飞亚摩托车电喷的基本工作流程及故障维修

182012维修飞亚FAI电喷系统因其结构紧凑，在化油器式发动机中进行改装代换相对简便。不但整车生产厂家在使用，在摩托车爱好者用户群体中，改装此款电喷也大有人在。钱江摩托车公司生产的骑式125电喷摩托车中，使用FAI电喷系统的比较多，因此很多修理人员习惯上称为钱江飞亚。此款电喷系统在国产电喷摩托车的市场占有量是比较大的。我们使用杂志社顾问刘晓先生的摩托车数据分析仪对FAI电喷系统的工作流程进行测试，同时将一些故障诊断排除方法与各位同行分享，由于水平有限，加之经验不足，错误和疏漏之处，敬请各位同行批评指正。FAI电喷系统基本由ECU控制模块，节气门体，喷油器安装座，温度传感器（进气温度，发动机温度）四个部分通过联接导线构成一个工作整体。某些版本还对点火时间进行ECU控制。FAI电喷系统的ECU接收来自摩托车磁电机中的触发传感器信号，来判断发动机的转速状态，同时控制喷油开始时间。节气门体上的节气门位置传感器提供油门开度信号，ECU根据此反馈信号结合转速信号，对喷油器进行基本的喷油量控制（控制喷油器的开启关闭时间）。与目前的国内其它摩托车电喷系统的开度－密度－转速法相比，FAI电喷系统利用开度—转速法来控制基本喷油量，从而省略了负压信号传感器，有效降低成本。至于发动机温度传感器和进气温度传感器提供给ECU的信号是修正喷油量使用的，接收到此信号后，ECU根据当前反馈数据和原始存储数据进行对比，提供适应当前温度的喷油量。所以从电喷系统的角度来说，喷油时间分为基本喷油时间和修正喷油时间，而发动机温度传感器，进气温度传感器和氧传感器基本属于修正量传感器类。再就是FAI电喷系统的点火控制器【也就是点火器】与目前市面上的电喷系统不同，比如豪爵铃木，建设雅马哈，五羊本田的电喷系统是将点火控制器集成到ECU内部来进行综合控制。但FAI的电喷系统是将点火控制器设计在ECU的外端。磁电机的触发信号首先进入ECU，再由ECU根据内部程序控制来向点火器的触发信号端口提供触发信号，不过这个信号与磁电机的磁电信号完全不同，输出的是一种方波信号。所以FAI电喷系统的点火时间也是由ECU控制。在使用点火灯察看点火正时时，点火时间与我们常见的化油器式发动机的点火正时是不相同的。飞亚电喷的基本工作流程及故障维修文_程康志早期的FAI电喷系统国二款电喷没有配置氧传感器，属于开环控制方式。开环控制的基本控制方式为各传感器的反馈信号输入控制模块，ECU将当前各种信号与预先存储的程序进行对比，然后输出相应的控制信号驱动各种执行器工作。这种控制方式对于实际的混合气浓度是无法感知的，完全是靠预先设置的程序在进行工作。在国三款的闭环系统中，增加了氧传感器，大气压力传感器。飞亚配置的是外加热式氧传感器，利用排气高温对氧传感器本身进行加热。因为氧传感器的物理特性，所以必须要在温度300℃以上时才能输出正常反馈信号。ECU根据氧传感器的反馈信号电压高低可以判断排气中氧含量的多少，来修正喷油器的喷油时间。这个排气中的氧含量反应了空燃比（空气和燃油的比例，俗称为混合气浓度）正常与否。ECU根据这个反馈信号来对喷油器的喷油时间进行修正，使空燃比保持在14.7：1这个范围左右。在某些时候，例如启动时，启动后的一段时间内，高速大负荷时，突然加速时，发动机温度比较低时，氧传感器温度未达到正常工作温度时，闭环控制的电喷系统也是执行的开环控制方式。（配上氧传感器图片）FAI电喷系统的大气压力传感器放置在ECU的排线插口侧，这个传感器反馈的是大气压力。在高海拔地区大气压力与平原低海拔地区不同，空气中的含氧量减少，此时必须要减少喷油量来保持混合气浓度。192012图3为主板插口中触发线圈对应的插接位置，其中5号插口为搭铁地线位置，9号插口为触发线圈正电源输入位置。图中的1号插口位置为熄火线位置，可以空缺不使用。2号插口位置是一个空位，在我们接触到的飞亚主板中，还没有看到这个插口位置有对外的连接线路。图4为主板上节气门传感器的对应插接位置。4号插口为传感器的输入电源端口，实际测试中输入的是4.96伏电源电压，一般这个电压因为使用的测试仪表差异，测量值也会有少许出入。这是主板输出的5伏电源，测量值允许有上下5%的差异。建议测量时使用高阻抗的数字式万用表，不要使用低阻抗的普通指针式万用表。11号插口为传感器的反馈电压信号输出端口。单独测量节气门传感器时，4、5号插口之间的电阻值为5.38kΩ，11号插口与5号地线之间的电阻值在怠速位置为1.45kΩ，节气门完全打开后电阻值上升到5.86kΩ。11号插口与4号插口之间的电阻值在怠速位置为5.81kΩ，节气门完全打开后电阻值下降到1.43kΩ。在打开电门锁，主板有工作电源的情况下，11号反馈线的电压怠速状态下为0.47V，节气门全开状态下反馈电压上升到4.49V。当然这个电压取决于节气门传感器的初始安装位置，安装位置不同电压值会有些差异，但差距不会太大。在正常怠速位置情况下，节气门传感器的反馈电压在0.47V时。如果因为维修拆装原因，传感器安装位置变动后，这个反馈电压也会变动。实际测试中我们发现，当此电压低于0.33V时，故障码显示灯点亮，提示节气门传感器故障。电压高于0.33V时，故障灯没有提示。节气门上的怠速定位螺丝是限制节气门最小开度位置的，如飞亚的ECU控制模块如图1，这个控制模块一般俗称为主板（以下也简称为主板）。主板为18针线路插口，这个插口线路在我们测试过的各款飞亚电喷中，无论早期的国二版本还是后期的国三版本，除了引线颜色不同外，排列方式是完全相同的。图2为主板插口中温度传感器对应的插接位置，3号插口为接地端，12号插口为发动机温度传感器端口，16号插口为进气温度传感器端口。维修触发线圈插口位置节气门传感器插口位置202012维修图5为主板上喷油器的插口位置。18号插口为喷油器电源输入端口，这个电源是长期连接在线路中的，不受电门锁的控制。8号为喷油器的返回端口。在环境温度为20℃时，测量到的喷油器电阻值为1.4Ω。图6为主板上解码仪连接端口的插口位置。飞亚的解码仪连接图7为主板上闭环控制的点火触发信号线插口，在主板上为6号线位置。点火器本身是个定角直流点火器，接收到触发信号后果出于某些原因需要调节此限位螺丝时，首先要测量并记录下节气门传感器怠速状态时的反馈电压输出值。调节工作完成后松开节气门传感器的固定螺丝，缓慢调节到记录时的电压值并紧固传感器固定螺丝，这样才能避免怠速状态下供油量失调故障。喷油器插口位置解码仪通讯线插口位置闭环控制的点火器触发电源插口位置氧传感器反馈线插口位置端口为6针式，分别对应主板上的5、7、10、14、15、17号插口。其中7号插口为带有故障自检灯系统的自检灯线。我们曾经用分析仪测试过解码仪端口的输出波形，发现飞亚的解码仪与ECU之间通讯使用的是双K线通讯方式。目前这种连接解码仪和主板的通讯方式并不多见，常见的多为单K线通讯方式。这也就是飞亚电喷系统的解码仪连接端口线远远比其它电喷摩托车解码仪的连接端口要多的原因。212012维修就开始工作输出电压进入点火线圈。飞亚对这个触发信号使用的是输出正方波信号提供给点火器触发电源。图8为主板上氧传感器反馈电压线的插口，在主板上为13号线位置。图9为飞亚国三版本喷油器与早期国二版本喷油器的比较，可以看到国3版本喷油器外形比国2版本有所缩小。不单外形缩小，喷油孔形状外观也有所改变。如图10国三版本的喷油孔，此喷油孔为一个半月形。图11国二版本的喷油孔，此喷油孔为圆形。飞亚喷油器进入的燃油是从油箱流出的常压燃油，在喷油器内部压缩后再喷射，喷油器相当于一个燃油压缩喷射泵。我们测试过国三版本的喷油器，其累积压缩压力不低于23kg/cm2。燃油从喷油器底部流入，通过喷油器顶端的回油管流回油箱，这样的燃油流动方式可以很好的带走喷油器线圈工作时产生的热量，对喷油器进行散热冷却，防止喷油器内因温度过高产生汽油蒸汽。由于喷油器需要先压缩燃油然后再进行喷射，所以喷油器前段工作时间是没有燃油喷出的，在实际测试中发现国三版本的系统中，喷油时间在4ms（毫秒）时是没有燃油喷出的，超过4ms喷油时间后才能看到燃油喷出。我们将家用220V50Hz电源经过限流整形后作为触发电源，使用可以控制导通时间的点火器来模拟主板中的驱动，输出电压对国三版本的喷油器进行喷油量测试。在喷油时间设定为5ms时，一分钟累积喷油量为10毫升。将喷油时间调整到6ms时，一分钟累积喷油量为30毫升，1ms的喷油时间延长使喷油量提高了2倍。打开电门锁接通主板电源后，喷油器会发出短暂的嗒嗒声，这是开机自检时喷油器的工作响声。在工作运转时这个喷油器响声被发动机的运转声音所掩盖，所以几乎听不见嗒嗒声。只有燃油进入量不足，空气在喷油器内部存积过多的情况下，怠速状态时会出现明显的喷油器工作声音。遇到这种情况，就需要检查进油管路是否存在异常问题。开机自检状态时喷油器的工作声音如果比平时响很多，这也是喷油器内部存积燃油不够时的表现。我们所能听到的开机自检时的嗒嗒声感觉没几次，实际情况下此时喷油器已经开启关闭数十次。通过测试喷油器波形时发现的喷油次数远远超过耳朵所能听到的次数。使用摩托车数据分析仪进行波形检测手法对电喷进行检测维修，不但能使维修人员直观地看到电喷各部件的工作情况，也能飞亚电喷系统使用的是常压供油，高压喷射的工作方式。这点也区别于很多压力供油的电喷系统。在压力供油电喷系统中，进入喷油器的燃油被油箱内的燃油泵加压，并通过稳压装置使压力保持在一个稳定的范围内。喷油器工作时喷油针阀打开，压力燃油从喷油器针阀和阀座的间隙中喷出。这种情况下喷油器就相当于是起到一个阀门的作用。FAI电喷系统使用的喷油器为直线电磁泵式喷油器。222012维修通过波形对比发现各种解码仪所没有涵盖进来的故障。对于电喷车进行波形检测，首先需要认识喷油器工作波形，如图12。图12为飞亚电喷的喷油器波形，飞亚使用的是传统的饱和开关驱动型喷油器。这种驱动方式为ECU控制接地电路接通时，驱动三极管打开，喷油器得到工作回路后开始工作，在波形上就突然出现一个电压降。当ECU控制接地线路断开时，驱动三极管关闭，喷油器失去工作电源停止工作，由于喷油器内线圈的磁场在切断电源瞬间产生突变，线圈自感出一个峰值电压。喷油器的工作时间和自感峰值电压在波形图上很清楚明显的反映出来。燃油喷射的时间以ms（毫秒）级的脉冲宽度表示，这表示喷出燃油量的多少。宽的脉冲表示在相同喷射压力下喷射的燃油量增加。在飞亚电喷中，宽的脉冲也同样代表喷射的燃油量增加。习惯上把喷油器开启时间称为喷油脉宽。图14为前段6次喷油时的喷油脉宽，时间3.05ms，低于4ms喷油脉宽时是没有燃油喷出。这种喷油器的动作可能是为了排除喷油器内的空气，因为空气存在的情况下会减少实际喷出的燃油量。喷油器的峰值电压为117V，实际测试中飞亚的多种版本喷油器峰值电压都在这个范围附近。图15为前段6次喷油结束后转入中间段喷油的间隔时间，喷油器停止工作63.01ms后继续开始后面的连续动作。图16为中间段连续40次动作时的喷油脉宽，3.79ms。同样这也是在进行排除喷油器内部空气的喷油动作。图17为喷油器中间段工作结束后进入后面喷油的间隔时间，喷油器在停止63.69ms后开始了后面的有效喷油动作。在最后段的喷油脉宽时4.88ms，如图18所示。这是喷油器有实际燃油喷出的动作，在启动以前预先喷射燃油进入进气道，为启动时提供足够的启动浓混合气。图13为国3版本飞亚电喷系统冷机开机自检时的喷油器波形，从波形图上可以看到在0.9秒的开机自检喷油器工作时间内，先后出现了3段喷油器波形。对喷油时间进行测量后发现，前6次喷油和中间40次喷油都属于无效的喷油时间，只有最后9次的喷油时间能实际有燃油喷出。232012维修图19中的开机自检喷油器波形中，后段的有效喷油次数为4次，与图13的喷油次数不同。这是因为温度传感器的反馈，在停车后不久汽缸温度还比较高的情况下打开电门锁时，主板根据温度传感器反馈进入的电压值，修正有效喷油的次数，避免启动时混合气过浓造成启动困难。但