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第一节 电喷系统维修须知 1.1 一般维修须知 1.1.1只允许使用数字万用表对电喷系统进行检查工作。 1.1.2维修作业请使用正品零部件，否则无法保证电喷系统的正常工作。 1.1.3维修过程中，只能使用无铅汽油。 1.1.4请遵守规范的维修诊断流程进行维修作业。 1.1.5维修过程中禁止对电喷系统的零部件进行分解拆卸作业。 1.1.6维修过程中，拿电子元件（电子控制单元、传感器等）时，要非常小心，不能让它们掉到地上。 1.1.7树立环境保护意识，对维修过程中产生的废弃物进行有效地处理。 1.2 维修过程注意事项 1.2.1不要随意将电喷系统的任何零部件或其接插件从其安装位置上拆下，以免意外损坏或水份、油污等异物进入接插件内，影响电喷系统的正常工作。 1.2.2当断开和接上接插件时，一定要将点火开关置于关闭位置，否则会损坏电器元件。 1.2.3在进行故障的热态工况模拟和其它有可能使温度上升的维修作业时，决不要使电子控制单元的温度超过80℃。 1.2.4电喷系统的供油压力较高（300kPa左右），所有燃油管路都是采用耐高压燃油管。即使发动机没有运转，油路中也保持较高的燃油压力。所以在维修过程中要注意不要轻易拆卸油管，在需对燃油系统进行维修的场合时，拆卸油管前应对燃油系统进行卸压处理，卸压方法如下: 拆下燃油泵继电器，启动发动机使其怠速运转，直到发动机自行熄灭。油管的拆卸和燃油滤清器的更换应在通风良好的地方由专业维修人员进行。 1.2.5从燃油箱中取下电动燃油泵时不要给油泵通电，以免产生电火花，引起火灾。 1.2.6燃油泵不允许在干态下或水里进行运转试验，否则会缩减其使用寿命，另外燃油泵的正负极切不可接反。 1.2.7对点火系统进行检查时，只有在必要的时候才进行跳火花检测，并且时间要尽可能短，检测时不能打开节气门，否则会导致大量未燃烧的汽油进入排气管，损坏三元催化器。 1.2.8由于怠速的调节完全由电喷系统完成，不需要人工调节。节气门体的油门限位螺钉在生产厂家出厂时已调好，不允许用户随意改变其初始位置。 1.2.9连接蓄电池时蓄电池的正负极不能接错，以免损坏电子元件，本系统采用负极搭铁。 1.2.10发动机运转时，不允许拆卸蓄电池电缆。 1.2.11在汽车上实施电焊前，必须将蓄电池正极、负极电缆线及电子控制单元拆卸下来。 1.2.12不要用刺穿导线表皮的方法来检测零部件输入输出的电信号。 1.3推荐维修工具一览 1.3.1 工具名称： BYD ED300诊断仪 功能： 读取/清除电喷系统故障码，观察数据流，零部件动作测试等。 1.3.2 工具名称： 电喷系统转接器 功能： 检查电子控制单元每一针脚的电信号，检查线路的情况等。 1.3.3 工具名称： 点火正时灯 功能： 检查发动机点火正时等。 1.3.4 工具名称： 数字万用表 功能： 检查电喷系统中的电压、电流、电阻等特征参数。 1.3.5 工具名称： 真空表 功能： 检查进气歧管中压力情况。 1.3.6 工具名称： 气缸压力表 功能： 检查各个气缸的缸压情况。 1.3.7 工具名称： 燃油压力表 功能： 检查燃油系统的压力情况，判定燃油系统中燃油泵及燃油压力调节器的工作情况。 1.3.8 工具名称： 尾气分析仪 功能： 检查车辆尾气排放情况，有助于对电喷系统的故障判断。 1.3.9 工具名称： 喷油器清洗分析仪 功能： 可对喷油器进行清洗分析作业。 1.4 手册中出现的缩略词注释 DG 转速传感器 DKG 节气门位置传感器 DLA 怠速调节器/步进电机 DR 燃油压力调节器 DS-S-TF 进气压力温度传感器 ECU 电子控制单元（俗称：电脑） EKP 燃油泵 EMS 发动机管理系统 EWD 怠速调节器/旋转滑阀 EV 喷油器 LSH 加热型氧传感器 KSZ 燃油分配管总成 KVS 燃油分配管 PG 相位传感器 ROV 带分电器的点火系统 RUV 不带分电器的点火系统 TEE 油泵支架总成 TEV 碳罐控制阀 TF-W 冷却液温度传感器 ZSK 点火线圈 第二节 M7系统介绍 2.1系统基本原理 2.1.1 系统概述：M7-Motronic发动机管理系统 发动机管理系统通常主要由传感器、微处理器（ECU）、执行器三个部分组成，对发动机工作时的吸入空气量、喷油量和点火提前角进行控制。基本结构如图2.1所示。 图2.1 发动机电控系统的组成 在发动机电控系统中，传感器作为输入部分，用于测量各种物理信号（温度、压力等），并将其转化为相应的电信号；ECU的作用是接受传感器的输入信号，并按设定的程序进行计算处理，产生相应的控制信号输出到功率驱动电路，功率驱动电路通过驱动各个执行器执行不同的动作，使发动机按照既定的控制策略进行运转；同时ECU的故障诊断系统对系统中各部件或控制功能进行监控，一旦探测到故障并确认后，则存储故障代码，调用“跛行回家”功能，当探测到故障被消除，则正常值恢复使用。 M7发动机电子控制管理系统的最大特点是采用基于扭矩的控制策略。扭矩为主控制策略的主要目的是把大量各不相同的控制目标联系在一起。这是根据发动机和车辆型号来灵活选择把各种功能集成在ECU的不同变型中的唯一方法。M7发动机电控系统结构如图2.2所示。 图2.2 M7发动机电控系统结构图 M7发动机电控系统的基本组件有： 电子控制器（ECU） 怠速调节器 空气质量流量计 喷油器 进气压力/温度传感器 电子燃油泵 水温传感器 燃油压力调节器 节气门位置传感器 油泵支架 凸轮轴位置传感器 燃油分配管 转速传感器 碳罐控制阀 氧传感器 点火线圈 M7-Motronic发动机管理系统是一个电子操纵的汽油机控制系统，它提供许多有关操作者和车辆或设备方面的控制特性，系统采用开环和闭环（反馈）控制相结合的方式，对发动机的运行提供各种控制信号。 系统的主要功能有： 2.1.1.1 应用物理模型的发动机的基本管理功能 （ⅰ）以扭矩为基础的系统结构 （ⅱ）由进气压力传感器/空气流量传感器确定汽缸负荷量（ⅲ）在静态与动态状况下改进了的混合气控制功能（ⅳ）闭环控制。 （ⅳ）燃油逐缸顺序喷射（ⅴ）点火正时,包括逐缸爆震控制（ⅵ）排放控制功能 （ⅶ）催化器加热 （ⅷ）碳罐控制 （ⅸ）怠速控制 （x）跛行回家 2.1.1.2 附加功能 防盗器功能 扭矩与外部系统（如传动机构或车辆动态控制)的联接 对几种发动机零部件的控制 提供给匹配, EOL-编程工具与维修工具的界面 2.1.1.3在线诊断 OBD II 完成一系列OBD II 功能 用于诊断功能的管理系统 2.1.2扭矩结构：基于扭矩控制的M7系统 在M7以扭矩为主的发动机管理系统中，发动机的所有内部需求和外部需求都用发动机的扭矩或效率要求来定义，如图2.3所示。通过将发动机的各种需求转化为扭矩或效率的控制变量，然后这些变量首先在中央扭矩需求协调器模块中进行处理。M7系统可将这些相互矛盾的要求按优先顺序排列，执行最重要的一个要求，通过扭矩转化模块得到所需的喷油时间、点火正时等发动机控制参数。该控制变量的执行对其它变量没有影响。这就是以扭矩为主控制系统的优点。 同样在进行发动机匹配时，由于基于扭矩控制系统具有的变量独立性，在匹配发动机特性曲线和脉谱图时只依靠发动机数据，与其它功能函数和变量没有干涉，因此避免了重复标定，简化了匹配过程，降低了匹配成本。 图2.3 M7以扭矩为基础的系统结构 和以往的M系列发动机电喷管理系统相比，M7系统的主要特点为： （1）新的以扭矩为变量的发动机功能结构，与其它系统最易兼容，可扩展性强； （2）新的模块化的软件结构和硬件结构，可移植性强； （3）基于模型的发动机基本特性图，相互独立，简化了标定过程； （4）带有相位传感器，顺序燃油喷射有助于改善排放； （5）系统集成防盗功能； （6）通过对各种扭矩要求的集中协调以改善驾驶性能； （7）16位中央处理器，40兆赫时钟频率，768k缓存； （8）系统可根据将来的需要，如：今后的排放法规，OBDII，电子节气门等，进行扩充。 2.2控制信号：M7系统输入/输出信号 M7系统中ECU的主要传感器输入信号包括: （1） 进气压力信号 （2） 进气温度信号 （3） 节气门转角信号 （4） 冷却液温度信号 （5） 发动机转速信号 （6） 相位信号 （7） 氧传感器信号 （8） 车速信号 （9） 空调压力信号 以上信息进入ECU后经处理产生所需的执行器控制信号，这些信号在输出驱动电路中被放大，并传输到各对应执行器中，这些控制信号包括： （1） 怠速调节器开度 （2） 喷油正时和喷油持续时间 （3） 油泵继电器 （4） 碳罐控制阀开度 （5） 点火线圈闭合角和点火提前角 （6） 空调压缩机继电器 （7） 冷却风扇继电器 2.3系统功能介绍 2.3.1起动控制 在起动过程中，要采取特殊计算方法来控制充量、喷油和点火正时。该过程的开始阶段，进气歧管内的空气是静止的，进气歧管内部压力显示为周围大气压力。节气门关闭，怠速调节器指定为一个根据起动温度而定的固定参数。 在相似的过程中，特定的“喷油正时”被指定为初始喷射脉冲。 燃油喷射量根据发动机的温度而变化，以促使进气歧管和气缸壁上的油膜的形成，因此，当发动机达到一定转速前，要加浓混合气。 一旦发动机开始运行，系统立即开始减少起动加浓，直到起动工况结束时（600…700min-1）完全取消起动加浓。 在起动工况下点火角也不断调整。随着发动机温度、进气温度和发动机转速而变。 2.3.2暖机和三元催化器的加热控制 发动机在低温起动后，气缸充量、燃油喷射和电子点火都被调整以补偿发动机更高的扭矩要求；该过程继续进行直到升到适当的温度阈值。 在该阶段中，最重要的是三元催化器的快速加热，因为迅速过渡到三元催化器开始工作可大大减少废气排放。在此工况下，采用适度推迟点火提前角的方法利用废气进行“三元催化器加热”。 2.3.3加速/减速和倒拖断油控制 喷射到进气歧管中的燃油有一部分不会及时到达气缸参加接着的燃烧过程。相反，它在进气歧管壁上形成一层油膜。根据负荷的提高和喷油持续时间的延长，储存在油膜中的燃油量会急剧增加。 当节气门开度增加，部分喷射的燃油被该油膜吸收。所以，必须喷射相应的补充燃油量对其补偿并防止混合气在加速时变稀。一旦负荷系数降低，进气歧管壁上燃油膜中包含的附加燃油会重新释放，那么在减速过程中，必须减少相应的喷射持续时间。 倒拖或牵引工况指发动机在飞轮处提供的功率是负值的情况。在这种情况下，发动机的摩擦和泵气损失可用来使车辆减速。当发动机处于倒拖或牵引工况时，喷油被切断以减少燃油消耗和废气排放，更重要的是保护三元催化器。 一旦转速下降到怠速以上特定的恢复供油转速时，喷油系统重新供油。实际上，ECU的程序中有一个恢复转速的范围。它们根据发动机温度，发动机转速动态变化等参数的变化而不同，并且通过计算防止转速下降到规定的最低阈值。 一旦喷射系统重新供油，系统开始使用初次喷射脉冲供给补充燃油，并在进气歧管壁上重建油膜。恢复喷油后，扭矩为主的控制系统使发动机扭矩的增加缓慢而平稳（平缓过渡）。 2.3.4怠速控制 怠速时，发动机不提供扭矩给飞轮。为保证发动机在尽可能低的怠速下稳定运行，闭环怠速控制系统必须维持产生的扭矩与发动机“功率消耗”之间的平衡。怠速时需要产生一定的功率，以满足各方面的负荷要求。它们包括来自发动机曲轴和配气机构以及辅助部件，如水泵的内部摩擦。 M7系统以扭矩为主控制策略依据闭环怠速控制来确定在任何工况下维持要求的怠速转速所需的发动机输出扭矩。该输出扭矩随着发动机转速的降低而升高，随发动机转速的升高而降低。系统通过要求更大扭矩以响应新的“干扰因素”，如空调压缩机的开停或自动变速器换档。在发动机温度较低时，为了补偿更大的内部磨擦损失和/或维持更高的怠速转速，也需要增加扭矩。所有这些输出扭矩要求的总和被传递到扭矩协调器，扭矩协调器进行处理计算，得出相应的充量密度，混合气成分和点火正时。 2.3.5 闭环控制 三元催化器中的排气后处理是降低废气中有害物质浓度的有效方法。三元催化器可降低碳氢（HC）,一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）达98%或更多，把它们转化为水（H2O），二氧化碳（CO2）和氮（N2）。不过只有在发动机过量空气系数=1附近很狭窄的范围内才能达到这样高的效率，闭环控制的目标就是保证混合气浓度在此范围内。 闭环控制系统只有配备氧传感器才能起作用。氧传感器在三元催化器侧的位置监测废气中的氧含量，稀混合气（1）产生约100mV的传感器电压，浓混合气（1）产生约800mV的传感器电压。当=1时，传感器电压有一个跃变。闭环控制对输入信号作出响应（1=混合气过稀，1=混合气过浓）修改控制变量，产生修正因子作为乘数以修正喷油持续时间。 2.3.6 蒸发排放控制 由于外部辐射热量和回油热量传递的原因，油箱内的燃油被加热，并形成燃油蒸汽。由于受到蒸发排放法规的限制，这些含有大量HC成分的蒸汽不允许直接排入大气中。在系统中燃油蒸汽通过导管被收集在活性碳罐中，并在适当的时候通过冲洗进入发动机参与燃烧过程。冲洗气流的流量是由ECU控制炭罐控制阀来实现的。该控制仅在闭环控制系统闭环工作情况下才工作。 2.4系统故障诊断功能介绍 车载诊断系统（简称OBD系统），是指集成在发动机控制系统中，能够监测影响废气排放的故障零部件以及发动机主要功能状态的诊断系统。它具有识别、存储并且通过自诊断故障指示灯(MIL)显示故障信息的功能。 为保证车辆使用过程中排放控制性能的耐久性，我国在《轻型汽车污染物排放限制及测量方法（中国III,IV阶段）》中明确要求，“所有汽车必须装备车载诊断（OBD）系统，该系统能确保在汽车整个寿命期内识别出零件劣化或零件故障。” 在维修带有OBD系统的车辆时，维修人员可以通过诊断仪迅速而准确的定位发生故障的部件，大大提高维修的效率和质量。 OBD技术涉及很多全新的概念，下面首先对OBD技术相关的一些基本知识进行介绍，以便于对后续内容更好的理解。 2.4.1 故障信息记录 电子控制单元不断地监测着传感器、执行器、相关的电路、故障指示灯和蓄电池电压等等，乃至电子控制单元本身，并对传感器输出信号、执行器驱动信号和内部信号（如闭环控制、冷却液温度、怠速转速控制和蓄电池电压控制等）进行可信度检测。一旦发现某个环节出现故障，或者某个信号值不可信，电子控制单元立即在RAM的故障存储器中设置故障信息记录。故障信息记录以故障码的形式储存，并按故障出现的先后顺序显示。 故障按其出现的频度可分成“稳态故障”和“偶发故障”（例如由于短暂的线束断路或者接插件接触不良造成）。 图2.4 电喷系统故障诊断原理图 2.4.2故障灯说明及其控制策略 故障指示器（MI）：法规要求的用于排放相关的部件或系统失效时的指示，MI一般是一个可以在仪表板上显示且形状符合法规标准要求的指示灯。 MIL灯的激活遵循如下原则： 1点火开关上电（不起动），MIL持续点亮。 2发动机启动后3秒，如果故障内存中没有需要点亮MIL的故障请求，故障MIL灭。 3故障内存中有需要点亮MIL的故障请求，或ECU外部有点亮MIL的请求，MIL均点亮。 4当ECU外部有闪烁MIL请求，或失火原因有闪烁MIL请求，或故障内存中有需要闪烁MIL的故障请求，MIL均以1赫兹的频率闪烁。 SVS（或EPC）灯 ：SVS灯是整车厂商以车辆维修服务为目的而设置的故障指示灯，EOBD法规对此形状以及激活原则没有明确的规定。 SVS灯控制策略基于整车厂定义。将点火钥匙转至ON状态，K线接地接地时间大于2.5秒，SVS灯处于输出闪烁码模式状态。在不同模式下，SVS灯工作情况有： （1）正常模式下，且故障内存空 打开点火开关至ON状态，ECU立即进行初始化，从初始化起，SVS灯亮4秒后熄灭。若在这4秒钟内起动，则当找到发动机转速后SVS立即灭。 （2）正常模式下，且故障内存已有故障 打开点火开关至ON状态，SVS灯持续亮。起动后，若故障内存中故障要求SVS在故障模式下亮灯，则SVS灯在随后的驾驶循环中亮；若故障内存中故障不要求SVS在故障模式下亮灯，则SVS灯在找到发动机转速后灭。 （3）在闪烁码模式下，且故障内存空 若ECU监测到SVS灯在闪烁码模式下, SVS将闪烁显示故障内存中的故障对应故障码。从打开点火开关至ON状态，SVS持续亮4秒，然后经过1秒的间隔，SVS以2赫兹的频率闪烁，以表示无故障，直到起动发动机，找到转速。 （4）在闪烁码模式下，且故障内存有故障 若ECU监测到SVS灯在闪烁码模式下, SVS将闪烁显示故障内存中的故障对应故障码。从打开点火开关至ON状态，SVS持续亮4秒，然后经过1秒的间隔，SVS用闪烁码表示内存中的故障码（DTC）。若所有进入内存的故障已被SVS灯以闪烁码的方式表示完毕，SVS熄灭。直到退出闪烁码模式。 2.4.3 四种故障类型 　　B_mxdfp 最大故障，信号超过正常范围的上限。 B_mndfp 最小故障，信号超过正常范围的下限。 B_sidfp 信号故障，无信号。 B_npdf 不合理故障， 有信号，但信号不合理。 2.4.4故障检修步骤 对于具有OBD功能的车辆，故障的检修一般遵循如下步骤： 1. 将诊断测试设备连接至诊断接口，接通诊断测试设备。 2. 接通“点火开关”。 3. 读取故障相关信息（故障码、冻结帧等）；查询维修手册确认故障部件和类型；根据故障相关信息和经验制定维修方案。 4. 排除故障。 5. 清除故障存储器；适当运行车辆，运行方式须满足相应故障诊断的条件；读取故障信息，确认故障已经排除。 2.4.5 诊断仪连接 本系统采用“K”线通讯协议，并采用ISO 9141-2标准诊断接头，见下图2.5。这个标准诊断接头是固定地连接在发动机线束上的。用与发动机管理系统EMS的是标准诊断接头上的4、7和16号针脚。标准诊断接头的4号针脚连接车上的地线；7号针脚连接ECU的15号针脚，即发动机数据“K”线；16号针脚连接蓄电池正极。 图2.5 ISO9141-2标准诊断接头 ECU通过“K”线可与外接诊断仪进行通信，并可进行如下操作： （各功能作用及诊断仪操作详见“BYD ED300诊断仪使用介绍”） （1）发动机参数显示 1、转速、冷却液温度、节气门开度、点火提前角、喷油脉宽、进气压力、进气温度、车速、系统电压、喷油修正、碳罐冲洗率、怠速空气控制、氧传感器波形； 2、目标转速、发动机相对负荷、环境温度、点火闭合时间、蒸发器温度、进气流量、油耗量； 3、节气门位置传感器信号电压、冷却液温度传感器信号电压、进气温度传感器信号电压、进气压力传感器信号电压。 （2）电喷系统状态显示 防盗系统状态、安全状态、编程状态、冷却系统状态、稳定工况状态、动态工况状态、排放控制状态、氧传感器状态、怠速状态、故障指示灯状态、紧急工况状态、空调系统状态、自动变速器/扭矩请求状态。 （3）执行器试验功能 故障灯、燃油泵、空调继电器、风扇、点火、喷油（单缸断油）。 （4）里程计显示 运行里程、运行时间。 （5）版本信息显示 车架号码（VIN）、ECU硬件号码、ECU软件号码。 （6）故障显示 进气压力传感器、进气温度传感器、发动机冷却液温度传感器、节气门位置传感器、氧传感器、氧传感器加热线路、空燃比修正、各缸喷油器、燃油泵、转速传感器、相位传感器、碳罐控制阀、冷却风扇继电器、车速信号、怠速转速、怠速调节器、系统电压、ECU、空调压缩机继电器、蒸发器温度传感器、故障灯。 2.4.6 通过闪烁码读取故障信息 打开点火开关，利用发动机数据K线（即标准诊断接头7#）接地超过2.5秒后，如ECU故障存储器内记忆有故障码，此时发动机SVS故障灯输出闪烁码即P-CODE值。如：P0203闪烁方式为：连续闪10次-间歇-连续闪2次-间歇-连续闪10次-间歇-连续闪3次。 注：对于没有配置SVS灯的项目，可能闪码模式无法运行。 2.5项目相关问题说明 系统特点： 多点顺序喷射系统； 新的以扭矩为变量的发动机功能结构，与其它系统最易兼容,可扩展性强； 新的模块化的软件结构和硬件结构,可移植性强； 采用判缸信号（相位传感器PG3.5）； 采用60-2齿的信号盘识别转速信号（转速传感器DG6）； 采用旁通空气道的怠速控制（怠速调节器-步进电机）； 实现怠速扭矩闭环控制； 具有对催化器加热、保护的功能； 具有陂行回家功能； 具备闪烁码功能等等。 第三节 M7系统零部件结构、原理及故障分析 3.1进气压力温度传感器 简图和针脚 图3-1 进气压力温度传感器 图3-2 进气压力温度传感器电路图 针脚：1号接地； 2号输出温度信号； 3号接5V； 4号输出压力信号。 3.1.1安装位置 这个传感器由两个传感器即进气歧管绝对压力传感器和进气温度传感器组合而成，装在进气歧管上。 3.1.2工作原理 进气岐管绝对压力传感元件由一片硅芯片组成。在硅芯片上蚀刻出一片压力膜片。压力膜片上有4个压电电阻，这4个压电电阻作为应变元件组成一个惠斯顿电桥。硅芯片上除了这个压力膜片以外，还集成了信号处理电路。硅芯片跟一个金属壳体组成一个封闭的参考空间，参考空间内的气体绝对压力接近于零。这样就形成了一个微电子机械系统。硅芯片的活性面上经受着一个接近于零的压力，它的背面上经受着通过一根接管引入的、待测的进气岐管绝对压力。硅芯片的厚度只有几个微米（m），所以进气歧管绝对压力的改变会使硅芯片发生机械变形， 4个压电电阻跟着变形，其电阻值改变。通过硅芯片的信号处理电路处理后，形成与压力成线性关系的电压信号。 进气温度传感元件是一个负温度系数（NTC）的电阻,电阻随进气温度变化，此传感器输送给控制器一个表示进气温度变化的电压。 图3-3 进气歧管绝对压力和进气温度传感器剖面图 1密封圈，2不锈钢衬套，3PCB板，4传感元件，5壳体，6压力支架，7焊接连接，8粘结剂连接 3.1.3技术特性参数 （1） 极限数据 量 值 单位 最小 典型 最大 耐受电源电压 16 V 耐受压力 500 kPa 耐受储存温度 -40 +130 C （2） 特性数据 量 值 单位 最小 典型 最大 压力测试范围 20 115 kPa 运行温度 -40 125 C 运行电源电压 4.5 5.0 5.5 V 在US=5.0V时的电流 6.0 9.0 12.5 mA 输出电路的负荷电流 -0.1 0.1 mA 对地或对蓄电池的负载电阻 50 k