重型汽车电控系统维修技术研究与应用

【摘要】发动机排出的废气对环境的危害是客观存在的。为了创造一个洁静的生活环境，随着国家对汽车排放标准的加强，2012年7月1日起，国家全面实行国Ⅳ排放标准，在更严格排放标准要求下，除...

摘要：随着日趋严重的能源危机和人们对环保意识提高，人们对柴油机燃油经济性、动力性以及排放的要求也不断提高。电控技术为柴油机的发展带来新的变革，成为柴油机新的发展方向。

本文简单介绍了重型汽车电控系统的原理、构成、类型、发展趋势，重点分析了如何诊断、分析、排除电控系统存在的故障。

关键词：电控；诊断；解码；分析

中图分类号：F407.471文献标识码：A 文章编号：

1项目背景

发动机排出的废气对环境的危害是客观存在的。为了创造一个洁静的生活环境，随着国家对汽车排放标准的加强，2012年7月1日起，国家全面实行国Ⅳ排放标准，在更严格排放标准要求下，除电控燃油系统外，发动机整机也引进了许多新技术。

2设备现状

目前我国大部分车型都采用传统机械式油泵，欧Ⅲ以上均采用柴油电控系统。目前欧Ⅲ车辆在使用过程中机械部件出故障频率较低，而电控系统故障频率较多。

3预计实施的解决方案

为降低车辆故障发生率，提高车辆工作率，减少维修成本，提高车辆运行效益，必须对重型汽车电控系统维修技术进行攻关。

4重型汽车电控系统简介

4.1电控系统简介

电控系统由传感器、ECU和执行器三部分组成。其任务是对喷油的系统进行电子控制，实现对喷油量以及喷油定时随运行工况的实时控制。采用曲轴位置、凸轮轴位置、冷却水温度、机油温度、燃油温度、进气温度、进气压力、机油压力、轨压等传感器，将实时检测的参数同时输入ECU，与储存的设定参数值或参数图谱进行比较，经过处理计算按照最佳值或计算后的目标值把指令送到执行器。执行器则根据ECU发出的指令控制喷油量和喷油正时，同时对废气再循环阀、预热塞等执行机构进行控制，使柴油机运行状态达到最佳。

4.2电控系统组成

4.2.1传感器（信号输入）

（1）传感器的类型

传感器类型 传感器 特性

磁电式 曲轴位置传感器 数字量

凸轮轴位置传感器 数字量

变阻传感器 热敏电阻 水温、机油温、燃油温、进气温度等 模拟量

滑线变阻器 加速踏板（油门位置）传感器 模拟量

应变片变阻器 轨压、机油压力、进气压力传感器等 模拟量

（2）传感器的功能

序号 名称 功能描述

1 曲轴位置传感器 精确计算曲轴位置，用于喷油时刻和喷油量计算，转速计算

2 凸轮轴位置传感器 气缸判别

3 进气温度传感器 测量进气温度，修正喷油量和喷油正时，过热保护

4 进气压力传感器 监测进气压力，调节喷油控制，与进气温度集成在一起

5 水温传感器 测量冷却水温度，用于冷起动，目标怠速计算等，同时还用于修正喷油提前角，最大功率保护等

6 轨压传感器 测量共轨管中的燃油压力，保证油压控制稳定

7 加速踏板（油门位置）传感器 将驾驶员的意图送给控制器ECU

8 车速传感器 提供车速信号给ECU，用于整车驱动控制，由整车提供

9 预行程传感器 反映电控高压泵预行程信号的传感器

4.2.2 ECU（电子控制单元）

ECU是电控发动机的控制中心，通过接收各传感器传送来的发动机运行信息，加以运算

处理后控制各执行器动作。ECU的主要功能是根据发动机运转。

4.2.3 执行器

喷油器、各类电磁阀、冷启动喷油嘴、指示灯、各类开关等。

5.3柴油电控喷油技术实现的手段

电控直列泵、泵喷嘴、单体泵、共轨系统。

5.3.1电控直列泵

主要使用于采用日本技术的泵上，如庆铃卡车装配的杰克赛尔TICX泵。

5.3.2单体泵

一种模块式结构的高压喷射系统。其喷油嘴和油泵用一根较短的喷射油管连接， 单体泵系统中每个气缸都设置一个单柱塞喷油泵，由凸轮轴驱动。

5.3.3泵喷嘴

喷油泵和喷油嘴组成一个单元。每个发动机气缸都在其缸盖上装有这样一个单元，它或者直接通过摇臂或者间接的由发动机凸轮轴通过推杆来驱动。即每缸一个细化了的高压泵，且与喷油嘴装为一体。

5.3.4柴油共轨

蓄压器喷射系统，ECU通过接收各传感器的信号，控制喷油器电磁阀，让柴油以正确的喷油压力在正确的喷油时间喷射出正确的喷油量。

6关键技术

6.1综合诊断技术

一般当电控车辆出现问题时诊断维修步骤如下：

第一步询问驾驶员车辆存在何种故障现象；

第二步上车检查仪表盘是否有故障显示（故障灯是否点亮、故障指示条变红等）；

第三步连接解码器，读取故障码（也可以就车解码），查看并记录当前和历史故障信息，然后进行清除故障码，如果故障未清除，则说明故障为当前故障；

第四步读取数据流，有时候故障显示并不准确，需要与数据流对比方能判断其好坏；

第五步根据诊断结果实施修理，必要时需用万用表配合检修。在进行检修过程中，首先要判断电器元件是否正常、然后再测试线路，因为一般线路检测远较电器元件诊断复杂。

6.2解码技术

就是通过车载电脑自诊断功能或专用解码仪检查车辆电控系统故障的技术。目前大多数车辆都有这个功能。

6.3万用表手工诊断技术

6.3.1电控系统传感器检测

（一）温度传感器

(1)水温传感器

水温传感器是一个热敏电阻，两根线，电脑控制电压5V，特性为负温度系数。测量水温传感器时，尽量不要用水触摸住“黄色部分”，会使之电阻发生变化。判断水温传感器的好坏，就是使用解码器，读取水温传感器的数据流的方式。

(2)燃油温度传感器

两根线，测量方法与水温传感器一致。

(3)进气温度传感器

两根线，测量方法与水温传感器一致。

（二）压力传感器（轨压、油压、机油压力）

(1)轨压传感器：高压共轨采用。

外线路检查：用万用表电阻档分别测量各端子之间的电阻值，判断外线路是否存在短路或断路故障。

传感器电压值测量：关闭电源开关，拔下轨压传感器插头，点火开关ON，测量各传感器各端子电压。

数据流检测：用诊断仪读取发动机数据流。

(2)进气压力传感器

a、拔下真空管，将SW置为ON，AC端即输入5V的工作电压。

b、用手动真空泵对MAP施加13.3—66.7KPA的负压，测出B、C端的随动电压值。其电压值应与绝对压力成正比；与真空度成反比。

c、无真空泵时，就车用真空表，动态下配合测量。或用嘴软管，一般真空度可达20Kpa左右；对应电压值4.4V为好。

（三）位置传感器（曲轴、凸轮轴、油门踏板）

（1)曲轴位置传感器

曲轴位置传感器共有三种类型，其中磁感式、霍尔式、光电式。曲轴位置传感器本身就是一个电磁线圈，通过切割飞轮齿的磁力线而产生的电信号的高低来识别曲轴上止点和测定发动机转速。电磁感应式曲轴位置传感器可以用解码器、示波器、万用表来检测。

(2)加速踏板位置传感器

加速踏板位置传感器安装在加速踏板上，踩下加速踏板时，该传感器将加速踏板位置信号传递给ECM，ECM根据加速踏板位置信号控制喷油量。油门传感器有两种，共轨系统中一般采用霍尔式，同时采用两个传感器互相监督，踩油门踏板通过测量电压的方式判断其好坏，其中传感器1电压变化为0.5-4.5V，传感器2电压变化为0.25-2.25V。

其它系统一般采用滑动变阻式的油门位置传感器，踏下油门踏板时，电阻值逐渐发生变化。两组线阻值之和应等于第三组线电阻值。

(3)凸轮轴位置传感器

用万用表检查传感器电源电压和导线电阻进行故障的判定和排除。

(4)预行程传感器

可以通过测量电阻的方式判断其好坏，如果电阻值不在范围内，则说明传感器损坏。

6.3.2执行器的测量

(1)喷油器的检查

共轨系统喷油嘴主要采用三种类型：电装、博士、德尔福。其中德尔福在国内主要用于小型柴油车。

拔下插头测电压时，电压显示如果为24V，则表示ECU烧坏；B、拔下插头测电压时，博士系统显示电压约为电瓶电压的1/2+2V。

(2)计量阀的检查

德尔福系统两线连接时电压为23.5V，因为连接ECU时，ECU内部用电部分消耗2V，如果仍为25.4V，则说明ECU搭铁或线路损坏。

(3)其它部件如继电器的测量，按传统方式进行测量，在此不描述。

6.3.3ECU的检查

ECU好坏判断可通过两个方法判断：一是诊断仪分析；二是采取换件的方式。当ECU损坏需更换时，可以直接更换，勿需匹配设置。但奔驰3344不能直接更换，必须用奔驰专用诊断仪对ECU进行匹配设置后方能使用。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。