浅析发动机自动熄火的诊断与排除

目录
一、汽车发动机自动熄火的原因与影响因素 (1)
（一）发动机自动熄火的原因 (1)
（一）影响发动机自动熄火的因素 (2)
二、汽油供给系统的组成、原理及自动熄火的诊断与排除 (2)
（一）汽油供给系统的发展 (2)
（二）电控汽油喷射的优点 (2)
（三）电控汽油喷射系统的基本组成与工作原理 (3)
（四）电控汽油喷射的类型 (3)
（五）汽油供给系统 (3)
（六）空气供给系统 (6)
（七）怠速控制系统 (8)
（八）电子控制系统 (9)
三、点火系统的组成、原理及自动熄火的诊断与排除 (15)
（一）发动机对点火系统的基本要求 (15)
（二）微机控制点火系统 (16)
四、配气机构的组成、原理及自动熄火的诊断与排除 (17)
（一）配气机构的基本组成与工作原理 (17)
（二）挺柱 (18)
五、主要参考文献 (21)
浅析发动机自动熄火的诊断与排除
【摘要】据有关资料显示，国外90%以上的轿车和国内大部分高级轿车上均已装备了电喷发动机电喷发动机结构较为复杂、型式多样，给汽车维修工作带来一定的困难。

针对这一问题，本文对汽车电喷发动机自动熄火进行了分析，总结了电喷发动机自动熄火的主要诊断方法，通过维修故障与维修实例分析，给出了方便快捷的诊断和维修方法。

【关键词】发动机自动熄火熄火故障原因故障排除
一、汽车发动机自动熄火的原因与影响因素
近些年来，微电子控制技术的进步及其在汽车上的广泛应用，有力地推动了汽车工业的发展。

汽车采用微电子控制系统等智能化部件后，其性能得到了显著的改善和提高。

然而，这些高科技装置使我们在得到方便的同时，却给汽车维修行业带来了严峻的考验。

汽车电喷发动机就是最为典型的案例。

电喷发动机因为在实现低污染、低能耗方面的优越性，已逐渐取代了传统化油器式发动机，成为汽车动力的主力。

电喷发动机结构较为复杂、型式多样，给汽车维修工作带来一定的困难。

针对这一问题，本文对汽车电喷发动机自动熄火进行了分析，总结了电喷发动机自动熄火的主要诊断方法，通过维修故障与维修实例分析，给出了方便快捷的诊断和维修方法。

（一）以发动机自动熄火的原因
1、进气管路真空泄漏。

2 、怠速调整不当、节气们体过脏、怠速系统控制不良等造成的怠速不稳。

3、CO设置不正确。

4、燃油压力不稳定，例如电动燃油泵电刷过度磨损或接触不良，或燃油泵滤网堵塞等。

5、废气再循环阀门阻塞或底部泄漏。

6、燃油泵电路、喷油器驱动电路等电路有接触不良等故障。

7、燃油泵继电器、EFI继电器、点火继电器不良等。

8、点火系工作不良。

例如高压火弱，火花塞使用时间过久，点火正时不对，点火线圈接触不良或热态时存在匝路导致没有高压火花或高压火花弱，低压线路接触不良，绝缘胶损坏间歇搭铁等。

9、节气门位置传感器不良；空气流量计或进气压力传感器有故障。

10、冷却液温度传感器、氧传感器有故障。

11、曲轴位置传感器有故障，如无转速信号。

12、曲轴位置传感器信号齿圈断齿，会引起加速时熄火，曲轴位置传感器内电子元件温度稳定性能差，会导致信号不正常，会引发间歇性熄火故障。

13、ECU有故障。

（二）影响发动机自动熄火的因素
汽车行驶途中突然熄火的影响因素有很多，已涉及到供油系、点火系以及配气机构。

汽车发动机在工作时其燃烧室内点火、气缸内进入的可燃混合气及配气这三者必须同步，而且充进气缸内的棍合气必须可以燃烧，任何一方失调都会造成汽车发动机动熄火。

发动机自动熄火又分发动机启动后立即熄火、怠速时发动机熄火、发动机在使用转速范围内熄火。

二、汽油供给系统的组成、原理及自动熄火的诊断与排除
（一）汽油供给系统的发展
汽油供给系统经历了化油器和电子控制喷射两大阶段。

1892年，美国人杜里埃发明喉管型喷雾化油器，开创其后上百年使用化油器的先河。

传统化油器对空燃比的控制精度低，各缸均匀性差，反应不灵敏，还存在容易气阻、结冰等现象。

1967年，德国Bosch（波许）公司推出电控燃油喷射装置（EFI），成为内燃机发展史上又一重大突破。

（二）电控汽油喷射的优点
与传统化油器相比，电控汽油喷射系统能够根据发动机运行工况，实现最佳空然比以及最佳点火提前角控制，反应灵敏，排放污染物减少了50%以上，最大功率提高9%左右，加速时间缩短20%，百公里油耗也有所下降。

（三）电控汽油喷射系统的基本组成与工作原理
1、电控汽油喷射系统（EFI）的基本组成主要由燃油供给系统（电动燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、喷油器等）、空气供给系统（空气流量传感器、节气门体、怠速空气控制装置等）和电子控制系统（各种传感器、执行器和控制器ECU等）三大部分组成。

2、工作原理发动机电控单元（ECU）根据进气流量、发动机转速、节气门位置等传感器输入的信号，确定在该状态下发动机所需要的喷油量、喷油正时和最佳点火提前角，并向燃油泵、喷油器、点火装置等发出执行指令，以保证发动机正常运转。

（四）电控汽油喷射的类型
1、按喷油数量分有多点汽油喷射（MPI）系统和单点汽油喷射（SPI）系统。

2、按汽油喷射方式分可分为连续喷射系统和间歇喷射两种。

3、按喷射装置的控制方式分可分为机械控制式（K型）、机电结合控制式（KE 型）。

现代汽车广泛采用的是电子控制式汽油喷射系统。

4、按进气量的检测方法分有流量型（L型）和压力型（D型）两种。

（五）汽油供给系统
汽油供给系统主要由汽油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、燃油压力调节器、汽油压力脉动阻尼器、喷油器等组成。

电动汽油泵将汽油自油箱内吸出，经滤清器过滤后，有压力调节机器调压，再通过油管输送给喷油器；喷油器根据电脑指令向进气管喷油。

汽油泵供给的多余汽油经低压回油管流回油箱。

1、汽油箱
汽油箱用于储存汽油。

普通汽车只有一个汽油箱，越野车则常有两个邮箱，以适合特殊要求。

一般汽油箱的续驶里程（一次性加满汽油可连续行驶的里程）为200~600km。

汽油箱常用薄钢板或工程塑料制动。

为防止汽油由于行车震荡而外溢，在油箱内部装有隔板。

油箱上表面装有液面传感器，底部有辅助油箱，内有燃油泵。

为了便于排除油箱内的杂质，在其底部装有放油螺塞。

油箱加油口用带阀门的油箱盖封闭。

油箱盖用于防止汽油溅出及减少汽油挥发，它由空气阀和蒸气阀组成，空气阀弹簧比蒸气阀弹簧软，当油箱内汽油减少、压力下降到预定值（约98kPa）时，大气推开空气阀进入油箱内；当油箱内有油蒸气压力增大到120kPa时，蒸气阀打开，油蒸气泄入大气，保持油箱内压力正常。

故障现象：汽油阀放气孔堵住会导致发动机在使用转速范围内熄火。

故障排除：疏通汽油阀放气孔。

2、电动汽油泵
电动汽油泵的作用是给电控汽油喷射系统提供具有一定压力（0.3~0.5MPa）的汽油。

故障现象：电动汽油泵工作不正常或输出压力低都会导致发动机自动熄火。

故障排除：更换新的汽油泵。

电动汽油泵根据泵体结构的不同可以分为滚珠泵、此轮泵和涡轮泵等。

（1）滚珠泵滚珠泵是电动燃油泵中最常用的结构形式。

它主要由电机转子、滚柱、限压阀、止回阀和油泵壳体等组成。

（2）齿轮泵它主要由带外齿的主动齿轮、带内齿的从动齿轮和油泵壳体等组成。

（3）涡轮泵它主要由电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀等组成。

（4）双击泵由于燃油泵工作时温度升高，是燃油容易气化，从而使泵油量减少，导致输油压力不足和波动。

3、汽油滤清器
汽油滤清器安装在汽油箱与汽油泵之间，用以滤除汽油中的水分和杂志。

故障现象：汽油滤清器堵塞导致发动机在使用转速范围内熄火。

故障排除：更换新的汽油滤清器。

目前，汽车发动机上采用的汽油滤清器主要两种，一种是货车和客车常用的可拆
式汽油滤清器，另一种是轿车常用的不可拆式汽油滤清器。

（1）可拆式汽油滤清器主要由滤清器盖、沉淀杯、纸滤芯等组成。

（2）不可拆式汽油滤清器主要由中央多孔筒、纸质滤芯、多孔滤纸外筒及滤清器壳体组成。

4、燃油分配管组件
燃油分配管组件包括燃油分配管、燃油压力调节器和燃油压力脉动阻尼器等。

故障现象：燃油分配管堵塞会导致发动机在使用转速范围内熄火。

故障排除：更换新的燃油分配管。

（1）燃油分配管容积较大，用于储存燃油，并供应各缸喷油器。

（2）燃油压力调节器其作用是根据进气支管压力的变化来的调节进入喷油器的
（3）燃油压力脉动阻尼器由于汽油泵输出压力周期性变化和喷油器是脉冲式的，使燃油分配管内的压力出现脉动。

5、电磁喷油器
电磁喷油器是电控燃油喷射系统的一个重要执行器，它根据ECU发来的喷油脉冲信号精确地计量燃油喷射量。

故障现象：喷油器不喷油或喷油少、雾化不良、动机不工作或无力、加速迟缓、怠速不良、油耗上升、排气管放炮、冒黑烟、行驶途中容易熄火。

故障排除：喷油器阀胶结、喷油器堵塞、喷油器密封不严。

更换新的喷油器和疏通喷油器。

按喷油器喷油嘴形式可分为轴针式、球阀式和片阀式3种；按驱动方式可分为电流驱动式（低阻式）和电压驱动式（高阻式）两种。

（1）轴针式电磁喷油器它主要由阀针、阀体、电磁线圈、铁心、回位弹簧、滤网和接线座等组成。

（2）球阀式电磁喷油器它与轴针式电磁喷油器的主要区别在于阀针的结构。

球阀式电磁喷油器的阀针是由钢球、导杆和衔铁用激光焊接成的整体结构，其质量只有普通轴针式电磁喷油器阀针的一半。

（3）片阀式电磁喷油器它在结构上采用质量轻的片阀和孔式阀座，具有动态流量范围大、抗堵塞能力强等特点。

6、冷启动喷油器
发动机在低温冷启动时，需要额外地喷入一定量的燃油，这部分额外的燃油量由冷启动喷射器喷入进气总管中。

冷起动喷油器的开启持续时间取决于发动机的温度，有热限时开关控制。

冷起动喷油器主要由电磁线圈、磁铁心（与阀针做成一体）和弹簧组成。

当点火开关和热限时开关接通时，电磁线圈通电产生磁场，将阀门吸起离开阀座，燃油通过旋流式喷嘴喷出。

热限时开关控制冷起动喷油器的喷油时间。

它是一个中空的螺钉，安装在能感受到发动机冷却液温度的位置上。

它主要由双金属片、加热线圈、触点等组成。

当低温起动发动机时，热限时开关触点闭合，冷起动喷油器电磁线圈前路导通，同时加热线圈也导通，对双金属片进行加热。

在发动机冷却液和加热线圈的共同加热作用下，双金属片变形使触点分开，冷起动喷油器电磁线圈电路被切断，冷起动喷油器停止喷油。

现在，大多数电喷发动机上没有专门的冷起动喷油器。

在发动机冷启动时，发动机ECU根据冷却液温度传感器的信号，适当延长主喷油器的喷油器的喷油时间，从而增加冷起动时的喷油量。

故障现象：发动机冷起动困难、排气管放炮、油耗增大、热车起动困难，易出现汽油过多而被“淹死”的现象，发动机运转中突然熄火等。

故障排除：电磁线圈不良、喷油器器堵塞、温度开关触点接触不良会导致发动机冷启动困难。

喷油器关闭不严、卡滞，温度时间开关加热线圈不良。

（六）空气供给系统
空气供给系统主要由空气滤清器、空气流量计或进气管绝对压力传感器、节气门、进气总管、进气支管和怠速空气控制装置等组成。

1、空气计量装置
进气量是电控汽油发动机的一个关键参数，精确计量空气量对准确控制喷油量和点火正时十分重要。

空气量的计量方法有进气支管绝对压力传感器式间接测量和空气
流量传感器式直接测量两类，后者可分为体积流量型和质量流量型。

体积流量型有叶片式和卡片旋涡式，质量流量型有热线式和热模式。

（1）叶片式空气流量计
它安装在空气滤清器与节气门体之间，主要由测量叶片、补偿板、电位计、回位弹簧（扭簧）、旁通气道、怠速调整螺钉、油泵开关及进气温度传感器等组成。

（2）卡片旋涡式空气流量
它在进气支管中央设置有一个锥体形涡流发生器，当空气流过涡流发声器时在涡流发生器的后面会不断产生涡流。

（3）热线式空气流量计
它主要由感知空气流量的白金热线、温度补偿电阻（也称为冷线）、精密电阻、混合电路、采样管、保护网、接线坐等组成。

（4）热模式空气流量计
它的结构和工作原理与热线式空气流量传感器基本相同。

它是将热线改成热膜，热膜是由发热金属铂固定在薄的树脂膜上制成的，其工作可靠性和使用寿命比热线式空气流量传感器更高。

（5）进气支管绝对压力传感器
进气支管绝对压力与节气门开度和发动机转速有关，节气门开度越大，进气支管压力越高（真空度越低），当节气门全开时，进气支管压力接近大气压力，因此进气支管绝对压力反映了发动机负荷。

通过测量进气支管绝对压力和发动机转速信号可以间接确定进入气缸的空气量。

故障现象：叶片式空气流量计的故障现象为发动机功率下降、运转不平稳、油耗增加，发动机间断或工作。

热式空气流量计的故障现象为发动机运转不平稳或不工作，发动机运转无力、加速不良、油耗过高或运转不正常，工作性能不良、动力不足、加速性差。

故障排除：叶片式空气流量计的点位机电阻值不准确和电位计滑片与碳膜电阻接触不良会导致发动机功率下降、运转不平稳、油耗增加，发动机间断或工作。

热式空气流量计的热线（热膜）沾污、线断路（热膜损坏）、热敏电阻不良会导致发动机运
转不平稳或不工作，发动机运转无力、加速不良、油耗过高或运转不正常，工作性能不良、动力不足、加速性差。

（七）怠速控制系统
怠速控制系统除了稳定发动机的怠速转速外，还能根据发动机怠速时负荷的变化情况，如冷启动后的暖机、空调开机、动力转向开关接通、自动变速器切换到行进档等，自动调节发动机的怠速转速，使发动机处最佳的怠速状态（即保证怠速转速的稳定，又尽可能降低燃油消耗和排放污染）。

电控汽油喷射发动机的怠速控制方式可以分为两类，一类是控制节气门关闭位置的节气门直动式，另一类是控制节气门旁通气道空气量的旁通空气式。

1、节气门直动式怠速控制
它采用怠速控制电机，通过此轮传动机构来操作节气门开度。

节气门位置传感器将节气门开度信号输送给发动机ECU，发动机ECU根据传感器检测到的发动机工况信息确定目标转速，并与发动机实际转速进行比较，再根据其差值确定相应的控制量，对怠速控制电动机进行控制，保证发动机维持在最佳怠速。

怠速控制装置因故障断电时，应急弹簧将节气门定位在预先设定的怠速应急运行位置，不影响驾驶员对节气门的调节。

2、旁通空气式怠速控制
常用的主要由双金属片式、石蜡式、电磁阀式和步进电动机式。

（1）双金属片式怠速控制装置它是在发动机低温起动时和暖机过程中，使旁通空气通道打开、增加空气量的一种快怠速机构。

（2）石蜡式怠速控制装置它根据发动机冷却液温度来控制旁通空气通道流道的截面积，从而空置发动机怠速。

（3）电磁阀式怠速控制装置它实际上是一个调节空气流通截面积大小的比例电磁阀，有直线型和旋转型两种。

故障现象：怠速转速过低，怠速出油孔或过度孔堵塞，怠速切断阀损坏，不能开启从而导致发动怠速不稳在行驶途中易造成自动熄火。

故障排除：调整怠速，检查电路和电磁阀，检查清洁怠速出油孔和过渡孔。

（八）电子控制系统
控制系统是电喷发动机的指挥调度中心和大脑，一般由传感器、计算机、执行器组成，如图1。

传感器作用是对发动机工作状况的有关参数进行监测后，变成计算机可接收的电信号输入到计算机，主要的传感器有空气流量计、冷却液温度传感器、节气门位置传感器、氧传感器、爆燃传感器、车速传感器等。

计算机也称为电控单元，它接收到发动机各传感器输入的信号，经分析计算优选出各个执行器的动作指令，对发动机工作状况进行自动控制。

控制系统的主要功能有：喷油器的控制，点火控制，怠速控制，故障自诊断及其它附属控制。

执行器就是直接改变发动机工作状况的部件，他们在接收到计算机的指令后工作，如喷油器、压力调节器、活性炭罐电磁阀等。

图1 电喷发动机电控系统的组成
1、发动机的主要传感器
发动机转速与曲轴位置传感器他们是发动机电控系统中最重要的的传感器之一，其作用是提供发动机转速信号和曲轴位置（活塞上止点）信号，是控制点火时刻和喷油时刻的重要信号源。

两者通常制成一体，安装在曲轴前端、飞轮上、凸轮轴前端或分电器内。

根据工作原理不同，发动机转速与曲轴位置传感器可分为电磁感应式、霍尔效应式和光电效应式三大类，其中电磁感应式应用最广。

（1）冷却温度传感器它被用来检测发动机的热状态。

（2进气温度传感器常用于高灵敏度的热敏电阻，安装在进气支管处。

（3）氧传感器电控燃油喷射发动机上广泛采用三元催化转化器对发动机的废气进行净化处理。

三元催化转化器的转化效率与混合气空燃比有关，只有当空然比在理论空燃比的附近区域时，3种有害气体的转化效率才能同时较高。

所以在装有三元催化转化器的发动机上，普遍采用氧传感器进行空燃比的附近闭环控制。

氧传感器一般安装在排气管内三元催化转换器之前，用来检测排气中的氧气含量，以确定空燃比是浓是稀。

它向发动机ECU发出反馈信号，发动机根据此信号调节喷油量，把空燃比控制在理论空燃比范围内。

有的发动机有两个氧传感器，另一个安装在三元催化转换器后，用以检测其催化转换效率。

目前使用的氧传感器主要由有氧化锆式和氧化钛式两种。

当发动机出现燃烧故障时，必然引起氧传感器电压信号的变化，这就为通过观察氧传感器的信号波形判断发动机自动熄火故障提供可能。

2、氧传感器的正常波形
常用的汽车氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种。

以氧化锆式为例，正常情况下当闭环控制时，氧传感器的电压信号大约在0至1V之间波动，平均值约450mV，如图2所示。

当混合气浓度稍浓于理论空燃比时，氧传感器产生约800mV的高电压信号；当混合气浓度稍稀于理论空燃比时，氧传感器产生接近100mV的低电压信号。

当然，不同类型的氧传感器其实际波形并不完全相同。

一般亚洲和欧洲车氧传感器(博世)信号电压波形上的杂波要少，尤其是丰田凌志车氧传感器信号电压波形的重复性好，而且对称、清楚，美国车（不是采用亚洲的发动机和电子反馈控制系统）杂波要多。

氧化钛型氧传感器反馈给发动机电控单元的电压，一般是1V范围内变化，也有少数的是5V范围内变化。

图2 发动机无故障氧传感器的波形
（1）引起氧传感器的信号波形出现异常的原因
当氧传感器及微机控制装置无故障，而氧传感器信号波形异常，如果不是在某些特殊工况下由于发动机控制策略所引起的，一般表明发动机有故障。

这些故障造成汽缸内混合气燃烧不正常，进而使排气中的氧含量变化，氧传感器的信号波形就出现异常。

一般发动机产生下列故障会引起氧传感器信号波形产生严重杂波。

①喷油系统故障。

个别缸喷油器的喷油量过多或过少(喷油器卡在开的位置或堵塞)，造成混合气过浓或过稀。

当个别缸的混合气空燃比达到13以下或17以上时，将可能引起缺火，亦可造成排气氧含量异常。

②真空泄漏，例如进气道、进气管上的真空软管等处存在泄漏。

如果真空泄漏使混合气空燃比达到17以上时，就可引起因混合气过稀而发生的缺火，造成排气氧含量增大。

（2）氧传感器波形异常分析
①喷油系统故障时的氧传感器波形分析
图3是典型的喷油器损坏后的氧传感器波形。

此例中，排气中氧不均衡或存在缺火使氧传感器电压波形产生严重杂波，这些杂波彻底毁坏了燃料反馈控制系统对混合气的控制能力。

在图形上表现为氧传感器的信号电压波形的尖峰，覆盖氧传感器的整个信号电压范围。

通过更换喷油器以后，发动机工作恢复正常，且氧传感器信号波形也恢复正常。

图3 喷油器损坏的氧传感器信号电压波形
再看另一个例子当发动机汽缸在喷油系统出现故障时进行试验，氧传感器信号波形如图4所示。

可以注意到氧传感器的读数更长的时间停留在高读数状态。

理论上，氧传感器波形处于高电压的状态一般是由于混合气过浓、排气中氧含量减少所致，而瞬时低读数可以理解为各缸喷油不均匀及非平衡气体的作用所致。

图4 喷油器故障产生缺火的氧传感器信号电压波形
②真空泄漏故障的氧传感器波形分析
图5为某发动机在2500r/min时的氧传感器波形。

故障为个别汽缸的进气歧管真空泄漏。

对图中波形分析可以得出：真空泄漏使混合气过稀，每当真空泄漏的汽缸排气时，氧传感器就产生一个低电压尖峰，一系列的低电压尖峰在波形中形成了严重的杂波。

而平均电压高达536mV则说明燃料反馈控制系统的反应是正确的。

因为当氧传感器向微机控制系统反馈低电压信号时，燃料反馈控制系统使汽缸内的混合气立即加浓，排气时氧传感器对此反映为高电压信号。

图5 真空泄漏故障的氧传感器信号电压波形
③间歇性缺火故障的氧传感器波形分析。