摘要:以桑塔纳2000GLi型轿车喷油系统故障为例,在深入分析喷油系统工作原理的基础上,提出发动机ECU检修的思路,从而确定了产生故障的原因是喷油芯片30373损坏。
桑塔纳2000GLi型轿车采用AFE电子控制燃油喷射式发动机,该发动机采用BOSCH公司先进的电子控制燃油喷射系统,其形式为D型集中控制式,是电子控制多点燃油顺序喷射系统,将点火系统与燃油喷射系统复合在一起。图1是桑塔纳2000GLi轿车发动机电控系统控制电路。
当发动机电子控制系统出现故障时,传感器、执行器、ECU、传感器与ECU之间的线路、执行器与ECU之间的线路,可以用汽车故障诊断仪或解码器读取故障码。
1 故障现象
一辆2003年3月份上海大众公司生产的桑塔纳2000GLi型轿车,行驶里程为156 455 km。当点火开关打至起动档时,起动机能带动发动机转动,但发动机不能发动,且无着车征兆。维修时间为2013年10月。
2 检测及故障分析
根据故障现象分析,故障产生原因在燃油控制系统、点火系统或者ECU上。
燃油箱中的汽油由燃油泵吸出来,燃油泵产生一定的压力后克服燃油滤清器的阻力送到喷油器,通过喷油器喷到进气管。燃油泵是电动燃油泵,燃油泵电路由燃油泵继电器控制。燃油泵继电器触点通过的电流控制4个喷油器和燃油泵。
接通点火开关时,有电动燃油泵工作时的声音,起动机正常工作,但发动机发动不着,说明电动燃油泵的供电电路是正常的。拆下火花塞上的高压分线,在缸体上插上备用火花塞,接通点火开关至起动档,试火有跳火,说明点火系统电路工作正常。用大众专用解码器V.A.G1551读取故障码时,解码器显示屏上显示01249、01250、01251、01252故障码,说明1、2、3、4缸喷油器线路、喷油器本身或者ECU有故障。
2.1燃油系统的电路原理
图2为喷油系统部分电路图。当点火开关接通时,ECU内部电源芯片30358开始提供5V电压,中央处理器B58468读取程序存储器27C512,初始化程序数据存储器24002给怠速控制阀及油泵继电器信号,使其处于待点火状态。中央处理器B58468同时还能收到来自各传感器的参数。此时凸轮轴位置(霍尔)传感器通过1/O接口(30311)给中央处理器B58468点火信号,中央处理器B58468发出“点火”,“喷油”指令,点火线圈和喷油器相应工作,发动机在ECU的控制下起动。
与喷油控制相关的传感器有凸轮轴位置传感器、进气压力传感器、进气温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器和氧传感器等。
来自ECU插脚49号脚的凸轮轴位置信号送至信号放大器30311的3号脚,信号经信号放大器30311整形并放大后,由信号放大器30311的1号脚输出送至中央处理器B58468的36号脚,中央处理器根据凸轮轴位置信号来判断喷油的时刻。
来自ECU插脚7号脚的进气压力信号、44号脚的进气温度信号、45号脚的冷却液温度信号、53号脚的节气门位置信号,分别连接到中央处理器B58468的20号脚、18号脚、17号脚和16号脚,中央处理器将这4路模拟信号经A/D转换器转换成数字信号。
中央处理器根据凸轮轴位置信号、进气压力信号和进气温度信号,计算单次循环进入气缸的空气质量,并作为计算喷油脉宽的基本量。中央处理器B58468根据节气门位置信号和冷却液温度信号,对喷油脉宽信号进行必要的修正。
来自ECU插脚28号脚的氧传感器信号加到信号放大器30311的6号脚和11号脚,经信号放大器30311放大处理后,从10号脚输出至中央处理器B58468的15号脚,由中央处理器B58468内部A/D转换器转换成数字信号。在闭环控制过程中,中央处理器根据氧传感器信号的大小,对混合器的浓度进行调整反馈修正(改变喷油脉宽),使空燃比始终处于理论空燃比(1:14.7)的附近,从而使安装在排气管上的三元催化转化装置工作在良好状态。
中央处理器B58468是通过喷油芯片30373对喷油器进行控制的。中央处理器计算好喷油脉宽后,通过中央处理器的1、2、3、5号脚输出喷油驱动脉冲信号到喷油芯片30373的15、14、2、1号脚。经喷油模块30373放大后,由13、11、5、3号脚输出到ECU插脚17、16、35、34号脚,送至1、2、3、4缸喷油器。中央处理器B58468的23号脚与喷油芯片30373的6号脚相连,为喷油反馈信号。如果某一缸的喷油器发生故障,喷油芯片30373则将此故障信号通过6号脚发送给中央处理器B58468的23号脚,从而触发中央处理器的中断服务程序,显示喷油器故障代码。
燃油泵继电器电磁线圈的工作电路为:电源+→红色导线→总熔断丝S127(80 A)→红色导线→中央线路板Ps端子→30号线路→中央线路板P2端子→红色导线→点火开关30接线柱→点火开关II或III档→点火开关15接线柱→黑色导线→中央线路板A8端子→中央线路板15号线路→燃油泵继电器86→85端子→中央线路板D13端子→红/蓝色导线→ECU插脚3号脚→驱动放大器TLE4226G的16号脚→3号脚→中央处理器B58468的67号脚→37号脚→ECU插脚24号脚→棕色导线→搭铁→电源-。燃油泵继电器电磁线圈通电产生电磁吸力,使继电器触点闭合,为燃油泵和喷油器的工作做好准备。
喷油器控制电路为:电源+→红色导线→总熔断丝S127(80A)→红色导线→中央线路板P5端子→30号线路→燃油泵继电器30号端子→87端子→中央线路板N端子→黄/蓝色导线→1、2、3、4号喷油器的1号端子→2号端子→灰色导线→ECU插脚17号脚(1缸喷油器)、16号脚(2缸喷油器)、35号脚(3缸喷油器)、34号脚(4缸喷油器)→喷油芯片30373的13号端子(1缸喷油器)、11号端子(2缸喷油器)、5号端子(3缸喷油器)、3号端子(4缸喷油器)→6号端子→中央处理器B58468的23号端子→37号端子→ECU插脚24号脚→棕色导线→搭铁→电源-。
此时喷油器触发电路的电流走向为:电源+→红色导线→总熔断丝S127(80A)→红色导线→中央线路板P5端子→30号线路→中央线路板P2端子→红色导线→点火开关接线柱30→点火开关II或III档→点火开关接线柱15→黑色导线→中央线路板A8端子→中央线路板15号线路→中央线路板D15端子→红/黑色导线→ECU插脚27号脚→电源芯片30358的10号脚→11号脚(电源芯片30358将12V电压根据传感器和中央处理器的需要变为2V、5V、9V电压)→15号脚→中央处理器B58468的84号脚→中央处理器。
中央处理器B58468根据凸轮轴位置传感器输入的发动机转速信号、进气压力传感器输入的进气量信号、冷却液温度传感器输入的冷却液温度、进气温度传感器输入的进气温度、节气门的开度、点火开关的档位等计算出喷油延时时间,从中央处理器B58468的5、3、2、1号端子输出控制信号至喷油芯片30373的1、2、15、14号端子,控制信号根据发动机的工作顺序依次接通和断开各个喷油器控制电路。