汽车燃油进气和排气系统的故障诊断与维修

3 燃油、进气和排气系统的故障诊断与修理

进入发动机各气缸的混合气空燃比和数量对发动机总效率是非常重要的。按重量测量，混合比定义为与单位燃油混合的空气数量。混合比12∶1～13.5∶1对于发动机最大功率输出时工作是最好的，但不能得到好的燃油经济性或比较低的排放。混合比为15∶1～1 6∶1时燃油经济性最好，但功率输出减少。理想混合比14.7∶1被叫作理论混合比，可以在排放最低的同时获得高功率和低油耗。

发动机空气／燃油系统在发动机工作状况变化时改变混合比。如果需要更大功率，它就加浓混合气，发动机怠速阶段也需要较浓混合气。在功率需求较小时，空气／燃油系统提供较稀的混合气。空气／燃油系统的设计目的是在不同驾驶条件下提供合适的混合比。最理想的设计就是在所有工况下提供最大的功率、最好的燃油经济性和低排放。

燃油系统故障通常会影响到发动机全部的运转工况。而进气道式喷油系统是个例外，它拥有独立电路控制单个喷油器或一组喷油器。在检查单个部件前应先进行道路测试，在道路测试中，发动机应在各种工况下运转。了解故障发生的工况有利于确定故障区域，还应对整个空气／燃油系统进行检查。

在检查空气／燃油吸入系统时，检查所有的燃油管和软管是否有扭结、断裂或损坏迹象。对于损坏的油管和软管应修理或更换。另外，必须使用符合规格的部件。

检测过程中，还应检查空气滤清器组件。如果滤清器无法通过足够的空气，则发动机进气将减少，导致混合气过浓。如果滤清器不清洁或堵塞，则应及时更换。快速检查滤清器的方法是，将其对着光源，看光线是否能通过。如果光线通过了滤清器的全部区域，那么它还可以再用。

应检查所有管路以及节气门体的装配，还应检查进气歧管至发动机缸体的密封圈和垫圈。真空度泄漏会造成发动机在稀混合比下运转，这将导致一系列问题。

如果发动机不能起动，应检查燃油供给系统。如果油箱内油量充足，则检查燃油是否被送入发动机。如果燃油未被输送，则应检查燃油泵的工作能力。如果泵工作正常，则检查燃油滤清器是否堵塞。更换燃油滤清器时，应把接头拧紧。

燃油滤清器污染可能使发动机运转不良，这是由于进入发动机的燃油量不足造成的。如果燃油滤清器堵塞，应检查燃油或油箱是否被污染。如果油箱内污物或铁锈过多，应拆下来清洗或更换。

在过去一段时间内，典型的空气／燃油系统包括一个化油器。化油器把一定量的燃油与空气混合，向发动机提供混合气。供应给发动机的燃油和空气量应根据不同的起动和驾驶状况而变化：如冷态或热态起动、怠速、部分节气门开度、加速和高速运转等。化油器的基本操作是以发动机真空度与环境压力之差为基础的，为适应发动机每一工况变化的需求，化油器包括有七个各具独立功能的电路。

为获得对空气／燃料混合气的更好控制，多数新型轿车配备了电控燃油喷射系统。燃油喷射系统将一定量的燃油直接喷进发动机的空气流中，多年来各种不同型式的燃油喷射系统得到应用，有些是机械控制，而另一些是电控的。

燃油喷射系统利用节气门调节进入发动机的空气量，利用计算机或电控组件确定燃油流量。

燃油流量取决于多个因素：发动机温度、空气密度、发动机转速和负荷、节气门开度等等。把燃油喷入空气流的部件是喷油器。喷油器是一个电控阀门，它在高压下接受燃油并将燃油通过一个小孔喷入气流中。

燃油以雾状离开喷油器，因而很容易与空气混合。改变进入喷油器的燃油压力或喷油器阀门开启的时间就可以控制空燃比。这些改变是以发动机运转工况的变化为依据进行的。

基本上有两种主要的电子燃油喷射系统(EFI)：节气门单点喷射和进气道多点喷射。多点喷射系统为每个气缸配有一个喷油器，供给等量燃油。

虽然所有电子燃油喷射系统都可分为这两种，但在当前发动机中可以找到这两种基本型式的很多变型。这些变型系统是不同计算机控制系统和不同喷油器控制方法的产物。在处理电子燃油喷射系统时，一定要参考维修手册以确保正确的维修和检测。

燃油喷射系统诊断应先仔细检查导线和接头。对于任何腐蚀、破损或有其它损坏的地方都应及时修理。还要检查所有真空管并进行必要的维修。

通用公司节气门体喷射系统(TBI)有两个主要子系统：一个电子／机械燃油输送系统和一个电子空气／燃油控制系统(见图78)。燃油输送系统包括一个燃油泵和一个燃油泵继电器，电子燃油泵将加压的燃油送至节气门总成。当有机油压力或电控组件(ECM)收到点火信号时，油泵继电器使油泵运转。

图78 典型TBI燃油供给系统

节气门体喷射(TBI)空气／燃油控制系统包括一个节气门体组件，一个怠速空气控(IAC)系统，ECM(电控组件)，及各种传感器(见图79)。节气门体组件包括节气门阀组件和一个燃油量调节装置，节气门阀与化油器节气门阀按同样方式调节发动机转速。燃油量调节装置基本上包括一个燃油压力调节器和1～2个喷油器。

图79 节气门单点燃油喷射装置分解图(通用公司提供)

由电控组件控制的电磁线圈向喷油器发出脉冲以获得所需的燃油量。燃油是以恒定压力供给喷油器的，燃油压力调节器使压力维持在62～110kPa，并通过回油管使多余燃油返回燃油箱。当电控组件将喷油器电路接地时，喷油器阀门打开，把燃油喷入空气中。电控组件通过开关或脉冲控制接地电路的断开和闭合，从而实现对空气／燃油混合比的调节。

送给喷油器的脉冲是按照电控组件中一个基于运行工况的程序进行的。如果对于每个点火基准脉冲，喷油器被触发一次，系统就处于同步模式。当发动机起动或系统处于开环状态且发动机转速较低时，系统就工作于这种模式下。如果喷油器脉冲独立于点火脉冲，系统就处于非同步模式。在这种模式时，电控组件将根据氧传感器和其它输入信号来改变脉冲的长度和时间。

当节气门快速打开时，喷油器的作用就像一个加速泵，它瞬时向气流中喷入额外的燃油。节气门位置传感器(TPS)信号被送至电控组件，使得喷油时间加长。同样，当发动机冷起动时，喷油器也会额外喷油。在减速过程中，基于节气门位置传感器输入信号，喷油器只喷少量油或不喷油。

怠速空气控制装置利用位于节气门旁通空气道处的电动机和针阀来控制怠速。电控组件根据各种输入设置针阀的位置，怠速控制就是通过改变进入进气歧管的空气量而实现的。