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帕萨特发动机电控燃油喷射系统原理及故障维修
来源:本站整理  作者:佚名  2014-02-27 09:34:24

    二、帕萨特B5系列轿车发动机微电脑控制燃油喷射系统电路的基本组成
    在发动机电控燃油喷射系统中,微电脑控制系统(即控制单元ECU)具有很强的控制功能,它除实现对燃油喷射系统的控制外,还可以利用同一组传感器提供的信号,同时实现对其他参数的控制。
    (一)电子控制式燃油喷射系统的控制功能说明
    由微电脑构成的汽车发动机电子控制式燃油喷射系统通常具有的控制功能为:汽油供油量的喷射控制;点火时刻(点火正时)的准确控制;怠速转速的控制;废气再循环的排放控制;功率阀的控制;燃油泵的控制;备用与安全保护控制;故障的自诊断控制等。
    (二) ANQ与AWL型发动机电控燃油喷射系统的电路组成
    帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统电路主要由电喷发动机控制单元为核心构成,相关电路如图1所示,是由两张图共同构成的,电路虽然看起来有些复杂,但所有外围元器件或零部件均围绕电喷发动机控制单元J220进行连接的,这是各种不同车辆发动机电控燃油喷射系统电路共同的特点。因此,在识读发动机电控燃油喷射系统电路图时,可以充分利用这一特点,围绕电喷发动机控制单元来对各部分电路进行识图。
(1/2)帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统电路(1)


    帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统电路以发动机电子控制单元J220为核心,以空气流量和发动机转速为基础,用以对喷油器N30~N33与N80、N156和N205、点火电子线圈N 1~N4等执行元件进行控制,以使各种工况下发动机均处于最佳混合气燃烧状态及点火时刻。
    帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统电路主要由空气进给系统、燃油供给系统、点火系统和电子控制单元J220电路等构成。

    1.空气进给系统
    帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机空气进给系统主要是由空气滤清器、节气门位置传感器G69、空气流量传感器G70、节气门控制组件J338、进气温度传感器G42、进气歧管转换阀N156等构成的。
    正常工作时,发动机的进气量受电控单元J220的控制,并根据进气温度传感器G42的信号对进气量进行修正,并控制进气系统对进入的空气温度进行调整。
    2.燃油供给系统
    帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机燃油供给系统主要由燃油箱、燃油泵、燃油滤清器、燃油压力调节器、燃油总管、喷油器等组成。
    正常工作时,燃油泵进入工作状态,从燃油箱内将燃油泵出,然后经燃油滤清器、燃油总管,提供给发动机各缸喷油器。
    喷油器的喷油量(实际上是喷油持续时间)受电控单元J220输出信号的控制,而J220是根据发动机各种工况时传感器提供的信息,输出相应的指令使燃油适量。燃油压力调节器用来对燃油系统中的油压进行调整。当系统中的油压升高时,燃油压力调节器会将多余的燃油进行调节,使其返回燃油箱。
    3.点火系统
  帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机的点火系统采用无分电器微电脑控制点火方式,是一种由四个点火线圈同时为发动机点火,受发动机电控单元J220控制的点火系统。该系统主要由反映发动机工况和转速的各种传感器,J220内部的点火驱动控制部分(点火电路),点火线圈N1 (1缸点火线圈)、N2 (2缸点火线圈)、N3 (3缸点火线圈)、N4 (4缸点火线圈)及火花塞Q等组成。用于适时地控制点火线圈产生高压电,使火花塞跳火点燃混合气,使发动机做功驱动车辆行驶。

    (三)ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统控制单元J220的功能特点
    帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统电控单元ECU在电路中的字母代号为J220,其主要功能是控制喷油量、空燃比及排放的有害物;控制凸轮轴调整电磁阀、控制二次空气进气阀;控制点火时刻和点火能量、消除爆震,达到各种工况下的最佳点火提前角,控制电子油门电动机以改变节气门在不同工况下的开度;控制活性炭罐电磁阀、控制进气歧管转换阀;控制怠速稳定运转;控制燃油泵继电器以控制燃油泵和点火线圈初级电流;用于向仪表盘电控单元发送相关信息,采用局域网络与自动变速器、驱动防滑、防抱死制动、全自动空调系统进行信息共享,可以进行故障自诊断。
    为了便于围绕电控单元ECU进行识图,表3列出了J220各引脚功能说明与相关数据,供识图时参考。
帕萨特日5系列轿车ANQ、AWL型发动机J220电控单元<a target=ECU主要引脚功能及检修数据" src="/article/UploadPic/2014-2/20142279441721160.jpg" border="0" onload="return imgresize(this);" style="cursor:pointer;" onclick="javascript:window.open(this.src);"/>

    (四)ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统的工作原理
    帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统在工作时,电控单元J220依据发动机各种传感器送来的信号进行燃油喷射控制、点火控制、燃油蒸发回收控制、空调显示控制等。电控单元J220还具有故障自诊断功能和各种保护电路。故障自诊断系统用于监测系统的工作,并将检测到的故障以代码的形式存储起来,供故障检修时调用。
    1.电控单元J220的供电与搭铁电路
    电控单元J220是通过一只80引脚插接件T80与外电路连接的,T80的①脚(采用T80/1形式表示,斜线后面的数字就表示引脚号,为了方便介绍,这里省略数字引脚前面的“T80/”不写,仅以引脚号来说明,以下均同,)与③脚均为供电电压输入端,但两者供电路线不同。③脚供电直接取自蓄电池的正极端,在停车或发动机熄火状态下均有电,用于防止J220内微电脑存储器存储的信息丢失。
    ①脚供电取自点火开关输出端,该路供电受点火开关的控制,只有当点火开关相应挡位接通时,①脚才会有电压输入。
    电控单元J220的②脚为搭铁端,也就是接地端,由于该端脚与蓄电池的负极相连接,故当该引脚出现虚焊或脱焊后,电控单元J220就会断电不能正常工作。
    2.冷却液传感器电路
    如图1 (1/2)所示,发动机冷却液传感器G62又称为冷却水温度传感器,简称水温传感器,其连接在电控单元J220的53端脚与67端脚之间。该传感器是由负温度系数的热敏电阻器组成的,安装在发动机出水室内,用于检测发动机冷却水的温度,并将温度信号转换为电信号后输送到J220的53脚。发动机电控单元J220根据该信号对喷油量和点火提前进行修正。
    3.进气温度传感器电路
    如图1 (1/2)所示,进气温度传感器连接在电控单元J220的54引脚与67端脚之间。该传感器也是由负温度系数的热敏电阻器组成,用于检测进气的温度。与有关系统配合可以测量进入发动机汽缸的空气量和温度。发动机电控单元J220根据进气温度传感器检测到的进气温度来修正喷油器的喷油量(实际上是修正喷油持续时间),使发动机自动适应外部环境(寒冷、高温、高原、平原等)的变化。
    4.节气门控制单元电路
    如图1 (1/2)所示,节气门控制单元电路J338(节气门体)内有4个器件V60、G68、G69、F60,其中:
      (1)怠速控制电动机V60
    V60为怠速控制电动机,通过J338的T8h/① (M+)与T8h/ 20 (M-)脚与发动机电控单元J220的66脚与59脚相连接,受J220的66脚与59脚输出驱动信号的控制,通过控制怠速时节气门的开度,以实现对发动机怠速的控制。

      (2)节气门角度传感器G68、G69
    节气门角度传感器G68通过J338的T8h/⑤脚与发动机电控单元J220的75脚相连接,G69通过J338的T8h/④脚与发动机电控单元J220的62脚相连接。这两种传感器均是一种电阻方式的传感器,用于将节气门开度的大小转换为电压信号传送给电控单元J220。发动机电控单元J220根据该信号判别发动机的工作状态,并根据发动机的不同工作状态对混合气浓度的需求来控制喷油量。
    5.凸轮轴位置传感器电路
    如图1 (2/2)所示,凸轮轴位置传感器G40属于霍尔检测方式,连接在发动机电控单元J220的76、62、67脚上,J220的76脚为凸轮轴位置传感器G40检测信号输入端,该信号用于决定或校正发动机的点火正时和喷油正时。
    6.氧传感器及其加热电路
    帕萨特B5系列轿车ANQ (1.8T)与AWL (1.8T)型发动机电控燃油喷射系统的氧传感器G39,属于加热型氧化错式传感器,用于检测排放浓度,以对发动机的喷油量进行校正,以满足汽车排放的要求。
    氧传感器G39的两端连接在发动机电控单元J220的25脚与26脚之间,氧传感器加热电阻器的一端与发动机电控单元J220的27脚相连接,另一端通过S229熔断器、燃油泵继电器J17继电器常开触点与蓄电池相连接,只有当J17的这组常开触点闭合接通后,氧传感器加热器的端脚上才有供电加上,但是否工作则受电控单元J220的27脚输出信号的控制,当输出电压为低电平时,加热器的电流通路才会形成而工作。
    7.空气流量计电路
    如图1(2/2)所示,热膜式空气流量计G70的两根信号线连接在发动机电控单元J220的13与14脚上,公共端连接在J220的12脚上,热膜式空气流量计G70的供电取自S229下端,与氧传感器的加热电阻器供电同取一路。用于对空气流量进行检测,配合有关电路对发动机的状态进行最佳控制。
    8.进气歧管转换电路
    如图1 (1/2)所示,进气歧管转换阀N156线圈的电阻值在25~35Ω之间,其一端连接在发动机电控单元J220的64引脚上,另一端为供电输入端,供电取自S229下端,与氧传感器的加热电阻器供电同取一路。进气歧管转换阀N156受J220的64引脚输出信号的控制,当64脚为低电平时,进气歧管转换阀N156电流通路就会形成而工作。
    进气歧管转换阀N156用于控制一个膜片盒的动作,以改变进气歧管的长度。当发动机低速时,进气歧管转换阀N156关闭,使进气道变长,产生一种谐波效应提高体积效率和低速转矩;当发动机达到某一高转速时,进气歧管转换阀N156受电控单元J220输出信号的控制打开,使进气歧管变短,达到高速时的大转矩。
    9.凸轮轴调整电磁阀电路
    如图1 (1/2)所示,凸轮轴调整电磁阀N205又称为可变配气相位调整阀,其上端供电取自S229下端,与氧传感器的加热电阻器供电同取一路;另一端与电控单元J220的55脚相连接,当该脚为低电平时,凸轮轴调整电磁阀N205才会工作。当发动机低转速时,电磁阀使节气门提前打开,提前关闭,进气门延迟角减小,以防止新鲜混合气被压出汽缸外;当发动机高转速时,电磁阀使节气门延迟打开,延迟关闭,可以充分利用气流惯性提高充气系数,加大高速时发动机的最大功率。但在上述调整中,进气门打开的延续角不会改变。
    10.活性炭罐电磁阀电路
    如图1 (1/2)所示,活性炭罐电磁阀N80线圈的电阻值在20~30Ω之间,其上端供电取自S229下端,与氧传感器的加热电阻器供电同取一路;另一端与电控单元J220的15脚相连接,当该脚为低电平(内部开关功率管导通后搭铁)时,活性炭罐电磁阀N80才会工作。
    活性炭罐电磁阀N80连接在活性炭罐与进气管之间,受电控单元J220 15脚输出信的控制以实现其通电的占空比,进而将活性炭罐中的汽油蒸汽经进气管抽入到发动机汽缸之中。
    11.燃油控制电路
    燃油控制主要由电控单元J220的④脚及燃油泵、燃油泵继电器J17与燃油泵G6等组成。相关电路见图1 (1/2)所示。从该图可以看出,J17继电器线圈上部接头19/15与点火开关输出的15号线相连接,下部接头16/S与电控单元J220的④脚相连接。J17有三组常开触点,为了增大输出电流,采用了两组触点并联使用,经其下部的23/87F接头为燃油泵和氧传感器等系统提供供电,另有一组触点经20/87a接通输出供喷油器电路使用。J17触点上部接头17/30与蓄电池的常通电路相连接。燃油泵G6的上端通过一只S228 (20A)熔断器就连接在23/87F接头端,下端搭铁。
    由此可见,燃油泵G6的状态受电控单元J220④脚输出信号的控制。该脚在点火开关接通后在电控单元J220内部搭铁2s,使燃油泵、燃油泵继电器J17触点吸合2s,燃油泵供油准备启动;如果有转速信号输入到J220内部后,表示曲轴转动则继续进入正常的供油状态;如无转速信号输入到J220内部时,则电控单元J220内部断开搭铁,使J17触点也断开。也就是说,当电控单元J220④脚输出低电平时,J17继电器线圈就会得电吸合,其触点闭合后就接通了燃油泵的供电通路,使燃油泵工作向汽油喷射系统供给一定压力的燃油。
    12.喷油器电路
    如图1 (1/2)所示,电控单元J220的73脚、80脚、58脚、65脚内部电路各连接一只末级功率开关管,受中央微处理器的控制,外部各接一只喷油器 N30、N31、N32、N33。这4只喷油器的上端连接在一起通过S234熔断器与燃油泵继电器J17相连接以获得供电。这样,只要电控单元J220的73脚、80脚、58脚、65脚中的某一引脚输出为低电平时,与该脚相连接的喷油器就会得电工作进行喷油,将一定量的燃油喷入各汽缸的进气道。
    13.点火系统电路
    如图1 (1/2)所示,点火系统中的四只点火线圈N1、N2、N3、N4初级(一次绕组)的一端(①脚)连接在一起通过5232 (20A)熔断器连接在点火开关D的15号线触点输出端,只有当点火开关D触点闭合后,点火线圈才会获得供电电压;另一端(②脚)分别连接在各自驱动开关管的集电极上,而这三只开关管的基极分别与发动机电控单元J220的70、78、77引脚相连接;四只点火线圈次级(二次绕组)分别与4只火花塞一端相连接,4只火花塞的另一端搭铁,只有当电控单元J220发出点火信号时,点火线圈的次级才会产生高压电,使火花塞跳火点燃混合气。四只点火线圈N1、N2、N3、N4的②脚连接在一起搭铁。
    14.爆震传感器电路
    如图1(1/2)所示,爆震传感器G61与G66的一端连接在一起与发动机电控单元J220的67脚相连接,G61的另一引脚信号输出端与J220的68脚相连接;G“的另一引脚信号输出端与J220的60脚相连接。这两只爆震传感器用于检测发动机是否产生爆震,并通过发动机控制单元J220对爆震进行控制。

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