汽车电喷发动机系统组成和常见故障分析

关键词:电喷发动机 系统组成 故障
中 图 分 类 号 :U472
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :1672-3791(2010)05(a)-0105-02
随 着 对 汽 车 可 靠 性 、安 全 性 和 绿 色 性 要 求 的 不 断 提 高,传 统 的 故 障 诊 断 、维 护 方 式以及故障的概念己不能满足要求,各种 故 障 自 诊 技 术 应 运 而 生 。但 现 在 的 故 障 自 诊 断 装 置 存 在 一 些 问 题 。本 文 对 汽 车 电 喷 发动机系统组成和常见故障分析进行初步 探讨,为电喷发动机故障自诊断这一领域 提供基础性研究成果。
qr = Cb ⋅ (Tp4 − Tr4 ) / Rd
(3)
式 中 ,qr是 地 板 表 面 辐 射 传 热 量 ,W/
m2,C 是 黑 体 的 辐 射 常 数 ,5.72× 10-8W/ b
m
2
k
4
,
R
是
d
地
板
表
面
与
环
境
之
间
的
辐
射
换
热 热 阻 ,m2℃ /W,T 是 地 板 表 面 的 平 均 温 p
汽车用传感器虽结构不尽相同,但大 致 是 以 下 几 种 类 型 ,如 热 敏 电 阻 式 、真 空 压 力 式 、电 磁 式 、机 械 传 动 式 等 。如 果 传 感 器 中 的 易 损 零 件 损 坏 ,如 簧 片 弹 性 失 效 、真 空
膜 片 破 损 、回 位 弹 簧 疲 软 、断 裂 或 脱 落 ,都 不 能 坏 及 时 、准 确 地 反 馈 发 动 机 的 工 况,从 而使得电子控制系统工作失常甚至失效, 继而导致发动机工作不协调,甚至根本不 能工作。 2.4 喷油堵塞故障
电 子 控 制 单 元ECU虽然一般比较可 靠,不 容 易 出 现 故 障 和 问 题 。但 对 于 行 驶 己 超 过 10万 公 里 以 上 的 车 辆 ,也 难 免 要 产 生 某 些 外 围 故 障 ;例 如 :个 别 电 子 集 成 块 损 坏 、电 控 单 元 固 定 脚 螺 栓 松 动 、某 个 电 子 元 件 焊 脚 接 头 松 脱 、以 及 电 容 元 件 失 效 等 。 ECU出 现 故 障 后,可 能 造 成 发 动 机 难 于 启 动 或 者 根 本 不 能 启 动,或 者 是 没 有 高 速 、热 车 难 以 启 动 、耗 油 量 大 等 现 象 。这 些 问 题 , 一般应该送往特约修理部门去测试和修 理。 2.2 插接件连接故障
度 ,k,Tr是 室 内 非 加 热 表 面 的 表 面 平 均 温
度 ,k。
由于室内各个非加热表面的温度各不
相同且无法预知,因此上式的计算中不得
不忽略非加热表面温度的不一致性,所以
必须采用面积加权平均温度来进行计算。
2.3 地板表面至室内的综合传热分析
计 算 地 板 表 面 至 室 内 的 综 合 传 热 ,可
电喷发动机空气滤清器一旦发生堵塞 将会造成混合气过浓,汽油滤清器滤芯堵 塞将会造成混合气过稀,这都会导致发动 机 起 动 困 难 、转 速 不 稳 定 以 及 运 转 无 力 等 。 因此,应按汽车说明书要求定期清洗或更 换滤芯。 2.6 连接管道松脱不严的故障
电子控制燃油喷射发动机的油道和 气道,由许多管子和管件相连接,管路密 封 不 严 , 如 胶 管 老 化 、管 口 破 裂 或 卡 子 松 弛 , 会 造 成 气 、水 、油 的 渗 漏 , 结 果 导 致 混 合 气 过 稀 , 润 滑 、冷 却 失 效 等 , 从 而 使 发 动 机 起 动 困 难 , 或 怠 速 运 转 不 稳 、运 转 无 力 等。
典型的电控汽油脉冲喷射系统如图1 所示。 1.1 电喷系统的组成
1.1.1 空 气 流 量 传 感 器 空气质量流量传感器利用热线或热膜 元件可以对进入发动机的空气质量流量进 行直接测量,由桥式电路对热线或热膜元
件进行加热,使其与进气温度保持一定温 差,电控单元通过测量保持热线或热膜元 件与进气温差所需的电流,就可以确定进 气的质量流量。
1 汽车电喷发动机系统的组成
目前,电控汽油脉冲喷射系统是使用 最 为 普 遍 的 汽 车 电 控 汽 油 喷 射 系 统 。电 控 汽 油 脉 冲 喷 射 系 统 由 电 控 单 元 (ECU)对 电 磁喷油器的开启时间进行直接控制,通过 控制喷油器的开启时间实现喷油量控制。 汽油从喷油器喷孔喷出时会产生压力损 失,为使喷油压力与进气管压力保持恒定 压差,将进气管压力引入供油调压器进行 补 偿 。电 控 汽 油 脉 冲 喷 射 系 统 可 以 获 得 更 高的喷油控制精度,一般还配以高精度的 点火控制系统构成发动机集中控制系统。
工 业 技 术
科技资讯 ２０１０ ＮＯ．１３
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
汽车电喷发动机系统组成和常见故障分析
周明 (杭州恩斯克万达电动转向系统有限公司 浙江杭州 311258)
摘 要:对汽车电喷发动机系统组成和常见故障分析进行初步探讨,为电喷发动机故障自诊断这一领域提供基础性研究成果。
参考文献
[1] 张 立 涛 , 吕 纪 平 . 电 喷 发 动 机 故 障 诊 断 误 区 [J].汽 车 维 修 与 保 养 ,2006，6.
[2] 王 长 林 .汽 油 喷 射 发 动 机 电 子 控 制 系 统 [J].微 处 理 机 ,2008，8.
[3] 寇 国 缓 .汽 车 电 器 与 电 子 控 制 系 统 [M]. 人 民 交 通 出 版 社 ,2007，3.
[4] 王 淮 . 电 喷 发 动 机 常 见 故 障 及 其 诊 断 [J].汽 车 杂 志 ,2008，7.
(上接 104 页)
的 温 度 、房 间 的 构 造 、冷 风 渗 透 量 、人 的 活
动 等 很 多 因 素 的 影 响 。由 于 地 板 表 面 各 点
的 温 度 不 同 ,它 的 换 热 系 数 也 不 相 同 。但 对
电喷发动机的汽油雾化,类似于柴油 机 的 高 压 喷 油 嘴 喷 油 雾 化 情 况 。不 过 电 喷 发 动 机 喷 油 嘴 是 有 一 组 电 磁 线 圈 、吸 铁 开 关 、喷 油 针 阀 和 座 组 成 。针 阀 开 启 时 就 喷 油 雾化,针 阀 的 开 启 是 受 电 控 单 元ECU产生 的 电 脉 冲 控 制 的 。有 时 候 会 因 为 电 磁 线 圈 工作不良或喷油针被阻滞卡死,而造成某 缸汽油雾化不良或不雾化(滴油)从而导致 该缸的工作不良或不工作。 2 . 5 空气、燃油滤清器堵塞故障
来自百度文库
电控单元可以根据节气门位置开关输 入信号的变化速度判定节气门是否迅速开 启 。当 发 动 机 处 于 加 速 工 况 时,电 控 单 元 将 通过附加修正系数增大喷油脉冲宽度,增 加喷油量,向发动机供给浓混合气,保证发 动机的加速过程能够平稳过渡。
1.2.3 减 速 工 况 电控单元可以根据节气门位置开关 输入的信号和发动机转速传感器输入的 信 号 判 定 发 动 机 是 否 处 于 减 速 工 况 。当 电 控单元确定节气门已经关闭而发动机转 速 高 于 怠 速 转 速 时 ,就 判 定 发 动 机 处 于 减 速 工 况 ,由 于 该 工 况 并 不 需 要 发 动 机 输 出 功 率 ,电 控 单 元 将 中 断 向 喷 油 器 输 出 喷 油 脉 冲 信 号 ,喷 油 器 将 完 全 关 闭 停 止喷油。 1.2.4 大 负 荷 工 况 当电控单元根据节气门位置开关输入 的信号判定发动机处于大负荷工况时,电 控单元将通过附加修正系数增大喷油脉 冲宽度,使混合气的过量空气系数接近于 0.9,保 证 发 动 机 能 够 发 出 最 大 功 率 。 1.2.5 空 燃 比 闭 环 控 制 当发动机的工作温度达到正常范围 时,电控单元就开始进行空燃比闭环控制。
流换热系数主要取决于加热表面的整体换
热 条 件 。而 对 地 板 采 暖 来 说 ,地 表 面 的 平 均
温 度 是 决 定 因 素 。虽 然 地 板 采 暖 表 面 上 各
点的温度有所不同,但其值对各点换热系
数 的 影 响 相 对 较 小 。因 此 ,近 似 认 为 地 板 采
暖 表 面 各 处 的 对 流 换 熟 系 数 基 本 相 等 。地
电 喷 系 统 的 电 路 引 线 有 很 多 插 件 ,几 乎 布 置 在 所 有 的 电 器 元 件 止 。当 机 器 使 用 时间过长便会使插件老化,或者由于插件 多次拆卸造成接头松动或者接触不良,而 导 致 发 动 机 工 作 不 稳 定 , 时 好 时 坏 。比 如 : 当空气流量计中的电动燃油泵电路开关的 接头接触不良时,便会导致发动机起动困 难,如果是喷油嘴的电源插件松脱,便会造 成发动机缺缸故障。 2.3 传感器故障
板辐射采暖表面的对流换热系数具有下列
准则计算方程式:
1
Nu = 0.15 ⋅ (GrgPr)3
(1)
式 中 ,N ,Gr,Pr等 分 别 为 无 因 次 准 则 u
数 群 努 谢 而 特 数 、格 拉 晓 夫 数 和 普 朗 特 数 。
考虑室内各种影响地板表面对流换热
的因素,地板表面的换热系数可采用下式
1.1.2 燃 油 供 给 系 统 燃 油 供 给 系 统 包 括 电 动 汽 油 泵 、汽 油 滤 清 器 、油 管 、调 压 器 和 电 磁 喷 油 器 等 。电 动汽油泵通过油管向各喷油器供给等量同 压燃油。 1.1.3 空 燃 比 闭 环 控 制 电控单元根据氧传感器输入的信号对 喷油脉冲宽度进行适时修正,可以将混合 气的空燃比控制在催化转换器窗口之内。 1.2 电喷系统的工作过程 1.2.1 起 动 工 况 发动机起动时,电控单元将根据冷却 液温度传感器输入的信号通过查表确定喷 油量,然后向喷油器发出一定宽度的脉冲 信 号 ,使 喷 油 器 开 启 喷 油 。为 了 补 偿 燃 油 蒸 发差和壁湿效应导致的有效燃油量减少, 起 动 时 喷 入 进 气 管 的 燃 油 量 较 多 。发 动 机 起动以后,混合气形成仍然比较困难,还需 要在一段时间内保持较浓的混合气供给, 但应尽可能减小混合气的加浓程度,以获 得 较 好 的 排 放 效 果 。随 着 发 动 机 温 度 的 提 高,应逐渐减少喷油量,直到混合气空燃比 接近于化学计量比。 1.2.2 加 速 工 况
计算:
h = 2.17(t p − ts )0.31
(2)
式 中 :h是 地 板 表 面 的 对 流 换 热 系 数 ,
W/m2℃ ;t 是 地 板 表 面 的 平 均 温 度 ,℃ 。 s
2.2 地板表面的辐射换热分析
地板表面与房间的围护结构组成了一
个封闭的空间,地板表面与室内其他各个
表面的辐射换热量可由下式计算:
2 电喷发动机的常见故障部位分析
尽管电子控制燃油喷射系统有不同的
图 1 电控汽油脉冲喷射系统
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科技资讯 ２０１０ ＮＯ．１３ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
结构特点和分类特性,但是,就其常见故障 而 言 ,有 其 相 同 的 或 相 似 的 问 题 。下 面 就 电 喷发动机常见故障的共性问题进行分析。 2.1 ECU 常见故障
以通过把对流传热量与辐射换热量相加而
得。
则地板表面至室内的综合传热量为:
q = qr + qc
(4)
由此得出地板表面的综合换热系数
为:
hx = q /(t p − ta )
(5)
3 结语
分析了低温热水地热辐射采暖的原 理,这种采暖方式是以整个地面为散热面, 在以对流换热方式加热地板表面空气的同 时 。主 要 以 辐 射 换 热 的 形 式 对 墙 壁 、顶 棚 及 人员进行加热,从而使周围的围护结构内
工 业 技 术
3 结语
在查阅国外汽车故障状况和国内研究 现状的基础上,为促进我国汽车电子控制 工 业 的 发 展 ,本 文 做 了 一 些 基 础 研 究 工 作,对汽车电喷发动机系统组成进行了分 析 , 主 要 介 绍 了 组 成 和 工 作 过 程 。重 点 调 查分析了电喷发动机的常见故障,通过梳 理分类找出现故障特点,为进一步研究奠 定基础。