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电控燃油喷射系统的检修 |
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1.夏利轿车发动机电喷系统的特点 1996年上半年，天津汽车工业有限公司对夏利轿车进行了12项大的改进。其中有与日本大发公司联合开发的带电喷的1.3L的TJ376Q-E型汽油机批量装车面世。该发动机是在化油器式TJ376Q型汽油机的基础上，通过改变进气系统、燃油系统和增加控制系统，实现由电脑控制供油和点火的电子控制燃油喷射式发动机，试验测得该发动机标定功率增加10.0%，达到41.3kW(6000r/min)；最大转矩提高7.7%，达到81.2N·m(3600r/min)；外特性最低油耗下降9.4%(为280g/kw·h)；匹配到夏利轿车上百公里油耗下降10.0%-13.8%；排放性能符合我国自1998年实施的ECE15-04排放法规要求；由于在加速瞬间能自动切断空调(4-5s)后又自动接上，进一步提高了轿车带空调后的加速性能。 |
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1998年7月9日天津丰田汽车发动机公司的A系列“世界引擎”-A系列1.3L轿车汽油机成功下线，并匹配于夏利轿车上，使夏利轿车家族又出现了新成员，即新型TJ7130UQ夏利电喷轿车。TJ7130UQ型三厢夏利电喷轿车是在TJ7130U的基础上，采用了日本丰田公司的A系列中1.3L的8A-FE型四缸16气门电子控制燃油喷射汽油机的部件试制的新车型。该车发动机标定功率达到63.0kW(6000r/min)；最大转矩达到110.0N·m(5200r/min)；外特性最低油耗为280g/kw·h；怠速排放污染物中CO≤1.5%，HC≤500×10-6。 2.夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机的技术参数 夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机的技术参数如 表6-1所示。3.夏利轿车TJ376Q-E型发动机电喷系统的组成 夏利轿车TJ376Q-E型发动机电喷系统(EFI)主要由空气供给系统、燃油供给系统和控制系统组成，工作原理如 图6-1所示。(1)空气供给系统 空气供给系统如 图6-2所示。空气经空气滤清器滤除灰尘等杂质后，经过节气门体进入平衡箱，再分配到各缸的进气歧管，当进气门打开时，与喷入的汽油混合被吸入气缸内。(2)燃油供给系统 燃油供给系统如 图6-3所示。装在汽油箱内的汽油泵将汽油吸出，经汽油滤清器滤除杂质后送入燃油分配管，分配管后端装有燃油压力调节器，使油压保持在比进气歧管内压力高出284kPa，过量的压力油经回油管流回油箱。(3)控制系统 控制系统主要由传感器、电控单元(ECU)和执行器组成。 电控单元由输入、输出通道和计算机组成。传感器将信号输给电控单元，输入通道进行信号处理、A/D转换之后，计算机进行运算、判断，再由输出通道发出控制信号给执行器，控制过程如 图6-4所示。①喷油量控制。采用同时喷射，起动时，曲轴每转刻240 °，3个缸同时喷油一次；起动后，曲轴每转两圈，3个缸同时喷油一次。喷油器的喷油量由基本喷油量和修正喷油量两部分组成，电控单元根据绝对压力传感器送来的发动机进气歧管绝对压力信号和分电器送来的转速信号，经过运算判断，确定出基本喷油量。同时，电控单元根据传感器送来的冷却液温度、节气门开度、蓄电池电压、车速、起动状态等信号，对喷油量进行修正，最后发出一定宽度的脉冲信号，使发动机在各种工况下的喷油量为最佳。 ②点火正时控制。点火正时控制的执行器是点火线圈，由内装于ECU中的点火器控制。起动时采用固定的点火提前角，起动后ECU根据发动机转速和进气歧管压力确定出基本点火提前角，再按照发动机热工作状态进行修正，得出最佳点火提前角，据此给晶体管点火器发出指令，使点火器通断点火线圈的初级电流，使点火线圈次级产生高电压，送到火花塞，点燃气缸内的混合气，点火系统如 图6-5所示。③怠速提高控制。怠速提高控制系统如 图6-6所示。当ECU拾取到发动机起动时、刚起动的一定时间内、起动后充分暖机之前、用电负荷增加和断油后再供油的非同步喷射的一段时间内等任何一种信号时，即指令执行器怠速提高阀开启，发动机从该处吸入附加空气，使转速迅速提高。④散热器冷却风扇控制。散热器冷却风扇控制系统如 图6-6所示。当冷却液温度≥98℃或减速断油期间冷却液温度≥94℃时，ECU指令执行器冷却风扇继电器接通，使风扇转动。当冷却液温度≤92℃时，ECU指令执行器冷却风扇继电器断开，风扇停止工作。⑤加速时空调切断控制。加速时空调切断控制系统如 图6-7所示。当ECU接到车辆为急加速状态的信号时，ECU指令空调切断继电器断开，切断空调系统。经数秒后，空调切断继电器重新闭合，空调系统恢复工作。⑥汽油泵控制。汽油泵控制系统如 图6-8所示。当点火开关在起动位置时或转速信号输入到ECU后2s内，ECU才让汽油泵继电器连接端子FC2的地线接通，使汽油泵工作。⑦故障自诊断。夏利轿车电喷发动机具有自诊断功能和安全保护控制功能。当系统出现某些故障码时，控制系统自动采取保护措施。 4.夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机电控单元的构成 夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机电控单元(ECU)装在仪表板工具箱部位，由微型计算机及其外围器件构成，晶体管点火器内装于ECU中，其构成如 图6-9所示。5.夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机电控单元的控制电路 夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机电控单元的控制电路如 图6-10所示。6.夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机电控单元插座及接线端子情况 夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机电控单元插座及接线端子的结构如 图6-11所示，电控单元插座及接线端子的说明情况如表6-2所示。7.如何调整夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机 (1)怠速转速的调整 准备：节气门全关，使发动机的水温达到正常工作温度，怠速提高阀关闭，风扇及空调都不工作。 调整：取下节气门体怠速调整螺钉上的胶塞，用十字旋具转动怠速调整螺钉，调整怠速转速( 图6-12)。标准：怠速转速标准值为800±50r/min。 (2)怠速排放的调整 准备：节气门全关，使发动机的水温达到正常工作温度，怠速提高阀关闭，风扇及空调都不工作。 调整：如 图6-13所示，用专用工具套住调节轴，左右转动，调整怠速排放值。标准：排放标准，CO含量小于3.5%，HC含量小于700×10-6。 (3)初始点火提前角的调整 准备：如 图6-14所示，将诊断座中的T端子短路，全部关闭节气门，使发动机的水温达到正常工作温度，发动机转速为700-1000r/min。调整：松开分电器和分电器座的固定螺栓，手持外壳左右移动。 标准：上止点前5 °±2°，即在正时灯照射下，飞轮上对中记号对准指示片窗口，如图6-15所示。8.如何对夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机进行故障自诊断 夏利轿车电控汽油喷射系统有故障自诊断和安全保护控制装置，在组合仪表上有一个故障报警灯，起动时灯亮，如果系统正常，灯在5s后熄灭。当转速传感器、水温传感器、压力传感器、节气门位置传感器、车速传感器和点火信号等出现故障时，故障报警灯亮；而当怠速CO调节器、开关系统和起动信号出现故障时，故障报警灯不亮，但通过故障代码可以查出来。 (1)故障码的读取 将诊断座的T端子短路( 图6-14)，故障报警灯将出现有规律的亮灭交替显示，由此可以读取故障代码，找到故障传感器。故障代码的读取规律如图6-16所示，故障报警灯先出现的闪烁次数为故障码的十位数，第二次闪烁的次数为故障码的个位数。如果同时存在多个故障，则故障代码按由小到大的顺序出现。(2)故障码表 故障代码如表6-3所示。 表6-3 故障代码及安全保护控制
(3)故障码的清除 继电器盒内有两个熔丝插片，一个是15A的发动机熔丝片，一个是10A的后备电源熔丝片。故障排除后，关闭点火开关，打开继电器盒盖，取下后备电源熔丝，15min后便可清除记忆在ECU存储器中的故障代码。 9.如何诊断和排除夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机故障 夏利轿车TJ376Q-E型电喷发动机的故障诊断与排除如 表6-4所示。10.夏利轿车发动机电控系统的诊断通信功能 发动机电控系统故障诊断可分为两种形式：一种是车载诊断方式，ECU具有自诊断功能，可通过仪表板上的故障指示灯读取故障码，从而确定故障发生的部位，这种方法不需要特殊的仪器，使用方便，但提供的信息不够详尽；另一种是车外诊断方式，使用故障诊断装置与电控系统的ECU进行通信，对电控系统的状态和ECU输入输出的数据进行详细分析，诊断精度显著提高。为提高仪器的通用性，国际标准ISO 9141对汽车诊断的数据做了规定，夏利轿车TJ376Q-E型汽油机电控燃油喷射系统的通信诊断也采用了国际标准ISO 9141。 (1)夏利轿车发动机电控系统诊断通信系统的构成和规格 所示为ISO 9141标准规定的通信系统简图，ECU与诊断仪器之间实行串行通信。 ECU应具有一条(K线)或两条(L线)对外的通信线，其中K线用于自诊断仪器向ECU的双向数据传输，L线用于自诊断仪器向ECU的单向数据传输，二者均可用于串行通信的初始化。另外应提供电压为蓄电池电压Vb的电源和共同的搭铁线G。 所示为夏利轿车电控燃油喷射系统的通信诊断连接器的示意图，其中IG提供电源，E为搭铁端，相当于图6-17中的K线，本系统采用异步、半双工串行通信，传输速率为两种。数据以字符组为单位传输，采用NRZ (No Return Zero)格式(图6-19)，每一字符组包括：1个起始位(逻辑“0”)；8个字符位，传送时最低有效位在先；1个停止位(逻辑“1”)。(2)通信方式 ①初始化及相关信息。为建立诊断仪与ECU之间的通信，首先要进行初始化，即诊断仪以一定的波特率向ECU传输地址信息。在初始化之前，K线应在W0时间内处于逻辑“1”状态。 ②经过时间W1后，ECU在确认收到正确的地址后，传输波特率同期方式信息，以确定关键字以后串行通信速率。 ③经过时间W2后，ECU传送2个字符的关键字，向诊断仪提供其后串行数据通信的格式及通信线路的配置情况，两个关键字之间间隔W3，关键字的格式如 图6-20所示，每一个关键字包括1个起始位(逻辑“0”)；7个数据位字符位，最低有效位在先；1个停止位(逻辑“1”)。④经过时间W3后，诊断仪向ECU传送第二个关键字的代码作为应答信号。 ⑤经过时间W4后，ECU向诊断仪传送初始化地址的代码作为应答信号。 (3)数据通信内容 在建立起诊断仪与ECU之间的通信后，数据通信以请求-应答的方式进行，可进行下列内容的通信。 ①故障码的读取与清除。可用诊断仪读出ECU存储器中的故障码，若有多个故障码，则按由小到大的顺序读出，无故障时输出00H。用诊断仪发出指令，可以消除ECU存储器中的故障码。 ②当前数据的表示。通过诊断仪可读取ECU存储器中有关数据的当前值， 表6-5列出了可读取的当前数据。③冻结数据的表示。发生故障时，ECU将当前的有关输入和输出数据“冻结”在ECU存储器中，用诊断仪读取这些数据，可用于故障分析(表6-5)。 ④执行器的驱动。可进行燃油泵和VSV的驱动。 ⑤T端子短接与解除。通过软件方法进行T端子的短接和解除。 11.夏利轿车TI7130UQ型电喷轿车的结构特点和技术参数 夏利TJ7130UQ型电喷轿车的结构特点： (1)采用双顶置凸轮轴(DOHC) 该发动机采用两个凸轮轴，由曲轴带轮借助于齿形带和双齿轮重叠式机构驱动( 图6-21)。(2)采用多气门技术每缸有4个气门，2个进气门，两个排气门，气门采用顶置式布置(OHV)。进排气门错开，分别装在气缸盖的两侧( 图6-22)。(3)高压缩比及屋脊式燃烧室 该机压缩比达到9.3。采用屋脊式燃烧室，该燃烧室可与活塞顶部凸起的曲面形成有效的挤气作用，从而提高汽油机的热效率，其结构如 图6-23所示。(4)低油耗率 可实现相当于1.0L排量汽油机的低油耗，且运转噪声低、适用范围广，具有故障自诊断装置、自动报警系统、失效保护系统和主电脑故障备用系统，在一定程度上已代表了国际上车用汽油机的发展趋势和水平，是我国经济型轿车升级换代的理想动力。 夏利轿车TJ7130UQ型电喷轿车的主要技术参数如 表6-6所示。 |
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