1.空气流量计的检测
空气流量计的作用是检测发动机的进气量,并将进气量大小转变为电信号输入电控单元ECU,以供ECU计算喷油量、点火正时、废气再循环控制及发动机怠速控制等控制参数。
一般空气流量计或连接线路出现故障,会造成汽车起动困难、怠速不稳、发动机动力不足、加速不良、易熄火等现象。空气流量计有多种类型,体积流量型的有叶片式(翼板式)、量芯式、卡门漩涡式;质量流量型的有热线式、热膜式。
图2-14 雷克萨斯LS400空气供给系统
1—空气滤清器 2—空气流量计 3—进气连接管 4—节气门体 5—进气室
图2-15 皇冠3.0轿车空气供给系统
1—空气滤清器 2—稳压箱 3—节气门体 4—进气歧管绝对压力传感器 5—进气室 6—真空罐 7—电磁真空阀 8—真空驱动器 9—怠速控制阀
(1)叶片式空气流量计的检测 图2-16所示为丰田子弹头2JZ-FE发动机叶片式空气流量计内部电路及测量原理图。
图2-16 丰田2JZ-FE发动机叶片式空气流量计测量图
1)叶片式空气流量计电压测量。使用电压表测量ECU端Vc-E2端子和VS-E2端子,其标准电压值见表2-8。若无电压说明叶片式空气流量计有故障。
表2-8 丰田2JZ-FE发动机叶片式空气流量计标准电压值
2)叶片式空气流量计电阻检测。电阻检测可在车上或车下检测。车上就车检测时,先脱开叶片式空气流量计的插接器,再用万用表电阻档测量各端子间的电阻值;车下检测时,应先拆下空气流量计,再用万用表电阻档测量翼板不同开度时FC-E1、VS-E2端子间的电阻值,如图2-17所示。各端子间的标准电阻值见表2-9。只要电阻值不符合要求,应更换叶片式空气流量计,并重新连接好插接器。
表2-9 丰田2JZ-FE发动机叶片式空气流量计标准电阻值
3)波形分析。
检测叶片式空气流量计电压输出信号方法如下:
①关闭所有附属电气设备,起动发动机,并使其怠速运转,当怠速稳定后,检查怠速时输出信号电压(图2-18中左侧波形);
②做加速和减速试验,应有图2-18所示的波形出现。
测量出的电压值波形可以参照维修资料进行对比分析,正常叶片式空气流量计怠速时输出电压约为1V,节气门全开时应超过4V,全减速(急抬加速踏板)的输出电压并不是非常快地从全加速电压回到怠速电压。通常(除丰田车外)叶片式空气流量计的输出电压都是随空气流量的增加而升高的,波形的幅值在气流不变时应保持稳定,一定的空气流量应有相对的输出电压。
图2-17 叶片式空气流量计电阻值的车下检测
图2-18 叶片式空气流量计电压输出波形图
(2)卡门漩涡式空气流量计的检测 图2-19所示为丰田雷克萨斯LS400轿车1UZ-FE型发动机卡门漩涡式空气流量计与ECU的连接线路图。
1)卡门漩涡式空气流量计电阻的检测方法如下:
①关闭点火开关,拔下空气流量计的插接器。
②用万用表测量空气流量计插接器插座内端子THA与E2之间的电阻,如图2-20所示。测量结果应符合表2-9所列的标准值,若不符,应更换空气流量计。
图2-19 丰田雷克萨斯LS400型轿车1UZ-FE发 动机卡门漩涡式空气流量计与ECU连接线路图
图2-20 电阻的检测
2)卡门漩涡式空气流量计电压的检测方法如下:
①插回空气流量计的插接器,打开点火开关。
②用万用表检测空气流量计插接器上THA-E2、Vc-E1、KS-E1端子之间的电压值,如图2-20所示。检测结果应符合表2-10所列标准值,若不符,则:
a.检测发动机ECU与空气流量计之间的连接线路有无开路或断路。若不正常,检修或更换导线。
表2-10 卡门漩涡式空气流量计检测标准值
b.拔下空气流量计上插接器,打开点火开关,检测发动机ECU的Vc-E1、KS-E1端子之间的电压值,标准值应为4.5~5.5V。若不正常,检查并更换ECU;若正常,更换空气流量计。
3)波形分析。卡门漩涡式空气流量计输出波形为数字式,如图2-21所示。检测时,输出信号的幅值、频率及形状应是一致的,且输出信号加速时不但频率增加,脉冲宽度也同时改变,波形脉冲幅值大多数为5V。如果不符合上述要求,应更换空气流量计。
(3)热线式空气流量计的检测 图2-22所示为日产VG30E发动机热线式空气流量计与ECU的连接电路。
图2-21 卡门漩涡式空气流量计波形图
图2-22 日产VG30E发动机热线式空气流量计电路图
图2-23 热线式空气流量计的检测
a)静态输出信号的检测 b)动态输出信号的检测
1)输出信号电压的检测。拔下空气流量计的插接器,拆下空气流量计;将蓄电池的电压施加于空气流量计的端子D和E之间(电源极性应正确),用万用表电压档测量端子B和D之间的电压,如图2-23a所示,其标准电压值为(1.6±0.5)V。如其电压值不符,则须更换空气流量计。在进行上述检查之后,给空气流量计的进气口吹风,同时测量端子B和D之间的电压,如图2-23b所示。在吹风时,电压应上升至2~4V。如电压值不符,则须更换空气流量计。
2)自洁功能的检查。装好热线式空气流量计及其插接器,拆下空气流量计的防尘网,起动发动机并加速到2500r/min以上。当发动机停转后5s,从空气流量计进气口处,可以看到热线自动加热烧红(约1000℃)约1s。如无此现象发生,则须检查自清信号或更换空气流量计。
3)波形分析。热线式空气流量计电压输出波形为模拟信号,当空气流量增大时,输出电压也随之升高,如图2-24所示。检测空气流量计电压输出信号的方法如下:
①关闭所有附属电气设备。
②检查发动机真空度应在20~80kPa范围内。
③起动发动机,并怠速运转,怠速稳定后,检查怠速输出信号电压(应为图2-24中左侧波形)。做加速和减速试验,应有类似图2-24中的波形出现。
④通常热线式空气流量计输出电压范围是从怠速时超过0.2V变至节气门全开时超过4V,当全减速时输出电压应比怠速时的电压稍低。可从维修资料中找出输出电压参考值进行比较,若有差异,则空气流量计有故障。
(4)热膜式空气流量计的检测 图2-25所示为桑塔纳2000GSI、捷达GTX、帕萨特B5轿车发动机热膜式空气流量计插接器各端子情况及流量计与ECU连接线路。
图2-24 热线式空气流量计波形图
图2-25 热膜式空气流量计插接器端子及电路连接图
a)热膜式空气流量计插接器端子图 b)热膜式空气流量计电路连接图
1)用LED灯连接空气流量计插接器2端子和发动机搭铁点,起动发动机,LED灯应当亮,若不亮,则检查熔断器与插接器2端子之间是否存在断路,如果正常,则检查燃油泵继电器。
2)空气流量计供电电压的检查必须在燃油泵继电器和熔断器正常情况下,用万用表检测空气流量计插接器4端子与搭铁之间的电压,应为5V。否则,应检查连接线路,如正常,更换发动机ECU(J220)。
3)用吹风机向空气流量计内吹风,用万用表测量插座端子5和3之间的电压。改变距离(改变进气量),电压表读数应平稳缓慢变化,距离远时电压值下降;距离近时电压值升高。否则应更换空气流量计。
2.进气压力传感器
皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机用半导体压敏电阻式进气压力传感器与ECU的连接电路如图2-26所示。
(1)传感器电源电压的检测
1)点火开关置OFF位置,脱开进气压力传感器的插接器。
2)将点火开关置于ON位置(不起动发动机),用万用表电压档测量插接器中电源端Vc和接地端E2之间的电压,如图2-27所示,其电压值应为4.5~5.5V。如有异常,应检查进气压力传感器与ECU之间的线路是否导通。若断路,应更换或修理线束。(www.xing528.com)
图2-26 皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气压力传感器与ECU的连接电路图
图2-27 检测传感器电源电压
(2)传感器输出电压的检测
1)接通点火开关。
2)脱开进气室一侧的真空软管,如图2-28a所示。
3)用万用表电压档测量ECU插接器侧进气压力传感器PIM-E2端子间在大气压力状态下的输出电压,如图2-28b所示,并记下这一电压值。
4)用手提式真空泵向进气压力传感器内施加真空,从13.3kPa(100mmHg)起,每次递增13.3kPa(100mmHg),一直增加到66.7kPa(500mmHg)为止,测量在不同真空度下传感器PIM-E2端子间的输出电压。该电压应能随真空度的增大而不断上升。将不同真空度下的输出电压下降量与标准值相比较,如不符,应更换进气歧管压力传感器。皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气压力传感器的标准输出电压值见表2-11。
(3)波形分析 关闭所有附属电气设备,起动发动机,并使其怠速运转,怠速稳定后,检查怠速输出信号电压。做加速和减速试验,应有如图2-29所示波形出现。
图2-28 进气压力传感器输出信号电压的检测
a)拆开传感器真空软管 b)输出信号电压的检测
表2-11 皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气压力传感器的标准输出电压值
3.冷却液温度传感器的检测
发动机冷却液温度传感器基本上是采用负温度系数(NTC)热敏电阻,其作用是为发动机燃油喷射、自动变速器换档、离合器锁定、油压控制以及空调自动控制提供依据。冷却液温度传感器出现故障会导致发动机排放超标、冷热车起动困难及发动机运转不稳等故障现象。
图2-30所示为丰田皇冠3.0轿车冷却液温度传感器与ECU的连接电路图。
图2-29 进气压力传感器波形图
图2-30 冷却液温度传感器与ECU的连接电路图
(1)冷却液温度传感器电阻的检测
1)关闭点火开关,脱开冷却液温度传感器插接器。
2)用万用表电阻档就车检测传感器插接器两端子间的电阻,如图2-31所示。电阻值在温度低时大,温度高时小,在热机状态下电阻值应小于1kΩ。
图2-31 冷却液温度传感器就车检测电阻
图2-32 冷却液温度传感器不同温度下电阻的检测
3)从发动机上拆下冷却液温度传感器,将传感器放入盛水的烧杯中,加热杯中的水,用万用表测量在不同温度下传感器两端子间的电阻,如图2-32所示。其电阻值应符合表2-12所列规定值。如果差异太大,则应更换冷却液温度传感器。
(2)冷却液温度传感器电压的检测
1)拔下冷却液温度传感器插接器,打开点火开关。
2)用万用表电压档测量冷却液温度传感器插接器内的电压,应为5V。若不符,应检查传感器插接器与ECU的连接线路是否有断路、短路。如正常,更换ECU。
表2-12 丰田汽车冷却液温度/进气温度传感器的电阻值
(3)波形分析 测试冷却液温度传感器波形时应从发动机冷态开始,但如果知道某故障与某特定温度有关时,从被怀疑的故障温度范围开始进行测量将是比较好的方法。起动发动机加速至2500r/min,保持节气门不变,观测波形如图2-33所示。冷车时传感器电压应在3~5V之间,正常工作温度时的电压在1V左右,若不符合,应考虑传感器是否有故障。发动机冷却液温度传感器电路断路将使电压波形出现向上的尖峰(到参考电压值),传感器电路短路将产生向下的尖峰。
4.进气温度传感器的检测
进气温度传感器的结构、特性及故障检查方法与冷却液温度传感器基本相同。其作用是用来测量进气温度,向ECU输入进气温度信号,为燃油喷射和点火正时提供修正信号。图2-34所示为丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机进气温度传感器与ECU的连接电路图。
(1)进气温度传感器电阻的检测 就车检测及从发动机拆下进气温度传感器检测的方法与冷却液温度传感器的检测方法均相同,所测电阻值也与冷却液温度传感器的相同。
图2-33 冷却液温度传感器波形图
图2-34 2JZ-GE发动机进气温度 传感器与ECU连接电路图
(2)进气温度传感器输出信号电压的检测 将点火开关置ON,用万用表电压档测量ECU的THA端子与E2端子间或进气温度传感器插接器THA与E2端子间的电压值。在20℃时应为0.5~3.4V。否则,应进一步检查进气温度传感器连接线路是否存在断路或短路故障。
(3)波形分析 试验及分析方法与冷却液温度传感器相同,进气温度传感器标准波形图如图2-35所示。
5.节气门位置传感器的检测
节气门位置传感器有开关型、线性电位计型和综合型(怠速开关、节气门电位计)3种。目前以综合型应用最为广泛。
节气门位置传感器作用是将节气门开度的大小转变成电信号输入ECU,用于燃油喷射及其他辅助控制(如EGR、开闭环控制等)。节气门位置传感器出现故障,会造成发动机怠速过高或过低、无怠速或怠速发抖及排放超标等现象。
图2-36所示为丰田皇冠3.0轿车2JZ-GE发动机节气门位置传感器的电路图。
图2-35 进气温度传感器波形图
(1)怠速触点导通性的检测 点火开关置OFF位置,拔下节气门位置传感器的插接器,用万用表电阻档在节气门位置传感器插接器上测量怠速触点IDL的导通情况(图2-37)。当节气门全闭时,IDL-E2端子间应导通(电阻为0);当节气门打开时,IDL-E2端子间应不导通(电阻为∞)。否则应更换节气门位置传感器。
图2-36 2JZ-GE发动机节气门位置传感器电路图
图2-37 检查怠速触点的导通情况
(2)线性电位计电阻的检测
1)点火开关置OFF位置,脱开传感器插接器
2)用塞尺检查节气门限位螺钉与限位杆间的间隙,如图2-38所示,用万用表测量节气门位置传感器端子间的电阻值。
3)间隙和电阻值应符合表2-13中的给定值,否则应调节或更换节气门位置传感器。
(3)电压的检测 插好节气门位置传感器的插接器,当点火开关置ON,发动机ECU插接器上IDL、Vc、VTA 3个端子处应有电压;用万用表电压档检测到的IDL-E2、Vc-E2、VTA-E2间电压值应符合表2-14所列。
图2-38 节气门位置传感器电阻的测量
表2-13 2JZ-GE发动机节气门位置传感器各端子间的电阻值
表2-14 节气门位置传感器各端子间的电压值
(4)节气门位置传感器的调整 拧松节气门位置传感器的两个固定螺钉(图2-39a),在节气门限位螺钉和限位杆之间插入0.50mm塞尺,同时用万用表电阻档测量IDL和E2的导通情况(图2-39b)。逆时针转动节气门位置传感器,使怠速触点断开,然后按顺时针方向慢慢转动节气门位置传感器,直至怠速触点闭合为止(万用表有读数显示),拧紧节气门位置传感器的两个固定螺钉。再先后用0.45mm和0.55mm的塞尺插入节气门限位螺钉和限位杆之间,测量怠速触点IDL和E2之间的导通情况。当塞尺为0.45mm时,IDL和E2端子间应导通;当塞尺为0.55mm时,IDL和E2端子间应不导通,否则应重新调整节气门位置传感器。
图2-39 节气门位置传感器的调整
a)拧松固定螺钉 b)测量IDL与E2端子的导通情况
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