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【DTS维修案例】发动机常见故障讲解

发布者: DTS     发布时间:2016年12月14日

           嘉宾:博世技术专家

今晚分享一下电装共轨系统基础知识。


关于日本电装共轨系统的基础知识

电装的共轨系统与博世的共轨系统区别不大,接下来说明一下它的系统构成和传感器方面的知识。


凸轮轴和曲轴
电装系统里面,曲轴位置传感器叫NE传感器,凸轮轴叫G传感器,与博世系统有所区别。


上图显示出凸轮轴和曲轴位置传感器的位置以及它的信号盘。
在电装系统中,曲轴位置传感器类型属于磁电式,凸轮轴位置传感器是霍尔式的。油门踏板,进气温度,进气压力,水温,燃油温度,大气压力,博世的进气压力和进气温度是合二为一的。
发动机转速的脉冲数量取决于安装在车辆上传感器的规格,也就是信号盘的规格。

电装系统中,凸轮轴传感器的信号盘采用7脉冲,每一缸对应一个脉冲,多余的脉冲即为1缸确认的脉冲,信号盘上有7个齿,就是凸轮轴传感器的信号盘,曲轴传感器信号盘采用多齿加缺齿的结构,在博世和电装系统中都能用到。

电装曲轴位置传感器原理:曲轴位置传感器安装在曲轴正时齿或飞轮位置,传感器单元是磁电式传感器,曲轴上安装发动机转速脉冲齿通过传感器时,传感器内部磁线圈发生变化,从而产生一个交流电压,AC电压可与检测信号一样,由发动机控制检测到该信号。


对凸轮轴传感器,气缸识别传感器安装位置是在输油泵上,传感器是一个电磁电阻式元件,当脉冲通过传感器时,磁阻发生变化,通过传感器的电压,磁阻也将发生变化,内置的AC电路使电压的变化放大,输出到控制单元上,脉冲数量取决于安装在传感器上的信号盘规格。

凸轮轴和曲轴位置传感器波形图,通过示波器读到,也可以叫同步信号,凸轮轴传感器波形图中,30度位置有2个齿距离较近,一个是1缸,一个是1缸的确认。
对于曲轴和凸轮轴传感器,在信号盘中,曲轴波形图有1缸脉冲基准,也有6缸脉冲基准,此时,凸轮轴转2圈,曲轴转1圈。凸轮轴转1圈,曲轴就要转2圈,波形图中,凸轮轴脉冲有2次波形,曲轴是2段波形,从1缸到6缸中间有3次脉冲数。曲轴和凸轮轴传感器作用:来判断曲轴和凸轮轴的位置,便于电脑控制喷油器的正时点火。
电装系统中,油门踏板是非技术性传感器,主要结构有连杆和加速踏板一起转动,输出端的电压根据连杆转动角度的变化,鉴于两个传感器的输出电压,没有任何输出电压抵消,在这种情况下,油门踏板的信号电压在电装系统中成倍数关系。
进气温度传感器
图中,它的安装位置是检测通过涡轮增压器后的温度传感器,包含的的是一个热敏电阻,它将随着进气温度的变化而变化,用来检测进气温度。
传感器的信号电压是0.5V到4.5V的范围,传感器的好坏判断可以测量传感器的电阻,传感器的2根电线一根5V,一根是回路,当传感器正常连接时,5V电压和信号电压共用一根线。
水温传感器
水温传感器和进气温度传感器原理一样,都是使用热敏电阻,水温传感器是用负温度系数热敏电阻,随着水温降低,阻值增高,,对于它的好坏判断可通过对传感器升降温度后阻值的变化范围。
同样,水温传感器有2根线,当传感器与线束未连接时,将有1根5V,一根回路,当传感器连接之后,5V将变成0.5V-4.5V的信号电压,随温度变化而变化。
电装比博世多一个传感器-燃油温度传感器,同水温传感器一样使用热敏电阻,其好坏判断也是通过使用万用表测量它的电阻,信号电压大约是0.5-4.5V。
进气温度传感器,水温传感器以及燃油温度传感器原理是一样的,信号电压是在0.5-4.5V之间,超出4.5V或低0.5V都是不正常的,可能是线路上存在短路或断路所造成的。
博世系统中,进气温度和进气压力合二为一,电装系统中是独立分开的,有一根气管需要与传感器连接,传感器三根线分别为电源,信号以及地线。其中,VC代表电源5V,GND代表回路,VOUT代表信号(0.5V-4.5V)。
传感器结构类型采用半导体型,传感器的微元件压力发生变化时,电阻值也随之变化,此时,采用的是压电效应的原理。
上述传感器中,凸轮轴和曲轴传感器为发动机提供有效的正时信号,油门踏板搜集驾驶员的驾驶意图,其他传感器如燃油传感器,水温传感器,进气压力及进气温度传感器都将参与到对发动机喷油量的控制。
哪些传感器会影响到发动机的喷油量呢?
对于喷油量的计算,首先,通过加速踏板的开度变化搜集到驾驶员的驾驶意图,有开度变化之后会出现基本喷射量,之后发动机转速会增加,喷射量大小的修正在于进气压力,其次是进气温度,大气压力,环境温度,以及发动机的最大喷射量校正,这取决于发动机是冷机还是暖机。


喷射量的修正除凸轮轴和曲轴位置传感器以外,其他传感器都会参与喷油量的修正量,计算出最合适的喷射量来完成喷射,发动机喷射不足最大的因素就是进气压力,进气压力是否达到标准。
基本喷射量:油量由发动机的转速和加速踏板的开度,当转速恒定时,加速踏板开度增加,喷射量增加,加速踏板开度恒定时,发动机转速增大,喷射量则减少。发动机转速恒定时,比如处于怠速状态时,如果驾驶员操作油门踏板,等同于油门踏板开度增加,此时喷射量必须增加;如果加速踏板此刻恒定,发动机转速增加,喷射量必须降低。
第2个油量叫起动喷射量,根据发动机启动时的基本喷射量,和发动机的启动开关,也就是on档的时间,发动机转速和冷却液温度增加来校正油量,如果冷却液温度较低,喷油量则增加,发动机已着车,则模式取消,是指当启动发动机时,冷却液较低,此时必须增加起动喷射量,一旦着车,则取消此模式。
最高转速设定喷射量

通过最高转速来设置或限制喷射量,以便发动机转速过多增加导致飞车,发动机转速达到标定转速时,必须限制喷油器的喷射量,否则会导致发动机超速飞车。
基本最大喷射量
哪些传感器会影响喷油器的最大喷射量?
喷射量要根据发动机的转速以及3个温度传感器(水温、燃油温度、进气温度)、大气温度、进气压力以及大气压力,通过校正得到最大的喷射量。
发动机的转速和影响最大喷射量的传感器会校正出最合适的喷射量,水温、燃油温度、进气温度、大气温度都会影响最大喷射量的校正,其中影响最大的是进气压力,进气压力越大,油量会越大;进气压力越小,油量会越小。

最大喷射量受进气压力影响越大,原因是当进气压力低时,最大喷射量必须得到限制,减少黑烟的排放,进气压力高,供油多,进气压力低,供油少。
除了进气压力,最大喷射量同样受大气压力影响。最大喷射量根据大气压力的不同而增加或降低,当大气压力较高时,最大喷射量增加,大气压力较低时,最大喷射量将减少。
加速喷射量的延时校正:如果加速踏板的开度较大,喷射量将延迟增加,防止冒黑烟。如果驾驶员操作油门踏板时,油门开度变化过快,这样做不会快速增加油量,而会延迟增加油量,目的是防止黑烟的排放。


电装系统中的执行器:指安装在油泵上的PCV电磁阀。博世的燃油计量单元安装在油泵的进油道上,通过控制油泵进油量来控制轨压,电装PCV阀与燃油计量单元作用一样,都是通过控制油量来间接控制轨压。
不同之处在于计量单元控制的是油泵进油量,PCV电磁阀控制PCV的关闭正时,等同于油泵的一个出油量。
该图是PCV电磁阀的示意图以及电路构成,PCV电磁阀分PCV1和PCV2,电器插件不可互换,主继电器为PCV电磁阀提供电源,当钥匙门打开之后,继电器为PCV电磁阀上电,工作开始时间取决于ECU控制它的负极端。

PCV电磁阀的工作原理:PCV电磁阀安装在柱塞的上方,当PCV电磁阀处于断电状态时,因PCV电磁阀的阀芯是打开的,进油通道是打开的,因此燃油能被抽吸到柱塞箱。
第一张柱塞示意图,此刻PCV电磁阀的阀门是打开的,燃油会被柱塞抽吸到柱塞箱,第二张图,柱塞是亚油状态,此刻PCV电磁阀还未关闭,燃油只能顺着进油道送回油箱。第三张图,此刻,PCV电磁阀供电,阀芯已被关闭,相当于进油通道关闭,柱塞腔内的所有燃油会被挤压,压力升高,克服安装在柱塞上的出油阀弹簧力,之后会被送到油轨。
电装轨压的控制取决于PCV电磁阀的关闭早晚,当柱塞处于亚油状态时,PCV电磁阀关闭的越早,油量越大,PCV电磁阀关闭的越晚,油量越小。
PCV电磁阀的关闭时间根据凸轮轴传感器以角度计算的,电装系统中,如果轨压处于怠速状态,PCV电磁阀的关闭时间就是132度,也就是凸轮的132度,此刻提供的燃油量就可以满足怠速时的燃油需求,驾驶员需要加油时,PCV电磁阀可以更早关闭,从而使燃油量得以增加。

电装喷油器电磁阀的驱动与博世区别,博世是两两对应的接线方式,电装系统中,每三缸共用一个回路,6缸喷油器有2个回路线,1/2/3缸和4/5/6缸共用。
共用1为1/2/3缸提供回路,共用2为4/5/6缸提供回路。

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