电喷发动机排故实训教案Word文档格式.docx
《电喷发动机排故实训教案Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电喷发动机排故实训教案Word文档格式.docx（29页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
所需设备、材料、工量具
桑塔纳时代超人发动机台架（2台）、元征X431解码仪（2套）、万用表（2个）。
技能训练详细教案（2012.2.27）
入门指导：
一、对电喷发动机系统的理论内容进行复习讲解
桑塔纳2000GSi型轿车的AJR型发动机采用了德国波许（BOSCH）公司最先进的Motronic3.8.2电子控制多点汽油顺序喷射系统。
该系统采用热膜式空气流量计检测发动机进气流量，可直接反映发动机负荷。
AJR型发动机的曲轴上装有1个60齿的信号触发轮，用于产生曲轴转角信号。
M3.8.2系统能依据进气流量信号和曲轴转角信号准确地控制发动机混合气空燃比和点火时间，从而极大地降低了汽车排气污染。
发动机具有自我诊断系统，但是必须用专用仪器方可读出控制单元（ECU）中储存的故障代码。
发动机也同样具有备用功能，例如当水温传感器线路有断路故障时，ECU就认为水温始终是19.5℃。
备用功能用于在控制系统、传感器、执行元件发生某些故障时，维持发动机运转，以便汽车开到修理厂。
采用了汽油蒸汽控制回收系统（AKF系统）。
汽油蒸汽控制回收系统采用活性炭罐吸附油箱中挥发的汽油蒸汽，在发动机起动后，再把炭罐中吸附的汽油吹出燃烧，减少废气排放，更为节能。
AJR型发动机上装有2个爆震传感器，比AFE型发动机增加了1个，使ECU能更有效地识别各个气缸的爆震燃烧，迅速调整点火时间，保护发动机免受劣质汽油引起的强烈爆震的损害。
采用两个点火线圈，即使用了双火花点火系。
M3.8.2电子控制汽油喷射系统由空气供给系统、汽油供给系统、控制系统组成，AJR型发动机电子控制系统的结构示意图如图3-1所示，，AJR型发动机电子控制系统的组成如图3-3所示。
图3-1AJR型发动机电子喷射系统结构示意图
1-热膜式空气流量计2-电子控制单元3-电动汽油泵4-节气门控制组件5-怠速电机（与节气门控制组件一体）6-进气温度传感器7-油压调节器8-喷油器9-爆震传感器10-汽油滤清器11-点火线圈12-氧传感器13-冷却液温度传感器14-转速传感器
图3-3AJR型发动机电子控制系统组成
二、对各组成部分的安装位置进行认知
其组件在车上的布置如图3-2所示。
图3-2汽油喷射系统和点火系统位置布置图
l-霍尔传感器（G40）2-喷油器（N30－N33）3-活性炭罐4-热膜式空气流量计（G70）
5-活性炭罐电磁阀（N80）6-ECU（J220）7-氧传感器（G39）8-水温传感器（G62）
9-转速传感器插接器（灰色）10-l号爆震传感器插接器（白色）11-氧传感器插接器（黑色）12-2号爆震传感器插接器（黑色）13-节气门控制组件（J338）14-2号爆震传感器（G66）15-转速传感器（G28）16-进气温度传感器（G72）17-点火线圈（N152）
18-1号爆震传感器（G61）
入门指导所需时间节数
5
效果分析
通过讲解，学生掌握了桑塔纳2000AJR电喷发动机的工作原理及组成部分的安装位置，达到预期效果。
巡回指导：
（包含“五勤”、个别指导为主，可能会存在的问题等）
对各传感器及执行器的位置进行指导，因为安装有两个水温传感器，一个为发动机水温信号，另一个为仪表板水温信号，多数同学要搞混淆。
对各电气部件的插接头的拆装技巧、插头内部代号的识别，以及和电路图中的代号相对应等进行指导。
巡回指导所需时间节数
1.5
在巡回指导中及时解决学生遇到问题，确保实习正常有序的进行。
结束指导：
1、课题完成情况：
学生已经掌握桑塔纳2000AJR电喷发动机的工作原理及组成部分的安装位置。
2、不足和改进方法：
学生对传感器和执行器的工作原理还未掌握，希望在接下来的几天实习中逐步完善。
3、下一阶段实习要求：
学习故障自诊断系统和失效保护系统。
结束指导所需时间节数
0.5
通过对一天实习进行总结，加深了学生的学习印象，使学生了解自己的不足之处和改进方法，为进一步训练打好基础。
教学总结
经过入门指导、巡回指导和结束指导，学生已经掌握桑塔纳2000AJR电喷发动机的工作原理及组成部分的安装位置，达到预期效果。
技能训练详细教案（2012.2.28）
一、故障自诊断系统讲解
1、故障自诊断系统的功能
故障自诊断系统主要由电子控制单元（ECU）以及传感器与执行器的监测电路组成，具体功能可归纳为如下几点：
（1）监测控制系统工作情况，及时地检测出电子控制系统出现的故障，一旦发现某个传感器或执行器参数异常，及时点亮仪表板上专设的发动机故障指示灯，通知驾驶员电子控制系统已出现故障。
（2）将故障内容编成代码（称为故障代码）存储在随机存储器RAM中，维修时，可将存入存储器的故障代码调出，为维修人员快速诊断出故障类型提供信息。
（3）因传感器或控制器及其电路发生故障，发动机不能工作时，起用相应的备用功能，使控制系统处于应急状态运行，使发动机能够维持基本的运转，以便于驾驶员将汽车开到修理厂修理。
同时在某一执行机构发生故障时，系统及时停止其他执行机构的工作，以确保汽车的行驶安全或避免造成部件的损环。
2、故障自诊断系统的工作原理
故障自诊断系统对电子控制系统的不同部分处理方式有所不同。
（1）传感器及其有关电路的故障诊断和故障运行
工作时，各传感器的信号将不断地输入ECU，ECU内设置了一个传感器信号监测软件，用来判别输入的信号有否异常。
每一种被监测的传感器信号都设定了正常的信号范围。
如果某一传感器信号电压超出正常范围或信号丢失，信号监测软件就判定该传感器有故障或有关线路有问题，驱使发动机故障指示灯闪亮，并将该故障的你码储存到存储器中。
比如，发动机水温传感器正常信号的电压范围是0.3～4.7V，对应的发动机冷却水温度是-30℃～120℃，如果ECU检测出的信号电压超出了此范围，监测软件就判定为水温传感器或其电路有故障，自诊断系统在使发动机故障指示灯亮显示故障，并使存储器储存故障你码的同时，从存储器中取出水温为80℃的代用值，对发动机进行控制，以防止因冷却水温度异常而失去控制，发动机不能正常运转，这样汽车就能在“带病”状态下继续行驶回家。
如果故障状态存在超过一定的时间，此故障代码就以稳定的形式储存。
如果在一定的时间里该故障状态不再出现，则系统把它归为偶尔性故障。
如果发动机起动50次故障不再出现，该偶发性故障代码就会自动消除。
（2）控制器的故障诊断及故障运行
ECU内出现异常情况时，自诊断系统也能显示其故障，并记录下故障代码。
其监测故障的方法是在系统内设置一监视回路。
监视回路中的监视计时器按时对微机进行复位。
当有故障时，例行程序不能正常运行，使监视计时器不能复位而造成溢出。
系统据此可判定为控制器故障，并显示其故障，储存故障代码。
（3）执行机构及其电路的故障诊断和故障保险
控制系统工作时，计算机向执行机构输出控制信号，而执行机构无信号返回。
为监测执行机构的工作状态，就需设置监视回路，及时将执行机构的工作状态信号反馈给ECU。
比如点火系统中的IGf信号就是用来判定点火系工作是否正常的监视信号
当点火线圈、电子点火器或有关线路有故障时，ECU就得不到正常的IGf信号。
自诊断系统即可判定为点火系统有关部位有故障，驱使指示灯显示故障并储存故障代码。
自诊断系统在给出点火系统故障信号的同时，使喷油器停止喷油，以免在点火系统不点火时喷油，使大量未燃烧的混合气从排气管进入三元催化反应器，造成反应器过量的氧化反应而过热烧坏。
这就是所谓的自诊系统具有的“安全保障”功能。
4、OBD-Ⅱ简介
OBD-Ⅱ是第二代随车电脑自诊断系统（ONBORADDIAGNOSTICS-Ⅱ）的缩写，中文意思是自我诊断。
它是由美国汽车工程学会（SAE）制定的，经由美国环境保护机构（EPA）及美国加州资源协会（CARB）登记的一套汽车标准。
一般来讲OBD-Ⅱ系统有三方面的要求：
一是仪表中有警示车主的指示灯，给车主提示车辆的控制系统存在故障；
二是系统有记忆和传送有关排放的故障代码；
三是能对EGR阀、燃油系统和其他有关废气排放系统进行测试维护。
（1）OBD-Ⅱ随车诊断系统的特点
①汽车按标准装用统一的16端子诊断座，并将诊断座统一安装在驾驶室仪表盘下方。
OBD-Ⅱ诊断座如图4-137所示。
②解码器和车辆之间采用标准的通讯规则。
欧洲统一标准——7号和15号端子；
美国统一标准——2号和10号端子。
③采用相同的故障码代号及故障码意义统一。
故障码由1个英文字母和4个数字组成。
④具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程的有关数据资料，能记忆和重新显示故障代码，可利用仪器方便、快捷地调取或清除故障码。
⑤能监控排放控制系统。
5、故障码与故障的关系
（1）有故障码不一定有故障
ECU存储器中存储的故障码有两种：
当前故障码和历史故障码，应加以区别。
读出故障码，但起动后“CHECK”灯熄灭，说明当前发动机ECU未检查到故障，读出的故障码是历史故障码，清除即可。
读出几个故障码，但起动后“CHECK”常亮，说明当前发动机ECU检测到故障，记下几个故障码，然后清除，再起动运行发动机，只要当前控制系统有故障，起动运行后“CHECK”一定亮，这时再读故障码，这个故障码是当前故障码。
（2）无故障码控制系统不一定正常
主要指没有故障码，但传感器信号或开关信号不一定正常，这时应用诊断仪读取发动机数据与标准数据比较，检查传感器或开关信号是否正常。
如：
水温传感器20℃时标准阻值为2-3kΩ，80℃时为200-400Ω，但实际在80℃时阻值为几千欧，ECU认为是冷车，增加喷油量，造成混合气浓，油耗大，热车难发动。
因为此时水温传感器信号在正常范围内，ECU认为是正常的，所以无故障码。
（3）故障码不一定反映具体的故障部位
故障码仅指一个故障范围，而不是一个具体的故障部位。
水温传感器信号电压过低，可能是：
①水温高；
②水温传感器故障；
③信号电路对搭铁短路；
④ECU故障。
二、失效保护系统
失效保护系统的组成主要是ECU内的部分软件，所以也可称之为失效保护功能，其作用是在电控系统工作时，微电脑检测到某些传感器、执行器及其控制电路出现故障（失效）时，给ECU提供设定的标准信号来替代故障信号，以保持控制系统继续工作，确保发动机仍能继续运转。
此外，当个别重要的信号传感器或其电路发生故障时，有可能危及发动机安全运转，失效保护系统则会使ECU立即采取强制性措施，切断燃油喷射，使发动机停止运转，确保车辆安全。
具有自诊断功能的发动机控制系统，一般都同时具有失效保护功能。
下面分别介绍各传感器及其电路发生故障时，失效保护系统的工作情况。
1、冷却液温度传感器信号故障
当冷却液温度传感器或其电路发生故障时，ECU可能会收到超过正常范围（低于-30℃或高于120℃）的温度信号，若电控燃油喷射系统仍按通常的方式控制喷油量，必然会引起空燃比过小或过大（混合气过浓或过稀），导致发动机转速不稳、性能下降。
此时，失效保护系统给ECU提供设定的冷却液温度信号，通常按冷却液温度为80℃控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。
2、进气温度传感器信号故障
当进气温度传感器或其电路发生故障时，ECU可能会收到超过正常范围（低于-30℃或高于120℃）的温度信号，若电控燃油喷射系统仍按通常的方式控制喷油量，与冷却液温度传感器或其电路发生故障时相同，必将引起空燃比过小或过大（混合气过浓或过稀），导致发动机转速不稳、性能下降。
此时，失效保护系统给ECU提供设定的进气温度信号，通常按进气温度为20℃控制发动机工作，防止混合气过浓或过稀。
3、点火确认信号故障
点火系统发生故障造成不能点火，ECU接收不到点火控制器反馈的点火确认信号时，如果喷油器继续喷油，大量未燃的混合气就会吸入气缸后排出，流入三元催化转换器，不仅会造成燃油浪费和排放污染，而且会使三元催化转换器温度很快升高并超过许用温度。
为避免这种情况发生，失效保护系统使ECU立即切断燃油喷射，使发动机停止运转。
4、节气门位置传感器（线性型）信号故障
当节气门位置传感器或其电路产生故障时，ECU将始终接收到节气门处于全开或全关状态信号，无法按实际的节气门开度对喷油量等进行精确控制。
此时ECU将根据发动机转速信号和空气流量传感器信号计算出一替代值来控制喷油。
5、空气流量传感器（或进气歧管绝对压力传感器）信号故障
如果空气流量传感器（或进气歧管绝对压力传感器）或其电路发生故障，ECU无法按进气量计算基本喷油时间，将引起发动机失速或不能起动。
此时，失效保护系统使ECU根据起动信号和节气门位置传感器信号按固定的喷油时间控制发动机工作。
桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机为节气门控制组件，当节气门位置传感器的怠速触点闭合时，以固定的怠速喷油量控制喷油；
当怠速触点断开、节气门尚未全开时，以固定的小负荷喷油量控制喷油；
当节气门接近全开或全开时，以固定的大负荷喷油量控制喷油。
6、爆燃传感器信号故障
当爆燃传感器或其电路发生故障时，或ECU内爆燃控制系统出现故障时，无论是否产生爆燃，点火提前角都无法由爆燃控制系统进行反馈控制，这将导致发动机无法正常工作。
此时，失效保护系统使ECU将点火提前角固定在一个适当值。
7、氧传感器信号故障
当氧传感器或其电路发生故障时，ECU将取消反馈控制，并以开环控制方式控制喷油。
8、凸轮轴位置传感器信号故障
由于凸轮轴位置传感器信号（G信号）用于识别气缸和确定曲轴转角基准，当该传感器或其电路发生故障时，电控燃油喷射射系统和电控点火系统无法控制发动机工作，将造成发动机不能起动或失速。
此时，如果传感器或其电路故障不严重，ECU仍能收到G1或G2信号，还能按完好的G1或G2信号判别气缸和确定曲轴转角基准；
但若传感器或其电路故障导致G1和G2两个信号都不能输送给ECU，则只能利用应急备用系统维持发动机基本运转。
9、曲轴位置传感器信号故障
曲轴位置传感器或其电路发生故障时，ECU接收不到转速与转角信号，无法控制喷油时刻和点火正时，将造成发动机不能起动或失速。
因此无法采取保护措施，发动机无法运转。
对电喷发动机自诊断系统和失效保护系统进行学习，达到预期效果。
对使用X431解码仪读取故障码使用进行指导。
个别学生会忘记相关的操作，比如在接入和拆卸相关端子前要关闭点火开关。
学生已经掌握X431解码仪的使用，并可以按照软件的操作步骤进行。
2、不足和改进方法：
学生有时忘记相关的操作。
3、下一阶段实习要求：
学习各电气元件的工作原理及检测方法。
。
经过入门指导、巡回指导和结束指导，学生已经掌握X431的使用，并可以按照软件的步骤进行操作，达到预期效果。
技能训练详细教案（2012.2.29）
一、节气门控制组件（J338）的检测
节气门控制组件的电路如图3-28所示。
图3-28节气门控制组件电路
1、节气门控制组件的组成和作用
①节气门电位计（G69）和节气门定位电位计G88，这两个部件起着节气门位置传感器的作用。
它们有两个与节气门联动的可动电刷触点，一个触点在节气门全闭时与怠速触点接触，另一个触点为可在电阻体上滑动的可动触点，节气门开度的大小与电阻的变化成比例。
将节气门开度对应的线性输出电压送给ECU，电脑就会感知节气门位置。
图3-29所示为节气门位置传感器的输出特性图。
图3-29节气门位置传感器输出特性
1-怠速触点信号2-节气门开度输出特性
②节气门定位器（V60）起着控制怠速的作用，能适当开大或关小节气门，所以本机没有怠速控制阀。
③怠速开关（F60）用以向发动机ECU提供怠速位置信号。
怠速开关闭合时，由节气门定位器来决定怠速时节气门的开度。
2、测量节气门控制组件供电电压
测量节气门控制组件供电电压即是测量节气门定位电位计和节气门电位计的电源电压，测量方法如图3-30所示。
打开点火开关，测量节气门控制组件插头，端子4和7间电压应约为5V（用20V量程档）。
图3-30测量节气门控制组件供电电压
二、空气流量计（G70）的检测1、空气质量计的结构
热膜式空气质量计安装在空气滤清器和进气软管之间，主要由控制电路、热膜、上流温度传感器、金属护网等组成，其结构如图3-31所示。
热膜式空气流量计的连接电路如图3-32所示。
图3-31热膜式空气质量计（a）结构图（b）剖视图l-控制电路2-通往发动机3-热膜4-上流温度传感器5-金属护网
图3-32空气流量计连接电路图
2、检查空气质量计的供电电压
用发光二极营试灯连接空气质量计插头端子2（如图3-33所示）和发动机搭铁点，起动发动机，灯应亮。
如果灯不亮，应检查保险丝与端子2间线路有无断路或短路，如正常，则检查汽油泵继电器。
测量空气流量计插头端子4对发动机搭铁点电压约为5V（用20V量程档）。
图3-33空气流量计插头端子
如果空气质量计供电电压正常，应测试信号线路。
如果不正常，更换发动机ECU。
4、测试空气质量计线路
测试空气质量计端子上触点与发动机控制单元上相关端子间的线路。
其电阻值应小于1Ω。
如果线路有断路或短路，应修复；
如果线路没有故障，更换空气质量计。
2
先对原理进行讲解，再对实际故障进行分析，达到预期效果。
有的同学由于在用万用表测量时方法不对，对应该测量端子电压还是测量导线电阻存在疑惑。
测量供电时应该测量端子电压；
测量导线导通性时要测量导线电阻。
4.5
学生已经掌握节气门位置传感器和空气流量计的工作原理和检测方法。
温度传感器的检测。
经过入门指导、巡回指导和结束指导，学生已经掌握节气门位置传感器和空气流量计的工作原理和检测方法，达到预期效果。
技能训练详细教案（2012.3.1）
一、冷却液温度传感器
AJR型发动机冷却液温度传感器是一个负温度系数的热敏电阻，其连接电路图如图3-34所示。
冷却液温度传感器出现故障，发动机会出现冷车或热车启动困难，油耗增加，排放超标。
图3-34冷却液温度传感器连接电路图
关闭点火开关，检查传感器插头上端子（图3-35）和发动机控制单元线束插头间的线路是否有断路或短路，如果线路正常，更换冷却液温度传感器。
图3-35冷却液温度传感器端子
二、进气温度传感器
AJR型发动机进气温度传感器是一个负温度系数的热敏电阻。
当进气温度出现故障时，发动机ECU能够检测到故障信息，并能使发动机进入故障应急状态运行。
此时发动机可能会出现热车难难启动，排放超标等故障。
AJR型妻动机进气温度传感器连接电路如图3-36所示。
图3-36进气温度传感器连接电路图
关闭点火开关，检查传感器插头上端子（图3-37）和发动机控制单元线束插头间的线路是否有断路或短路，如果线路正常，更换进气温度传感器。
图3-37进气温度传感器端子
在测量电阻时，有些同学忘记关闭点火开关，导致测量结果不正确。
学生已经掌握进气温度传感器和水温传感器的工作原理和检测方法。
氧传感器和发动机转速传感器的检测。
经过入门指导、巡回指导和结束指导，学生已经掌握进气温度传感器和水温传感器的工作原理和检测方法。
技能训练详细教案（2012.3.2）
一、发动机转速传感器
发动机转速传感器发送发动机转速信号和上止点信号给控制单元，供ECU判别点火正时和计算基本喷油量。
如果没有信号，发动机不能起动；
当发动机运转时，如果转速传感器或其连接线路出现故障，则发动机立即熄火。
AJR型发动机转速传感器连接电路如图3-38所示。
关闭点火开关，拔下发动机转速传感器插头（灰色插头），见图3-39所示。
测量传感器插座上端子2和3之间的电阻，其值应为480～1000Ω，否则应更换转速传感器。
图3-38发动机转速传感器连接电路图
图3-39转速传感器端子
二、氧传感器
氧传感器（也称之为λ传感器）比较空气中的氧含量和废气中的残余氧含量，并输送给控制单元一个电压信号，如果传感器头部的孔堵塞、传感器受到过度的热应力、λ传感器太冷或λ传感器加热传感器不工作、λ控制关闭（在喷射系统中控制单元检测到故障），将使电压不变化或者缓慢变化，发动机可能出现怠速不稳定、油耗上升和排放超标等现象。
λ传感器的连接电路如图3-40所示。
图3-40λ传感器连接电路图
1、测试λ传感器加热器
拔下λ传感器G39上4针插头。
测量传感器端子1和2间的电阻（见图3-41），在室温
升级会员 