汽车发动机构造与维修

陈伙南、罗志高、刘新平、陈友鹏

目录

  • 1 汽车发动机总论
    • 1.1 汽车发动机的类型及工作原理
    • 1.2 发动机的总体构造
    • 1.3 发动机的主要性能指标及编号规则
    • 1.4 发动机概述
  • 2 曲柄连杆机构的构造与维修
    • 2.1 曲柄连杆机构的构造与工作原理
    • 2.2 曲柄连杆机构的维修
    • 2.3 曲柄连杆机构的常见故障诊断与排除
    • 2.4 曲柄连杆机构
  • 3 配气机构的构造与维修
    • 3.1 配气机构的构造和工作原理
    • 3.2 配气机构的维修
    • 3.3 配气机构的常见故障诊断与排除
    • 3.4 配气机构
  • 4 发动机冷却系统的构造与维修
    • 4.1 发动机冷却系统的构造与工作原理
    • 4.2 发动机水冷却系的维修
    • 4.3 发动机冷却系的常见故障诊断与排除
    • 4.4 发动机冷却系统
  • 5 发动机润滑系的构造与维修
    • 5.1 发动机润滑系的构造与工作原理
    • 5.2 发动机润滑系的维修
    • 5.3 发动机润滑系的常见故障诊断与排除
    • 5.4 发动机润滑系统
  • 6 汽油机电子控制燃油喷射系统的基本知识
    • 6.1 汽油机电子控制燃油喷射系统的构造和工作原理
    • 6.2 电喷汽油机燃油系统故障的检查和诊断
    • 6.3 汽油机燃油供给系统
    • 6.4 发动机电控检修
  • 7 柴油机燃油系统的构造
    • 7.1 柴油机燃油系统的构造
    • 7.2 柴油机燃烧系统的维修
    • 7.3 柴油机燃烧系统故障的检查和诊断
    • 7.4 柴油机燃油供给系统
  • 8 进排气系统及排污净化装置
    • 8.1 进气系统
    • 8.2 排气系统
    • 8.3 进气增压装置
    • 8.4 排污净化装置
    • 8.5 排污净化装置的维修
  • 9 发动机的装配、调整与磨合
    • 9.1 发动机的装配和调整
    • 9.2 发动机的磨合
    • 9.3 发动机总成修理竣工技术条件
    • 9.4 发动机装配与调试
  • 10 课程相关资源
    • 10.1 课程标准
    • 10.2 教案
    • 10.3 实训指导书
    • 10.4 课程自我诊断报告书
汽油机电子控制燃油喷射系统的构造和工作原理

一、电子控制燃油喷射系统的控制内容及功能

 

1

、电子控制燃油喷射

(EFI) 

电子控制燃油喷射主要包括喷油量、喷射定时、燃油停供及燃油泵的控制。

 

1

)喷油量控制

 

ECU

将发动机转速和负荷信号作为主控信号,确定基本喷油量

(

喷油电磁阀开启的时间长

)

,并根据其它有关输入信号加以修正,最后确定总喷油量。

 

2

)喷油定时控制

 

在电控间歇喷射系统中,当采用与发动机转动同步的顺序独立喷射方式时,

ECU

不仅要控

制喷油量,还要根据发动机各缸的发火顺序,将喷射时间控制在一个最佳时刻。

 

3

)减速断油及限速断油控制

 

a. 

减速断油控制

 

汽车行驶中,驾驶员快收油门踏板时,

ECU

将会切断燃油喷射控制电路,停止喷油,以降

低减速时

HC

CO

的排放量。当发动机转速降至一定的特定转速时,又恢复供油。

 

b. 

限速断油控制

 

发动机加速时,发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速,

ECU

将会在临

界转速时切断燃油喷射控制电路,停止喷油,防止超速。

 

4

)燃油泵控制

 

当点火开关打开后,

ECU

将控制汽油泵工作

2

3

秒,

以建立必须的油压。

此时若不启动发动机,

ECU

将切断汽油泵控制电路,汽油泵停止工作。在发动机启动过程和运转过程中,

ECU

控制汽

油泵保持正常运转。

 

2

、电控点火装置

(ESA) 

点火装置的控制主要包括点火提前角、通电时间和爆震控制等方面。

 

1

)点火提前角控制

 

ECU

中首先存储发动机在各种工况及运行条件下最理想的提火提前角。

发动机运转时,

ECU

根据发动机转速和负荷信号,

确定基本点火提前角,

并根据其它有关信号进行修正,

最后确定点

火提前角,并向电子点火控制器输出信号,以控制点火系的工作。

 

2

)通电时间

(

闭角

)

控制与恒流控制

 

为保证点火线圈初级电路有足够大的断开电流,

以产生足够高的次级电压,

同时也要防止通

电时间过长线圈过热损坏,

ECU

可根据蓄电池电压及转速等信号,控制点火线圈初级电路的通

电时间。

 

在高能点火装置中还增加了恒流控制电路,以使在极短时间内初级电流迅速增长到额定值,

减少转速对次级电压的影响,改善点火特性。

 

3

)爆震控制

 

ECU

收到爆震传感器输出的信号后,

ECU

对信号进行滤波处理并判断发动机有无爆震现

象。在检测到爆震时,立即把点火时刻变成滞后角;在无爆震时,则采用提前角反馈控制形式。

此项控制是点火时刻控制中的追加功能。

 

3

、怠速控制

(ISC) 

发动机在汽车运转、

空调压缩机工作、

变速器挂入档位、

发电机负荷加大等不同怠速运转工

况下,由

ECU

控制怠速控制阀,使发动机都能处在最佳怠速下运转。

 

4

、排放控制

 

排放控制项目主要有:废气再循环控制

(EGR)

、氧传感器及三元催化开环闭环控制、二次空

气喷射控制、活性碳罐电磁阀控制等。

 

1

EGR

废气再循环控制

 

当发动机温度达到一定温度时,

根据发动机负荷和转速,

ECU

控制

EGR

阀作用,

废气进行

再循环,以降低

NOx

排放量。

 

2

)开环和闭环控制

 

在装有氧传感器及三元催化器的发动机中,

ECU

根据发动机的工况及氧传感器反馈的空燃

比信号,确定开环控制与闭环控制方式。

 

3

)二次空气喷射控制

 

ECU

根据发动机的工作温度,控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化器中,以减少排气污

染。

 

4

)活性碳罐排泄电磁阀控制

 

ECU

根据发动机工作温度、转速、负荷等信号,控制活性碳罐排泄电磁阀的工作,以降低

油箱中的汽油蒸发污染。

 

5

、进气控制

 

1

)动力阀控制

 

发动机在不同负荷下,

ECU

控制真空电磁阀,以控制动力阀的开闭来改变进气流量,从而

改善发动机的输出扭矩与动力。

 

2

)涡流控制阀

 

ECU

根据发动机的负荷和转速信号,去控制真空电磁阀,以控制涡流控制阀的开闭,改善

发动机大负荷的充气效率,提高输出扭矩和动力。

 

6

、增压控制

 

ECU

根据进气压力传感器

(MAP)

检测的进气压力信号去控制释压电磁阀,以控制排放通路

切换阀,改变排气通路的走向,从而控制废气涡轮增压器进入工作或停止工作。

 

7

、警告提示

 

ECU

控制各种指示和警告装置,显示有关控制系统的工作状况,当控制系统出现故障时能

及时发出警告信号。如氧传感器失效、催化剂过热、油箱油温过高等。

 

8

、自我诊断与报警系统

 

当控制系统出现故障时,

ECU

将会点亮组合仪表上的“检查发动机”

(CHECK 

 

ENGINE)

灯,提醒驾驶员注意发动机已出现故障,并将故障信息储存到

ECU

中,通过一定程序,能将故

障码及有关信息资料调出供检修用。

 

9

、传感器故障预诊参考系统

(

失效保护

ECU

检测到传感器或线路故障时,即会自动按

ECU

预先的程序提供设定值,以便发动

机仍能保持运转,但此时性能将有所下降。

 

10

、主电脑故障备用控制系统

 

ECU

发生故障时,则会自动启动备用系统,使发动机转入强制运转状态,以便驾驶员将

车辆开到检修厂进行修理。

一、电子控制燃油喷射系统的控制内容及功能

 

1

、电子控制燃油喷射

(EFI) 

电子控制燃油喷射主要包括喷油量、喷射定时、燃油停供及燃油泵的控制。

 

1

)喷油量控制

 

ECU

将发动机转速和负荷信号作为主控信号,确定基本喷油量

(

喷油电磁阀开启的时间长

)

,并根据其它有关输入信号加以修正,最后确定总喷油量。

 

2

)喷油定时控制

 

在电控间歇喷射系统中,当采用与发动机转动同步的顺序独立喷射方式时,

ECU

不仅要控

制喷油量,还要根据发动机各缸的发火顺序,将喷射时间控制在一个最佳时刻。

 

3

)减速断油及限速断油控制

 

a. 

减速断油控制

 

汽车行驶中,驾驶员快收油门踏板时,

ECU

将会切断燃油喷射控制电路,停止喷油,以降

低减速时

HC

CO

的排放量。当发动机转速降至一定的特定转速时,又恢复供油。

 

b. 

限速断油控制

 

发动机加速时,发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速,

ECU

将会在临

界转速时切断燃油喷射控制电路,停止喷油,防止超速。

 

4

)燃油泵控制

 

当点火开关打开后,

ECU

将控制汽油泵工作

2

3

秒,

以建立必须的油压。

此时若不启动发动机,

ECU

将切断汽油泵控制电路,汽油泵停止工作。在发动机启动过程和运转过程中,

ECU

控制汽

油泵保持正常运转。

 

2

、电控点火装置

(ESA) 

点火装置的控制主要包括点火提前角、通电时间和爆震控制等方面。

 

1

)点火提前角控制

 

ECU

中首先存储发动机在各种工况及运行条件下最理想的提火提前角。

发动机运转时,

ECU

根据发动机转速和负荷信号,

确定基本点火提前角,

并根据其它有关信号进行修正,

最后确定点

火提前角,并向电子点火控制器输出信号,以控制点火系的工作。

 

2

)通电时间

(

闭角

)

控制与恒流控制

 

为保证点火线圈初级电路有足够大的断开电流,

以产生足够高的次级电压,

同时也要防止通

电时间过长线圈过热损坏,

ECU

可根据蓄电池电压及转速等信号,控制点火线圈初级电路的通

电时间。

 

在高能点火装置中还增加了恒流控制电路,以使在极短时间内初级电流迅速增长到额定值,

减少转速对次级电压的影响,改善点火特性。

 

3

)爆震控制

 

ECU

收到爆震传感器输出的信号后,

ECU

对信号进行滤波处理并判断发动机有无爆震现

象。在检测到爆震时,立即把点火时刻变成滞后角;在无爆震时,则采用提前角反馈控制形式。

此项控制是点火时刻控制中的追加功能。

 

3

、怠速控制

(ISC) 

发动机在汽车运转、

空调压缩机工作、

变速器挂入档位、

发电机负荷加大等不同怠速运转工

况下,由

ECU

控制怠速控制阀,使发动机都能处在最佳怠速下运转。

 

4

、排放控制

 

排放控制项目主要有:废气再循环控制

(EGR)

、氧传感器及三元催化开环闭环控制、二次空

气喷射控制、活性碳罐电磁阀控制等。

 

1

EGR

废气再循环控制

 

当发动机温度达到一定温度时,

根据发动机负荷和转速,

ECU

控制

EGR

阀作用,

废气进行

再循环,以降低

NOx

排放量。

 

2

)开环和闭环控制

 

在装有氧传感器及三元催化器的发动机中,

ECU

根据发动机的工况及氧传感器反馈的空燃

比信号,确定开环控制与闭环控制方式。

 

3

)二次空气喷射控制

 

ECU

根据发动机的工作温度,控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化器中,以减少排气污

染。

 

4

)活性碳罐排泄电磁阀控制

 

ECU

根据发动机工作温度、转速、负荷等信号,控制活性碳罐排泄电磁阀的工作,以降低

油箱中的汽油蒸发污染。

 

5

、进气控制

 

1

)动力阀控制

 

发动机在不同负荷下,

ECU

控制真空电磁阀,以控制动力阀的开闭来改变进气流量,从而

改善发动机的输出扭矩与动力。

 

2

)涡流控制阀

 

ECU

根据发动机的负荷和转速信号,去控制真空电磁阀,以控制涡流控制阀的开闭,改善

发动机大负荷的充气效率,提高输出扭矩和动力。

 

6

、增压控制

 

ECU

根据进气压力传感器

(MAP)

检测的进气压力信号去控制释压电磁阀,以控制排放通路

切换阀,改变排气通路的走向,从而控制废气涡轮增压器进入工作或停止工作。

 

7

、警告提示

 

ECU

控制各种指示和警告装置,显示有关控制系统的工作状况,当控制系统出现故障时能

及时发出警告信号。如氧传感器失效、催化剂过热、油箱油温过高等。

 

8

、自我诊断与报警系统

 

当控制系统出现故障时,

ECU

将会点亮组合仪表上的“检查发动机”

(CHECK 

 

ENGINE)

灯,提醒驾驶员注意发动机已出现故障,并将故障信息储存到

ECU

中,通过一定程序,能将故

障码及有关信息资料调出供检修用。

 

9

、传感器故障预诊参考系统

(

失效保护

ECU

检测到传感器或线路故障时,即会自动按

ECU

预先的程序提供设定值,以便发动

机仍能保持运转,但此时性能将有所下降。

 

10

、主电脑故障备用控制系统

 

ECU

发生故障时,则会自动启动备用系统,使发动机转入强制运转状态,以便驾驶员将

车辆开到检修厂进行修理。

电子控制燃油喷射系统的控制内容及功能

 1、电子控制燃油喷射(EFI)  电子控制燃油喷射主要包括喷油量、喷射定时、燃油停供及燃油泵的控制。 1)喷油量控制  ECU将发动机转速和负荷信号作为主控信号,确定基本喷油量(喷油电磁阀开启的时间长短),并根据其它有关输入信号加以修正,最后确定总喷油量。 2)喷油定时控制  在电控间歇喷射系统中,当采用与发动机转动同步的顺序独立喷射方式时,ECU不仅要控制喷油量,还要根据发动机各缸的发火顺序,将喷射时间控制在一个最佳时刻。 3)减速断油及限速断油控制 a. 减速断油控制  汽车行驶中,驾驶员快收油门踏板时,ECU将会切断燃油喷射控制电路,停止喷油,以降低减速时HC及CO的排放量。当发动机转速降至一定的特定转速时,又恢复供油。 b. 限速断油控制  发动机加速时,发动机转速超过安全转速或汽车车速超过设定的最高车速,ECU将会在临界转速时切断燃油喷射控制电路,停止喷油,防止超速。 4)燃油泵控制  当点火开关打开后,ECU将控制汽油泵工作2—3秒,以建立必须的油压。此时若不启动发动机,ECU将切断汽油泵控制电路,汽油泵停止工作。在发动机启动过程和运转过程中,ECU控制汽油泵保持正常运转。 2、电控点火装置(ESA)  点火装置的控制主要包括点火提前角、通电时间和爆震控制等方面。 1)点火提前角控制  ECU中首先存储发动机在各种工况及运行条件下最理想的提火提前角。发动机运转时,ECU根据发动机转速和负荷信号,确定基本点火提前角,并根据其它有关信号进行修正,最后确定点火提前角,并向电子点火控制器输出信号,以控制点火系的工作。 

2)通电时间(闭角)控制与恒流控制  为保证点火线圈初级电路有足够大的断开电流,以产生足够高的次级电压,同时也要防止通电时间过长线圈过热损坏,ECU可根据蓄电池电压及转速等信号,控制点火线圈初级电路的通电时间。  在高能点火装置中还增加了恒流控制电路,以使在极短时间内初级电流迅速增长到额定值,减少转速对次级电压的影响,改善点火特性。 3)爆震控制  当ECU收到爆震传感器输出的信号后,ECU对信号进行滤波处理并判断发动机有无爆震现象。在检测到爆震时,立即把点火时刻变成滞后角;在无爆震时,则采用提前角反馈控制形式。此项控制是点火时刻控制中的追加功能。 3、怠速控制(ISC)  发动机在汽车运转、空调压缩机工作、变速器挂入档位、发电机负荷加大等不同怠速运转工况下,由ECU控制怠速控制阀,使发动机都能处在最佳怠速下运转。 4、排放控制  排放控制项目主要有:废气再循环控制(EGR)、氧传感器及三元催化开环闭环控制、二次空气喷射控制、活性碳罐电磁阀控制等。 1)EGR废气再循环控制  当发动机温度达到一定温度时,根据发动机负荷和转速,ECU控制EGR阀作用,废气进行再循环,以降低NOx排放量。 2)开环和闭环控制  在装有氧传感器及三元催化器的发动机中,ECU根据发动机的工况及氧传感器反馈的空燃比信号,确定开环控制与闭环控制方式。 3)二次空气喷射控制  ECU根据发动机的工作温度,控制新鲜空气喷入排气歧管或三元催化器中,以减少排气污染。  4)活性碳罐排泄电磁阀控制  ECU根据发动机工作温度、转速、负荷等信号,控制活性碳罐排泄电磁阀的工作,以降低油箱中的汽油蒸发污染。 5、进气控制 1)动力阀控制 

发动机在不同负荷下,ECU控制真空电磁阀,以控制动力阀的开闭来改变进气流量,从而改善发动机的输出扭矩与动力。 2)涡流控制阀  ECU根据发动机的负荷和转速信号,去控制真空电磁阀,以控制涡流控制阀的开闭,改善发动机大负荷的充气效率,提高输出扭矩和动力。 6、增压控制  ECU根据进气压力传感器(MAP)检测的进气压力信号去控制释压电磁阀,以控制排放通路切换阀,改变排气通路的走向,从而控制废气涡轮增压器进入工作或停止工作。 7、警告提示  ECU控制各种指示和警告装置,显示有关控制系统的工作状况,当控制系统出现故障时能及时发出警告信号。如氧传感器失效、催化剂过热、油箱油温过高等。 8、自我诊断与报警系统  当控制系统出现故障时,ECU将会点亮组合仪表上的“检查发动机”(CHECK  ENGINE)灯,提醒驾驶员注意发动机已出现故障,并将故障信息储存到ECU中,通过一定程序,能将故障码及有关信息资料调出供检修用。 9、传感器故障预诊参考系统(失效保护)  当ECU检测到传感器或线路故障时,即会自动按ECU预先的程序提供设定值,以便发动机仍能保持运转,但此时性能将有所下降。 10、主电脑故障备用控制系统  当ECU发生故障时,则会自动启动备用系统,使发动机转入强制运转状态,以便驾驶员将车辆开到检修厂进行修理。