项目2-8-喷油器及控制电路的检修

宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege1课程名称汽车电控系统检修教学主题喷油器及控制电路的检修授课班级12级汽车授课时间6学时授课地点一体化教室教学目标：能力目标：能正确分析喷油器的电路原理；能对喷油器进行故障诊断与检修。知识目标：掌握喷油器的控制电路和工作原理；了解喷油器及控制电路的检修方法；素质目标：树立团队协作意识；增强语言表达能力；重点：喷油器控制电路的工作原理。难点：喷油器控制电路的检修方法。教学方法：项目教学法、讲授法、演示法、团队讨论法。教学器材：ppt、台架、图片和实物、维修手册或电路图。教学步骤教学步骤与过程备注步骤一：任务提出任务：喷油器是如何控制的？步骤二：喷油器控制电路的原理和检修喷油器是受ECU的指令将汽油喷射到相应位置，以形成良好可燃混合气的执行器，一旦喷油器或控制电路有故障，发动机的喷油会受到影响，从而导致发动机不能启动或启动困难等现象，本节重点学习喷油器的控制电路原理及检修方法。1、教学内容（1）喷油器及控制电路的分类；（2）喷油器控制电路工作原理；（3）喷油器的控制电路检修。2、教师活动（1）教师用PPT讲解相关喷油器及控制电路原理和图片（2）教师用用PPT，结合黑板上板书喷油器控制电路的工作原理，结合图片进行结构和原理认识。课前将学生分成6-8个人/小组。10分钟宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege教学步骤与过程备注23、学生活动听讲并回答教师的问题附：主要知识一、燃油喷射控制（一）喷油正时控制喷油正时就是喷油器什么时候开始喷油的问题。对于多点间歇喷射发动机，喷油正时分为同步喷油和异步喷油；同步喷射是指发动机各缸工作循环，在既定的曲轴转角进行喷油，同步喷油有规律性；异步喷油与发动机的工作不同步，无规律性，是在同步喷油的基础上，为改善发动机的性能额外增加的喷油。同步喷射发动机可以分为同时喷射分、分组喷射和顺序喷射。1．同时喷射各缸喷油器都由ECU控制，同时喷油和停油。如图所示。喷油正时控制是以发动机最先进入作功行程的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路开始喷油。2．分组喷射分组喷射是把所有喷油器分成2～4组，由ECU分组控制喷油器。以各组最先进入作功的缸为基准，在该缸排气行程上止点前某一位置，ECU输出指令信号，接通该组喷油器电磁线圈电路，开始喷油。3．顺序喷射顺序喷射的喷油器驱动回路数与气缸数目相等。ECU根据凸轮轴位置传感器（G信号）、曲轴位置传感器（Ne信号）和发动机的作功顺序，确定各缸工作位置。当确定各缸活塞运行至排气行程上止点某一位置时，ECU输出喷油控制信号，接通喷油器电磁线圈电路，该缸开始喷油。如图所示。掌握喷油器的结构和控制电路原理宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege教学步骤与过程备注3顺序喷射的特点是能够设立最佳喷油时间，对混合气形成有利；喷油正时在排气上止点前60-70°；但是其控制软件复杂。二、喷油量控制发动机在不同工况下运转，对混合气浓度的要求也不同。特别是在一些特殊工况下(如起动、急加速、急减速等)，对混合气浓度有特殊的要求。电脑要根据有关传感器测得的运转工况，按不同的方式控制喷油量。喷油量的控制方式可分为起动控制、运转控制、断油控制和反馈控制。喷油量的控制方式可分为起动控制、运转控制、断油控制和反馈控制。1．起动喷油控制起动时，发动机由起动马达带动运转。由于转速很低，转速的波动也很大，因此这时空气流量传感器所测得的进气量信号有很大的误差。基于这个原因，在发动机起动时，电脑不以空气流量传感器的信号作为喷油量的计算依据，而是按预先给定的起动程序来进行喷油控制。电脑根据起动开关及转速传感器的信号，判定发动机是否处于起动状态，以决定是否按起动程序控制喷油。当起动开关接通，且发动机转速低于300转/分时，电脑判定发动机处于起动状态，从而按起动程序控制喷油。在起动喷油控制程序中，电脑按发动机水温、进气温度、起动转速计算出一个固定的喷油量。这一喷油量能使发动机获得顺利起动所需的浓混合气。冷车起动时，发动机温度很低，喷入进气道的燃油不易蒸发。为了能产生足够的燃油蒸气，形成足够浓度的可燃混合气，保证发动机在低温下也能正常起动，必须进一步增大喷油量。由电脑控制，通过增加各缸喷油器的喷油持续时间或喷油次数来增加喷油量。所增加的喷油量及加浓持续时间完全由电脑根据进气温度传感器和发动机水温传感器测得的温度高低来决定。发动机水温或进气温度愈低，喷油量就愈大，加浓的持续时间也就取长。这种冷起动控制方式不设冷起动喷油器和冷起动温度开关。60分钟重点喷油器控制电路的工作原理、电路分析和检修10分钟PPT讲解10分钟宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege教学步骤与过程备注42．运转喷油控制在发动机运转中，电脑主要根据进气量和发动机转速来计算喷油量。此外，电脑还要参考节气门开度、发动机水温、进气温度、海拔高度及怠速工况、加速工况、全负荷工况等运转参数来修正喷油量，以提高控制精度。由于电脑要考虑的运转参数很多，为了简化电脑的计算程序，通常将喷油量分成基本喷油量、修正量、增量三个部分，并分别计算出结果。然后再将三个部分叠加在一起，作为总喷油量来控制喷油器喷油。（1）基本喷油量：基本喷油量是根据发动机每个工作循环的进气量，按理论混合比(空燃比14.7：1)计算出的喷油量。（2）修正量：修正量是根据进气温度、大气压力等实际运转情况，对基本喷油量进行适当修正,使发动机在不同运转条件下都能获得最佳浓度的混合气。修正量的内容为：1）进气温度修正；2）大气压力修正；3）蓄电池电压修正(电压变化时，自动对喷油脉冲宽度加以修正)。（3）增量：增量是在一些特殊工况下(如暖机、加速等)，为加浓混合气而增加的喷油量。加浓的目的是为了使发动机获得良好的使用性能(如动力性、加速性、平顺性等)。加浓的程度可表示为：1）起动后增量：发动机冷车起动后，由于低温下混合气形成不良及部分燃油在进气管上沉积，造成混合气变稀。为此，在起动后一段短时间内，必须增加喷油量，以加浓混合气，保证发动机稳定运转而不熄火。起动后增量比的大小取决于起动时发动机的温度，并随发动机的运转时间增长而逐渐减小为零。2）暖机增量：在冷车起动结束后的暖机运转过程中，发动机的温度一般不高。在这样较低的温度下，喷入进气歧管的燃油与空气的混合较差，不易立即汽化，容易使一部分较大的燃油液滴凝结在冷的进气管道及气缸壁面上，结果造成气缸内的混合气变稀。因此，在暖机过程中必须增加喷油量。暖机增量比的大小取决于水温传感器所测得的发动机温度，并随着发动机温度的升高而逐渐减小，直至温度升高至80度时，暖机教师点评宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege教学步骤与过程备注5加浓结束。3）加速增量：在加速工况时，电脑能自动按一定的增量比适当增加喷油量，使发动机能发出最大扭矩，改善加速性能。电脑是根据节气门位置传感器测得的节气门开启的速率鉴别出发动机是否处于加速工况的。4）大负荷增量：部分负荷工况是汽车发动机的主要运行工况。在这种工况下的喷油量应能保证供给发动机的混合气具有最经济的成分，通常应稀于理论混合比。在大负荷及满负荷工况下，要求发动机能发出最大功率，因而喷油量应比部分负荷工况大，以提供稍浓于理论混合比的功率混合气。大负荷信号由节气门开关内的全负荷开关提供，或由电脑根据节气门位置传感器测得的节气门开度来决定。当节气门开度大于70度时，电脑按功率混合比计算喷油量。3．断油控制断油控制是电脑在一些特殊工况下，暂时中断燃油喷射，以满足发动机运转中的特殊要求。它包括以下几种断油控制方式：（l）超速断油控制（2）减速断油控制（3）溢油消除4．反馈控制汽油喷射系统进行反馈控制的传感器是氧传感器，使用氧传感器的发动机必须使用无铅汽油。反馈控制(闭环控制)是在排气管上加装氧传感器，根据排气中氧含量的变化，测定出进入发动机燃烧室混合气的空燃比值，把它输入计算机与设定的目标空燃比值进行比较，将误差信号经放大器控制电磁喷油器喷油量，使空燃比保持在设定目标值附近。二、喷油器的结构与工作原理1．喷油器的功用根据ECU指令，控制燃油喷射量。其外形如图所示。宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege教学步骤与过程备注62．喷油器的构造按喷油口的结构不同，喷油器可分为轴针式和孔式两种，如图10-8所示。（a）图为孔式喷油器；（b）图为轴针式喷油器。喷油器主要由滤网、线束连接器、电磁线圈、回位弹簧、衔铁和针阀等组成，针阀与衔铁制成一体。轴针式喷油器的针阀下部有轴针伸入喷口，轴针在喷口中不断运动，使喷口不易阻塞。按用途分为单点喷射系统和多点喷射系统，单点喷射安装在节气门体空气入口处，多点喷射安装在各进气歧管或进气道附近的缸盖上，并用输油管路固定。图10-7喷油器的外形图10-8喷油器结构1-滤网2-电接头3-电磁线圈4-回位弹簧5-衔铁6-针阀7-轴针3．喷油器的原理当电磁线圈通电时，产生电磁吸力，将衔铁吸起并带动针阀离开阀座，同时回位弹簧被压缩，燃油经过针阀并由轴针与喷口的环隙或喷孔中喷出；当电磁线圈断电时，电磁吸力消失，回位弹簧迅速使针阀关闭，喷油器停止喷油。三、喷油器的驱动方式与喷油器的电路1．喷油器的驱动方式宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege教学步骤与过程备注7喷油器的驱动方式分为电流驱动与电压驱动两种。如图10-9所示。电流驱动只适用于低阻喷油器，电压驱动既适用于低阻喷油器，又可用于喷油器。低阻喷油器指电磁线圈电阻值为2～3Ω，高阻喷油器指电磁线圈电阻值为3～16Ω。在电流驱动回路中无附加电阻，低阻喷油器直接与蓄电池连接，通过ECU中的晶体管对流过喷油器电磁线圈的电流进行控制。在电压驱动回路中使用低阻喷油器时，必须在回路中串入附加电阻；使用高阻喷油器就不需要串入附加电阻。图10-9喷油器驱动回路2．喷油器电路皇冠2JZ-FE型发动机喷油器电路如图10-10所示。图10-10喷油器电路图四、喷油器电路的检修1．喷油器电路电压的检测皇冠3.02JZ-GE型发动机喷油器电压的检测。当点火开关置于“ON”位置时，发动机ECU的端子10#、20#、30#、与端子E01间应有9-12V电压。宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege教学步骤与过程备注82．喷油器电阻的检查低电阻型喷油器阻值为2～3Ω；高电阻型喷油器阻值为3～16Ω。如果电阻值不符合要求，应更换喷油器。3．喷油器控制电路的检修（1）拔下喷油器连接器插头；（2）接通点火开关，不要启动发动机；（3）测量喷油器控制线连接器插头上的电源线的电压，应为12V。若无电压，检查点火开关及熔断器或主继电器及线路；（4）检查ECU的喷油器搭铁线，搭铁是否良好；（5）将专用检查试灯串接到喷油器连接器两插头上，起动发动机，试灯应闪烁，不亮或不闪烁则控制回路有故障，可检查喷油器至ECU的线路和ECU是否有故障，也可以用示波器检测喷油器脉冲波形，对控制电路进行检查。4.喷油器的测试（1）喷油器泄露情况的检查。（2）动作测试。（3）喷油量的检查。5.喷油器的波形检测饱和开关型喷油器主要在多点燃油喷射系统中使用，在节气门体燃油喷射(TBI)系统上应用不多。当发动机电控单元接地电路接通时，喷油器开始喷油，当发动机ECU断开控制电路时，电磁场会发生突变，这个线圈突变的电磁场产生了峰值。汽车示波器可以用数字的方式在显示屏上与波形一起显示喷油持续时间。宜宾职业技术学院YibinVocational&TechnicalCollege教学步骤与过程备注9课后小结作业布置习题集P11预习：电控点火系统认识