發(fā)動(dòng)機(jī)電子燃油噴射系統(tǒng)的診斷與維修

杜曉偉 趙 華

(西安汽車職業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710600)

0 前言

發(fā)動(dòng)機(jī)電子燃油噴射系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)、傳感器和執(zhí)行器3部分組成。其中，ECM 是電子燃油噴射系統(tǒng)的核心部分，包含了若干個(gè)子控制系統(tǒng)[1]。ECM 通過(guò)采集和處理由傳感器傳輸來(lái)的信息，計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)在當(dāng)前工況下所需要的即時(shí)噴油量，然后向噴油器發(fā)出噴油指令。同時(shí)，ECM 通過(guò)向氧傳感器提供信息，并及時(shí)修正噴油誤差，實(shí)現(xiàn)最佳的噴油控制效果，使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的燃油經(jīng)濟(jì)性，最大限度地提升汽車的動(dòng)力性能[2]。

1 概述

現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中主要采用電子燃油噴射系統(tǒng)。通過(guò)電子燃油噴射系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)燃油噴射、怠速控制、降低排放、進(jìn)氣增壓、調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、警報(bào)警示、自主診斷與報(bào)警等功能。電子燃油噴射系統(tǒng)具有多種噴射方式。目前，絕大多數(shù)汽油機(jī)都采用多點(diǎn)噴射、缸內(nèi)直噴與混合噴射等不同方式。根據(jù)噴射方式的不同，可將其劃分為持續(xù)噴射與間歇噴射；根據(jù)噴油器噴射位置的不同，可分為缸內(nèi)噴射與缸外噴射。

2 電子燃油噴射系統(tǒng)

2.1 電子燃油噴射系統(tǒng)構(gòu)成

目前，發(fā)動(dòng)機(jī)電子燃油噴射系統(tǒng)由進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油供給系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)組成。發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)氣系統(tǒng)主要確保車輛運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的空氣供給，按照ECM 的要求對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，并利用空氣流量傳感器測(cè)算進(jìn)氣流量。在進(jìn)氣歧管位置，設(shè)置有絕對(duì)壓力傳感器，利用節(jié)氣門控制進(jìn)氣總量。隨后將進(jìn)氣分配至各個(gè)進(jìn)氣歧管，使電子燃油噴射系統(tǒng)噴出的燃油能夠直接與空氣充分混合，進(jìn)入氣缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。

2.2 電子燃油噴射系統(tǒng)工作原理

在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，ECM 可根據(jù)進(jìn)氣流量，按照預(yù)定比例來(lái)計(jì)算噴油量。同時(shí)，可根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)計(jì)算出燃油噴射的具體時(shí)間。通過(guò)傳感器控制信號(hào)，電子燃油噴射系統(tǒng)能迅速將燃油傳送到噴油器，并利用電磁線圈及噴油器內(nèi)的針閥來(lái)控制噴嘴的噴油過(guò)程。在發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)置有各種傳感器，可獲得進(jìn)氣量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及溫度等各項(xiàng)實(shí)時(shí)參數(shù)。在獲得了發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)后，傳感器會(huì)將數(shù)據(jù)傳送到控制模塊，由控制模塊依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)形態(tài)來(lái)控制噴油嘴的噴油狀態(tài)，確保噴油量可以滿足車輛不同運(yùn)行工況的要求。

傳感器的主要作用是將燃油準(zhǔn)確、快速地噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)，并使其與空氣進(jìn)行混合，在缸內(nèi)進(jìn)行充分燃燒。利用電子燃油噴射系統(tǒng)控制模塊可優(yōu)化燃油噴射持續(xù)時(shí)間，使燃油噴射系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況和運(yùn)行條件來(lái)進(jìn)行微調(diào)。

3 常見故障

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)故障

根據(jù)檢修經(jīng)驗(yàn)可知，造成發(fā)動(dòng)機(jī)故障的原因有很多。在多種因素的影響下，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)困難的現(xiàn)象。在對(duì)系統(tǒng)故障進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)檢測(cè)步驟逐項(xiàng)落實(shí)。例如，電子燃油噴射系統(tǒng)發(fā)生故障，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)困難的情況。在故障診斷時(shí)，應(yīng)首先檢查混合氣加濃閥是否出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，以及系統(tǒng)部件是否存在插頭松脫問(wèn)題。

在分析過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)均處于正常狀態(tài)，應(yīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的節(jié)流閥開關(guān)部件是否出現(xiàn)問(wèn)題。同時(shí)，篩查輔助空氣裝置是否處于正常工作形態(tài)。車輛在冷啟動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)啟動(dòng)困難時(shí)，應(yīng)確保閥門孔和輔助氣道處于連通狀態(tài)；當(dāng)車輛在熱啟動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)啟動(dòng)困難時(shí)，則應(yīng)通過(guò)彈簧機(jī)構(gòu)來(lái)關(guān)閉閥門孔。

如果在檢測(cè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)輔助空氣裝置處于正常狀態(tài)，則應(yīng)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元，篩查出各電控單元內(nèi)的數(shù)據(jù)輸出插件及電控單元內(nèi)的傳感器是否處于正常工作狀態(tài)。

如果發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)怠速喘振故障，則應(yīng)逐各檢測(cè)各相關(guān)部件的工作狀態(tài)。首先，應(yīng)檢查噴油器電路的連接是否出現(xiàn)問(wèn)題；其次，應(yīng)篩查噴油器電磁線圈和閥門部件，并仔細(xì)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的高壓線控制信號(hào)。此外，還應(yīng)篩查各進(jìn)氣軟膠管接頭的密封性，確保各個(gè)接頭均處于無(wú)破損狀態(tài)。

3.2 油泵故障

在點(diǎn)火開關(guān)接通后，發(fā)動(dòng)機(jī)油泵也可能出現(xiàn)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)或無(wú)法泵油的情況。此時(shí)，應(yīng)遵循合理的檢測(cè)方法，對(duì)各部件實(shí)施檢測(cè)和篩查。如果發(fā)動(dòng)機(jī)仍無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)，則應(yīng)篩查電動(dòng)油泵是否正常開啟，并重點(diǎn)檢測(cè)起動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)電路的開關(guān)狀態(tài)。在完成上述檢測(cè)步驟后，如果發(fā)現(xiàn)油泵依然無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則應(yīng)檢測(cè)空氣流量傳感器及油泵開關(guān)是否出現(xiàn)問(wèn)題。油泵開關(guān)接觸不良或開關(guān)線路發(fā)生短路，都會(huì)導(dǎo)致油泵無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3 噴油器故障

噴油器故障包括噴油器無(wú)法正常噴油和噴油器無(wú)法準(zhǔn)確控制噴油量。此時(shí)，首先應(yīng)篩查接線盒插座的接觸狀況。如果接線盒插座接觸不良，搖動(dòng)或擠壓插頭時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)噴油的現(xiàn)象；如果接線盒插座的接觸良好，應(yīng)利用萬(wàn)用表檢測(cè)電磁線圈熔絲和繼電器是否存在故障。在檢測(cè)繼電器是否存在故障時(shí)，應(yīng)關(guān)注繼電器各個(gè)接觸點(diǎn)和線圈是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。如果噴油器控制單元出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)檢測(cè)噴油信號(hào)和傳輸電磁線圈狀態(tài)，確認(rèn)故障起因，實(shí)施快速檢修。

3.4 傳感器故障

在電子燃油噴射系統(tǒng)中，傳感器位于發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部位，包括進(jìn)氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器等。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，傳感器負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸和轉(zhuǎn)換。通過(guò)各個(gè)傳感器，ECM 可及時(shí)獲取發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)和信息。在電子燃油噴射系統(tǒng)故障檢測(cè)中，應(yīng)熟悉發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)傳感器的功能，及時(shí)掌握各個(gè)傳感器輸出信號(hào)的具體特征，充分了解傳感器系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)電路，根據(jù)系統(tǒng)產(chǎn)生的故障信號(hào)，對(duì)車輛故障原因進(jìn)行快速診斷及檢測(cè)[3]。

3.5 節(jié)氣門位置傳感器故障

在電子燃油噴射系統(tǒng)的診斷與維修過(guò)程中，節(jié)氣門位置傳感器也是重點(diǎn)檢測(cè)對(duì)象。如果是開關(guān)式節(jié)氣門，應(yīng)結(jié)合其具體使用位置進(jìn)行檢測(cè)。在檢測(cè)時(shí)，首先應(yīng)使用萬(wàn)用表檢測(cè)怠速開關(guān)的接通狀態(tài)；其次，應(yīng)檢測(cè)負(fù)荷開關(guān)的接通狀態(tài)。在節(jié)氣門處于全關(guān)閉狀態(tài)下，應(yīng)及時(shí)開啟怠速開關(guān)；在節(jié)氣門處于全開啟狀態(tài)下，負(fù)荷開關(guān)應(yīng)處于開啟狀態(tài)。如果節(jié)氣門位置傳感器處于非全關(guān)閉或非全開狀態(tài)，怠速開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)則應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)。如果在檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)節(jié)氣門、怠速開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)的狀態(tài)與上述情況不一致，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并更換相關(guān)部件。

3.6 冷卻水溫度傳感器故障

在對(duì)冷卻水溫度傳感器進(jìn)行故障檢測(cè)前，應(yīng)關(guān)閉車輛的點(diǎn)火開關(guān)，并及時(shí)拆除冷卻水溫度傳感器及連接設(shè)備。在檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)利用萬(wàn)用表，在不同溫度下測(cè)量傳感器兩端的電阻值，隨后將檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。在正常狀態(tài)下，電阻值與溫度成反比。在發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)狀態(tài)下，該電阻值應(yīng)小于1 000Ω。當(dāng)溫度傳感器兩端的電阻值超出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換溫度傳感器。

3.7 空氣流量傳感器故障

在電子燃油噴射系統(tǒng)的診斷與維修過(guò)程中，應(yīng)對(duì)空氣流量傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行分析，了解傳感器傳輸?shù)男盘?hào)是否處于正常狀態(tài)。在檢測(cè)空氣流量傳感器前，應(yīng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，控制其轉(zhuǎn)速，確保發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在合理轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，使發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)并處于熱機(jī)狀態(tài)。在發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)狀態(tài)下，可在空氣流量傳感器的進(jìn)氣口處，查看導(dǎo)熱線是否處于自動(dòng)加熱狀態(tài)。如果導(dǎo)熱線未處于自動(dòng)加熱狀態(tài)，應(yīng)及時(shí)檢測(cè)空氣流量傳感器的信號(hào)傳輸是否存在問(wèn)題。在排除傳感器信號(hào)傳輸故障的可能性后，進(jìn)行空氣流量傳感器本體故障的檢測(cè)。在空氣流量傳感器本體的檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)拆除與空氣流量傳感器相連的設(shè)備，及時(shí)連接蓄電池，將蓄電池的電壓施加于空氣流量傳感器的兩端。隨后，應(yīng)通過(guò)檢測(cè)專用的萬(wàn)用表，對(duì)空氣流量傳感器端口的電壓進(jìn)行測(cè)量。如果測(cè)量得出的數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值不符，則應(yīng)及時(shí)更換空氣流量傳感器，確保傳感器傳輸信號(hào)的準(zhǔn)確性。此外，應(yīng)借助于導(dǎo)線，在確?？諝饬髁總鞲衅鲀?nèi)部電流處于貫通的狀態(tài)下，及時(shí)拆除空氣流量傳感器的防塵網(wǎng)，檢測(cè)空氣流量傳感器的自清能力。

4 維修事項(xiàng)

如果在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電子燃油噴射系統(tǒng)的燃油管路內(nèi)存在空氣，應(yīng)結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)控制油泵回油螺栓，及時(shí)排出空氣，必要時(shí)應(yīng)及時(shí)松開高壓油管，使發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，進(jìn)而排出燃油管路內(nèi)的空氣。只有當(dāng)整個(gè)燃油管路內(nèi)完全沒(méi)有空氣，才能確保車輛的正常啟動(dòng)。如果輸油軟管不能滿足要求，可能會(huì)導(dǎo)致電子燃油噴射系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)回油，甚至導(dǎo)致車輛無(wú)法啟動(dòng)。為此，應(yīng)按照要求及時(shí)更換軟管，并確?；赜凸艿膬?nèi)徑大于12 mm。如果在車輛運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的線束出現(xiàn)損壞，或者有個(gè)別插件出現(xiàn)接觸不良等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)斷開電源，分析該插件出現(xiàn)接觸不良現(xiàn)象的原因，在明確具體故障后，方可進(jìn)行后續(xù)操作。在對(duì)損壞的發(fā)電機(jī)線束進(jìn)行更換時(shí)，應(yīng)利用診斷儀器來(lái)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)插件。當(dāng)電子燃油噴射系統(tǒng)的高壓共軌管路出現(xiàn)故障時(shí)，可根據(jù)電氣故障進(jìn)行分析，了解共軌管路壓力狀態(tài)，控制油管壓力。如果節(jié)流閥長(zhǎng)期處于開啟狀態(tài)，無(wú)法達(dá)到共軌管路壓力要求，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)，應(yīng)及時(shí)更換節(jié)流閥。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，如果燃油控制系統(tǒng)無(wú)法建立系統(tǒng)要求的電流或電壓，傳感器將無(wú)法正常工作，此時(shí)應(yīng)及時(shí)更換電源來(lái)解決該問(wèn)題。

在對(duì)電子燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)，由于會(huì)接觸到燃油等易燃易爆物質(zhì)，因此必須嚴(yán)格按照檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)逐項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)，避免因操作不規(guī)范導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。在檢測(cè)維修過(guò)程中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常啟動(dòng)狀態(tài)，由于電子燃油噴射系統(tǒng)的電壓較大，可能會(huì)產(chǎn)生電擊現(xiàn)象，不應(yīng)直接用手進(jìn)行觸摸，同時(shí)不可斷開地線。在對(duì)燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，在檢測(cè)結(jié)束后方可進(jìn)行連接。在對(duì)各子系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)及時(shí)拔下插頭，確保整機(jī)不受到檢測(cè)的影響。在車輛試運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格檢查各項(xiàng)儀表，充分利用專用測(cè)試儀器，并由專人進(jìn)行輔助。

5 結(jié)語(yǔ)

在電子燃油噴射系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)考慮車輛系統(tǒng)方面的故障原因，還應(yīng)注意供油系統(tǒng)是否存在油管堵塞等問(wèn)題。本文利用現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)對(duì)電子燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行診斷，結(jié)合具體問(wèn)題進(jìn)行研究，針對(duì)電子燃油噴射系統(tǒng)故障提出了科學(xué)有效的綜合檢測(cè)方法，確保汽車燃油系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)噴油，提升車輛運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和燃油經(jīng)濟(jì)性。