佳喷油量。2ECU通过控制节气门的开度，依次改变进气量，控制发动机的运转。空气供给系统一旦出现故障就会严重影响发动机的工作性能，致使发动机达不到理想的空燃比，影响发动机的动力性和排放性。因此本着快速、准确、有效的诊断是保证汽车运行安全，提高经济性，减少排放和降低噪声，提高维修效率、降低维修成本，并延长汽车使用寿命的前提，我们要对这些故障进行及时检测分析和排除。第一章发动机电喷系统概述1.1电喷系统综述1.1.1电喷系统的新概念电喷系统的实质就是一种新型的汽油供给系统。化油器利用空气流动时在节气门上方的喉管处产生负压，将浮子室的汽油连续吸出，经过雾化后输送给发动机，汽油喷施系统则是通过采用大量的传感器受各种工况，根据直接或间接检测的进气信号，经过计算机判断和处理，计算出燃烧时所需的汽油量，然后将加一定压力的汽油经喷油器喷出，供发动机使用。1.1.2电喷系统的优缺点电控发动机系统取消了化油器供油系统中的喉管，喷油位置在节气门的下方或缸内，有计算机控制喷油器的精准喷射量。与化油器式发动机比，电喷系统有以下优点：1)提高了发动机的充气系数，从而提高了发动机的输出功率和扭矩。这是因为电喷系统当中没有了喉管，减少了进气压力损失；汽油喷射是在进气歧管附近，只有通过进气歧管，这样可以增加进气歧管的直径，增加进气歧管的惯性作用，提高进气效率。32）根据发动机负荷的变化，精准控制混合气的空燃比，适应各种工况，使燃烧更充分，降低油耗，减少排气污染，而且响应速度快。3）可均匀分配到各缸燃油，减少了爆震现象，提高了发动机工作的稳定性，同时也降低了废气排放和噪声污染。4）提高了汽车的使用性能。在寒冷的冬季，化油器主喷油管易结冰上冻，而电喷系统没有结冰上冻现象，所以提高了冷启动性能。另外电喷系统提供的是高压供油，喷出的气雾滴较小，能与空气同时进入燃烧室混合，因而响应速度快，加速性能好。电喷系统与传统系统相比可以使油耗降低5%-15%，废气排放量减少20%左右发动机功率提高5%-10%。电控系统无论从燃油经济性发动机动力性，还是排气和噪声等方面都具有传统系统无法比拟的优越性。电喷发动机系统的缺点就是在于价格偏高，维修要求高。1.1.3电喷系统的组成和工作原理按其部件功用来看，电喷系统的组成主要有：空气供给系统（气路）、燃油供给系统（油路）和电子控制系统（电路）三大部分。1.2空气供给系统作用：为发动机提供清洁的空气并控制发动机的正常工作时的进气量。组成：由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速空气调整体、谐振腔、动力腔、进气歧管等。工作原理：发动机工作时，空气经空气滤清器后，通过空气流量计（L型）节气门体进入近期总管，在通过进气歧管分配给各缸。节气门体中设置有节气门，从而控制进入发动机的空气量，进而控制发动机的输出功率。在节气门的外部或内部设有与主进气道并联的旁通带速进气通道，并由怠速控制阀控制怠速时进气量。L型——流经怠速控制阀的空气首先经过空气流量计测量。D型——进气歧管压力传感器测量的是进气歧管内的绝对压力，流经怠速控制阀的空气也在此检测范围之内。怠速控制阀由ECU直接控制。41.3燃油供给系统作用：向汽缸提供燃烧所需的燃油。组成：汽油泵、汽油滤清器、压力调节器、喷油器等。工作原理：在电控汽油喷射系统中汽油经汽油泵从油箱中泵出经汽油滤清器等输送到喷油器和冷启动喷油器，调节器与喷油器并联，保证油压差不变。1.4电子控制系统功用：根据各种传感器的信号，由计算机进行综合处理分析，通过执行元件控制执行，使发动机具有最佳性能。组成：主要由传感器、ECU、执行器三大部分组成。工作原理：ECU根据空气流量计(L)型或进气歧管压力传感器(D)型和转速传感器的信号确定空气流量，在根据传感比要求即进气量就可以确定每一个循环的基本供油量，然后根据各种传感器的信号进行点火提前角、温度、节气门开度、空燃比等各种工作参数的修正，最后确定某一工况下的最佳喷油量。第二章空气供给系统的主要装置的结构与工作原理电喷发动机是以电控单元为核心，利用安装在发动机上不同部位的传感器，测出发动机各种不同工况下的工作参数，按照汽车制造厂电控单元存储器器中设定的控制程序，使发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气，从而使发动机获得良好的燃油经济性和排放性。空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计、进气压力传感器、节气门体、怠速空气调整体、谐振腔、动力腔、进气歧管等组成。有些发动机为了提高气压曾加充气量，应用了涡轮增压技术和二次进气技术。发动机工作时，驾驶员通过加速踏板操纵节气门的开度，依次来改变进气量，控制发动机的运转。进入发动机的空气经空气滤清器虑去尘埃等杂质后，经空气流量计，沿节气门通道进入动力腔，再经进气歧管分配到各个缸中。5图2-1空气供给系统1.空气滤清器2.进气温度传感器3.进气室4.大气压力传感器5.节气门体6.怠速阀2.1空气滤清器2.1.1空气滤清器的作用发动机在工作过程中要吸进大量的空气，如果空气不经过滤清，空气中悬浮的尘埃被吸入气缸中，就会加速活塞组及气缸的磨损。较大的颗粒进入活塞与气缸之间，会造成严重的“拉缸”现象，这在干燥多沙的工作环境中尤为严重。空气滤清器装在化油器或进气管的前方，起到滤除空气中灰尘、砂粒的作用，保证气缸中进入足量、清洁的空气。2.1.2空气滤清器的类型按照滤清原理，空气滤清器可分为过滤式、离心式、油浴式、复合式几种。目前，发动机中常用的空气滤清器主要有惯性油浴式空气滤清器、纸质干式空气滤清器、聚氨酯滤芯空气滤清器等几种。惯性油浴式空气滤清器，先后经过惯性式滤清、油浴式滤清、过滤式滤清三级滤清，后两种空气6滤清器主要通过滤芯过滤式滤清。惯性油浴式空气滤清器具有进气阻力小，能适应多尘多沙的工作环境，使用寿命长等优点，以前在多种型号的汽车、拖拉机的发动机上采用。但这种空气滤清器滤清效率较低、重量大、成本高、维护不便，在汽车发动机中已逐渐被淘汰。纸质干式空气滤清器的滤芯采用经过树脂处理的微孔滤纸制成，滤纸多孔、疏松、折叠，有一定的机械强度和抗水性，具有滤清效率高、结构简单、重量轻、成本低、保养方便等优点，是目前应用最广泛的汽车用空气滤清器。聚氨酯滤芯空气滤清器的滤芯采用柔软、多孔、海绵状的聚氨酯制成，吸附能力强，这种空气滤清器具有纸质干式空气滤清器的优点，但机械强度低，在轿车发动机中使用较为广泛。后两种空气滤清器的缺点是使用寿命较短，在恶劣环境条件下工作不可靠。各种空气滤清器各有优缺点，但不可避免地都存在进气量与滤清效率之间的矛盾。随着对空气滤清器的深入研究，对空气滤清器的要求也越来越高。近年来，出现了一些新型的空气滤清器，如纤维滤芯空气滤清器、复式过滤材料空气滤清器、消声空气滤清器、恒温空气滤清器等，以满足发动机工作的需要。2.1.3对滤清器的过滤要求1.过滤精度高，滤出所有较大的颗粒（1-2um）。2.过滤效率高，减少通过滤清器的颗粒数量。3.防止发动机出现早期磨损，防止空气流量计损坏。4.压差低，确保发动机有最佳的空燃比，降低过滤损失。5.过滤面积大，容灰量高，使用寿命长，降低运营费用。6.安装空间小，结构紧凑。7.湿挺度高，防止滤芯出现吸瘪现象，造成滤芯被击穿。8.阻燃。9.密封性能可靠。10.性价比好。11.无金属结构，利于环保，可再利用，利于储藏。2.2空气流量计L型空气流量计或D型空气流量计的进气压力传感器的作用是把测得的空气量信号转换为电信号，并把此电信号送给ECU，7ECU再根据接收到的电压信号和转速信号来决定喷油量。根据空气流量计测量原理的不同，空气流量计可分为叶片式、卡门旋涡式、热式三种类型。空气流量计是EFI系统中最重要的传感器，在检测和维修的时候应该特别注意，切忌碰撞，不要让污物进入流量计内，也不能随意将手或工具伸入流量计内，以免造成流量计损坏，影响其测量精度。叶片式空气流量计如图2-2，它是基于力学原理的基础之上对发动机进气量进行测量，它是一种传统的目前广泛应用的空气流量计，叶片式空气流量计工作原理如图2-3。卡门漩涡式空气流量计具有体积小、结构简单、进气阻力小等优点，日本丰田凌志LS400、日本三菱车系和韩国现代车系的多数轿车均采用卡门漩涡式空气流量计。卡门漩涡流量计按其检测方式可分为光学检测和超声波检测两种类型。热式空气流量计主要应用在20世纪80年代后生产的日本日产伯爵轿车和美国福特车系轿车，热式空气流量计的主要元件是热线电阻，可分为热线式和热膜式两种类型。其结构与工作原理基本相同。图2-2叶片式空气流量计81.叶片式空气流量计如上图2-2：（1）主要件功能：缓冲片，缓冲室内空气对缓冲片的阻尼作用，使翼片转动平稳。旁通空气调节螺钉，调节怠速时旁通空气量的大小，从而调节怠速混合气的成分。电位计，翼片转动的角度转换为电信号。（2）工作原理如图2-3，叶片全关时，没有进气量，产生电压信号最强；叶片打开时，进气量由小变大，产生电压信号有强变弱；叶片全开时，进气量最大，产生电压信号最弱。图2-3叶片式空气流量计工作原理2.卡门漩涡式空气流量计（1）光电式结构与原理：卡门漩涡原理：流体流过涡流发生体时，流体会产生系列漩涡，且漩涡频率与流体流速成正比。光电式传感器：由发光二极管、振动反光镜、光敏三极管组成。漩涡频率通过压力孔使振动反光镜振动，光敏三极管接受因振动产生变化的光能，转化为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比。（2）超声波式1）结构与原理：卡门漩涡原理：同上述，超声波式传感器：由超声波发射器、超声波接受器组成。漩涡频率使超声波发射器产生的超声波发生变化，超声波接受器接受该超声波转化为脉冲电压信号，该脉冲信号与漩涡频率成正比。3.热线式空气流量：9（1）组成：测试管，帕热丝，温度补偿电阻，控制电路板，外面还有金属防护网。等。还带有自洁电路，熄火后自动加热帕丝1000°C维持1s，烧掉帕丝上的灰尘。（2）工作原理控制电路自动控制电桥平衡当进气量越大，因进气的散热使帕热丝电阻减小，电桥平衡受到破坏。控制电路自动增大电流，增大帕热丝电阻使电桥重新恢复平衡。因电路中电流的增大，使精密电阻的电位增大。该电位与进气量成正比，作为进气量信号电压传输给发动机ECU。图2-4热线式空气流量计工作原理4.膜式空气流量计，组成及原理工作原理：与热线式相同，热膜：帕金属片固定在树脂薄膜上。优点是提高可靠性