108108108108108108 M7管理系統 L3轎車維修手冊M7管理系統目錄-1前 言-3第一章 電噴系統維修須知-4第一節 一般維修須知-4第二節 維修過程注意事項-4第四節 手冊中出現的縮略詞注釋-7第二章 M7系統介紹-8第一節 系統基本原理-811、系統概述-812、扭矩結構-10第二節 控制信號-11第三節 系統功能介紹-1131、起動控制-1132、暖機和三元催化器的加熱控制-1233、加速/減速和倒拖斷油控制-1234、怠速控制-1235、l閉環控制-1236、蒸發排放控制-1337、爆震控制-1341、故障信息記錄-1342、三種故障等級-1343、故障燈的控制策略-1444、四種故障類型-1445、診斷儀連接-1546、通過閃爍碼讀取故障信息-16第五節 項目相關問題說明-16第三章 M7系統零部件結構、原理及故障分析-17第一節 進氣壓力溫度傳感器-1711、安裝位置-1712、工作原理-1713、技術特性參數-1814、安裝注意事項-1915、故障現象及判斷方法-19第二節 節氣門位置傳感器-2021、安裝位置-2122、工作原理-2123、技術特性參數-2124、安裝注意事項-2125、故障現象及判斷方法-21第三節 冷卻液溫度傳感器-2231、安裝位置-2232、工作原理-2233、技術特性參數-2334、安裝注意事項-2335、故障現象及判斷方法-23第四節 爆震傳感器-2341、安裝位置-2442、工作原理-2443、技術特性參數-2544、安裝注意事項-2545、故障現象及判斷方法-25第五節 氧傳感器-2651、安裝位置-2752、工作原理-2753、技術特性參數-2754、安裝注意事項-2955、故障現象及判斷方法-29第六節 轉速傳感器-3061、安裝位置-3162、工作原理-3163、技術特性參數-3164、安裝注意事項-3265、故障現象及判斷方法-33第七節 相位傳感器-3371、安裝位置-3472、工作原理-3473、技術特性參數-3574、安裝注意事項-3675、故障現象及判斷方法-36第八節 電子控制器單元-3781、安裝位置-3882、工作原理-3883、技術特性參數-3984、安裝注意事項-4085、故障現象及判斷方法-40第九節 電動燃油泵EKP13.6型-4191、安裝位置-4192、工作原理-4193、技術特性參數-4294、安裝注意事項-4295、故障現象及判斷方法-43第十節 電磁噴油器-44101、安裝位置-45102、工作原理-45104、安裝注意事項-46105、故障現象及判斷方法-46第十一節 怠速執行器步進電機-47111、安裝位置-47112、工作原理-47113、技術特性參數-48114、故障現象及判斷方法-48第十二節 雙火花點火線圈-49121、安裝位置-49122、工作原理-49123、技術特性參數-50124、故障現象及判斷方法-50第十三節 碳罐控制閥-50131、安裝位置-51132、工作原理-51133、技術特性參數-52134、安裝注意事項-52135、故障現象及判斷方法-52第十四節 燃油壓力調節器-53141、安裝位置-53142、工作原理-53143、技術特性參數-54144、安裝注意事項-54145、故障現象及判斷方法-54第十五節 鋼制燃油分配管總成-55151、安裝位置-55152、工作原理-55153、技術特性參數-55154、安裝注意事項-55155、故障現象及判斷方法-55第五章 M7系統根據故障現象進行檢修的診斷流程-73第六章 M7系統診斷儀使用說明-86第七章 附件-105第一節 零部件安裝力/力矩規范表格-105第二節 電噴系統保養規程-1052.1 家庭用車-1052.2 出租用車-106第三節 故障碼（PCODE）清單-108-108前 言隨著我國國民經濟的發展，汽車保有量不斷增加，環保法規也在不斷地嚴格化。國家從2000年7月1日起對新生產的轎車執行歐洲排放法規。最近，國家環保局又通知從2001年9月1日起不準化油器發動機的轎車和輕型車上牌。同時，對3.5噸以下的貨車也即將執行歐洲排放法規。事實上，許多汽車公司的產品開發已經不是以歐洲而是以歐洲排放法規為目標。北京申辦2008年奧運會的成功更使我國的汽車排放控制事業得到了進一步的推動。由于閉環控制的汽油定量技術跟三效催化轉化器相結合有可能將汽車排放的有毒物質減少92%以上，所以用電子控制汽油噴射技術取代化油器已經成為不可逆轉的發展趨勢。這表明，在中國汽車行業中，化油器發動機的時代已經結束，電子控制汽油噴射發動機的時代已經開始。聯合汽車電子有限公司作為國內最大、最有影響的汽車發動機電子控制汽油噴射系統的供應商，從1996年開始向國內各大汽車公司提供從德國BOSCH公司引進的MOTRONIC系列電噴系統及其零部件。所謂MOTRONIC，是一種商品名，并不具備特定的含義。不過，MOTRONIC系統確實具有一定的技術特點，這就是，發動機的燃油定量電子控制和點火正時電子控制系統合二為一，原來分開的兩個系統共享一套傳感器、電子控制單元和電源裝置。不言而喻，MOTRONIC系統都具備點火正時電子控制功能。這使得發動機的性能有了明顯的改善。MOTRONIC系統跟其它電子控制汽油噴射系統一樣，一方面可以大幅度地降低汽車排放，另一方面也給只熟悉傳統化油器發動機的維修人員在發動機維修的時候帶來了困難。汽車維修人員對化油器發動機覺得看得見、摸得到。但是，電子控制汽油噴射發動機中不見了人們原先熟悉的一些機械元件，代之以各種電子元件。原先，維修人員甚至駕駛人員有可能自行調整化油器或分電器；但是，現在數據儲存在計算機芯片里，一般維修人員并不能通過電子儀器對數據進行修改來排除故障。系統的電子元件出了故障，從外表上未必看得出來，往往要利用各種儀器進行測試才能夠識別。所以維修人員在對電子控制汽油噴射發動機進行維修時往往感到無從下手。根據這種現實狀況，我們編寫了本維修手冊，希望在兩個方面發揮作用：一方面，幫助發動機廠或整車廠的工程師們更深入地了解發動機電子控制系統；另一方面，幫助各地維修人員修理電子控制汽油噴射發動機。本手冊首先介紹電子控制汽油噴射系統的組成和工作原理。接著詳細地介紹系統各個零部件的構造和性能。一般來說，在對電子控制汽油噴射系統進行維修的過程中，故障診斷儀是必不可少的工具。故障診斷儀能夠把儲存在ECU中的故障信息記錄調出來。為了幫助讀者深入理解每一種故障碼的真正含義，本手冊列出了ECU設置各種故障信息記錄的條件。但是，許多故障卻并非根據故障信息記錄就可以直接確定的，而是需要進行一系列的分析才能找到真正的故障所在。所以，本手冊用相當多的篇幅描述如何根據故障信息記錄來找出真正的故障。由于電子控制元件的存在，給發動機的故障原因賦予了新的內容。換言之，同一種發動機故障既可能由于機械原因，也可能由于電子元件的原因引起。而且，發動機的實際故障并不是僅僅利用故障診斷儀就能夠診斷的。因此，本手冊也從發動機的癥狀出發，聯系電子控制系統來查找故障所在。第一章 電噴系統維修須知 第一節 一般維修須知l 只允許使用數字萬用表對電噴系統進行檢查工作。l 維修作業請使用正品零部件，否則無法保證電噴系統的正常工作。l 維修過程中，只能使用無鉛汽油。l 請遵守規范的維修診斷流程進行維修作業。l 維修過程中禁止對電噴系統的零部件進行分解拆卸作業。l 維修過程中，拿電子元件（電子控制單元、傳感器等）時，要非常小心，不能讓它們掉到地上。l 樹立環境保護意識，對維修過程中產生的廢棄物進行有效地處理。第二節 維修過程注意事項2.1. 不要隨意將電噴系統的任何零部件或其接插件從其安裝位置上拆下，以免意外損壞或水份、油污等異物進入接插件內，影響電噴系統的正常工作。2.2. 當斷開和接上接插件時，一定要將點火開關置于關閉位置，否則會損壞電器元件。2.3. 在進行故障的熱態工況模擬和其它有可能使溫度上升的維修作業時，決不要使電子控制單元的溫度超過80。2.4. 電噴系統的供油壓力較高（350kPa左右），所有燃油管路都是采用耐高壓燃油管。即使發動機沒有運轉，油路中也保持較高的燃油壓力。所以在維修過程中要注意不要輕易拆卸油管，在需對燃油系統進行維修的場合時，拆卸油管前應對燃油系統進行泄壓處理，泄壓方法如下: 起動發動機使其怠速運轉，連接診斷儀，進入“執行器測試”關閉燃油泵，直到發動機自行熄滅。油管的拆卸和燃油濾清器的更換應在通風良好的地方由專業維修人員進行。2.5. 從燃油箱中取下電動燃油泵時不要給油泵通電，以免產生電火花，引起火災。2.6. 燃油泵不允許在干態下或水里進行運轉試驗，否則會縮減其使用壽命，另外燃油泵的正負極切不可接反。2.7. 對點火系統進行檢查時，只有在必要的時候才進行跳火花檢測，并且時間要盡可能短，檢測時不能打開節氣門，否則會導致大量未燃燒的汽油進入排氣管，損壞三元催化器。2.8. 由于怠速的調節完全由電噴系統完成，不需要人工調節。節氣門體的油門限位螺釘在生產廠家出廠時已調好，不允許用戶隨意改變其初始位置。2.9. 連接蓄電池時蓄電池的正負極不能接錯，以免損壞電子元件，本系統采用負極搭鐵。2.10.發動機運轉時，不允許拆卸蓄電池電纜。2.11.在汽車上實施電焊前，必須將蓄電池正極、負極電纜線及電子控制單元拆卸下來。2.12.不要用刺穿導線表皮的方法來檢測零部件輸入輸出的電信號。第三節 維修工具一覽工具名稱：電噴系統診斷儀功能： 讀取/清除電噴系統故障碼，觀察數據流，零部件動作測試等。工具名稱：電噴系統轉接器功能： 檢查電子控制單元每一針腳的電信號，檢查線路的情況等。工具名稱：點火正時燈功能： 檢查發動機點火正時等。工具名稱：數字萬用表功能： 檢查電噴系統中的電壓、電流、電阻等特征參數。工具名稱：真空表功能： 檢查進氣歧管中壓力情況。工具名稱：氣缸壓力表功能： 檢查各個氣缸的缸壓情況。工具名稱：燃油壓力表功能： 檢查燃油系統的壓力情況，判定燃油系統中燃油泵及燃油壓力調節器的工作情況。工具名稱：尾氣分析儀功能： 檢查車輛尾氣排放情況，有助于對電噴系統的故障判斷。工具名稱：噴油器清洗分析儀功能： 可對噴油器進行清洗分析作業。第四節 手冊中出現的縮略詞注釋DG轉速傳感器DKG節氣門位置傳感器DLA怠速調節器/步進電機DR燃油壓力調節器DS-S-TF進氣壓力溫度傳感器ECU電子控制單元（俗稱：電腦）EKP燃油泵EMS發動機管理系統EWD怠速調節器/旋轉滑閥EV噴油器LSH加熱型氧傳感器KS爆震傳感器KSZ燃油分配管總成KVS燃油分配管PG相位傳感器ROV帶分電器的點火系統RUV不帶分電器的點火系統TEE油泵支架總成TEV碳罐控制閥TF-W冷卻液溫度傳感器ZSK點火線圈第二章 M7系統介紹第一節 系統基本原理11系統概述：M7-Motronic發動機管理系統發動機管理系統通常主要由傳感器、微處理器（ECU）、執行器三個部分組成，對發動機工作時的吸入空氣量、噴油量和點火提前角進行控制。基本結構如圖2.1所示。診斷診斷傳感器ECU執行器發動機圖2.1 發動機電控系統的組成在發動機電控系統中，傳感器作為輸入部分，用于測量各種物理信號（溫度、壓力等），并將其轉化為相應的電信號；ECU的作用是接受傳感器的輸入信號，并按設定的程序進行計算處理，產生相應的控制信號輸出到功率驅動電路，功率驅動電路通過驅動各個執行器執行不同的動作，使發動機按照既定的控制策略進行運轉；同時ECU的故障診斷系統對系統中各部件或控制功能進行監控，一旦探測到故障并確認后，則存儲故障碼，調用“跛行回家”功能，當探測到故障被消除，則正常值恢復使用。M7發動機電子控制管理系統的最大特點是采用基于扭矩的控制策略。扭矩為主控制策略的主要目的是把大量各不相同的控制目標聯系在一起。這是根據發動機和車輛型號來靈活選擇把各種功能集成在ECU的不同變型中的唯一方法。M7發動機電控系統結構如圖2.2所示。圖2.2 M7發動機電控系統結構圖M7發動機電控系統的基本組件有：電子控制器（ECU）怠速調節器空氣質量流量計（視項目而定）噴油器進氣壓力/溫度傳感器（視項目而定）電子燃油泵冷卻液溫度傳感器燃油壓力調節器節氣門位置傳感器油泵支架相位傳感器燃油分配管轉速傳感器碳罐控制閥爆震傳感器點火線圈氧傳感器M7-Motronic發動機管理系統是一個電子操縱的汽油機控制系統，它提供許多有關操作者和車輛或設備方面的控制特性，系統采用開環和閉環（反饋）控制相結合的方式，對發動機的運行提供各種控制信號。系統的主要功能有：1.1.1. 應用物理模型的發動機的基本管理功能 以扭矩為基礎的系統結構 由進氣壓力傳感器/空氣流量傳感 器確定氣缸負荷量 在靜態與動態狀況下改進了的混合氣控制功能 l閉環控制 燃油逐缸順序噴射 點火正時, 包括逐缸爆震控制 排放控制功能 催化器加熱 碳罐控制 怠速控制 跛行回家 通過增量系統進行速度傳感1.1.2. 附加功能 防盜器功能 扭矩與外部系統（如傳動機構或車輛動態控制)的聯接 對幾種發動機零部件的控制 提供給匹配, EOL-編程工具與維修工具的界面1.1.3. 在線診斷 OBD II 完成一系列OBD II 功能 用于診斷功能的管理系統12扭矩結構：基于扭矩控制的M7系統在M7以扭矩為主的發動機管理系統中，發動機的所有內部需求和外部需求都用發動機的扭矩或效率要求來定義，如圖2.3所示。通過將發動機的各種需求轉化為扭矩或效率的控制變量，然后這些變量首先在中央扭矩需求協調器模塊中進行處理。M7系統可將這些相互矛盾的要求按優先順序排列，執行最重要的一個要求，通過扭矩轉化模塊得到所需的噴油時間、點火正時等發動機控制參數。該控制變量的執行對其它變量沒有影響。這就是以扭矩為主控制系統的優點。同樣在進行發動機匹配時，由于基于扭矩控制系統具有的變量獨立性，在匹配發動機特性曲線和脈譜圖時只依靠發動機數據，與其它功能函數和變量沒有干涉，因此避免了重復標定，簡化了匹配過程，降低了匹配成本。圖2.3 M7以扭矩為基礎的系統結構和以往的M系列發動機電噴管理系統相比，M7系統的主要特點為： 新的以扭矩為變量的發動機功能結構，與其它系統最易兼容,可擴展性強； 新的模塊化的軟件結構和硬件結構,可移植性強； 基于模型的發動機基本特性圖，相互獨立，簡化了標定過程； 帶有相位傳感器，順序燃油噴射有助于改善排放； 系統集成防盜功能； 通過對各種扭矩要求的集中協調以改善駕駛性能； 16位中央處理器，24兆赫時鐘頻率，512k緩存； 系統可根據將來的需要, 如：今后的排放法規, OBDII, 電子節氣門等，進行擴充。第二節 控制信號：M7系統輸入/輸出信號M7系統中ECU的主要傳感器輸入信號包括:l 進氣壓力信號l 進氣溫度信號l 節氣門轉角信號l 冷卻液溫度信號l 發動機轉速信號l 相位信號l 爆震傳感器信號l 氧傳感器信號l 車速信號l 空調壓力信號以上信息進入ECU后經處理產生所需的執行器控制信號，這些信號在輸出驅動電路中被放大，并傳輸到各對應執行器中，這些控制信號包括：l 怠速調節器開度l 噴油正時和噴油持續時間l 油泵繼電器l 碳罐控制閥開度l 點火線圈閉合角和點火提前角l 空調壓縮機繼電器l 冷卻風扇繼電器第三節 系統功能介紹31起動控制在起動過程中，要采取特殊計算方法來控制充量、噴油和點火正時。該過程的開始階段，進氣歧管內的空氣是靜止的，進氣歧管內部壓力顯示為周圍大氣壓力。節氣門關閉，怠速調節器指定為一個根據起動溫度而定的固定參數。在相似的過程中，特定的“噴油正時”被指定為初始噴射脈沖。燃油噴射量根據發動機的溫度而變化，以促使進氣歧管和氣缸壁上的油膜的形成，因此，當發動機達到一定轉速前，要加濃混合氣。一旦發動機開始運行，系統立即開始減少起動加濃，直到起動工況結束時（600700min-1）完全取消起動加濃。在起動工況下點火角也不斷調整。隨著發動機溫度、進氣溫度和發動機轉速而變。32暖機和三元催化器的加熱控制發動機在低溫起動后，氣缸充量、燃油噴射和電子點火都被調整以補償發動機更高的扭矩要求；該過程繼續進行直到升到適當的溫度閾值。在該階段中，最重要的是三元催化器的快速加熱，因為迅速過渡到三元催化器開始工作可大大減少廢氣排放。在此工況下，采用適度推遲點火提前角的方法利用廢氣進行“三元催化器加熱”。33加速/減速和倒拖斷油控制噴射到進氣歧管中的燃油有一部分不會及時到達氣缸參加接著的燃燒過程。相反，它在進氣歧管壁上形成一層油膜。根據負荷的提高和噴油持續時間的延長，儲存在油膜中的燃油量會急劇增加。當節氣門開度增加，部分噴射的燃油被該油膜吸收。所以，必須噴射相應的補充燃油量對其補償并防止混合氣在加速時變稀。一旦負荷系數降低，進氣歧管壁上燃油膜中包含的附加燃油會重新釋放，那么在減速過程中，必須減少相應的噴射持續時間。倒拖或牽引工況指發動機在飛輪處提供的功率是負值的情況。在這種情況下，發動機的摩擦和泵氣損失可用來使車輛減速。當發動機處于倒拖或牽引工況時，噴油被切斷以減少燃油消耗和廢氣排放，更重要的是保護三元催化器。一旦轉速下降到怠速以上特定的恢復供油轉速時，噴油系統重新供油。實際上，ECU的程序中有一個恢復轉速的范圍。它們根據發動機溫度，發動機轉速動態變化等參數的變化而不同，并且通過計算防止轉速下降到規定的最低閾值。一旦噴射系統重新供油，系統開始使用初次噴射脈沖供給補充燃油，并在進氣歧管壁上重建油膜。恢復噴油后，扭矩為主的控制系統使發動機扭矩的增加緩慢而平穩（平緩過渡）。34怠速控制怠速時，發動機不提供扭矩給飛輪。為保證發動機在盡可能低的怠速下穩定運行，閉環怠速控制系統必須維持產生的扭矩與發動機“功率消耗”之間的平衡。怠速時需要產生一定的功率，以滿足各方面的負荷要求。它們包括來自發動機曲軸和配氣機構以及輔助部件，如水泵的內部摩擦。M7系統以扭矩為主控制策略依據閉環怠速控制來確定在任何工況下維持要求的怠速轉速所需的發動機輸出扭矩。該輸出扭矩隨著發動機轉速的降低而升高，隨發動機轉速的升高而降低。系統通過要求更大扭矩以響應新的“干擾因素”，如空調壓縮機的開停或自動變速器換檔。在發動機溫度較低時，為了補償更大的內部磨擦損失和/或維持更高的怠速轉速，也需要增加扭矩。所有這些輸出扭矩要求的總和被傳遞到扭矩協調器，扭矩協調器進行處理計算，得出相應的充量密度，混合氣成分和點火正時。35 l閉環控制三元催化器中的排氣后處理是降低廢氣中有害物質濃度的有效方法。三元催化器可降低碳氫（HC）,一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）達98%或更多，把它們轉化為水（H2O），二氧化碳（CO2）和氮（N2）。不過只有在發動機過量空氣系數l=1附近很狹窄的范圍內才能達到這樣高的效率，l閉環控制的目標就是保證混合氣濃度在此范圍內。l閉環控制系統只有配備氧傳感器才能起作用。氧傳感器在三元催化器側的位置監測廢氣中的氧含量，稀混合氣（l1）產生約100mV的傳感器電壓，濃混合氣（l1=混合氣過稀，l20kHz阻抗電阻1MW電容1200400pF其中電纜電容28060pF/m漏泄電阻（傳感器兩個輸出針腳之間的電阻）4.815%MW溫度引起的靈敏度變動-0.06mV/gK44安裝注意事項爆震傳感器的中間有孔，用一個M8的螺栓緊固在氣缸體上。對于鋁合金的氣缸體，采用30mm長的螺栓；對于鑄鐵的氣缸體，采用25mm長的螺栓。擰緊力矩205Nm。安裝位置應使傳感器容易接受到來自所有氣缸的振動信號。應當通過對發動機機體的模態分析來確定爆震傳感器的最佳安裝位置。注意不要讓各種液體如機油、冷卻液、制動液、水等長時間接觸到傳感器。安裝時不允許使用任何類型的墊圈。傳感器必須以其金屬面緊貼在氣缸體上。傳感器的信號電纜布線時應該注意，不要讓信號電纜發生共振，以免斷裂。必須避免在傳感器的1號和2號針腳之間接通高壓電，因為這樣一來可能會損壞壓電元件。45故障現象及判斷方法l 故障現象：加速不良等。l 一般故障原因：各